DE1539185C - Elektronische Messvorrichtung fur Kraftfahrzeuge zum wahlweisen Bestimmen der Zündverteilung der Brennkraftmaschi ne und der Unwucht der Rader - Google Patents
Elektronische Messvorrichtung fur Kraftfahrzeuge zum wahlweisen Bestimmen der Zündverteilung der Brennkraftmaschi ne und der Unwucht der RaderInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum wahlweisen
Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaschine und der Unwucht der Räder mit je
einer Sonde zum Aufnehmen der Zündimpulse und der durch die Unwucht erzeugten mechanischen Impulse,
einer Stroboskoplampe und einem für beide Meßvorgänge gemeinsamen Meßinstrument.
Es sind derzeit Vorrichtungen bekannt, durch die lediglich die Zündeinstellung eines Kraftfahrzeuges
überprüft werden kann. Diese bestehen hauptsächlich aus einer Sonde zur Aufnahme und Übertragung der
Zühdimpulse, einem Verstärker gegebenenfalls mit wahlweise zuschaltbarer Verzögerungsstufe, einem
Zeigerinstrument zur Messung der Zündverteilung und einer durch einen elektronischen Unterbrecher
gesteuerten Stroboskoplampe. Mit diesen Vorrichtungen werden durch das synchron mit der Motordrehzahl
erfolgende Aufleuchten der Stroboskoplampe die die Zündverstellung betreffenden Markierungen
sichtbar gemacht und durch das Meßinstrument die Grade der Phasenverschiebung der Zündung abgelesen.
Andererseits sind auch Vorrichtungen bekannt, die lediglich zum Bestimmen der Unwucht und deren
Lage bei umlaufenden Körpern dienen. Diese bestehen hauptsächlich ebenfalls aus einer Sonde zur Abnähme
der von den sich drehenden Rädern erzeugten mechanischen Schwingungen, einem Meßinstrument
zur Messung der Größe der Unwucht, einem Verstärker, einem Stromunterbrecher sowie einer Stroboskoplampe
durch die die Lage der Unwucht und deshalb
ίο auch die Stelle, auf welche die Ausgleichmassen angebracht
werden müssen, bestimmt wird. Diese Vorrichtungen besitzen gegebenenfalls eigene Antriebsquellen, durch die die zu überprüfenden Räder in
Drehung versetzt werden können, wobei Laufrollen vorgesehen sind, die mit den Reifen des anzutreibenden
Rades in Berührung gebracht werden.
Die Anwendungseigenschaften dieser Vorrichtungen sind jedoch durch die Tatsache, daß für jeden der
genannten Meßvorgänge getrennte Einrichtungen verwendet werden müssen, sehr beschränkt und die
Durchführung beider Messungen benötigt viel Zeit und wird durch die Notwendigkeit zweier Einrichtungen
kostspieliger gemacht. .' Es ist zwar ein Gerät für die Messung von ver- *-"
schiedenen Größen, unter anderem auch für die '* Überprüfung der Zündverstellung und der Unwucht
von Rädern bekannt, das im wesentlichen aus einem Elektronenstrahloszillograph besteht, welchem über
, eine Sonde elektrische Impulse zugeführt werden, die auf einem Bildschirm in ihrem zeitlichen Verlauf ersichtlich
sind. Die Impulse werden einerseits durch Induktion von den Zündimpulsen der Brennkraftmaschine
aufgenommen und andererseits aus den entsprechend umgewandelten mechanischen Schwingungen
der nicht ausgewuchteten Räder gebildet. Bei einer solchen Einrichtung kann jedoch der als Anzeigeinstrument
verwendete Oszillograph keine genauen Meßwerte geben, da diese direkt am Bildschirm abgelesen
werden müssen, und es ist auch nicht möglich, bei Messungen der Unwucht von Rädern, die Lokalisierung
der Unwuchtstelle zu bestimmen, da der Oszillograph nur ihre ungefähre Größe anzeigt. Ferner
ist es bei dieser Einrichtung nur möglich, den Schließwinkel des Unterbrecherkontaktes zu messen
bzw. darzustellen und nicht, auch den Zündverstellwinkel zu ermitteln.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Meßvorrichtung zu schaffen, die allein sowohl zum
Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaschine als auch der Unwucht der Räder bei Kraftfahrzeugen
geeignet ist und nicht nur die Wertgröße der Zündverstellung und der Unwucht, sondern auch
die Lage der Unwucht einfach und in rascher Weise angibt und ferner mit einer Materialeinsparung, mit
im wesentlichen geringen Abmessungen und mit niedrigen Gesamtgestehungskosen hergestellt werden
kann.
Ein Vorteil liegt hierbei in der Schaffung einer Meßvorrichtung mit gesonderten Stromkreisen, durch
die es möglich ist, ein einziges, zur Messung zweier wesensverschiedener Größen geeignetes Meßinstrument
bei der Meßvorrichtung zu verwenden.
Diese Aufgabe wird bei einer elektronischen Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Umschalter für beide Meßvorgänge, ein Verstärker
mit einer einstellbaren Verzögerungsstufe für das Bestimmen der Zündverstellung, ein Verstärker für das
Bestimmen der Unwucht und für beide Meßvorgänge gemeinsam neben dem als Zeigermeßinstrument mit
doppelter Skala ausgebildeten Meßinstrument eine Stroboskoplampe mit einem elektronischen Unterbrecher
vorgesehen sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung.sind der nachfolgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Meßvdfrrichtung zu entnehmen,
die beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt ist; in diesen stellt dar:
F i g. 1 ein Blockschema einer bekannten elektronischen
Meßvorrichtung zum Bestimmen der Unwucht der Räder,
F i g. 2 ein Blockschema einer bekannten elektronischen Meßvorrichtung zur Messung der Zündverstellung
von Motoren,
F i g. 3 ein Blockschema der elektronischen Meßvorrichtung gemäß der Erfindung,
F i g. 4 ein elektrisches Schaltschema der elektronischen Meßvorfichtung gemäß der Erfindung.
Das Schema gemäß F i g. 1 zeigt die Sonde A zur
Ermittlung der von den Rädern von Kraftfahrzeugen bei ihrer Drehung erzeugten mechanischen Schwingungen.
Diese auch in F i g. 4 dargestellte Sonde besteht im allgemeinen aus zwei in Reihe geschalteten
und auf einen Eisenkern aufgewickelten Spulen und aus zwei Magneten, die auf einem Schwingarm montiert
und bei den Spulen derart angeordnet sind, daß in diesen ein zu den Schwingungen des vorerwähnten
Armes proportionaler Strom induziert wird. Der Schwingarm wird in bekannter Weise dem Kraftfahrzeug
in der Nähe des auszuwuchtenden Rades gewöhnlich mittels eines Außenmagneten zugeordnet.
Die Sonde A wird elektrisch an den Eingang eines mehrstufigen Verstärkers 1 angeschlossen, dem auch
das Meßinstrument 2 zugeordnet ist.
Der Ausgang des Verstärkers 1 ist an einen gewöhnlich
durch ein Thyratron gebildeten elektronischen Unterbrecher 3 angeschlossen, der seinerseits
eine Stroboskoplampe 4 über einen Steuerstromkreis 5 steuert, welcher normalerweise aus einem
Aufwärtsspartransformator besteht.
Die F i g. 2, welche ein Blockschema einer an sich bekannten elektronischen Vorrichtung für die Messung
der Zündverstellungen von Motoren zeigt, weist eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Schema gemäß
F i g. 1 auf.
In dieser Vorrichtung wird eine Sonde B verwendet (auch in F i g. 4 gezeigt), welche aus einem Reduziertransformator
besteht, dessen Primärwicklung direkt in Reihenschaltung mit dem Kabel einer Zündkerze
des Motors liegt. Jedesmal, wenn auf der Kerze ein Funke überspringt, wird von der Sekundärwicklung
ein elektrischer Impuls abgenommen und an den verbleibenden Teil der Vorrichtung weitergeleitet.
Genauer ist der Ausgang der Sonde B mit einem Zweistellenschalter 6 verbunden, welcher, je nach
seiner Schaltstellung, die Impulse dem elektronischen Unterbrecher 3 (analog dein der Vorrichtung gemäß
Fig. 1) direkt oder über einen elektronischen Verzögerungsstromkreis
7, der einem Meßinstrument 8 zugeordnet ist, zuführt. Auch in der Vorrichtung gemäß
Fig. 2 steuert der. elektronische Unterbrecher 3
in gleicher Weise wie der gemäß F i g. 1 über einen Steuerstromkreis 5 eine Stroboskoplampe 4.
Die im Blockschema gemäß F i g. 3 dargestellte elektronische Vorrichtung besteht aus den beiden
oben beschriebenen Sonden A und B, die alternativ, je nach der Art der Messung, die vorgenommen werden
soll, an einen Dreiweg-Umschalter 9 angeschlossen werden, welcher die durch die Sonden abgenommenen
Impulse dem elektronischen Unterbercher 3 entweder über eine direkte Verbindung 10 oder über
einen elektronischen Verzögerungsstromkreis T oder über einen Verstärkerstromkreis Γ zuführt. Den
Stromkreisen T und Γ ist außerdem ein Meßinstrument 11 mit doppelter Skala zugeordnet. Wie bei den
ίο vorhergehenden Schemen.steuert auch beim Schema
gemäß F i g. 3 der elektronische Unterbrecher 3 über einen Steuerstromkreis 5 eine Stroboskoplampe 4.
Mit der in Fig. 3 dargestellten Anordnung erhält man eine Vorrichtung, mit welcher sowohl der Wert
der Zündverstellungen von Motoren als auch das Ausmaß der Unwucht der Räder ermittelt werden
kann. Wenn sich der Umschalter in der Stellung 9' befindet und man eine Sonde B verwendet, so kann
man überprüfen, ob die Zündphase den von der Erzeugerfirma festgelegten Werten entspricht; wenn
sich der Umschalter 9 in der Stellung 9" befindet und man ebenfalls eine Sonde B verwendet, so ist es möglich,
wenn man in der später beschriebenen Weise das Regelorgan des Verzögerungsstromkreises T betätigt,
die Zündverstellungsgrade abzulesen! Schließlich ist '·
es möglich, wenn sich der Umschalter 9 in der Stellung 9'" befindet und man eine Sonde A verwendet,
die Auswuchtung der Räder durchzuführen.
Im Schaltschema gemäß F i g. 4 sind die verschiedenen
Abschnitte, welche die in F i g. 3 als Blockschema dargestellte Vorrichtung bilden, detailliert
dargestellt. Gemäß dem Schaltschema besteht der Verzögerungsstromkreis T aus zwei Doppelröhren
V 1 und Vl, wobei der Teil V 1 α der Röhre V 1 als
Diode geschaltet ist. Der Umschalter 9 besitzt normalerweise sechs Schaltwege 9 a, 9 b, 9 c, 9d, 9 e, 9/.
Die von der Sonde B gelieferten Impulse werden, wenn die Sonde mit einem Koaxialkabel bei 12 an
den Eingangskreis angeschlossen ist, von dem in Stellung 9' befindlichen Umschalter 9 zum Röhrenteil
VVa geführt, wo sie gleichgerichtet werden. Über
den Weg 9 b des Umschalters 9 gelangen die Impulse sodann über die Verbindung 10 zum elektronischen
Unterbrecher 3, der aus einer als Thyratron bekanriten Elektronenröhre besteht, der mit dem Aufwärtsspar-Transformator
S in Reihe geschaltet ist, dessen Sekundärseite parallel zur Steuerstrecke der Stroboskoplampe
4 liegt. Wenn sich der Umschalter 9 in der Stellung 9" befindet und man ebenfalls die Sonde B
verwendet, so ist der Stromkreis derart geschaltet, daß die von der Kathode von des Röhrenteils KIa
abgenommenen Impulse dem Kreis der Röhre V 1 zugeführt werden, deren beide Teile Vla und VIb
derart geschaltet sind, daß eine elektronische Impulsverzögerung
erhalten wird, deren Zeit mittels Steuerung durch das Doppelpotentiometer 13 regelbar ist
(das Doppelpotentiometer besteht aus zwei regelbaren Widerständen 13« und Mb). Das Potentiometer
14 an der Kathode der Röhre Vl dient dazu, den Arbeitspunkt
des zugehörigen Kreises zu regeln und um zu vermeiden, daß letzterer automatisch schwingt, da
der Kreis im wesentlichen als monostabiler Multivibrator
geschaltet ist. Die von der Verzögerungsstufe verzögerten Impulse gelangen sodann von der Anode
des Röhrenteils VIa zum Gitter des Röhrenteils
VIb, wo sie verstärkt und über die Verbindung dem
Thyratron V 5 zugeführt werden. Von der Kathode des Röhrenteils VIb werden die Impulse abgenom-
5 6
men und einem als Zeigermeßinstrument ausgebilde- diese Weise jedesmal dann einen Stroboskopblitz,
ten Meßinstrument 11 mit einer Gradskala (beispiels- wenn ein Impuls an das Gitter des Thyratrons VS geweise
mit Endskala gleich 60 ) zugeführt, dessen Ein- langt.
regelung durch das im Kathodenstromkreis der End- Das Schema gemäß Fig. 4 zeigt auch einen Transstufe Vl b des Verzögerungsstromkreises T liegenden 5 formator 18. Die verschiedenen Heizleitungen der
Meßvviderstand 15 erfolgt. Das Meßinstrument 11 Röhren sind der besseren Übersicht halber beim
wird bei diesem Meßvorgang durch^den Umschalter 9 Transformator zusammengefaßt (diese Leitungen
in Stellung.9' parallel zu dem Mgßwiderstand 15 ge- sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie die
schaltet. Mit dem resultierenden Stromkreis ist es dazugehörigen Röhren).
möglich, die Zündung der Stroboskoplampe in bezug io In der Folge wird die Arbeitsweise der Vorrichtung
auf den Zündzeitpunkt der Motorkerze zu verzögern nach der Erfindung beschrieben,
und die Größe dieser Verzögerung zu messen, indem Zum Zwecke der Kontrolle der Zündphase von
man das Doppelpotentiometer 13 in der später be- Motoren wird die Sonde B bei 12 angeschlossen und
schriebenen Weise verstellt. . der Umschalter 9 in die Stellung. 9'gedreht (die Son-
De.r die Verwendung der Meßyorrichtung zum 15 de D wird in Reihe mit einer Zündkerze des Motors
Auswuchten der Räder betreffende Abschnitt ί' be- geschaltet). Bei laufendem Motor erhält man jedessteht
aus 2 Röhren V 3 und V 4, wobei die zweite da- mal dann, wenn die Kerze zündet, einen Impuls, der,
von zwei Systeme V4a und V4 b aufweist, welche in zweckmäßiger Weise umgewandelt, das Thyratron
derart verbunden sind, daß sie einen dreistufigen VS steuert, welches seinerseits die Stroboskop-/?C-Kaskadenverstärker
bilden. Dieser Abschnitt Γ 2o lampe 4 aufleuchten läßt. Letztere läßt die Riemenwird
eingesetzt, indem man den Umschalter 9 in die scheibe des Motors stillstehend erscheinen und er-Stellung
9'" dreht und man an Stelle der Sonde B möglicht es somit, den Abstand zwischen der auf der
eine Sonde A verwendet, die ebenfalls . mit einem Riemenscheibe befindlichen Kerbe und der Kerbe auf
Koaxialkabel angeschlossen wird. Die von dieser dem Motorblock zu kontrollieren. Dieser Abstand
Soiiäe kommenden Impulse werden durch den Ver- 25 gibt die Zündverstellung an. Zur genauen Messung*',
stärker Γ zuerst gleichgerichtet und sodann verstärkt. der Zündverstellung in Graden wird der Umschal-Am
Ausgang des Abschnittes Γ sind diese Impulse - ter9 in die Stellung 9" gebracht. Auf diese Weise
daher in der Lage, über den Weg 9/ des Umschal- sind die Abschnitte VIh. VIa lind K 1 ό mit den
te rs 9 (in Stellung 9'") das Thyratron V S zu steuern, dazugehörigen Kreisen sowie das Meßinstrument 11
-welches wie oben beschrieben die Stroboskoplampe 4 30 eingeschaltet. Durch Betätigung des als Kolimator
in Tätigkeit setzt.,An das Eingangsgitter des Teiles arbeitenden Potentiometers 13 ist es möglich, die
V4b der Röhre V4 ist weiterhin über die Wege 9c, Zündung des Stroboskopblitzes in bezug auf die Zün-9i/
und 9 c des Umschalters 9 das Meßinstrument 11 dung der Kerzen zu verzögern, so daß man bei der
angeschlossen, das somit parallel zum Teil 16 des langsamen Verstellung des Potentiometers eine ent-Gittcrableitvviderstandes
der Endstufe V4b des Ver- 35 sprechende Verstellung der Kerbe der Riemenscheibe
stärkeis Y angeordnet ist. Das Meßinstrument mißt beobachten kann. Wenn sodann diese Kerbe mit der
auf einer zweiten, beispielsweise in Gramm oder in ortsfesten Kerbe zusammenfällt, zeigt das Instrument
Unwuchtzonen unterteilten Skala die Größe der von 11 in Graden die Zündverstellung des Motors an.
der Sonde A ankommenden Impulse. Man kann auf Wenn man auf diese Weise die Verzögerung regelt,
diese Weise das Ausmaß der Unwucht des Rades be- 40 ist es möglich, künstlich die Zündverzögerung des
stimmen, während die Lampe sichtbar die Unwucht- Motors zu anullieren, und zwar auch dann, wenn der
zone anzeigt, wie später deutlicher beschrieben wird. Motor mit hoher Drehzahl läuft und die automati-Die
Einregelung des Instrumentes 11 in bezug auf die sehen Regeleinrichtungen eingreifen. Auf diese Weise
'Ausvvuchtung der Räder erfolgt mittels eines Poten- wird eine exakte Einstellung begünstigt,
tiometers 16. 45 Für die Auswuchtung wird die Sonde A an den
tiometers 16. 45 Für die Auswuchtung wird die Sonde A an den
Der Stromversorgungsteil besteht aus einem her- Aufhängungen oder an der Karosserie in der Nähe
kömmlichen Stromkreis mit Zweiweggleichrichtung des auszuwuchtenden Rades angeordnet und der Um-
mittels einer Doppeldiode V 6 und Stabilisierungsgas- schalter 9 in die Stellung 9'" gebracht. Sodann wird
röhre Vl mit- geeigneten Glättungs-Elektrolytkon- auf dem Rad ein Bezugszeichen angebracht und das
dcnsatoren. ~ .50 Rad wird mit dem Kraftfahrzeugmotor oder mit
Von einer Diode D 1 wird eine negative Spannung einem geeigneten Antriebsmotor (nicht dargestellt) in
geliefert, welche dazu dient, die Stroboskoplampe 4 Drehung gesetzt. Die Unwucht des Rades erzeugt
zu speisen, während es das Potentiometer 17, welches Schwingungen auf der Karosserie, welche durch die
an die Kathode der Gasröhre V 7 angeschlossen ist, Sonde A in elektrische Impulse verwandelt werden,
ermöglicht, die negative Polarisierung auf dem Gitter 55 Letztere setzen nach entsprechender Verstärkung
des Thyratrons V 5 zu regeln, um dessen Zündung in durch die Röhren V 3 und V 4 das Anzeigeinstru-
Ruhesteliung zu verhindern. ment 11, wie oben beschrieben, von welchem die
Das Thyratron V 5 ist also auf den normalen nicht- Größe der Schwingungen abgelesen werden kann,
leitenden Zustand festgelegt, so daß es, sobald an und die Stroboskoplampe 4, welche in einem be-
sein Gitter positive Steuerimpulse gelangen, rasch in 60 stimmten Punkt die Beobachtung des Bezugszeichens
den Leitzusland gebracht wird und den Anoden- ermöglicht, in Betrieb. Nun wird das Rad angehalten
Stromkreis an Masse legt. Dadurch wird der Spar- und derart angeordnet, daß das Bezugszeichen in der-
transformator 5 von Strom durchflossen und da seine selben Stellung liegt, die mit dem Stroboskopblitz
durch eine hohe Windungszahl gebildete Sekundär- beobachtet wurde. Es wird nun auf das Rad ein.Ge-
seite mit dem Cutter der Strpboskoplampe 4 verbun- 63 wicht^entsprechend der Anzeige auf dem Instrument
den ist, wird eine Ionisierung des Gases und somit die- 11 an einer Stelle diametral gegenüber der in der bei
Bildung eines Lichtbogens zwischen den beiden Elek- der Sonde A liegenden Stelle angebracht.",
troden der Lampe 4 herbeigeführt. Man erhält auf Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die
I 539
vorliegende elektronische Mcöxorrichtung in äußerst
praktischer Weise verwendbar is! und eine bedeutende
Materialeinsparung in bezug auf die bekannten Vorrichtungen ermöglicht. Die Meßvorrichtung erfordert
bei im Vergleich zu den bisher bekannten Meßvorrichtungen eieicher Leistun« einen wesentlich
einfacheren Stromkreis. Bisher ware#''-für die vorerwähnten
Zwecke immer zwei getrennte Meßvorrichtungen erforderlich, von denen jede aus einem eigenen
Schaltkreis mit Stroboskoplampe und den dazugehörenden Steuerungsorganen bestand.
Die gesamte Meßvorrichtung wird mit nur einem einzigen Meßinstrument in einem einzigen Gehäuse
untergebracht, wodurch ebenfalls bedeutende Kosteneinsparungen im Vergleich zu den bekannten.
Einrichtungen erzielt werden.
Die Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und variiert werden. So können beispielsweise die
Röhren durch Transistoren ersetzt werden und der Verstärkeranteil kann mit beliebig vielen Stufen ausgebildet
sein, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 651/152
Claims (3)
1. Elektronische Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge
zum wahlweisen Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaschine und der Unwucht
der Räder mit je einer Sonde zum Aufnehmen der Zündimpulse und der durdh die Unwucht
erzeugten mechanischen Impulse^ einer Stroboskoplampe und einem für beide Meßvorgänge gemeinsamen
Meßinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (9) für
beide Meßyorgänge, ein Verstärker (7') mit einer: einstellbaren Verzögerungsstufe für das Bestimmen
der Zündverstellung, ein Verstärker (Γ) für das Bestimmen der Unwucht und für beide Meßvorgänge
gemeinsam neben dem als Zeigermeßinstrument mit doppelter Skala ausgebildeten Meßinstrument (11) eine Stroboskoplampe (4) mit
einem elektronischen Unterbrecher (3) vorgesehen sind.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeigerinstrument (11)
zum Umschalten von der Bestimmung der Zündverstellung auf die Bestimmung der Unwucht
zweipolig derart umschaltbar ist, daß es für die Bestimmung der Zündverstellung parallel zu
einem im Kathodenstronjkreis der Endstufe (VIb) des zugehörigen Verstärkers (7') liegen-.
den Meßwiderstand (15) und für die Bestimmung der Unwucht parallel zu einem Teil (16) des Gitterabgleitwiderstandes
der Endstufe (V 4 b) des zugehörigen Verstärkers (Γ) angeordnet ist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Unterbrecher
für die Stroboskoplampe aus der Reihenschaltung eines von den Signalen beider Sonden
geschalteten Thyratrons (3) und eines Spartransformators (5) besteht, dessen Sekundärseite parallel
zur Steuerstrecke der Stroboskoplampe (4) liegt.
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