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Verfahren und Vorrichtungen zur Anzeige der bis zu einem vorbestimmten
Ziel zu fahrenden mittleren Geschwindigkeit Die Erfindung besteht in der Anwendung
der bekannten Geräte zur Bestimmung der mittleren Geschwindigkeit, bei denen ein
in Abhängigkeit vom Weg und ein in Abhängig-Iceit von der Zeit bewegtes Glied ein
Anzeigeglied für die mittlere Geschwindigkeit einstellt, zur Anzeige der bis zu
einem vorbiestimmten Ziel zu fahrenden mittleren Geschwindigkeit, und zwar indem
man jeweils das Gerät rückläufig arbeiten läßt.
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Für viele Zwecke, z. B. für militärische, für das Kraftpostwesen,
für den Kraftwagenfernverkehr und überhaupt für alle Fahrgelegenheiten ist es von
Wichtigkeit, zwecks Erreichung eines Zieles zu einem bestimmten Zeitpunkt eine laufende
Kontrolle über die erforderlichen mittleren Geschwindigkeiten bis zum vorbestimmten
Ziele zu erhalten.
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Zweck der Erfindung ist, diese Aufgabe zu lösen, indem durch eine
sinngemäße Verkoppeilung zwischen einem Weg- und Zeitmesser eine unmittelbare Ablesung
der erforderlichen Durchschnittsgeschwindigkeiten zur pünktlichen Erreichung des
Zieles ermöglicht wird.
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Erreicht wird diese Lösung erfindungsgemäß dadurch, daß auf einem
Wegmesser ein Zeiger von einer Nullstellung so weit vorgerückt wird, als der Entfernung
des zurückzuIegenden Weges entspricht, und daß bei Ingangsetzen des Wagens der Zeiger
nach
Maßgabe des zurückgelegten Weges in Richtung auf die Nullstellung
zurückverschoben wird, so daß er bei Erreichen des Zieles auf dem Nullpunkt angekommen
ist, während an jedem Punkt der Wegstrecke die Entfernung des Zeigers vom Nullpunkt
ein unmittelbares NIaß für die jeweils noch vorhandene Entfernung vom Zielpunkt
abgibt. Ebenso wird auf dem Zeitmesser ein Zeiger um die für die Reisedauer vorgeschriebene
Zeit vorgerückt, und es bewegt sich der Zeiger des Zeitmessers vom Antritt der Fahrt
abi gleichfalls in Richtung auf seinen Nullpunkt zurück.
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Der Nullpunkt wird auch in diesem Falle nach Ablauf der verfügbaren
Zeit erreicht, und es gibt auch in diesem Falle in jedem Zwischenzeitpunkt der Abstand
des Zeigers vom Nullpunkt die jeweils noch verfügbare Zeit an. ILlit Hilfe beider
Apparate wird also jeweils der Abstand vom Endziel nach Wegstrecke und Zeit festgelegt.
Die zur pünktlichen Erreichung des Zieles erforderliche Durchschnittsgeschwindigkeit
kann also aus dem Quotienten v=s/t in an sich bekannter Weise festgelegt werden.
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Aus sinngemäßen Verkoppelungen von Weg- und Zeitanzeigen mittlere
Geschwindigkeiten abzuleiten und anzuzeigen, ist in den verschiedensten Formen bekannt.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art werden jedoch lediglich aus den zurückgelegten
Wegstrecken und Zeiten die gefahrenen, nicht aber die zu fahrenden mittleren Geschwindigkeiten
angezeigt. Man kann also wohl bei Beginn einer Reise aus der Reisestrecke und einer
vorbestimmten Zeit die erforderliche mittlere Geschwindigkeit vorweg rechnerisch
ermitteln und an Hand der bekannten Geräte zur Anzeige der mittleren Geschwindigkeiten
kontrollieren, ob die vorausberechnete Durchschnittsgeschwindigkeit eingehalten
worden ist, und an Hand der Abweichungen feststellen, ob die noch zurückzulegende
Reisestrecke mit höheren oder geringeren Geschwindigkeiten zu durchfahren ist, man
kann aber aus diesen Angaben keinerlei Rückschlüsse darauf ziehen, mit welcher mittleren
Geschwindigkeit die restliche Reisestrecke noch zu durchfahren ist. Dies sei an
Hand eines Zahlenbeispiels kurz erläutert.
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Es sei eine Wegstrecke von 6o km in 1 Stunde, d.h. in 60 Minuten,
zurückzulegen.
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Die erforderliche mittlere Stundengeschwindigkeit betrage also 60
km. Nach Ablauf von 50 Minuten sei nun durch irgendwelche Störungen nur eine Wegstrecke
von 40 km zurückgelegt. Um trotzdem das Ziel pünktlich zu erreichen, müßte mithin
die restliche Strecke von 20 km in einer Zeit von 10 NIinuten durchfahren werden,
was einer mittleren Stundengeschwindigkeit von 120 km entspricht. AIit Hilfe eines
erfindungsgemäßen Gerätes kann diese Zahl ohne weiteres abgelesen werden. Aus der
zurückgelegten mittleren Geschwindigkeit von 48 km pro Stunde, die von den bekannten
Geräten angezeigt wird, kann aber nicht ohne weiteres auf diese Schlußgeschwindigkeit
geschlossen werden. Um diese erforderliche Schlußgeschwindigkeit zu ermitteln, bleibt
mithin nichts weiter übrig, als aus der noch vorliegenden Wegstrecke und Zeit die
Gesehrvindigkeit zu errechnen.
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In der Zeichnung sind erfindungsgemäße Vorrichtungen schematisch
dargestellt. In der Fig. I ist zur Erläuterung des Grundprinzips eine einfache Anzeigevorrichtung
in einem rechtwinkligen Koordinatensystem in der Ebene dargestellt, während Fig.
2 und 3 Lösungen zeigen, bei denen die Anzeigevorrichtungen der Apparaturen nach
Art der üblichen Meßinstrumente auf Kreisscheiben übertragen werden. Wie gesagt,
kann dieses Erfindungsprinzip auch mit Hilfe eines beliebigen anderen bekannten
Anzeigemechanismus, bei dem die mittlere Geschwindigkeit aus Wegstrecken und Zeiten
bestimmt wird, verwirklicht werden.
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In Fig. I bedeutet 2 eine Schraubenspindel die mittels des Übertragungselementes
6 nach Maßgabe der durchfahrenen Strecken bewegt wird. Auf der Spindel 2 läuft eine
Aufsatzmutter 3 mit einem Zeiger, der über eine Wegskala streicht. Außerdem ist
mit dieser Mutter 3 ein Uhrwerk I verbunden. das pro portional der Zeit eine Zeitskala
/ mit einen: Zeiger 8 nach abwärts bewegt. Dieser Zeiger 8 streicht über die Geschwindigkeitsskala,
die hier als Strahlenschar dargestellt ist. Die einzelnen Strahlen entsprechen den
einzelnen Fahrgeschwindigkeiten. Die Zeitskala, ist so eingeteilt, daß beim Zeiger
8 der Null punkt dieser Skala sich befindet und in der Nullstellung der Zeiger 8
mit der Abszissenachse der Geschwindigkeitsskala (Geschwindigkeitsstrahl #) zusammenfällt.
In der Nullstellung von Zeit und Weg steht der Zeiger 8 über dem Nullpunkt der Strahlenschar.
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Soll eine Fahrt angetreten werden, so wird die Aufsatzmutter 3 so
auf der Spindel 2 verschoben, daß der Wegzeiger über dem der zu durchfahrenden Wegstrecke
entsprechenden Punkt der Wegskala zu liegen kommt, und die Zeitskala 7 wird so verschoben,
daß die für die Fahrt vorgesehene Zeit auf der Zeitskala über der Abszissenachse
zu liegen kommt. Der Koeffizient s@t=v (s=Weg, t = Zeit, v = Geschwindigkeit) charakterisiert
dann den Geschwindiglieitsstrahl auf der Strahlenschar. Aus der Lage des Zeigers
8 über der Geschwindigkeitsskala bei der Einstellung zu Beginn der Fahrt kann also
auf
dieser Skala die erforderliche Durchschnittsrei segeschwindigkeit ohne weiteres
abgelesen werden. Die Schaltung des Weg-und Zeitzeigers ist nun so getroffen, daß
sich der Wegzeiger nach Maßgabe des zurückgelegten Weges, der Zeitzeiger nach Maßgabe
der zurückgelegten Zeit auf die Nullstellung zurückbewegt. Es gibt also der Wegzeiger
in jedem Reisepunkt die bis zum Ziel noch zurückzulegen!de Wegstrecke, der Zeitzeiger
die für die pünktliche Erreichung des Zieles noch verfügbare Zeit an, und dementsprechend
zeigt auch der Geschwindigkeitszeiger 8 auf der Geschwindigkeitsskala bzw. nach
Fig. I auf der Geschwindigkeitsstrahlenschar die in jedem Reisepunkt noch erforderliche
Durchschnittsgeschwindigkeit für die pünktliche Erreichung des Zieles an.
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In Fig. 2 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel dieses Prinzips
veranschaulicht Nach dieser sind die Geschwindigkeitslinien mit dem Zeitmesser fest
verbunden, während der Geschwindigkeitszeiger von dem Wegmesser betätigt wird. Hier
sind Zeit- und Wegmesser als um ihre Mittelpunkte kreisende Scheiben ausgebildet.
Die -Geschwindigkeitslinien stellen in diesem Falle mithin archimedische Spiralen
dar, deren Radius proportional mit dem Winkelweg wächst. Die Scheibe 15 trägt diese
Geschwindigkeitsskala.
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Am Umfange dieser Scheibe befindet sich eine Zeitskala I6. Ebenso
trägt die Scheibe I7 die Wegskala, durch die mittels einer entsprechenden Übersetzung
der Zeiger I8 betätigt wird. Die Zeigerspitze befindet sich in der Nullage über
dem Mittelpunkt der Geschwindigkeitsskala 15 und bewegt sich auf einem flachen,
im wesentlichen radial verlaufenden Kreisbogen. Durch diese kreisförmige Bahn des
Zeigers 18 ergibt sich eine leichte Verzerrung der Spiralen, die aber auch praktisch
vernachlässigt werden kann.
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Die mit der Geschwindigkeitsskala fest verbundene und durch ein Uhru-erk
betriebene Zeitskala IG ist von einer feststehenden ringförmigen Skala 19 umgeben,
die eine genau mit der( ersteren iibereinstimmende Zeitskala besitzt. Beide Skalen
besitzen in den Nullpunkten je eine Marke, die sich in der Ruhe-bzw. Nullstellung
gegenüberstehen. Die Zeiteinstellung erfolgt hierbei in der Weise, daß die Zeitskala
I6 und damit die Geschwindigkeitsskala 15 so weit in Richtung des eingezeichneten
Pfeiles vorgeschoben wird, daß die Nullmarke auf dieser Skala dem Zeitpunkt der
festen Skala gegenüberliegt, auf die die Zeit eingestellt werden soll. Hierauf wird
diese Zeitskala.t6 mit dem l;Jhrwerk gekuppelt, und es erfolgt jetzt eine rfickevärts
gerichtete Bewegung auf die Nullage zu, wobei die feste Marke auf der Skala I5,
IG jederzeit auf der festen Ringskala 19 die Zeiten anzeigt, die noch bis zum Zielpunkt
zur Verfügung stehen.
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Zxveckmäßig kann hierbei die feste Ringskala 19 noch mit einem verschiebbaren
Zeiger (Reiter) 20 versehen werden, der nach erfolgter Zeiteinstellung so verschoben
wird, daß er der eingestellten Marke auf der bejeglichen Skala 15 direkt gegenübersteht.
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Hierdurch wird erreicht, daß man gleichzeitig gegenüber diesem Zeiger
20 auf der Zeitskala I6 jederzeit die Zeit ablesen kann, die vom Beginn der Zielfahrt
an verstrichen ist. Man kann also gleichzeitig gegenüber der Marke der Skala 16
auf der festen Skala die noch verfügbare Zeit und gegenüber dem Zeiger 20 auf der
bewegten Skala 16 die bereits verstrichene Zeit ablesen.
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Die gleiche Einrichtung mit bewegter zentraler Wegskala I7 und feststehender
umgebender Ringskala 2I mit gleicher Wegteilung mit entsprechenden Marken und Reitern
bzw. Zeigern 22 wird auch zweckmäßig bei dem den Zeiger 18 bewegenden Weganzeigegerät
getroffen. Hier wird zwecks Einstellung des Weges von der Nullstellung aus die innere
Wegskala I7 mit dem Antrieb des Zeigers I8 fest gekuppelt, hierauf die innere Wegskala
so breit in Richtung des eis gezeichneten Pfeiles verdreht, daß die einzustellende
Wegstrecke auf dem Zeiger 17 gegenüber der Nullmarke der festen Skala 2I zu liegen
kommt. Hierdurch wird gleichzeitig der Zeiger 18 um einen diesem Weg entsprechenden
Winkel proportional ausgegeschwenkt. Dann wird der Weganzeiger 17 mit dem \Vegübertragungselement
(nicht gezeichnet) gekuppelt, und es erfolgt jetzt in der früher beschriebenen Weise
nach Maßgabe des zurückgelegten Weges eine Riickbewegung der Skala sowie auch des
Zeigers auf ihre Nullpunkte, wobei jederzeit auf der Skala I7 gegenüber der festen
Marke auf der festen Skala 21 der noch zurückzulegende Weg angezeigt wird. Auch
hier kann zweckmäßig ein einstellbarer Zeiger 22 auf der beweglichen Skala so eingestellt
werden, daß er mit dem zurückzulegenden Gesamtweg auf dieser beweglichen Skala I7
übereinstimmt, sich also bei der Einstellung mit der festen Marke auf der festen
Skala 21 deckt. Nach Maßgabe des zurückgelegten Weges zeigt auch in diesem Falle
dieser Zeiger 22 die jeweils zurückgelegten Wege auf der festen Skala an. Man kann
bei dieser Anordnung also auch sowohl die zurückgelegten Wege als auch die noch
zurückzulegenden Weg strecken ablesen.
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Die Ausführung der beweglichen Zeiger 20 und 22 kann selbstverständlich
auch so erfolgen, daß sie mit einem festen Anschlag
für die bewegliche
Skala versehen werden.
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In diesem Falle erfolgt die Einstellung in der Weise. daß die verschiebbaren
Zeiger auf den zugehörigen Skalen so eingestellt werden, daß sie den Zielpunkten
entsprechen, worauf sie mit ihren Skalen arretiert werden.
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Hierauf erfolgt sodann die Einstellbewegung der bewegten Skala so
weit. daß sie zum Anschlag an diese eingestellten Zeiger gelangen. Die Ausführung
nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 2, jedoch ist hier die Geschwinbdigkeitsskala
23 mit der Wegskala 24 (auf der gleichen drehbaren Scheibe) verbunden. während der
Geschwindigkeitszeiger 25, der hier nicht als ausschwenkender Zeiger, sondern als
ein in radialer Richtung sich mittels eines Triebwerkes verschiebender Zeiger ausgebildet
ist, von einer Zeituhr in sinngemäßer Weise betätigt wird. Die Geschwindigkeitsskala
23 erhält hier sinngemäß gleichfalls am Umfange eine Wegeinteilung und wird gleichfalls
von einer fesstehenden, gleich eingeteilten Wegskala 26 umgeben, die mit einem verschiebbaren
Reiteer 27 versehen ist. Für die Teile 23 bis 27 gilt sinngemäß das gleiche wie
in bezug auf die Teile 15 bis 20 der Fig. 2. Der Zeitmesser 28 ist als eine normale
Uhr ausgebildet, wobei dementsprechend das innere Zifferblatt 28 feststeht und dafür
die dieses umgebende Ringgegenskala 29 drehbar angeordnet ist. Auch hier ist die
Ringskala 29 mit einer festen Marke und einem verschiebbaren Zeiger 30 versehen.
Während die Wegeinstellung mit Hilfe der Teile 23 und 27 hier in der gleichen Weise
erfolgt, wie in bezug auf Fig. 2 ausgeführt, erfolgt die Zeiteinstellung hier zweckmäßig
in der Weise, daß die Gegenskala 29 um das Zifferblatt so verdreht wird, daß die
feste Nullmarke mit Reiter 30 bei entkuppeltem Zeiger 25 je nach Art der Schaltung
mit Stunden- oder Minutenzeiger übereinstimmt. Hierauf wird Reiter 30 in sinngemäßer
Weise mit dem Zeiger 25 gekuppelt und auf den Zeitpunkt des Hauptziffernblattes
nach Stunden oder Minuten eingestellt, an dem das Ziel erreicht werden soll, wobei
infolge der Kupplung mit dem Zeiger 25/31 dieser aus der Nullage um den dieser Zeit
entsprechenden Betrag verschoben wird. Hierauf wird der Reiter 30 arretiert und
der Zeiger 25/3I mit dem normalen Uhrwerk derart gekuppelt, daß nach Maßgabe der
fortschreitenden Zeit- der Zeiger 25/3I der Nullage zustrebt. Aus den Abständen
des Uhrzeigers von der festen Marke der Ringskala 29 einerseits und dem eingestellten
Zeiger 30 andererseits kann man sodann auch hier ohne weiteres die von Beginn der
Zielfahrt verflossene Zeit einerseits und die noch verfügbare Zeit zur Erreichung
des Zieles andererseits feststellen.
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Je nachdem, ob es sich um längere oder kürzere Zielfahrten handelt,
wird man zweclcmäßig als Zeitzeiger den Stunden- oder Minutenzeiger mittels einer
sinngemäßen Umschaltvorrichtung verwenden. Um die zugehörigen Wege entsprechend
zu berücksichteigen. müßten außer der entsprechenden wände rung der Wegübersetzungen
die Skalen 24 bzw. 26 noch sinngemäß durch je eine zweite, zweckmäßig andersfarbige
Skala ergänzt werden, so daß eine einfache Umschaltung am Uhrwerk hinsichtlich der
Übersetzung der Zeigerbewegungen genügt. um diesen Geschwindigkeitsanzeiger nach
Bedarf für lange oder kurze Strecken verwenden zu können.