DE1963115A1

DE1963115A1 - Device for determining the load distribution in vehicles in the direction of travel

Info

Publication number: DE1963115A1
Application number: DE19691963115
Authority: DE
Inventors: Dr Peddinghaus Carl Ullrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1971-06-24

Description

Vorrichtung zur Ermittlung der in Fahrtrichtung bestehenden PJelastungsverteilung bei Fahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur L:rmittlung der in Fahrtrichtung bestehenden Belastungsverteilung bei insbesondere Kraftfahrzeugen.Device for determining the PJload distribution existing in the direction of travel in vehicles The invention relates to a device for determining the Existing load distribution in the direction of travel in particular in motor vehicles.

Die Ermittlung der erwähnten Belastungsverteilung ist für zahlreiche Zwecke, die der Fahrt- und Verkehrssicherheit im Fahrzeugverkehr dienen, angebracht. Vor allem kann sie genutzt werden, um die Scheinwerfer stets im richtigen Winkel auf die Straßendecke gerichtet zu halten. Weiterhin kann man hiervon ausgehend die bei Änderungen in der Belastungsverteilung infolge der federnden Fahrzeugabstützung unvermeidlichen Höhenabweichungen des Fahrzeugkörpers vom Fahrgestell auszugleichen.The determination of the mentioned load distribution is for numerous Purposes that serve driving and road safety in vehicle traffic, appropriate. Above all, it can be used to keep the headlights at the right angle aimed at the road surface. Furthermore, starting from this, the in the event of changes in the load distribution due to the resilient vehicle support to compensate for unavoidable height deviations of the vehicle body from the chassis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die bei einfachem konstruktivem Auf-Dau die Ermittlung der jeweiligen Belastungsverteilung unverzugleich und selbsttätig gestattet. Dies wird erfindungsemiß dadurch erreicht, daß sie aus mindestens einem um eine sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckende Achse wenigstens des Fahrzeugkörpers beweglichen Pendelsystern besteht, das mit einem DAmptungsglied versehen ist. Auf diese Weise erhält man unabhängig von Momentanwerten, wie Sie unter UstndLn durch Unebenheiten der Straßendecke bedingt sein können, stets ein zuverlässiges Ergebnis, das in unterschiedlicher Weise verwertet werden kann. Das Dämpfungsglied schaltet dabei jegliche zufälligen Augenblickswerte aus. Das in Fahrtrichtung bewegliche Pendelsystem, für das sich jegliche Art von Masse verwenden läßt, sucht infolge der Schwerkraft eine in Bezug auf die Horizontale stets gleiche Lage einzunehmen.The invention is based on the object of a device this Kind to create that with simple constructive up-and-down the determination of the respective Immediate and automatic load distribution permitted. This is defective for the invention achieved in that it consists of at least one around a perpendicular to the direction of travel extending axis consists of at least the vehicle body movable pendulum system, which is provided with a D-element. This way you get independent of instantaneous values as you can see under UstndLn Bumps in the Road surface can always be a reliable result, which in different Way can be recovered. The attenuator switches any random Instantaneous values. The pendulum system that moves in the direction of travel, for which allows any kind of mass to be used, seeks one in relation due to the force of gravity to always assume the same position on the horizontal.

Besonders vorteilhaft ist es, das Pendelsystem als Pendelhebel auszubilden. Hierbei hat man auf kleinstem Raum die Möglichkeit der Unterbringung,ohnedaß dabei Zugeständnisse in Bezug auf die Obertragbarkeit der Pendelauslenkung zu z.B. einem Meßgerät oder mittel- oder unmittelbar auf ein 5 t e 1 Iglied gemacht werden müssen.It is particularly advantageous to design the pendulum system as a pendulum lever. Here you have the possibility of accommodation in the smallest of spaces, without having to take it with you Concessions regarding the transferability of the pendulum deflection to e.g. a Measuring device or directly or indirectly to a 5 t e 1 link.

Ein Arm des Pendelhebels kann auch unmittelbar an einem oder mehreren, beweglichen Scheinwerfern angreifen, w=tlrend sein anderer Arm mit einer Ausgleichskraft belastet ist und die Bremsung des Dämpfungsgliedes einstellbar ist. in diesem Falle gleicht das Pendelsystem die Scheinwerferstellung unmittelbar aus. Der Pendelhebel läßt sich gleichfalls mit einem Schleifer für ein Potentiometer ausführen, das im Stromkreis eines Anzeigegerätes liegt, welches am Armaturenbrett untergebracht sein kann. itierdurch kann der Fahrer von sich aus bestimmte Entscheidungen treffen, um die Fallr-und Verkehrssicherheit zu erhöhen. Es gelingt bereits, das Potentiometer als mechanisches Dämpfungsglied auszuführen, so daß unter Umständen weitere Dämpfungsmittel auch entfallen können. Andererseits ist es auch möglich, eine hinreichend viskose Flüssigkeit in einem O-Rohr unterzubringen, das an einer Stelle des Armaturenbrettes eine Skalierung hat und somit die Höhe der Flüssigkeit abzulesen gestattet.An arm of the pendulum lever can also be attached directly to one or more Attack moving headlights, while his other arm has a balancing force is loaded and the braking of the attenuator is adjustable. in this case the pendulum system immediately compensates for the position of the headlights. The pendulum lever can also be carried out with a wiper for a potentiometer, which is in Circuit of a display device is located, which can be housed on the dashboard can. This allows the driver to make certain decisions on his own initiative, to increase fall and road safety. The potentiometer already succeeds to be carried out as a mechanical damping element, so that, under certain circumstances, additional damping means can also be omitted. On the other hand, it is also possible to use a sufficiently viscous To accommodate liquid in an O-tube that is at one point on the dashboard has a scale and thus allows the height of the liquid to be read off.

Bei der erwähnten Umwandlung der Pendelauslenkung Der ein Potentiometer in einen elektrischen Strom kann dieser Stromkreis ohne weiteres in an sich bekannter Weise auch zur Steuerung von die Abweichungen von einer vorgegebenen Belastungsverteilung ausgleichenden Organen dienen.In the aforementioned transformation of the pendulum deflection Der a Potentiometer This circuit can easily be converted into an electric current in a manner known per se Way also to control the deviations from a given load distribution Serve balancing organs.

Vorteilhaft besteht das Dämpfungsglied aus einem Flüssigkeitssystem, in dem ein mit dem Pendelsystem verbundener Widerstandskörper beweglich ist. Man kann insbesondere auch einen hydraulichen Schwingungsdämpfer verwenden, wobei eine in einem Zylinder befindliche und von der Kolbenstange des Ddmpfungskolbens verdrängbare Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist. Ueber eine absperrbare Verbindungsleitung läßt sich der Zylinder mit einem Ausgleichsgefäß verbinden, in welches die von der Kolben stange verdrängte Dämpfungsflüssigkeit eintreten kann. Auf diese Weise kommt man sowohl zu einer wirkungsvollen Schwingungsdämpfung als auch zu einer wahlweise mittels der Absperrung zu bewirkende Bremsung der von vorhandenen Schwingungen. Es kann sogar zweckmäßig sein, bei lang anhaltenden, unveränderten Belastungsverteilungen oder zu WartungszwecRen eine vollständige Absperrung zwischen dem Zylinder und dem Ausgleichsgefäß vorzunehmen. Die Verbindunsleitung wird dann mit einem Absperrorgan versehen, für das sich am Armaturenbrett des Fahrzeuges eine Betätigungshandhabe vorsehen läßt.The attenuator advantageously consists of a fluid system, in which a resistance body connected to the pendulum system is movable. Man can in particular also use a hydraulic vibration damper, with a located in a cylinder and displaceable by the piston rod of the damping piston Damping fluid is provided. Via a lockable connecting line the cylinder is connected to an expansion tank into which the piston rod displaced damping fluid can enter. This is how you come both to an effective vibration damping and to an optional means the shut-off to bring about braking of the existing vibrations. It can even be useful in the case of long-lasting, unchanged load distributions or, for maintenance purposes, a complete shut-off between the cylinder and the Make compensation tank. The connecting line is then equipped with a shut-off device provided, for which there is an operating handle on the dashboard of the vehicle can be provided.

Erfindungsgemäß läßt sich eine zuverlässige Ermittlung der Belastungsverteilung auch bei der Berg- bzw. Talfahrt des Fahrzeuges erreichen. In diesem Falle nimmt das Fahrzeug zunächst infolge der Straßenneigung bereits eine Schräglage an, die ans ich die Ermittlung der dann einsetzenden Änderung der Belastungsverteilung verfälschen würde. Diese Verfälschung des Ergebnisses wird erfindungsgemäß in sehr einfacher Weise dadurch ausgeglichen, daß ein weiteres gedampftes Pendelsystem um eine sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckenden Achse des mit den Radachslagern verbundenen Fahrwerkes in Fahrtrichtung beweglich ist, dessen Winkelausschlag aus der Normallage den Winkelausschlag des ersten Pendelsystems verringert.According to the invention, the load distribution can be reliably determined can also be reached when the vehicle is traveling up or down the mountain. In this case it takes the vehicle is already at an incline due to the incline of the road, which ans I falsify the determination of the then occurring change in the load distribution would. According to the invention, this falsification of the result is very simple Way balanced by the fact that another dampened pendulum system around one perpendicular to the direction of travel extending axis of the connected to the wheel axle bearings The chassis is movable in the direction of travel, the angular deflection of which is from the normal position the Reduced angular deflection of the first pendulum system.

Man ermittelt auf diese Weise also lediglich den Unterschied zwischen den beiden Winkelauslenkungen, so daß etwa eine Fehleinstellung der Scheinwerfer bei der Berg- oder Talfahrt ausgeschlossen ist. Es erfolgt auch in diesen Fällen eine Veränderung z.B. der Scheinwerferlage, doch hängt diese lediglich mit der durch die Neigungsänderung der Straße bedingten Änderung in der Belastungsverteilung zusammen.In this way one only finds the difference between the two angular deflections, so that about a misalignment of the headlights is excluded from the ascent or descent. It also takes place in these cases a change e.g. in the position of the headlights, but this only depends on the the change in the incline of the road is related to the change in the load distribution.

Der letztgenannte Vorschlag läßt sich in mannigfacher Weise ausführen. So können beide Pendelsysteme mit Schleifern für je ein Potentiometer versehen sein, die in zwei Zweigen einer Widerstandsbrückenschaltung liegen, in dessen Diagonalen ein Meßgerät angeordnet ist. Man kann auch das weitere Pendelsystem vorteilhaft hydraulisch dämpfen, wobei die Dämpfung mit Rücksicht darauf, daß das Fahrwerk ansich ungefedert ist, erheblich größer ist. Sofern man ein derartiges Dämpfungssystem mit einer Flüssigkeitserdrängung vorsieht, kann man die Kraft der verdrängten Flüssigkeit auf das erste Pendelsystem einwirken lassen, so daß sich dessen Lage lediglich noch unter der Einwirkung der Belastungsverteilung verändert.The last-mentioned proposal can be carried out in a number of ways. Both pendulum systems can be equipped with sliders for one potentiometer each, which are in two branches of a resistor bridge circuit, in its diagonals a measuring device is arranged. The further pendulum system can also be used advantageously damping hydraulically, the damping with consideration that the undercarriage itself is unsprung, is considerably larger. Unless you have such a damping system With a fluid displacement, one can use the force of the displaced fluid let act on the first pendulum system, so that its position is only changed under the influence of the load distribution.

Auch in diesem Falle kommt also lediglich die Differenz der Auslenkungswinkel beider Pendelsysteme zum Tragen.In this case, too, there is only the difference between the deflection angles both pendulum systems to carry.

Die Erfindung sei weiterhin anhand der sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden, schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Darin zeigen: Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform der Erfindung, Fig. 2 eine vereinfachte erfindungsgemäße Ausführungsform, Fig. 3 die schematische Darstellung eines Pendelsystems mit Potentiometer, Fig. 4 die schematische Darstellung der Anwendung zweier Pendelsysteme, Fig. 5 die Schaltung des Meßstromkreises und Fig. 6 zwei miteinander gekoppelte Dämpfungsglieder.The invention is further based on the exemplary embodiments referring schematic drawings. These show: FIG. 1 a first embodiment of the invention, FIG. 2 shows a simplified embodiment according to the invention, 3 shows the schematic representation of a pendulum system with a potentiometer, Fig. 4 the schematic representation of the application of two pendulum systems, FIG. 5 the circuit of the measuring circuit and FIG. 6 two mutually coupled attenuators.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Scheinwerfer 1 am Ende eines Pendelhebels 2 angeordnet, der an der Stelle 3 gelenkig gelagert ist und an seinem anderen Ende ein Gewicht 4 aufweist. Am Pendelarm 2 ist weiterhin die Kolbenstange 5 eines hydraulischen Schwingungsdämpfers angelenkt, dessen Zylinder mit 6 bezeichnet ist. Diesw Schwingungsdämpfer arbeitet drucklos, er ist also entweder in bekannter Weise als Zweirohrdämpfer ausgeführt, wie es die unterbrochene Darstellung des zweiten Zylindermantels 7 erkennen läßt. Man kann stattdessen auch eine Verbindungsleitung 8 zu einem Ausgleichsgefß 9 herstellen, die an der Stelle 10 noch mit einem Absperrventil versehen sein kann, welches mittels der Handhabe 11 ggfs. vom Armaturenbrett zu betätigen ist. In the embodiment of FIG. 1, the headlight 1 is at the end arranged a pendulum lever 2, which is articulated at the point 3 and on has a weight 4 at its other end. The piston rod is still on the pendulum arm 2 5 of a hydraulic vibration damper articulated, the cylinder of which is denoted by 6 is. This vibration damper works without pressure, so it is either known Way designed as a twin-tube damper, as is the interrupted representation of the second Cylinder jacket 7 can be seen. You can use a connecting line instead 8 to a compensating vessel 9, which at the point 10 still has a shut-off valve can be provided, which by means of the handle 11 if necessary. From the dashboard to is actuated.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Parabolspiegel 12 eines Scheinwerfers unmittelbar an der Stelle 13 gelenkig gelagert. Der massebehaftete Pendelhebel 14 weist endseitig ein Gelenk 15 auf, an dem der schematisch dargestellte Schwingungsdämpfer 16 angreift, der seinerseits an der Stelle 17 gelenkigmit dem Fahrzeug verbunden ist. Man kann zusätzlich in starrer Verbindung mit dem Pendelhebel 14 einen Schleifer 18 vorsehen, der den Widerstand eines Potentiometers 19 verändert. In the embodiment of FIG. 2, the parabolic mirror 12 is one Headlight directly at the point 13 articulated. The massive one Pendulum lever 14 has at its end a joint 15 on which the schematically illustrated Vibration damper 16 attacks, which in turn is articulated at the point 17 with the Vehicle is connected. You can also use the pendulum lever in a rigid connection 14 provide a wiper 18 which changes the resistance of a potentiometer 19.

Pendelsysteine der erfindungsgemäßen Art lassen sich auch lediglich rur Anzeigezwecke ausbilden, in welchem Falle eine besonders raum8parende Unterbringung möglich ist. Schematisch zeigt diesFi. 3. Der geknickte Pendelarm 20 ist an der Stelle 21 gelenkigglagert und endseitig mit Gewichten 22 und 23 ousgefthrt, An einem der Gewichte ist noch der Schwingungsdämpfer 24 angelenkt, der an der Stelle 25 mit dem Fahrzeug gelenkig verbunden ist. Die auch in diesem Falle erfolgte Ausbildung des Pendelhebels als zweiarmiger Jiebel hat den Vorteil, daß man auch bei kleinen Massen genügend große Direktionskräfte erzeugen kann, um eine Auslenkung auch bei geringen Abweichungen aus der vorgeschriebenen Lage zu bewirken. Auch in diesem Falle kann ein Schleifer 18 mit dem Pendel festverbunden werden, welches den Widerstand des Potentiometers 19 verändert. Pendulum systems of the type according to the invention can also only be for display purposes, in which case particularly space-saving accommodation is possible. This is shown schematically in Fi. 3. The bent pendulum arm 20 is on the Point 21 articulated and guided at the end with weights 22 and 23, on one of the weights, the vibration damper 24 is still articulated, which at point 25 with the vehicle is articulated. In this case too The pendulum lever is designed as a two-armed Jiebel has the advantage that one can generate sufficiently large directional forces even with small masses to produce a To cause deflection even with minor deviations from the prescribed position. In this case, too, a grinder 18 can be firmly connected to the pendulum, which changes the resistance of the potentiometer 19.

Fig. 4 zeigt in schematischer Anordnung die Verwendung zweier Pendelsysteme. Dabei wird angenommen, daß die Fahrbahn 26 verhältnismäßig stark geneigt ist. Das eine Pendelsystem greift am Fahrzeugkörper 27 an und ist vereinfachend mit 28 bezeichnet. Dabei bildet sich mit der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers 27 der Auslenkungswinkels~ . Das zweite Pendelsystem ist vereinfachend mit 29 bezeichnet und bildet mit dem durch die Linie 27'schematisch angedeuteten Fahrwerk den Winkel d 2. Es ist ersichtlich, daß es infolge der Schräglage zu einer Belastungsverteilung derart kommt, daß die ITinterachsen des Fahrzeuges stärker belastet sind. Somit ist der Winkell größer als der Winkeld 2. X Urde jedoch, wenn man z.B. aufgrund nur der Auslenkung des Pendelsystems 28 die Scheinwerferlage verändern würde, zu einem falschen Ergebnis kommen, weil dann die Scheinwerfer einen zu großen Winkel mit der Straßendecke bilden würden. Aus diesem Grunde wird vom WinkelaL1 der Auslenkungswinkel des Pendelsystems 29 s 2 subtrahiert und lediglich der Differenzwinkel berUcksichtigt.Fig. 4 shows in a schematic arrangement the use of two pendulum systems. It is assumed that the roadway 26 is relatively steeply inclined. That a pendulum system acts on the vehicle body 27 and is designated by 28 for simplicity. The deflection angle ~ is formed with the longitudinal direction of the vehicle body 27 . The second pendulum system is designated by 29 for the sake of simplicity and forms with the by the line 27 'schematically indicated undercarriage the angle d 2. It can be seen that it comes as a result of the inclination to a load distribution such that the The vehicle's rear axles are more heavily loaded. Thus the angle is larger than the Winkeld 2. X Urde, however, if, for example, due to only the deflection of the Pendulum system 28 would change the headlight position, to an incorrect result come because then the headlights form too large an angle with the road surface would. For this reason, the angle aL1 becomes the deflection angle of the pendulum system 29 s 2 is subtracted and only the difference angle is taken into account.

Bei der Talfahrt würde es sich entsprechend umgekehrt verhalten.In the case of the descent, it would be the other way around.

Fig. 5 zeigt eine einfache Schaltungsanordnung, bei welcher Widerstände 28' und 29', die den Pendelsystemen 28 und 29 entsprechen, in zwei Zweigen einer Widerstandsbrückenschaltung liegen, in deren Diagonalzweig 30 das anzeigende Meßgerät 31 liegt.Fig. 5 shows a simple circuit arrangement in which resistors 28 'and 29', which correspond to the pendulum systems 28 and 29, in two branches one Resistance bridge circuit are in the diagonal branch 30 of the indicating measuring device 31 lies.

Schließlich kann man noch, wie Fig. 6 zeigt, z.B. das Pendelsystem 29 mit einem in der beschriebenen Weise angelenkten, hydraulischen Schwingungsdämpfer 33' ausführen, der über eine Verbindungsleitung 32 mit einem Zylinder 33 verbunden ist, in dem z.B. der Zylinder 6 aus Fig. 1 als Kolben verschieblich ist. Im Zylinder 6 ist schließlich der an der Kolbenstange 5 befestigte Kolben verschieblich.Finally, as shown in Fig. 6, one can, for example, use the pendulum system 29 with a hydraulic vibration damper articulated in the manner described 33 ', which is connected to a cylinder 33 via a connecting line 32 in which, for example, the cylinder 6 from Fig. 1 is displaceable as a piston. In the cylinder 6, finally, the piston attached to the piston rod 5 is displaceable.

Bei einem derartigen System wird die Fehlauslenkung, die sich bei der Berg- bzw. Talfahrt ergibt, unmittelbar auskorrigiert, so daß sich der in Fig. 6 nicht dargestellte Scheinwerfer 1 unabhängig vom Neigungswinkel der Straße stets im richtigen Winkel zur Fahrbahn einstellt. Mit Rücksicht darauf, daß ein Ausgleich beabsichtigt ist, sind die hydraulischen Schwingungsdämpfer 33 und 33' in Bezug zueinander so angeordnet, daß es bei in gleicher Richtung erfolgender Auslenkung beider Pendelsysteme zu einer gegenläufigen Flüssigkeitsverdrängung in den Schwingungsdämpfen kommt. Man kann also z.B. den Schwingungsdämpfer 33' amin Fahrtrichtung hinteren und den Schwingungsdampfer 33 am in Fahrtrichtung vorderen Arm des jeweiligen Pendelsystems anlenken.In such a system, the misdirection resulting from the ascent or descent results, corrected immediately so that the in Fig. 6 headlights 1, not shown, always regardless of the angle of inclination of the road at the right angle to the road. With regard to the fact that a compensation is intended, the hydraulic shock absorbers 33 and 33 'are related arranged to each other so that it occurs when deflection takes place in the same direction both pendulum systems to a counter-rotating fluid displacement in the vibration dampers comes. So you can, for example, the vibration damper 33 'at the rear in the direction of travel and the vibration damper 33 on the front arm of the respective pendulum system in the direction of travel link.

Claims

9 Device for determining the load distribution to be ordered in the direction of travel in particular in motor vehicles, characterized in that it consists of at least at least one about an axis extending perpendicular to the direction of travel The vehicle body (27) consists of a movable pendulum system with a damping element (5, 6, 16) is connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pendulum system is a pendulum lever (2, 14, 20).

3. Apparatus.nach claim 2, characterized in that an arm of the pendulum lever (2) directly on one or more movable headlights (1) attacks while his other arm is loaded with a compensating force (4) and the braking of the attenuator (5, 6) is adjustable.

4. Device according to claims 2 and 3, thereby gßkennxeiahnetj that the pendulum lever (2, 14, 2O) with a slider (18) for a potentiometer (19) is executed, which is in the circuit of a display device (31).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the potentiometer (18, 19) is still designed as a mechanical damping element.

6. Device according to claims 4 and 5, thereby ekennrechnet, that by means of the current flowing in the circuit a control of the deviations takes place from a predetermined load distribution compensating organ

7th Device according to Claims 1 to 6, characterized in that the damping element is a fluid system in which a resistance body connected to the pendulum system is movable.

8. The device according to claim 7, characterized in that the Fluid system is a hydraulic vibration damper (5, 6, 16, 31), wherein one located in a cylinder and from the piston rod (5) of a damping piston displaceable damping fluid is provided.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the vibration damper daP Via a lockable connection line (8) with an expansion tank (9) for the damping flow displaced by the piston rod (5) is connected.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the with a connecting line (8) provided with a shut-off element (10) an actuating handle (11) on the dashboard of the vehicle.

it. Device according to Claims 1 to 10, characterized in that that another, damped pendulum system (29) around a perpendicular to the direction of travel extending axis of the chassis connected to the two wheel axle bearings (279 is movable in the direction of travel, the angular deflection of which from the normal position is the angular deflection of the first pendulum system (28) corrected.

12. The device according to claim 11, characterized in that both Pendulum systems (28, 29) are provided with sliders for one potentiometer each, which in two branches (28 ', 29') of a Wierstands bridge circuit, in their diagonals a measuring device (31) is arranged.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that the further pendulum system (29) hydraulically damped and a liquid displacement is provided, the force of which acts on the first pendulum system (28) such that its position only changes under the influence of the load distribution.