DE1243439B - Accelerometer - Google Patents

Accelerometer

Info

Publication number
DE1243439B
DE1243439B DE1963S0086775 DES0086775A DE1243439B DE 1243439 B DE1243439 B DE 1243439B DE 1963S0086775 DE1963S0086775 DE 1963S0086775 DE S0086775 A DES0086775 A DE S0086775A DE 1243439 B DE1243439 B DE 1243439B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
speed
accelerometer
mass
inertia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1963S0086775
Other languages
German (de)
Inventor
John Ross Suiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
S Smith and Sons Ltd
Original Assignee
S Smith and Sons Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by S Smith and Sons Ltd filed Critical S Smith and Sons Ltd
Publication of DE1243439B publication Critical patent/DE1243439B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P7/00—Measuring speed by integrating acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/135—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by making use of contacts which are actuated by a movable inertial mass

Description

DEUTSCHES WTTGSSSt PATENTAMTGERMAN WTTGSSSt PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 42 ο-17German class: 42 ο-17

Nummer: 1243 439Number: 1243 439

Aktenzeichen: S 86775IX b/42 οFile number: S 86775IX b / 42 ο

1 243439 Anmeldetag: 16. August 19631 243439 Filing date: August 16, 1963

Auslegetag: 29. Juni 1967Open date: June 29, 1967

Die Erfindung bezieht sich auf integrierende Beschleunigungsmesser mit einer linear frei beweglichen Masse, mit einem Trägheitsbauteil, der mit der Masse so gekuppelt ist, daß seine Drehgeschwindigkeit der Lineargeschwindigkeit der Masse proportional ist, wobei die Drehbewegung des Trägheitsbauteils gedämpft ist, sowie mit einer Einrichtung, welche die lineare Stellung der Masse anzeigt.The invention relates to integrating accelerometers having a linearly freely movable Mass, with an inertial component which is coupled to the mass in such a way that its speed of rotation is the Linear speed is proportional to the mass, with the rotational movement of the inertial component being damped is, as well as with a device which indicates the linear position of the mass.

Bei den bisher bekannten Beschleunigungsmessern, bei denen eine in linearer Richtung frei bewegliche Masse mit einem abgedämpften drehbaren Zylinder gekuppelt ist, ist es nicht möglich, daß der von der Masse zurückgelegte Weg proportional der Geschwindigkeit oder der Verschiebung oder einer linearen Kombination von Geschwindigkeit und Verschiebung gemacht werden kann.In the previously known accelerometers, in which a freely movable in a linear direction Mass is coupled to a dampened rotatable cylinder, it is not possible that of the Mass covered distance proportional to the speed or the displacement or a linear one Combination of speed and displacement can be made.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Beschleunigungsmesser von relativ einfacher Form zu schaffen, der einen Ausgang gemäß der Geschwindigkeit, der Verschiebung oder einer linearen Kombination von Geschwindigkeit und Verschiebung gibt, und bei dem einem Zylinder eine Dämpfung übermittelt wird, die proportional der Differenz zwischen seiner Drehgeschwindigkeit und derjenigen eines weiteren Trägheitsbauteils ist.It is an object of the invention to provide an accelerometer of relatively simple form, the one output according to the speed, the displacement or a linear combination of There is speed and displacement, and a damping is transmitted to a cylinder, the proportional to the difference between its speed of rotation and that of another inertial component is.

Dies wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch erreicht, daß die dem Trägheitsbauteil auferlegte Dämpfung proportional der Differenz zwischen seiner Drehgeschwindigkeit und der eines weiteren Trägheitsbauteils ist, welcher in der Nähe desselben angeordnet und um die gleiche Achse drehbar angeordnet ist.According to the invention, this is primarily achieved by the fact that the inertia component is imposed Damping proportional to the difference between its rotational speed and that of another inertial component which is arranged in the vicinity thereof and arranged to be rotatable about the same axis is.

Einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal zufolge ist das Trägheitsmoment des weiteren Trägheitsbauteils größer als dasjenige des mit der Masse gekuppelten Trägheitsbauteils.According to a further inventive feature is the moment of inertia of the further inertial component greater than that of the inertia component coupled to the mass.

Erfindungsgemäß wird zur Dämpfung eine zähe Flüssigkeit zwischen dem mit der Masse gekuppelten Trägheitsbauteil und dem weiteren Trägheitsbauteil vorgesehen.According to the invention, a viscous liquid between that coupled to the mass is used for damping Inertial component and the further inertial component provided.

Der mit der Masse gekuppelte Trägheitsbauteil ist zweckmäßig ein Hohlzylinder, der mit dem weiteren Trägheitsbauteil und der zähen Flüssigkeit gefüllt ist.The inertial component coupled to the mass is expediently a hollow cylinder, the one with the other Inertia component and the viscous liquid is filled.

Erfindungsgemäß kann der Trägheitsbauteil mit der Masse über eine Zahnstange, ein Ritzel und eine Reihe von Zahnrädern gekuppelt werden.According to the invention, the inertia component with the mass via a rack, a pinion and a Row of gears to be coupled.

Ein Beschleunigungsmesser gemäß der Erfindung wird nunmehr an Hand der ihn beispielsweise wiedergebenden, schematischen Zeichnung näher erläutert.An accelerometer according to the invention is now based on the example reproducing it, schematic drawing explained in more detail.

Der Beschleunigungsmesser hat ein äußeres Gehäuse 2 und ein Schwermetallgewicht 1, das sich linear in Kugellagerführungen (nicht gezeigt) frei beThe accelerometer has an outer housing 2 and a heavy metal weight 1, which linear in ball bearing guides (not shown) free be

BeschleunigungsmesserAccelerometer

Anmelder:Applicant:

S. Smith & Sons (England) Limited, London
Vertreter:S. Smith & Sons (England) Limited, London
Representative:

Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Eiserner Str. 227Dipl.-Ing. E. Schubert, patent attorney,
Siegen, Eiserner Str. 227

Als Erfinder benannt:
John Ross Suiter,Named as inventor:
John Ross Suiter,

Basingstoke, Hampshire (Großbritannien)Basingstoke, Hampshire (UK) Beanspruchte Priorität:Claimed priority: Großbritannien vom 17. August 1962 (31592)Great Britain 17 August 1962 (31592)

wegen kann, die mit dem äußeren Gehäuse 2 ver-because of the associated with the outer housing 2

ao bunden sind. Das Gewichtl ist über eine Zahnstange 8, ein Ritzel 9 und ein Getriebe mit einem leichten zylindrischen Gehäuse 10 gekuppelt, welches sich in Kugellagern (nicht gezeigt) frei drehen kann. Das Getriebe hat ein Zahnrad 12, welches auf derao are bound. The weight is on a rack 8, a pinion 9 and a gear with a light cylindrical housing 10 coupled, which can rotate freely in ball bearings (not shown). The transmission has a gear 12, which on the

as gleichen Wellell wie das Ritzel 9 angebracht ist und das mit einem Zahnrad 13 kämmt, welches auf der gleichen Welle 14 wie ein weiteres ZahnradlS angebracht ist. Das Zahnrad 15 kämmt mit einem Zahnrad 16, das auf der gleichen Welle 17 wie das leichte zylindrische Gehäuse 10 angebracht ist. Ein Schwermetallzylinder 18, der sich um die Welle 17 frei drehen kann, befindet sich in und konzentrisch mit dem zylindrischen Gehäuse 10. Das zylindrische Gehäuse 10 ist mit einem Siliconöl gefüllt (bei 19 angedeutet). as the same Wellell as the pinion 9 is attached and which meshes with a gear 13, which on the same shaft 14 as a further ZahnradlS is attached. The gear 15 meshes with one Gear 16 mounted on the same shaft 17 as the lightweight cylindrical housing 10. A Heavy metal cylinder 18, which is free to rotate about shaft 17, is in and concentric with the cylindrical housing 10. The cylindrical housing 10 is filled with a silicone oil (indicated at 19).

Ein Arm 3 ragt aus dem Gewicht 1 hervor, und Kontaktringe 4 und 5 sind im Abstand voneinander in dem Arm 3 eingebettet. Elektrische Kontakte 6 und 7 sind an gegenüberliegenden Seiten des Arms 3 in Berührung damit angeordnet, und zwar zwischen den Kontaktringen 4 und 5 in der gezeigten Ansicht. Wenn das Gewichtl sich genügend in einer von beiden Richtungen bewegt, kommt entweder der Kontaktring 4 oder der Kontaktring 5 in Kontakt mit beiden Kontakten 6 und 7. Leitungen 20 und 21 führen von den Kontakten 6 bzw. 7 durch Löcher 22 und 23 in der Wand 24 des äußeren Gehäuses 2.An arm 3 protrudes from the weight 1, and contact rings 4 and 5 are spaced from each other embedded in the arm 3. Electrical contacts 6 and 7 are on opposite sides of the arm 3 arranged in contact therewith, between the contact rings 4 and 5 in the view shown. If the weight moves enough in either direction, either will come Contact ring 4 or the contact ring 5 in contact with both contacts 6 and 7. Lines 20 and 21 lead from the contacts 6 and 7 through holes 22 and 23 in the wall 24 of the outer housing 2.

Im Betrieb, wenn das Gehäuse 2 des Beschleunigungsmessers beschleunigt wird, beispielsweise in der Richtung Y, wird das Gewicht 1 in bezug auf das Gehäuse in entgegengesetzter Richtung zur Richtung Y beschleunigt. Das Gewicht 1 bewegt sich in der Rich-In operation, when the housing 2 of the accelerometer is accelerated, for example in the Y direction, the weight 1 is accelerated with respect to the housing in the opposite direction to the Y direction. The weight 1 moves in the direction

709 608/107709 608/107

Claims (3)

tung seiner Beschleunigung in den Kugellagerführungen des Gehäuses 2, und wenn das Gewicht 1 das Ritzel 9 bewegt, drehen sich die Zahnräder 12, 13 und 15 und das leichte zylindrische Gehäuse 10. Wenn das Gewichtl sich genügend weit bewegt hat, kommt der Kontaktring 5 in Kontakt mit den Kontakten 6 und 7. Es ist ersichtlich, daß die Stellung des Gewichtes 1 durch Vorsprünge an dem Gewicht 1 angezeigt werden kann, welche relaisartige Schalter, beispielsweise Mikroschalter, die in dem Gehäuse 2 angeordnet sind, betätigen können. Es ist ersichtlich, daß die Zahl der Getriebestufen des Getriebes verändert werden kann. Die Gleichung der Bewegung des Gewichtes, wenn eine konstante Beschleunigung auf das äußere Gehäuse ausgeübt wird, kann folgendermaßen abgeleitet werden (unter Vernachlässigung der Reibung): Es bedeutet χ = Linearverschiebung des Gewichtes in bezug auf das äußere Gehäuse, A = Linearbeschleunigung des äußeren Gehäuses in bezug auf Erde, m = Masse des Gewichtes, IO Z1 = Trägheitsmoment des äußeren Zylinders, I2 = Trägheitsmoment des inneren Zylinders, W1 = Winkelgeschwindigkeit des äußeren Zylinders, W2 = Winkelgeschwindigkeit des inneren Zylinders, K = Viskositätskoeffizient der Flüssigkeit, definiert durch Viskositätsdrehmoment = KiW1 - W2), r — Radius des Ritzels, welches mit der Zahnstange kämmt, die an dem Gewicht befestigt ist, multipliziert mit dem Geschwindigkeitsverhältnis des Rädergetriebes. Die lineare Beschleunigung des Gewichtes in bezug auf das äußere Gehäuse kann nach einem anfänglichen Übergangszustand wie folgt dargestellt werden: mr2- I2 +I1 + mr* Die Verschiebung des Gewichtes nach einer Zeit t as ist durch die Gleichung χ = mrzAtz mr2I22At _ TnrzAjI1 +mr2)I2* L 2(/2 + I1+ mr*) KiI2 + I1 +mr2)* K2Q2 + I1 + τητψ gegeben, worin T _ I2V1+ mr*)KQ2 + I1 + mr*) ' Diese Gleichung ist von der Form: χ = C1Afi+ C2At +CsAil - e-c^. Der erste Ausdruck gibt den Weg wieder, welcher von dem Beschleunigungsmesser zurückgelegt wird. Der zweite Ausdruck stellt die Geschwindigkeit dar, die von dem Beschleunigungsmesser erreicht wird. Der dritte Ausdruck gibt schließlich die Beschleunigung des Beschleunigungsmessers wieder, ist anfänglich Null und hat einen Maximalwert von C3A. Wenn der Viskositätskoeffizient groß ist, ist C1 groß im Vergleich zu C2, und der Beschleunigungsmesser gibt eine Anzeige des zurückgelegten Weges. Wenn die Trägheit des inneren Zylinders groß ist, dann ist C2 im Vergleich zu C1 groß, und der Beschleunigungsmesser gibt eine Anzeige der erreichten Geschwindigkeit. Für Zwischenwerte der KoeffizientenC1 und C2 gibt der Beschleunigungsmesser eine Anzeige einer linearen Kombination von Geschwindigkeit und Weg. Die von dem Beschleunigungsmesser gegebene Anzeige kann somit der Geschwindigkeit, der Verschiebung oder einer linearen Kombination von Geschwindigkeit und Verschiebung proportional sein. Ein ähnlicher Ausdruck kann abgeleitet werden, wenn das äußere Gehäuse einer Beschleunigung ausgesetzt ist, die nicht konstant ist, und die Verschiebung des Gewichtes kann in ähnlicher Weise proportional der Geschwindigkeit, des Weges oder einer linearen Kombination von Geschwindigkeit und Weg sein. Es ist wichtig, daß die Reibung an den Lagern der Zylinder so klein wie möglich sein sollte, so daß die Reibungsbelastung, welche das Gewicht überwinden muß, im Vergleich zur Trägheit der sich drehenden Zylinder klein ist. Patentansprüche:tion of its acceleration in the ball bearing guides of the housing 2, and when the weight 1 moves the pinion 9, the gears 12, 13 and 15 and the light cylindrical housing 10 rotate. When the weight has moved far enough, the contact ring 5 comes in Contact with the contacts 6 and 7. It can be seen that the position of the weight 1 can be indicated by projections on the weight 1, which relay-like switches, for example microswitches arranged in the housing 2, can operate. It can be seen that the number of gear stages of the transmission can be changed. The equation of the movement of the weight when a constant acceleration is exerted on the outer housing can be derived as follows (neglecting the friction): It means χ = linear displacement of the weight in relation to the outer housing, A = linear acceleration of the outer housing in in relation to earth, m = mass of the weight, IO Z1 = moment of inertia of the outer cylinder, I2 = moment of inertia of the inner cylinder, W1 = angular speed of the outer cylinder, W2 = angular speed of the inner cylinder, K = viscosity coefficient of the liquid, defined by viscosity torque = KiW1 - W2), r - radius of the pinion meshing with the rack attached to the weight multiplied by the speed ratio of the gear train. The linear acceleration of the weight in relation to the outer housing can be represented after an initial transition state as follows: mr2- I2 + I1 + mr * The shift of the weight after a time t as is given by the equation χ = mrzAtz mr2I22At _ TnrzAjI1 + mr2 ) I2 * L 2 (/ 2 + I1 + mr *) KiI2 + I1 + mr2) * K2Q2 + I1 + τητψ given, where T _ I2V1 + mr *) KQ2 + I1 + mr *) 'This equation is of the form: χ = C1Afi + C2At + CsAil - ec ^. The first expression represents the distance traveled by the accelerometer. The second term represents the speed reached by the accelerometer. Finally, the third term represents the acceleration of the accelerometer, is initially zero and has a maximum value of C3A. When the coefficient of viscosity is large, C1 is large compared to C2 and the accelerometer gives an indication of the distance traveled. If the inner cylinder inertia is large, then C2 is large compared to C1 and the accelerometer gives an indication of the speed reached. For intermediate values of the coefficients C1 and C2, the accelerometer gives an indication of a linear combination of speed and displacement. The reading given by the accelerometer can thus be proportional to speed, displacement, or a linear combination of speed and displacement. A similar expression can be derived when the outer housing is subjected to an acceleration that is not constant, and the displacement of the weight can similarly be proportional to speed, distance or a linear combination of speed and distance. It is important that the friction on the bearings of the cylinders should be as small as possible so that the frictional load which the weight must overcome is small compared to the inertia of the rotating cylinders. Patent claims: 1. Integrierender Beschleunigungsmesser mit einer linear frei beweglichen Masse, mit einem Trägheitsbauteil, der mit der Masse so gekuppelt ist, daß seine Drehgeschwindigkeit der Lineargeschwindigkeit der Masse proportional ist, wobei die Drehbewegung des Trägheitsbauteils gedämpft ist, sowie mit einer Einrichtung, welche die lineare Stellung der Masse anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Trägheitsbauteil (10) auferlegte Dämpfung proportional der Differenz zwischen seiner Drehgeschwindigkeit und der eines weiteren Trägheitsbauteils (18) ist, welcher in der Nähe desselben angeordnet und um die gleiche Achse drehbar gelagert ist.1. Integrating accelerometer with a linearly freely movable mass, with a Inertial component which is coupled to the mass in such a way that its rotational speed equals the linear speed is proportional to the mass, the rotational movement of the inertial component being damped is, as well as with a device which indicates the linear position of the mass, thereby characterized in that the damping imposed on the inertia member (10) is proportional the difference between its speed of rotation and that of another inertial component (18), which is arranged in the vicinity thereof and is rotatably mounted about the same axis. 2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment des weiteren Trägheitsbauteils (18) größer als dasjenige des mit der Masse gekuppelten Trägheitsbauteils (10) ist.2. Accelerometer according to claim 1, characterized in that the moment of inertia the further inertial component (18) larger than that of the one coupled to the mass Inertial component (10) is. 3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung eine zähe Flüssigkeit (19) zwischen dem mit der Masse (1) gekuppelten Trägheitsbauteil (10) und dem weiteren Trägheitsbauteil (18) vorgesehen ist.3. Accelerometer according to claim 1 or 2, characterized in that for damping a viscous liquid (19) between the inertial component (10) coupled to the mass (1) and the further inertial component (18) is provided.
DE1963S0086775 1962-08-17 1963-08-16 Accelerometer Pending DE1243439B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3159262A GB967315A (en) 1962-08-17 1962-08-17 Improvements in or relating to devices responsive to linear acceleration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1243439B true DE1243439B (en) 1967-06-29

Family

ID=10325440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1963S0086775 Pending DE1243439B (en) 1962-08-17 1963-08-16 Accelerometer

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE1243439B (en)
GB (1) GB967315A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE340841C (en) * 1917-01-10 1921-09-19 Ludwig Berenyi Speedometer based on the acceleration principle
US2828118A (en) * 1954-03-04 1958-03-25 Gen Aniline & Film Corp Accelerometers
DE1124744B (en) * 1958-12-15 1962-03-01 Gen Electric Device for measuring time-dependent quantities of rotary movements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE340841C (en) * 1917-01-10 1921-09-19 Ludwig Berenyi Speedometer based on the acceleration principle
US2828118A (en) * 1954-03-04 1958-03-25 Gen Aniline & Film Corp Accelerometers
DE1124744B (en) * 1958-12-15 1962-03-01 Gen Electric Device for measuring time-dependent quantities of rotary movements

Also Published As

Publication number Publication date
GB967315A (en) 1964-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3130518A1 (en) DEVICE CONSTRUCTING A PLANETARY GEARBOX AND A DRIVE CONNECTED TO IT
DE1159718B (en) Epicyclic gears with several sets of epicyclic gears arranged one behind the other
DE1243439B (en) Accelerometer
DE3500134A1 (en) TORQUE MEASURING DEVICE
DE2127126B2 (en) HYDRAULICALLY SWITCHABLE PLANETARY WHEEL REVERSING GEAR
DE2743400A1 (en) Centrifugal governor mechanism in automatic transmission - has levers with curved surfaces contacting flyweights to give control function
DE1006231B (en) Change gear
DE1240691B (en) Accelerometer
CH364954A (en) transmission
DE546532C (en) Pendulum inclinometer
DE101496C (en)
DE822977C (en) Winding mechanism for watches with automatic winding
DE200544C (en)
DE2712065C3 (en) Lubricant device for gear pairing, in particular for worm gears
AT40456B (en) Planetary gear reduction gear for speed conversion.
DE899069C (en) Control arrangement for converter contacts driven by means of a rotating shaft
DE743615C (en) Speedometers, in particular for aircraft
DE821913C (en) PTO drive through the transmission of a motor vehicle
DE175143C (en)
DE1180211B (en) Epicyclic gear with automatic change of the transmission ratio
DE853147C (en) Gearboxes for washing machines, especially for rocking washing machines
DE650506C (en) Centrifugal pendulum to dampen swinging movements of bodies, especially the rolling movement of ships
DE3626330A1 (en) MEASURING DEVICE
AT133472B (en) Speedometer with pointer switched on at times.
AT158569B (en) Stepless change gear.