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Verfahren zum Anzeigen des Unterschiedes im Reifendruck, der Bodenhaftung
und der Bremswirkung von Fahrzeugrädern während der Fahrt Die Sicherheit des Kraftwagenfahrers
sowie die Kosten des Fahrbetriebs hängen in sehr starkem Maße von der Einhaltung
des gleichen Luftdrucks in dien Reifen, der. schnellen Unterrichtung des Fahrers
darüber, ob bei der vorliegenden Straßenoberfläche eine genügende Reibung zwischen
den Reifen und der Fahrbahn vorliegt, und der gleichnnäßigen Einstellung der Bremsen
ab.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren gestattet es, in ganz
neuartiger Weise diese .drei voneinander völlig verschiedenen Aufgaben gleichzeitig
zu lösen. Es sind zwar Geräte bekannt, die es gestatten, den Reifendruck der Fahrzeuge
zu messen und dem Fahrer auf elektrische Weise anzuzeigen. Die Geräte sind jedoch
sehr kompliziert, schwer einzubauen und können nur den Reifendruck selbst überwachen,
ohne zur Lösung der anderen Aufgaben irgendwie geeignet zu sein. Auch ist es vielleicht
denkbar, .die Glätte der Straßenoberfläche in irgendeiner Form zu messen, jedoch
ist es mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren möglich, festzustellen.,
ob die zum Antrieb dienenden Räder des Fahrzeugs gleichmäßig und sicher eine so
zuverlässige Bodenhaftung aufweisen, daß ein vorzeitiges Gleiten eines der zum Antrieb
dienenden Räder nicht. eintritt.
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Das: erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren besteht darin, die Drehbewegungen
vorn zwei oder mehr Rädern eines Fahrzeugs auf eine Meßeinrichtung wirken zu lassen,
welche die Drehbewegungen dieser Räder miteinander vergleicht und das Ergebnis in
geeigneter Form anzeigt. Eine
solch:z-Meßeinrichtung kannbeispielsweise
in einem Ausgleichgetriebe besteben. Ein solches Ausgleichgetriebe kann beispielsweise
so dimensioniert werden, d.aß bei Verbindung von zwei. Gliedern dieses Ausgleichgetriebes
mit zwei Fahrzeugrädern und gleicher Drehzahl dieser Fahrzeugräder das dritte :'Glie(1des
Ausgleichgetriel)es keinerlei Drehbewegungen macht. Ist daher der wirksame Durchmesser
der beiden Räder gleich und fährt .das Fahrzeug @geradeaus, so wird bei diesem normalen
Betriebsz;ustand des Fahrzeugs das dritte Glied des Ausgleichgetriebes ruhigstehen.
Diese Einrichtung kann auch verwendet werden, wenn Reifen oder Räder verschiedenen
RolIdurchmessers oder ein stark abgenutzter Reifen @an einem Rad .zusammen .mit
-einem neüen Reifen am and:eiren Rad verwendet werden. In.di@es:zm Fall istschon,bei
normaler Geradeausfahrtd ie Winkel@ge=,chwdndigkeit des RäWes mit' dem kleinemn
wirksamen Durchmesser. größer. In diesem Fall muß nur zwischen das Ausgleichgetriebe
und eines der Räder eine Übersetzung" derart eingefügt werden, daß das dritte Glied
des Äusgleichgetriebes bei den voneinääd"er ' äb@.eichenden Winkelgeschwindigkeiten
der beiden, An--triebsräder im normalen Geradeausfahrzustand @im _Ruh@ezustand bleibt.
Um_ in der Praxis das Gerät -den während 'der 'Lebensdauer des Fahrzeugs unterschiedlich
wirksamen Rolldurchmessern der Räder anzupassen, ist es zweckmäßig, in den Antrieb
eines Rades zum Ausgleichgetriebe eine kleine, stufenlos regelbare Übersetzung einzubauen.
Diese wird dann _ jeweils so eingestellt, daß bei normaler Geradeaüsfahrt und normalen
Verhältnissen an den Rädern in bezug auf ,den Luftdruck das dritte Glied des Ausgleichgetriebes
im Ruhezustand ist. Die Wirkungsweise einer nach .dem vorgeschlagenen Verfahren-.ausgeführten
Einrichtung ist nun, folgende: Bei normaler Geradeausfahrt und normal aufgepumpten
Reifen bewirken die von .den beiden Rädern her übertragenen Drehgeschwindigkeiten,
daß das dritte Glied sich im Ruhezustand befindet. Die Anzeigeeinrichtung wird zweckmäßig-,rweise
im Blickfeld des Fahrers angebracht und das dritte Glicd als ein Zeiger oder eine
Sichtscheibe äusgeführt. Der Fahrer kann also beobachten, ob dieser Zeiger oder
die Sichtscheibe ruhigsteht oder sich dreht. -Der Antrieb kann von den beiden Hinterrädern
oder von den Vorderrädern aus erfolgen. Fährt das- Fährzeug nun einen Kurve, so
dreht sich .das außenliegende Rad etwas schrnEller, und,der Zeiger oder die Sichtscheibe
fängt an sich zu drehen.
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Die mit dem Anzeigegerät möglichen Prüfungen können daher nur bei
Geradeausfahrt des Fahrzeugs,- -die -ja auch als Normalzustand anzusehen ist, erfolgen.-
Tritt eine Verminderung des Luftdirucks an --einem- der Räder. ein, so verringert
sich der wirksame Rolldurchmesser, und dieses Rad dreht sich schneller als das andere.
Die Antriebsverhältnisse können so gewählt werden, daß der Zeiger -oder die Sichtscheibe
sich rechtsherum dreht, wenn sich- das rechte Rad schneller dreht, . entsprechend:
linksherum, wenn das linke Rad eine schnellere Drehbewegung aufweist. Der Zeiger
wird also, wenn das rechte Rad Luft verliert, sich -im redhten Drehsinn, und wenn
,das linke Rad Luft verhirt, sich im sinken Drehsinn drehen. Da es praktisch ausgeschlossen
ist, daß beide Räder gleichzeitig in gleichem Maß Luft verlieren, ist das Pendeln
des Zeigers ein außerordentlich empfindliches Merkzeichen. dafür, daß eines der
Räder beginnt, Luft zu verlieren oder einen geringeren Luftdruck aufweist.
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Diese Einrichtung gestattet es weiterhin, festzustellen, ob beide
Räder auf der Straße noch eine gute Haftreihung aufweisen. Ist der Reibungskoeffizient
zwischen den, Rädern und der Straßenoberfläche nicht mehr so groß, daß er in jedem
Fall bei- Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs ein Gleiten der Räder verhindert,
so kann bei Beschleunigung des Fährzeugs sofort abgelesen werden, ob und welches
der Räder zuerst zu gleiten beginnt, und Abbremsen des Fahrzeugs., welches Rad zuerst
festgebremst wird, Will" Tran die Einrichtung also verwendInn, ,um die Glätte der
Straßenoberfläche festzustellen, so verringert man seine Geschwindigkeit so weit,
daß ein kurzzeitiges Gleiten der Räder auf der Straße bei Beschleunigung keine Gefahr
mehr bildet. Beschleunigt man nun bei dieser geringeren Geschwindigkeit das Fährzeug,
so tritt, je nach der Glätte der Straßenoberfläche und je nach dem Drehmoment, das
man durch mehr oder weniger starkes Gasgehen auf die Hinterräder wirken läßt, ein
Gleiten eirn,- s der Hinterräder ein. Das Gleiten kann, ohne daß der Wagen sich
hierbei aus der normalen Fahrtrichtung entfernt, auch wenn es nur ganz kurzzeitig
und in geringem Umfang eintritt, sofort an der dann eintretenden Drehung des Zeigers
oder der Sichtscheibe abgelesen werden.
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Will man andererseits feststellen,- ob die Bremsen gleichmäßig eingestellt
sind., was vr allen Dingen auch bei nicht ganz einwandfreier Haftreibung zw ischün
den Rädern und der Straßenoberfläche wichfig ist, so verringert man ebenfalls die
Fahrgeschwindigkeit soweit, daß auch bei kurzzeitigem Festbremsen: eines Rades noch
keim gefährliches Schleudern, eintreten kann. Tritt man dann auf die Bremse, so
wird das Rad, dessen Bremse am schärfsten eingestellt ist, zuerst festgebremst werden.
Da sich das andere Rad entsprechend schneller ,dreht, :dreht sich @dicr Zeiger sofort
in der Richtung desjenigen Rades, das nicht festgebremst ist. Man kann also sofort
ablesen, welches Rad bei stärkerer Betätigung der Bremse zuerst festgehalten wird.
Die Stärke der Bremsbetätigung, die ein Gleiten der Räder bewirkt, ist gleichzeitig
ein subjektives Maß für die noch vorhandene Haftreiburng der Räder.
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Die Einrichtung kann sinngemäß auch an den Vorder- bzw. Hinterrädern
eines Anhängefahrzeugs angebracht werden. Bei Anbringung an 'die Vorderräder eines
Motorwagens wird einfach ein zweites Zeigerinstrument im Blickfeld des Fahrers angebracht,
und er kann an den Bewegungen des
Zeigers sofort sichtbar in der
gleichen Weise den Reifendruck der Vorde-räder oder das Greifen der Bremsen an beiden
Vorderrädern überwachen.
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gei der Anbringung des Geräts an nicht anget-iel>e.neti Rädern kann,
wie aus vorstehendem hervorgeht, immer die Gleichheit des Reifendrucks dieser Räder
sowie die Gleiclim*-?ßigl:eit der Breni-.,ung der beiden überwachten Räder mit dem
Gerät festgestellt werden.
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Eine einfache Einrichtung für die Überwachung der Räder an, Anhängefahrzeugen
kann dadurch erfolgen, daß das dritte Glied, dessen Drehbewegungen den Zustand der
zwei überwachten Räder ei-eii, auf zwei Kontaktscheiben einwirkt, wo-, zinz
bei eine dieser Kontaktscheiben bei Rechtsdrehung und die andere bei Linksdrehung
von dem dritten Glied mitgenommen wird. Jede dieser beiden Isontaktscheiben wird
dann auf ein entsprechendes Lichtzeichen übertragen, das im Blickfeld des Fahrers
angeordnet wird. Beginnt nun eines dieser I.iclitzeicl12n zu blinken, so ist das
ein Zeichen dafür, daß das zugehörige Rad keinen genügenden Luftdruck aufweist.
Hierbei ist die Geschwind.igheit des Blinkens bei einer gegebenen Fahreschwindigkeit
gleichzeitig ein Maß dafür, wie stark der Luftdruck abgesunken ist.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Gerät bietet bei äußerst zuverlässiger
Wirkungsweise und einfachstem Aufbau für die einzelnen Räder des Fahrzeugs die Möglichkeit
einer Überwachung der Gleichheit des Reifendrucks, die Feststellung eines etwa vorhandenen
Unterschieds in der Haftreibung zwischen angetriebenen Rädern und Fahrbahnoberfläche
und einer Überwachung der Gleichmäßigkeit der Bremswirkung. Darüber hinaus kann
bei Befahren schlechter Straßen auch noch festgestellt werden, ob die erforderliche
Haftung der Räder bzw. die Berührung der Rädr mit der Fahrbahnoberfläche mehr oder
weniger stark vorhanden ist. Beim Befahren schlechter Straßen bei höheren Geschwindi:gkeiten
fangen die Räder an zu springen, und hierbei beschleunigen sich die angetriebenen
Räder kurzzeitig. Beim Wiederauftreffen auf die Fahrbalinoberfläclie werden sie
dann wieder abgehr,-inst. Hierdurch tritt ein erhöhter Reifenverschleiß ein. Das
Springen der Räder wird außerdem begünstigt, wenn die Stoßdämpfer nicht in Ordnung
sind. Das kurzzeitige Lösen der Räder von der Fahrbahnoberfläche mit der während
dieser Zeitspanne auftretenden Beschleunigung ist nun wied:rum an dem kurzzeitig
entsprechenden Weiterspringen des Zeigers nach rechts oder links abzulesen. Bei
den guten Federungseigenschaften moderner Wagen ist dieses Springen vom Fahrer ohne
weiteres gar nicht festzustellen. Auch hierin hilft ilim .das Gerät durch Anzeigen
.dieses Fahrzustandes, zu erkennen, ob die Federung noch in Ordnung ist und ob die
Geschwindigkeit zur Schonung des Fahrzeugs und d@-zr Reifen zweckmäßigerweise herabgesetzt
«-erden sollte.
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Eine andere, noch zweckmäßigere Anordnung, die das erfindungsgemäß
vorgeschlagene Verfahren verwirklicht, besteht in einer Meßeinrichtung, die unmittelbar
kontinuierlich das Verhältnis der Drehbewegungen zueinander ermittelt und anzeigt.
Alle Meßeinrichtungen, die es gestatten, das Verhältnis zweier Drehzahlen sowie
die Änderung dieses Verhältnisses laufend anzuzeigen, sind hierfür geeignet. Eine
besonders einfache Ausführung besteht darin, von einem Rad aus einen Kegel und von
einem andern Rad aus eine Gewindespindel anzutreiben, wobei sich auf der Gewindespindel
eine Reibrolle befindet, die als Mutter auf die Spindel aufgeschraubt ist und gleichzeitig
reibungsschlüssig auf dem vom andern: Rad angetriebenen Kegel läuft. Di,2 Drehrichtungen
von Gewindespindel und Kegel sowie die Steigungsrichtung der Gewindespindel sind
hierbei so zu wählen, daß sich bei Vorwärtsfahrt die Reibrolle von selbst jeweils
auf einen solchen wirksamen Durchmesser des Kegels einstellt, daß die Drehzahl der
Reibrolle der Drehzahl der Gewindespindel entspricht. Die Wirkungsweise ist hierbei
so, daß bei angenommen schnellerer Drehzahl des Rades, das den Ziegel antreibt,
;als des Rades, das die Spindel antreibt, der Kegel die Reibrolle schneller dreht
als die Gewindespindel, auf der die Reibrolle sitzt. Hierbei wird die Reibrolle,
die ja als Mutter auf der Gewindespindel befestigt ist, gegenüber der Gewindespindel
in der Richtung verschoben, daß die Reibrolle mit kleineren Durchmessern des Kegels
zusammenarbei.tet. Hierdurch verringert sich al.lmähiich die Drehzahl der Reibrolle
.so lange, bis die Drehzahl der Reibrolle mit der Drehzahl der Gew imdespindel übereinstimmt.
Läuft umgekehrt die Gewindespindel schneller, so verschiebt sich die Reibrolle auf
größere Durchmesser des Kegels und beschleunigt hierdurch ihre Drehzahl, bis sie
wieder derjenigen der Spindel entspricht. Die axiale Verschiebung der Reibrolle
auf der Gewindespindel ist daher ein direktes Maß für das Verhältnis der Drehzahlen,
mit denen der Kegel und die Gewindespindel angetrieben werden.
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Nachstehend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:
Auf den zum Antrieb des Fahrzeugs dienenden Hinterachsen i und 2, die über ein im
einzelnen nicht dargestelltes Differential angetrieben werden, das in einem Gehäuse
3 sitzt, sind zwei Antriebsräder 4 und 5 angeordnet. Diese treiben zwei Räder 6
und 7 an. Von den Rädern 6 und 7 gehen zwei biegsame Antriebswellen 8 und 9 zum
Anzeigegerät io. Die biegsame Welle 9 treibt eine im Gerät io gelagerte Welle ii
an, die mit einem Stegrad 12 fest verbunden ist. In dem sich drehenden Stegrad 12
ist eine Welle 13 mit den zwei Zahnrädern 14 und. 15 gelagert. Die biegsame Welle
8 treibt eine im Gerät io gelagerte Welle 16, auf welcher sich ein Zahnrad 17 befindet.
Das Zahnrad 17 treibt ein auf .der Welle,i i frei drehbar gelagertes Zahnrad i8
an. Das Zahnrad 18 steht gleichzeitig im Eingriff mit dem Zahnrad 1.4. Das Zahnrad
15 steht im Eingriff mit einem Zahnrad i9, das auf einer Welle 20 fest angeordnet
ist. Die «'eile 2o trägt gleichzeitig den Zeiger 21. Das Anzeig,-gerät selbst ist
in üblicher Weise nach vornhin durch eine Scheibe 22 abgedeckt. Die Zähnezahlen
der
Zahnräder 14 und 17 sind gleich und betragen die Hälfte derjenigen des Zahnrads
18. Die Zähnezahl, der Zahnräder 15 und i9@ ist gleich. Die Zähnezahl der Räder
4 und 5 sowie der Räder 6 und 7 ist jeweils gleich, so daß sieh die biegsamem Wellen
8 und 9 mit gleicher Drehgeschwindigkeit, aber entgegengesetztem Drehsinn drehen,
wenn sich das Fahrzeug in Geradeausfahrt befindet und die Wellen i und -2 gleichmäßige
Dreh geschwindigkeiten aufweisen. Aus .dem Übersetzungen des Ausgleichgetriebes,
bestehend aus den Rädern 17, 18, 14, 15, 19 und dem Stegrad 12, ergibt sich dann,
daß das -Zahnrad 19 und .damit der Zeiger 21 keinerlei Drehbewegung aufweist, wenn
die biegsamen Wellen 8 und 9 mit gleichen Drehgeschwindigkeiten, aber entgegengesetztem
Drehsinn gedreht werden. Dreht sieh beispielsweise nun die Welle i schneller, weil
der Druck des linken Hinterrades nachgelassen hat, so hat diese schnellere Bewegung
zur Folge, daß sich der Zeiger 2 i, von vorn her betrachtet, entgegen dem Uhrzeiger,
also linksherum dreht. Aus ,der Bewegung des Zeigers kann also abgelesen werden,
daß .sich das linke Rad schneller dreht und entsprechend einen geringeren Luftdruck
aufweist. Analog ergeben sich die Bewegungen des Zeigers durch Gleiten eines der
Räder bei Beschleunigung oder Abbremsung.
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Soll die Einrichtung an einem Anhänger angebracht werden, so werden
auf der Welle 2o, wie auf Fig. z- dargestellt, statt eines Zeigers 21 zwei Klinkenträger
2;4 und 25 fest an'geord'net. Auf den Klinkenträgern 24 und 25 sind zwei Klinken
26 und 27 angebracht. Die Klinke 26 nimmt das Kontaktrad 28 mit, wenn sich die Welle
2o im Rechtssinn,dreht, und die Klinke 27 nimmt das Kontaktrad 29 mit, wenn sich
die Welle 2o im Linkssinn dreht. Auf Aden Kontakträdern 28 und 29 .befinden sich
Kontaktringe, 30 und 31, idie über Schleifringe mitden zu einer Batterie
führ@endenLeitungen32 und 33 in Verbindung stehen. Die Umfanigfläche auf den Kontakträdern
28 und 29 ist dort, wo die Schleifkontakte 34. und: 35 auf -den- Kontakträdern aufliegen,
abwechselnd mit isolierten und leitenden Stellen versehen. Dreht sich: nun ein Konfia;ktrad,
so wird der Strom regelmäßig unterbrochen, und an denLampen 36 und 37, die im Blickfeld
des Fahrers angeordnet werden, kann abgelesen werden, welches Kontaktrad sich dreht.
Daraus weiß der Fahrer, welches Rad sich schneller dreht und' entsprechend weniger
Luft hat.
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Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Einsrichtung ist in Fig.
3 dargestellt. Dort ist das Reifendruck- und Schleuderwarngerät mit dem -Geschwindigkeitsmesser
des Fahrzeugs gekuppelt. Auf einem der Hinterräder ist ein Rad 38 befestigt, das
mit einem Rad 39 im Eingriff steht, dessen Drehung über die biegsame Welle 40 zum
Tachom,eter 41 geleitet wird. Der Antrieb des- Tachometers wird in bekannter Weise
von dem am Getriebe 4'2 angebrachten Getriebestutzen 43 abgenommen und durch die
biegsame Welle 44 zum Tachometer übertragen. Die biegsame Welle treibt die Tachometerhauptwelle
45, auf welcher das Magnetsystem 46 angebracht ist. Das Magnetsystem 46 wirkt auf
eine Wirbelstromtrommel 47, die an der Achse 48 befestigt ist. An der Achse 48 ist
ferner die Rückstellfeder 49 angebracht. Die Achse 48 ist in der Zwischenwand So
gelagert, an welcher auch das andere Ende der Rückstellfeder 49 befestigt ist. Entsprechend
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Magnetsystems 46 wird die Wirbelstromtromme147
entgegen der Wirkung der Feder 49 und damit die Welle 48 und der Geschwindigkeitsanzeiger
5 i verdreht. Das Magnetsystem 46 enthält gleichzeitig die Lagerung für Umlaufwelle
52 mit den Umlaufrädern 53 und 54.
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Der Antrieb der biegsamen Welle 40 geht auf die Welle 55, auf der
längs verschieblich das Reibrad 56 befestigt ist. Das Reibrad 56 ist mit Hilfe der
Mutter 57 und der Spindel: 58, die mit dem Einstelldrehgriff 59 verdreht werden
kann, auf der Welle 55 längs verstellbar. Das Reibrad 56 treibt ein Reibrad 6o,
das auf der Welle 45 gelagert ist und- gleichzeitig ein: Zahnrad 61 trägt. Das Zahnrad
61 steht im Eingriff mit dem Zahnrad 53. Im vorderen Abdeckblech 62 des Tachometers
ist ein Rohr 63 gelagert, das vorn die Sichtscheibe 64 trägt. Innern ist auf dem
Rohr 63 das Zahnrad 65 befestigt, das mit dem Rad 54 im Eingriff steht.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist nun folgende: DieDrehrichtung
@derbfegsamenWellen44 und 4o sowie die Übersetzung der Räder 38 und 39 sind so aufeinander
abzustimmen, daß bei normaler Geradeausfahrt des Fahrzeugs und gleichen wirksamem
Rolldurchmessern der beiden Hinterräder das dritte Glied des Differentialgetriebes,
nämlich das Zahnrad 65 und die damit festgekuppelte Sichtscheibe 64, keine Drehbewegung
ausführen. Der Ausgleich dieser Drehbewegungen erfolgt, wie schon bei Beschreibung
auf Fig. i dargestellt, mittels des Differentialgetriebes, bestehend aus den Zahnrädern
61, 53, 54, 65 und dem die Umlaufachse tragenden, als Teil des Differentialgetriebes
dienenden Magnetsysttm 46. Solange beide Hinterräder gleiche Drehbewegungen ausführen,
besteht ein konstantes Verhältnis zwischen den Drehzahlen der biegsamen Welle 40
und der Welle 44. Treten ungleiche Drehbewegungen durch Verringerung der wirksamen;
Reifendurchmesser oder Gleiten eines der beiden Räder ein, so tritt .gleichzeitig
auch eine entsprechende Änderung :der Drehgeschwindigkeiten zwischen der Kardanwelle
66 und dem Zahnrad 38 ein, die sich als eine entsprechende Drehung der Sichtscheibe
64 auswirkt. Der Vorteil dieser Einrichtung liegt -also darin, daß man zu dem ohnehin
vorhandenen Antrieb des Tachometers vom Getriebestutzen bzw. von der Kardanwelle
aus nur noch eine biegsame Welle als Antrieb an einem Hinterrad benötigt.
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Eine Einstellungsmöglichkeit mittels des stufenlosen Getriebes, bestehend:
aus der Reibscheibe 56 und dem Reibrad 6o, wurde hierbei geschaffen, um die ganze
Anzeigeeinrichtung Abweichungen anzupassen die sich aus der Verwendung verschiedener
Hinterräder, ungleicher Reifengrößen oder verschieden
stark abgenutzter
Reifen ergeben können. Im normalen Fahrbetrieb erfolgt die Einstellung derart, daß
beide Hinterräder auf .den normalen Druck gebracht werden und d'aß man dann, während
der Geradeausfahrt, mittels des Einstellrades 59 die Lebersetzung so einstellt,
daß die Sichtscheibe 64 ruhig stehenbleibt.
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In den nachstehendenAusführungsbeispielenwird gezeigt, wie das erfindungsgemäße
Verfahren mit einer das Verhältnis zweier Drehzahlen messenden Einrichtung noch
vorteilhafter verwirklicht werden kann.
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An Hand der in Fig. 4 schematisch dargestellten Anordnung sei die
Wirkungsweise näher erläutert. In einem Gehäuse 67 ist die Gewindespindel: 68 gelagert,
wobei sie axial nicht verschieblich, jedoch federnd in Richtung zum Reibkegel
69 befestigt ist. Die Gewindespindel 68 wird über ,die biegsame Welle 7o,
beispielsweise vom rechten, Hinterrad, und der Kegel 69 über die biegsame Welle
71, beispielsweise vom linken Hinterrad, angetrieben. Hierbei wird der Einfachheit
halber angenommen, daß die Übersetzungen vom linken Hinterrad zur Welle 71 und vom
rechten Hinterrad zur Welle 70 gleich sind. Auf der Gewindespindel 68 befindet sich
die Mutter 72, auf der das Reibrad 73 fest angeordnet ist. Das Reibrad 73 läuft
auf dem Kegel 69. Der Kegel 69 wird durch zwei Federn 74 axial :in einer Mittellage
gehalten. Diebeiden Federn stützen sich außen gegen das Gehäuse 67 ab. Der Kegel
69 kann sich also axial bei Einwirkung von leichteren Verstellkräften um ein gewisses
Maß verschieben. An den Stirnseiten des Kegels 69 sind zwei Kontaktringe 75 und
76 isoliert angeordnet, denen durch einen Schleifkontakt 77 die Spannung des einen
Pols einer Batterie 78 zugeführt wird. Bei Verschieben des Kegels 69 nach rechts
kommt der Schleifring 75 mit dem Federkontakt 79 und bei Verschiebung nach links
der Schleifring 76 mit dem Federkontakt 8o in Berührung. Vom Federkonta@t 79 führt
eine Leitung über eine Anzeigelampe 8i, zum Summer 82 und vom Schleifring 8o eine
andere Leitung über die Birne 83 zum Summer 82. Vom Summer 8z führt eine gemeinsame
Leitung zurück zur Batterie 78. Der Durchmesser der Reibrolte 73 entspreche dem
Durchmesser, den der Kegef69 in: der Mitte aufweise.
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Die gleiche, auf Fig.4dargestellte Anordnung kann zusätzlich für die
Überwachung der Vorderräder noch einmal in dem Gehäuse 67 untergebracht werden.
Hierbei erübrigt sich die Darstellung der einzelnen Elemente, da sie genau derjenigen;
entsprechen, die in, Fig. 4 schon dargestellt sind.
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Fig. 5 zeigt nun die Vorderansicht mit der Ablesung des Gerätes. Hierbei
ist angenommen, daß unten das von :den Hinterrädern angetriebene Meßsystem, das
jeweils aus Kegel, Gewindespindel, Mutter und Reibrolle besteht, :angeordnet äst.
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Auf derFrontplatte84 sind dieAnzeigelampern8i und 83 für das rechte
bzw. linke Hinterrad sowie 85 und 86 für das rechte bzw. linke Vorderrad sichtbar.
Ferner ist in den Schlitzen 87 und 88 die Reibrolle 73 bzw. 89 sichtbar. Die gesamte
Meßeinrichtung arbeitet nun wie folgt: Bei gleicher Drehzahl beider Hinterräder
drehen sich Spindel 68 und Kegel 69 gleich schnell. Die Reibrolle 73 stellt sich
daher genau auf die Mitte des Kegels 69 ein, da bei dieser Stellung die Drehzahl
der Reibrolle 73 derjenigen des Reibkegels 69 entspricht. Verliert nun beispielsweise
das rechte Hinterrad Luft, so dreht sich die Welle 70 schneller. Die Steigung
der Gewindespindel 68 wird nun derartig gewählt, daß bei schnellerer Drehzahl der
Gewindespindel 68 gegenüber derDrehzahl derReibroll@e73 dieReibrolle73, die
sich ja auf der Gewindespindel 68 befindet, nach rechts verschoben wird. Hierdurch
rollt sich die Reibrolle 73 auf immer größeren Durchmessern des Kegels 69 ab und
erhält hierdurch entsprechend höh ereDrehzahlen. Sobald dieDrehzabl derRolle73 diejenige
der Gewindespindel 68 erreicht hat, tritt keine weitere Verschiebung der Rolle 73
ein. Die Verschiebung der Rolle 73 nach, rechts oder links ist in ihrem Maß .direkt
verhältnisgleich dem Verhältnis der Drehzahl der Wellen 70 und 7i.
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Sind beide Vorderräder und beide Hinterräder mit dem vorschriftsmäßigen
Luftdruck gleich stark aufgepumpt und belastet, so befinden sich die Reibräder 73
und 89 genau in der Mitte der Ableseschlitze 87 und 88. Verliert das rechte Hinterrad
beispielsweise etwas Luft, so -wandert das Reibrad 73, wie auf Fig. 5 :dargestellt,
etwas nach rechts; entsprechend: wandert das Reibrad 89 etwas nach links, wenn das
linke Vorderrad, wie ebenfalls in Fig. 5 beispielsweise dargestellt, etwas Luft
verloren hat und sich dementsprechend etwas schneller dreht. Je stärker der Luftverlust
ist, um so stärker wandert das Reibrad entsprechend aus. Auf den Schlitzen 87 und
88 können daher Marken angebracht werden, die direkt angeben, wie groß der Druckverlust
oder der Druckunterschied zwischen den beiden Rädern ist; auch können Marken angebracht
werden, die angeben, wie weit die Reibräder 73 und 89 nach rechts und links ohne
Gefährdung der Reifen abwandern dürfen.
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Zu beachten ist es, daß beide Marken bei Durchfahren einer Linkskurve
etwas mach rechts auswandern, da sich dann die außenliegenden Räder etwas schneller
drehen als die innenliegendenRäder. Dies !hat jedoch für die praktische Anwendbarkeit
des Gerätes keinerlei Bedeutung, da der Normalzustand die Geradeausfahrt ist und
hierbei eine einwandfreie Ablesung gewährleistet ist.
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Um zu vermeiden, daß bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs eine unerwünschte
Verstellung der Anzeigewerte stattfindet, kann in den Antrieb des Geräts zwischen
der biegsamen Welle 7 1 und denn Kegel 69 sowie zwischen der Welle
70 und der Gewindespindel 68 eine nur in einseitigem Drehsinn wirksame Mitnahmevorrichtung,
beispielsweise bestehend. aus einem Rollengesperre oder einem Klinkengesperre, eingebaut
werden. Es ist nämlich zu beachten, daß bei Rückwärtsfahrt die Drehrichtung von
Kegel und Gewindespindel umgekehrt werden muß und daß bei dieser umgekehrten Drehrichtung
keime Selbsteinstellung der Reibrolle auf
einen-"Gleichgewichtszustand
mehr stattfindet. Die Reibrolle wäre hierbei vielmehr bestrebt, je nachdem; -w@ekhes
Rad sich bei der Rückwärtsfahrt schneller .dreht, ganz nach der linken oder rechten,
Stirnseite-des Kegels 69 zu wandern.
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Um auch bei Geradeausfahrt zu verhindern, daß . sich die Reibrolle
73 nach rechts oder links über den Kegel, 69 hinaus verstellt, können auf der Gewindespindel
68 Anschläge 9o angebracht werden. " Ferner kann in den Antrieb zwischen der Welle
70. und der Ge'wihidespindel 68 auch noch eine Rutschkupplung angeordnet werden,
um eine Überlastung bei Auflaufen der Reiibrolde 73 auf .die Anschläge 9o zu vermeiden.
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Bei einer langsamen Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen! den,
Wellen 70 und 71 kann die Rolle "73 sich langsam in die neue Lage gegenüber
dem Kegel 69 einstellen. Hierbei treten keine größeren- seitlichen Reibungskräfte
zwischen der Reibrolle 73 und dem Kegel 69 auf. Tritt dagegen beispielsweise der
Fall ein, daß plötzlich das rechte Hinterrad festgebremst wird, während das linke
Hinterrad sich noch frei bewegt, so tritt plötzlich ein großer Drehzahlunterschied
auf. Diekeibrolle73 ist in diesem Fall bestrebt, sich so rasch als möglich nach
links auf der -Gewindespindel 68 zu verschieben. Bei dieser Bewegung sucht sie den
Kegel 69: nach links mit zu verschieben. Hierbei wird der Schleifring- 76 an den
Federkontakt 8o anigedrückt.= Hierdurch wird der Stromkreis, bestehend äus - dar
Batterie 78, dem Schleifkontakt 77, den Schleifringen 75 und 76, dem Federkontakt
8o, der Anzeigelampe 83 und dem 82, geschlossen. Die Lampe 83 feuchtet auf, und
der ertönt: Der Fahrer wird durch das Ertönen des Summners sofort darauf aufmerksam
gemacht, daß er "ein Rad festgebremst bat. An dem Aufleuchten der Anzeigelampe 83
kann er sehen, daß es sich um das-.rechte Hinterrad handelt.
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Fährt der Fahrer beispielsweise auf .einer verhältnismäßig glatten
Straße und versucht, das Fahrzeug zu beschleunigen, so ist es möglich, daß eines
der Hinterräder nicht mehr greift und durchdreht. Nehmen wir an, daß es sich hierbei
wieder um das rechte -Hinterrad handeln- soll.- In diesem Fall dreht .sich also.
das rechte Hinterrad sehr viel schneller als das- linke, und die Reibrolle 73 "ist
-bestrebt, sich -in diesem Fall- sehr schnell nach rechts- zu bewegen. Der Kegel
69- wird dann nach rechts mitgenommen und damit. der Stromkreis von der Batterie
78 über Schleifkontakt 77, Schleifring 75; Federkontakt 79, Anzeigelampe 81 und
Summer 82 geschlossen,. Der Fahrer wirrt wiederum sofort durch dien Summer darauf
aufmerksam gemacht, däß eines .seiner Räder -rutscht. Auerdings -leuchtet nun-,
wenn er . Gas gibt und. das: rechte Hinterrad rutscht durch, die .linke" Lampe 81
auf.
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Ein besonderes GefArenmoment liegt.immer dann vor; wenn durch zu große.
Brems- oder Beschlleunigungskräfte- .die Haftreibung-eines Rades übert-unden, wird
und dieses Rad sich dann plötzlich langsamer oder schneller dreht als d'ie anderen.
In diesen Augenbliclc:wird dieses Rad; verglichen mit den anderen, stärker verzögert
oder beschleunigt als diese. Meßeinrichtungen oder Zusatzanordnungen, die solche
Verzögerungs- oder Beschleunigungsunterschiede anzeigen, sind .daher für die Verwirklio'hung
dies - Verfahrens besonders zweckmäßig. Die seitliche Verschiebung,des Kegels 69
mit den 'dabei wirksam werdenden Kontaktringen 75 .bzw. 76 und Federkontakten 79
bzw. 8o stellt eine !go#lche Meßanordnung dar. Eine andere, ähnliche Anordnung arbeitet
beispielsweise wie folgt Der Kegel z28 (Fig. 7), dessen Funktion derjenigen des
Kegels 69 in Fig. 4 entsprechen soll, ist gegenüber einer Achse 129 drehbar befestigt.
Seine Mitnahme erfolgt durch den Mitnehmer 130, der fest mit dar Achse 129 verbunden
-ist und der die Drehung über zwei Federn rar und r32 überträgt, die sich gegen
zwei Lappen-133 und 13q., die fest am Kegel 128 angeordnet sind, abstützen. Der
Kegel kann also unter der Einwirkung eines auf ihn wirkenden Drehmoments um einen
gewissen Winkel gegenüber seiner Achse verdreht werden. Hierbei kommt .der gleichzeitig
als Kontakt ausgebildete Mitnehmer 130 je nach der Drehrichtung in Kontakt mit einem
der auch als Gegenkontakt ausgebildeten Lappen 133 bzw. 134, die mit je einem Schleifrinigs135
bzw. 136 leitend verbunden sind. Von diesen, wird durch Schleifkontakte 137 bzw.
138 der Strom, ebenso wie in Fi:g. 4 !dargestellt, zu zwei Anzeigelampen 8.1 bzw.
83 und einem Summer 82 geleitet.
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Tritt bei dieser Anordnung eine plötzliche Beschleunigung oder Verzögerung
eines Rades ein, so muß eine entsprechende Verschiebung der mit dem Kegel zusammenarbeitenden
Reibrolle und Mutter auf der Gewindespindel erfolgen. Von! der -Achse-12'9 muß dazu
auf den Kegel 128 ein Drehmoment übertragen werden, durch das der Kegel gegenüber
der Achse verdreht wird und wodurch dann der entsprechende Kontakt 133 bzw. 134
geschlossen wird. Diese Einrichtung erfüllt also die Aufgabe, sowohl plötzliches
Festbremsen eines Rades als auch Durchgehen bei zu rascher Beschl.ennigu.ng und
mangelnder Bodenhaftung sofort anzuzeigen.
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Die vorstehend geschilderte grundsätzliche -An- -ordnung bat -den
großen - Vorteil, daß sie unabhängig von -der Fahrgeschwindigkeit .dem Fahrer die
Feststellung eines etwaigen Reifendruckuntersc@iedes gestattet, ferner daß sie den
Fahrer durch Licht- oder Summerzeichen sofort auf Gefahrenzustände, wie Festbremsen
eines Rades oder Gleiten eines Rades, aufmerksam macht.
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Der- Aufbau der Meßeinrichtung; bestehend aus Kegel, Gewindespindel,
Mutter und Reibrolle, ist auch.- sehr gut zur Fernanzeige geeignet, da man mit Hilfe-der
Reibrolle beispielsweise auch einen Widerstand! in einen' Stromkreis verstellen
oder die Stromrichtung in einem Stromkreis umkehren kann, um so elektrisch .an einem
Anzeigegerät den Reifendruck sichtbar zu machen. Diese Einrichtung ist `also .ebenfalls
sehr gut verwendbar, um beim Einhau- in_Anhängern d-em,Fahrer den Luftdruck anzuzeigen:
Eine
noch verfeinerte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Meßsystems ist auf Fig.6
dar; gestellt. Während die Anordnung nach Fig. 4 nur dien Drehzahlunterschied zweier
Räder gegeneinander abzulesen gestattet, was allerdings für die praktischen Bedürfnisse
in den meisten Fällen vollauf genügt, kann mit der Anordnung nach Fig. 6 dieAbweichung
derDrehzahl jedes einzelnenRades gegenüber dem Mittelwert der Drehzahl aller vier
Räder gemessen werden. Das Meßsystem ist in einem Gehäuse 9i angeordnet. Die Antriebe
erfolgen von :den vier Rädern des Fahrzeugs aus auf die Wellen 92, 93, 94, 95. In
dem Umlaufrädertrieb, bestehend aus den Zahnrädern 96, 97, 98, 99. ioo, ioi, der
Umlaufwelle io2 und dem mit der Welle 93 in Verbindung stehenden Stegrad
103
werden die Drehzahlen der auf die Wellen 92 und 93 wirkenden, zwei Fahrzeugräder
summiert. Die Drehzahl des Zahnrades ioi entspricht daher der Summe der Drehzahl
der Wellen 92 und 93. In entsprechender Weise wirken die beiden andern Räder über
die Wellen 94 und 95 auf das Umlaufrädergetriebe, bestehende aus den Rädern 104,
105, 1o6, 107, io8, iog und der Umlaufwelle iio sowie dem Stegrad i i i.
Die Drehzahl des Rades 1o9 ist hierbei wieder die Summe der Drehzahlern der Wellen
94 und 95. Das Zahnrad iog überträgt dann seine Drehbewegung über die Welle 112
auf das Kegelrad 113, das Zahnrad ioi seine Drehbewegung über die Welle 114 auf
das Kegelrad 1T5. Auf den Wellen i 14 und i 15 ist der Kegel i 16 drehbar gelagert.
Im Kegel 116 sind die mit den Zahnrädern i 13 und i 15 im Eingriff stehenden Kegelräder
117 und 118 gelagert. Bei gleicher Drehzahl der Wellen 112 und 114 hat daher dier
Kegel 116 ebenfalls diese Drehzahl. Bei unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten
der beiden: Wellen i,i'2 und 114 macht der Kegel 116 jeweils gerade eine Drehzahl,
die dem arithmetischen Mittel dieser beiden Drehzahlen entspricht. Bei dieser Gesamtanordnung
entspricht also die Drehzahl des Kegels 116 einem Mittelwert der Drehzahlen aller
Antriebsräder.
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Das Stegrad 111, das unmittelbarvon der\Velle95 angetrieben wird,
steht imEingriff mit einemZahnrad i i9, das seinerseits fest mit der Gezvindespindel
i2o verbunden ist. Auf der Gewindespindel 120 ist die Mutt°r 121 und auf dieser
wiederum die Reibrolle 122 befestigt. Mit den beiden Zahnrädern. io5 und. io6 fest
verbunden ist das Zahnrad 123, das im Eingriff mit dem Zahnrad 124 steht, das seinerseits
wiederum fest auf -der Gewindespindel 125 befestigt ist. Auf der Gewindespindel
125 sitzt die Mutter 126, auf welcher das Reibrad i27 angebracht ist. Die Reibräder
i22 und 127 rollen reibungsschlüssig auf dem Reibkegel 116.
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Auf Fig. 6 ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, wie
von. den Wellen 92 und 93 aus zwei weitere Gewindespindeln angetrieben werden, auf
denen sich ebenfalls wieder Muttern mit zugehörigen Reibrollen befinden.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist nun grundsätzlich genau wie
diejenige, die auf Fi.g.4 dargestellt ist. Der Unterschied: hierbei ist jedoch der,
daß für jedes Rad ein einzelner Anzeigeschlitz in der Meßvorrichtung angeordnet
wird. Normalerweise müssen bei gleichem Luftdruck die die Stellung der einzelnen
Reibrollen angebenden Ablesemarken bei waagerecht liegenden Schlitzen genau untereinander,
bei senkrecht angeordneten. Schlitzen genau nebeneinander liegen. Weist ein Rad
einen etwas niedrigeren Luftdruck auf, so stellt sich die diesem Rad zugehörige
Marke entsprechend abweichend ein. Diese Anordnung arbeitet auch dann noch zuverlässig,
wenn zwei Räder gleichzeitig und im gleichen Verhältnis Luft verlieren. In diesem
Fallweichen eben- diese beiden Marken entsprechend von der Stellung der beiden anderen
Marken ab. Der Vorteil dieser allerdings erheblich komplizierteren Anordnung liegt
@d@arin"daß die Messung jed:s Rades eben gegen den Mittelwert aller vier Räder erfolgt.
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Grundsätzlich sind noch andere, recht verschiedenartige Meßgeräte
denkbar, die nach dem vorgeschlagenen Verfahren eine Anzeige des Drehzahlunterschiedes
zwischen den Rädern ermöglichen. Meßgeräte oderMeßanordnungen dieserArt können z.
B. sein: Läufer und Stator eines Stromerzeugers, wobei der Läufer von dem einen.
Rad und der Stator von dem andern Rad angetrieben wird. In diesem Fall wird ein
zur Messung dienender Strom nur erzeugt, wenn entsprechende Drehzahlunterschiede
auftreten. Eine andere Anordnung könnte in, einer kleinen Rotationspumpe bestehen,
bei welcher der Rotor von dem einen undi das Gehäuse von dem andern Rad angetrieben
wird. Bei gleichen Drehzahlen wird keine Pumparbeit geleistet; bei ungleichen Drehzahlen
wird dagegen eine Pumparbeit entsprechend dem Drehzahlunterschied geleistet, die
gemessen werden kann.