DE1539185B1 - Elektronische messvorrichtung fuer kraftfahrzeuge zum wahlweisen bestimmen der zuendverstellung der brennkraftmaschine und der unwucht der raeder - Google Patents

Description

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Bestimmen der Unwucht und für beide Meßvorgänge je nach der Art der Messung, die vorgenommen wergemeinsam neben dem als Zeigermeßinstrument mit den soll, an einen Dreiweg-Umschalter 9 angeschlosdoppelter Skala ausgebildeten Meßinstrument eine sen werden, welcher die durch die Sonden abgenom-

Stroboskoplampe mit einem elektronischen Unterbre- menen Impulse dem elektronischen Unterbercher 3

eher vorgesehen sind. 5 entweder über eine direkte Verbindung 10 oder über

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nach- einen elektronischen Verzögerungsstromkreis T oder

folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh- über einen Verstärkerstromkreis 1' zuführt. Den

rungsform der elektronischen Meßvorrichtung zu ent- Stromkreisen T und 1' ist außerdem ein Meßinstru-

nehmen, die beispielsweise in den Zeichnungen dar- ment 11 mit doppelter Skala zugeordnet. Wie bei den

gestellt ist; in diesen stellt dar: io vorhergehenden Schemen steuert auch beim Schema

Fig. 1 ein Blockschema einer bekannten elektroni- gemäß Fig. 3 der elektronische Unterbrecher 3 über

sehen Meßvorrichtung zum Bestimmen der Unwucht einen Steuerstromkreis S eine Stroboskoplampe 4.

der Räder, Mit der in Fig. 3 dargestellten Anordnung erhält

F i g. 2 ein Blockschema einer bekannten elektroni- man eine Vorrichtung, mit welcher sowohl der Wert

sehen Meßvorrichtung zur Messung der Zündverstel- 15 der Zündverstellungen von Motoren als auch das

lung von Motoren, Ausmaß der Unwucht der Räder ermittelt werden

Fig. 3 ein Blockschema der elektronischen Meß- kann. Wenn sich der Umschalter in der Stellung 9'

vorrichtung gemäß der Erfindung, befindet und man eine Sonde B verwendet, so kann

Fig. 4 ein elektrisches Schaltschema der elektroni- man überprüfen, ob die Zündphase den von der Ersehen Meßvorrichtung gemäß der Erfindung. 20 zeugerfirma festgelegten Werten entspricht; wenn

Das Schema gemäß F i g. 1 zeigt die Sonde A zur sich der Umschalter 9 in der Stellung 9" befindet und Ermittlung der von den Rädern von Kraftfahrzeugen man ebenfalls eine Sonde B verwendet, so ist es mögbei ihrer Drehung erzeugten mechanischen Schwin- lieh, wenn man in der später beschriebenen Weise das gungen. Diese auch in Fig. 4 dargestellte Sonde be- Regelorgan des Verzögerungsstromkreises T betätigt, steht im allgemeinen aus zwei in Reihe geschalteten 25 die Zündverstellungsgrade abzulesen. Schließlich ist und auf einen Eisenkern aufgewickelten Spulen und es möglich, wenn sich der Umschalter 9 in der Stelaus zwei Magneten, die auf einem Schwingarm mon- lung 9'" befindet und man eine Sonde A verwendet, tiert und bei den Spulen derart angeordnet sind, daß die Auswuchtung der Räder durchzuführen,
in diesen ein zu den Schwingungen des vorerwähnten Im Schaltschema gemäß Fig. 4 sind die verschie-Armes proportionaler Strom induziert wird. Der 30 denen Abschnitte, welche die in Fig. 3 als Bloek-Schwingarm wird in bekannter Weise dem Kraftfahr- schema dargestellte Vorrichtung bilden, detailliert zeug in der Nähe des auszuwuchtenden Rades ge- dargestellt. Gemäß dem Schaltschema besteht der wohnlich mittels eines Außenmagneten zugeordnet. Verzögerungsstromkreis T aus zwei Doppelröhren

Die Sonde A wird elektrisch an den Eingang eines Vl und Vl, wobei der Teil VIa der Röhre Vl als

mehrstufigen Verstärkers 1 angeschlossen, dem auch 35 Diode geschaltet ist. Der Umschalter 9 besitzt nor-

das Meßinstrument 2 zugeordnet ist. malerweise sechs Schaltwege 9 a, 9 b, 9 c, 9 d, 9 e, 9 f.

Der Ausgang des Verstärkers 1 ist an einen ge- Die von der Sonde JB gelieferten Impulse werden, wohnlich durch ein Thyratron gebildeten elektroni- wenn die Sonde mit einem Koaxialkabel bei 12 an sehen Unterbrecher 3 angeschlossen, der seinerseits den Eingangskreis angeschlossen ist, von dem in Steleine Stroboskoplampe 4 über einen Steuerstrom- 40 lung 9' befindlichen Umschalter 9 zum Röhrenteil kreis5 steuert, welcher normalerweise aus einem Vla geführt, wo sie gleichgerichtet werden. Über Aufwärtsspartransformator besteht. den Weg 9 b des Umschalters 9 gelangen die Impulse

Die Fig. 2, welche ein Blockschema einer an sich sodann über die Verbindung 10 zum elektronischen

bekannten elektronischen Vorrichtung für die Mes- Unterbrecher 3, der aus einer als Thyratron bekann-

sung der Zündverstellungen von Motoren zeigt, weist 45 ten Elektronenröhre besteht, der mit dem Aufwärts-

eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Schema gemäß spar-Transformator 5 in Reihe geschaltet ist, dessen

Fig. 1 auf. Sekundärseite parallel zur Steuerstrecke der Strobo-

In dieser Vorrichtung wird eine Sonde B verwen- skoplampe 4 liegt. Wenn sich der Umschalter 9 in der det (auch in F i g. 4 gezeigt), welche aus einem Redu- Stellung 9" befindet und man ebenfalls die Sonde B ziertransformator besteht, dessen Primärwicklung di- 50 verwendet, so ist der Stromkreis derart geschaltet, rekt in Reihenschaltung mit dem Kabel einer Zünd- daß die von der Kathode von des Röhrenteils VIa kerze des Motors liegt. Jedesmal, wenn auf der Kerze abgenommenen Impulse dem Kreis der Röhre Vl ein Funke überspringt, wird von der Sekundärwick- zugeführt werden, deren beide Teile Vlα und VIb lung ein elektrischer Impuls abgenommen und an den derart geschaltet sind, daß eine elektronische Impulsverbleibenden Teil der Vorrichtung weitergeleitet. 55 verzögerung erhalten wird, deren Zeit mittels Steue-Genauer ist der Ausgang der Sonde B mit einem rung durch das Doppelpotentiometer 13 regelbar ist Zweistellenschalter 6 verbunden, welcher, je nach (das Doppelpotentiometer besteht aus zwei regelbaseiner Schaltstellung, die Impulse dem elektronischen ren Widerständen 13 α und 13 b). Das Potentiometer Unterbrecher 3 (analog dem der Vorrichtung gemäß 14 an der Kathode der Röhre V 2 dient dazu, den Ar-F i g. 1) direkt oder über einen elektronischen Ver- 60 beitspunkt des zugehörigen Kreises zu regeln und um zögerungsstromkreis 7, der einem Meßinstrument 8 zu vermeiden, daß letzterer automatisch schwingt, da zugeordnet ist, zuführt. Auch in der Vorrichtung ge- der Kreis im wesentlichen als monostabiler Multivimäß Fig. 2 steuert der elektronische Unterbrecher 3 brator geschaltet ist. Die von der Verzögerungsstufe in gleicher Weise wie der gemäß Fig. 1 über einen verzögerten Impulse gelangen sodann von der Anode Steuerstromkreis 5 eine Stroboskoplampe 4. 65 des Röhrenteils Vl α zum Gitter des Röhrenteils

Die im Blockschema gemäß Fig. 3 dargestellte Fife, wo sie verstärkt und über die Verbindung dem

elektronische Vorrichtung besteht aus den beiden Thyratron V S zugeführt werden. Von der Kathode

oben beschriebenen Sonden A und B, die alternativ, des Röhrenteils VIb werden die Impulse abgenom-

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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 V 5 geweise mit Endskala gleich 60°) zugeführt, dessen Ein- langt.

regelung durch das im Kathodenstromkreis der End- Das Schema gemäß F i g. 4 zeigt auch einen Transstufe Vl b des Verzögerungsstromkreises 7'liegenden 5 formator 18. Die verschiedenen Heizleitungen der Meßwiderstand 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 Meßwiderstand 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-

Der die Verwendung der Meßvorrichtung zum 15 de B wird in Reihe mit einer Zündkerze des Motors Auswuchten der Räder betreffende Abschnitt 1' be- geschaltet). Bei laufendem Motor erhält man jedessteht aus 2 Röhren F 3 und F 4, wobei die zweite da- mal dann, wenn die Kerze zündet, einen Impuls, der, von zwei Systeme V4a und VAb aufweist, welche in zweckmäßiger Weise umgewandelt, das Thyratron derart verbunden sind, daß sie einen dreistufigen VS steuert, welches seinerseits die Stroboskop-.RC-Kaskadenverstärker bilden. Dieser Abschnitt 1' 20 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 Sondert verwendet, die ebenfalls mit einem Riemenscheibe befindlichen Kerbe und der Kerbe auf Koaxialkabel angeschlossen wird. Die von dieser dem Motorblock zu kontrollieren. Dieser Abstand Sonde 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 1' sind diese Impulse ter 9 in die Stellung 9" gebracht. Auf diese Weise daher in der Lage, über den Weg 9/ des Umschal- sind die Abschnitte VIb, VIa und VIb mit den ters 9 (in Stellung 9'") das Thyratron V 5 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 V 4 b der Röhre V 4 ist weiterhin über die Wege 9 c, Zündung des Stroboskopblitzes in bezug auf die Zün-9 d und 9 e 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-Gitterableitwiderstandes der Endstufe V4b des Ver- 35 sprechende Verstellung der Kerbe der Riemenscheibe stärkers T 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 Auswuchtung der Räder erfolgt mittels eines Poten- wird eine exakte Einstellung begünstigt. 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 kömmliehen Stromkreis mit Zweiweggleichrichtung des auszuwuchtenden Rades angeordnet und der Ummittels einer Doppeldiode V 6 und Stabilisierungsgas- schalter 9 in die Stellung 9'" gebracht. Sodann wird röhre F 7 mit geeigneten Glättungs-Elektrolytkon- auf dem Rad ein Bezugszeichen angebracht und das densatoren. 50 Rad wird mit dem Kraftfahrzeugmotor oder mit

Von einer Diode D1 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 F 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 VS zu regeln, um dessen Zündung in durch die Röhren F 3 und F 4 das Anzeigeinstru-Ruhestellung zu verhindern. ment 11, wie oben beschrieben, von welchem die

Das Thyratron F 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 besein Gitter positive Steuerimpulse gelangen, rasch in 60 stimmten Punkt die Beobachtung des Bezugszeichens den Leitzustand 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 dertransformator 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 Geseite mit dem Gitter der Stroboskoplampe 4 verbun- 65 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

vorliegende elektronische Meßvornchtung in äußerst praktischer Weise verwendbar ist und eine bedeutende Materialeinsparung in bezug auf die bekannten Vorrichtungen ermöglicht. Die Meßvorrichtung erfordert bei im Vergleich zu den bisher bekannten Meßvorrichtungen gleicher Leistung einen wesentlich einfacheren Stromkreis. Bisher waren 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

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Claims (3)

1 2 ρ , .. Andererseits sind auch Vorrichtungen bekannt, die Patentansprüche: lediglich zum Bestimmen der Unwucht und deren

1. Elektronische Meßvorrichtung für Kraftfahr- Lage bei umlaufenden Körpern dienen. Diese bestezeuge zum wahlweisen Bestimmen der Zündver- hen hauptsächlich ebenfalls aus einer Sonde zur Abstellung der Brennkraftmaschine und der Un- 5 nähme der von den sich drehenden Rädern erzeugten wucht der Räder mit je einer Sonde zum Aufneh- mechanischen Schwingungen, einem Meßinstrument men der Zündimpulse und der durch die Unwucht zur Messung der Größe der Unwucht, einem Verstärerzeugten mechanischen Impulse, einer Strobo- ker, einem Stromunterbrecher sowie einer Stroboskopskoplampe und einem für beide Meßvorgänge ge- lampe durch die die Lage der Unwucht und deshalb meinsamen Meßinstrument, dadurch ge- ίο auch die Stelle, auf welche die Ausgleichmassen ankennzeichnet, daß ein Umschalter (9) für gebracht werden müssen, bestimmt wird. Diese Vorbeide Meßvorgänge, ein Verstärker (7') mit einer richtungen besitzen gegebenenfalls eigene Antriebseinstellbaren Verzögerungsstufe für das Bestim- quellen, durch die die zu überprüfenden Räder in men der Zündverstellung, ein Verstärker (1') für Drehung versetzt werden können, wobei Laufrollen das Bestimmen der Unwucht und für beide Meß- 15 vorgesehen sind, die mit den Reifen des anzutreibenvorgänge gemeinsam neben dem als Zeigermeß- den Rades in Berührung gebracht werden, instrument mit doppelter Skala ausgebildeten Die Anwendungseigenschaften dieser Vorrichtun-Meßinstrument (11) eine Stroboskoplampe (4) mit gen sind jedoch durch die Tatsache, daß für jeden der einem elektronischen Unterbrecher (3) vorgese- genannten Meßvorgänge getrennte Einrichtungen hen sind. 20 verwendet werden müssen, sehr beschränkt und die

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Durchführung beider Messungen benötigt viel Zeit gekennzeichnet, daß das Zeigerinstrument (11) und wird durch die Notwendigkeit zweier Einrichtunzum Umschalten von der Bestimmung der Zünd- gen kostspieliger gemacht.

verstellung auf die Bestimmung der Unwucht Es ist zwar ein Gerät für die Messung von verzweipolig derart umschaltbar ist, daß es für die 25 schiedenen Größen, unter anderem auch für die Bestimmung der Zündverstellung parallel zu Überprüfung der Zündverstellung und der Unwucht einem im Kathodenstromkreis der Endstufe von Rädern bekannt, das im wesentüchen aus einem (VIb) des zugehörigen Verstärkers (7') liegen- Elektronenstrahloszillograph besteht, welchem über den Meßwiderstand (15) und für die Bestimmung eine Sonde elektrische Impulse zugeführt werden, die der Unwucht parallel zu einem Teil (16) des Git- 30 auf einem Bildschirm in ihrem zeitlichen Verlauf erterabgleitwiderstandes der Endstufe (V 4 b) des sichtlich sind. Die Impulse werden einerseits durch zugehörigen Verstärkers (1') angeordnet ist. Induktion von den Zündimpulsen der Brennkraftma-

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch schine aufgenommen und andererseits aus den entgekennzeichnet, daß der elektronische Unterbre- sprechend umgewandelten mechanischen Schwinguncher für die Stroboskoplampe aus der Reihen- 35 gen der nicht ausgewuchteten Räder gebildet. Bei schaltung eines von den Signalen beider Sonden einer solchen Einrichtung kann jedoch der als Anzeigeschalteten Thyratrons (3) und eines Spartrans- geinstrument verwendete Oszillograph keine genauen formators (5) besteht, dessen Sekundärseite paral- Meßwerte geben, da diese direkt am Bildschirm abge-IeI zur Steuerstrecke der Stroboskoplampe (4) lesen werden müssen, und es ist auch nicht möglich, liegt. 40 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

Schließwinker des Unterbrecherkontaktes zumessen 45 bzw. darzustellen und nicht, auch den Zündverstell-

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektroni- winkel zu ermitteln.

sehe Meßvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum wahl- Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische

weisen Bestimmen der Zündverstellung der Brenn- Meßvorrichtung zu schaffen, die allein sowohl zum

kraftmaschine und der Unwucht der Räder mit je Bestimmen der Zündverstellung der Brennkraftmaeiner Sonde zum Aufnehmen der Zündimpulse und 50 schine als auch der Unwucht der Räder bei Kraft-

der durch die Unwucht erzeugten mechanischen Im- fahrzeugen geeignet ist und nicht nur die Wertgröße

pulse, einer Stroboskoplampe und einem für beide der Zündverstellung und der Unwucht, sondern auch

Meßvorgänge gemeinsamen Meßinstrument. die Lage der Unwucht einfach und in rascher Weise

Es sind derzeit Vorrichtungen bekannt, durch die angibt und ferner mit einer Materialeinsparung, mit lediglich die Zündeinstellung eines Kraftfahrzeuges 55 im wesentlichen geringen Abmessungen und mit nieüberprüft werden kann. Diese bestehen hauptsächlich drigen Gesamtgestehungskosen hergestellt werden aus einer Sonde zur Aufnahme und Übertragung der kann.

Zündimpulse, einem Verstärker gegebenenfalls mit Ein Vorteil liegt hierbei in der Schaffung einer wahlweise zuschaltbarer Verzögerungsstufe, einem Meßvorrichtung mit gesonderten Stromkreisen, durch Zeigerinstrument zur Messung der Zündverstellung 60 die es möglich ist, ein einziges, zur Messung zweier und einer durch einen elektronischen Unterbrecher wesensverschiedener Größen geeignetes Meßinstrugesteuerten Stroboskoplampe. Mit diesen Vorrichtun- ment bei der Meßvorrichtung zu verwenden, gen werden durch das synchron mit der Motordreh- Diese Aufgabe wird bei einer elektronischen Meßzahl erfolgende Aufleuchten der Stroboskoplampe die vorrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs erwähndie Zündverstellung .betreffenden Markierungen 65 ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein sichtbar gemacht und durch das Meßinstrument die Umschalter für beide Meßvorgänge, ein Verstärker Grade der Phasenverschiebung der Zündung abge- mit einer einstellbaren Verzögerungsstufe für das Belesen, stimmen der Zündverstellung, ein Verstärker für das