DE1125689B - Beschleunigungsmesser - Google Patents

Description

INTERNAT. KL. GOIp

DEUTSCHES

PATENTAMT

B 58762 IXb/42 ο

ANMELDETAG: 28. JULI 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 15. MÄRZ 1962

Die Erfindung bezieht sich auf Beschleunigungsmesser, wie sie beispielsweise bei der Trägheitsortung von Luftfahrzeugen, Flugkörpern oder anderen bewegten Körpern verwendet werden.

Bei derartigen Beschleunigungsmessern werden von den Trägheitskräften einer oder mehrerer im bewegten Körper gelagerter Massen, die dem bewegten Körper erteilten Beschleunigungen abgeleitet. Bei bekannten Beschleunigungsmessern ist ein hoher Aufwand an technischen Mitteln erforderlich, um den Einfluß von Rotationsbewegungen auf die Beschleunigungsmesser zu beseitigen, wenn der bewegte Körper zusätzlich zu seinen zu messenden translatorischen Bewegungen auch Rotationsbewegungen ausführt. Ein bekanntes Mittel, um die Beschleunigungsmesser frei von störenden, auf sie einwirkenden zentrifugalen Kräften zu halten, besteht darin, die Beschleunigungsmesser auf einer Plattform zu montieren, die gegen Drehbewegungen um eine parallel zu den Pendelachsen der Beschleunigungsmesser verlaufende Achse stabilisiert ist.

Eine derartige Stabilisierung der Plattform ist nicht erforderlich, wenn die Beschleunigungsmesser so ausgestaltet sind, daß das den Meßwert liefernde, auf translatorische Beschleunigungen ansprechende Pendel nach der Erfindung derart ausgebildet ist, daß beliebige Drehbeschleunigungen um eine bevorzugte, parallel zur Drehachse des Pendels verlaufende Achse den Meßwert nicht beeinflussen.

Das Pendel des Beschleunigungsmessers ist gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß das Trägheitsmoment des Pendels um seine Drehachse gleichgemacht ist dem aus drei Faktoren gebildeten Produkt aus seiner gesamten Masse, dem Abstand des Pendelschwerpunktes von seiner Drehachse und dem Abstand der Pendelachse von der bevorzugten Achse, um welche die gesamte Pendelanordnung rotieren kann.

Ein Pendel, welches den gestellten Anforderungen genügt und darüber hinaus die von der Lagerreibung oder dem Lagerspiel herrührenden Fehler bekannter Beschleunigungsmesserpendel nicht aufweist, erhält man nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß als Pendelachse ein beiderseits fest eingespannter Torsionsstab verwendet wird. In weiterer erfinderischer Gestaltung wird dem Torsionsstab geringe Drehsteifigkeit, aber große Biegesteifigkeit gegeben. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Messung beeinflussende Durchbiegungen des Stabes bei Beschleunigungen vermieden werden. In spezieller Ausbildung hat nach der Erfindung der als Pendelachse dienende Torsionsstab Kreuz- oder Beschleunigungsmesser

Anmelder:

Bölkow-Entwicklungen
Kommanditgesellschaft,
Ottobrunn bei München

Dr.-Ing. Erich Sponder, Ottobrunn bei München,
ist als Erfinder genannt worden

I-Profil. Der starre Pendelkörper ist am Torsionsstab derart befestigt, daß an seiner Befestigungsstelle die von ihm herrührenden Kräfte auf einander entsprechende Profilteile in gleicher Weise übertragen werden.

Gegenüber bekannten Beschleunigungsmesserpendein ist die Pendellagerung mittels Torsionsstab unempfindlich gegen den Einfluß von Beschleunigungen, und es erübrigen sich Schutzmaßnahmen, wie zum Beispiel die Anordnung des Beschleunigungsmessers in einem starren Gehäuse, das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren spezifisches Gewicht dem spezifischen Gewicht der Bauteile des Beschleunigungsmessers entspricht. Auch durch ein Pendel, dessen Torsionsstab einseitig fest eingespannt ist und an dessen anderem, drehbar gelagerten Ende die Pendelmasse befestigt ist, werden die genannten Vorteile weitgehend erreicht.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Beschleunigungsmesser, und

Fig. 2 die Ansicht eines Beschleunigungsmesserpendels in schräger Parallelprojektion.

Die Fig. 1 zeigt auf einer Plattform 1 ein Pendel 2, das um seine Drehachse 3 gegen die Kraft einer Feder 4 aus seiner dargestellten Ruhelage ausschwenkbar ist. Erfährt die gesamte Anordnung eine translatorische Beschleunigung etwa in Richtung des Pfeiles Λ, so wird das Pendel aus seiner Ruhelage ausgelenkt und nimmt die mit unterbrochenen Linien

gezeichnete Lage ein. Bei einer beliebigen Winkelbeschleunigung B um die senkrecht zur Plattform verlaufende Achse X behält das Pendel dann seine

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Ruhelage in bezug auf die Plattform 1 bei, wenn das Trägheitsmoment des Pendels 2 um seine Drehachse 3 gleich ist dem Produkt aus der gesamten Pendelmasse, dem Abstand α des Pendelschwerpunktes s von der Drehachse 3 des Pendels und' dem Abstand r einer parallel zur Drehachse des Pendels verlaufenden Achse X, um welche die gesamte Anordnung rotieren kann. Um beliebig gerichtete Translationsbeschleunigungen komponentenweise zu messen, können mehrere Pendelanordnungen mit beispielsweise senkrecht zueinander angeordneten Meßachsen auf der Plattform 1 angeordnet sein. Die Feder 4 kann, wie bei bekannten Anordnungen durch eine elektromagnetische Einrichtung ersetzt werden, welche die eine Auslenkung des Pendels anstrebenden Kräfte mißt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für das Pendel des erfindungsgemäßen Beschleunigungsmessers ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Pendelachse ist hier von einem an beiden Enden starr eingespannten Torsionsstab 5 kreuzförmigen Querschnittes gebildet. Der Stab weist große Biegesteifigkeit auf und setzt Auslenkungen pendelnder Massen geringe Torsionssteifigkeit entgegen.

Der Torsionsstab 5 ist im Ausführungsbeispiel in einem starren Joch 7 gelagert, das von den Stegen 8, 8 α und 9, 9 α gebildet und mit den Schrauben 10 zusammengehalten ist. Das Joch ist mit der Plattform 1 starr verbunden, beispielsweise mittels der Schrauben 10. Einander zugekehrte Seiten der Joch-Stege 9 und 9 α weisen senkrecht zueinander angeordnete Nutenil und 12 auf, in welche der Torsionsstab 5 spielfrei eingefügt ist. Der Pendelkörper 6 ist am Torsionsstab 5 derart befestigt, daß bei der Auslenkung des Pendels in den einander entsprechenden Teilen seines Profils gleichartige Spannungszustände erzeugt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß an der Befestigungsstelle des Pendelkörpers einander entsprechende Profilstege gegeneinander abgestützt sind, vorzugsweise dadurch, daß der Pendelkörper an der Befestigungsstelle das gesamte Profil des Torsionsstabes umgibt. Die Befestigung selbst kann in irgendeiner bekannten Art, die diese Bedingungen erfüllt, ausgeführt werden, beispielsweise durch Preßsitz, Verkleben, Löten oder Verschraubung.

Um das Pendel auszuwuchten, können bekannte Methoden angewendet werden. Es können beispielsweise am Pendelkörper 6 oder den Pendelgewichten 13 und 14 Bohrungen vorgenommen werden oder es können verstellbare Zusatzgewichte angeordnet sein.

Eine weitere Möglichkeit das System abzugleichen besteht darin, den gesamten Beschleunigungsmesser auf der Plattform in bezug auf die bevorzugte Achse X mit veränderbarem Abstand r anzuordnen.

Es sei noch erwähnt, daß die Steifigkeit des Torsionsstabes ganz nach den Erfordernissen der zu messenden Beschleunigungen gewählt werden kann, da die Steifigkeit der Torsionsfeder für die Erfüllung der Abgleichbedingung ohne Bedeutung ist.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Beschleunigungsmesser mit einem den Meßwert liefernden, auf translatorische Beschleunigungen ansprechenden Pendel, dadurch gekenn zeichnet, daß das Pendel derart ausgebildet ist, daß beliebige Drehbeschleunigungen um eine bevorzugte, parallel zur Drehachse (3) des Pendels verlaufende Achse (X) den vom Pendel abgeleiteten Meßwert nicht beeinflussen.

2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment des Pendels um seine Drehachse (3) gleichgemacht ist dem Produkt aus seiner gesamten Masse, dem Abstand (ä) des Pendelschwerpunktes (5) von der Drehachse (3) und dem Abstand (r) der Pendeldrehachse (3) von der bevorzugten Achse (Z), um welche die gesamte Pendelanordnung rotieren kann.

3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendeldrehachse von einem beiderseits fest eingespannten Torsionsstab (5) gebildet ist.

4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendeldrehachse ein einseitig torsionssteif eingespannter Stab ist, dessen anderes Ende die Pendelmasse trägt und drehbar gelagert ist.

5. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (5) geringe Torsionssteifigkeit, aber große Biegesteifigkeit aufweist.

6. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (5) Kreuz- oder I-Profil aufweist.

7. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Befestigungsstelle des biegesteifen Pendelkörpers (6) einander entsprechende Profilteile des Torsionsstabes (5) gegeneinander abgestützt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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