DE3518383C1

DE3518383C1 - Beschleunigungsmesser

Info

Publication number: DE3518383C1
Application number: DE3518383A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 5249 Hamm Moser
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1985-05-22
Publication date: 1986-12-04
Also published as: FR2582404B1; BR8602128A; FR2582404A1; US4719800A; JPS61271463A

Description

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform eines Beschleunigungsmessers mit zwei Gruppen von Bohrungen und zwei Fotoelementen zur direkten Erzielung eines Digitalwortes,

F i g. 4 einen Schnitt des in F i g. 3 dargestellten Be-. schleunigungsmessers,

F i g. 5 einen Beschleunigungsmesser mit einer Bohrung und mehreren Fotoelementen im Schnitt,

F i g. 6 einen Schnitt des in F i g. 5 dargestellten Beschleunigungsmessers.

Der in F i g. 1 dargestellte Beschleunigungsmesser besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 1 und der an den Federn 11 und 12 befestigten trägen Masse 2, welche bei Einwirkung einer äußeren Kraft in der entsprechenden Richtung ausgelenkt wird. Die träge Masse 2 ist mit einer Gruppe von Bohrungen 4a und einer weiteren Gruppe von Bohrungen 4b versehen. Den Bohrungen 4a und Ab ist eine Lichtquelle 3 zugeordnet. Im Gehäuse 1 ist jeder Gruppe von Bohrungen 4a und 46 ein entsprechendes Fotoelement 6a und 6Zj gegenüberliegend angeordnet. Die Auswertung erfolgt über eine elektronische Zählerstufe, die ein digitales Wort erzeugt, welches direkt verarbeitet werden kann.

Die in F i g. 2 gezeigte Draufsicht zeigt die Masse 2, welche im Gehäuse 1 aufgenommen ist und wobei die Lichtquelle 3 über die Bohrungen 4a und 4b die Fotoelemente 6a und 6b beaufschlagt.

In F i g. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Beschleunigungsmessers dargestellt, wobei die Masse 2 wiederum zwei Gruppen von Bohrungen 4a und 4b aufweist, die in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Dabei sind bei der zylindrisch ausgeführten tragen Masse 2 auf jeweils einer Mantellinie Bohrungen einer jeden Gruppe benachbart angeordnet und das Signal der Lichtquelle 3 wird dadurch erhalten, daß entweder zwei Bohrungen nebeneinander angeordnet sind, eine Bohrung der einen Gruppe und keine Bohrung in der anderen Gruppe, eine Bohrung in der anderen Gruppe und keine Bohrung in der einen Gruppe oder auf einer Mantellinie keine Bohrungen. Die Fotoelemente 6a und 6b erhalten dabei entweder beide ein Lichtsignal, die Fotoelemente 6a oder 6b jeweils nur ein Lichtsignal oder beide Fotoelemente 6a und 6b erhalten kein Lichtsignal. Hierdurch entsteht wiederum ein digitales Wort, welches direkt verarbeitet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine Auswertungselektronik erforderlich, da die Lichtsignale direkt eine entsprechende Position der Masse 2 darstellen.

F i g. 4 zeigt wiederum die Masse 2 in Draufsicht, in deren Zentrum die Lichtquelle 3 angeordnet ist und die Bohrungen 4a und 4b erlauben die Beaufschlagung der Fotoelemente 6a und 6b durch einen entsprechenden Lichtstrahl.

F i g. 5 zeigt eine Variante eines Beschleunigungsmessers, bei dem eine einzige Bohrung 4 in der Masse 2 vorgesehen ist, so daß die im Innenraum der Masse 2 angeordnete Lichtquelle 3 auf verschiedene Fotoelemente 6 des Gehäuses 1 auftreffen kann. Die Fotoelemente 6 sind im Abstand in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet und je nach dem auf welches Fotoelement die Lichtquelle auftrifft, kann die entsprechende Position der Masse 2 bestimmt werden. Die Stromversorgung der Lichtquelle 3 erfolgt über die Federn 11 und 12 und wobei eine Eichung bzw. Justierung der Masse 2 über eine Justierschraube 13 möglich ist.

F i g. 6 zeigt die träge Masse 2 in Draufsicht, wobei die Lichtquelle 3 über die einzige Bohrung 4 auf die hintereinander angeordneten Fotoelemente 6 trifft und somit die Position der Masse 2 bestimmt werden kann.

	Bezugszeichenliste	- Gehäuse
1	— Masse
2	— Lichtquelle
3	— Bohrung
4	— Innenwandung des Gehäuses
5	— Fotoelement
6	— Teilkreis
7	— Gerade
8	— Stirnseite der Masse
9	— Stirnseite der Masse
10	— Feder
11	— Feder
12	— Justierschraube
13	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 zu halten. Durch die notwendige Präzision sind Vorrich- Patentansprüche: tungen dieser Art entsprechend teuer in der Herstel lung, sowie störempfindlich auch in der Signalverarbei-

1. Beschleunigungsmesser mit einer in einem Ge- tung.

häuse federnd gelagerten tragen Masse und einer 5 Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen, kosten-Einrichtung zur Messung einer auf die träge Masse günstigen Beschleunigungsmesser zu schaffen, der mewirkenden Kraft, wobei durch mindestens eine Boh- chanisch robust und störunempfindlich ist, wobei eine rung in der Masse mindestens ein an der Innenwan- einfache Signalverarbeitung möglich ist. dung des Gehäuses angeordnetes Fotoelement be- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß voraufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, 10 gesehen, daß die Lichtquelle im Inneren der tragen Masdaß die Lichtquelle (3) im Inneren der trägen Masse se integriert ist. (2) integriert ist. Ein derartiger Beschleunigungsmesser ist mechanich

2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch I₁ da- robust und durch die Anwendung des digitalen Prinzips durch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer werden mögliche Störeinflüsse auf ein Minimum beBohrung (4) mehrere in Bewegungsrichtung im Ab- 15 grenzt. Darüber hinaus ist nur ein einziger Koppelungsstand zueinander angeordnete Fotoelemente (6) verlust zwischen der trägen Masse und den Fotoelemevorgesehen sind. ten aufzufangen, da durch die Integrierung der Licht-

3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, da- quelle ein Koppelungsverlust zur trägen Masse hin nicht durch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von gegeben ist.

mehreren auf einem Teilkreis (7) angeordneten Fo- 20 Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vor-

toelementen (6) mehrere Gruppen von mehreren im gesehen, daß bei Anordnung einer Bohrung mehrere in

Abstand zueinander und in etwa rechtwinklig zu den Bewegungsrichtung im Abstand zueinander angeordne-

Fotoelementen (6) verlaufenden Bohrungen (4) vor- te Fotoelemente vorgesehen sind,

gesehen sind, wobei die Gruppen von Bohrungen (4) Hierbei wird die Lichtquelle über eine einzige Boh-

auf zueinander parallel verlaufenden Geraden (8) 25 rung betrieben, so daß bei Auftreffen des Lichtstrahles

angeordnet sind. auf das entsprechende Fotoelement über eine Encoder-

4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 3, da- Elektronik ein digitales Signal entsprechend der für die durch gekennzeichnet, daß jeder Gruppe von Boh- jeweilige Auslenkung zuständigen Beschleunigung errungen (4) ein Fotoelement (6) zugeordnet ist und zeugt wird.

durch entsprechende Anordnung der Bohrungen (4) 30 Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor,

in jeder Gruppe eine direkte digitale Auflösung der daß bei Verwendung von mehreren auf einem Teilkreis

Signale erzielbar ist. angeordneten Fotoelementen mehrere Gruppen von

5. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, da- mehreren im Abstand zueinander und in etwa rechtdurch gekennzeichnet, daß die Masse (2) in Bewe- winklig zu den Fotoelementen verlaufenden Bohrungen gungsrichtung auf jeder Stirnseite (9,10) eine Feder 35 vorgesehen sind, wobei die Gruppen von Bohrungen auf (11,12) aufweist, die der Stromversorgung der Licht- zueinander parallel verlaufenden Geraden angeordnet quelle (3) dient. sind. Bei einer derartigen Ausführungsform wird ein Di-

6. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, da- gitalwort über z. B. eine elektronische Zählerstufe erdurch gekennzeichnet, daß die Masse (2) in Bewe- zeugt.

gungsrichtung auf jeder Stirnseite (9, 10) eine elek- 40 In Ausgetaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß trisch leitfähige, gleichzeitig mechanisch-elastische jeder Gruppe von Bohrungen ein Fotoelement zuge-Substanz aufweist, über die die Stromversorgung ordnet ist und durch entsprechende Anordnung der der Lichtquelle (3) erfolgt. Bohrungen in jeder Gruppe eine direkte digitale Auflö

sung der Signale erzielbar ist. Durch entsprechende An-

45 Ordnung der Bohrungen einer Gruppe in Abständen

und einem Fotoelement, welches jeder Gruppe zugeordnet ist, läßt sich ein digitales Wort entsprechend der

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beschleuni- Anzahl von Gruppen von Bohrungen variabel gestalten, gungsmesser mit einer in einem Gehäuse federnd gela- Je nach Anzahl von Gruppen von Bohrungen kann

gerten trägen Masse und einer Einrichtung zur Messung 50 ein mit einer entsprechenden Stellenzahl gebildetes Dieiner auf die träge Masse wirkenden Kraft, wobei durch gitalwort erzielt werden. Derartige Digitalwörter könmindestens eine Bohrung in der Masse mindestens ein nen in einer anschließenden Elektronik direkt bearbeian der Innenwandung des Gehäuses angeordnetes Fo- tet werden, so daß Störeinflüsse und der Auswertungstoelement beaufschlagt ist. aufwand auf ein Minimum herabgesetzt werden können.

Es sind Beschleunigungsmesser bekannt (z. B. US-PS 55 In Ausgestaltung der Erfindung weist die Masse in 31 542, FR-OS 25 32 433), bei denen zur Messung der Bewegungsrichtung auf jeder Stirnseite eine Feder auf, Beschleunigung eine träge Masse in einem Hohlraum die der Stromversorgung der Lichtquelle dient, geführt ist und wobei eine entsprechende Anzahl von Ein wesentliches Merkmal sieht vor, daß die Masse in

Fotoelementen die axiale Auslenkung der trägen Masse Bewegungsrichtung auf jeder Stirnseite eine elektrisch mißt. Nachteilig ist jedoch, daß jeweils die Lichtquellen 60 leitfähige, gleichzeitig mechanisch elastische Substanz außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, so daß zwei- aufweist, über die die Stromversorgung der Lichtquelle malige Koppelungsverluste auftreten. Es ist nicht nur erfolgt.

der Koppelungsverlust von der trägen Masse zu den Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind

Fotoelementen, sondern auch noch der Koppelungsver- in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt lust von der Lichtquelle zur trägen Masse hin aufzufan- 65 F i g. 1 einen Beschleunigungsmesser im Schnitt mit gen. Dies bedeutet für die Vorrichtung selbst, daß eine zwei Gruppen von Bohrungen und zwei Fotoelementen, einwandfreie exakte Führung der tragen Masse vorhan- F i g. 2 einen Schnitt des in F i g. 1 dargestellten Beden sein muß, um den Streubereich entsprechend gering schleunigungsmessers,