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Vorrichtung zur wählbaren Verzögerung von zum Anlassen der Zeitbasis eines
Kathodenstrahlindikators dienenden Synchronisierungsitnpulsen
Die vorliegende Erfindung betrifft Kathoden- stDahlröhrenindikatoren, welche zur Aufzeich- nung oder Messung von periodisch sich wieder- holenden Vorgängen, z. B. des Druckes im Zy- linder eines Wärmemotors, des Venti1hubes u. dgl. verwendet werden. Der Erfindungsgegenstand be- zieht'sich insbesondere auf Indikatoren, bei denen mit'einer elektrischen Messmethode gearbeitet wird.
Bei einer solchen Messung ist die voll- kommene Synchronisierung des am Schirm einer
Braunschen Röhre hervorgerufenen Bildes mit dem'gemessenen Vorgang notwendig, um die richtige Unterbringung'des wiederholten Vorgan- ges und dadurch die Bildung eines stationären
Bildes am Schirm zu erzielen. Die Sync'hronisie- rung erfolgt durch Anlassen der sogenannten Zeitbasis vom Motor aus, u. zw. entweder durch mechanische Kontakte, oder durch Impulse, die von einer am freien Ende der Welle des untersuchten Motors angebrachten Abnehmervorrich- tung abgegeben werden.
Um am Schirm bloss einen gewissen Teil des gesamten periodischen Vorganges im gewünschten Zeitmassstab, oder in der Winkelbahn der JKurbelwelle aufzeichnen zu können, ist, es notwendig den Augenblick, in dem die Zeitbasis angelassen wird, d. h. den Augenblick, in dem der Kathodenstrahl den Schirm der Kathodenstrahlröhre überstreicht, im Bereich von 00 bis 3600, bzw. 7200 der Kurbelwellenbahn auch beim laufenden Motor umstellen zu können.
Diese Aufgabe wurde bisher mechanisch durch Verschiebung'der erwähnten mechanischen Kontakte, bzw. durch Uml9tellung, des elektromagne- tischen Abnehmers gelöst. Hi. ez, u ist aber eine direkte Verbindung mit der untersuchten Maschine notwendig, wobei die betreffende Vorrichtung an das freie Ende der Kurbelwelle, oder an eine andere, mit der Kurbelwelle verbundene Welle. der untersuchten Maschine aufmontiert werden muss. Der Anschluss der Abnehmervor- richtung : an den Motor benötigt eine besondere Anpassung des Wellenendes und kostspielige Verbindungselemente, um eine genaue Zentrierung an der Welle zu erzielen.
Eine solche Vorbereitung erfordert viel Zeit, sogar einige Tage, während die eigentliche Messung in einer verhältnismässig kurzen Zeit durchgeführt werden kann. Bei Vier- takt-Verbrennungsmotoren muss die Synchroni- s1erungsvorrichtung an einer Nocken- oder ähnlichen Welle mit der halben Drehzahl angebracht werden. Dies erfordert weitere komplizierte Vorbereitung, en, die oft wegen der Unzugänglichkeit des Wellenendes nur schwer ausführbar sind.
Ausserdem sind zur eigentlichen Durchführung der Messung bisher mindestens zwei Personen notwendig, die sich während des Motorlaufes miteinander verständilgen müssen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden (DRP 856657) das Problem durch elektronische Mittel zu lösen, indem durch eine mit dem Messvorgang synchronisierte Zeitablenkspannung eine Elektronenröhre übersteuert wird, deren Ausgangsspannung an den Zeltablenkplatten der Strahlrohr liegt, und deren Arbeitspunkt geändert wird. Eine solche Einrichtung weist jedoch gewisse Schwierigkeiten im Betriebe auf, da ihre Funktion stark von der Wertkonstanz ihrer Schaltelemente ab- hängt.
Alle diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, gemäss der eine Vorrichtung zur wählbaren Verzögerung von zum Anlassen der Zeitbasis eines Kathodenstrahlindi-
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der Aufzeichnung oder Messung von periodisch sich wiederholenden Vorgängen an Motoren mittels eines elektronischen Verzögerers, dadurch gekennzeichnet ist, dass der elektronische Verzö- gerer, aus einem monostabilen Röhrenverzögerungskreis besteht, über welchen der lan sich bekannte, in der Nähe eines rotierenden Teiles des zu untersuchenden Motors angeordnete Impuls-
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schematisch ein Ausführungsbeispiel der Anordnung des Kathodenstrahlindikators mit der Ver-
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Be-standteilen gemäss der Erfindung dar.
Fig. 2 zeigt die eigentliche elektrische Impulsverzögerungsschaltung auf elektronischem Prinzip.
In Fig. 1 bezeichnet Meinen Viertakt-Dieselmotor mit der Einspritzdüse N, deren periodische Nadelbewegung durch den Kathodenstrahlindikator vermerkt werden soll, B ist eine Braunsche Röhre, E der elektrische Impulsverzögerer, Z die Zeitbasis, S der als Ausführungsbeispiel dargestellte elektromagnetische Abnehmer, es kann jedoch auch ein anderes, die notwendigen elektrischen Impulse abgebendes Abnehmersystem verwendet werden. Die übrigen mit 0, P, Rund T bezeichneten Einzelheiten der Anordnung stellen bloss übliche Hilfsvorrichtungen, wie den Oszillator, den Begrenzer, Diskriminator und Verstärker dar. Sie sind aufeinanderfolgend geschaltet und werden weiter nicht näher erklärt, da sie das Wesen der Erfindung nicht betreffen.
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elektromagnetische Abnehmer S angeschlossen.
Dieser besteht aus einem Elektromagnet 3, wel-
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stigten Spitze 2 angeordnet ist. Die Wicklung des Elektromagneten ist an die Klemmen a, b des elektrischen Verzögerers E angeschlossen, dessen Schaltbild in Fig. 2 dargestellt ist. Der Verzögerer wird durch die Kabelklemmen c, d über die an sich bekannte Zeitbasisschaltung Z an die horizontalen Ablenkplatten der Braunschen Röhre B angeschlossen. An die Einspritzdüse N bei dem im Schnitt dargestellten Zylinder ist ein kapazitiver Abnehmer K angeschlossen, welcher über den Oszillator 0, Begrenzer P, Diskriminator R und Verstärker T mit den vertikalen Ablenkplatten der Braunschen Röhre verbunden ist. Die gestrichelt abgegrenzte Vorrichtung bildet eine, in einem Gehäuse eingebaute Einheit, die leicht übertragen werden kann.
Das Schaltbild des elektrischen, bzw. elektronischen Verzögerers der Synchronisierungsimpulse ist in Fig. 2 dargestellt. Im Augenblick, in dem die Spitze 2 am Schwungrad des laufenden Motors am Pol des Elektromagneten vorbeistreicht, wird. in der Wicklung des Elektromagneten Strom induziert, der als Impuls über die Leitung den Klemmen a, b des Verzögerers zugeführt wird.
Ober den Kondensator Cl gelangen die elektrischen Impulse an das Gitter der Röhre E, wel- che sie verstärkt und derart gleichrichtet, dass an der Anode dieser Röhre bloss positive Impulse vorkommen. Diese Impulse wirken auf den durch die Doppeltriode E gebildeten monostabilen Auslösekreis ein. Das Röhrensystem II, an dessen Gitter keine Vorspannung liegt, lässt einen ziemlich hohen Strom durch, denn die Röhre ist ge- öffnet. Der durch die Röhre fliessende Strom bildet am Widerstand R7 eine Spannung, die das System l dieser Röhre sperrt. Aber der von der Röhre EI über den Kondensator Ca dem Gitter des Systems I der Röhre E zugeführte positive Impuls öffnet nun dieses System, durch welches Strom zu fliessen beginnt.
Die nun dem Gitter des Systems II über den Kondensator C4 zugeführte, herabgesetzte Anodenspannung des Systems I sperrt nun das System /, welches solange gesperrt bleibt, solange die negative Ladung am Kondensator C4, der sich über die Widerstände Rw RI11 entladet, währt. Die Dauer der Entla- dungsperiode kann durch die Änderung des Wertes der Zeitkonstante C., des Entladungskreises, d. h. durch die Wahl des Kondensators C4 mittels des Schalters L und des Wertes des ver- änderlichen Widerstandes o eingestellt werden.
Im Falle, dass die Zeitkonstante des Kreises C4RIO länger eingestellt wird als die Dauer einer Umdrehung des untersuchten Motors ist, ist im Zeitpunkt des Einlangens des weiteren Impulses während der zweiten Umdrehung der Maschine das System II, der Röhre E2 noch geschlossen, während das System der ersten Röhre EI geöffnet ist. Infolgedessen kann der von der Röhre EI ausgehende Impuls die Funktion der Röhre E2 nicht beeinflussen. In diesem Falle bleibt der Verzögerer E bei jedem zweiten Impuls ohne Reaktion und die Zeitbasis wird nicht angelassen ; hiemit wirkt der Verzögerer automatisch als Impulsteiler und behält auch weiters die Funktion eines Verzögerers im Bereich von 360C bis 7200.
Bei Verminderung der negativen Vorspannung am Gitter des Systems II öffnet sich diese Röhre wieder und an ihrer Anode entsteht ein negativer Impuls, welcher durch den Kreis C5, RI2 differenziert und durch die Röhre E gleicherichtet und verstärkt wird. Von der Anode dieser Röhre gelangt dann ein positiver Impuls in die Zeitbasis, die dadurch in Tätigkeit gesetzt wird und der Kathodenstrahl streicht über den Schirm der Braunschen Röhre. Der elektrische Impuls gelangt also an die Kabelklemmen c, d mit einer gewissen, auf elektrischem bzw. elektronischem Wege hervorgerufenen Verzögerung gegenüber dem ursprünglichen, den Eingangsklemmen a, b des Verzögerers zugeführten Impuls.
Die Klemmen e, f bezeichnen die Zuleitungen der Hilfsspannung der Röhren. Am Schirm der Kathodenstrahlröhre erscheint also während des Motorlaufes die Lichtspur der Bewegung der Düsennadel in der Form des bekannten Diagramms.
Der beschriebene, mit einer Verzögerungsvorrichtung versehene Kathodenstrahlindikator er- möglicht eine schnelle und verlässliche Messung der periodischen Bewegung von Motorteilen, des Druckverlaufs im Zylinder u. dgl. ohne langwierige Befestigung und Umstellung von Funktionsteilen des Gerätes an der zu untersuchenden Maschine. Die Verzögerung der elektrischen Impulse und dadurch auch die Einstellung der Zeitkonstante auf einen beliebigen Augenblick der Wellendrehung kann erfindungsgemäss fortlaufend und wählbar von 00 bis 360C respektive
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bis 7200 der Kurbelwellendrehung, bei vollem Gang des untersuchten Motors erfolgen.
Dabei wirkt die anmeldungsmässige Vorrichtung im Bereich von 00 bis 3600 als ein Impulsverzögerer und im Bereich von 3606 bis 7200 als ein Impulsteiler und Impulsverzögerer.
Dadurch entfällt jedweder Kontakt des Bedie- nungspersonals mit dem laufenden Motor und die Messung der erwähnten Werte kann durch eine einzige Person ausgeführt werden.
Das'beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Schaltbild der elektrischen Verzögerungs- vorrichtung stellt bloss ein Ausführungsbeispiel dar, das sowohl in den Einzelheiten, als auch in der Schaltung abgeändert werden kann, ohne das
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