DE654578C

DE654578C - Location indicator

Info

Publication number: DE654578C
Application number: DEP69185D
Authority: DE
Original assignee: OTTO PAULIG
Current assignee: OTTO PAULIG
Priority date: 1934-03-28
Filing date: 1934-03-28
Publication date: 1937-12-27

Description

Ortsanzeiger Bei den bekannten, auf dem Trägheitsgesetz beruhenden Ortsanzeigern wird der Trägheitsdruck einer pendelnden oder axial verschiebbaren Masse auf zweierlei Art ausgewertet. Entweder geschieht dies auf elektromagnetischem Wege dadurch, daß in einer Art Mikrophon bei Beschleunigungen oder Verzögerungen je nach Trägheitsdruck eine losere oder innigere Berührung zweier Kontaktstücke entsteht und durch die hervorgerufenen Stromschwankungen ein Zählwerk beeinflußt wird. Oder es wird bei Beschleunigungen oder Verzögerungen an einem Pendel ein Ausschlag gegen einen festen senkrechten Teil der Vorrichtung oder dessen Parallele hervorgerufen und auf ein Reibradgetriebe so übertragen, daß bei stillstehendem Pendel das Reibrad im Mittelpunkt einer Planscheibe steht, sich also nicht dreht, beim Pendelausschlag aber eine dessen Größe entsprechende Verschiebung vom Mittelpunkte und damit eine der Geschwindigkeit entsprechende Drehung des Reibrades entsteht. Auch die Übertragung dieser Drehung auf ein zweites Reibrad, dessen Drehung der Weglänge entspricht, ist bekannt, ebenso wie die Auswertung der Reibraddrehung durch eine über einer Landkarte bewegliche Anzeigevorrichtung.Location indicator With the known ones based on the law of inertia Location indicators are the inertial pressure of a pendulum or axially displaceable Mass evaluated in two ways. Either this happens on electromagnetic Paths by being in a kind of microphone when accelerating or decelerating Depending on the inertia pressure, a looser or more intimate contact between two contact pieces arises and a counter is influenced by the current fluctuations caused will. Or a pendulum swings when accelerating or decelerating against a fixed vertical part of the device or its parallel and transferred to a friction gear so that when the pendulum is stationary, the friction wheel stands in the center of a faceplate, i.e. does not rotate, when the pendulum deflects but a shift from the center point corresponding to its size and thus a Rotation of the friction wheel corresponding to the speed occurs. Transmission too this rotation on a second friction wheel, the rotation of which corresponds to the path length, is known, as is the evaluation of the friction wheel rotation by one over one Map mobile display device.

Demgegenüber besteht die Erfindung in einer neuartigen Verbindung von Pendeln und Reibradgetrieben, die in mehrfacher Hinsicht wesentliche Unterschiede gegen das Bekannte aufweist. Erstens wird statt des Ausschlags des Pendels gegen einen festen Teil die bei Beschleunigungen sich ergebende verschiedene Einstellung zweier Pendel zur Auswertung benutzt. Zweitens geschieht diese Auswertung in neuartiger, der Beschleunigung genau entsprechender Weise, und drittens werden die Reibräder unmittelbar als Anzeigemittel benutzt, wodurch die Übertragung auf eine über einer Landkarte sich bewegende Vorrichtung fortfällt.In contrast, the invention consists in a novel connection of pendulums and friction gears, which differ significantly in several respects exhibits against the known. First, instead of swinging the pendulum against a fixed part of the various settings resulting from accelerations two pendulums used for evaluation. Second, this evaluation takes place in a novel, the acceleration exactly corresponding way, and thirdly the friction wheels used directly as a display means, whereby the transmission to an over a Map moving device is omitted.

Was zunächst den ersterwähnten Unterschied gegen das Bekannte betrifft, so ist es bei in der Bewegung befindlichen Fahrzeugen niemals möglich, irgendeinen Teil dauernd genau in einer bestimmten Ebene zu halten. Wird also der Ausschlag eines Pendels gegen einen solchen Teil ausgewertet, so müssen andauernd erhebliche und unkontrollierbare Fehler auftreten, auch wenn sie sich zum Teil gegenseitig aufheben. Diese Fehlerquelle wird erfindungsgemäß wie folgt umgangen. Wenn* zwei nach Massenverteilung verschiedene, zweckmäßig auf derselben Drehachse gelagerte Pendel, also ein (annähernd) mathematisches und ein physikalisches Pendel, derselben horizontalen Beschleunigung unterliegen, so stellt sich das erstere sofort, das andere infolge des Widerstandsmoments der um den Drehpunkt gelagerten Massen nach einer gewissen Zeit in einen bestimmten Winkel zur Senkrechten ein. Infolgedessen kann durch geeignete übertragungs- und Ausgleichsvorrichtungen der Ausschlag des mathematischen Pendels dazu benutzt werden, den Schwerpunkt des physikalischen Pendels, ehe dieses die senkrechte Lage verläßt, seitlich so zu verschieben, daß je nach Beschleunigung eine größere oder kleineze;_. Verschiedenheit der Einstellung der beiden:.' Pendel zur Senkrechten während der ganzen.. Dauer der Beschleunigung bestehen bleibt: Diese Vorrichtung erfordert also keinen ' festen senkrechten Teil; man kann sich diesen ersetzt denken durch das erwähnte physikalische Pendel, das sich ja selbsttätig in die Senkrechte stellt.As for the first-mentioned difference from the known, so with vehicles in motion it is never possible, any To keep part permanently exactly in a certain plane. So it will be the rash of a pendulum evaluated against such a part, must consistently substantial and uncontrollable errors occur, even if they are partly mutually exclusive lift. According to the invention, this source of error is circumvented as follows. If * two different according to mass distribution, suitably mounted on the same axis of rotation Pendulum, i.e. an (approximately) mathematical and a physical pendulum, of the same are subject to horizontal acceleration, the former arises immediately, the others as a result of the section modulus of the masses mounted around the pivot point a certain time at a certain angle to the vertical. Consequently the deflection of the mathematical pendulum can be used to the focus of the physical pendulum, before it leaves the vertical position, to move sideways in such a way that that depending on the acceleration a larger or smaller one; _. Diversity of attitude of both:.' Pendulum to the vertical during the whole .. duration of the acceleration remains: This device therefore does not require a 'fixed vertical part; this can be thought of as being replaced by the physical pendulum mentioned above stands automatically in the vertical position.

Der zweite Unterschied gegenüber dem Bekannten besteht in einer neuartigen Übertragung des Pendelausschlags auf ein Reibrad unter genauer Anpassung an die zwischen horizontaler Beschleunigung B eines Pendels und dessen Ausschlagswinkels a bestehende bekannte Beziehung: tg a = g . Wenn wie bei den bekannten Ortsanzeigern ,die jeweilige Entfernung des Reibrades vom Mittelpunkt der Planscheibe proportional ist dem Bogenmaß des Winkels a anstatt dem Werte tg a, so ist bei einer Größe von a bis zu etwa 50 der Fehler nur klein, nimmt aber dann in steigendem Maße zu, so daß diese Art Auswertung nur beschränkte Anwendung haben kann.The second difference compared to the known is a new type of transfer of the pendulum swing to a friction wheel with precise adaptation to the known relationship between the horizontal acceleration B of a pendulum and its deflection angle a: tg a = g. If, as with the known location indicators, the respective distance of the friction wheel from the center of the faceplate is proportional to the radian dimension of the angle a instead of the value tg a, the error is only small with a size of a up to about 50, but then increases So that this type of evaluation can only be used to a limited extent.

Im Gegensatz hierzu wird erfindungsgemäß. durch geeignete übertragungsvorrichtungen gemäß obiger Formel das Reibrad so beeinflußt, daß seine Drehung genau proportional der Beschleunigung B ist.In contrast, according to the invention. through suitable transmission devices According to the above formula, the friction wheel is influenced in such a way that its rotation is exactly proportional the acceleration B is.

Schließlich übertragen die bekannten Ortsanzeiger die Reibradbewegung entweder auf eine besondere Zählvorrichtung oder eine sich über einer Landkarte bewegende Anzeigevorrichtung. Beides wird erfindungsgemäß dadurch überflüssig, daß die Resultate direkt an den Reibrädern abgelesen werden können. Sie sind dann leicht und schnell auf eine mit Quadratnetz versehene Karte zu übertragen. Das Ganze wird dadurch sehr vereinfacht, kann in kleinsten Abmessungen ausgeführt werden und bedarf als Antriebsmittel statt Elektromotoren u. dgl. nur einer Uhrfeder. Insbesondere hat die Zurückführung des Ganzen auf möglichst wenig Einzelteile und damit Reibungsstellen den Vorteil, daß die Empfindlichkeit gesteigert wird, also noch sehr kleine Ausschläge des Pendels gemessen werden können.Finally, the known location indicators transmit the friction wheel movement either on a special counting device or on a map moving display device. According to the invention, both are superfluous in that the results can be read directly from the friction wheels. You are then easy and quickly transferred to a square-meshed map. The whole will thus very simplified, can be implemented and required in the smallest dimensions as a drive means instead of electric motors and the like, only a clock spring. In particular has the reduction of the whole to as few individual parts as possible and thus friction points the advantage that the sensitivity is increased, so still very small deflections of the pendulum can be measured.

Die Vorrichtung ist in Abb. i im Querschnitt A-B, und zwar in Ruhestellung bzw. bei gleichbleibender Geschwindigkeit, in Abb.2 in demselben Ouerschnitt während einer Beschleunigung, in Abb. g im Längsschnitt C-D dargestellt.The device is shown in Fig. I in cross-section A-B, in the rest position or at constant speed, in Fig.2 in the same cross-section during an acceleration, shown in Fig. g in longitudinal section C-D.

Das Ganze wird umschlossen von dem Hohlzylinder a, der oben durch Glas o. dgl. verschlossene Fenster trägt, die die Ablesung des Meßwerks im Innern gestatten. In a ist der Zylinderabschnitt b mittels Spitzen mög--lichst reibungslos pendelnd gelagert, ebenso Jr -b wiederum der Hohlzylinder c mittels der 'Achse d. Die Mittelachsen, zugleich Drehachsen aller drei Zylinder, fallen zusammen. Der Zylinder c enthält ebenso wie a an der Oberseite Öffnungen zur Beobachtung der Innenteile. In c ist fest verbunden eingelagert das Uhrwerk e. Es bewegt die Planscheibe f und die damit durch Verzahnung verbundene Planscheibe g mit gleichbleibender Drehzahl. In die Vorder- bzw. Rückwand von c ist der Schlitten h in seiner Längsrichtung verschiebbar eingelagert. Es trägt an den Querstreben i das in Spitzen möglichst reibungslos gelagerte, auf der Planscheibe g gleitende Reibrad h, dessen Teilumdrehungen an einer Trommel 1. und dessen ganze Umdrehungen an einem Zählrad m ablesbar sind. Die Teile g, k, 1 und ni bilden ein Reibradgetriebe bekannter Art. An der Unterseite trägt der Schlitten k eine Verzahnung, die im Eingriff steht mit einer ebensolchen auf der Achse rt, so daß durch Drehung von rt eine Längsverschiebung von lt eintreten kann. Die Achse ri. ist in Öffnungen von c drehbar und zugleich in der Längsrichtung verschiebbar gelagert und trägt das mit ihr fest verbundene, auf der Planscheibe f gleitende Reibrad o. Dessen Umdrehungen können wie bei k auf einer Trommel oder auch an einer auf lt angebrachten Strichteilung abgelesen werden. Die Teile f, rt und o bilden ebenfalls ein Reibradgetriebe bekannter Art.The whole is enclosed by the hollow cylinder a, which has windows closed at the top by glass or the like, which allow the inside of the measuring mechanism to be read off. In a, the cylinder section b is supported so as to oscillate as smoothly as possible by means of points, as is the hollow cylinder c in turn by means of the axis d. The central axes, which are also the axes of rotation of all three cylinders, coincide. The cylinder c, like a, contains openings on the upper side for observing the internal parts. In c, the clockwork e is stored firmly connected. It moves the face plate f and the face plate g connected to it by gearing at a constant speed. In the front or rear wall of c, the carriage h is mounted displaceably in its longitudinal direction. It carries on the cross struts i the friction wheel h, which is mounted as smoothly as possible in tips and glides on the face plate g, the partial revolutions of which can be read on a drum 1 and the entire revolutions of which can be read on a counting wheel m. The parts g, k, 1 and ni form a known type of friction gear. On the underside of the carriage k has a toothing which is in engagement with a similar one on the axis rt, so that a longitudinal displacement of lt can occur by turning rt. The axis ri. is rotatable in openings of c and at the same time slidable in the longitudinal direction and carries the friction wheel o, which is firmly connected to it and slides on the face plate f. The parts f, rt and o also form a known type of friction gear.

Eine zweite Achse r ist ebenso wie n in den Wandungen von c in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert, steht aber nicht in Verbindung mit lt. An r befestigt ist ein Ausgleichsgewicht s. Mit dem Zylinder b fest verbunden sind die ringförmigen Kurvenstücke p und q. Sie werden von den abgerundeten Enden der Achsen ra und r berührt, und ihre Innenflächen sind so eingerichtet, daß in der senkrechten Ruhestellung von b (Abb. i) das Reibrad o in der Mitte von f bzw. der Schwerpunkt von s senkrecht unter der Mittelachse von c gehalten wird, bei Schräglage von b aber (Abb. 2) vermöge der eigenartigen Form der Innenseite von p und q eine seitliche Verschiebung von rt und o bzw. r und s erfolgt. Die Achsen rt und y können zur Verminderung der Reibung auf p und q statt der abgerundeten Enden kleine Gleitrollen tragen. Auch genügt als wirksamer Teil von p und q eine der beiden seitlichen Symmetriehälften, gegen die dann rt und r von der Wandung von c aus mittels Federwirkung angedrückt werden.A second axis r, like n, is mounted displaceably in its longitudinal direction in the walls of c, but is not connected to lt. A balance weight s is attached to r. The annular curve pieces p and q are firmly connected to the cylinder b. They are touched by the rounded ends of the axes ra and r , and their inner surfaces are arranged in such a way that in the vertical rest position of b (Fig is held by c, but when b is inclined (Fig. 2), due to the peculiar shape of the inside of p and q, a lateral shift of rt and o or r and s takes place. The axes rt and y can carry small sliding rollers instead of the rounded ends to reduce the friction on p and q. One of the two lateral halves of symmetry, against which rt and r are then pressed from the wall of c by means of a spring action, is also sufficient as an effective part of p and q.

Der Schwerpunkt von c einschließlich der in ihm gelagerten Teile soll zur Erzeugung des Widerstandsmoments gegen die durch Beschleunigungen hervorgerufene Drehung nur wenig unter dem Mittelpunkt liegen. Hierfür ist das Ausgleichsgewicht t vorgesehen. Es hat Durchbrechungen insoweit, daß durch die Fenster in a und c die Teilungen auf lt, o, L und m abgelesen werden können.The center of gravity of c including the parts stored in it should be only slightly below the center point in order to generate the moment of resistance against the rotation caused by accelerations. The counterweight t is provided for this. It has openings to the extent that the divisions on lt, o, L and m can be read through the windows in a and c.

Arbeitsweise Der Zylinderabschnitt b stellt das obenerwähnte, annähernd mathematische, Zylinder c das physikalische Pendel dar. Im Zustande der Ruhe oder unveränderten Geschwindigkeit (Abb. i) haben b und c die Senkrechtlage, die Reibräder k und o stehen im Mittelpunkt der durch e mit gleichbleibender Drehzahl bewegten Planscheiben g bzw. f, drehen sich also nicht. Erfolgt aber eine Beschleunigung der ganzen Vorrichtung senkrecht zur Mittelachse in waagerechter oder annähernd waagerechter Richtung, so wird das (annähernd) mathematische Pendel b einschließlich der Kurvenstücke p und q sich sofort je nach Größe der Beschleunigung in einen bestimmten Winkel zur Senkrechten einstellen (Abb.2). Dieselbe Stellung würde einige Zeit später auch das physikalische Pendel c nach Überwindung des Widerstandsmornents der um seine Drehachse gelagerten Massen einnehmen, wenn nicht durch die Einwirkung von p und q die Achse n und r nebst o und s und damit auch der Schwerpunkt von c seitlich verschoben würde. Das Maß dieser Verschiebung ist bedingt durch die Form der Innenseite von. q, die so ausgestaltet ist, daß die erwähnte Verschiebung des Schwerpunktes des physikalischen Pendels c dessen durch die Beschleunigung erzeugtes Drehmoment aufhebt, so daß die Drehung von c erst gar nicht oder nur sehr wenig zustande kommt. Ebenso ist die Innenseite von p so geformt, daß der Abstand von o vom Mittelpunkt von f im linearen Verhältnis steht zu der erfolgten Beschleunigung. Die von dem Umfange von o abgewickelte Strecke ist das Produkt aus Zeit und Abstand vom Mittelpunkte oder gemäß dem erwähnten linearen Verhältnis gleich dem Produkt aus Zeit und Beschleunigung, d. h. gleich der Geschwindigkeit, die an der Teilung auf h oder an einer an o angebrachten Trommel abzulesen ist. Die Abwicklung des Umfangs von o steht wiederum im linearen Verhältnis zur Verschiebung von h und damit von k. Dessen Abwicklung ist also das Produkt aus Zeit und Geschwindigkeit, d. h. gleich der zurückgelegten Wegstrecke, die an der Trommel 1 und dem Zählrad m abzulesen ist.Mode of operation The cylinder section b represents the above-mentioned, approximately mathematical, cylinder c, the physical pendulum. In the state of rest or unchanged speed (Fig. I), b and c have the vertical position, the friction wheels k and o are in the center of the constant through e Speed of moving face plates g or f do not rotate. However, if the entire device is accelerated perpendicular to the central axis in a horizontal or approximately horizontal direction, the (approximately) mathematical pendulum b including the curve segments p and q will immediately adjust to a certain angle to the vertical, depending on the magnitude of the acceleration (Fig. 2 ). Some time later, the physical pendulum c would also assume the same position after overcoming the resistance torque of the masses mounted around its axis of rotation, if the axes n and r along with o and s and thus also the center of gravity of c were not laterally shifted by the action of p and q would. The extent of this shift is determined by the shape of the inside of. q, which is designed so that the mentioned shift of the center of gravity of the physical pendulum c cancels the torque generated by the acceleration, so that the rotation of c does not come about at all or only very little. Likewise, the inside of p is shaped in such a way that the distance of o from the center of f is linearly related to the acceleration that has taken place. The distance covered by the circumference of o is the product of time and the distance from the center point or, according to the linear relationship mentioned, is equal to the product of time and acceleration, i.e., equal to the speed, which can be read off at the graduation on h or on a drum attached to o is. The development of the circumference of o is in turn in a linear relationship to the displacement of h and thus of k. Its development is therefore the product of time and speed, ie equal to the distance covered, which can be read on the drum 1 and the counting wheel m.

Das Ganze wird so gehalten, daß die Längsachse in einer Ebene senkrecht zur Wegrichtung liegt, innerhalb deren aber selbst erhebliche Abweichungen der -Längsachse aus der Waagerechten das Ergebnis kaum beeinflussen. Die bei den bekannten Ortsanzeigern nötige genaue Innehaltung einer senkrechten oder waagerechten Lage fällt fort.The whole thing is held so that the longitudinal axis is perpendicular in a plane to the direction of travel, within which, however, considerable deviations in the longitudinal axis from the horizontal barely affect the result. The one with the well-known location indicators there is no need to precisely pause in a vertical or horizontal position.

Soll der Abstand von einer Bezugsfläche gemessen werden, so kann die Vorrichtung mit bekannten Mitteln (Kompaß, Kreisel) so gehalten werden, daß die Längsachse parallel zur Bezugsfläche steht. Wird eine zweite gleichartigeVorrichtung senkrecht zur ersten angebracht, so können die Abstände von zwei zueinander senkrechten Bezugsflächen gleichzeitig gemessen werden.If the distance from a reference surface is to be measured, the Device with known means (compass, gyro) are held so that the Longitudinal axis is parallel to the reference surface. Becomes a second similar device attached perpendicular to the first, so the distances of two mutually perpendicular Reference surfaces are measured at the same time.

Claims

PATENT CLAIM: i. Position indicator for determining the distance and speed in vehicles, consisting of a device for utilizing pendulum deflections occurring during acceleration or deceleration by means of friction gears to determine the measured variables and to evaluate them in a display device, characterized in that two pendulums (b, c) as a result of their different mass distribution during acceleration or deceleration by means of suitable transmission and compensation devices (q, r, s) assume a different position to the vertical as long as the acceleration or deceleration lasts, while at the same time using appropriate transmission devices (tL, p) friction gears (f , o, g, k) influenced in such a way that the required measured variables can be read off by means of the display devices (h, 1, in) directly attached to them.

2. Device according to claim i, characterized in that the influencing of one pendulum (c) through the other (b) by means of a curved piece (q) attached to it with expedient Design of the effective area happens, whereby one on the former pendulum (c) Slidably mounted axis (r) with counterweight (s) displaced in this way becomes that that generated by acceleration or deceleration on the former pendulum (c) Torque is wholly or partially canceled.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that in different positions of the pendulum (b, c) to A vertical curve piece (p) attached to one pendulum (b) with an expedient Design of the effective Surface one on the other pendulum (c) attached, known per se, moved by clockwork (s), with displaceable Axis (7i) provided friction gear (f, o) influences so that this affects the respective Indicating speed. q ..

Device according to Claims i to 3, characterized in that the movement of the friction wheel (o) indicating the speed is transmitted by means of a carriage (h.) To a second friction gear (g, h), known per se, which by means of its display device (l, m ) indicates the distance covered.

5. Apparatus according to claim i to 3, characterized in that the displaceable Axes (si, r) move the curve pieces (p, q) either on both sides or touch only on one side, in which latter case they are applied by spring action the curve pieces (p, q) are pressed on.

6. Apparatus according to claim i to 5, characterized in that the displaceable axes (1a, r) slide on the cam pieces (p, q) either directly or to reduce friction by means of small rollers or the like. j. Device according to Claims 1 to 6, characterized in that its longitudinal axis is kept parallel to a reference surface by known means (gyro, compass) for determining distances from this, at the same time with the addition of a second similar device which is attached perpendicular to the first, the distances from a second reference surface perpendicular to the first can also be measured.