DE821562C

DE821562C - Geraet, besonders fuer Kraftwagen, zur UEberwachung der beim Befahren von Kurven auftretenden Fliehkraft

Info

Publication number: DE821562C
Application number: DEP46278A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Schart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-06-19
Filing date: 1949-06-19
Publication date: 1951-11-19

Description

Gerät, besonders für Kraftwagen, zur Uberwachung der beim Befahren von Kurven auftretenden Fliehkraft die Erfindung betrifft ein besonders für Kraftwagen bestimmtes Gerät, welches beim Befahren von Kurven anzeigt oder selbsttätig überwacht, ob und in welchem Rlaße die Fliehkraft und damit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges von einem bestimmten, vorzugsweise einem als zulässig festgelegteit \N'ert aliweicht, welcher ein Kippen oder Gleiten (Schleudern) des Fahrzeuges quer zur Fahrtrichtung mit ausreichender Sicherheit ausschließt. Ein solches Gerät kann so ausgebildet sein, clatl bei einem Überschreiten einer zulässigen Geschwi ii(ligkeit leicht oder Lautsignale gegeben werden oder, gegebenenfalls auch gleichzeitig oder nach einem Vorsignal, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges selbsttätig durch von dem Gerät ausgel(iste Maßnahmen beeinflußt wird, z. B. durch eine Unterbrechung der WIotorzündung, eine Verstellung der Vergaserdrosselklappe o. dgl.
Bei dem derzeitigen Zustand ist es ganz dem Gefühl und der Erfahrung des Fahrers überlassen, zu einem augenscheinlichen Kurvenradius die jeweils gutdünkende Geschwindigkeit zu wählen und aus der Wirkung der Fliehkraft auf seinen Körper, der Neigung des Fahrzeugaufbaues nach außen und anderen Auswirkungen, z. B. auch einem geringen Radieren der Reifen, die Grenze der tragbaren Geschwindigkeit mehr zu ahnen als festzustellen. Eine solche, auf das Gefühl sich stützende Kurvenfahrweise kann selbstverständlich die wünschenswerte Fahrsicherheit nicht geben, zumal ein solches Gefühl nicht jedem Fahrer eigen oder zumindest sehr unterschiedlich ausgeprägt ist und auch von der jeweiligen physischen Verfassung des Fahrers abhängt. Die meistens überschätzte Erfahrung, welche einen Fahrer bis zu einem gewissen Grad befähigen kann, die Geschwindigkeit in den Kurven richtig zu wählen, läßt sich im übrigen nur erwerben, indem der Fahrer im Verlauf seiner Fahrpraxis die Geschwindigkeit in den Kurven, allmählich kühner werdend, bis zu einem geringen Gleiten oder ansetzenden Kippen des Fahrzeuges steigert, weil ihm ja nur durch diese Auswirkungen der Fliehkraft die Geschwindigkeitsgrenze offenbar wird. Nachdem diese Erfahrung dann immer wieder aufgefrischt werden muß oder bei der Benutzung eines anderen, ungewohnten Fahrzeuges mit anderen Eigenschaften nur bedingt Gültigkeit hat, muß dieses gefährliche Experiment immer wiederholt werden.
Natürlich besteht auch die Möglichkeit, in den Kurven ganz auf Sicherheit, also mit entsprechend geringer Geschwindigkeit zu fahren. Ein solches, wenig flüssiges Fahren entspricht aber nicht dem überall vorhandenen Wunsch nach größtmöglicher Reisegeschwindigkeit, und es ist auch nicht kraftstoffsparend, weil der Wagen vor jeder Kurve mehr als nötig abgebremst und demzufolge dann auch wieder mehr beschleunigt werden muß.
Bei Schienenfahrzeugen, wobei natürlich nur Eisenbahnen in Betracht zu ziehen sind, ist es zwar so, daß der Lokführer die zu befahrende Strecke mit allen Kurven genau kennt und auch einen Streckenplan mit den zulässigen Kurvengeschwindigkeiten vorliegen hat; aber trotzdem liegt auch hier eine die Betriebssicherheit gefährdende fahrlässige oder irrtümliche Überschreitung der zulässigen Geschwindigkeit, im Bereich der Möglichkeit, zumal die Geschwindigkeiten der Züge immer höher getrieben werden.
Durch das vorgeschlagene Gerät werden diese bestehenden Übelstände beseitigt, und es wird vor allem Kraftfahrern, auch unbegabten und ungeübten, ermöglicht, Kurven gefahrlos mit einer höchstzulässigen, genau errechneten, jederzeit kontrollierbaren und bei Verwendung geeigneter Gerätausführungen sogar selbsttätig geregelten Geschwindigkeit zu bewähren. Die auf einer zu hohen Geschwindigkeit in den Kurven beruhenden Unfälle lassen sich daher durch die Verwendung solcher Geräte natürlich nicht ganz ausschalten, aber doch entscheidend verringern.
Das Gerät weist nach der Erfindung mindestens eine unter der Wirkung der Fliehkraft in den Kurven sich nach außen verlagernde Masse auf, beispielsweise Pendel, Flüssigkeiten oder entgegen einer Federkraft oder magnetischen Kraft ausschwingende Massen, deren Ausschläge zur Feststellung der Größe der Fliehkraft durch direkte Ablesung dienen oder Einrichtungen zum Geben von Signalen oder zu einer Beeinflussung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges steuern.
Das im Erfindungsgedanken enthaltene Endziel für die Entwicklung der Geräte ist eine weitestgehende Entlastung des Fahrers in den Kurven durch Geräte, welche selbsttätig die Geschwindigkeit regeln, so daß nach dem Einfahren in die Kurve das Gaspedal einfach durchgetreten werden kann und das Gerät selbsttätig die Geschwindigkeit zunächst auf den zulässigen Wert vermindert oder erhöht und hierauf konstant hält oder bei Änderungen des Kurvenradius entsprechend anpaßt.
Ein Fahrzeug kippt oder gleitet in einer Kurve bekanntlich dann nach außen, wenn, kurz ausgedrückt, die Fliehkraft größer ist als die Standsicherheit des Fahrzeuges oder die Reibung zwischen den Rädern und der Fahrbahn. Bei eingehender Betrachtung ergibt sich, daß das Kippen und Gleiten des Fahrzeuges durch eine quer zur Fahrtrichtung und parallel zur Fahrbahnoberfläche wirkende Kraft, im folgenden einfach als Querkraft bezeichnet, hervorgerufen wird, welche nur bei waagerechter Fahrbahn mit der vom Bewegungsmittelpunkt weggerichteten Fliehkraft identisch ist, während beispielsweise bei einer an der Kurvenaußenseite erhöhten Fahrbahn diese Querkraft kleiner als die Fliehkraft ist und auch gleich Null sein kann.
Ein Gerät, welches die zulässige Querkraft eines Fahrzeuges in jeder Kurve erkennen läßt, muß demnach also folgende Gegebenheiten berücksichtigen: einerseits die Querkraft, welche durch die Geschwindigkeit, den Kurvenradius und eine vorhandene Fahrbahnquerneigung bestimmt wird; andererseits entweder die Standsicherheit, die sich aus der Spurweite des Fahrzeuges und der Höhe des Fahrzeugschwerpunktes über dem Boden ergibt, oder/und die Reibung zwischen Rädern und Fahrbahn, die neben der Reifenbeschaffenheit und verschiedenen anderen weniger bedeutenden Faktoren in der Hauptsache von der Rauhigkeit der Fahrbahn abhängt.
Die Fahrzeuge lassen sich dabei unterteilen in solche, bei denen nur die Standsicherheit zu beachten ist, weil wegen des hochlicgenden Schwerpunktes normalerweise stets ein Kippen vor einem Gleiten eintritt oder, wie bei allen Schienenfahrzeugen, nur ein Kippen möglich ist; dann in solche, bei denen umgekehrt wegen des tiefen Schwerpunktes nur ein Gleiten in Frage kommt, und schließlich in Fahrzeuge, welche sowohl kippen als auch, bei geringerer Fahrbahnrauhigkeit, gleiten können. Das letztere ist auch bei Lastkraftwagen der Fall, die in beladenem Zustand kippen, leer aber gleiten können.
Die erfindungsgemäßen Geräte, die im Prinzip und in verschiedenen beisl)ielsweisell Ausführungen in den Abb. I bis I7 dargestellt sind, weisen alle eine Masse auf, die sich in der Kurve unter der Wirkung der Querkraft nach außen verlagert und dadurch die Größe der Querkraft anzeigt und Warnsigllale oder andere Maßnahmen auslöst. Als einfachste Art eines Querkraftanzeigers kann man sich ein Pendel vorstellen, welches, auf einem Fahrzeug quer zur Fahrtrichtung schwingbar angebracht, sich beim Befahren einer Kurve in bekannter Weise in der Richtung der aus der Fliehkraft und dem Gewicht resultierenden Mittelkraft einstellt. Die an einer Skala ablesbare Stärke des Pendelausschlages ist dabei ein Maßstab für die Größe der Querkraft.
Das Wesentliche des Erfindungsgedankens besteht nun darin, durch hervortretende Skalenstriche oder auffällige Markierungen, die einer ermittelten Standsicherheit des Fahrzeuges oder einer bestimmten Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche entsprechen, gewisse zulässige Ausschläge des Querkraftanzeigers, die nicht überschritten werden sollen, übersichtlich zu markieren und solche Markierungen auch verstellbar auszuführen, damit diese den jeweiligen Verhältnissen entsprechend eingestellt werden können, so z. B. bei Lastkraftwagen auf voll und leer oder auch auf gewisse hauptsächliche Fahrbahnbeschaffenheiten, wie trocken, naß u. dgl. Bei einer weiteren, verfeinerten Durchbildung des Erfindungsgegenstandes sind dann elektrische Kontakte vorgesehen, die bei bestimmten Ausschlägen der Masse Signale auslösen oder Maßnahmen einleiten, welche die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beeinflussen.
Zu einer narlegung des Prinzips der Erfindung sei zunächst als einfachster Fall das in Abb. 1 schematisch dargestellte Fahrzeug 1 betrachtet, dessen Schwerpunkt 2 so hoch liegt, daß, wenn die Fahrbahn nicht extrem glatt ist, nur mit einem Kippen zu rechnen ist. Die kritische Geschwindigkeit, bei der das Fahrzeug zu kippen beginnt, ist bekanntlich erreicht, wenn die Richtung der aus Fahrzeuggewicht 3 und Fliehkraft 4 resultierenden N.littelkraft 5 den Stützpunkt 6 schneidet. Der Winkel 7 dieser Mittelkraft zur Senkrechten, der aus der Spurweite des Fahrzeuges und dem Abstand des Schwerpunktes vom Boden ermittelt \erden kann, stellt, auf den in Abb. 2 ebenfalls scltematisch dargestellten Querkraftanzeiger 8 iibertragen gleichzeitig den kritischen Ausschlag 7 desselben dar. Unter Einrechnung einer ausreichenden Sicherheit gegen Kippen, beispielsweise mit einer um 10 oder I50/o geringeren Geschwindigkeit, kann aus der dementsprechend kleineren Fliehkraft 9 und dem zugehörigen Kräfteviereck und Winkel der Mittelkraft dann der zulässige Ausschlag 10 durch die Anbringung der beiden Rlarkierungen Ir festgelegt werden. Bei diesem zulässigen Ausschlag trifft dann die Mittelkraft 12 ein wesentliches Stück innerhalb des Stützpunktes 6 auf den Boden, so daß eine genügende Standsicherheit des Fahrzeuges gegeben ist.
I)ie so ermittelte Einstellung der Markierungen gilt praktisch für alle Kurven, auch überhöhte oder auf Grund einer Fahrbahnwölbung außen abfallende, weil die bei einer seitlichen Neigung des J;ahrzeuges von dem in gleichem Maße geneigten Gerät angezeigten relativen Ausschläge genau dem durch die Fahrbahnquerneigung verringerten bzw. erhöhten Kippmoment entsprechen.
Dies wird durch die Abb. 3 und 4 deutlich veranschaulicht, die dasselbe Fahrzeug 1 und denselben Querkraftanzeiger 8 in einer stark überhöhten Kurve, um den Winkel 13 geneigt, darstellen. Wie die ebenfalls aus Abb. 1 übernommenen Kräftevierecke zeigen, trifft hier die Mittelkraft 5, welche hei waagerechter Fahrbahn der kritischen Geschwindigkeit entspricht, in großem Abstand vom Stützpunkt auf den Boden, und die parallel zur Fahrbahnoberfläche gerichtete Querkraft 14 ist kleiner als die Fliehkraft 4; die Standsicherheit des Fahrzeuges also infolge der Kurvenüberhöhung größer. Das kommt nun klar durch den Ausschlag des Querkraftanzeigers zum Ausdruck, der, bei einem selbstverständlich unveränderten absoluten Ausschlag 7, wegen der Neigung des Gerätes um den Winkel 13 nur einen relativen Ausschlag 15 anzeigt.
Fällt die Fahrbahn in der Kurve nach außen ab, so liegen die Verhältnisse umgekehrt, und der relative Ausschlag des Gerätes ist in dem Maße größer als der absolute Ausschlag, in dem sich die Standsicherheit des Fahrzeuges durch die Fahrbahnneigung vermindert.
Zu beachten ist auch, daß sich der Aufbau eines Fahrzeuges in der Kurve infolge der einseitigen Belastung der Federn nach außen neigt. Eine solche Neigung des Aufbaues verringert wegen der Verlagerung des Schwerpunktes nach außen die Standsicherheit, was aber durch den auch hierbei größeren relativen Ausschlag des Gerätes eine ungefähre Berücksichtigung findet. Im allgemeinen kann man aber diese dem jeweiligen Fahrzeug eigene Neigung des Aufbaues bei der Einstellung der Markierungen mit einbeziehen.
Der kritische Ausschlagwinkel des Gerätes läßt sich bei allen Fahrzeugen, bei denen die Lage des Schwerpunktes nicht ohne weiteres feststellbar ist, auf einfachste Weise mit ausreichender Genauigkeit ermitteln, indem man das Fahrzeug mit seiner normalen Ladung, beispielsweise einen Autobus mit regelrechter Besetzung, so weit neigt, bis er sich auf den Stützrädern im labilen Gleichgewicht befindet, wobei dann auch die Neigung des Aufbaues infolge der einseitigen Belastung der Federn den Verhältnissen in einer Kurve, in der die Belastung der Federn natürlich größer ist, ähnelt.
Aus den beschriebenen Beispielen ergibt sich, daß bei Fahrzeugen, bei denen nur ein Kippen und eine bestimmte Standsicherheit in Betracht zu ziehen sind, ein Markierungspaar genügt, um bei jeder Geschwindigkeit, jedem Kurvenradius und jeder Querneigung der Fahrbahn die zulässige Querkraft und damit die zulässige Geschwindigkeit festzustellen. Dies trifft zum Beispiel auf alle Autobusse zu, bei denen es genügt, die auf die geschilderte Weise ermittelte Standsicherheit des normal besetzten Fahrzeuges bei der Festlegung der Markierungen zu berücksichtigen.
Bei Fahrzeugen mit Anhängern besteht die Möglichkeit, das Gerät auf die Standsicherheit des Anhängers abzustimmen, wenn derselbe leichter kippt. Dies ist auch ein erwähnenswerter Vorzug der Neuerung, da gegenwärtig der Fahrer das Verhalten eines Anhängers in der Kurve auch gefühlsmäßig nicht feststellen kann.
Neben der Anwendung der Geräte zur Vermeidung eines Kippens der Fahrzeuge ist ein solches Gerät auch da von Vorteil, wo aus anderen Gründen ein besonders sorgfältiges Befahren der Kurven nötig oder wünschenswert ist, so z. wenn die Ladung sehr empfindlich ist, oder bei Reiseautol)ussen mit einem Speisewagenbetrieb oder Schlafplätzen.
Bei Lastwagen, welche nicht, wie die speziellen Zwecken dienenden Lastzüge, Tankwagen u. dgl., eine bestimmte gleichbleibende Ladung haben, ist die Standsicherheit veränderlich, weil sie weitgehend von dem Gewicht und der Höhe der Ladung bestimmt wird. Es wird zwar im allgemeinen genügen, die Standsicherheit des beladenen Fahrzeuges zu berücksichtigen, aber es können an dem Gerät auch noch ein Paar weitere Markierungen I6 angebracht werden, die den für das leere Fahrzeug zulässigen Ausschlag kennzeichnen. Es lassen sich aber auch, wie schon erwähnt, zu einer Berücksichtigung unterschiedlicher Ladungen verstellbare Markierungen verwenden.
Ist die Standsicherheit des leeren Fahrzeuges so groß, daß dieses in den Kurven nicht mehr kippt, sondern gleitet, so wird der zulässige Ausschlag des Gerätes durch die Beschaffenheit der jeweiligen Fahrbahnoberfläche bestimmt.
Bei allen Personenkraftwagen liegt der Schwerpunkt in der Regel so tief, daß in den Kurven nur mit einem Quergleiten, dem sogenannten Schleudern, zu rechnen ist. Wann ein solches Gleiten eintritt, das hängt vor allem von der Reibungszahl der jeweiligen Fahrbahnoberfläche ab, in geringerem Maße auch von dem Reifenprofil und dem Abnutzungsgrad der Reifen, dem Reifenluftdruck, der absoluten Reifengröße, der Federung des Fahrzeuges und noch anderen Faktoren. So ist es z. B. auch nicht gleichgültig, ob in der Kurve mit oder o'hne Gas gefahren wird, weil die Antriebskraft der Räder zusammen mit der Querkraft eine resultierende größere Reibungskraft ergibt. Es erscheint deshalb zunächst kaum möglich, alle diese Gegebenheiten bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Geräte in dem erforderlichen Grad zu berücksichtigen. Und doch ist das, wie im folgenden gezeigt wird. durchaus möglich.
Xlle unveränderlichen Faktoren, wie Reifengröße, vorgeschriebener Reifenluftdruck und andere, mit der Art des Fahrzeuges zusammenhängeitde 'Faktoren, z. B. eine die Ausschläge des Gerätes ebenfalls beeinflussende Schrägstellung des Armaturenbrettes, lassen sich bei der grundlegenden Ermittlung der zulässigen Ausschläge beim Einbau des Gerätes in das Fahrzeug mit genugender Genauigkeit beachten. Vorteilhaft werden natürlich, wenn die Fahrzeuge nicht schon im Herstellerwerk mit einem solchen Gerät ausgestattet werden, die Geräte zum nachträglichen Einbau für alle verbreiteten Fahrzeugtypen gleich mit der richtigen Einstellung geliefert. Da die meisten Personenkraftwagen in ihrer grundlegenden Fahrwerkskonstruktion wenig voneinander abweichen, wird eine bestimmte Einstellung des Gerätes jeweils für ganze Gruppen oder Größenklassen von Kraftwagen Gültigkeit haben, wodurch der Vertrieb der Geräte sich sehr erleichtert.
Faktoren, welche das ( Quergleiten I>eeinflussen und sich in größeren Zeitabständen ändern, wie der Abnutzungsgrad der Reifen, lassen sich durch eine Nachstellitarkeit der Markierungen I>erücksichtigen, sofern der Umfang dieser Veränderungen überhaupt eine Beachtung verlangt.
Was die Erhöhung der Reibttllgskraft durch den Antrieb der Räder anbetrifft, so ist bei der Festlegung der zulässigen Geschwindigkeit von einem Fahren mit Gas auszugehen.
Es ist also in der Hauptsache die verschiedenartige Beschaffenheit der Fahrbahnoberflächen, durch welche die Reibung zwischen den Reifen und der Fahrbahn während der Fahrt mehrmals und auch erheblich verändert werden kann. Diese Verschiedenheit der Fahrbahnen kann durch entsprechende Einstellung der Marlvierungen berücksichtigt werden. Zur Kennzeichnung der verschiedenen Rauhigkeitsgrade der Fahrbahn dient eine Ziffernbeschriftung, beispielsweise von I bis 3 mit Kennbuchstaben T und N für trockene und nasse Straßen.
Für die praktische Ausführung des Erfindungsgegenstandes ergeben sich sehr viele Möglichkeiten.
Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Eine besondere Beachtung ist bei derartigen Geräten der Dämpfung der Bewegungen der ausschlagenden Massen zu widmen, damit diese nicht unruhig pendeln und eine einwandfreie Feststellung der Ausschlagweite unmöglich machen. Eine solche Dämpfung wird am einfachsten durch eine Fliissigkeit erzielt, in der sich die ausschwingenden Massen bewegen.
Zunächst sind besonders einfache Geräte, die nur für eine Beobachtung der Ausschläge bestimmt sind, beschrieben. Abb. 5 zeigt eine an sich bekannte gebogene und mit einer klaren Flüssigkeit gefüllte Glasröhre I7, in der eine Aletallkugel iS unter der Wirkung der Querkraft pendelnd ausschlägt. Der Durchmesser der Kugel muß dabei natürlich kleiner als die lichte Weite der Glasröhre sein, damit die Flüssigkeit überströmen kann. Durch eine geeignete Bemessung des Zwischenraumes kann die Bewegung der Kugel in jedem eniinchten Maße gedämpft werden.
Es ist am nächstliegcnden. die I(ihre kreisbogenförmig, nach der gestrichelt bezeichneten Form 19, auszuführen. Da aber im vorliegetlden Fall die Ausschläge der Kugel in dem mittleren Stück 20 nicht interessieren, kann dieser mittlere Rohrahschnitt gewissermaßen weggelassen werden. Die beiden, nur die wichtigen Ausschlagl,crciche 2I umfassenden Schenkel der Glasröhre stoßen dann in der Mitte in einem, natürlich gerundeten, Winkel zusammen. Wie die Abl)ildung erkennen läßt, ergibt diese Form gegenüber dem ungebrochenen Kreisbogen 19 bei gleicher Ablesegenauigkeit ein kleineres Gerät. Außerdem ist dabei der Weg der Kugel von der mittleren Ruhestellung bis zu einem zulässigen Ausschlag kürzer, so daß die Anzeige weniger verzögert wird. Die Glasröhre könnte selbstverständlich auch parabelförmig oder ähnlich gelingen sein, damit die Ablesegenauigkeit mit zuiielmendein Kugelaussclllag größer wird.
Die Anordnung einer gebogenen Glasröhre mit den dazugehörenden Markierungen in einem zweckentsprechenden Gehäuse, das leicht in jedes Armaturenbrett eiigelaut werden kann, wird durch die Abb. 6 veranschaulicht. dieses tusführungsbeispiel besitzt eine Glasröhre mit zwei Kugeln 22, welche durch einen in der Mitte befindlichen Anschlag oder eine Verengung der Glasröhre getrennt sind, wodurch jede Kugel nur nach einer Seite ausschwingen kann.
Das hat den Vorteil, daß bei einem schnellen Wechsel von Links- und Rechtskurven durch den abwechselnden Ausschlag der beiden Kugeln eine besonders schnelle Anzeige erzielt wird. Das Gerät weist zwei v ersteilbare Markierungen 23 auf, die durch einen f)rehknopf 24 in die auf der Drehknopfskala 25 angegebenen Einstellungen für sechs verschiedene Fahrbahiolerflächen, nämlich die Einstellungen 1 bis 3 auf der rechten Seite für trockene Fal1rlhnen, gekennzeichnet durch ein T, und die linksseitigen mit i0T bezeichneten, drei Einstellungen für nasse Fahrl)ahnen. Die in kreisbogenförmigen Schlitzen geführten Markierungen 23 lassen sich dabei in einem Bereich, der durch die gestrichelt gezeichneten Stellungen für den kleinsten Ausschlag angedeutet ist, verschwenken.
M'ie Abb. 7 zeigt, erfolgt das Verschwenken der Nlarkierungen auf sehr einfache Weise. Zwei Schwenkarme 26, die hinter der Glasröhre herumgreifen und an ihren freien Enden die Markierungen 23 tragen. sind um zwei gesonderte Drehzapfen drehbar und durch ineinandergreifende Zahnsegmente in ihren Bewegungen gleichgeschaltet. Eine durch den Drehknopf verdrehbare Kurbel 27 ist mittels einer Schubstange 28 mit dem einen F;ehwenkartll geleiilig verbunden. Durch l)rehen der 1iurl)el nach rechts oder links werden l)eide Arme gleichmäßig verschwenkt. An der Unterseite des Drehknopfes ist eine als Zeiger ausgebildete und gegen die Skalenscheibe drückende l<lattfeder 29 angebracht, welche mit der gerundeten Zeigersl)itze in den Löchern der Skalenscheibe einrastet. L)urch Aufsetzen verschiedener Skalenscheiben mit Löchern für verschiedene Einstellungen des Drehknopfes und damit der Markierungen kann ein solches Gerät allen Verhältnissen allgel)alSt werdell. Außerdem kann zu einer feineren Eiiistellung oder Nachstellung noch eine Schubstange mit einstellbarer Länge verwendet werden.
Lin Einstellen oder Nachstellen eines solchen (;erätes ist sehr einfach. wenn am Gehäuse eine Einteilung 30 angebracht ist, die in Verbindung mit einer Tal>elle ein genaues Einstellen der Markierungen ermöglicht. Dabei läßt sich jede beliebige Einteilung verwendeii,. beispielsweise auch eine Millimeterteilung oder die gezeichnete Teilung, welche den Winkel der Ausschläge in Grad angibt, oder eine Teilung 31 mit Maßzahlen fiir die Fliehkraft, gegebenenfalls kombiniert mit einer Teilung 32 (Al)b. 5).
Die Einteilung 32 macht deutlich, um wieviel sich der Ausschlag vergrößert, wenn die Geschwindigkeit um einen bestimmten Prozentsatz, auf der Zeichnung beispielsweise um I0°/o, erhöht wird.
Die Einteilungen 3I und 32 stimmen zwar nicht bei überhöhten Kurven; Uberhöhungen sind im allgemeinen aber nur gering, und außerdem bedeutet eine entstehende Differenz keine Verringerung der Sicherheit.
Damit die Ausschläge der Kugeln auch bei Nacht g.:t erkennbar sind, kann die Rückseite der Röhre mit Leuchtfarbe belegt sein, so daß sich die schwarz gehaltenen Kugeln deutlich abheben, und in ähnlichcr Weise können auch die Markierungen gut sichtbar gemacht werden. Es bereitet aber auch keine Schwierigkeit. im Inneren des Gehäuses eine Lichtquelle unterzubringen und die Röhre zu be-'leuchten.
Das in Abb. 8 dargestellte Gerät arbeitet nicht mit einer pendelartig ausschwingenden Masse sondern mit einem Gewicht 33, das sich unter der Einwirkung der Querkraft unter Überwindung der Zugkraft einer der beiden Zugfedern 34 in waagerechter Richtung in einer geraden Glasröhre verschiebt, die zur Dämpfung der Ausschläge auch hier mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Der Durchmesser des Gewichtes ist hier so bemessen, daß dasselbe in der Röhre keine senkrechten Schwingungen ausführen kann. Für den Durchtritt der Flüssigkeit von einer Seite zur anderen ist das Gewicht mit Bohrungen oder Ausnehmungen versehen, deren Querschnitt das Maß der Dämpfung bestimmt. Um die. Reibung des Gewichtes so klein wie möglich zu halten, sind die Federn an den beiden Rohrenden so weit oberhalb der Rohrquerschnittmitte verankert, daß das Gewicht annähernd schwebend an den Federn in der Röhre hängt.
Bei dieser Ausführung sind oberhalb und unterhalb der Glasröhre je zwei Markierungspaare 35 vorhanden, die durch Schrauben am Gehäuse einstellbar befestigt sind und die zulässigen Ausschläge bei rauher und glatter Fahrbahn angeben.
Der Ausschlag für mittlere Fahrbahnen kann dann leicht abgeschätzt werden. Die oberen Markierungen gelten hier für trockene, die unteren für nasse Fahrbahnen. Zur Vermeidung einer Irritierung des Fahrers sind die jeweils unzutreffenden Markierungen durch eine einfache, mit einem geeigneten Vorsprung zum Anfassen versehene umklappbare Blende 36 (Abb. g) abgedeckt, die in den beiden Stellungen durch eine Feder gehalten ist.
Sehr einfach läßt sich die geradlinige Verstellung solcher Markierungen durch Spindeln mit einem links- und einem rechtsgängigen Gewinde bewerkstelligen.
Bei den bisher beschriebenen Geräten ist es erforderlich, daß der Fahrer in der I(urve, falls überhaupt eine Überschreitung der zulässigen Geschwindigkeit zu befürchten ist, den Ausschlag beobachtet. Eine solche Beobachtung stellt zwar keine besondere Belastung für den Fahrer dar; da es aber ohne konstruktive Schwierigkeiten möglich ist, die Geräte so auszubilden, daß beim Uber- schreiten der als zulässig festgelegten Querkraft die schon erwähnten Signale oder anderen Maßnahmen ausgelöst werden, wird man in der Praxis sicherlich solchen Geräten den Vorzug geben.
Das Prinzip aller derartigen Geräte besteht darin, daß die ausschwingenden Massen bei bestimmten Ausschlägen elektrische Kontakte berühren und dadurch Stromkreise schließen, wodurch dann ohne Schwierigkeit die verschiedensten Maßnahmen ausgelöst werden können.
Von den durch die Schließung eines Stromkreises auslösbaren Maßnahmen ist das Geben eines Warnsignals am einfachsten. Hierbei sind Lautsignale den Lichtsignalen vorzuziehen, da die letzteren bei Tag leicht übersehen werden, bei Nacht aber wieder eine Abblendung erforderlich machen. Vorteilhaft wird eine ganz kleine und einfache Hupe 0. dgl. verwendet. Ein solches Signalgerät läßt sich leicht im Wageninnern an passender Stelle anbringen oder auch mit dem Anzeigegerät zu einem Ganzen verbinden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das vorhandene Signalhorn des Fahrzeuges für die Warnungen zu benutzen, wobei durch einen zwischengeschalteten Widerstand der Ton gedämpft und verändert werden kann.
Die Einleitung aller möglichen anderen Maßnahmen läßt sich mit Hilfe von Elektromagneten leicht durchführen. Einrichtungen zu einer Verstellung der Vergaserdrosselklappe werden zweckmäßig so ausgeführt, daß das Schließen der Klappe schnell, das Offnen aber langsamer erfolgt. Die im folgenden noch beschriebenen Geräte ermöglichen auch eine stufenweise Schließung und Öffnung der Drosselklappe. Es ist nicht nötig, die zur Durchführung solcher Maßnahmen erforderlichen Einrichtungen näher zu beschreiben, da deren zweckmäßige Auswahl im Bereich fachmännischen Könnens liegt.
Elektrische Kontakte lassen sich auch an den schon beschriebenen Geräten anbringen. Bei einem einfachen Pendel können Kontakte vorhanden sein, an die das Pendel bei einem bestimmten Ausschlag anstößt und dadurch den Stromkreis schließt. Bei den Geräten nach den Abb. 5 und 6 können die Kugeln auf einer auf dem Grund der Röhre angeordneten Stromschiene rollen und bei einem gewissen Ausschlag an einen Anschlag, den anderen Pol, anstoßen. Derartige Anschläge lassen sich natürlich auch verschiebbar ausführen, damit der zulässige Ausschlag, bei dem der Stromschluß erfolgt, verstellt werden kann.
Wird der Ausschlag eines Pendels oder einer Kugel durch solche Kontaktanschläge begrenzt, so ist das Maß der Überschreitung der zulässigen Querkraft dann nicht ablesbar. Zur Vermeidung dieses Nachteils können aber beispielsweise zwei Pendel benutzt werden, von denen nur das eine an Kontakten anschlägt. Zu dem gleichen Zweck kann man die elektrischen Kontakte in einer Glasröhre mit Kugel in der in Abb. 10 in Draufsicht dargestellten Art ausbilden. In der Glasröhre sind hier zwei Laufschienen angeordnet, auf denen eine Metallkugel rollt. Während nun die den einen Pol darstellende Schiene 37 durchweg aus nletall bestehen kann, ist die andere Schiene 38 in dem Bereich des zulässigen Kugelausschlages nicht leitend.
Erst an der Grenze des zulässigen Ausschlages beginnt eine in den Stromkreis einschaltbare Metallschiene 39, deren Verbindung mit der anderen Schiene bei dem entsprechenden Kugelausschlag durch die Metallkugel hergestellt wird. Setzt man diese Kontaktschiene, wie auf der rechten Seite der Abbildung dargestellt, aus einzelnen kurzen, voneinander isolierten Teilstücken zusammen, von denen gesonderte Leitungen zu einem Wählschalter führen, so kann durch die Einstellung des Schalters der Kugelausschlag, bei dem der Stromschluß erfolgt, stufenweise eingestellt werden.
Sehr geeignet für elektrisch arbeitende Geräte ist Quecksilber als ausschlagende Masse, weil hier die Schließung von Stromkreisen durch Kontakte, die bei einer Neigung des Quecksilberspiegels eintauchen, leicht möglich ist und auch die Bewegungen des Quecksilbers durch Verengungen in den Röhren oder Kanälen gedämpft werden können.
Die Abb. ii und 12 zeigen als Beispiel eine solche Ausführung. Das Gerät besteht hier aus zwei kreisrunden Scheiben, einer vorderen ebenen Glasscheibe 40 und der entweder ebenfalls aus Glas oder aus einer Keramikmasse oder Kunststoff bestehenden rückwärtigen Scheibe 4I, welche die elektrischen Kontakte und einen flachen kreisförmigen Kanal 42 für das bis zur Scheibenmitte reichende Quecksilber besitzt. Die beiden Scheiben sind zusammengekittet und in dem Metallrahmen 43 gefaßt, der auch der Befestigung des Gerätes am Armaturenbrett dient. Bei bestimmten Neigungen des Quecksilberspiegels unter dem Einfluß der Querkraft, die auf der vorderen Scheibe durch Markierungen 44 angegeben sind, tauchen die vier Kontakte 45 der betreffenden Seite in das Quecksilber 46, wodurch die Verbindung mit dem Hauptkontakt 47 hergestellt wird. Die Verengung des Kanals durch die Nase 48 bewirkt eine Dämpfung der Ausschläge des Quecksilbers.
Von den einzelnen, in die hintere Scheibe eingesetzten Kontaktbolzen führen Leitungen zu dem rückwärtigen Schalter 49, der durch den Drehgriff 50, dessen Zapfen durch eine Mittelbohrung der Scheiben hindurchgeführt ist, betätigt werden kann. Es sind hier vier, mit t bis 4 bezeichnete Stellungen des Schalters für vier verschiedene Fahrbahnoberflächen vorgesehen. Bei jeder Schalterstellung sind ein linksseitiger und ein symmetrisch liegender rechtsseitiger Kontakt eingeschaltet.
Ein solches Gerät läßt sich, wenn die hintere Scheibe durchscheinend ist, sehr effektvoll von hinten beleuchten. Aber auch eine Beleuchtung der verhältnismäßig großen, spiegelnden Quecksilberfläche von vorn bietet viele Möglichkeiten, die Neigungen des Quecksilberspiegels deutlich hervorzuheben.
Abschließend sind nun noch einige Geräte beschrieben, welche ohne eine Dämpfung der aus- schinentlen Massen durch Flüssigkeiten arbeiten und dadurch praktisch verzögerungsfrei wirken.
Ein direktes Beobachten und Ablesen der Ausschläge ist dabei allerdings schlecht oder gar nicht möglich. Es kann aber auf elektrischem Wege eine indirekte Anzeige der Ausschläge erzielt werden, sofern man sich nicht auf die Auslösung von Signalen oder anderen Maßnahmen beschränkt.
Die einfachste Form derartiger Ausführungen ist das in Abb. I3 dargestellte Gerät. Dasselbe besitzt für jede Ausschlagseite ein gesondertes Pendel 51, welches bei Erreichung einer als zulässig festgesetzten Querkraft an dem jedem Pendel zugeordneten Anschlagkontakt 52 anstößt. Das Wesentliche dieser Ausführung besteht darin, daß die Pendel in der Ruhelage auf Auflagen 53 aufliegen und dabei bereits einen solchen Ausschlag besitzen, daß die Entfernung vom Anschlagkontakt nur ganz gering ist. In der Zeichnung ist das rechte Pendel am Kontakt anstoßend dargestellt. In Anbetracht des minimalen Pendelweges erfahren die Pendel praktisch keine Beschleunigung, so daß hier auf jede Dämpfung verzichtet werden kann und das Gerät ohne Verzögerung die vorgesehenen Maßnahmen auslöst.
Abb. 14 zeigt eine Ausführung mit zwei PendeIn für verschiedene Ausschläge, wobei bei zunehmende Querkraft zuerst das weniger nach außen stehende Pendel 54 an dem inneren Kontakt 55 und bei einer weiteren Steigerung der Querkraft erst das äußere Pendel 56 an dem äußeren Kontakt 57 zum Anliegen kommt. Auf diese Weise können hintereinander zwei verschiedene Maßnahmen ausgelöst werden, z. B. durch den inneren Kontakt ein akustisches Vorsignal und durch den anderen Kontakt eine Verstellung der Vergaserdrosselklappe.
Zu einer Berücksichtigung verschiedener Fahrbahnoherflächen sind die Anschlagkontakte derartiger Geräte verstellbar auszuführen oder es ist eine entsprechende Anzahl von Pendeln vorzusehen. Abb. 15 zeigt ein Beispiel eines Gerätes, bei dem auf jeder Seite acht fächerartig hintereinander angeordnete Pendel 58 vorhanden sind, denen ebensoviele schematisch eingezeichnete Kontakte 59 und Auflagen 60 zugeordnet sind. Es können hier also bei acht verschiedenen Querkraftgrößen irgendwelche Maßnahmen ausgelöst werden, so daß bei vier verschiedenen Einstellungen zusätzliche Vorsignale gegeben werden können.
Die Kontaktreihe 61 der Abbildung gilt dann für die Vorsignale, während die Reihe 62 für die Auslösung der anderen Maßnahme bestimmt ist.
Bei der Verwendung derartiger Pendelreihen besteht die Möglichkeit, das Zu- und Abnehmen der Querkraft durch ein besonderes Anzeigegerät deutlich zu machen, bei dem Zeiger oder andere Anzeigemittel durch Elektromagnete, die durch die Pendelkontakte gesteuert werden, stufenweise bewegt werden.
Die Abb. I6 und I7 zeigen ein solches Anzeigegerät. Das Gerät besitzt eine rechteckige Anzeigefläche, die in vier Felder 63, entsprechend vier verschiedenen Fahrbahnoberflächen, eingeteilt ist.
Durch acht Blenden 64, die von den Elektromagneten 65 bewegt werden, sind die Felder je nach der Höhe der Querkraft mehr oder weniger abdeckbar, wobei die halbe Abdeckung eines Feldes als Vorsignal gilt. Ein als Markierung dienender, in einem Schlitz waagerecht geführter Schieber 66, der die Breite der Felder hat, rastet in vier Stellungen ein und erleichtert durch eine zweckmäßige Färbung seiner Front das Erkennen der zulässigen Abdeckung der Felder. In der Zeichnung ist beispielsweise bei dem auf »2« stehenden Schieber das Feld halb abgedeckt, also das Vorsignal für die nahe Erreichung der zulässigen Querkraft gegeben. Der Schieber ist gleichzeitig als Schalter ausgebildet, so daß mit der jeweiligen Einstellung desselben auch gleich die betreffenden Kontakte für die Auslösung des Vorsignals und der anderen Maßnahme eingeschaltet werden.
Eine solche indirekte Anzeige läßt sich sogar noch einfacher gestalten. Es kann ein rundes oder viereckiges Fenster vorgesehen sein, in dem farbige Scheiben erscheinen. Eine im Fenster stehende schwarze Scheibe kann dann beispielsweise bedeuten, daß die Querkraft noch unbeachtlich ist; Weiß oder Gelb kann als Vorsignal gewählt werden, und bei der Erreichung der zulässigen Querkraft erscheint Rot im Fenster. Gleichzeitig gegebene Lautsignale lassen sich auch entsprechend unterschiedlich wählen, so z. B. für das Vorsignal aneinandergereihte kurze Töne, für die Hauptwarnung aber ein Dauerton.
Erwähnt sei noch die Möglichkeit, Überschreitungen einer vorgeschriebenen Kurvenhöchstgeschwindigkeit, besonders bei Eisenbahnen und Autobussen, zu registrieren. Dies kann durch ein elektromagnetisch betätigtes einfaches Zählwerk erfolgen oder durch Aufzeichnungen auf eine Scheibe o. dgl.
PATENTANspnOcHE: I. Gerät, besonders für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe zu einer Überwachung der beim Befahren von Kurven auftretenden Geschwindigkeit mindestens eine unter der Wirkung der Fliehkraft in den Kurven sich nach außen verlagernde Masse aufweist, beispielsweise Pendel, Flüssigkeiten oder entgegen einer Federkraft oder magnetischen Kraft ausschwingende Massen, deren Ausschläge zur Feststellung der Größe der Fliehkraft durch direkte Ablesung dienen oder Einrichtungen zum Geben von Signalen oder zu einer Beeinflussung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges steuern.

Claims

2. Gerät nach Anspruch I, gekennzeichnet durch bestimmten Ausschlägen entsprechende Markierungen (23, 35) 0. dgl., welche vorzugsweise den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend einstellbar sind.

3. Gerät nach den Ansprüchen I und 2, gekennzeichnet durch verschiebbare oder umklappbare Blenden (36), durch welche von meh- 1deren Markierungen die für die jeweiligen Verliältnisse nicht in Betracht kommenden abdeckbar sind.

4. Gerät nach den Ansprüchen T und 2, gekennzeichnet durch bei bestimmten Querkräften mit der ausschlagenden Masse in Berührung kommende und dabei einen Stromkreis schließende elektrische Kontakte (39 52, 59) zur Steuerung von optischen oder akustischen Signalen.

5. Gerät nach den Ansprüchen I und 4, gekennzeichnet durch mehrere ausschlagende Massen, vorzugsweise hintereinander angeordnete Pendel (54, 56, 58), und verschiedenen Ausschlägen der einzelnen Massen zugehörige elektrische Anschlagkontakte (55,57, 59).

6. Gerät nach den Ansprüchen I und 4 gekennzeichnet durch eine Quecksilbermenge (46) mit einem unter dem Einfluß der Querkraft sich neigenden Oberflächenspiegel und von dem ausschlagenden Quecksilber erreichbaren elektrischen Kontakten (45).

7. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Mitte nach unten durchgebogene Laufbahn für eine pendelartig ausschlagende Metallkugel zwei als Stromleiter dienende Laufschienen (37, 38) aufweist, welche in einzelne, bestimmten Ausschlägen der Kugel zugehörige, für sich isolierte und mit einer elektrischen Leitung verbundene Ahschnitte (39) unterteilt sind.

8. Gerät nach den Ansprüchen I und 4 bis 7, gekennzeichnet durch einen elektrischen Schalter (49) mit mehreren Einstellungen, durch den von mehreren, verschiedenen Ausschlägen zugehörigen elektrischen Kontakten die jeweils in Betracht kommenden wählbar sind.

9. Gerät nach den Ansprüchen I und 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (39, 52, 54, 45) zur Beeinflussung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, beispielsweise durch Drosselung oder Nhstellullg des Motors, dienen.

10. Gerät nach den Ansprüchen I und 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß das vorhandene Signalhorn des Fahrzeuges zur Ahgabe der vom Gerät ausgelösten Warnsignale dient und erforderlichenfalls zur Erzeugung eines gedämpften und veränderten \N'arntones oder von Reihen kurzer Töne zwischengeschaltete Widerstände oder andere hlittel Verwendung finden.

1 1. Gerät nach den Ansprüchen I, 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Ausschlagseite gesonderte, nur einseitig ausschlagende Massen, Pendel (je,58), Kugeln (22) 0. dgl. \vorgesehen sind.

12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig ausschlagenden Massen zu einer Verkürzung des Ausschlagxveges durch geeignete Auflagen (53, 60) in ihrer Ruhestellung so weit ausspreizen, daß sie von den die Ausschläge angel>enden oder begrenzenden Markierungen bzw. Kontakten (52, 59) nur geringen Al>stand hahen.

13. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Laufbahn für eine pendelartig ausschlagende Kugel oder Rolle dienende, in der Mitte nach unten durchgebogene Glasröhre (17) 0. dgl. in der Mitte einen kleineren niegungsradius hesitzt.

14. Gerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch über die Kontakte (39, 52, 59) gesteuerte Anzeigemittel, wie Zeiger, Ziffern, Farbschilder oder Blenden (64).

15. Gerät nach den Allsr)rücllell I bis 14, gekennzeichnet durch Einrichtungen zu einer Registrierung von Überschreitungen der zulässigen Geschwindigkeit in Kurven, beispielsweise durch ein elektrisch betätigtes einfaches Zählwerk.