DE638285C - Gedaempftes Pendelneigungsmessgeraet fuer Kraftwagen - Google Patents

Description

Meßgeräte sind bekannt, die auf einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug unter der Wirkung der Schwerkraft den Winkel der Fahrbahn zur Horizontalen in Graden oder Prozenten anzeigen sollen. Diese Instrumente haben, trotzdem sie richtig gedämpft sind, den großen Nachteil, daß sie von der Beschleunigung oder Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit stark beeinflußt werden, wodurch die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt wird.' So z. B. können an derartigen Instrumenten beim kräftigen Bremsen des Kraftwagens auf horizontaler Strecke Zeigerausschläge entstehen, die ein Gefälle bis 20 °/o anzeigen. Diesen Fehler könnte man durch entsprechend starke Dämpfung verkleinern. Bei gegebener Richtkraft und zu starker Dämpfung würde jedoch eine viel zu lange Zeit verstreichen, bis 'der kriechende Zeiger

ao wieder seine richtige Stellung einnimmt. Aus dem Gesagten geht hervor, daß weder Instrumente mit hinreichender Einstellgeschwindigkeit noch solche mit kriechendem Zeiger den Anforderungen der Praxis entsprechen können. Es wurde auch schon der Vorschlag gemacht, bei mit Pendel arbeitenden Neigungsmeßgeräten eine von einem Hilfspendel gesteuerte Hemm- oder Sperrvorrichtung für das Hauptpendel anzuwenden, die bei eingetretener Geschwindigkeitsänderung durch das hierdurch zum Ausschwingen gebrachte Hilfspendel in Tätigkeit gesetzt wird. Hilfspendel arbeiten bekanntlich infolge der Kopplung der Eigenschwingungen des Haupt- und des Hilfspendeis nicht zuverlässig. Bei Geräten mit einem einzigen seitwärts (quer zur Fahrtrichtung) gerichteten Hilfspendel tritt ferner -die Hemmvorrichtung ohne Geschwindigkeitsänderung auch dann in Wirkung, wenn sich das Fahrzeug nach der dem Hilfspendel entgegengesetzten Seite quer neigt, weil dann das Hilfspendel in das Feld des labilen Gleichgewichts gelangt und ausschwingt. Außerdem eilt die Hemmung der Geschwindigkeitsänderung stets nach und läßt daher eine mehr oder weniger große Fehlanzeige zu.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, die fehlerhaften-Ausschläge in den genannten Betriebsfällen völlig zu beseitigen. Zu diesem Ende ist beim erfindungsgemäßen Neigungsmeßgerät eine derartige Schaltvorrichtung angeordnet, daß die Hemmung oder Sperrung des beweglichen Systems unmittelbar während der zeitweiligen Änderung der Kraftzu- und -abfuhr zum Wagenmotor und auch während des Bremsens des Wagens oder durch letzteres allein durch die Betätigung des betreffenden Steuergliedes des Wagens bewirkt wird. Das hat zur Folge, daß die Hemmung des beweglichen Systems gegenüber der eintretenden Geschwindigkeitsänderung des Wagens eine gewisse Voreilung hat, so daß das bewegliche System des Meßgeräts durch

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eine eintretende Geschwindigkeitsänderung nicht im geringsten beeinflußt und daher jede durch eine Geschwindigkeitsänderung veranlaßte Fehlanzeige" Vermieden wird. In der Zeichnung ist ein mit Dämpfung und Hemmung (Sperrung) versehenes Meßgerät nach der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.

Fig. ι stellt eine Seitenansicht des Meßgerätes bei abgenommenem Gehäusedeckel dar. Fig. 2 ist ein Querschnitt in der Vertikalebene der Drehachse des Instruments.

Fig. 3 stellt eine von der Vergasersteuerstange betätigte Kontaktvorrichtung im Vertikalschnitt und in einer Stirnansicht dar. Fig. 4 zeigt ein Schaltungsschema. Es bezeichnet ι das Gehäuse des Instruments, 2 einen im Gehäuse befestigten Rahmen, der zur Lagerung des beweglichen Systems dient. Dieses besteht aus der Achse 3 mit den beiden Lagerzapfen 4, welche Achse einerseits im Rahmen 2 und anderseits in einem Querbalken 5 gelagert ist. Auf der Achse 3 ist die Hemmscheibe 8 mit dem dreiarmigen bzw. T-förmigen Hebel 7 und dem Zeiger 16 befestigt. Am senkrechten Arm ist das. Pendelgewicht 6 angebracht, und an beiden Seitenarmen des Hebels 7 sind Zugstangen 14 angelenkt, die ebenfalls durch Gelenk mit je einem Dämpferkolben 13 aus Graphitkohlen verbunden sind. Die Dämpferkolben sind je in einem Luftpumpenzylinder 12 geführt. Die beiden Zylinder 12 sind am Rahmen 2 festgelötet.

Zwischen den Zylindern 12 ist eine Hemmvorrichtung für das bewegliche System des Meßgeräts angebracht, Sie besitzt einen Elektromagnet 9 mit der Magnetwicklung 18. Der Magnetanker 10 ist mittels einer Blattfeder 11 am Rückschluß oder Magnetträger befestigt; sein anderes Ende umschließt gabelförmig die Achse 3. Bei nicht erregtem Elektromagnet ist. der Anker 10 durch die Kraft "der Blattfeder 11 gegen den Querbalken ge- *5 drückt. Eine auf der Rahmenrückseite befindliche Blattfeder 15 gestattet eine axiale Verschiebung des Pendelträgers nach hinten (in Fig. 2 nach links), so daß beim Erregen des Elektromagnets der Pendelträger durch den Anker ία nach hinten verschoben werden kann, bis die Scheibe 8 am Rahmen 2 anzuliegen kommt, worauf durch die Reibung zwischen der Hemmscheibe 8 und dem Rahmen 2 die Bewegung des Pendels gehemmt bzw. gebremst wird. Am Hebel 7 ist der Zeiger 16 angelötet, der am freien Ende vor einer Skala. 17 rechtwinklig abgebogen ist. Die Skala 17 ist von der Stirnseite des Gehäuses (rechts in Fig. 1) aus sichtbar und mit einer Teilung von einem Nullpunkt nach oben und unten in Prozenten (oder. Graden) zur Horizontalen versehen. Der Nullpunkt der Skala ist nach oben verlegt wegen der tieferen Lage des Instrumentes zur Augenhöhe des Wagenführers, zum Zwecke einer günstigeren Ablesemöglichkeit.

Nach einer andern, nicht gezeichneten Ausführungsform des Meßgeräts kann die Drehbewegung der Instrumentenachse 3 in bekannter Weise durch irgendein mechanisches Mittel mit entsprechender Übersetzung auf eine vertikal oder horizontal gelagerte Zeigerachse oder allenfalls Skalatrommel übertragen werden. Die Dämpfung des beweglichen Systems kann in ebenfalls bekannter Weise durch ei.ne Wirbelstrombremse bewirkt sein. Das Meßgerät ist am Instrumentenbrett des Kraftwagens befestigt, wobei eine Vorrichtung die Einstellung des Zeigers auf den Nullpunkt ermöglicht, die allenfalls auf horizontaler Fahrbahn vorgenommen wird.

Die in Fig. 3 beispielsweise dargestellte Kontaktvorrichtung besitzt eine Membran 19 aus sehr dünnem Blech, die zur Erreichung größerer Durchbiegung zentrisch wellenförmig ausgeführt sein oder aus irgendeinem andern •elastischen. Material bestehen kann und zwischen zwei Metallringen 20 festgeschraubt ist, die durch Endplatten 22 und Isolierringe 21 mittels Schrauben 25 zusammengehalten wer- go den, durch welche die beiden 'Endplatten leitend miteinander verbunden sind. Im Mittelpunkt der Membran sind beidseitig vorstehende Silberkontakte 23 befestigt, während die Gegenkontaktschrauben 24 in den Endplatten 22 sitzen. Es bezeichnet im weiteren 26 den Zylinder einer Luftpumpe mit der Kolbenstange 27 und daran befestigtem Kolben 27'. Der Zylinder 26 ist auf der linken Endplatte 22 unter Zwischenlage einer Isolierscheibe 28 durch Schrauben 29 befestigt. Die Kolbenstange 27 ist durch einen federnden Arm 31 mit der Vergasersteuerstange 34 gekuppelt, die ihrerseits durch das nicht gezeigte Gaspedal betätigt wird. Kleine, in der 10g Führungsscheibe der Kolbenstange wie in der rechten Endplatte 22 angebrachte öffnungen 30 bzw. 30' sorgen für den Ein- und Austritt der atmosphärischen -Luft vor den Kolben und rechts· der Membran 19. Nach dem no Schaltungsschema in Fig. 4, bei welchem 35 die Lichtmaschine, 36 die Batterie, 37 die Masse des Kraftwagens, 38 den Selbstschalter, der die Lichtmaschine bei genügender Drehzahl mit der Batterie verbindet, 18 die u$ Wicklung des Elektromagnets mit Parallelwiderstand 39 zur Funkenunterdrückung bezeichnet, ist die federnde Membran 19 durch die Leitung 40 mit der Elektromagnetwicklung 18 verbunden, während die festen Gegenkontakte 24 durch die Leitung 41 an der Lichtmaschine bzw. am Schalter 38 ange-

schlossen sind. Der Arm 31 ist als Feder durchgebildet, um ein zeitliches Nacheilen des Kolbens 27' gegenüber der Stange 34 zu bewirken. 32 ist das Pedal der Wagenbremse, das beim Niederdrücken die mit den Leitungen 40 und 4t verbundenen Bremskontakte 33 mittels des Stückes 42 miteinander verbindet. An Stelle der Membrankontaktvorrichtung kann auch irgendeine andere Vorrichtung verwendet werden, die beim Ändern der Kraftzufuhr zum Motor ein vorübergehendes, nacheilendes Sperren des beweglichen Systems des Meßgeräts bewirkt.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Meßgeräts mit den beiden Kontaktvorrichtungen ist nun wie folgt:

Auf horizontaler Fahrbahn und ruhendem Fahrzeug befindet sich der Zeiger 16 auf dem Nullpunkt der Skala. Beim Einkuppeln des Verbrennungsmotors (Benzinmotors) und gleichzeitigen Gasgeben wird der Kolben 27' nach links in der Pfeilrichtung nach Fig. 4 verschoben, wobei im Raum zwischen Membran 19 und Kolben 27' ein Unterdruck entsteht und infolge der Druckwirkung der atmosphärischen Luft auf der entgegengesetzten Seite der Membran 19 diese nach links durchgebogen und der linksseitige Kontakt 23-24 geschlossen wird, bis ein Ausgleich der atmosphärischen Luft zu beiden Seiten der Membran 19 stattgefunden hat. Die nun stromdurchflossene Wicklung 18 des erregten Elektromagnet^ 9, 10 bewirkt die Hemmung oder Sperrung des beweglichen Systems 3, 4, 6, 7, 8, 13, 14, 16. Der Wagen wird nun bei gegebener Vergaserstellung entsprechend der Kraftabgabe des Motors beschleunigt. Die Beschleunigung wird so lange andauern, bis die Wagengeschwindigkeit gleichbleibend geworden ist. Die Zeitdauer des Kontakl·- schlusses 23-24 muß daher länger sein als die Zeitdauer, die der Wagenführer zum Gasgeben bis zu einer bestimmten Vergaserstellung aufgewendet hat, weil während der Beschleunigungszeit das bewegliche System des Meßgeräts gesperrt sein muß. Dieses Verhältnis wird durch eine richtig bemessene Dichtung des Kolbens 27' erreicht und auch durch den federnden Mitnehmer 31, der die Kolbenstange 27 mit der Vergaserstange 34 kuppelt. Das bewegliche System ist somit während der Anfahrt gesperrt, wenn die Beschleunigung eine entsprechend große ist.

Ist diese jedoch verhältnismäßig klein, was bei ganz langsamem Anfahren vorkommt, dann kommt der Stromschluß bei 23-24 nicht mehr zustande, weil die Federkraft der Membran größer ist als der vom atmosphärischen Luftdruck wenig abweichende Unterdruck im Luftpumpenraum. Da jedoch bei kleiner Zunahme der Wagengeschwindigkeit das Pendel nur in geringem Maße beeinflußt wird, spielt der daraus allenfalls stammende kleine Meßfehler praktisch keine Rolle.

Im Bereich des vollen Vergaserhubs spricht die Membrankontaktvorrichtung 23, 24 an, selbst wenn die Verstellung der Vergaserstange stufenweise oder selbst ruckweise erfolgt, und sperrt in diesen Perioden das bewegliche System des Meßgeräts. Das für die Beschleunigung des Wagens Gesagte trifft sinngemäß auch bei der Verzögerung zu. Wird der Kolben 2y (beim Gaswegnehmen) nach rechts verschoben, so entsteht im Raum zwischen Membran 19 und Kolben 27' ein Überdruck, der zur Kontaktbildung an der rechtsseitigen Kontaktschraube 24 führt. Schon bei verhältnismäßig kleinen " Kolbenwegen und bestimmter Kolbengeschwindigkeit wird der Kontakt hergestellt, und, wie bereits angedeutet, kann man bei entsprechender Dichtung des Kolbens erreichen, daß die Zeitdauer des Kontaktes länger wird als die Zeit, die zur Verstellung des Kolbens aufgebracht ist.

Unmittelbar auf das volle Gaswegnehmen folgt im allgemeinen die Bremsung des Wagensmittels der Fußbremse; das Instrument ist deshalb schon beim Gaswegnehmen gesperrt und bleibt gesperrt, solange das Bremspedal niedergedrückt bleibt. Erfolgt die Bremsung bei gleichbleibendem Niveau der Straße, dann zeigt auch das Instrument richtig an. Dasselbe trifft auch in der Steigung und im Gefälle zu, wenn keine wesentlichen Neigungsänderungen der Fahrbahn auftreten. Dies hat auch Gültigkeit in der Zeit des Gasgebens und Gaswegnehmens. Auch in den «°° Fällen zeigt das Meßgerät richtig, wenn bei gleichbleibender Wagengeschwindigkeit eine starke Änderung der Fahrtbahnneigung (Steigung oder Gefälle) auftreten sollte. Dagegen können Meßfehler vorkommen, wenn bei gesperrtem beweglichem System das Straßenniveau eine plötzliche Änderung erfährt, doch verschwindet der Fehler, wenn nach kurzer Zeit im Luftpumpenraum der Ausgleich mit der atmosphärischen Luft stattgefunden hat, worauf sich das Pendel wieder nach seiner Schwerkraft frei einstellen kann. Die größte Geschwindigkeitsänderung tritt während des Bremsens des Wagens auf, wenn kräftig gebremst wird. Aus diesem Grunde sind auch in der Bremsperiode die vom richtigen Wert abweichenden Zeigerausschläge am größten. Will man nur die bei Betätigung des Bremspedals auftretenden Abweichungen beseitigen, so entfällt die vom Gaspedal betätigte Kontaktvorrichtung. Der Motor des Kraftwagens kann auch ein Dampf- oder Elektro-

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motor sein, bei denen die Leistungsabgabe des Motors durch irgendein von Fuß oder Hand gesteuertes Organ geregelt wird. Die Betätigung der Kontakte 23-24 und 32-42 erfolgt dann analog wie beim Benzinmotor. Die Erfindung kann in Flugzeugen verwendet werden zum Messen der 'Neigung des Flugzeugs gegen die Horizontale.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Gedämpftes Pendelneigungsmeßgerät für Kraftwagen, mit Hemm- bzw. Sperrvorrichtung für das bewegliche System, gekennzeichnet durch eine derartige Schaltvorrichtung, daß die Hemmung bzw. Sperrung unmittelbar während der zeitweiligen Änderung der Kraftzu- und -abfuhr zum Wagenmotor und auch während des Bremsens des Wagens oder durch letzteres allein durch die Betätigung der entsprechenden Steuerglieder des Fahrzeugs bewirkt wird.
2. 2. Gedämpftes Pendelneigungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemm- bzw. Sperrvorrichtung durch einen Elektromagnet (9,18) betätigt wird, dessen Stromkreis von je einem der Steuerorgane zur Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kraftzu- und -abfuhr zum Fahrzeugmotor gesteuert ist.
3. 3. Gedämpftes Pendelneigungsmeßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (9, 18)· von einer Kontaktvorrichtung (24, 23, 24) gesteuert ist, deren beweglicher Kontakt (23) zwischen zwei festen Kontakten (24, 24) angeordnet ist und mit der Vergasersteuerung durch ein federndes Glied (31) * in Verbindung steht, derart, daß die Kontaktvorrichtung während einer die Verstellung der Vergasersteuerung übersteigenden Zeitdauer geschlossen gehalten wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen