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Verzögerungs- bzw. Beschleunigungsmesser Zur Untersuchung der Fahrtüchtigkeit
und Verkehrssicherheit von Fahzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, werden B eschleunigungs-
und Bremsmesser benötigt. Sie arbeiten meist nach dem Pendelprinzip, wobei an Stelle
eines mechanischen Pendels auch ein Flüssigkeitspendel verwendet werden kann.
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Eine als Pendel wirkende schwere Flüssigkeit, z. B Quecksilber, ist
in einem geschlossenen Pendelrohr (Ringrohr) frei beweglich. Darüber befindet sich
eine eingefärbte Anzeigeflüssigkeit von erheblich kleinerem spezifischem Gewicht.
Beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeuges schwingt das Quecksilber nach einer
Seite aus und drängt die Anzeigeflüssigkeit in ein an das Pendelrohr angeschlossenes
Anzeigerohr. Um die Anzeigeempfindlichkeit zu verbessern, wird der Querschnitt des
Anzeigerohres kleiner als der Querschnitt des Pendelrohres gemacht; dadurch wird
die Bewegung des Quecksilbers stark vergrößert angezeigt.
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Bei solchen Flüssigkeitspendelinstrumenten besteht die Forderung,
daß das Ausschwingen des Pendels auf Endausschlag innerhalb von 0,5 Sekunden erfolgt.
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Diese geforderte Anschwingzeit ist bei aperiodischer Dämpfung des
Flüssigkeitspendels nur schwer erfüllbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Verzögerungs-
bzw. Beschleunigungsmesser mit vorzugsweise annähernd aperiodisch gedämpftem Flüssigkeitspendel
und darüber befindlicher Anzeigeflüssigkeit derart weiterzubilden, daß erheblich
kürzere Anschwingzeiten erreicht werden können. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß das Gefäß für das Flüssigkeitspendel eine nach den Außenenden
sich verjüngende Querschnittsänderung aufweist. Durch eine solche Querschnittsübersetzung
innerhalb des Quecksilberpendels zusätzlich zur Querschnittsübersetzung der Anzeigeflüssigkeit
(Ausschlagvergrößerung) ist eine Erhöhung der Eigenfrequenz bei grundsätzlich gleicher
Konstruktion möglich. Die Querschnittsänderung kann hierbei gestuft und/oder stetig
vorgenommen werden an einem oder beiden Enden. Vorzugsweise ist die Querschnittsänderung
größer als 2 : 1. Zur Erzielung einer praktischen Auswirkung ist das Verhältnis
der inneren Pendellänge zur äußeren größer als 0,3 : 1 zu machen.
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An Hand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt
sind, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines
bekannten, nach dem Pendelprinzip arbeitenden Brems- bzw. Beschleunigungsmessers.
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Fig. 2 eine Seitenansicht des Brems- bzw. Beschleunigungsmessers
nach der Erfindung, Fig. 3 eine Ansicht von vorn des Brems- und Beschleunigungsmessers
nach F i g. 2, Fig. 4 und 5 andere Ausführungsformen des Bremsmessers nach der Erfindung
und F i g. 6 eine Seitenansicht derselben.
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Fig. 1 zeigt das Prinzip eines bekannten Brems-oder Beschleunigungsmessers.
In einem Ringrohr 1 ist eine als Pendel wirkende schwere Flüssigkeit, z. B.
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Quecksilber 2, frei beweglich. Darüber befindet sich eine gefärbte
Anzeigeflüssigkeit 3 mit erheblich kleinerem spezifischem Gewicht. Beim Beschleunigen
oder Abbremsen schwingt das Quecksilber 2 in der einen oder anderen Richtung aus
und drängt hierbei die Anzeigenüssigkeit 3 in das Anzeigerohr 4 bzw. 5. Die Anzeigerohre
4 und 5 sind im Querschnitt enger als das Ringrohr3, so daß die Bewegung des Quecksilbers
stark vergrößert in den Anzeigerohren 4 und 5 zur Anzeige gebracht wird. Eine Erweiterung
6 und Kapillare 7 und 8 bewirken, daß das Gerät von Temperaturschwankungen und geringen
Neigungen des Aufstellplatzes praktisch unabhängig wird. Ferner ist zur aperiodischen
Dämpfung des Quecksilbers 2 im Ringrohr 1 eine Drosselstelle 9 eingebaut. Ein solches
Pendelinstrument mit Quecksilber-Flüssigkeitspendel als anzeigendes Gerät mit Maximalausschlag
besitzt hohe Empfindlichkeit, erreicht jedoch die gestellte Forderung, daß das Ausschwingen
auf Endausschlag innerhalb von 0,5 Sekunden erfolgen soll, nur sehr knapp.
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F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Anschwingzeit
gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 erheblich herabgesetzt werden kann.
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Wirkungsmäßig gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern wie in
F i g. 1 versehen. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, befindet sich innerhalb des
Quecksilberpendels eine Querschnittsübersetzung, und zwar
derart,
daß sich der Querschnitt nach den Außenenden verjüngt. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 2 wird das dadurch erreicht, daß sich das Ringgefäß 1' im Mittelteil
erweitert. Die Erweiterung ist mit 1" bezeichnet. Die Form der Querschnittserweiterung
kann beliebig sein. Die Drosselstelle 9' ist hierbei am anderen Ausgang eingefügt.
Durch die Anordnung einer solchen Querschnittsübersetzung kann die Eigenfrequenz
gegenüber dem Flüssigkeitspendel nach F i g. 1 mehr als verdoppelt werden. An Stelle
der Erweiterung 1" des Ringrohres 1 kann auch eine Einschnürung des bisherigen Querschnittes
an den beiden Enden des Ringrohres 1 gemacht werden.
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Dann müßte aber auch der Querschnitt der Anzeigerohre und der übrigen
Verbindungsrohre geändert werden. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 dient lediglich
dem Zweck, zu zeigen, wie durch eine einfache Gefäß erweiterung die Eigenfrequenz
des Flüssigkeitspendels nach F i g. 1 erhöht werden kann.
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F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Pendelinstrumentes
mit Quecksilber-Flüssigkeitspendel. Das Gefäß 10 des Flüssigkeitspendels hat zwei
im Querschnitt engere Arme 11 und 12, an die sich unter Querschnittsverminderung
die Anzeigerohre 13 und 14 für die Bremsmessung bzw. Beschleunigungsmessung anschließen.
Über dem Quecksilber 15 befindet sich die erheblich leichtere Anzeigeflüssigkeit
16. Mit 17 ist eine Drosselstelle angedeutet.
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Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des Flüssigkeitspendels,
wobei wirkungsmäßig gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Während
das Gefäß für das Flüssigkeitspendel gleich wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach
F i g. 4 ausgeführt ist, sind die Anzeigerohre 13 und 14 nicht parallel, sondern
gekreuzt angeordnet.