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Winkelbeschleunigungsmesser Die bisher gebräuchlichen Winkelbeschleunigungsmesser
sind in der Regel mit einer um eine Achse drehbaren Masse versehen und gestatten
die Messung der Beschleunigungen um diese Achse. Derartige Beschleunigungsmesser
sind auch schon als Beschleunigungsregler verwendet worden. Der größte Nachteil
dieser Geräte besteht darin, daß sie immer eine verhältnismäßig große Reibung aufweisen.
Aus diesem Grunde ist es auch nicht möglich, sie zum Integrieren nach der Zeit zu
verwenden, weil sowohl positive als auch negative Beschleunigungsfehler auftreten.
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Ferner ist bereits ein Beschleunigungsmesser vorgeschlagen worden,
bei dem der Beschleunigungswert nach der Kompensationsmethode aus der Kraft ermittelt
wird, die eine der Beschleunigung unterworfene Masse ausübt. Hierbei wirkt in bei
Kompensationseinrichtungen an sich bekannter Weise eine Kraft auf einen Membrankörper
ein, welcher von einem in Abhängigkeit von der Kraft gesteuerten Druckmittel beaufschlagt
wird, wobei der auf den Membrankörper wirkende Druckwert als Meßwert dient. Die
Steuerung des Druckmittels erfolgt durch ein an sich für Steuerungszwecke bekanntes
Prallplattensteuerorgan oder durch ein ebenfalls bekanntes Strahlrohr.
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Es ist auch bereits eine Vorrichtung zum Messen oder Regeln von Beschleunigungen,
insbesondere Winkelbeschleunigungen, oder zum Stabilisieren von Schwingbewegungen
auf Fahrzeugen unter Anwendung einer
Flüssigkeit als Träger Vergleichsmasse
vorgeschlagen worden, die in einem gewundenen und durch Membranen oder Kolben abgeschlossenen
Rohr untergebracht ist. Die Flüssigkeit, insbesondere Quecksilber, füllt hierbei
das Rohr bis zu den das Rohr abschließ.nden Teilen voll au!s, und das zsiscl1en
diesen Teilen fehlende Stück der Flüssi,,lceitssäuile ist durch Zusatzmassen ausgeglichen.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls einen aus einem mit Flüssigkeit
gefüllten Rohr bestehenden \X~inkelbeschleunigungsmesser, bei dem die sich nahe
gegenüberstehenden Enden des Rohrs durch je eine Membran abgeschlossen sind und
bei dem zwischen den Membranen eine den statischen Ausgleich bewirkende Zusatzmasse
vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Dämpfung für die Eigenschwingung der Membranen
außen angebracht und besteht aus fiüssigkeitsgespeisten Düsen, deren Austrittsquerschnitt
gegenüber einer verschiebbaren Platte angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich,
den Flüssigkeitsdruck hinter der Membran hvdraulisch vor der Membran abzunehmen.
Die verschiebbare Platte ist dabei mit einem die Zusatzmasse bildenden Stahlstücl;
verbunden und wird demzufolge entsprechend den Membranbewegungen verschoben. Die
besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Beschleunigungsmessers sind durch ein
praktisch reibungsfreies Arbeiten und eine gute Dämpfung gegeben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt.
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Das mit einer Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, gefüllte Rohr I ist
durch die beiden Membranen 2 und 3 abgeschlossen. Mit diesen Membranen ist ein Stahlstück
4 verbunden, welches gleichsam das fehlende Rohrstück ersetzt. Das Stahlstück 4
trägt die beiden Platten 5 und 6. Der Platte 5 gegenüber sind die beiden Düsen 7
und 8, der Platte 6 gegenüber die beiden Düsen g und 10 angeordnet.
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Alle Düsen werden zweckmäßig von einer gemeinsamen Speisepumpe II
aus mit gleichem Druck gespeist. Die Strömungsrichtung der Flüssigkeit, z. B. Öl,
ist in den Leitungen 12 und I3 durch Pfeile eingezeichnet. In die Leitung 12 ist
ein Manometer 14 und in die Leitung 13 ein Nilanometer 15 eingebaut. Bei senkrechter
Lage der beiden Membranen 2 und 3 ist der von der Flüssigkeit auf sie ausgeübte
Druck und sind demzufolge auch ihre Durchbiegungen gleich groß. Das mit den Membranen
2 und 3 verbundene Stahlstück 4 befindet sich in einer Mittellage, und alle Düsen
7, 8 bzw. 9, 10 sind gleich weit von den Platten 5 bzw. 6 entfernt. In beiden Leitungen
12 und I3 herrschen demzufolge die gleichen Druck- bzw. Widerstandsverhältnisse,
und die Ausschläge der beiden NIanometer 14 und 15 sind gleich groß.
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Wird das Rohr I dagegen nach der einen oder der anderen Seite gekippt,
so wird die eine Membran mehr durchgebogen, während sich die Durchbiegung der anderen
Elembran vermindert. Dies hat zur Folge, daß das Stahlstück 4 um einen gewissen
Betrag aus seiner Ruhestellung verschoben wird. Gleich zeitig hiermit findet auch
eine entsprechende Verschiebung der Platten 5 und 6 und damit eine Änderung der
Austrittsquerschnitte der umlaufenden Flüssigkeit aus den Düsen statt.
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Der eine Querschnitt wird vergrößert, der andere vermindert. In den
Leitungen 12 und 13 herrschen also ungleiche Druckverhältnisse, und die Manometer
14 und 15 zeigen verschiedene Werte an. Die Abweichungen dieser Werte voneinander
sind ein Uaß für die zu messende Beschleunigung. Zweckmäßig werden die Skalen der
Manometer 14 und 15 so ausgebildet, daß sie unmittelbar die Ablesung der Beschleunigungswerte
gestatten.
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In vielen Fällen ist es vorteilhaft, was jedoch nicht den Gegenstand
der Erfindung bildet, das Rohr 1 schraubenförmig oder spiralförmig, also mit mehreren
Windungen auszuführen, wodurch eine der Windungszahl entsprechende Multiplikation
der Durchbiegungen der Membran auftritt. Hierbei muß das eine Rohrende so zurückgeführt
werden, daß es dem anderen Ende wieder gegenübersteht. Auf diese Weise ist es z.
B. möglich, Flüssigkeitssäulen von 20 m oder mehr Länge gleichsam aufzuwickeln.
Die Verschiebung der Platten 5 und 6 beträgt nur einige NIikron nach beiden Seiten.
Diese geringen Versdiebungsbewegungen sind aber durchaus ausreichend, um damit verhältnismäßig
große Druckänderungen in den Speiseleitungen I2 und I3 hervorzurufen. Die Düsen
7 bis 10 arbeiten also gleichsam als hydraulische Verstärker. Der Abstand der Düsen
von den verschiebbaren Platten 5 bzw. 6 ist natürlich auch nur sehr gering. An sich
genügt es, jeder Membran nur eine einzige Düse zuzuordnen, zweckmäßigerweise werden
aber für jede Membran zwei Düsen verwendet, um die von etwaigen Verkantungen der
verschiebbaren Platte herrührenden Fehler auszugleichen.
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Abweichend von der Darstellung ist es selbstverständlich auch möglich,
jeder Düse ein besonderes Manometer oder aber allen Düsen ein Differentialmanometer
zuzuordnen. Das Rohr I selbst kann aus beliebigem Material bestehen; es muß nur
darauf geachtet werden, daß es eine recht glatte Innenwand aufweist.
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Die Erfindung ist besonders geeignet für die Messung der Beschleunigung
von kurz dauernden, hin und her schwingenden Bewegungen, wie sie insbesondere durch
Schwankungen
von Fahrzeugen aller Art entstehen.
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Die Einstellzeit des Beschleunigungsmessers ist dabei klein gegenüber
der Dauer der periodischen Vorgänge, die verfolgt werden sollen.
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Der Beschleunigungsmesser gemäß der Erfindung läßt sich selbstverständlich
auch für die Nacheinstellung von Verstelleinrichtungen benutzen, die zum Einstellen
von Gegenständen entsprechend den Schwankungen ihrer Unterlage dienen. Durch Anbringung
von Kontakteinrichtungen oder mechanischen Übertragungsmitteln kann der Beschleunigungsmesser
selbstverständlich auch unmittelbar zur zusätzlichen Steuerung der genannten Verstelleinrichtungen
dienen.