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Neigungsmesser für Fahrzeuge Bei auf Fahrzeugen aufgehängten Pendeln,
die zum Ermitteln der Größe der Neigungen oder Schwankungen des Fahrzeuges dienen,
müssen zum Erzielen einer genauen und ruhigen Anzeige die Eigenschwingungen der
Pendel möglichst beseitigt werden. Dies kann in bekannter Weise mehr oder minder
vollkommen dadurch erreicht werden, daß die Ausschläge des Pendels durch Flüssigkeit,
Federn o. dgl. gedämpft werden. Es ist auch bekannt. an dem Meßpendel ein Hilfspendel
vorzusehen, das lediglich bei stärkeren Beschleunigungen in Schwingungen gerät und
dabei eine Därnpfungsvorrichtung für das Meßpendel betätigt, wodurch dessen Eigenschwingungen
zum Abklingen gebracht werden. Auf diese Weise ist es jedoch nicht möglich, genügend
genau anzeigende Meßpendel zu erhalten, weil das Meßpendel stets noch Eigenschwingungen
geringerer Weite ausführen kann. Es ergeben sich dabei ungünstige Gesamtverhältnisse
für das Pendel, insbesondere wird eine möglichst zentrische Lagerung des Hauptpendels
unmöglich gemacht, wodurch dann die störenden Einflüsse der an dem Pendel wirksamen
Zentrifugalbeschleunigung vergrößert werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein völlig frei schwingendes Hauptpendel
mit einem daran gelagerten Hilfsschwingungskörper, dessen Schwingung durch eine
Dämpfungsvorrichtung gedämpft wird. Das Hilfspendel dient dabei lediglich zur Vernichtung
der Eigenschwingungsenergie des Hauptpendels, hindert aber nicht die genau lotrechte
Einstellung dieses Hauptpendels.
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Erfindungsgemäß hat das aus dem Hauptpendel und dem daran gelagerten
Hilfspendel bestehende Doppelpendel eine große Masse und eine große Schwingungsdauer
bei kleinem Abstand seines Schwerpunktes vom Aufhängepunkt, so daß sein Schwerpunkt
bei Ausschlägen kleine Wege zurücklegt. Demgegenüber hat das Hilfspendel eine kleine
Schwingungsdauer und ist an dem Hauptpendel derart gelagert, daß sein Schwerpunkt
bei Ausschlägen des Hauptpendels große Wege zurücklegt. Die Masse und die Schwingungsdauer
des (ungedämpften) Hilfspendels soll z. B. nicht größer als 1/"o derjenigen des
Hauptpendels sein.
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Bei künstlicher Schrägstellung des Doppelpendels gegenüber seiner
Unterlage, z. B. gegenüber der Plattform eines Sc lffes, dessen Rollbewegungen das
Pendel anzeigen soll, wird der Schwerpunkt des Doppelpendels gehoben, während der
Schwerpunkt des Hilfspendels gesenkt wird. Die vorerwähnten Abmessungen beider Pendel
werden dann zweckmäßig derart gewährt, daß das Rückdrehmoment
(Hubarbeit)
des Doppelpendels ungefähr gleich dem Rückdrehmoment (Senkungsarbeit) des gedämpften
Hilfspendels ist.
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In der Zeichnung sind drei verschiedene Pendel gemäß der Erfindung
dargestellt. In Abb. i ist auf dem Körper i, dessen Neigungen gemessen werden sollen,
z. B. einem Flugzeugteil, in dem Stützlager 2 das Pendel 3 mit seiner Achse 4 gelagert.
Der Schwerpunkt S des Pendels 3 liegt nur wenig unterhalb des Aufhängepunktes. Ferner
ist das Pendel als Scheibe so ausgebildet, daß es ein großes Trägheitsmoment hat.
Die Ausschläge des Pendels 3 werden durch den Zeiger 5 gegenüber einer feststehenden
Teilung 6 angezeigt. An dem Meßpendel 3 ist um den Zapfen 7 das Hilfspendel 8 frei
drehbar. An den beiden Armen 9 und 9' des Hilfspendels 8 greifen die Kolben io und
io' zweier bekannter mit Flüssigkeit gefüllter Dämpfungs--ylinder i i und i i' an,
durch welche die Schwingungsenergie des schnell schwingenden Hilfspendels 8 auf
das Meßpendel 3 als dämpfende Kraft übertragen wird. Um die Dämpfung des Hilfspendels
genau einstellen zu können, sind die beiden Dämpfungszylinder i i und i i' durch
eine Leitung 12 mit darin eingebautem Drosselventil 13 verbunden.
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Die Ausbildung der beiden in Abb. 2 und 3 dargestellten Meßpendel
3 ist dieselbe wie diejenige in Abb. i. Als Hilfswendel ist gemäß Abb. 2 ein bekanntes
Flüssigkeitspendel vorgesehen, das aus zwei kommunizierenden und beispielsweise
mit Quecksilber gefüllten Röhren 14 und i4' besteht, deren Lufträume entweder durch
eine Leitung 15 miteinander verbunden oder auch offen sind. Zur Dämpfung des Flüssigkeitspendels
sind in der Verbindungsleitung 16 der beiden Rohre 14 und 14' sowie gegebenenfalls
auch in der Luftleitung 15 in bekannter Weise einstellbare Drosselglieder 15' und
16' angeordnet.
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Gemäß Abb. 4 ist das Hilfspendel als Federpendel ausgebildet, indem
die Pendelmasse 8' in dem Gehäuse 17 in an sich bekannter Weise zwischen Federn
i8 und i8' schwingt. Die Enden des Gehäuses 17, in welchem die Masse 8' eng anliegend
geführt ist, sind durch eine Leitung i9 mit einstellbarem Drosselventil 2o verbunden.
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Die beschriebenen Pendel halten bekanntlich die Lotrechte im Raum
nicht mehr ein, sobald sie längere Zeit wirkenden Beschleunigungen unterworfen sind,
die in einer zur Lotrechten senkrechten Ebene wirksam sind und die auf Schiffen
beispielsweise durch Änderung der Fahrtgeschwindigkeit oder Fahrtrichtung hervorgerufen
werden. Dient das Pendel beispielsweise zur Anzeige des Schlingerwinkels bei Schiffen,
so wirken an ihm bei Kursänderungen des Schiffes Zentrifugalbeschleunigungen, die
es aus der wahren Lotrichtung herausdrehen. Das Pendel zeigt dann einen aus der
der Zentrifugalbeschteunigung entsprechenden Schräglage des Schiffes und aus dem
durch diese Beschleunigungen bewirkten Ausschlag des Pendels resultierenden Winkel
an, der also größer als der Schlingerwinkel des Schiffes ist. Um trotzdem richtige
Anzeigen für den Schlingerwinkel zu erhalten, kann außer der Teilung 6 noch eine
zweite Teilung 6' vorgesehen sein, an welcher dann abzulesen ist, sobald das Schiff
infolge von Zentrifugalwirkungen sich schräg legt. Diese Teilung kann rechnerisch
oder durch Versuche ermittelt werden.