DE331878C

DE331878C - Speedometers and accelerometers for vehicles

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Publication number: DE331878C
Application number: DE1917331878D
Authority: DE
Original assignee: KARL RINGWALD
Current assignee: KARL RINGWALD
Priority date: 1917-07-31
Filing date: 1917-07-31
Publication date: 1921-01-19

Description

Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmesser für Fahrzeuge. Es sind Geschwindigkeitsmesser für Fahrzeuge bekannt geworden, in welchen eine körnige Masse in einem homogenen Strahl dauernd =frei fällt. Durch eine unter dein Austritt des Strahles gelegene Schneide wird der Strahl während der Dauer von Beschleunigungsmaßen in zwei ungleiche Teile, sonst , aber in gleiche Teile geteilt. Die Differenz der durch die Schneide abgeteilten beiden Mengen ist dann ein Maß der vom Fahrzeug , jeweils erreichten Geschwindigkeit.Speedometers and accelerometers for vehicles. There are Speedometers for vehicles have become known in which a granular mass in a homogeneous jet continuously = falling freely. By one under your exit of the The cutting edge located in the beam becomes the beam for the duration of acceleration measures in two unequal parts, otherwise but divided into equal parts. The difference in the two quantities divided by the cutting edge is then a measure of the vehicle, each speed reached.

Gemäß der Erfindung soll nun die Genauigkeit der Messung dadurch vermehrt werden, da's an Stelle einer körnigen Masse eine Flüssigkeit verwendet wird. Die hohe Teilbarkeit derselben- ermöglicht nach Ansicht des Erfinders das Zustandekommen allerfeinster Messungen. Außerdem kann man der Flüssigkeitdie notwendigen hohen Ausflußgeschwindig-: keiten erteilen. Eine Flüssigkeit ist aber mit den Mitteln allein, welche in den schon be= kannt gewordenen Apparaten angewendet sind, nicht als zu teilendes Material verwendbar, weil jede Flüssigkeif alsbald nach dem @: Austritt aus einer Ausflußöffnung von rechteckigem Querschnitt, wie sie für eine körnige Masse verwendbar ist, dem kreisrunden Querschnitt zustrebt. Ein Flüssigkeitsstrahl von kreisrundem oder länglichrundem Querschnitt ist durch eine Schneide nicht so teilbar, daß die Differenz der geteilten 1Vlengen auch wirklich dem die ungleiche Teilung verursachenden Beschleunigungsausschlag proportional sind. Zur Beseitigung dieses die Verwendung einer Flüssigkeit als zu teilender Masse ausschließenden Umstandes werden nun gemäß der vorliegenden Erfindung außer der teilenden Hauptschneide noch zwei senkrecht dazu stehende, in gleicher Ebene endigende, parallele Schneiden verwendet, welche aus der Strahlmasse im Augenblick des Auftreffens der Teile auf die Hauptschneide ein mittleres, durch zwei parallele Flächen begrenztes Zylindersegment ausschneiden, das allein durch die Hauptschneide in zwei Teile. geteilt wird, während die außerhalb der Parallelschneiden niedergehenden Strahlmassen zur Messung nicht verwendet werden und auf kürzestem Wege der Pumpe zufließen.According to the invention, the accuracy of the measurement should now be increased as a result because a liquid is used instead of a granular mass. the high divisibility of the same - in the opinion of the inventor, makes it possible very fine measurements. In addition, the liquid can be given the necessary high Give outflow velocities. A liquid is however with the means but those used in the apparatus that have already become known are not can be used as a material to be divided, because each liquid immediately after the @: Exit from an orifice of rectangular cross-section, as it is for a granular mass can be used, the circular cross-section strives. A jet of liquid of a circular or oblong cross-section is not so due to a cutting edge divisible, that the difference of the divided lengths is really unequal to that The acceleration deflection causing the division are proportional. For elimination this circumstance precluding the use of a liquid as a mass to be divided are now in addition to the dividing main cutting edge according to the present invention two parallel cutting edges that are perpendicular to it and that end in the same plane are used, which from the jet mass at the moment the parts hit the main cutting edge cut out a central cylinder segment delimited by two parallel surfaces, divided into two parts by the main cutting edge alone. is shared while the outside the falling jet masses cannot be used for the measurement and flow to the pump by the shortest possible route.

Es ist dabei vorausgesetzt, daß diese Schneiden mit der Strahldüse starr verbunden sind. und durch -andere hier nicht zu erörternde Mittel samt der Düse in -der senkrechten oder wagerechten Lage auch bei Beschleunigungsdrücken erhalten werden, so daß die Lage der Schneiden zu der normalen Strahlrichtung immer aufrechterhalten bleibt.It is assumed that this cutting edge with the jet nozzle are rigidly connected. and by other means not to be discussed here, including the The nozzle is kept in the vertical or horizontal position, even with acceleration pressures so that the position of the cutting edges to the normal beam direction is always maintained remain.

Die Schneidenanordnung ist in Fig. i in einer Draufsicht mit geschnittenem Strahl, in Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt; die Fig. 2, 3 und ¢ zeigen ebenfalls Draufsichten auf die Schneidenanordnung mit Beschleunigungsausschlägen des Strahles in drei Fällen. - .The cutting arrangement is in Fig. I in a plan view with a cut Beam, shown in Fig. 5 in a perspective view; Figs. 2, 3 and ¢ also show top views of the cutter arrangement with acceleration deflections of the ray in three cases. -.

Es ist ce .die trennende Mittelschneide; U und.c sind die zweiparallelen Längsschneiden; d" ist der viereckige (Fig. i bis d.) oder runde (Fig:5) Rand des Außengefäßes zur Ableitung der außerhalb der Parallelschneiden niedergehenden Strahlteile. Schneiden und Strahlquerschnitte sind in den Fig. i bis 5 vergrößert dargestellt. Bei Ruhe oder gleichmäßiger Geschwindigkeit hat der in der Schneidenebene geführte, in den Figuren schraffierte Strahlquerschniti die Lage von Fig. i. Die Mittelschneide c teilt die Meßflüssigkeit somit in zwei genau gleiche Teile.It is the central cutting edge that separates; U and.c are the two parallel ones Slitting; d "is the square (Fig. i to d.) or round (Fig: 5) edge of the Outer vessel to divert the jet parts falling outside the parallel cutting edges. Cutting edges and beam cross-sections are shown enlarged in FIGS. at The guide in the cutting plane has a steady or steady speed, in the figures hatched ray cross sections the position of Fig. i. The central cutting edge c divides the measuring liquid into two exactly equal parts.

Bei einem parallel zu den Parallelschneiden erfolgenden Ausschlag tritt die Stellung nach Fig.2 ein. Die Gesamtmenge der zwischen den Parallelschneiden niedergehenden Strahlflüssigkeit ist der in der Normalstellung von Fig. i gleich. Sie wird durch die Mittelschneide a. in zwei ungleiche Teile geteilt, die in der Differenz ihrer Menge dem Beschleunigungsausschlag proportional sind.If there is a deflection parallel to the parallel cutting edges occurs the position according to Fig.2. The total amount of between the parallel cutting edges falling jet fluid is the same as that in the normal position of FIG. It is a. divided into two unequal parts, which in the Difference in their amount are proportional to the acceleration deflection.

Bei einem senkrecht zu den Parallelschneiden b und c erfolgenden Beschleunigungsausschlag tritt etwa die Stellung von Fig. 3 ein. Die zwischen den Parallelschneiden niedergehendenMengender Meßflüssigkeit sindetwas geringer als in Fig. i und :2; sie werden durch die Mittelschneide a in zwei genau gleich große Hälften geteili, so daß die Differenz der beiden Mengen gleich Null bleibt. Es erfolgt somit in dieser Stellung überhaupt keine Messung des Beschleunigungsausschlags.With an acceleration deflection perpendicular to the parallel cutting edges b and c occurs approximately the position of FIG. 3. The crowds descending between the parallel cutting edges Measuring fluids are slightly less than in Fig. 1 and: 2; they are through the central cutting edge a divided into two halves of exactly the same size, so that the difference between the two sets remains equal to zero. There is therefore no measurement at all in this position of the acceleration deflection.

Bei einem schief zu den Parallelschneiden erfolgenden Beschleunigungsausschlag tritt eine Stellung wie in Fig.4 ein. Die Menge der zwischen den Parallelschneiden niedergehenden Meßflüssigkeit ist etwas verringert; sie wird aber proportional dem in Parallelschnei.denrichtung verlaufenden Komponenten des Beschleunigungsausschlages geteilt. Bei einem senkrecht zur Schneidenebene, also in Strahlrichtung erfolgenden Beschleunigungsdruck erfolgt ein langsameres oder rascheres Einfließen des Strahles bzw. eine Erweiterung oder Verengung seines Querschnittes. Dieser Vorgang kann aber an der richtigen Teilung der Strahlmasse nichts ändern.In the event of an acceleration deflection at an angle to the parallel cutting edges a position as in Fig. 4 occurs. The amount of between the parallel cutting edges falling measuring liquid is somewhat reduced; but it becomes proportional to that Components of the acceleration deflection running in the parallel cutting direction divided. In the case of a perpendicular to the cutting plane, that is to say in the direction of the beam Acceleration pressure results in a slower or faster flow of the jet or an expansion or narrowing of its cross-section. But this process can do not change anything in the correct division of the jet mass.

Bei einem schräg zur Schneidenebene erfolgenden Beschleunigungsstoß entstehen Wirkungen der in Fig. 2 bis 4 dargestellten Art, mit Erweiterungen oder Verengerungen des Strahlquerschnittes verbunden. Somit erfolgt auch hierbei keine Störung des Meßvorganges. Durch Verwendung zweier entgegengesetzt strömender Strahlen lassen sich zudem alle Störungserscheinungen aufheben.In the event of an acceleration shock occurring at an angle to the cutting plane there are effects of the type shown in FIGS. 2 to 4, with extensions or Constrictions of the beam cross-section connected. Thus there is also no Disturbance of the measuring process. By using two oppositely flowing jets all malfunction phenomena can also be canceled.

Daraus ergibt sich, daß durch ,die Schnei-3en- und Düsenanordnung alle in irgend-Evelcher Richtung auftretenden Beschleuni-;ungsausschläge in dem in Parallelschneidenrichtung verlaufenden Komponenten gemes-3en werden, während die anderen Bewegungs-:eile diese Messung nicht zu stören vermögen. Außerdem ergibt sich daraus die Möglichkeit, furch die Aufstellung von drei solcher Meß-@inrichtungen, von denen zwei in der Hori-:ontalebene, und zwar eine in N-S- und eine in a 0-'\V-Richtung, die dritte in einer Vertikalebene erhalten werden, ein genaues Bild aller Beschleunigungsstöße und Geschwindigkeiten eines Fahrzeugs zu erhalten, ohne einen besonderen Zerlegungsapparat benutzen zu müssen.It follows that by, the cutting and nozzle arrangement all acceleration deflections occurring in any direction in the Components running in the direction of the parallel cutting edges are measured while the other movements cannot disturb this measurement. Also results from this the possibility of setting up three such measuring devices, of which two in the horizontal plane, namely one in N-S and one in a 0 - '\ V direction, the third can be obtained in a vertical plane, an accurate picture of all acceleration bumps and speeds of a vehicle without a special disassembling apparatus to have to use.

Die Messungen werden ungenau, wenn die Beschleunigungsausschläge so groß werden. daß die Peripherie des Strahlquerschnittes eine der Schneiden tangiert. Die Möglichkeit dieses. Falles läßt sich aber dadurch ausschalten, claß einerseits die Ausflußgeschwindigkeit der Flüssigkeitsstrahlen so bemessen wird, daß sie die höchste zu erwartende Beschleunigung, z. B. die einer heftigen Schlingerbewegung; übertrifft, und daß andererseits die'Entfernung der Schneiden von der Düse in ein richtiges Verhältnis zum StrahIquerschnitt gebracht ist. Ist z. B. der Strahlquerschnitt = 9 mm breit, so kann der höchste Strahlausschlag etwa 3 mm betragen. Rechnet man nun als höchste Sekundenbeschleunigung = 3 m,_ eine Ausflußgeschwindigkeit von 15 m, so kann die Strahllänge, also die Entfernung Düse-Schneide = 15 min betragen, weil bei dieser Länge die Strahlzeit = @@@ooo Sekunde beträgt und obige Maximalbeschleunigung von 3 m in '110"o Sekunde einen Ausschlag von 3 mm ergibt.The measurements become inaccurate when the acceleration deflections are so large. that the periphery of the beam cross-section is tangent to one of the cutting edges. The possibility of this. However, this can be switched off if, on the one hand, the outflow velocity of the liquid jets is measured in such a way that it achieves the highest acceleration to be expected, e.g. B. that of a violent rolling motion; and that, on the other hand, the distance between the cutting edges and the nozzle is brought into a correct relationship to the cross-section of the jet. Is z. B. the beam cross-section = 9 mm wide, the highest beam deflection can be about 3 mm. If one now calculates the highest second acceleration = 3 m, _ an outflow velocity of 1 5 m, the jet length, i.e. the distance nozzle-cutting edge = 1 5 min, because at this length the jet time = @@@ ooo seconds and the above Maximum acceleration of 3 m in 110 seconds gives a deflection of 3 mm.

Ein höchster Meßauss,chlag von 3 mm erscheint auf den ersten Blick zu gering, um innerhalb dieser Größe noch allerfeinste Messungen wägbar zu gestalten. Betrachtet man aber die Mengendifferenzen, so erscheint die Messung dennoch genau genug.A maximum measurement of 3 mm appears at first glance too small to be able to make even the finest measurements within this size. However, if you look at the differences in quantity, the measurement still appears accurate enough.

Enthält ein Apparat beispielsweise zoo der oben beschriebenen Schneiden- und Düseneinrichtungen, in denen die Entfernung der Parallelschneiden je 4 mm beträgt, mithin die Gesamtmeßbreite = 400 mm ausmacht, ist ferner die Ausflußgeschwindigkeit = 2o Sekundenmeter, die Strahllänge = .2o mm, die Strahlzeit mithin %00o Sekunde, so bewirkt eine Beschleunigung von %o mm (pro Sekunde) in 1-110"u Sekunde eine Strahlverschiebung von 1]1a000 mm, mithin eine Mengendifferenz von 2 # 0,00o i # 400 # 2o ooo = i 60o cmm, bei Verwendung von Wasser etwa ein Gewicht von 1,6 g. Diese Größe ist aber in der weiteren Auswertung des Meßergebnisses wohl noch wägbar. Nun verursacht aber die gemessene Beschleunigung von l/" mm in einer Sekunde bei Verwendung der Geschwindigkeitsmessung zur Wegmessung bei einer Fahrt von i o Tagen eine Streckendifferenz von 86,4 m, die praktisch kaum in Betracht kommt.For example, if an apparatus contains zoo of the cutting edge described above and nozzle devices in which the distance between the parallel cutting edges is 4 mm each, consequently the total measurement width = 400 mm, is also the outflow velocity = 2o seconds meter, the beam length = .2o mm, the beam time therefore% 00o second, an acceleration of% o mm (per second) causes a beam shift in 1-110 "u second of 1] 1a000 mm, therefore a quantity difference of 2 # 0.00o i # 400 # 2o ooo = i 60o cmm, when using water a weight of about 1.6 g. But this size is in the further evaluation of the measurement result can still be weighed. Well caused but the measured acceleration of 1 / "mm in one second when using the speed measurement for distance measurement on a journey of 10 days, a distance difference of 86.4 m, which is hardly considered in practice.

Infolge der fast unbegrenzten Teilbarkeit einer Flüssigkeit liefert die Teilung durch die Schneide natürlich noch weit genauere Meßergebnisse. Um alle diese - erst in der Häufang mit nachfolgenden Teilergebnissen wägbaren - Einzelergebnisse anzusainineln, darf inan die Suinmierungen nicht zu schnell abschließen.As a result of the almost unlimited divisibility of a liquid it delivers the division by the cutting edge of course gives far more accurate measurement results. To everyone these - only in the cluster weighable with the following partial results - It is not allowed to conclude individual results too quickly.

Gemäß der vorliegenden Erfindung fließen deshalb .die geteilten Flüssigkeitsmengen in größere Behälter; wo sie sich sammeln. Ver-.wendet man als Behälter zwei prismatische Gefäße von unter sich gleichem Querschnitt, so stellt die Höhendifferenz der beiden Flüssigkeitsmengen ohne weiteres die Geschwindigkeitsänderung dar, die durch eine auf dem Schwimmer des einen Gefäßes befestigte Skala ablesbar gemacht werden kann. Durch die Schwimmer oder ähnliche Mittel läßt sich dann die Änderung weiter auf andere Apparatteile übertragen.According to the present invention, therefore, the divided amounts of liquid flow in larger containers; where they gather. If you use two prismatic containers Vessels of the same cross-section represent the difference in height between the two Liquid quantities readily represent the change in speed caused by a can be made readable on the float of a vessel attached scale. The change can then be continued by the float or similar means transfer other equipment parts.

Natürlich müssen auch diese größeren Behälter periodisch entleert werden. Das geschieht am zweckmäßigsten durch. genau wirkende Pumpen oder Verdränger, und zwar ununterbrochen, so,daß in den Behältern selbst nur die Differenz der Flüssigkeitsmengen zum Ausdruck kommt.Of course, these larger containers must also be emptied periodically will. This is best done through. precisely acting pumps or displacers, and continuously, so that in the containers themselves only the difference in the amount of liquid is expressed.

Läßt man die Stellung der Schwimmer auf Integrierwerke einwirken, z. B. auf das verschiebbare Reibungsrad eines Diskuswerkes oder auf ein elektrisches Integrierwerk, so ergibt das. letztere, wie bekannt, den durchlaufenen Weg. Als Integrierwerk kann in bekannter Weise auch der Ablauf einer Flüssigkeit dienen, die beim Austritt aus einer durch parallele Seiten begrenzten Ausflußöffnung durch eine verschiebbare Schneide in zwei beliebig verschiedene Teile geteilt wird., die in zwei Sammelgefäßen zusammenfließen und dort durch Steigen und Sinken die durchlaufenen Wege messen. -Eine solche Ausführungsform des Gesamtapparates ist in Fig. 7 in einem schematischen Vertikalschnitt dargestellt. Die Apparatteile sind auf der horizontalen Platte e und auf der vertikalen Platte f befestigt, welche durch andere Apparate in ihrer Lage erhalten werden. Von einer völlig gleichmäßig arbeitenden Pumpe her steigt durch ein Zuleitungsrohr g eine Flüssigkeit auf, dringt durch die Düse lz als Strahl ins Freie und wird dann durch die Schneiden a, b, c zerlegt. Die außerhalb der Parallelschneiden niedergehenden Strahlteile fließen durch ein Rohr p wieder nach der Pumpe zurück. Die anderen Strahlmengen fließen geteilt durch die getrennten Rohre i und k in die getrennten Sammelbehälter l und in und werden von hier durch die Schläuche xz und o nach völlig genau arbeitenden Pumpen oder ähnliches abgesogen, die in den Behältern -L und -rin verbleibenden Teile verschieben die Schwimmer und drehen dadurch das Rad q. Dadurch wird mittels der Schnur y- der auf Rädchen gleitende Trägers verschoben und die von ihm an der Ausflußöffnung t der Düse gehaltene Schneide verschoben. Es fallen infolgedessen die Flüssig-I<eitsinengen. proportional der vorhandenen Geschwindigkeit in die getrennten Gefäße 2. und z, und bewegen mittels der Schwimmer ,las Anzeigerad. Durch Schläuche hindurch werden die Flüssigkeitsmengen nach Pumpen abgesogen. Selbstverständlich kann dieses hier nicht beanspruchte Flüssigkeitsintegrierwerk. auch durch ein anderes ersetzt werden.If you let the position of the float act on integrating works, z. B. on the sliding friction wheel of a disc mechanism or on an electrical integrating mechanism, the result. The latter, as is known, the path traversed. As an integrating mechanism, the drainage of a liquid can also serve in a known manner, which is divided into two arbitrarily different parts by a sliding blade when it emerges from an outflow opening delimited by parallel sides measure up. Such an embodiment of the entire apparatus is shown in Fig. 7 in a schematic vertical section. The apparatus parts are fixed on the horizontal plate e and on the vertical plate f, which are held in place by other apparatuses. A liquid rises through a feed pipe g from a pump that works perfectly uniformly, penetrates through the nozzle lz as a jet into the open air and is then broken up by the cutting edges a, b, c. The jet parts falling outside the parallel cutting edges flow back through a pipe p back to the pump. The other jet quantities flow divided through the separate tubes i and k into the separate collecting tanks l and in and are sucked off from here through the hoses xz and o to fully accurate pumps or the like, which move the parts remaining in the tanks -L and -rin the float, thereby turning the wheel q. As a result, the carrier sliding on small wheels is displaced by means of the cord and the cutting edge held by it at the outlet opening t of the nozzle is displaced. As a result, the liquid drops fall. proportional to the existing speed in the separate vessels 2. and z, and move by means of the float, read indicator wheel. After pumping, the liquid quantities are sucked off through hoses. Of course, this fluid integrating mechanism, which is not claimed here, can. can also be replaced by another.

Es -sind Apparate bekannt geworden, in denen die Richtungsänderungen durch zwei Beschleunigungsmesser gemessen werden. Besonders einfach und: genau gestaltet sich diese Messung bei Verwendung des vorliegenden Geschwindigkeitsmessers. Die einfache Vorrichtung hierzu ist in Fig. 6 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Zwei Schneiden- und Düseneinrichtungen nach Fig. i (-zu und x) werden so mit zwei Sammelgefäßen y und w verbunden, daß die links der einen und rechts der anderen der beiden in einer Geraden liegenden Mittelschneiden niedergehenden Meßflüssigkeitsmengen nach dem einen, die andererseits niedergehenden nach dem anderen Sammelgefäß geleitet werden. Durch diese Verschränkung der Leitungswege können nur Drehbewegungen, nicht aber Fortbewegungen eine Differenz der Flüssigkeitsmengen in den Sammelgefäßen hervorbringen. Denn bei der geradlinigen Beschleunigung lieben sich die Wirkungen beider Schneiden auf. Tritt jedoch eine Drehung ein, so. werden die beiden Strahlen im entgegengesetzten Sinne abgelenkt, und die Wirkungen summieren sich.Apparatuses have become known in which the changes in direction are measured by two accelerometers. This measurement is particularly simple and precise when using this speedometer. The simple device for this is shown in Fig. 6 in a schematic plan view. Two cutting and nozzle devices according to Fig. I (-zu and x) are connected to two collecting vessels y and w that the left of one and the right of the other of the two central cutting edges falling in a straight line to the one, the falling on the other hand to the other collecting vessel. As a result of this entanglement of the line paths, only rotary movements, but not forward movements, can produce a difference in the quantities of liquid in the collecting vessels. Because with the straight acceleration, the effects of both cutting edges love each other. However, if a rotation occurs, so. the two rays are deflected in opposite directions and the effects add up.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Velocity and accelerometer of the known type in which a falling mass is divided into two parts by a cutting edge, the difference of which is the acceleration measure, characterized in that a liquid serves as the divisible mass, and that in addition to the dividing main cutting edge (a) there are two other parallel cutting edges (7r and c) perpendicular to the main cutting edge are arranged. =. Speedometer according to claim i, characterized in that the quantities of liquid which have fallen between the parallel cutting edges (b and e) and divided by the main cutting edge (a) flow into two larger containers (l and m), in which they indicate the speed by their height difference. 3. Speedometer according to spoke r and 2, characterized in that the known use of two accelerometers to measure changes in direction is made possible in that two accelerometers built according to claim r (w and: e) so with two collecting vessels (y and s) be connected so that the amounts of liquid that have fallen to the right of one and the left of the other central cutting edge flow to the one, the amounts that have fallen on the other sides flow to the other collecting vessel.