Gedämpftes Pendelneigungsmessgerät für Kraftwagen. Messgeräte sind bekannt, die unter der Wirkung der Schwerkraft den Winkel der Fahrbahn zur Horizontalen in Graden oder Prozenten anzeigen. Diese Instrumente haben, trotzdem sie richtig gedämpft sind, den grossen Nachteil, dass sie von der Be schleunigung oder Verzögerung des Fahr zeuges stark beeinflusst werden, wodurch die Genauigkeit der 3Zessung beeinträchtigt wird. So können zum Beispiel an derartigen Instrumenten beim kräftigen Bremsen des Kraftwagens auf horizontaler Strecke Zei gerausschläge entstehen, die ein Gefälle bis 20% anzeigen. Diesen Fehler könnte man durch entsprechend starke Dämpfung ver kleinern.
Bei gegebener Richtkraft und zu starker Dämpfung würde jedoch eine viel zu lange Zeit verstreichen, bis der kriechende Zeiger jeweils seine richtige Stellung ein- genommen hat. Aus dem Gesagten geht her vor, dass weder Instrumente mit hinreichen der Einstellgeschwindigkeit, noch solche mit. kriechendem Zeiger den Anforderungen der Praxis entsprechen können.
Es wurde auch schon der Vorschlag gemacht, bei mit Pen- del arbeitenden N eigungsmessgeräten eine von einem Hilfspendel gesteuerte Hemmvor richtung .für das Hauptpendel anzuwenden, die bei Geschwindigkeitsänderung durch das Hilfspendel in Tätigkeit gesetzt wird. Hilfs pendel arbeiten aber bekanntlich nicht zu verlässig und bewirken bei gewisser Schräg lage des Fahrzeuges unerwünschte Hem mung des Gerätes, ganz abgesehen davon, dass die Hemmung der Geschwindigkeits änderung stets nacheilt und daher eine mehr oder weniger grosse Fehlanzeige zulässt.
Zweck- der vorliegenden Erfindung ist nun, die fehlerhaften Ausschläge in den ge nannten Betriebsfällen völlig zu beseitigen.. Zu diesem Ende wird beim erfindungs- gemässen Neigungsmessgerät die Hemmvor richtung von wenigstens einem Steuerorgan zur gerbeiführung einer Geschwindigkeits änderung des Kraftwagens beherrscht, so dass sie bei Betätigung dieses Steuerorganes in Tätigkeit tritt:
Das hat zur Folge, dass die Hemmung des Pendels gegenüber der Geschwindigkeitsänderung des Wagens eine gewisse Voreilung hat, so dass das Pendel durch eine Geschwindigkeitsänderung nicht im geringsten beeinflusst und daher jede durch eine Geschwindigkeitsänderung ver anlasste Fehlanzeige vermieden wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist das mit Dämpfung und Hemmvorrichtung ver sehene Pendelneigungsmessgerät nach der Erfindung in einer beispielsweisen Ausfüh rungsform dargestellt.
Fig. 1 ist eine Ansicht des Messgerätes bei abgenommenem Gehäusedeckel; Fig. 2 ist ein Querschnitt vertikal durch die Drehachse des Pendels; Fig. 3 stellt eine von der Vergasersteuer stange betätigte Kontaktvorrichtung im Ver tikalschnitt und in einer Stirnansicht dar; Fig. 4 zeigt ein Schaltungsschema.
Es bezeichnet 1 das Gehäuse des Instru mentes und 2 einen im Gehäuse befestigten Rahmen, der zur Lagerung des Pendels dient. Dieses besitzt eine Achse 3, welche mit den beiden Lagerzapfen 4 einerseits im Rahmen 2 und anderseits in einem Quer balken 5 gelagert ist. Auf der Achse 3 ist die Hemmscheibe 8 mit dem dreiarmigen, respektive T-förmigen Hebel 7 und dem Zeiger 16 befestigt.
Am senkrechten Arm des Hebels 7 ist das Pendelgewicht 6 an gebracht und an beiden Seitenarmen des Hebels sind Zugstangen 14 angelenkt, die ebenfalls durch Gelenke mit je einem Dämp- fungskolben 13 aus Graphitkohlen verbun den sind. Die Dämpfungskolben sind je in einem Luftpumpenzylinder 12 geführt. Die beiden Zylinder 12 sind am Rahmen 2 fest gelötet. Zwischen den Zylindern 12 ist eine Hemmvorrichtung für das Pendel des Mess- gerätes angebracht.
Sie besitzt einen Elek tromagnet 9 mit der Magnetwicklung 18. Das eine Ende des Magnetankers 10 ist mit tels einer Blattfeder 11 am Magnetträger befestigt, während dessen anderes Ende ga belförmig ist und die Achse 3 umschliesst. Bei nicht erregtem Elektromagnet liegt der Anker 10, welcher durch die Blattfeder 11 gegen den Querbalken 5 gedrückt wird, an dem Balken an.
Eine auf der Rahmenrück seite befindliche Blattfeder 15 gestattet eine achsiale Verschiebung der Pendelachse 3 nach hinten (in Fig. 2 nach links), so dass beim Erregen des Elektromagnetes die Pen delachse durch den Anker 10 nach hinten verschoben wird, bis die Scheibe 8 am Rah men 2 anzuliegen kommt, worauf durch die Reibung zwischen der Hemmscheibe 8 und dem Rahmen 2 das Pendel gehemmt wird. Am Hebel 7 ist der Zeiger 16 angelötet, der am freien Ende vor einer Skala 17 recht winklig abgebogen ist.
Die Skala 17 ist von der Stirnseite des Gehäuses (rechts in Fig. 1) aus sichtbar und mit einer Teilung von einem Nullpunkt nach oben und unten in Prozen ten (oder Graden) zur Horizontalen ver sehen: Der Nullpunkt der Skala ist nach oben verlegt wegen der tiefen Lage des In strumentes zur Augenhöhe des Wagenfüh rers, zum Zwecke einer günstigeren Ablese möglichkeit.
Nach einer andern, nicht gezeichneten Ausführungsform des Messgerätes kann die Drehbewegung der Pendelachse 3 durch irgend .ein mechanisches Getriebe mit Über- setzung auf eine vertikal oder horizontal gelagerte Zeigerachse oder allenfalls Skala- trommel übertragen werden. Die Dämpfung des Pendels kann auch durch einen mit die sem in Bewegungsverbindung stehenden Teil oder durch eine Wirbelstrombremse er folgen.
Das Messgerät ist am Instrumentenbrett des Kraftwagens befestigt, wobei eine Vor richtung die Einstellung des Zeigers auf den Nullpunkt ermöglicht, die am besten auf horizontaler Fahrbahn vorgenommen wird.
Die in Fig. 3 beispielsweise dargestellte Kontaktvorrichtung im Stromkreis des Elek tromagnetes 9 besitzt eine Membrane 19 aus sehr dünnem Blech, die zur Erreichung gro sser Durchbiegungen zentrisch wellenförmig ausgeführt oder statt aus Eisen aus irgend einem andern Material sein kann und zwi schen zwei Metallringen 20 festgeschraubt ist, die durch Endplatten 22 und Tsolier- ringe 21 mittels Schrauben 25 zusammen gehalten werden,
durch welche die beiden Endplatten leitend miteinander verbunden sind. Im Mittelpunkt der Membrane sind beidseitig vorstehende Silberkontaktteile 23 befestigt, während die Gegenkontaktschrau- ben 24 in den Endplatten \?2 sitzen. . Es be zeichnet im weiteren 26 den Zylinder einer Luftpumpe mit der Kolbenstange 27 und daran befestigtem Kolben 27'. Der Zylinder 26 ist auf der linken Endplatte 22 unter Zwischenlage einer Isolierscheibe 28 durch Schrauben 29 befestigt.
Die Kolbenstange 27 ist nach Fig. 4 durch einen federnden Arm 31 mit der Vergasersteuerstange 34 ge kuppelt, die ihrerseits durch das nicht ge zeichnete Gaspedal betätigt wird. Kleine, in der Führungsscheibe der Kolbenstange wie in der rechten Endplatte 22 angebrachte Öffnungen 30 bezw. 30' sorgen für den Ein- und Austritt der atmosphärischen Luft vor den Kolben und rechts der Membrane 19.
Nach dem Schaltungsschema. in Fig. 4, bei welchem 35 die Lichtmaschine, 36 die Bat- terie, 3 7 die Masse des Kraftwagens, 38 den Selbstschalter, der die Lichtmaschine bei ge nügender Drehzahl mit der Batterie verbin det, und 18 die Wicklung des Elektromag netes mit Parallelwiderstand 39 zur Funken unterdrückung bezeichnet, ist die federnde Membrane 19 durch die Leitung 40 mit der Elektromagnetwicklung <B>1.8</B> verbunden,
wäh rend die festen Gegenkontaktschrauben 2-4 durch die Leitung 41 an die Lichtmaschine bezw. den Schalter 38 angeschlossen sind. Der Arm 31 ist als Feder durchgebildet, um ein zeitliches Nacheilen des Kolbens 27' gegenüber der Stange 34 zu bewirken. 32 ist das Pedal der Wagenbremse, das beim Niederdrücken die mit den Leitungen 40 und 41 verbundenen Bremskontakte 33 mit tels des Stückes 42 miteinander verbindet.
An Stelle der Membrankontaktvorrichtung kann auch irgend eine andere Vorrichtung verwendet werden, die beim Ändern der Kraftzufuhr zum Motor ein vorübergehen des, nacheilendes Hemmen des Pendels des Messgerätes bewirkt.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Ressgerätes mit den beiden Kontaktvorrich tungen ist nun wie folgt: Auf horizontaler Fahrbahn und bei ruhen dem Fahrzeug befindet sich der Zeiger 16 auf dem Nullpunkt der Skala. Beim Gas geben zwecks Beschleunigung des Wagens wird der Kolben 27' nach links in der Pfeil richtung nach Fig. 4 verschoben, wobei im Raum zwischen Membran 19 und Kolben 27' ein Unterdruck entsteht und infolge der Druckwirkung der atmosphärischen Luft auf der entgegengesetzten Seite der Mem brane 19 diese nach links durchgebogen wird und die linksseitigen Kontaktteile 23,
24 aneinandergebracht werden, bis ein Aus gleich der Druckverhältnisse zu beiden Sei ten der Membrane 19 stattgefunden hat. Die bei Kontaktschluss stromdurchflossene Wick- lung 18 des Elektromagnetes 9 bewirkt die Hemmung des Pendels und der mit ihm ver bundenen Teile. Der Wagen wird sich dabei bis zu einer der Vergaserstellung entspre chenden Geschwindigkeit beschleunigen.
Die Zeitdauer des Kontaktschlusses der Teile 23, 24 muss daher länger sein als die Zeitdauer, die der Wagenführer zum Gasgeben bis zu einer bestimmten Vergaserstellung aufge wendet hat, weil während der Beschleuni gungszeit- das Pendel gehemmt sein muss. Dies wird durch eine richtig bemessene Dich- tung des Kolbens 27' erreicht und auch durch den federnden Mitnehmerarm 31, der die Kolbenstange 27 mit der Vergaserstange 34 kuppelt.
Das Pendel und die mit ihm in Bewegungsverbindung stehenden Teile sind somit während der Anfahrt gehemmt, wenn. die Beschleunigung eine genügend grüsse ist.
Ist diese jedoch verhältnismässig klein, was bei ganz langsamem Anfahren vorkommt, so kommt der Stromschluss an den Kontakt teilen 23, 24 nicht mehr zustande, weil die Federkraft der Membrane grösser ist als die Druckdifferenz des atmosphärischen Luft druckes und des von ihm nur wenig ab weichenden Unterdruckse im Luftpumpen raum. Da jedoch bei kleiner Zunahme der Wagengeschwindigkeit das Pendel nur im geringen Masse beeinflusst wird, spielt der daraus allenfalls stammende kleine Messfeh- ler praktisch keine Rolle.
Die Membrankontaktvorrichtung spricht an, selbst wenn die Verstellung der Ver gaserstange stufenweise oder ruckweise er folgt, und bewirkt in diesen Perioden also eine Hemmung des Pendels.
Das für die Beschleunigung des Wagens Gesagte trifft sinngemäss auch bei der Ver zögerung zu. Wird der Kolben 27' (beim Gaswegnehmen) nach rechts verschoben, so entsteht im Raum zwischen Membrane 19 und Kolben<B>27'</B> ein Überdruck, der zur Kon taktbildung an den rechtseitigen Kontakt teilen 23, 24 führt.
Schon bei verhältnis- mässig kleinen Kolbenwegen und Kolben- geschwindigkeiten wird: der Kontakt her gestellt, und, wie bereits angedeutet, kann man bei entsprechender Dichtung des Kol bens erreichen, dass die Zeitdauer des Kon taktes grösser wird als die Zeitdauer, die zur Verstellung des Kolbens benötigt worden ist.
Unmittelbar auf das volle Gaswegneh- men folgt im allgemeinen die Bremsung des Wagens mittels der Fussbremse; das Instru ment ist deshalb schon beim Gaswegnehrnen gehemmt und bleibt gehemmt, solange das Bremspedal niedergedrückt ist, da dadurch der Bremskontakt geschlossen ist.
Erfolgt die Bremsung auf horizontaler Strasse, so zeigt das Instrument richtig an. Dasselbe trifft auch in der Steigung und im Gefälle zu, wenn keine wesentlichen Neigungsäude- E7zngen der Fahrbahn auftreten. Dies hat auch Gültigkeit beim Gasgeben und Gas wegnehmen.
Natürlich zeigt das Messgerät auch. richtig, wenn bei gleichbleibender Wa gengeschwindigkeit eine starke Änderung der Fahrbahnneigung (Steigung oder Ge fälle) auftreten sollte.
Dagegen können Messfehler vorkommen, wenn bei gehemiatem Pendel das Strassenniveau eine plötzliche Änderung erfährt; doch verschwindet der Fehler, wenn nach kurzer Zeit im Luft- pumpenraum. der Druckausgleich mit dem Aussenraum stattgefunden hat, worauf sieh das Pendel wieder nach seiner Schwerkraft frei einstellen kann.
Die grösste Geschwindigkeitsänderung tritt dann auf, wenn der Wagen kräftig ge- bremst wird. Aus diesem Grunde wären auch beim Bremsen die vom richtigen Wert abweichenden Zeigerausschläge ohne Hem mung am grössten. Will man nur die bei der Betätigung des Bremspedales auftretenden Abweichungen beseitigen, so entfällt die vom Gaspedal betätigte Kontaktvorrichtung. Der Motor des Kraftwagens kann auch ein Dampf- oder Elektromotor sein, bei denen die Leistungsabgabe des Motors durch irgend ein von Fuss oder Hand gesteuertes Organ geregelt wird.
Die Betätigung der Kontaktteile 23, 24 und 33, 42 erfolgt dann analog wie beim Benzinmotor.
Damped pendulum inclinometer for motor vehicles. Measuring devices are known which, under the action of gravity, show the angle of the roadway to the horizontal in degrees or percentages. Although they are properly damped, these instruments have the major disadvantage that they are heavily influenced by the acceleration or deceleration of the vehicle, which impairs the accuracy of the measurement. For example, on such instruments, when the vehicle is braked vigorously on a horizontal route, pointer rashes can occur that indicate a gradient of up to 20%. This error could be reduced by appropriately strong damping.
With a given straightening force and excessive damping, however, it would take much too long a time for the crawling pointer to assume its correct position. From what has been said, it follows that neither instruments with sufficient setting speed, nor those with. crawling pointer can meet the requirements of practice.
The proposal has also already been made to use an auxiliary pendulum-controlled inhibiting device for the main pendulum in inclination measuring devices that work with pendulum, which is activated by the auxiliary pendulum when the speed changes. Auxiliary pendulums are known to not work reliably and cause undesired inhibition of the device when the vehicle is in a certain inclined position, quite apart from the fact that the inhibition of the speed change always lags behind and therefore allows a more or less large false indication.
The purpose of the present invention is now to completely eliminate the erroneous deflections in the mentioned operating cases. To this end, in the inclinometer according to the invention, the Hemmvor direction is controlled by at least one control element for guiding a change in the speed of the motor vehicle, so that at Actuation of this control unit comes into operation:
The consequence of this is that the inhibition of the pendulum has a certain lead in relation to the change in speed of the car, so that the pendulum is not influenced in the least by a change in speed and therefore any false indication caused by a change in speed is avoided.
In the accompanying drawing, the ver provided with damping and inhibiting device pendulum inclination measuring device according to the invention in an exemplary Ausfüh approximately form.
Fig. 1 is a view of the measuring device with the housing cover removed; Figure 2 is a cross section taken vertically through the axis of rotation of the pendulum; Fig. 3 shows a rod operated by the carburetor control contact device in United vertical section and in an end view; Fig. 4 shows a circuit diagram.
It denotes 1 the housing of the instru mentes and 2 a frame fixed in the housing, which is used to support the pendulum. This has an axis 3, which is mounted with the two trunnions 4 on the one hand in the frame 2 and on the other hand in a cross bar 5. The locking disk 8 with the three-armed, respectively T-shaped lever 7 and the pointer 16 is fastened on the axis 3.
The pendulum weight 6 is attached to the vertical arm of the lever 7 and tie rods 14 are articulated on both side arms of the lever, which are also connected by joints to a damping piston 13 made of graphite carbon. The damping pistons are each guided in an air pump cylinder 12. The two cylinders 12 are firmly soldered to the frame 2. A locking device for the pendulum of the measuring device is attached between the cylinders 12.
It has an elec tromagnet 9 with the magnet winding 18. One end of the armature 10 is attached to the magnet carrier by means of a leaf spring 11, while the other end is fork-shaped and encloses the axis 3. When the electromagnet is not energized, the armature 10, which is pressed against the transverse bar 5 by the leaf spring 11, rests against the bar.
A leaf spring 15 located on the back of the frame allows an axial displacement of the pendulum axle 3 backwards (to the left in Fig. 2), so that when the electromagnet is excited, the pen delachse is moved backwards by the armature 10 until the disc 8 on the yard men 2 come to rest, whereupon the pendulum is inhibited by the friction between the locking disc 8 and the frame 2. The pointer 16 is soldered to the lever 7, which is bent at a right angle at the free end in front of a scale 17.
The scale 17 is visible from the front of the housing (right in Fig. 1) and with a division of a zero point up and down in percent (or degrees) to the horizontal ver see: The zero point of the scale is moved upwards because of the deep position of the instrument at the driver's eye level, for the purpose of a more favorable reading option.
According to another embodiment of the measuring device, not shown, the rotary movement of the pendulum axis 3 can be transmitted by any mechanical gear with transmission to a vertically or horizontally mounted pointer axis or possibly a scale drum. The damping of the pendulum can also be followed by a part in motion with the sem or by an eddy current brake.
The measuring device is attached to the dashboard of the motor vehicle, with a device before the setting of the pointer to the zero point allows, which is best done on a horizontal road.
The contact device shown in Fig. 3, for example, in the circuit of the elec tromagnetes 9 has a membrane 19 made of very thin sheet metal, which is designed to achieve large deflections centrally wave-shaped or can be made of any other material instead of iron and screwed between two metal rings 20 which are held together by end plates 22 and insulating rings 21 by means of screws 25,
through which the two end plates are conductively connected to one another. In the center of the membrane, silver contact parts 23 protruding on both sides are attached, while the mating contact screws 24 sit in the end plates 2. . It be characterized in the further 26, the cylinder of an air pump with the piston rod 27 and attached piston 27 '. The cylinder 26 is fastened to the left end plate 22 with the interposition of an insulating washer 28 by screws 29.
The piston rod 27 is shown in FIG. 4 by a resilient arm 31 with the carburetor control rod 34 coupled ge, which in turn is operated by the accelerator pedal not ge signed. Small, in the guide disc of the piston rod as in the right end plate 22 mounted openings 30 respectively. 30 'ensure the entry and exit of atmospheric air in front of the piston and to the right of the diaphragm 19.
According to the circuit diagram. in Fig. 4, in which 35 the alternator, 36 the battery, 37 the mass of the motor vehicle, 38 the circuit breaker, which connects the alternator with the battery when the speed is sufficient, and 18 the winding of the electromagnet with parallel resistance 39 designated for spark suppression, the resilient membrane 19 is connected to the electromagnetic winding <B> 1.8 </B> by the line 40,
during the fixed mating contact screws 2-4 through line 41 to the alternator BEZW. the switch 38 are connected. The arm 31 is designed as a spring in order to cause the piston 27 ′ to lag behind the rod 34 over time. 32 is the pedal of the car brake which, when depressed, connects the brake contacts 33 connected to lines 40 and 41 with one another by means of piece 42.
Instead of the membrane contact device, any other device can also be used which, when changing the power supply to the motor, causes a temporary, lagging inhibition of the pendulum of the measuring device.
The operation of the Res device described with the two Kontaktvorrich lines is now as follows: On a horizontal roadway and when the vehicle is at rest, the pointer 16 is at the zero point of the scale. When accelerating to accelerate the car, the piston 27 'is moved to the left in the direction of the arrow according to Fig. 4, with a negative pressure in the space between the membrane 19 and piston 27' and as a result of the pressure of the atmospheric air on the opposite side of the meme brane 19 this is bent to the left and the left-hand contact parts 23,
24 are brought together until an equalization of the pressure conditions on both sides of the membrane 19 has taken place. The winding 18 of the electromagnet 9 through which current flows when the contact is closed causes the pendulum and the parts connected to it to be inhibited. The car will accelerate to a speed corresponding to the carburetor position.
The duration of the contact closure of the parts 23, 24 must therefore be longer than the time that the driver has spent to accelerate up to a certain carburetor position, because the pendulum must be inhibited during the acceleration time. This is achieved by a correctly dimensioned seal of the piston 27 ′ and also by the resilient driver arm 31 which couples the piston rod 27 to the carburetor rod 34.
The pendulum and the parts in motion with it are thus inhibited during the approach if. the acceleration is sufficient.
However, if this is relatively small, which occurs when starting up very slowly, the electrical connection to the contact parts 23, 24 is no longer established because the spring force of the diaphragm is greater than the pressure difference between the atmospheric air pressure and that which deviates only slightly from it Negative pressure in the air pump room. However, since the pendulum is only influenced to a small extent with a small increase in the carriage speed, the small measurement error resulting therefrom is practically irrelevant.
The membrane contact device responds even if the adjustment of the Ver gas rod gradually or jerkily he follows, and thus causes an inhibition of the pendulum in these periods.
What was said about the acceleration of the car also applies analogously to the deceleration. If the piston 27 'is moved to the right (when releasing the gas), an overpressure is created in the space between the membrane 19 and the piston 27, which leads to the formation of contacts on the right-hand contact parts 23, 24.
Even with relatively small piston strokes and piston speeds, the contact is established and, as already indicated, with the appropriate sealing of the piston, the duration of the contact is greater than the duration of the adjustment of the Piston has been needed.
The vehicle is generally braked by means of the foot brake immediately after taking the full throttle; the instrument is therefore already inhibited when the accelerator is removed and remains inhibited as long as the brake pedal is depressed, as this closes the brake contact.
If the braking takes place on a horizontal road, the instrument displays correctly. The same applies to the uphill and downhill slopes if there are no significant inclines in the roadway. This also applies to accelerating and removing the gas.
Of course, the meter also shows. correct if there should be a sharp change in the incline of the road (uphill or downhill) while the car speed remains constant.
On the other hand, measurement errors can occur if the street level undergoes a sudden change when the pendulum is hermit; but the error disappears when in the air pump room after a short time. the pressure equalization with the outside space has taken place, whereupon the pendulum can freely adjust again according to its gravity.
The greatest change in speed occurs when the car is braked vigorously. For this reason, the pointer deflections deviating from the correct value would also be greatest without inhibition when braking. If you only want to eliminate the deviations that occur when the brake pedal is operated, the contact device operated by the accelerator pedal is not required. The motor of the motor vehicle can also be a steam or electric motor, in which the power output of the motor is regulated by some organ controlled by foot or hand.
The actuation of the contact parts 23, 24 and 33, 42 then takes place analogously to the gasoline engine.