DE3829204A1

DE3829204A1 - Neigungs- und beschleunigungsmesser fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3829204A1
Application number: DE19883829204
Authority: DE
Inventors: Johannes P F Dr Conrads; Volker Dr Uttenweiler
Original assignee: Conrads Johannes P F
Current assignee: Conrads Johannes P F
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2008-08-30
Also published as: DE3829204C2

Description

Aufgabe

Die Erfindung ermöglicht, versorgungsfrei auf einfache und somit kostengünstige Art, an Fahrrädern, insbesondere an Mountain Bikes und Rennrädern, und allgemein in Fahrzeugen Neigungen der Straße und des Geländes sowie bei konstanter Neigung positive und negative Horizontalbeschleunigungen zu erfassen und anzuzeigen, wobei erfindungsgemäß ein besonders einfacher Übersetzungsmechanismus gewählt wird, der bei kleinen Neigungen und kleinen Geschwindigkeitsänderungen einen großen, gut ablesbaren Anzeigerausschlag bewirkt, eine im Anwendungsbereich temperaturunabhängige Dämpfung eingesetzt wird und besonders einfache Vorrichtungen zur Nullpunktfestlegung implementiert werden.

Die Lösung der Aufgabe ist in beigefügter Zeichnung erläutert. Sie zeigt die Vorrichtung in einem zylindrischen Gefäß: links zwei Draufsichten, die zueinander senkrecht sind und rechts einen Querschnitt durch die Vorrichtung geführt entlang der links oben ist der Deckel entfernt.

Lösung

Der Meßwertgeber ist ein Zeiger (1), der an einem Ende drehbar gelagert ist und von einem Nocken (2), der längst der Zeigerachse gleiten kann, mitgenommen wird, wenn ein starres Pendel (3), an dem der Mitnehmernocken (2) exzentrisch unterhalb des Pendeldrehpunktes (4) angebracht ist, sich in seiner Lage relativ zum Zeigerdrehpunkt (5) verschiebt. In den Patentansprüchen werden der Mitnehmernocken (2) auch Exzenterlager und die Führung des Nocken im Zeiger als Geradeführung (6) bezeichnet. Pendel, Zeiger und Lager befinden sich in einem Gehäuse (7), das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren Viskositätsänderung im Temperaturbereich von -40°C<T<50°C die Dämpfung des Pendel/Zeigersystems nicht beeinflußt. Erfindungsgemäß können auch Flüssigkeiten mit sehr kleiner Viskosität benutzt werden. Hier wird die Dämpfung durch die Verwendung von Dämpfungslamellen erreicht, die so geformt sind, daß ein Teil von Ihnen bei der Bewegung des Pendel/Zeigersystems eine möglichst hohe Geschwindigkeit relativ zur Flüssigkeit hat. Die sich bewegenden Teile können erfindungsgemäß auch so gestaltet werden, daß der Strömungswiderstand der bei der Bewegung des Pendel/Zeigersystems in der Flüssigkeit relativ zueinander und/oder relativ zur Gefäßwandung so hoch ist, daß hinreichende Dämpfung erfolgt.

In der Abbildung wurde eine gebogene und in den oberen Teil des Gefäßes reichende Dämpfungslamelle (8) gewählt, die am Pendelkörper angebracht ist. Ebenso zu sehen ist ein Pendelausschlagbegrenzer in Form eines geformten Bleches (9), der erfindungsgemäß beim Auftreffen der Dämpfungslamelle federnd zurückweicht und in seiner weiteren Bewegung durch die Flüssigkeit bedämpft wird und somit eine prellfreie Ausschlagsbegrenzung darstellt.

Der am freien Ende um 90 Grad abgewinkelte Zeiger (1) bewegt sich unterhalb einer durchsichtigen Skala (10). Der Zeiger wird durch ein Schauglas (11) betrachtet. Ein Skalenspiegel (12) verdeckt den Einblick in das Gerät und dient dem Paralaxenausgleich.

Das Gefäß hat als Grundform zweckmäßigerweise die Gestalt eines flachen Zylinders, wobei der Zylindermantel, der dem Zeigerdrehpunkt gegenüberliegt, größtenteils als Schauglas gestaltet ist. Einbaulage: Zeigerlager unten, Schauglas oben, montiert an Drehgelenke (13), mit deren Hilfe das Gefäß am Fahrzeug zu Eichzwecken gegenüber der Horizontalen verdreht werden kann. Ein Halter (14) verbindet das Gefäß über eine Steckverbindung (15) mit dem Fahrzeug. Deckel oder Boden des Zylinders, d. h. seine Wangen können das Pendellager (4) aufnehmen. Es ist aber auch möglich, daß Zeiger und Pendellager von einer Stützkonstruktion aufgenommen werden, die im Gefäß in die Flüssigkeit eintaucht.

Es sei a die effektive Zeigerlänge, b der Abstand zwischen Pendellager und Zeigerlager, c der Abstand zwischen Pendellager und Exzenterlager, α der Neigungswinkel und s der Skalenausschlag, dann gilt folgende Beziehung:

Je mehr sich für kleinen Neigungswinkel α c sich b nähert, um so sensibler reagiert der Zeiger erfindungsgemäß auf Neigungsänderungen. Durch geeignete Wahl der Größen b und c kann die gewünschte Empfindlichkeit für kleine Neigungen, bzw. Beschleunigungen erreicht werden.

Je nach Anwendung sind unterschiedliche Einbaulagen der Skala erwünscht: Fahrrad erfordert flache Neigung zum Fahrer, Kfz steile Neigung. Bei gegebenen Größen b und c sind erfindungsgemäß die Lage des Zeigerdrehpunktes relativ zum Gehäuse und die Position des Nocken auf dem Pendel der Neigung der Skala zugeordnet.

Die Abbildung zeigt eine geeichte Skala in %-Neigung. Das Schauglas kann auch ohne Skalenteilung sein, und eine in Zeigerausschlagrichtung verschiebbare Skala über dem Schauglas korreliert den Zeigerausschlag mit der Neigung des Fahrzeuges. Bei horizontaler Stellung des Fahrzeuges erlaubt die Skalenverstellung die Festlegung des Nullpunktes.

Bei konstanter Neigung des Fahrzeuges zeigt der Zeiger Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges sensitiv an. Der Prototyp wurde in einem Fahrzeug erprobt. Das gewählte Übersetzungsverhältnis ist für Neigungsmessungen an Fahrrädern wie zur Anzeige der Geschwindigkeitsänderungen in Fahrzeugen hervorragend geeignet.

Liste der Teile gemäß Zeichnung P 38 29 204.1-52

1 Zeiger
2 Mitnehmernocke
3 Starres Pendel
4 Pendellager
5 Zeigerlager
6 Geradeführung
7 Gefäß
8 Dämpfungslamelle
9 Endausschlagbegrenzer
10 Skala
11 Schauglas
12 Spiegel
13 Drehgelenklager
14 Halter
15 Steckverbindung

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung und Darstellung der Höhendifferenz zwischen den Auflagezonen der Vorder- und der Hinterräder eines Fahrzeuges relativ zur Horizontalen, d. h. Neigungsmesser für Fahrzeuge, sowie Vorrichtung zur Anzeige einer Geschwindigkeitsänderung von Fahrzeugen dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeiger am Boden eines an einem Halter befestigten, mit Flüssigkeit gefüllten und mit Schauglas versehenen Gefäßes drehbar gelagert ist, dessen Wand oberhalb des Zeigerlagers das Pendellager mit Pendel aufnimmt, das seinerseits unterhalb des Pendellagers auf dem Pendel ein weiteres Lager, das Exzenterlager, aufweist, das seinerseits eine Geradeführung für den Zeiger aufnimmt, die sich frei um das Exzenterlager drehen kann und somit bei kleinen Neigungen und bei kleineren Geschwindigkeitsänderungen einen großen Zeigerausschlag bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zeigerlager und Pendellager in einem Stützgestell Aufnahmen haben, das in das Gefäß als mechanisch selbständige Einheit eingebracht ist.

3. Vorrichtung zur Dämpfung des Pendels des Neigungsmessers nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß niederviskose Flüssigkeiten, deren Viskosität sich im Temperaturbereich -40°C < T < 50°C kaum ändert, in das Gefäß gefüllt ist und die Spalte zwischen Zeiger und Pendel und/oder zwischen Pendel und Gefäßwand und/oder zwischen Zeiger und Gefäßwand und/oder zwischen gelochtem oder ungelochtem Lamellenblech, das am Pendel und/oder am Zeiger befestigt ist und sich im freien Raum zwischen Pendelachse und Zeigerende bewegt, eng sind.

4. Vorrichtung für prellfreie Endanschläge des Pendels des Neigungsmessers nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß gekrümmte Lamellen aus gelochtem oder ungelochtem, federndem Blech einen engen Spalt zu den Geäusewangen freilassen und mit einem Ende an der Mantelfläche des zylindrischen Gefäßes oberhalb oder unterhalb der beiden Durchdringungslinien zwischen Gefäßmantel und Dämpfungslamelle in Endausschlagsstellung befestigt sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger ein Draht runden Querschnitts ist, der an einem Ende eine Schlinge hat, die in einer Öse am Behälterboden befestigt ist, der das zu einem Zapfen vereinfachte Exzenterlager des Pendels, den Mitnehmer, parallel flankiert und an dem anderen Ende zwecks guter Positionserkennung abgewinkelt ist.

6. Vorrichtung zur Messung der Neigung des Neigungsmessers nach den Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß in dem dem Zeigerlager am Gefäßboden gegenüberliegenden Teil des Zylindermantels eine Aussparung besitzt, in die ein Schauglas eingelassen ist, das mit einer durchsichtigen Skala in Grad Neigung überdeckt ist, deren Teilung so angeordnet ist, daß für jedes volle Grad Neigung des erfindungsgemäßen Neigungsmessers sich der Zeiger unter einem Teilstrich befindet.

7. Vorrichtung zum Messen der Beschleunigung des Beschleunigungsmessers nach den Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß in dem dem Zeigerlager im Gefäßboden gegenüberliegenden Teil des Zylindermantels eine Aussparung besitzt, in die ein Schauglas eingelassen ist, das mit einer durchsichtigen Skala überdeckt ist, die in 0,1 g geteilt ist und auf der Teilstriche so angeordnet sind, daß für jedes volle 0,1 g, das der Beschleunigungsmesser erfährt, der Zeiger sich unter einem Teilstrich befindet.

8. Vorrichtung zur Justierung des Neigungsmessers nach den Ansprüchen 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß über ein Gelenk mit einem Halter drehbar zur Justierung der horizontalen Position des Neigungsmessers verbunden ist, und das Gelenk mit feiner Teilung definiert rastet oder so vorgespannt ist, daß Erschütterungen das Gefäß nicht aus der eingestellten Lage bewegen.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-9 dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßträger an dem Fahrzeug durch eine rastende Steckverbindung, die nicht Bestandteil des Fahrzeuges ist, befestigt ist.