DE3439261A1

DE3439261A1 - Einrichtung zur elektrischen anzeige einer dynamischen instabilitaet eines zugwagen-anhaenger-gespannes

Info

Publication number: DE3439261A1
Application number: DE19843439261
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Phys. 6382 Friedrichsdorf Decker; Max Dipl.-Ing. 7120 Bietigheim-Bissingen Layer
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1986-04-30

Description

Einrichtung zur elektrischen Anzeige einer dynamischen
Instabilität eines Zugwagen-Anhänger-Gespannes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrischen Anzeige einer dynamischen Instabilität eines Zugwagen-Anhänger-Gespannes.
Es ist bekannt, daß sich Anhänger hinter Zugwagen dynamisch instabil verhalten können, so daß der Anhänger durch eine aufschaukelnde Bewegung aus der normalen Fahrtrichtung drängt und damit auch das Heck des Zugwagens mitzunehmen versucht.
Wenn sich das Gespann im starken Maße aufgeschaukelt hat, ist diese Instabilität nur schwer, wenn überhaupt, durch Fahrmanöver beherrschbar. Dies kann im Extremfall zur Folge haben, daß sich der Anhänger quer stellt und überschlägt.
Diese dynamische Instabilität wird angeregt durch verschiedene Störgrößen und Parameter und steht somit für eine bestimmte Gespannfiguration nicht ein für allemal fest. Vielmehr kann sie durch die Fahrtgeschwindigkeit, Seitenwind, Bodenunebenheiten und dergleichen beeinflußt werden.
Aus den geschilderten Gründen hat der Fahrer eines Gespanns ein großes Interesse daran, die Instabilität des von ihm geführten Gespannes rechtzeitig zu erkennen, so daß er noch geeignete Gegenmaßnahmen, 4nsbesondere durch Herabsetzen der Geschwindigkeit, treffen kann. hierzu bietet es sich an, das Verhalten des Anhängers im Rückspiegel zu beobachten. Es liegt aber auf der Hand, daß diese Bdobåchtung einerseits die Aufmerksamkeit des Fahrers von dem Verkehrsgeschehenlablenkt und andererseits undeutlich ist, da zwangsläufig nur ein kleiner Blickwinkel erfaßt wird. Da auch im relativ stabilen Fahrzustand die Relativlage zwischen Zugwagen und Anhänger schwankt, läßt sich durch Beobachtung des Anhängers durch den Rückspiegel ein AufschaWkeln nur schwer und oft nur zu spät erkennen. Wenn die Instabilität des Anhängers unmittelbar in dem Zugwagen spürbar 1st und dessen Lenkbewegung beeinflußt, ist es oft für G¢genmaßnahmen zu spät.
Der vorliegenden Erfindung wiegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur elektrischen Anzeige der dynamischen Instabilität des Zugwagen-Anhänger eespannes zu schaffen, die den Fahrer eines Gespannes rethtffleitlg und zutreffend vor einem gefährlichen Auf schaukeln des Gespannes warnt, ohne die Aufmerksamkeit des Fahrers wesentlich abzulenken.
Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierte Erfindung gelost.
Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, daß die eine Pendelbewegung eines Zugwagen-Anhänger-Gespannes hervorrufende dynamische Instabilität besonders signifikant durch Auslenkung eines Pendels quer zur Fahrtrichtung des Anhängers bzw. Gespannes gemesSen werden kann.
Querbeschleunigungsmeßgeräte mit einem Pendel system besonders zur Verwendung in Fahrzeugen Bind an sich bekannt, und zwar auch solche, bei der die Lageäbtåstutg des Pendel systems ohne zusätzliche mechanische Reibung erfolgt (DE-OS 21 03 354).
Sie waren jedoch nicht speziell zur Anzeige einer dynamischen Instabilität eines Zugwagen-Anhänger-Gespanns eingesetzt und weisen auch nicht sämtliche Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung,insbesondere die wesentliche Abstimmung der Pendel.
frequenz auf die Eigenfrequenz des Anhängers um dessen Rollachse auf. - Zum Stand der Technik, insbesondere als Neigungs messer in Kraftfahrzeugen, gehören auch Doppelpendel, insbesondere ein starres Pendel, welches unten ein Gewicht trägt und oben ein Reversionsgewicht tragen kann, mit dem die Eigen schwingungsdauer bzw. Pendelfrequenz eingestellt werden kann (DE-PS 607 370). - Bei einem anderen bekannten Neigungsmesser für Kraftfahrzeuge wird die Pendel lage in einer Beibungsbehafteten Weise in einen entsprechenden Widerstandswert eingestellt und mit einem elektrischen Anzeigeinstrument dargestellt. Das Pendel kann dabei als zweiarmiger Hebel ausgebildet sein, von denen jedoch der eine Hebel im wesentlichen nur als Kontaktarm und nicht als Pendelarm dient (DE-PS 879 918).
Wie bereits angegeben, ist bei der vorliegenden Erfindung die Abstimmung der Pendel frequenz auf die Eigenfrequenz des Anhängers'um dessen Rollachse wesentlich. Damit wird erreicht daß sporadische relativ große Querneigungen des Anhängers, die beispielsweise durch eine Fahrbahnunebenheit hervorgerufen wurde,nur verhältnismäßig schwach angezeigt wird und keine kritische dynamische Instabilität des Gespannes vortäuscht. Bei Annäherung des Zugwagen-Anhänger-Gespannes an die dynamische Stabilitätsgrenze tritt hingegen eine Resonanz überhöhung der Pendelauslenkung - bei einer bestimm ten Phasenlage - ein, die entsprechend große Ausschläge des Anzeigeinstruments hervorruft und den Fahrer deutlich warnt.
Der Blick des Fahrers braucht dabei nur in normaler Weise den Armaturenbereich des Zugwagens abzutasten und wird so verhältnismäßig wenig von dem Verkehrsgeschehen abgelenkt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung bedingt nur einen relativ geringen Aufwand, so daß die Möglichkeit einer Nachrüstung vorhandener Gespanne hoch zu bewerten ist. Die Einrichtung kann wegen der Ausbildung des Pendels als ein an sich bekanntes Doppelpendel kompakt gehalten werden.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Einrichtung für eine Vielfalt von Anhängern einsetzbar, wenn das Doppelpendel auf eine Pendelfrequenz zwischen 0,5 bis 1,5 hz abstimmbar ist. Damit reduzieren sich Herstellungs- und Lagerhaltungskosten.
Die Kompaktheit der Einrichtung bei gleichzeitiger effektiver Umsetzung der Pendelbewegung in ein elektrisches Signal wird durch die Maßnahmen flach Anspruch 5 wesentlich gefördert.
Der integrierte Hall-Schaltkreis und die nachgeschalteten Verstärker können dabei unmittelbar benachbart zu dem Doppelpendel in einem kompakten Gehäuse untergebracht werden.
Besonders wertvoll ist, daß der elektrische Strom streng proportional der Pendelauslegung erzeugt wird, indem der diametral magnetisierte Ringmagnet in dem Hall-Schaltkreis eine Induktion hervorruft, die proportional der Winkelbewegung des Ringmagneten ist, welcher auf der Pendelachse gelagert ist. Der Hall-Schaltkreis erzeugt ein der Induktion proportionales elektrisches Signal, welches durch den nachgeschalteten Verstärker als eingeprägter Strom abgegeben wird. Dadurch entfällt ein Genauigkeits-verfälschender Einfluß der Verbindung zwischen dem Verstärker und dem Anzeigeinstrument, insbesondere von den Witterungseinflüssen mehr oder weniger ausgesetzten Kontakte zur Kopplung der Verbindungsleitung zwischen Anhänger und Zugwagen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher beschrieben, in deren einziger Figur die Einrichtung schematisch schaubildlich dargestellt ist: In der Zeichnung ist mit 1 ein Rahmen bzw. Gehäuseteil eines Doppelpendels bezeichnet. Das Doppelpendel 2 umfaßt eine Pendel achse 3 sowie in festem Abstand zu dieser ein Gewicht 4 und in einstellbarem Abstand ein Reversionsgewicht 5. Das Reversionsgewicht ist insbesondere um ein nicht dargestelltes Gewinde drehbar.
Das Doppelpendel 2 ist so in einem Anhänger 6 befestigt, daß die Pendelachse 2 parallel zur oder in der Rollachse 7 des Anhängers liegt, um welche der Anhänger Rollbewegungen quer zur Fahrtrichtung ausführt.
Konzentrisch auf der Pendel achse ist ein diametral magnetisierter Ringmagnet 8 befestigt. In dessen magnetischem Einflußbereich ist an dem Rahmenteil ein integrierter Hall-Schaltkreis 9 angebracht. Der Hall-Schaltkreis 9 steht in elektrischer Verbindung mit weiteren elektronischen Schaltelementen 10, die insbesondere einen Verstärker zur Erzeugung eines eingeprägten Stromes proprötional zu der Induktion in dem Hall-Schaltkreis 9 umfassen.
An den genannten Verstärker ist über eine Verbindungsleitung 11 ein Anzeigeinstrument 12 angeschlossen, welches als DrehmagnetmeRwerk vorteilhaft ausgeführt ist. - Es ist aber auch möglich, andere Anzeigeinstrumente, insbesondere Digital instrumente vorzusehen, woran in üblicher Weise der Ausgang der elektronischen Schaltelemente 10 anzupassen ist.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung des in dem Anhänger untergebrachten Teiles der Einrichtung kann ein Fahrer eines Zugwagens 13 unabhängig von der speziellen Art des Anzeigeinstruments 12 zuverlässig eine aufkommende dynamische Instabilität des Gespannes beobachten.
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Claims

Patentansprüche: 1 Einrichtung zur elektrischen Anzeige einer dynamischen Instabilität eines Zugwagen-Anhånger-Gespannes, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Anhänger (6) ein quer zur Fahrtrichtung auslenk bares Doppelpendel (2) angeordnet ist, dessen Pendelfrequenz auf die Eigenfrequenz des Anhängers um dessen Rollachse (7) abgestimmt ist, und daß mit dem Doppelpendel ein die Pendelauslenkung in ein proportionales elektrische$ Signal umwandelnder Geber (9, 10) berührungslos gekoppelt ist, an den ein in dem Zugwagen (13) angeordnetes Anzeigeinstrument (12) angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeihnet daß das Doppelpendel (2) auf eine Pefldelfrequenz zwischen 0,5 bis 1,5 Hz abstimmbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 köder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Drehachse des Pendels (Pendelachse 3) ein diametral magnetisierter Ringmagnet (8) verbunden ist, in dessen Einflußbereich ein integrierter Hall-Schaltkreis (9) angeordnet ist, und daß mit wenigstens einem dem Hall-Schaltkreis (9) nachgeschalteten Verstärker (elektronische Schaltelemente 10) ein der Pendelauslenkung proportionaler Strom generierbär ist.