DE1963115A1 - Vorrichtung zur Ermittlung der in Fahrtrichtung bestehenden Belastungsverteilung bei Fahrzeugen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Ermittlung der in Fahrtrichtung bestehenden PJelastungsverteilung bei Fahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur L:rmittlung der in Fahrtrichtung bestehenden Belastungsverteilung bei insbesondere Kraftfahrzeugen.
• Die Ermittlung der erwähnten Belastungsverteilung ist für zahlreiche Zwecke, die der Fahrt- und Verkehrssicherheit im Fahrzeugverkehr dienen, angebracht. Vor allem kann sie genutzt werden, um die Scheinwerfer stets im richtigen Winkel auf die Straßendecke gerichtet zu halten. Weiterhin kann man hiervon ausgehend die bei Änderungen in der Belastungsverteilung infolge der federnden Fahrzeugabstützung unvermeidlichen Höhenabweichungen des Fahrzeugkörpers vom Fahrgestell auszugleichen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die bei einfachem konstruktivem Auf-Dau die Ermittlung der jeweiligen Belastungsverteilung unverzugleich und selbsttätig gestattet. Dies wird erfindungsemiß dadurch erreicht, daß sie aus mindestens einem um eine sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckende Achse wenigstens des Fahrzeugkörpers beweglichen Pendelsystern besteht, das mit einem DAmptungsglied versehen ist. Auf diese Weise erhält man unabhängig von Momentanwerten, wie Sie unter UstndLn durch Unebenheiten der Straßendecke bedingt sein können, stets ein zuverlässiges Ergebnis, das in unterschiedlicher Weise verwertet werden kann. Das Dämpfungsglied schaltet dabei jegliche zufälligen Augenblickswerte aus. Das in Fahrtrichtung bewegliche Pendelsystem, für das sich jegliche Art von Masse verwenden läßt, sucht infolge der Schwerkraft eine in Bezug auf die Horizontale stets gleiche Lage einzunehmen.
• Besonders vorteilhaft ist es, das Pendelsystem als Pendelhebel auszubilden. Hierbei hat man auf kleinstem Raum die Möglichkeit der Unterbringung,ohnedaß dabei Zugeständnisse in Bezug auf die Obertragbarkeit der Pendelauslenkung zu z.B. einem Meßgerät oder mittel- oder unmittelbar auf ein 5 t e 1 Iglied gemacht werden müssen.
• Ein Arm des Pendelhebels kann auch unmittelbar an einem oder mehreren, beweglichen Scheinwerfern angreifen, w=tlrend sein anderer Arm mit einer Ausgleichskraft belastet ist und die Bremsung des Dämpfungsgliedes einstellbar ist. in diesem Falle gleicht das Pendelsystem die Scheinwerferstellung unmittelbar aus. Der Pendelhebel läßt sich gleichfalls mit einem Schleifer für ein Potentiometer ausführen, das im Stromkreis eines Anzeigegerätes liegt, welches am Armaturenbrett untergebracht sein kann. itierdurch kann der Fahrer von sich aus bestimmte Entscheidungen treffen, um die Fallr-und Verkehrssicherheit zu erhöhen. Es gelingt bereits, das Potentiometer als mechanisches Dämpfungsglied auszuführen, so daß unter Umständen weitere Dämpfungsmittel auch entfallen können. Andererseits ist es auch möglich, eine hinreichend viskose Flüssigkeit in einem O-Rohr unterzubringen, das an einer Stelle des Armaturenbrettes eine Skalierung hat und somit die Höhe der Flüssigkeit abzulesen gestattet.
• Bei der erwähnten Umwandlung der Pendelauslenkung Der ein Potentiometer in einen elektrischen Strom kann dieser Stromkreis ohne weiteres in an sich bekannter Weise auch zur Steuerung von die Abweichungen von einer vorgegebenen Belastungsverteilung ausgleichenden Organen dienen.
• Vorteilhaft besteht das Dämpfungsglied aus einem Flüssigkeitssystem, in dem ein mit dem Pendelsystem verbundener Widerstandskörper beweglich ist. Man kann insbesondere auch einen hydraulichen Schwingungsdämpfer verwenden, wobei eine in einem Zylinder befindliche und von der Kolbenstange des Ddmpfungskolbens verdrängbare Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist. Ueber eine absperrbare Verbindungsleitung läßt sich der Zylinder mit einem Ausgleichsgefäß verbinden, in welches die von der Kolben stange verdrängte Dämpfungsflüssigkeit eintreten kann. Auf diese Weise kommt man sowohl zu einer wirkungsvollen Schwingungsdämpfung als auch zu einer wahlweise mittels der Absperrung zu bewirkende Bremsung der von vorhandenen Schwingungen. Es kann sogar zweckmäßig sein, bei lang anhaltenden, unveränderten Belastungsverteilungen oder zu WartungszwecRen eine vollständige Absperrung zwischen dem Zylinder und dem Ausgleichsgefäß vorzunehmen. Die Verbindunsleitung wird dann mit einem Absperrorgan versehen, für das sich am Armaturenbrett des Fahrzeuges eine Betätigungshandhabe vorsehen läßt.
• Erfindungsgemäß läßt sich eine zuverlässige Ermittlung der Belastungsverteilung auch bei der Berg- bzw. Talfahrt des Fahrzeuges erreichen. In diesem Falle nimmt das Fahrzeug zunächst infolge der Straßenneigung bereits eine Schräglage an, die ans ich die Ermittlung der dann einsetzenden Änderung der Belastungsverteilung verfälschen würde. Diese Verfälschung des Ergebnisses wird erfindungsgemäß in sehr einfacher Weise dadurch ausgeglichen, daß ein weiteres gedampftes Pendelsystem um eine sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckenden Achse des mit den Radachslagern verbundenen Fahrwerkes in Fahrtrichtung beweglich ist, dessen Winkelausschlag aus der Normallage den Winkelausschlag des ersten Pendelsystems verringert.
• Man ermittelt auf diese Weise also lediglich den Unterschied zwischen den beiden Winkelauslenkungen, so daß etwa eine Fehleinstellung der Scheinwerfer bei der Berg- oder Talfahrt ausgeschlossen ist. Es erfolgt auch in diesen Fällen eine Veränderung z.B. der Scheinwerferlage, doch hängt diese lediglich mit der durch die Neigungsänderung der Straße bedingten Änderung in der Belastungsverteilung zusammen.
• Der letztgenannte Vorschlag läßt sich in mannigfacher Weise ausführen. So können beide Pendelsysteme mit Schleifern für je ein Potentiometer versehen sein, die in zwei Zweigen einer Widerstandsbrückenschaltung liegen, in dessen Diagonalen ein Meßgerät angeordnet ist. Man kann auch das weitere Pendelsystem vorteilhaft hydraulisch dämpfen, wobei die Dämpfung mit Rücksicht darauf, daß das Fahrwerk ansich ungefedert ist, erheblich größer ist. Sofern man ein derartiges Dämpfungssystem mit einer Flüssigkeitserdrängung vorsieht, kann man die Kraft der verdrängten Flüssigkeit auf das erste Pendelsystem einwirken lassen, so daß sich dessen Lage lediglich noch unter der Einwirkung der Belastungsverteilung verändert.
• Auch in diesem Falle kommt also lediglich die Differenz der Auslenkungswinkel beider Pendelsysteme zum Tragen.
• Die Erfindung sei weiterhin anhand der sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden, schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Darin zeigen: Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform der Erfindung, Fig. 2 eine vereinfachte erfindungsgemäße Ausführungsform, Fig. 3 die schematische Darstellung eines Pendelsystems mit Potentiometer, Fig. 4 die schematische Darstellung der Anwendung zweier Pendelsysteme, Fig. 5 die Schaltung des Meßstromkreises und Fig. 6 zwei miteinander gekoppelte Dämpfungsglieder.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Scheinwerfer 1 am Ende eines Pendelhebels 2 angeordnet, der an der Stelle 3 gelenkig gelagert ist und an seinem anderen Ende ein Gewicht 4 aufweist. Am Pendelarm 2 ist weiterhin die Kolbenstange 5 eines hydraulischen Schwingungsdämpfers angelenkt, dessen Zylinder mit 6 bezeichnet ist. Diesw Schwingungsdämpfer arbeitet drucklos, er ist also entweder in bekannter Weise als Zweirohrdämpfer ausgeführt, wie es die unterbrochene Darstellung des zweiten Zylindermantels 7 erkennen läßt. Man kann stattdessen auch eine Verbindungsleitung 8 zu einem Ausgleichsgefß 9 herstellen, die an der Stelle 10 noch mit einem Absperrventil versehen sein kann, welches mittels der Handhabe 11 ggfs. vom Armaturenbrett zu betätigen ist.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Parabolspiegel 12 eines Scheinwerfers unmittelbar an der Stelle 13 gelenkig gelagert. Der massebehaftete Pendelhebel 14 weist endseitig ein Gelenk 15 auf, an dem der schematisch dargestellte Schwingungsdämpfer 16 angreift, der seinerseits an der Stelle 17 gelenkigmit dem Fahrzeug verbunden ist. Man kann zusätzlich in starrer Verbindung mit dem Pendelhebel 14 einen Schleifer 18 vorsehen, der den Widerstand eines Potentiometers 19 verändert.
• Pendelsysteine der erfindungsgemäßen Art lassen sich auch lediglich rur Anzeigezwecke ausbilden, in welchem Falle eine besonders raum8parende Unterbringung möglich ist. Schematisch zeigt diesFi. 3. Der geknickte Pendelarm 20 ist an der Stelle 21 gelenkigglagert und endseitig mit Gewichten 22 und 23 ousgefthrt, An einem der Gewichte ist noch der Schwingungsdämpfer 24 angelenkt, der an der Stelle 25 mit dem Fahrzeug gelenkig verbunden ist. Die auch in diesem Falle erfolgte Ausbildung des Pendelhebels als zweiarmiger Jiebel hat den Vorteil, daß man auch bei kleinen Massen genügend große Direktionskräfte erzeugen kann, um eine Auslenkung auch bei geringen Abweichungen aus der vorgeschriebenen Lage zu bewirken. Auch in diesem Falle kann ein Schleifer 18 mit dem Pendel festverbunden werden, welches den Widerstand des Potentiometers 19 verändert.
• Fig. 4 zeigt in schematischer Anordnung die Verwendung zweier Pendelsysteme. Dabei wird angenommen, daß die Fahrbahn 26 verhältnismäßig stark geneigt ist. Das eine Pendelsystem greift am Fahrzeugkörper 27 an und ist vereinfachend mit 28 bezeichnet. Dabei bildet sich mit der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers 27 der Auslenkungswinkels~ . Das zweite Pendelsystem ist vereinfachend mit 29 bezeichnet und bildet mit dem durch die Linie 27'schematisch angedeuteten Fahrwerk den Winkel d 2. Es ist ersichtlich, daß es infolge der Schräglage zu einer Belastungsverteilung derart kommt, daß die ITinterachsen des Fahrzeuges stärker belastet sind. Somit ist der Winkell größer als der Winkeld 2. X Urde jedoch, wenn man z.B. aufgrund nur der Auslenkung des Pendelsystems 28 die Scheinwerferlage verändern würde, zu einem falschen Ergebnis kommen, weil dann die Scheinwerfer einen zu großen Winkel mit der Straßendecke bilden würden. Aus diesem Grunde wird vom WinkelaL1 der Auslenkungswinkel des Pendelsystems 29 s 2 subtrahiert und lediglich der Differenzwinkel berUcksichtigt.
• Bei der Talfahrt würde es sich entsprechend umgekehrt verhalten.
• Fig. 5 zeigt eine einfache Schaltungsanordnung, bei welcher Widerstände 28' und 29', die den Pendelsystemen 28 und 29 entsprechen, in zwei Zweigen einer Widerstandsbrückenschaltung liegen, in deren Diagonalzweig 30 das anzeigende Meßgerät 31 liegt.
• Schließlich kann man noch, wie Fig. 6 zeigt, z.B. das Pendelsystem 29 mit einem in der beschriebenen Weise angelenkten, hydraulischen Schwingungsdämpfer 33' ausführen, der über eine Verbindungsleitung 32 mit einem Zylinder 33 verbunden ist, in dem z.B. der Zylinder 6 aus Fig. 1 als Kolben verschieblich ist. Im Zylinder 6 ist schließlich der an der Kolbenstange 5 befestigte Kolben verschieblich.
• Bei einem derartigen System wird die Fehlauslenkung, die sich bei der Berg- bzw. Talfahrt ergibt, unmittelbar auskorrigiert, so daß sich der in Fig. 6 nicht dargestellte Scheinwerfer 1 unabhängig vom Neigungswinkel der Straße stets im richtigen Winkel zur Fahrbahn einstellt. Mit Rücksicht darauf, daß ein Ausgleich beabsichtigt ist, sind die hydraulischen Schwingungsdämpfer 33 und 33' in Bezug zueinander so angeordnet, daß es bei in gleicher Richtung erfolgender Auslenkung beider Pendelsysteme zu einer gegenläufigen Flüssigkeitsverdrängung in den Schwingungsdämpfen kommt. Man kann also z.B. den Schwingungsdämpfer 33' amin Fahrtrichtung hinteren und den Schwingungsdampfer 33 am in Fahrtrichtung vorderen Arm des jeweiligen Pendelsystems anlenken.

Claims (13)

1. Patentansprüche

   9 Vorrichtung zur Ermittlung der in Fahrtrichtung bestellenden Belastungsverteilung bei insbesondere Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens einem um eine sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckende Achse wenigstens des Fahrzeugkörpers (27) beweglichen Pendelsystem besteht, das mit einem Dämpfungsglied (5, 6, 16) verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetß daß das Pendelsystem ein Pendelhebel (2, 14, 20) ist.
3. 3. Vorrichtung.nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arm des Pendelhebels (2) unmittelbar an einem oder mehreren, beweglichen Scheinwerfern (1) angreift, während sein anderer Arm mit einer Ausgleichskraft (4) belastet ist und die Bremsung des Dämpfungsgliedes (5, 6) einstellbar ist.
4. 4. Vorrichtung nacht den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gßkennxeiahnetj daß der Pendelhebel (2, 14, 2O)mit einem Schleifer (18) für ein Potentiometer (19) ausgeführt ist, das im Stromkreis eines Anzeigegerätes (31) liegt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch getenntet¢hnet, daß das Potentiometer (18, 19) weiterhin als mechanisches Dampfungsglied ausgeführt ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch ekennrechnet, daß mittels des im Stromkreis fließenden Stromes eine Steuerung eines die Abweichungen von einer vorgegebenen Belastungsverteilung ausgleichenden Organes erfolgt
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenazeichnet, daß das Dämpfungsglied ein Flüsagkeitssystem ist, in dem ein mit dem Pendelsystern verbundener Widerstandskörper beweglich ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge?cennzeichnet, daß das Flüssigkeitssystem ein hydraulischer Schwingunsdämpfer (5, 6, 16, 31) ist, wobei eine in einem Zylinder befindliche und von der Kolbenstange (5) eines Dämpfungskolbens verdrängbare Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daP der Schwingungsdämpfer über eine absperrbare Verbiridungsleitung (8) mit einem Ausgleichsgefäß (9) für die von der Kolbenstange (5) verdrängte Dd.mpfungsflügkeit verbunden ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Absperrorgan (10) versehene Verbindungsleitung (8) eine Betätigungshandhabe (11) am Armaturenbrett des Fahrzeuges aufweist.
11. it. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch yekennzeichnet, daß ein weiteres, gedämpftes Pendelsystem (29) um eine sich senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckende Achse des mit den beiden Radachslagern verbundenen Fahrwerkes (279 in Fahrtrichtung beweglich ist, dessen Winkelausschlag aus der Normallage den Winkelausschlag des ersten Pendelsystems (28) korrigiert.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pendelsysteme (28, 29) mit Schleifern für je ein Potentiometer versehen sind, die in zwei Zweigen (28', 29') einer WierstandsbrUckenschaltung liegen, in deren Diagonalen ein Meßgerät (31) angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnetJ daß das weitere Pendelsystem (29) hydraulisch gedämpft und eine Flüssigkeitsverdrängung vorgesehen ist, deren Kraft auf das erste Pendelsystem (28) derart einwirkt, daß sich dessen Lage lediglich unter der Einwirkung der Belastungsverteilung verändert.