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Neigungs- oder Steigungsmesser Die Erfindung bezieht sich auf Neigungs-oder
Steigungsmesser für bewegliche Körper, wie Luftfahrzeuge, Kraftwagen o. dgl., die
ein Pendel und ferner ein Schwungrad auf-«-eiseil, das im Verhältnis zur Bewegungsäeschwindigkeit
des den Neigungsmesser tragenden Körpers durch ein Getriebe gedreht wird, das eint
gleichachsig zur SchwingUngsachse angeordnete Welle enthält.
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Bei den bekannten Anordnungen dieser Art enthält das Getriebe zwischen
dem Pendel und dem als Berichtigungsglied wirkenden Schwungrad eine Vielzahl von
Zahnr 'idern, Radgetrieben, Planetenradgetrieben, Zapfen u. d-1., so daß nicht nur
die Ausführung teuer ist, zumal ja die Getrieberäder mit äußerster Genauigkeit bearbeitet
sein müssen, sondern auch leicht Störungen ausgesetzt ist. Überdies leidet auch
bei sorgfältigster Ausführung die Wirkung durch unvermeidliche beträchtliche Reibungsverluste.
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Die Erfindung schafft eine wesentliche Vereinfachung dadurch, daß
das berichtigende Getriebe für das Schwungrad von der gleichachsig zur Schwingungsachse
des Pendels angeordneten Welle aus eine vom Pendel getragene und mit ihm schwingende
Welle antreibt, die entweder selbst das berichtigende Schwungrad treibt oder durch
ein weiteres Zwi>chengetriebe auf die Schwungradwelle einwirkt, die in bekannter
Weise gleichachsig zur Schwingungsachse des Pendels liegen kann.
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Die Zeichnung zeigt den Gegenstand der Erfindung in Ausführungsbeispielen,
die insbesondere für Kraftwagen bestimmt sind, teilweise schematisch, und zwar:
Abb. i einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Abb. i, Abb.2 eine Seitenansicht zum
Teil im Schnitt nach Linie 2-2 in Abb. i, Abb. 3 eine Vorderansicht einer abgeänderten
Ausführung, Abb. d. eine schaubildliche Darstellung eines Einzelteiles, Abb. 5 einen
Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 6 oder 7 für eine Ausführungsform, bei der das Schwungrad
ganz vom Pendel getragen wird, Abb. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der Abb.5 und
Abb.7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der Abb. 5.
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Die Pfeile an den Schnittlinien veranschaulichen die Blickrichtung.
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Die Vorrichtung ist in einem Gehäuse A (Abb. i und 2) untergebracht.
Nach Mög-
lichkeit @sind alle Getriebeteile an der Rückplatte A1 gelagert.
A2 ist ein Fenster, durch (las die Anzeigen sichtbar sind.
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An Tragplatten B, Bl der Rückwand ist in Zapfen C; Cl ein das Pendel
bildender U-förmiger Bügel D aufgehängt, der einen waagerechten Teil und zwei seitliche
Arme aufweist, deren einer, D', gerade ist, während der zweite zwei iin wesentlichen
senkrechte Stücke D@,- D° aufweist, die durch ein waagerechtes Stück Dl verbunden
sind. Der
Teil D2 hat einen seitlich vorspringenden Lappen E mit
Schlitz El (Abb. 2), in dem ein zum Einstellen und Fehlerausgleichen dienendes Gewicht
F verschiebbar und mittels einer Schraube Fl festklemmbar ist.
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Ein zweiter seitlicher Lappen des Armes D2 trägt eine Segmentplatte
G1 mit Verzahnung G2, die in einen Triebling H einer Spindel Hl für eine Anzeigetrommel
H2 ein-
greift, deren Teilung in bekannter Weise durch das Fenster A= sichtbar
ist. Die Spindel Hl ruht in Lagern der Platte B1 und eines zweiten von der Rück-,vand
Al vorspringenden nicht dargestellten Armes. Vom Pendelarm D3 erstreckt sich ein
Arm J nach der Rückseite des Apparates zu, der durch Lenker J1 mit einem Dämpferkolben
J2 verbunden ist, der im an der Rückwand befestigten, z. B. mit ü1 o. dgl. gefüllten
Zylinder J3 beweglich ist. Durch A4 ist eine durch die Rückwand geführte Füllöffnung
für den Zylinder angedeutet.
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An der Platte B ist ein kurzer Wellenstumpf k (Abb. i) mittels einer
Platte Kl befestigt, dessen Achse in die Richtung der Verbindungslinien der Pendelachse
C, Cl fällt und auf dem sich eine Hülse L frei drehen kann, die an der Innenseite
einen Flansch L 1 und an der äußeren Seite ein Zahnrad L2 trägt. An der Seite des
Flansches L1 ist ein Kegelrad 11 drehbar auf der Hülse angebracht, dessen eine Fläche
durch eine zwischen den Rädern JU, K angeordnete Schraubenfeder N gegen den Flansch
L1 gedrückt wird. In das Kegelrad M greift Triebling Ml (Abb. 2) ein, der am Ende
einer in der Warze A3 der Rückwand drehbaren Welle M2 befestigt ist. Das äußere
Ende der Welle M2 wird z. B. mittels biegsamer Welle proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit
des den Neigungsmesser tragenden Fahrzeuges angetrieben. Das Stirnrad L2 greift
in einen Triebling 02 (Abb. i), der auf der Welle 01 eines Schwungrades 0
sitzt, das somit gleichfalls im Verhältnis zur Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges
angetrieben wird. Die Reibungskupplung zwischen dem Rad M und der Hülse L verhindert
übermäßige Stoßbeanspruchungen des Getriebes.
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Die Welle 01 ist bei der Ausführung nach Abb. i und 2 im Pendel
D so gelagert, daß sie sich frei zu drehen vermag, jedoch mit dem Pendel schwingt.
Eine zweckmäßige Art der Lagerung ist in Abb. q. dargestellt, die abgesetzten Wellenenden
liegen auf dem Umfange von Scheiben P, P1 (Abb. i), die ihrerseits drehbar auf.
Zapfen in den Seitenteilen D, Dl des Pendels gelagert sind. Die Wellenenden werden
in ihrer Lage gegenüber den Scheiben durch Bügel 0 an den Pendelteilen Dl, D2 gehalten.
Die Scheiben P bilden ein die Reibung herabsetzendes Rollenlager für die Zapfen
der Schwungradwelle 01. Schwankungen in der Fahrgeschwindigkeit, die infolge der
Trägheit eines gewöhnlichen Pendels ungenaue Ablesungen verursachen würden, verursachen
entsprechende Beschleunigungen und Verzögerungen in der Drehung des Schwungrades,
die selbsttätig die notwendigen Berichtigungen der Pendelbewegung herbeiführen.
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Bei Anbringung der Vorrichtung an einem Kraftwagen wird die Welle
M2 (Abb. 2) beispielsweise von der gleichen Stelle aus angetrieben, die den Geschwindigkeitsmesser
betreibt. Durch Verstellen des Gewichtes F ist eine Berichtigung möglich. Wenn z.
B. festgestellt wird, daß die Einwirkung des Schwungrades eine übermäßige Kompensation
während der Beschleunigung oder Verzögerung gibt, so vergrößert man durch Senken
des Gewichtes F am Pendel die Trägheitswirkung und umgekehrt.
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Für eine derartige Einstellung des Neigungsmessers, daß er bei der
Fahrt auf der Ebene die Anzeige Null ergibt, wird die Befestigung des Gehäuses z.
B. mittels Augen °A4 verschwenkbar ausgebildet. Es empfiehlt sieh dabei, beim Stehen
des Fahrzeuges auf der Ebene die Einstellung so zu bewirken, daß es etwa 1/2 °/o
Steigung anzeigt, weil im Getriebe der Reibungswiderstand des Schwungrades 0 eine
leichte Pendelbewegung herbeiführt, so daß es beim Fahren auf ebener Strecke dann
Null anzeigt.
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Auf geneigter Bahn wird das Pendel schwingen und wird die Anzeigetrommel
H2 entsprechend drehen; Fehler, die infolge der Trägheit des Pendels entstehen könnten,
werden durch die Trägheit des umlaufenden Schwungrades ausgeglichen.
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Bei der Ausführung nach Abb.3 ist die Welle 03 des Schwungrades 04
nicht auf dem Pendel D6 gelagert, sondern fest an den von der Gehäuserückwand A°
vorspringenden Armen B2 und B3. Auch hier ist die Abstützung wieder auf drehbaren
Rollen P2, P3 erfolgt, genau wie oben bezüglich der Welle 01 geschildert.
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Der Antrieb der Schwungrad-welle erfolgt hier mittels einer auf dem
Pendel D5 gelagerten Welle S durch die Stirnräder S2, 0E, die proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit
durch das Schraubenradgetriebe M4, M3 und das Stirnradgetriebe L4, S1 gedreht wird.
Die Achse der miteinander fest verbundenen Räder M3, L4 fällt mit der Pendelachse
C2, C3 zusammen. Damit keine schädlichen Stöße im Getriebe entstehen können, ist
wieder zwischen der Schwungradwelle und denAntriebsrädern eine Reibungskupplung
vorgesehen,
und zwar in diesem Falle dadurch, daß das lZad 0- durch
eine Feder Ni gegen den Flansch O'' der Sclt«;ungradwelle 04 gedrückt wird, im übrigen
aber auf der Schwungradwelle drehbar ist.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im wesentlichen die gleiche
wie die der Ausführungsform nach Abb. i und 2. Ein durch Schrauben F'' einstellbares
Gewicht F-' hat die gleiche Aufgabe wie das Gewicht F bei der ersteh Ausführungsform.
Die Anzeige der Pendelbewegung kann durch nicht dargestellte Teile erfolgen, die
denen in dein entsprechenden Teil c1 er Abb.2 gleichen.
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Bei .der Ausführung nach Abb.5 bis springen von der Rückwand A, des
zylindrischen Gehäuses AB Tragstücke B4, B' (Abb. 5) vor, deren zweites gleichzeitig
ein Gehäuse B' (Abb. 7) zur Aufnahme der Antriebswelle M'' bildet. Anden Tragplatten
B4, B5 ist wieder ein Pendel D$ in Lagern C4, C5 gelagert.
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Auf der gleichachsig zu den Zapfen C4, C#' liegenden Hülse K'' (Abb.
5) ist die Hülse L' drehbar, gegen deren Flansch LG das von der Welle Il'' mittels
Kegelradtrieblings 118 (Abb.6) angetriebene Kegelrad 11' durch eine Feder N2 angedrückt
wird. Das am oberen Ende auf der Hülse befestigte Stirnrad I_$ greift in einen Triebling
0' (Abb. 5). Dieser Triebling 0' @ sitzt auf der das Schwungrad 08 tragenden Welle
08, die in reibungsvermindernden Lagern auf dem Pendel D8 gelagert ist. Im Beispiel
bestehen die Lager aus je drei scheibenartigen Teilen P'F, P@, P8, die auf die abgesetzten
Enden 04" der Welle 011 wirken. Die Scheiben P4, P s, P6 werden von Lagern
P' des Pendels getragen.
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Die Vorrichtung wirkt im wesentlichen entsprechend der an Hand der
Abb. i und 2 beschriebenen. Zur Cbertragung der Pendelbewegungen auf den Anzeigeteil
ist der eine Arm I_)1° des Pendelbügels mit -zwei seitlichen Fortsätzen l)11_. D_
1@ (Abb. 6) versehen, deren einer D11 in Verbindung mit einer Dämpfervorrichtung
J` steht, während der andere durch einen gezahnten Quadranten G4 auf den
Triebling H# einer Welle H4 einwirkt, die mittels eines Trieblings H'' auf ein Kronenrad
T einer Welle T1 einwirkt. Das Kronenrad T ist mit der Welle T1 durch eine Reibungskupplung
verbunden, und zwar drückt eine Feder TZ das Rad gegen einen Bundring T4 der Welle.
Das äußere Wellenende trägt einen Zeiger T' (Abb.7), der über der Einteilung A9
spielt. Zum Verändern der "Zeigerstellung gegen das Pendel dient eine besonders
aus Abb.7 erkennbare Stelleinrichtung. Es ist an der Rückwand des Gehäuses ein Stellknopf
Ui angeordnet, der in der Ruhelage durch einen _ Stift U= gegen Drehung gesichert
ist. Zieht man den Knopf U1 und damit die Stange U nach außen, so verschwenkt man
einen bei 9'3 gelagerten-Winkelhebel W1, W4, dessen Arm W4 sich gegen das Pendel
D8 legt und es gegen Bewegung sichert. Damit wird gleichzeitig das Kronenrad T festgehalten.
Gleichzeitig #;elatigt durch die Verschiebung ein auf der Mange I' gelagertes Zahnrädchen
hl in Eingriff mit einem Zahnrade TG der Zeigerwelle. Dreht man nunmehr die Stange
U, so wird durch dieses Getriebe der Zeiger unter Überwindung des sonst zur Bewegungsübertragung
ausreichenden Reibungswiderstandes zwischen dem Kronenrad T und der Welle T1 verstellt.
Nach dem Einstellen dreht man den den Stift UZ tragenden Ring U3 so lange, bis der
Stift UZ wieder in einen Schlitz des hilcpf#,s U= 1-intreten kann.
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Die Dämpfungsvorrichtungen und Kupplungseinrichtungen können mannigfaltig
abgeändert werden. Das gleiche gilt für den Antrieb. Bei Anbringung der Vorrichtung
auf einem Flugzeug wird man zum Antrieb der Schwungradwelle eine Luftschraube verwenden
können, bei Anordnung auf einem Unterseeboot eine vom Wasser getriebene Schraube
oder Turbine. Auch kann in jedem Falle der Antrieb von der Schraubenwelle
abgeleitet werden. Auch wenn es bei diesen Anwendungen nicht immer möglich ist,
die Drehgeschwindigkeit de,, Schwungrades genau proportional der Fabrgescliwindigkeit
zu halten, wird die Berichtigungseinrichtung für die Pendeleinstellung vorteilhaft
wirken.