DE894778C

DE894778C - Beschleunigungsmesser

Info

Publication number: DE894778C
Application number: DEM7924A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Bucher; Robert Meyer; Friedrich Munzinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-12-14
Filing date: 1950-12-14
Publication date: 1953-10-29

Description

Beschleunigungsmesser Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungsmesser, bestehend aus in einer Ebene liegendem Kanal bzw. Kanalsystem, in welchem Flüssigkeit eingeschlossen ist, die sich innerhalb Ides Kanal-Systems bei auftretenden Beschleunigungen infolge ihrer Trägheit verschiebt.
Bis jetzt wurden derartige Beschleunigungsmesser ausschließlich so ausgebildet, daß eine luftleere, nur zum Teil mit Flüssigkeit gefüllte durchsichtige Meßröhre schräg zur Bewegungsrichtung eingestellt wurde. Je nach oder Größe der auftretenden Beschleunigungskräfte steigt in der Meßröhre die Flüssigkeit mehr oder weniger hoch, so daß man die Größe der Beschleunigung wie an einem Thermometer ablesen kann. Nachteilig ist bei derartigen Einrichtungen, daß Änderungen der Schräglage des Meßrohres, z. B. bei Bergabfahrt, das Meßergebnis durch Auftreten zusätzlicher statischer Drücke fälschen. Außerdem macht es erhebliche Schwierigkeiten, die Meßergebnisse auf ein Zeiger- oder gar Schreibinstrument zu übertragen.
Der letztgenannte Nachteil wird erfindiungsgemäß dadurch vermieden, daß bei einem Beschleunigungsmesser der eingangs geschilderten Art das Rohrsystem völlig mit Flüssigkeit gefüllt ist und daß die sich verschiebende Flüssigkeit auf eine Meßfeder, vorzugsweise eine Membran, einwirkt, der in an sich bekannter Weise eine Anzeigevor-Richtung zugeordnet ist.
Beispielsweise kann man die Meßmembranen am einen Ende eines flüssigkeitsgefüllten Kanals anordnet, der bei Benutzung des Gerätes in Bewegungsrichtung einzustellen ist. Am entgegengesetzten Ende kann man zweckmäßigerweise eine Ausgleichsmembran anordnen, die den Bewegungen der eingeschlossenen Flüssigkeit unter dem Einfluß des äußeren, atmosphärischen Druckes folgt. Durch diese Maßnahme werden Meßfehler vermieden, hervorgerufen durch ein auf der Gegenseite (also dort, wo die Membran 4 angeordnet ist) sich bildendes Vakuum, ;das .die gewünschte Bewegung der Flüssigkeitssäule hemmen könnte.
Der erfindungsgemäße Beschleunigungsmesser läßt sich auch leicht lageunempfindlich machen, indem man ihn so ausbildet, daß das Kanalsystem außer dem in Richtung der zu analysierenden Bewegung zu legenden Kanal 1 noch einen kreis- oder krei-sb-ogenförmigen Ausgleichskanal 7 aufweist, dem ebenfalls Ausgleichsmembranen zugeordnet sein können, wobei die Meßmembran 2 im Mittelpunkt des Kreises bzw. Bogens liegt. In diesem Fall ist die Meßmembran stets mit einem statischen Druck vorbelastet, der im Falle eines kreisförmigen Ausgleichskanals in jeder Lage und im Falle eines Kreisbogens in allen denjenigen Lagen gleich groß ist, welche innerhalb durch Idie Bogen begrenzten Kreissektoren liegen. Falls die Meßgenauigkeit nur innerhalb schmaler Sektoren gleichbleiben soll oder die zulässige Meßtoleranz es zuläßt, kann man selbstverständlich statt Kreisbogen auch Sehnen anwenden.
Außer den Ausgleichskanälen können auch die .usgleichsmembranen gewölbt sein, und zw.ar so, daß sie die Form von Kugel abschnitten aufweisen (im ungespannten Zustand), deren Mittelpunkt mit der Mitte der Meßmembran 2 zusammenfällt.
In der Zeichnung sich drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 ein Gerät in Form eines einfachen aus einem geraden Rohrstück bestehenden Meßkanals I, an dessen einem Ende eine Meßmembran 2 mit einer Anzeigevorrichtung 3 und am anderen Ende eine Ausgleichsmembran 4 vorgesehen ist. Die Meßröhre ist mit geeigneter Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, gefüllt, welche, wenn eine Beschleunigung in Richtung des Pfeiles 5 auftritt, infolge ihrer Trägheit im Sinne des Pfeiles 6 gegen die Membran 2 drückt, welche ihrerseits direkt oder über Zwischenglieder den Zeiger der Anzeigevorrichtung 3 bewegt. Die Membran 4 folgt der Bewegung der Flüssigkeit, so daß die Bildung eines Vakuums in der Röhre 1 vermieden wird.
Beim Beispiel nach Abb. 2 ist die Meßmembran 2 in der Mitte des Meßkanals I angeordnet, der an beiden Enden Ausgleichsmembranen 4 trägt, und dem außerdem ein mit ihm verbundener Ausgleichskanal 7 in Form eines um den Mittelpunkt 2 geschlagenen Kreises zugeordnet ist, in dessen Scheitel eine weitere Ausgleichsmembran ist; Je nach dem verwendeten Werkstoff der Kanäle, der für Geräte, die Stöße auszuhalten haben, nicht Glas sein soll, sondern vorzugsweise aus gummiausgekleideten Metallkanälen mit evtl. freiliegenden Gummiverbindungsstücken besteht, kann zum Ausgleich einer evtl. Elastizität der Kanäle das hinter einer Ausgleichsmembran sich ergebende Flüssigkeitsvolumen als Vorratsbehälter dienen, wodurch sich dann die Länge bzw. die Höhe der Flüssigkeitsäule annähernd konstant hält.
Bei dieser Anordnung ist die Membran 2 stets durch den Druck einer Flüssigkeitssäule vorbelastet, deren Höhe gleich dem Radius des Ausgleichskanalkreises 7, also konstant ist. Gleichzeitig bleibt die horizonte Länge des Flüssigkeitsfadens von Mitte Meßmembran 2 bis zum (horizontal) am weitest entfernten Flüssigkeitsteilchens durch den kreisförmigen Ausgleichskanal 7 ebenfalls konstant.
Der Ausgleichskanal 7 liegt bei diesen Betrachtungen in einer vertikalen Ebene. Deshalb ist die Meßgenauigkeit auch bei geneigtem Meßkanal 1 in horizontaler Richtung stets gleich groß.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist nur je ein kurzes, bogenförmiges Ausgleichskanalstück 7" vertikal über der Meßmembran 2 und 7' horizontal im entferntesten Punkt von der Meßmembran aus vorgesehen. Die Ausgleichsmembranen 4 erstrecken sich über ,die ganze Länge der Ausgleichskanalstücke, die von dem Winkel a eingeschlossen bezeichnet sind. Die Verbindungsleitung 8 zwischen dem Ausgleichskanalstück 7" und dem Meßkanal 1 muß innerhalb der Verbindungslinie ,der Punkte g und 10 liegen. Die Ausgleichskanalstücke 7' und 7" sind dann richtig aufeinander abgestimmt, wenn die Verbindungslinie der Punkte 9 und 10 im Punkt 9 das Ausgleichskanalstück 7" tangiert. Die Grenzen, in denen bei dieser Anordnung die durch statischen Flüssigkeitsdruck bewirkte Vorspannung der Membran 2 gleichbleibt (also Meßgenauigkeit erhalten ist), ist für positive und negative Neigung des Meßkanals 1 aus der Horizontalen die halben Winkel a, mit andern Worten, bis die Tangente zwischen Punkt 9 und 10 horizontal liegt im einen Fall.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Beschleunigungsmesser, bestehend aus in einer Ebene liegendern Kanal- bzw. Kanalsystem, in welchem Flüssigkeit eingeschlossen ist, die sich innerhalb des Kanalsystems bei auftretenden Beschleunigungen infolge ihrer Trägheit verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem völlig mit Flüssigkeit igefüllt ist und daß die sich verschiebende Flüssigkeit auf eine Meßfeder, vorzugsweise eine Membran (2) einwirkt, der in an sich bekannter Weise eine Anzeigevorrichtung (3) zugeordnet ist.
2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmembran (2) am einen Ende eines geraden, flüssigkeitsgefüllten Kanals (1) angeordnet ist.
3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am entgegengesetzten Ende des Kanals (1) eine Ausgleichsmembran (4) angeordnet ist, die den Bewegungen der eingeschlossenen Flüssigkeit unter dem Einfluß des äußeren, atmosphärischen Druckes folgt.
4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem außer dem in Richtung der zu analysiedenden Bewegung zu legenden Kanals (I) noch einen kreis- oder kreisbogenförmigen .\usgleicllskanal (7j aufweist, dem ebenfalls vorzugsweise Ausgleichsmembranen zugeordnet sind, und daß die Meßmembran (2) im Mittelpunkt des Kreises bzw. Bogens liegt.
5. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmembranen (4) in ungespanntem Zustand die Form von Kugelabschnitten aufweisen, deren Mittelpunkt mit der Mitte der Meßmembran (2) zusammenfällt.
6. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmembranen (4) sich über die Länge der Ausgleichskanalstücke (7' und 7") erstrecken.
7. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter den Ausgleichsmembranen sich ergebende Flüssigkeitsvolumen bei elastischen Kanälen als Vorratsbehälter dient, um die Flüssigkeitssäulen möglichst konstant zu halten.