DE257026C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Um die Geschwindigkeit von Fahrzeugen zu messen, bei denen die Bestimmung einer Achsengeschwindigkeit kein Maß für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs selbst geben würde, wie z. B. bei Dampfschiffen, Luftfahrzeugen u. dgl., scheint der einzig mögliche Weg der zu sein, daß die Geschwindigkeit aus der Beschleunigung ermitttelt wird, die eine Masse während der Dauer der Bewegung erfährt. To measure the speed of vehicles where the determination of a Axle speed is not a measure of the speed of the vehicle itself would, such as B. in steamships, aircraft and the like. Seems to be the only possible one The way to be that the speed is determined from the acceleration, the one Mass experiences during the duration of the movement.

Bekanntlich ist die GeschwindigkeitAs is well known, the speed

ν = udt,ν = udt,

wobei u die Beschleunigung und t die Zeit vorstellt. Wenn also die Beschleunigung in jedem Augenblick der Bewegung bekannt ist, so läßt sich auch die Geschwindigkeit rechnerisch ermitteln. Auf diesem Prinzip baut sich ein Apparat für die Bestimmung der Geschwindigkeit und Weglängen auf, der in der deutschen Patentschrift 179477 näher beschrieben ist. Dieser Apparat setzt aber nun rotierende Scheiben voraus, die eine ganz genaue Umdrehungszahl unverändert während der ganzen Fahrt beibehalten müssen, was im allgemeinen schwer zu erfüllen sein dürfte. Im nachfolgenden soll nun ein Apparat beschrieben werden, der gleichfalls davon aus-where u represents the acceleration and t the time. If the acceleration is known at every moment of the movement, the speed can also be determined by calculation. An apparatus for determining the speed and path lengths, which is described in more detail in German patent specification 179477, is based on this principle. However, this apparatus now requires rotating disks, which must maintain a very precise number of revolutions unchanged during the entire journey, which is generally difficult to achieve. In the following, an apparatus will now be described which also assumes

30, geht, die Beschleunigung durch eine verschieb-■ bare Masse zu messen, und diese Beschleunigung auf mechanischem Wege zu integrieren, so daß der Apparat direkte Geschwindigkeit anzeigt. Der Apparat beruht in der Kombination eines elektrischen Motors mit einem Beschleunigungsmesser. Er ist in der beiliegenden Figur dargestellt. Der Beschleunigungsmesser besteht hier aus zwei Stahlkugeln K₁ und K₂, welche auf einer horizontalen Rollbahn R aus gehärtetem Stahl laufen. Sie sind miteinander durch eine feine Zahnstange Z verbunden., die an jedem ihrer Enden eine Gabel trägt, zwischen deren Spitzen die Kugeln mit Edelsteinlagern ruhen. Die Zahnstange Z treibt einen Trieb T, der fest mit einer zwisehen Spitzen gelagerten Kupferscheibe S zentrisch mit dieser verbunden ist. Die Rollbahn der Kugel liegt in der Fahrtrichtung, und sobald nun in dieser Fahrtrichtung eine Beschleunigung oder Verzögerung auftritt, wird eine Verschiebung der Kugel eintreten, und zwar mit einem Massendruck, welcher der augenblichlich vorhandenen Beschleunigung oder Verzögerung proportional ist. Diesem Druck entsprechend wird die Scheibe S von einem Drehmoment verdreht, das gleichfalls der augenblicklich vorhandenen Beschleunigung oder Verzögerung proportional ist. Um Schwankungen zu vermeiden, findet die Bewegung der Scheibe zwischen den Polen eines Dauermagneten M₁ statt. Dieser erste Teil des Apparates stellt also einen Beschleunigungsmesser vor¹, vorausgesetzt, daß die Scheibe S bei ihrer Bewegung durch irgendeine Kraft zurückgedreht wird, deren Größe proportional zu dem Ausschlag der Scheibe ist. Der Ausschlag der Scheibe stellt dann in jedem Augenblick die 'eben herrschende Beschleunigung30, is to measure the acceleration through a displaceable mass, and to integrate this acceleration in a mechanical way so that the apparatus shows direct speed. The device is based on the combination of an electric motor and an accelerometer. It is shown in the accompanying figure. The accelerometer here consists of two steel balls K ₁ and K ₂ , which run on a horizontal runway R made of hardened steel. They are connected to one another by a fine toothed rack Z , which carries a fork at each of its ends, between the tips of which the balls with gemstone bearings rest. The rack Z drives a drive T, which is firmly connected centrally to a copper disk S mounted between the tips. The runway of the ball lies in the direction of travel, and as soon as an acceleration or deceleration occurs in this direction of travel, the ball will shift, with a mass pressure that is proportional to the acceleration or deceleration that is currently present. Corresponding to this pressure, the disk S is rotated by a torque which is also proportional to the currently existing acceleration or deceleration. In order to avoid fluctuations, the disk moves between the poles of a permanent magnet M ₁ . This first part of the apparatus thus presents an accelerometer ¹ , provided that the disk S is rotated back as it moves by some force, the magnitude of which is proportional to the deflection of the disk. The deflection of the disk then represents the prevailing acceleration at every moment

oder Verzögerung dar. Die Kraft, die der Verdrehung der Scheibe entgegenwirkt, wird auf folgende Art mit Hilfe eines kleinen Elektromotors erreicht. Es sind nämlich an der Scheibe S die Feldspulen F eines Elektromotors befestigt, derart, daß bei der Verdrehung der Scheibe auch die Feldspulen mit verdreht werden. Zwischen den Feldspulen liegt der Anker A des Motors, der umor deceleration. The force that counteracts the rotation of the disc is achieved in the following way with the aid of a small electric motor. This is because the field coils F of an electric motor are attached to the disk S in such a way that the field coils are also rotated when the disk is rotated. The armature A of the motor is located between the field coils

ίο seine Achse O drehbar auf Spitzen oder Edelsteinlagern zur möglichsten Verringerung der Reibung gelagert ist. Der Anker A trägt den Kommutator C mit den Bürsten B₁ und B₂. Diese Bürsten sind an dem Gehäuse G des Zählers befefestigt und liegen in der Ruhelage des Instruments, genau in der Mittellinie des Feldes, d. h. unmittelbar unter dem Nord- bzw. Südpol. Schickt man nun den elektrischen Strom durch diesen Motor, so kann keine Drehung zustande kommen, weil die Bürsten um 90° verdreht sind gegenüber der Lage, die sie haben mußten, damit der Motor in Gang kommt. Schließlich trägt der Anker nach Art eines Elektrizitätszählers eine leichte Aluminiumscheibe E, die durch einen Dauermagneten M₂ abgebremst wird. Die Umdrehungszahl der Aluminiumscheibe wird mit einem Zählwerk oder durch eine Schraube, auf der sich ein Gleitstück verschiebt, ge-ίο its axis O is rotatably mounted on points or gemstone bearings to reduce friction as much as possible. The armature A carries the commutator C with the brushes B ₁ and B ₂ . These brushes are attached to the housing G of the meter and are in the rest position of the instrument, exactly in the center line of the field, ie directly below the north or south pole. If you now send the electric current through this motor, no rotation can occur because the brushes are rotated by 90 ° compared to the position they had to be in order for the motor to start. Finally, like an electricity meter, the armature carries a light aluminum disc E, which is braked by a permanent magnet M _2. The number of revolutions of the aluminum disc is determined by a counter or by a screw on which a sliding piece moves.

messen. ■ . . ■measure up. ■. . ■

Die Wirkungsweise des Instruments ist nun die folgende:The way the instrument works is now as follows:

Sobald sich das Fahrzeug, auf dem sich das Instrument befindet, in Bewegung setzt, tritt eine Beschleunigung auf, die Kugeln K₁ und UT₂ verstellen durch die Stange Z den Trieb T und verdrehen dadurch die Scheibe S, also auch die Feldspulen F des Motors. Hierdurch wird aber die Lage der Bürsten B gegen das Feld geändert, und es tritt ein Drehmoment auf, herrührend von dem magnetischen Feld der Spulen F und dem Strom im Anker A. Dieses Drehmoment wird umso größer, je größer der Ausschlagswinkel der Scheibe wird,As soon as the vehicle on which the instrument is in motion starts to accelerate, the balls K ₁ and UT ₂ adjust the drive T through the rod Z and thereby rotate the disk S, i.e. also the field coils F of the motor . However, this changes the position of the brushes B against the field, and a torque occurs, originating from the magnetic field of the coils F and the current in the armature A. This torque becomes greater, the greater the deflection angle of the disk is,

d. h. je mehr die Feldspulen und damit die Bürsten aus ihrer ursprünglichen Lage im Feld herausgedreht werden. Die Schaltung ist dabei so gewählt, daß das im Anker entstehende Drehmoment die Aluminiiimscheibe E in derselben Richtung in Rotation versetzt, in welcher die Feldmagnete verdreht werden. Sobald aber der Anker die Aluminiumscheibe dreht, sucht er mit derselben Kraft die Feldmagnete in die Ruhelage zurückzuführen.ie the more the field coils and thus the brushes are rotated out of their original position in the field. The circuit is chosen so that the torque generated in the armature causes the aluminum disk E to rotate in the same direction in which the field magnets are rotated. But as soon as the armature rotates the aluminum disc, it tries to return the field magnets to the rest position with the same force.

Diese aber besitzen in jedem Augenblick das Drehmoment, das von dem Beschleunigungsmesser herrührt und das auf das Feld in entgegengesetztem Sinne wirkt wie das vom Anker herrührende Moment. Es ist also ersichtlich, daß das Drehmoment des Ankers, welches die Aluminiumscheibe dreht, stets bis auf die Reibungsverluste gleich ist dem von dem Beschleunigungsmesser herrührenden Moment. Da dieses letztere der Beschleunigung proportional ist, und da wiederum die Gesch windigkeit der Aluminiumscheibe ihrem Drehmoment proportional ist, ist also die Umdrehungsgeschwindigkeit der Aluminiumscheibe in jedem Augenblick der herrschenden Beschleunigung proportional. Daher gibt auch der Weg, den irgendein Punkt der Aluminiumscheibe seit Beginn der Bewegung zurückgelegt hat, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an. Man sieht ferner sofort ein, daß der umgekehrte Ausschlag S, also eine auftretende Verzögerung, stets einer umgekehrten Drehrichtung der Aluminiumscheibe entspricht, so daß also bei auftretenden Verzögerungen der Weg, den ein Punkt der Aluminiumscheibe , zurücklegt, im negativen Sinne erscheint, wie dies für die richtigen Anzeigen des Instruments notwendig ist. Es ist ferner leicht ersichtlich, daß die Anzeigen des Instruments von den Schwankungen der elektrischen Energie der Stromzuführung unabhängig ist. Die Spannung des Elements, das den Strom liefert, der Widerstand der Feldspulen und Ankerdrähte kann sich in weiten Grenzen verändern, ohne die Genauigkeit der Anzeigen des Instruments zu beeinflussen.But these have the torque required by the accelerometer at any moment originates and that acts on the field in the opposite sense as the moment originating from the anchor. So it can be seen that the torque of the armature, which turns the aluminum disc, is always equal to that of, except for the friction losses moment due to the accelerometer. Because this latter of acceleration is proportional, and there in turn the speed of the aluminum disc is its torque is proportional, so is the speed of rotation of the aluminum disc at each moment of the prevailing acceleration proportional. This is why there is also the path that any point on the aluminum disc has covered since the start of the movement the speed of the vehicle. One also sees at once that the opposite is true Deflection S, that is, a delay that occurs, always reverses the direction of rotation corresponds to the aluminum disc, so that in the event of delays the path taken by a point on the aluminum disc, traveled, in a negative sense, as this appears for the correct readings of the instrument necessary is. It is also readily apparent that the displays of the instrument is independent of the fluctuations in the electrical energy of the power supply. The voltage of the element that supplies the current, the resistance of the field coils and armature wires can vary widely without affecting the accuracy of the instrument's readings to influence.

Die einzige Bedingung ist, daß das Instrument absolut vertikal hängt, und diese Bedingung kann durch Verwendung der von dem Kompaß her bekannten kardanischen Aufhängung unschwer ermöglicht werden. Statt das Feld des Motorzählers durch den Beschleunigungsmesser zu verstellen, können auch bei feststehendem Feld die Bürsten durch den Beschleunigungsmesser verstellt werden.The only condition is that the instrument must hang absolutely vertically, and this condition can easily be made possible by using the cardanic suspension known from the compass. Instead of that The accelerometer can also be used to adjust the motor counter field fixed field the brushes can be adjusted by the accelerometer.

Wie aus dem Obenstehenden ersichtlich, besteht der Apparat im wesentlichen aus der Kombination eines Beschleunigungsmessers mit einem Motorzähler für elektrische Energie. Es ergeben sich daher ähnliche Ausführungsformen, wenn man von verschiedenen Zähler- typen ausgeht, wie z. B., wenn man den Ferrarischen Zähler zugrunde legt. Bei diesem wird bekanntlich die Aluminiumscheibe durch ein magnetisches Drehfeld in Rotation versetzt. Verschiebt man nun den Zähler gegen die Aluminiumscheibe und parallel zur Scheibe in der Richtung ihres Radius, oder verschiebt man umgekehrt die Aluminiumscheibe samt dem Bremsmagneten gegenüber dem Zähler, so ändert sich das Drehmoment, das auf die Scheibe drückt, bei geeigneter Anordnung proportional zur Verschiebung. Wird also die Verschiebung durch einen Beschleunigungsmesser bewirkt, so wird der von einem Punkt der Scheibe zurückgelegte Weg wieder in jedemAs can be seen from the above, the apparatus consists essentially of the Combination of an accelerometer with a motor meter for electrical energy. It there are therefore similar embodiments if one looks at different counter types, such as B. if one takes the Ferrarian counter as a basis. With this one it is known that the aluminum disc is set in rotation by a magnetic rotating field. Move the counter against the aluminum disc and parallel to the disc in the direction of its radius, or vice versa, move the aluminum disc together with it the brake magnet compared to the counter, so changes the torque applied to the Disc pushes, with a suitable arrangement proportionally to the displacement. So will the displacement is effected by an accelerometer, so that of a point the path covered by the disc again in each

Augenblick die zugehörige Geschwindigkeit des Fahrzeugs, in welchem der Apparat aufgestellt ist, angeben.Moment the corresponding speed of the vehicle in which the device is set up is to specify.

Claims (1)

Patent-An Spruch:Patent-An saying: Geschwindigkeitsmesser für Luft-, Wasser- und ähnliche Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschleunigungsmesser mit einem Motorzähler für elektrische Energie derart kombiniert ist, daß der Beschleunigungsmesser entweder das Feld oder die Bürsten des Motors oder die Bremsscheibe des Zählers entsprechend der herrschenden Beschleunigung verstellt.Speedometer for air, water and similar vehicles, characterized in that, that an accelerometer is combined with a motor meter for electrical energy in such a way that the Accelerometer either the box or the brushes of the motor or the brake disc of the meter according to the prevailing acceleration adjusted. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.