DD227528A1 - Stossimpulsanzeiger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Groesse und Richtung von mechanischen Stoessen. Ziel der Erfindung ist eine hohe Messsicherheit. Ausgehend vom Ziel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die unter Ausnutzung des Traegheitsgesetzes Intensitaet und Richtung mechanischer Stoesse misst und das Messergebnis anzeigt. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass als traege Masse eine Magnetfluessigkeit vorgesehen und mit gleicher Dicke ueber die Oberflaeche einen kugelfoermigen Magneten verteilt angeordnet ist, dass in einem Abstand um die Oberflaeche der Magnetfluessigkeit eine Matrixanordnung von Sensoren auf einem gemeinsamen Traeger vorhanden ist, dass ein Befestigungsteil zur mechanisch starren Kopplung des Magneten mit dem Traeger vorgesehen ist und die Sensoren ueber Signalwege mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden sind.

Description

Stoßimpulsanzeiger

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Größe und der Richtung von mechanischen Stoßen. Insbesondere können die auf Geräte, Fahrzeuge, Aggregate o. ä. wirkenden Stoßimpulse gemessen und die stoßrichtungsabhängige Empfindlichkeit derartiger Prüflinge bestimmt werden. Auch die Nutzung als Beschleunigungsaufnehmer und als Frequenzmesser für niedrigfrequente Schwingungen ist denkbar. 10

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Stoß- und Beschleunigungsaufnehmer sind nicht nur aus der mechanischen Meßtechnik bekannt, sondern werden in zunehmendem Maße auch in industrielle Erzeugnisse integriert, z. B. dienen sie in Fahrzeugen als Auslösemechanismen für Sicherheitseinrichtungen (Gurte, Luftkissen). Dabei arbeiten die Aufnehmer nach verschiedenen physikalischen Wirkprinzipien; weit verbreitet sind magnetomechanische Einrichtungen.

In der DE - OS 21 22 471 wird ein Stoß- bzw. Beschleunigungsaufnehmer beschrieben, der eine magnetisierbare elektrisch leitfähige, von einem Dauermagneten in der stabilen Ruhelage gehaltene Kugel aufweist, die beim Einwirken eines Impulses ihre Position ändert und einen elektrischen Stromkreis schließt· Ein.analoges Prinzip liegt dem Aufnehmer zugrunde, der mit der DE - OS 24 26 830 vorgeschlagen wird. Hier befindet sich

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ein vorgespannter Massekörper in einem hermetisch abgedichteten Zylinder mit niedrigviskoser Flüssigkeit. Bei Stoßeinwirkung verändert dieser Körper seine Lage und löst damit Signale aus.

Weiterhin ist bekannt, als Massekörper elektrisch leitfähige Flüssigkeiten zu verwenden, z. B. Quecksilber (DE - OS 23 28 259, DE - OS 23 20 583, DE - OS 26 19 448).

Die gemeinsamen Nachteile der dargestellten Lösungen bestehen im wesentlichen darin, daß lediglich das Auftreten von Stoßen aus einzelnen, vorgegebenen Richtungen festgestellt werden kann (ja / nein) und daß keine Aussage über die Größe bzw. Stärke jedes einzelnen Stoßes möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, die mit hoher Si-. cherheit des Ergebnisses die Ermittlung der Richtung und der Intensität eines mechanischen Stoßes gestattet. Die Einrichtung soll zur Stoßprüfung von Geräten, Fahrzeugen, Aggregaten u. ä. unter Laborbedingungen wie auch als Auslösemechanismus für Sicherheitsvorrichtungen geeignet sein.

Wesen der Erfindung

Ausgehend vom Ziel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die unter Ausnutzung des Trägheitsgesetzes die Größe und Richtung mechanischer Stöße mißt und das Meßergebnis anzeigt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als träge Masse eine magnetische Flüssigkeit vorgesehen und mit etwa gleicher Dicke über die Oberfläche eines kugelförmigen Magneten verteilt angeordnet ist, daß in einem vorgegebenen Abstand um die Oberfläche der magnetischen Flüssigkeit eine Matrixanordnung von Sensoren auf einem gemeinsamen Träger vorhanden ist, daß ein Befestigungsteil zur mechanisch starren Kopplung des Magneten mit dem Träger vorgesehen ist und die

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Sensoren über Signalwege mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden sind.

Vorteilhafter Weise sollte die magnetische Flüssigkeit elektrisch leitfähig sein, der Träger aus elektrisch isolierendem Werkstoff bestehen und als Sensoren elektrische Kontakte vorhanden sein. Der kugelförmige Magnet sollte aus permanentmagnetischem Material gefertigt sein.

Die wesentlichen Vorteile dieser Lösung bestehen darin, daß nicht nur das bloße Auftreten von Stoßimpulsen registriert werden kann, sondern daß eine präzise Angabe der Stoßrichtung und der Intensität jedes einzelnen Stoßes möglich ist. Die er.findungsgemäße Einrichtung ist auch als Beschleuni— gungsaufnehmer sowie zur Messung niedrigfrequenter Schwingungen verwendbar.

Aus führungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Figur 1 die erfindungsgemäße Lösung in einer Querschnittsdarstellung

Figur 2 eine mögliche Anordnung der Sensoren

In Figur 1 ist eine elektrisch leitfähige magnetische Flüssigkeit 1 mit etwa gleicher Dicke über die Oberfläche eines kugelförmigen Magneten 2 verteilt angeordnet. In einem Abstand· a um die Oberfläche der magnetischen Flüssigkeit 1 sind auf einem gemeinsamen Träger 3, der aus elektrisch isolierendem Material besteht und als Hohlkugel ausgebildet ist, elektrische Kontakte 4 vorgesehen. Die Kontakte 4 sind an der Innenfläche des Trägers 3 so angeordnet, daß jeder von ihnen einer definierten Position eines rechtwinkligen sphärischen Koordinatensystems entspricht. Das Befestigungsteil 5 dient zur mechanisch starren Kopplung des Magneten 2 mit dem Träger 3- Die Kontakte 4 sind über Signalwege 6 mit der elektronischen Auswerteeinheit 7 verbunden.

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Wirkt ein Stoßimpuls auf den Träger 3 oder auf ein Gerät, das mit dem Träger 3 starr verbunden ist, wird die elektrisch leitfähige magnetische Flüssigkeit 1 deformiert, erreicht die entgegengesetzt zur Stoßrichtung liegenden Kontakte 4 und stellt eine elektrische.Verbindung zwischen zwei oder mehr Kontakten 4 her. Entsprechende Informationen werden über die Signalwege 6 der elektronischen Auswerteeinheit 7 zugeleitet.

Die Auswerteeinheit 7 ermittelt aus der Lage der überbrückten Kontakte 4 im rechtwinkligen sphärischen Koordinatensystem die Richtung des Stoßes und aus der Anzahl der überbrückten Kontakte 4 die Intensität des Stoßes.

In Figur 2 ist eine vorteilhafte Anordnung der Kontakte 4 an der Innenfläche des Trägers 3 dargestellt (Ausschnitt).

Dabei sind streifenförmige Kontakte 4.1 und punktförmige Kontakte 4.2 im Wechsel vorgesehen. Die streifenförmigen Kontakte 4.1 bilden Horizontalkreise, die punktförmigen Kontakte 4.2, die auf der Rückseite durch Leiter 8 verbunden sind, Vertikalkreise. Unter der Voraussetzung einer Lagedefinition der Kreise ist eine präzise Ermittlung der Lage überbrückter Kontakte 4 und damit der Stoßrichtung möglich.

Selbstverständlich ist auch die Verwendung andersartiger Sensoren, wie Druckaufnehmer möglich. In diesem Fall ist die elektrische Leitfähigkeit der Magnetflüssigkeit nicht erforderlich. Die Intensität des Stoßes wird dann aus der vom Druckaufnehmer registrierten analogen Größe bestimmt.

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Claims (3)

1. - 5 Erfindungsanspruch

   1. Stoßimpulsanzeiger zur Ermittlung der Größe und der Richtung mechanischer Stöße mit einer tragen Masse und einer elektronischen Auswerteeinheit, gekennzeichnet dadurch, daß als träge Masse eine magnetische Flüssigkeit vorgesehen und mit etwa gleicher Dicke über die Oberfläche eines kugelförmigen Magneten verteilt angeordnet ist, daß in einem vorgegebenen Abstand um die Oberfläche der magnetischen Flüssigkeit eine Matrixanordnung von Sensoren auf einem gemeinsamen Träger vorhanden ist, daß ein Befestigungsteil zur mechanisch starren Kopplung des Magneten mit dem Träger vorgesehen ist und die Sensoren über Signalwege mit der elektronischen Auswerteinheit verbunden sind.
2. 2. Stoßimpulsanzeiger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die magnetische Flüssigkeit elektrisch leitfähig ist, der Träger aus elektrisch isolierendem Werkstoff besteht und als Sensoren elektrische Kontakte vorhanden sind.
3. 3. Stoßimpulsanzeiger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der kugelförmige Magnet aus permanentmagnetischem Material gefertigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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