DE2720484A1

DE2720484A1 - Acceleration force detector for vehicles - has simple tensioned strip with strain gauge elements connected to alarm unit

Info

Publication number: DE2720484A1
Application number: DE19772720484
Authority: DE
Inventors: Henning Morgan Hernderson; Burton Meakley
Original assignee: ALERT O DRIVE Pty Ltd
Current assignee: ALERT O DRIVE Pty Ltd
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1977-11-24
Also published as: JPS52142564A; BR7702962A

Abstract

The accelerative force detector esp. for vehicles, consists of an inverted T-shaped element of spring steel (2) suspended by its upright arm by horizontal clamping strips. The cross member carries a weight in the form of horizontal plates (3) clamped to the transverse arms. Two outer U-shaped clamps (4) partially enclose the assembly. The vertical section of T, which is free to move through displacement of the weight, has strain-gauge strips on each face (6). The complete unit is suspended in an electrically-insulating damping fluid in a sealed enclosure. The leads from the strain-gauge are taken to an electronic threshold detector and alarm unit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beschleunigungsempfind-The invention relates to an acceleration sensitive

liche Einrichtung, insbesondere eine Sicherheits-, Warn- und/ oder Uberwachungseinrichtung zur Verwendung in Fahrzeugen, beispielsweise Motorfahrzeugen. Derartige Einrichtungen dienen dazu, den Fahrer zu warnen und/oder Informationen bezüglich der Beschleunigungskräfte und/oder der Kräfte beim Kurvenfahren mit sehr hohen Geschwindigkeiten aufzuzeichnen.Liche device, in particular a safety, warning and / or Monitoring device for use in vehicles, for example motor vehicles. Such devices are used to warn the driver and / or provide information with regard to the acceleration forces and / or the forces when cornering with very record high speeds.

Ferner können derartige Einrichtungen bei schlechter Freigabe der Kupplung des Fahrzeugs aktiviert werden. Außerdem können solche Einrichtungen benutzt werden, um die Fahrer von Traktoren o.ä. zu warnen, wenn sich ihr Fahrzeug mit einer gefährlichen Neigung bezüglich der Horizontalen bewegt, und in Flugzeugen ermöglichen sie eine Überprüfung der korrekten Koordination der Steuerungen u.ä.Furthermore, if the release of the Clutch of the vehicle can be activated. Such facilities can also be used to warn the drivers of tractors or similar if their vehicle is with a dangerous inclination with respect to the horizontal moves, and allow in aircraft a check of the correct coordination of the controls, etc.

Einrichtungen dieser Art enthalten im allgemeinen eine Schalteranordnung, die einen Schaltkreis schließt, wenn positive oder negative Beschleunigungskräfte einen vorbestimmten maximalen Wert überschreiten. Das Schließen der Schalteranordnung dient zur Auslösung eines Alarms oder einer anderen Warneinrichtung und/oder zur Betätigung einer Aufzeichnungseinrichtung, etwa eines Zählers, der eine Aufzeichnung der Fahrfehler liefert.Devices of this type generally contain a switch arrangement, which closes a circuit when positive or negative acceleration forces exceed a predetermined maximum value. Closing the switch assembly serves to trigger an alarm or other warning device and or for actuating a recording device, such as a counter, which records a record the driving error delivers.

Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art werden im allgemeinen durch die unmittelbare Beschleunigungskraft oder die Zentripetalkraft aktiviert, durch die beispielsweise ein Quecksilberschalter geschlossen oder ein Pendel in eine Stellung verschwenkt wird, in der ein Schaltkreis geschlossen ist.The previously known devices of this type are generally activated by the direct acceleration force or the centripetal force, by which, for example, a mercury switch is closed or a pendulum in a position is pivoted in which a circuit is closed.

Schwierigkeiten entstehen teilweise dadurch, daß Pendel und Quersilberschalter verhältnismäßig teuer sind.Difficulties arise in part from the fact that pendulum and cross-silver switches are relatively expensive.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Einrichtung zu schaffen, und diese Einrichtung soll außerdem eine Anzeige der festgestellten Beschleunigung in im wesentlichen absoluten Werten ermöglichen.It is therefore the object of the invention to provide a simply constructed device to create, and this facility is also intended to display an indication of the established Allow acceleration in essentially absolute values.

Derartige absolute Werte können beispielsweise die Beschleunigung selbst (g = 9,81 m/Sek. 2), die Entfernung, in der ein Fahrzeug bei gemessener Beschleunigungsrate anhalten würde, oder die Bremswirkung in Prozent sein. Hierzu wurden bisher sehr teure Einrichtungen benutzt, wie etwa sogenannte Tapley-Meter.Such absolute values can, for example, be the acceleration itself (g = 9.81 m / sec. 2), the distance at which a vehicle is at a measured acceleration rate would stop, or the braking effect in percent. This has been very much used expensive equipment such as tapley meters.

Die Erfindung betrifft somit eine beschleunigungsempfindliche Einrichtung, die sich auszeichnet durch ein im wesentlichen starres Spannelement, das freitragend mit einem Ende an einer Halterung befestigt ist und sich quer zur Richtung der festzustellenden Beschleunigung erstreckt, durch mindestens einen am Spannelement befestigten elektrischen oder elektronischen Spannungssensor, auf den bei Beschleunigung der Halterung eine Spannung wirkt, und durch eine mit dem Spannungssensor verbundene Detektorschaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der vom Spannungssensor ermittelten Spannung.The invention thus relates to an acceleration-sensitive device, which is characterized by an essentially rigid clamping element that is self-supporting one end is attached to a bracket and is transverse to the direction of the to be determined Acceleration extends through at least one electrical attached to the tensioning element or electronic voltage sensor to which a Voltage acts, and through a detector circuit connected to the voltage sensor to generate an output signal depending on the voltage from the voltage sensor determined voltage.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Spannelement aus einem ebenen Stück Federstahl, und das freie Ende des Spannelementes kann mit einem Gewicht belastet sein. Ferner ist es möglich, Paare von Spannungssensoren zu verwenden, die an gegenüberliegenden Stellen am Spannelement befestigt sind, und das freie, mit einem Gewicht beaufschlagte Ende des Spannelementes kann das untere Ende sein.In a preferred embodiment, the tensioning element consists of one flat piece of spring steel, and the free end of the tensioning element can be weighing be burdened. It is also possible to use pairs of voltage sensors, which are attached to the clamping element at opposite points, and the free, a weighted end of the tensioning element can be the lower end.

Das am freien Ende des Spannelementes angebrachte Gewicht hat vorzugsweise Schaufelform, so daß sich beim Eintauchen in eine entsprechende Flüssigkeit eine gute Dämpfung der Bewegungen ergibt. Ferner wird der Grad der Bewegung des das Gewicht tragenden Endes des Spannelementes vorzugsweise begrenzt, um Beschädigungen des Spannelementes oder der Spannungssensoren zu vermeiden.The weight attached to the free end of the tensioning element preferably has Shovel shape, so that when immersed in a corresponding liquid a results in good damping of movements. It also determines the degree of movement of the weight supporting end of the clamping element preferably limited, about damage the clamping element or the voltage sensors.

Die Einrichtung weist vorzugsweise zwei Spannelemente auf, die so ausgerichtet sind, daß sie Beschleunigungskräfte in senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen feststellen bzw.The device preferably has two clamping elements, the so are aligned that they have acceleration forces in perpendicular Determine directions resp.

messen.measure up.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.

Fig. 1 zeigt in einer Schrägansicht ein bevorzugtes Spannelement sowie eine Halterung für dieses.Fig. 1 shows in an oblique view a preferred clamping element as well a bracket for this.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1, wobei die Form des Gehäuses für das Spannelement und seine Halterung zu erkennen ist.Fig. 2 shows a section along the line II-II from Fig. 1, wherein the shape of the housing for the clamping element and its holder can be seen.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung und teilweise aufgebrochen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Beschleunigungseinheit.Fig. 3 shows in perspective and partially broken away a preferred embodiment of an acceleration unit.

Fig. 4 zeigt eine Sicherheits- und Uberwachungseinrichtung für ein Fahrzeug, die zusammen mit der Beschleunigungseinheit gemäß Fig. 3 benutzt werden kann.Fig. 4 shows a security and monitoring device for a Vehicles that are used together with the acceleration unit according to FIG. 3 can.

Fig. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung der Zusammenfassung der Einrichtung aus Fig. 4 und der Einheit aus Fig. 3.Fig. 5 shows a circuit arrangement of the assembly of the device from FIG. 4 and the unit from FIG. 3.

Fig. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung eines speziellen Pegeldetektors für die Einrichtung gemäß Fig. 5.Fig. 6 shows a circuit arrangement of a special level detector for the device according to FIG. 5.

Fig. 7 zeigt eine beschleunigungsempfindliche Einrichtung, die in Zusammenhang mit der Beschleunigungseinheit gemäß Fig. 3 benutzt werden kann.FIG. 7 shows an acceleration-sensitive device which is shown in FIG Connection with the acceleration unit according to FIG. 3 can be used.

Fig. 8 zeigt eine Schaltungsanordnung der Einrichtung gemäß Fig. 7.FIG. 8 shows a circuit arrangement of the device according to FIG. 7.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Spannelementanordnung enthält eine Querhalterung 1 aus zwei fest miteinander verbundenen Streben, zwischen denen ein Ende eines Spannelementes 2 festgeklemmt ist, das aus ebenem, mittig angeordnetem Federstahl besteht. Das Spannelement 2 erstreckt sich rechtwinklig bezüglich der Streben nach unten, die im allgemeinen in dem zu beschreibenden Einsatz horizontal liegen.The clamping element arrangement shown in FIGS. 1 to 3 contains a transverse bracket 1 made of two rigidly connected struts, between which one end of a clamping element 2 is clamped, which consists of flat, centrally arranged Consists of spring steel. The clamping element 2 extends at right angles with respect to the Striving downwards, generally horizontal in the insert to be described lie.

Das untere Ende des Spannelementes ist zwischen einem Paar Metallplatten 3 eingeklemmt, die als Gewicht dienen und deren Ebene parallel zur Ebene des Spannelementes verläuft. An den Enden der Halterung ist ein Paar nach innen gerichteter, sich nach unten erstreckender U-förmiger Elemente 4 befestigt, deren Flansche das Gewicht umschließen, so daß es sich zwischen ihnen infolge Ablenkung des Spannelementes im Bereich 5 zwischen Halterung und Gewicht bewegen kann.The lower end of the tensioning element is between a pair of metal plates 3 clamped, which serve as a weight and their plane parallel to the plane of the clamping element runs. At the ends of the bracket is a pair of inward facing ones fastened downwardly extending U-shaped elements 4, their flanges enclose the weight so that it is between them as a result of deflection of the clamping element can move in area 5 between bracket and weight.

Im Bereich 5 ist an jeder Fläche des Spannelementes ein Dehnungsmeßstreifen 6 angebracht, so daß die Spannungen bzw. Verformungen des Spannelementes deren Widerstand ändern. Man erkennt, daß die beiden Dehnungsmeßstreifen in entgegengesetzten Richtungen belastet werden, wenn das Gewicht infolge einer Beschleunigungskraft abgelenkt wird, so daß sich auch die Widerstände in entgegengesetzten Richtungen ändern.In area 5 there is a strain gauge on each surface of the tensioning element 6 attached so that the stresses or deformations of the clamping element their resistance change. It can be seen that the two strain gauges are in opposite directions are loaded if the weight is deflected as a result of an acceleration force, so that the resistances also change in opposite directions.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung erzeugt eine Beschleunigungskraft, die quer und im allgemeinen senkrecht zur Ebene des Spannelementes wirkt, infolge der Trägheit des Gewichtes eine Ablenkung bzw. Verformung des Spannelementes.In the arrangement described above, an accelerating force generates which acts transversely and generally perpendicular to the plane of the tensioning element, as a result the inertia of the weight causes a deflection or deformation of the tensioning element.

Dadurch entsteht eine Widerstandsänderung in den Dehnungsmeßstreifen.This creates a change in resistance in the strain gauges.

Vorzugsweise ist zumindest das Gewicht in eine Dämpfungsflüssigkeit eingetaucht, die bevorzugterweise nicht leitfähig sein sollte. Hierzu ist beispielsweise Transformatoröl geeignet. Dazu kann jede Spannelementanordnung in einem kleinen Gehäuse 7 untergebracht sein (Fig. 2), und die Halterung ist dann starr am Gehäuse befestigt bzw. starr bezüglich diesem gehaltert. Das Gehäuse kann bezüglich einem Gegenstand, etwa einem Fahrzeug, dessen Beschleunigung gemessen oder festgestellt werden soll, fest angeordnet werden.Preferably at least the weight is in a damping fluid immersed, which should preferably not be conductive. This is for example Suitable for transformer oil. For this purpose, each clamping element arrangement can be used in a small Housing 7 be housed (Fig. 2), and the holder is then rigid on the housing attached or rigid with respect to this supported. The housing can with respect to an object, such as a vehicle, whose acceleration is measured or is to be determined.

Eine bevorzugte Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt, gemäß der zwei Spannelementanordnungen 8 rechtwinklig zueinander in einem einzigen Gehäuse 9 untergebracht sind. Diese Anordnung eignet sich besonders für Fahrzeuge, deren Beschleunigungs-und Bremskräfte von einer der Anordnungen und deren Zentrifugalkraft infolge Kurvenfahrt von der anderen Anordnung ermittelt werden. Ein derartiges Gehäuse 9 hat eine Anschlußbuchse 10 zur Verbindung mit einem abgeschirmten, mehradrigen Kabel 11, das zu einer Detektorschaltung führt, für die später Ausführungsbeispiele beschrieben werden.A preferred arrangement is shown in FIG. 3, according to the two Clamping element arrangements 8 housed at right angles to one another in a single housing 9 are. This arrangement is particularly suitable for vehicles, their acceleration and Braking forces from one of the assemblies and their centrifugal force as a result of cornering can be determined by the other arrangement. Such a housing 9 has a connection socket 10 for connection to a shielded, multi-core cable 11, which leads to a detector circuit leads, for which embodiments will be described later.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Sicherheits- und Uberwachungseinrichtung dargestellt, die eine Anordnung der vorstehend beschriebenen Art enthält. In diesem Fall ist die Detektorschaltung, soweit dies möglich ist, auf Platten 12 für gedruckte Schaltungen befestigt, die in einem Kasten 13 gehaltert sind, dessen Deckel zur Verdeutlichung weggelassen wurde, der jedoch mittels eines Schlosses 14 verriegelt werden kann.4 and 5 is a safety and monitoring device shown, which includes an arrangement of the type described above. In this Case is the detector circuit, as far as possible, on plates 12 for printed Circuits attached, which are held in a box 13, the lid of which Clarification has been omitted, but is locked by means of a lock 14 can be.

Im Kasten ist ein Lautsprecher 15 befestigt, und im Kasten befindet sich außerdem eine Batterie 16, so daß die Spannungsversorgung nicht in unzulässiger Weise unterbrochen werden kann. Ferner ist der Hauptschalter 17 innerhalb des Kastens angeordnet, so daß nach dem Einschalten dieses Hauptschalters und nach dem Verriegeln des Deckels kein unzulässiges Ausschalten möglich ist. Der Kasten hat einen durch ein Fenster 18 sichtbaren elektromechanischen Zähler 19, dessen Funktion später erläutert werden wird. Zur Verbindung der Beschleunigungsmeßeinheit mit der Schaltungsanordnung weist der Kasten eine Anschlußbuchse 20 auf.A loudspeaker 15 is fixed in the box, and is located in the box In addition, a battery 16, so that the voltage supply is not inadmissible Way can be interrupted. Furthermore, the main switch 17 is inside the box arranged so that after turning on this main switch and after locking unauthorized switching off of the cover is not possible. The box has one through a window 18 visible electromechanical counter 19, whose function later will be explained. For connecting the acceleration measuring unit to the circuit arrangement the box has a connection socket 20.

In Fig. 5 ist eine Schaltungsanordnung für ein Paar Dehnungsmeßstreifen dargestellt. Die Schaltungsanordnung für das andere Paar Dehnungsmeßstreifen ist abgesehen vom Detektor identisch, und der vorhandene Unterschied wird später erklärt werden.In Fig. 5 is a circuit arrangement for a pair of strain gauges shown. The circuitry for the other pair of strain gauges is in Identical except for the detector, and the difference will be explained later will.

Ein Ende jedes Dehnungsmeßstreifens 6 ist geerdet, und die anderen Enden sind über abgeschirmte Kabel 21 mit zwei gleichen Wicklungen 22 eines Transformators verbunden. Diese Wicklungen sind vorzugsweise bifilare Wicklungen, um ihre Gleichheit sicherzustellen, und ihre entgegengesetzten Enden sind miteinander und einer Widerstandsabgleichsschaltung 23 verbunden, die den Widerstand der beiden Dehnungsmeßstreifenschaltungen abgleicht. Die Dehnungsmeßstreifen 6 sind außerdem derart mit dieser Abgleichsschaltung verbunden, daß nach der Montage und beim Fehlen von auf das Fahrzeug wirkenden Kräften das Ausgangssignal der Abgleichsschaltung Null ist.One end of each strain gauge 6 is grounded, and the other Ends are via shielded cables 21 with two identical windings 22 of a transformer tied together. These windings are preferably bifilar windings for equality ensure and their opposite ends are with each other and a resistor matching circuit 23 connected, the resistance of the two strain gauge circuits aligns. The strain gauges 6 are also connected to this balancing circuit in such a way that that after assembly and in the absence of forces acting on the vehicle, the Output signal of the balancing circuit is zero.

Werden keine bifilaren Wicklungen verwendet, kann eine kapazitive Abgleichsschaltung 24 vorgesehen werden.If no bifilar windings are used, a capacitive Adjustment circuit 24 can be provided.

Die Primärwicklung 25 des Transformators aktiviert außerdem eine Oszillatorschaltung 26, die einen durch die Primärwicklung fließenden oszillierenden Strom erzeugt. Dadurch wird Leistung eingespart und die Lebensdauer der Batterie wesentlich verlängert.The primary winding 25 of the transformer also activates an oscillator circuit 26, which generates an oscillating current flowing through the primary winding. This saves power and significantly extends the life of the battery.

Das Ausgangssignal der Abgleichsschaltung gelangt über einen Bandpaß 27 zu einem Verstärker 28 mit veränderbarer Verstärkung und dann durch einen Tiefpaß 29, von wo es einem Pufferverstärker 30 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal an einen Feldeffekttransistor 31 gelangt. Das Gate dieses Feldeffekttransistors ist über einen Kondensator 32 und einen Widerstand 33 an die Primärwicklung des Transformators sowie über einen Widerstand 34 an Erde gelegt.The output signal of the balancing circuit passes through a bandpass filter 27 to an amplifier 28 with variable gain and then through a low-pass filter 29, from where it is fed to a buffer amplifier 30, its output signal a field effect transistor 31 arrives. The gate of this field effect transistor is through a capacitor 32 and a resistor 33 to the primary winding of the transformer and connected to earth via a resistor 34.

Das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors, der als Phasendetektor arbeitet, wird einem Pufferverstärker 35 zugeführt, der ein Mikroamperemeter 36, das eine in der Mitte liegende Null-Stellung hat, speist. Dieses Amperemeter kann eine in farbige Sektoren, etwa grün, gelb und rot, unterteilte Skala haben, um den Grad der auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte zu jeder Seite von Null anzuzeigen. Die Skala kann auch in absoluten Einheiten geeicht sein, und das Mikroamperemeter kann gegebenenfalls lösbar gehaltert sein.The output signal of the field effect transistor, which acts as a phase detector works, is fed to a buffer amplifier 35, of a micro-ammeter 36, which has a zero position in the middle, feeds. This ammeter can have a scale divided into colored sectors such as green, yellow and red, to indicate the degree of forces acting on the vehicle on either side of zero. The scale can also be calibrated in absolute units, as can the micro-ammeter can optionally be held releasably.

Der Ausgang des Pufferverstärkers ist außerdem mit zwei veränderbaren Pegeldetektoren 37 verbunden, die zur Bewirkung einer Schaltfunktion, etwa Betätigung einer Warnleuchte, des Lautsprechers 15, einer Hupe o.ä. sowie des eine Aufzeichnung der Anzahl von Uberschreitungen einer vorbestimmten Kraft bewirkenden Zählers 19 dienen. Das Ausgangssignal kann außerdem kontinuierlich mit einem Aufzeichnungsgerät 38, das ebenfalls entfernbar sein kann, aufgezeichnet werden.The output of the buffer amplifier is also changeable with two Level detectors 37 connected to effect a switching function, such as actuation a warning light, the loudspeaker 15, a horn or the like and a recording the number of times a predetermined force-causing counter 19 has been exceeded to serve. The output signal can also be continuous with a recorder 38, which can also be removable.

Man erkennt, daß die an einem Fahrzeug befestigte Einrichtung sowohl ein hörbares als auch ein sichtbares Warnsignal abgeben kann und daß dessen Auftreten von einem Zähler und/oder einer Aufzeichnungseinrichtung registriert wird.It can be seen that the device attached to a vehicle both can emit an audible as well as a visible warning signal and that its occurrence is registered by a counter and / or a recording device.

Bei Zentrifugalkräften, etwa beim Kurvenfahren, werden absolute Spannungswerte verwendet, und die Pegeldetektoren können von bekannter Bauart sein. Dies wird bevorzugt, da dadurch die Einrichtung empfindlicher wird, wenn das Fahrzeug Kurven auf einer fehlerhaft gekrümmten Straße fährt.In the case of centrifugal forces, such as when cornering, absolute stress values become used, and the level detectors can be from known design be. This is preferred as it makes the facility more sensitive when that Vehicle is cornering on an incorrectly curved road.

Die beiden Pegeldetektoren können selbstverständlich so eingestellt werden, daß ihre Schaltfunktion entsprechend der Beschleunigungsrichtung bei unterschiedlichen Größen auftritt.The two level detectors can of course be set in this way be that their switching function according to the direction of acceleration at different Sizes occurs.

Dies ist im allgemeinen nicht für die Kurvenkräfte der Fall, doch zweckmäßig für die Brems- und Beschleunigungskräfte.This is generally not the case for the cornering forces, however useful for the braking and acceleration forces.

Für die Beschleunigungs- und Bremskräfte werden die Pegeldetektoren außerdem so angeordnet, daß sie im begrenzten Umfang eine Kompensation bezüglich des Gradienten einer überquerten Straße bewirken. Derartige Pegeldetektoren sind in Fig. 6 gezeigt, und sie weisen einen einfachen Pegeldetektorverstärker 39 auf, dessen Eingangssignal aus zwei Komponenten zusammengesetzt ist. Eine dieser Komponenten wird direkt über einen Widerstand 40 vom Ausgang des Pufferverstärkers erhalten, während die andere Komponente vom Pufferverstärkerausgang über eine Verstärkerschaltung 42 mit veränderbarer Verstärkung geleitet wird, deren Verstärkungsgradient von einem Kondensator 43 gesteuert wird, um bei schneller Änderung des Eingangssignals eine höhere Verstärkung zu erhalten.The level detectors are used for the acceleration and braking forces also arranged so that they compensate to a limited extent with respect to of the gradient of a crossed road. Such level detectors are shown in Fig. 6, and they comprise a simple level detector amplifier 39, whose input signal is composed of two components. One of those components is obtained directly through a resistor 40 from the output of the buffer amplifier, while the other component from the buffer amplifier output through an amplifier circuit 42 is passed with variable gain, the gain gradient of a Capacitor 43 is controlled to give a rapid change in the input signal to get higher gain.

Zwischen diese Verstärker schaltung und den Eingang des Pegeldetektors ist ein veränderbarer Widerstand 44 gelegt, um eine Einstellung des Grades der Gradientenkompensation zu ermöglichen. Im allgemeinen wird die Einstellung so gewählt, daß Gradienten bis zu 100 berücksichtigt werden, während darüber hinaus keine Kompensation erfolgt.Between this amplifier circuit and the input of the level detector is a variable resistor 44 is placed in order to adjust the degree of gradient compensation to enable. In general, the setting is chosen so that gradients up to to 100 are taken into account, while beyond that there is no compensation.

In der vorstehend beschriebenen Weise erhält man eine wirksame und zuverlässige Sicherheits- und Uberwachungseinrichtung für Fahrzeuge. Die Meßeinheit ist im Gebrauch fest am Fahrzeug und in einer im wesentlichen horizontalen Lage befestigt, wobei die Spannelementanordnungen einerseits parallel zur Längsrichtung und andererseits rechtwinklig dazu liegen. Der die Schaltung enthaltende Kasten kann an irgendeiner geeigneten Stelle befestigt werden.In the manner described above, an effective and is obtained reliable safety and monitoring device for vehicles. The unit of measurement is fixed to the vehicle in use and in a substantially horizontal position attached, the clamping element arrangements on the one hand parallel to the longitudinal direction and on the other hand are at right angles to it. The box containing the circuit can be attached at any convenient location.

In jedem der vorstehend beschriebenen Fälle kann die Empfindlichkeit des Verstärkers 28 mit veränderbarer Verstärkung von außen geändert werden, um die Gesamtempfindlichkeit der Detektorschaltungen zu verändern. Dies kann beispielsweise erwünscht sein, wenn die Scheibenwischer oder die Scheinwerfer eingeschaltet werden, was ein Hinweis darauf ist, daß vorsichtiger gefahren werden sollte, und die Einrichtung würde somit empfindlicher gemacht werden.In each of the above-described cases, the sensitivity of the variable gain amplifier 28 can be changed from the outside to the To change the overall sensitivity of the detector circuits. This can be, for example be desirable when the windshield wipers or headlights are switched on, which is an indication that more care should be taken and the facility would thus be made more sensitive.

Man erkennt, daß ein mit einer derartigen Einrichtung ausgestattetes Fahrzeug eine Aktivierung des Zählers und des zugehörigen Lautsprechers bei jeder Feststellung eines vorbestimmten Pegels entsprechend der Widerstandsdifferenz der Dehnungsmeßstreifen bewirkt. Somit wird der Fahrzeugführer bei schlechtem Fahren gewarnt, und der Fahrzeugeigentümer kann durch Ablesen des Zählers die von ihm beschäftigten Fahrer überprüfen. Für die vier Pegeldetektoren können getrennte Zähler vorgesehen werden, wenn eine derartige Überwachung gewünscht wird. Dies ist besonders zweckmäßig für Fahrübungen.It can be seen that a equipped with such a device Vehicle activation of the counter and the associated loudspeaker for each Determination of a predetermined level corresponding to the resistance difference of the Strain gauges causes. Thus, the vehicle driver becomes when driving poorly warned, and the vehicle owner can see those employed by him by reading the meter Check driver. Separate counters can be provided for the four level detectors if such monitoring is desired. This is particularly useful for driving exercises.

In den Fig. 7 und 8 ist eine beschleunigungsempfindliche Einrichtung mit zwei Betriebszuständen beschrieben.7 and 8 is an acceleration sensitive device described with two operating states.

In einem ersten Betriebszustand zeigt eine Sichtanzeige dauernd die auf die Einrichtung ausgeübte Beschleunigungsrate.In a first operating state, a visual display continuously shows the rate of acceleration exerted on the device.

In einem zweiten Betriebszustand wird die Sichtanzeige in einer Stellung festgelegt, in der die Beschleunigung der Einrichtung in dem Augenblick angezeigt wird, wenn einer Schalteranordnung innerhalb der Einrichtung ein Signal zugeführt wird.In a second operating state, the display is in one position set in which the acceleration of the facility is displayed at the moment when a signal is supplied to a switch arrangement within the device will.

Diese zweite Betriebsweise dient besonders zum Einstellen einer Sicherheits-, Warn- und/oder Überwachungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art. In diesem Fall wird das Schließen einer Schalteranordnung in der Einrichtung benutzt, um ein Signal zu erzeugen, das die Sichtanzeige in dieser Stellung festhält. Auf diese Weise kann die Beschleunigungsrate, bei der die Überwachungseinrichtung ausgelöst wird, gemessen werden, und sie läßt sich gegebenenfalls zur Auslösung bei verschiedenen gewünschten Beschleunigungsraten einstellen.This second operating mode is used in particular to set a safety, Warning and / or monitoring device of the type described above. In this Case will be closing a switch arrangement in the facility used to generate a signal that holds the display in this position. In this way, the rate of acceleration at which the monitoring device is triggered, can be measured, and it can be used to trigger if necessary set at various desired acceleration rates.

In den Figuren ist eine Einheit entsprechend Fig. 1 bis 3 über ein abgeschirmtes Kabel 11 mit der Detektoreinrichtung 50 verbunden. Die vier Dehnungsmeßstreifen liegen somit an einem Eingangswahlschalter 51, der zwei Kontakte 52 aufweist, so daß wahlweise eines der Paare von Dehnungsmeßstreifen mit der Detektorschaltung verbunden werden kann.In the figures, a unit corresponding to FIGS. 1 to 3 is over a shielded cable 11 is connected to the detector device 50. The four strain gauges are thus on an input selector switch 51, which has two contacts 52, so that optionally one of the pairs of strain gauges with the detector circuit can be connected.

Eine Abgleichsschaltung 53 dient zum Abgleich sowohl des Widerstandes (veränderbare Widerstände 54 durch Knöpfe 54a von außen einstellbar) als auch der Verstärkung (Widerstand 55), und das Ausgangssignal dieser Abgleichsschaltung wird einem getakteten Verstärker 56 zugeführt. Sein anderer Eingang wird mittels einer Spannungsteilerschaltung 57 auf der Hälfte der geregelten Versorgungsspannung gehalten. Die geregelte Versorgungsspannung wird von einer Spannungsregelschaltung 58 geliefert, die von einer Batterie 59 gespeist wird. Die Batteriespannung wird über zwei Schaltkontakte 60 geleitet, die eine stabile "Ein"-Stellung, eine "Aus"-Stellung und eine Gegebenenfalls können die beiden verschiedenen Betriebsbereiche, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, durch öffnen oder Schließen eines Bereichsschalters 70 gewählt werden, der zwischen dem Ausgang der Halteschaltung und der halbregulierten Spannungsquelle liegt und der einen der beiden parallel geschalteten Widerstände 71 zu- oder wegschaltet.A balancing circuit 53 is used to balance both the resistance (variable resistances 54 adjustable from the outside by buttons 54a) as well as the Gain (resistor 55), and the output of this equalization circuit becomes a clocked amplifier 56 is supplied. Its other entrance is by means of a Voltage divider circuit 57 held at half the regulated supply voltage. The regulated supply voltage is provided by a voltage regulating circuit 58, which is fed by a battery 59. The battery voltage is supplied via two switching contacts 60, which have a stable "on" position, an "off" position and a Possibly can use the two different operating ranges, as in this embodiment shown, can be selected by opening or closing a range switch 70, that between the output of the hold circuit and the semi-regulated voltage source and which switches one of the two resistors 71 connected in parallel on or off.

Da die beschriebene Einrichtung zur Betätigung von Sicherheits- oder Überwachungseinrichtungen dienen soll, sollte sie in der Lage sein, sehr schnelle Beschleunigungs- oder Verzögerungsraten, wie sie beispielsweise beim plötzlichen Eingriff einer Kupplung oder der Bremsen auftreten, als ungültig bzw. als Fehler festzustellen.Since the device described for operating safety or If monitoring devices are to be used, they should be able to operate very quickly Acceleration or deceleration rates, such as those in sudden Engagement of a clutch or the brakes occur as invalid or as a fault ascertain.

Zu diesem Zweck ist eine Fehlerermittlungsschaltung 72 vorgesehen, die solche unerwünschten Änderungsraten der Beschleunigung oder Verzögerung feststellt. Diese Schaltung enthält einen Verstärker 73,dessen beiden Eingänge jeweils mit dem Ausgang des getakteten Verstärkers 76 und der Halte schaltung 66 verbunden sind. Wird eine Änderungsrate der Beschleunigung entsprechend der Wahl der Schaltungswerte und der Schaltungseinstellung als unannehmbar festgestellt, so betätigt die Fehlerermittlungsschaltung eine Fehlerhalteschaltung 74, die einen Transistor 75 aktiviert, der mit dem Milliampereunstabile "Batterieprüf"-Stellung haben. In der letztgenannten Stellung ist eine Batterieprüfschaltung 61 mit dem Haupt-Milliamperemeter 62 verbunden, das normalerweise zur Anzeige der Beschleunigung in absoluten Größen dient, und das auf der Anzeigeskala einen markierten Bereich zur Anzeige des korrekten Batteriezustandes aufweist.For this purpose an error detection circuit 72 is provided, which detects such undesirable rates of change in acceleration or deceleration. This circuit contains an amplifier 73, whose two inputs each with the Output of the clocked amplifier 76 and the hold circuit 66 are connected. Becomes a rate of change of the acceleration according to the selection of the circuit values and the circuit setting is determined to be unacceptable, the fault detection circuit operates an error hold circuit 74 which activates a transistor 75 which is unstable with the milliampere "Battery check" position to have. In the latter position, a battery test circuit 61 is with the Main milliammeter 62 connected, normally used to indicate acceleration is used in absolute terms, and that a marked area on the display scale to display the correct battery status.

Der getaktete Verstärker wird über eine Anschlußleitung 63 getaktet, um eine konstante Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, wenn die Verbindung auf einen niedrigen Wert absinkt.The clocked amplifier is clocked via a connecting line 63, to maintain a constant output voltage when the connection is on a low value drops.

Die Ausgangsspannung wird mittels eines Kondensators 64 gehalten und einem als Spannungsfolger geschalteten FET-Verstärker 65 zugeführt, der einen Teil der zusammengesetzten Halteschaltung 66 bildet. Das Ausgangssignal der Halteschaltung gelangt an das Milliamperemeter 62, das die festgestellten Widerstandsabweichungen des entsprechenden Paares von Dehnungsmeßstreifen 67 in Beschleunigungseinheiten anzeigt.The output voltage is held by means of a capacitor 64 and fed to an FET amplifier 65 connected as a voltage follower, which is a part of composite hold circuit 66 forms. The output of the hold circuit reaches the milliammeter 62, which the detected resistance deviations of the corresponding pair of strain gauges 67 in units of acceleration indicates.

Das Milliamperemeter weist seine Null-Lage in der Mitte auf, so daß es außerdem Richtungsänderungen anzeigt. Die Eichung des Milliamperemeters erfolgt durch Schließen eines Eichschalters 68, auf den eine Federspannung in Richtung auf die Stellung für den normalen Betrieb der Einrichtung wirkt. Bei geschlossenem Eichschalter wird ein von außen mittels eines Knopfes 69a betätigbarer veränderbarer Widerstand 69 zur Erzielung der Eichung eingestellt.The milliammeter has its zero position in the middle, so that it also shows changes in direction. The milliammeter is calibrated by closing a calibration switch 68 on which a spring tension in the direction of the position is effective for normal operation of the facility. With the calibration switch closed becomes an externally operable variable resistor by means of a button 69a 69 set to achieve the calibration.

meter verbunden ist und einen Ausschlag über die gesamte Skala hervorruft. Gleichzeitig wird eine lichtemittierende Diode (LED) 76 in der Skalenanzeige aktiviert, um einen Fehlerzustand anzuzeigen.meter is connected and causes a deflection over the entire scale. At the same time, a light-emitting diode (LED) 76 is activated in the dial display, to indicate an error condition.

Diese Schaltung kann durch Schließen des normalerweise geöffneten, zwei Kontakte aufweisenden Schalters 77 unwirksam gemacht werden, der eine unstabile geschlossene Stellung zur Rückstellung der Schaltung nach Feststellung eines Fehlerzustandes sowie eine stabile geschlossene Stellung hat, in der die zeitweise Unwirksammachung erfolgt.This circuit can be activated by closing the normally open, two contacts having switch 77 are made ineffective, the one unstable closed position for resetting the circuit after detection of a fault condition as well as a stable closed position in which the temporary ineffectiveness he follows.

Die Fehlerhalteschaltung betätigt außerdem eine getaktete Multivibratorschaltung 77, deren Ausgang über die Leitung 63 mit dem getakteten Verstärker 56 verbunden ist. Ist dieser Verstärker durch das Ausgangs signal von der Multivibratorschaltung deaktiviert, um den angezeigten Beschleunigungswert am Milliamperemeter zu halten, wird normalerweise ein zweiter Transistor 78 aktiviert, um eine zweite lichtemittierende Diode (LED) 79 zu aktivieren, die einen verriegelten Zustand anzeigt.The fault hold circuit also operates a clocked multivibrator circuit 77, the output of which is connected to the clocked amplifier 56 via the line 63 is. Is this amplifier by the output signal from the multivibrator circuit deactivated to keep the displayed acceleration value on the milliammeter, a second transistor 78 is normally activated to emit a second light Activate diode (LED) 79, which indicates a locked state.

Wenn jedoch die Fehleranzeige-LED 75 aktiviert ist, reicht die Spannung für die zweite LED 79 nicht aus, so daß allein die LED 75 Licht abgibt. In diesem Fall wird der Multivibrator einfach als Zeitgeber benutzt, um die Schaltung in der nachstehend zu beschreibenden Weise zurückzustellen.However, if the error display LED 75 is activated, the voltage is sufficient for the second LED 79 does not go out, so that only the LED 75 emits light. In this Case becomes the multivibrator simply used as a timer to the Reset the circuit in the manner to be described below.

Der verriegelte Zustand des Multivibrators wird außerdem durch eine Eingangssignal-Detektorschaltung 80 bewirkt, die einen einfachen Steckkontakteingang 81 hat und sowohl Anstiegsals auch Abnahmesignale ermittelt. Bei jeder Feststellung eines Signals wird sowohl ein Lautsprecher 82 betätigt, als auch die Verriegelungsfunktion vom Multivibrator ausgelöst.The locked state of the multivibrator is also activated by a Input signal detector circuit 80 causes a simple plug contact input 81 and detected both increase and decrease signals. With every finding of a signal, a loudspeaker 82 is actuated as well as the locking function triggered by the multivibrator.

Diese hält für eine Zeitspanne von etwa 8 Sekunden. Wenn die Eingangssignal-Detektorschaltung den Multivibrator aktiviert, gibt die Fehler-LED 75 kein Licht ab, und daher leuchtet die LED 79.This lasts for a period of about 8 seconds. When the input signal detection circuit activates the multivibrator, the error LED 75 does not emit any light and therefore lights up the LED 79.

Im Gebrauch kann eine Uberwachungs- oder Sicherheitseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art oder eine unter Verwendung von Quecksilberröhren, Pendeln o.ä. arbeitende Einrichtung mittels Steckkontakten mit dem Eingang der Signaldetektorschaltung verbunden werden. Die Einstellung der Schaltung kann dann durch Fahren des Fahrzeugs, in dem sie untergebracht ist, oder durch Erzeugung von simulierten Fahrzuständen erfolgen. Zu diesem Zweck muß selbstverständlich die mit der beschriebenen Einstelleinrichtung verbundene Einheit in geeigneter Weise im Fahrzeug befestigt werden.In use, a monitoring or security device of the type described above or one using mercury tubes, pendulums or similar working device by means of plug contacts with the input of the signal detector circuit get connected. The setting of the circuit can then be done by driving the vehicle, in which it is housed, or by generating simulated driving conditions take place. For this purpose, of course, with the adjustment device described connected unit are fastened in a suitable manner in the vehicle.

Bei jeder Auslösung der Sicherheits- oder Uberwachungseinrichtung wird das Milliamperemeter verriegelt, und die Beschleunigung, bei der diese Auslösung erfolgte, kann abgelesen werden. Ist der abgelesene Wert unerwünscht, kann die Sicherheitseinrichtung verstellt und der Versuch wiederholt werden.Each time the safety or monitoring device is triggered the milliammeter is locked, and the acceleration at which this tripping can be read off. If the reading is undesirable, the safety device adjusted and the attempt repeated.

Man erkennt, daß getrennte Versuche für Bremsungen, Beschleunigungen und Kurvenfahrten in jeder der beiden möglichen Richtungen erforderlich sind.It can be seen that separate attempts for braking and acceleration and cornering are required in either of the two possible directions.

Selbstverständlich sind weitere Abwandlungen der Erfindung möglich, und insbesondere kann die Einheit gemäß Fig. 1 bis 3 in einem Gehäuse oder einem Kasten mit der Detektor schaltung untergebracht werden, was insbesondere für Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen bevorzugt wird.Of course, further modifications of the invention are possible, and in particular the unit according to FIGS. 1 to 3 can be in a housing or in a Box with the detector circuit, which is particularly important for safety and monitoring equipment is preferred.

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Claims

Acceleration-sensitive device claims acceleration-sensitive Device characterized by a substantially rigid clamping element which is cantilevered with one end attached to a bracket and is transverse to the direction the acceleration to be determined extends by at least one on the clamping element attached electrical or electronic voltage sensor to which when accelerating a tension acts on the bracket, and through a tension connected to the tension sensor Detector circuit for generation of an output signal as a function of from the voltage determined by the voltage sensor.

2. Device according to claim 1, characterized in that the clamping element consists of a flat piece of spring steel.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the free end of the clamping element is loaded with a weight and that the Tension sensor is located between the weight and the bracket.

4. Device according to claim 3, characterized in that the weight is immersed in a movement damping liquid.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the tension sensor is a strain gauge.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that in each case a voltage sensor on exactly opposite surfaces of the clamping element attached and that the detector circuit has voltages in both Determines directions of movement of the clamping element.

7. Device according to claim 6, characterized in that the voltages the opposite directions can be determined separately.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized by two clamping elements for measuring stresses in perpendicular directions.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized by Stops to limit the movements of the free generated by the stresses End of the clamping element.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the detector circuit at a predetermined, preferably adjustable acceleration value triggers a switching function.

11. Device according to claim 10, characterized in that by the switching function an audible and / or visible warning signal can be triggered.

12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that that a counter and / or a recording device can be activated by the switching function is.

13. Device according to one of claims 6 to 8 and one of the claims 10 to 12, characterized in that a separate level detector has a switching function differently directed with respect to the one or more tensioning elements Causes tension.

14. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the detector circuit continuously generates an output signal that is a visible Display or a writer or printer can be fed.

15. Device according to claim 14, characterized in that the visible display is a milliammeter calibrated in acceleration units.

16. The device according to claim 15, characterized in that the Milliammeter has a zero position in the middle of the scale and indicates the direction of tension.

17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that that the output signal of the detector circuit at a value corresponding to one of the Detector circuit supplied input signal can be held.

18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized by an error circuit to display an error condition when Acceleration changes at a predetermined high rate.