DE768033C

DE768033C - Winkelbeschleunigungsmesser

Info

Publication number: DE768033C
Application number: DES131781D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Gerdien
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1938-04-22
Filing date: 1938-04-22
Publication date: 1955-05-26

Description

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.
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.
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.
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.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Einstellzeit des Beschleunigungsmessers ist dabei klein gegenüber der Dauer der periodischen Vorgänge, die verfolgt werden sollen.
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.

Claims

PATENTANSPRUCH: Aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Rohr bestehender Winkelbeschleunigungsmesser, bei dem die sich nahe gegenüberstehenden Enden des Rohres durch je eine Membran abgeschlossen sind und zwischen den Membranen eine den statischen Ausgleich bewirkende Zusatzmasse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung für die Eigenschwingung der Membran außen angebracht ist und aus flüssigkeitsgespeisten Düsen besteht, deren Austrittsquerschnitt gegenüber einer verschiebbaren Platte angeordnet ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 66I 864, 669 829.