DE2337837A1 - Geraet zum feststellen der richtungsumkehr eines bewegten gegenstandes - Google Patents

Description

K α r 1 /-. D r ο s e

Οίρί.-ing. 2337337

D-8023 München - Pufiach
Wien«*. 2,1. MdW. /9305 70,7931782

v.l/sta - AD-9 München-Pullach, den 25. Juli 1973

ADE CORPORATION, 50 Hunt Street, Watertown, Massachusetts, USA

Gerät zum Feststellen der Richtungsumkehr eines bewegten Gegenstandes

Die Erfindung betrifft allgemein ein Gerät, welches ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Richtungsumkehr eines Gegenstandes vorsehen kann.

Bei zahlreichen Situationen ist es entweder erforderlich oder wünschenswert, festzustellen, wann ein hin- und herbewegter Gegenstand seine Bewegungsrichtung ändert. Eine spezielle Situation betrifft zum Beispiel einen Kolben in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei also festgestellt werden soll, wann sich der Kolben in seiner oberen Totpunktlage befindet. Die Peststellung der oberen Totpunktlage bei Kraftfahrzeugmaschinen hat zur Zeit große Bedeutung, und zwar aufgrund der unternommenen Anstrengungen, die Abgase der Maschine zu steuern. Durch richtiges Zeitsteuern der Zündung der verschiedenen Zündkerzen einer Maschine in den jeweiligen Zylindern werden die Abgase stark reduziert, und zwar verglichen mit denjenigen, die bei einer schlecht zeitgesteuerten Maschine auftreten würden.

Ein weiteres Problem, welches bei der Automobilindustrie auftritt, betrifft die Prüfung der Nockenwellen durch den Hersteller, um festzustellen, ob sie bestimmten Anforderungen gemXgen_f bevor sie in das Kraftfahrzeug eingebaut werden. Bis zum jetzigen Zeitpunkt gab es kein schnelles, zuverlässiges und genau

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arbeitendes System für diese Aufgabe.

Es ist somit Ziel der Erfindung, ein Gerät mit einem Wandler zu schaffen, welches die Richtungsumkehr eines Gegenstandes anzeigen kann, der sich zum Wandler hin und von diesem weg bewegt, wobei dieses Gerät wirkungsvoll,, genau und zuverlässig sein muß und ebenso billig sein muß.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein derartiges Wandlergerät zu schaffen, welches insbesondere dazu geeignet ist, den Zeitpunkt der oberen Totpunktlage eines Kolbens in einer Brennkraftmaschine anzuzeigen.

Auch soll durch die Erfindung ein Gerät geschaffen werden, welches den Unterschied zwischen einer vorhandenen Lage eines Gegenstandes und einer Lage oder Stelle, bei welcher der Gegenstand zuvor die Richtung geändert hat, anzeigen kann.

Erfindung hat sich auch die Aufgabe gestellt, ein Gerät zu I schaffen, welches den Unterschied zwischen einer vorhandenen ;Position eines Kolbens nahe seiner oberen Lage bei seinem Hub ^: und der oberen Totpunktlage des Kolbens anzeigen kann.

Es soll durch die Erfindung auch ein Wandlergerät geschaffen werden, welches eine Anzeige der Zeit zwischen dem Auftreten eines ausgewählten Ereignisses und der Richtungsumkehr eines Gegenstandes vorsehen kann, der sich zum Wandler hin und von diesem weg bewegt.

Speziell ist es Ziel der Erfindung, ein Gerät zu schaffen, wel— -ches eine Anzeige der Zeitsteuerung des Funkens in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine gegenüber der oberen Totpunktlage des Kolbens vorsehen kann.

Auch soll das Wandlergerät eine Anzeige von Erhebungen und Senkungen in einem Abschnitt einer Fläche liefern können, wobei die Lage des Abschnitts hinsichtlich eines speziellen Merkmals

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der Fläche angezeichnet bzw. registriert wird.

Speziell sucht die vorliegende Erfindung auch, ein Gerät zu schaffen, welches in geeigneter Weise eine Anzeige von Eindrücken oder Senken und Anstiegen oder Erhebungen in einer Fläche vorsehen kann, welche Fläche einen Abschnitt des Basiskrei— ses einer Kraftfahrzeugnockenwelle darstellt.

Es ist auch Ziel der Erfindung, ein Wandlergerät zu schaffen, welches in geeigneter Weise eine quantitative Messung für das Ausmaß einer Bewegung erzeugen kann, die ein Gegenstand unternimmt, wenn sich dieser relativ zum Wandler vor und zurück bewegt.

Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine kapazitive Sonde zu schaffen, die in geeigneter Weise ein genaues Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Stelle vorsehen kann, die abgetastet werden soll, und zwar im wesentlichen ungeachtet dem Winkel, in welchem sich die Sonde der Stelle nähert.

Schließlich soll durch die Erfindung auch die spezielle Aufgabe gelöst werden, eine kapazitive Sonde zu schaffen, die insbesondere dafür geeignet ist, die obere Totpunktlage eines Kolbens innerhalb eines Zylinders festzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung mit Hilfe eines Gerätes gelöst, welches einen Wandler enthält und welches in geeigneter Weise ein Ausgangssignal in Abhängigkeit zur Richtungsumkehr eines Gegenstandes vorsehen kann, welcher sich zu einer Stelle und von dieser weg bewegt, an welcher Stelle der Wandler gelegen ist. Am Ausgang des Wandlers erscheinen Spannungsspitzen (peaks) in Abhängigkeit von der Richtungsumkehr des Gegenstandes. Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wird dieses Signal differenziert und wird danach zu einem Null— durchgangsdetektor geführt, der eine Ausgangsgröße vorsieht, wenn ein differenziertes Signal durch null geht, wobei der Zeitpunkt der Richtungsumkehr des Gegenstandes angezeigt wird.

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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird das Wandlersignal zu einer Spitzenleseschaltung geführt, die ein erstes Signal vorsieht, welches anwächst, bis die Spitze des Wandlersignals auftritt, und ein zweites Signal erzeugt, welches zu dem Zeitpunkt durch null geht, zu welchem das Wandlersignal aufhört, anzuwachsen. Das zweite Ausgangssignal der Spitzenleseschaltung wird dann zu einem Nulldurchgangsdetektor geführt.

Die zwei zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele sind insbesondere :dazu verwendbar, ein Ausgangssignal präzise dann vorzusehen,

!wenn der Kolben in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine sich in seiner oberen Totpunktlage befindet.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird der Unterschied zwischen der gegenwärtigen Lage eines Gegenstandes und einer Lage, bei welcher der Gegenstand an früherer Stelle seine Richtung geändert hat, durch Vergleichen des vorhandenen Wertes des Wandlersignals mit dem Wert des ersten Signals angezeigt, welches erste Signal durch die Spitzenleseschaltung vorgesehen wird, nachdem es aufgehört hat, anzuwachsen, wenn der Gegenstand an früherer Stelle seine Richtung geändert hat. Dies kann dazu verwendet werden, den Unterschied zwischen der i vorhandenen Lage eines Kolbens nahe der oberen Stellung seines Hubes und seiner oberen Totpunktlage anzuzeigen.

Bei anderen Ausführungsformen kann die Zeitdifferenz zwischen ' dem Auftreten eines Ereignisses und dem Auftreten einer Richtungsumkehr eines Gegenstandes festgestellt werden, der sich zum Wandler hin und von diesem weg bewegt. Bei einer dieser abgewan—; delten Ausführungsformen wird ein Sägezahngenerator verwendet, ; um eine konstant anwachsende Ausgangsspannung vorzusehen, und es werden die Werte dieser Ausgangsspannung beim Auftreten des Er- j eignisses und beim Auftreten der Richtungsumkehr des Gegenstandes verglichen. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Unterschied zwischen dem Wert des am Wandler vorhandenen Signals und dem Wert des ersten Signals aus der Spitzenleseschaltung in der oberen Totpunktlage angetastet (sampled), und zwar zum

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Zeitpunkt des Auftretens des Ereignisses. Diese Ausführungsformen sind insbesondere dazu geeignet, den Taktunterschied oder Zeitunterschied zwischen dem Auftreten der oberen Totpunktlage eines Kolbens in einer Brennkraftmaschine und dem Auftreten des Zündfunkens in dem Zylinder zu bestimmen. Die Zeitsteuerung der Maschine kann somit erfaßt und festgestellt werden, so daß sie korrigiert werden kann, wenn dies erforderlich ist.

Bei einem noch weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung kann das Wandlergerät dazu verwendet werden, Erhebungen oder Anstiege und Eindrücke oder Senken in einer Fläche festzustellen, zum Beispiel bei einem Abschnitt des G-rundkreises einer Nockenwelle. Die Nockenwelle ist so hergestellt, daß sie sich drehen kann, und der bestimmte interessierende Abschnitt der Fläche der Nockenwelle wird zu dem Vorsprung eines Nockens der Nockenwelle (lobe) in Bezug gebracht. Der Zeitpunkt, zu welchem der Vorsprung einer Nocke eine feste Stelle passiert, wird mit Hilfe eines Gerätes festgestellt, wie es hier erläutert wird, und zwar entsprechend einer der zwei ersten Ausführungsformen, wobei der Wandler an einer festen Stelle gelegen ist. Die Ausgangsgröße von einer der zwei ersten Ausführungsformen wird als Anzeigeoder Registriersignal verwendet, und es kann danach die Rotation' der Nockenwelle eingestellt werden. Es wird ein zweiter Wandler j an einer zweiten festen Stelle in Lage gebracht, wobei die Lage _; dieser Stelle hinsichtlich der ersten festen Stelle bekannt ist ; und sich nahe der drehenden Nockenwelle befindet. Der zweite ! Wandler sieht ein Ausgangssignal vor, welches sich in Abhängig- ; keit vom Abstand vom Wandler zu der Fläche ändert. Wenn eine ; geeignete Schaltungsanordnung dann anzeigt, daß der Teil der Grundkreisfläche, der von Interesse ist, sich nahe diesem zweiten Wandler befindet, so wird die Ausgangsgröße des zweiten Wandlers zu einer Schaltung geführt, die ein weiteres Signal vorsieht, das den Unterschied zwischen der höchsten Erhebung oder Anhebung und der niedrigsten Absenkung oder Senke in dem interessierenden Abschnitt der Fläche der Nockenwelle kennzeichnet. Obwohl diese Ausführungsform besonders in Verbindung mit einer geschlossenen sich drehenden Fläche verwendet werden kann,

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wie beispielsweise einer Fläche einer rotierenden Nockenwelle, so kann diese Ausfuhrungsform auch allgemein dazu verwendet werden, Absenkungen oder Senken und Anstiege oder Erhebungen in anderen Flächen festzustellen. Darüber hinaus kann diese Ausführungsform allgemein dazu verwendet werden, ein Maß für den Abstand vorzusehen, welchen ein Gegenstand zurücklegt, dessen Fläche sieht sukzessiv zu einer festen Stelle hin und von dieser weg bewegt, an welcher Stelle der zweite Wandler gelegen ist.

Weiter kann eine bevorzugte Ausführungsform des Wandlers speziell in dem Zylinder einer Brennkraftmaschine angeordnet werden, um die obere Totpunktlage des Kolbens in diesem Zylinder festzustellen. Der Wandler besteht in bevorzugter Weise aus ,einer kapazitiven Sonde mit einer halbkugelförmigen oder kugelförmigen Meßelektrode, die in geeigneter Weise die Bewegung des :Gegenstandes bzw. Kolbens feststellt. Die Form der Meßelektrode ermöglicht es der Wandlersonde, ein Ausgangssignal vorzusehen, welches im wesentlichen unbeeinflußt von dem Winkel ist, welchen die Sonde mit der Bewegungsrichtung des Kolbens einschließt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, bei welcher ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Auftreten der oberen Totpunktlage eines Kolbens vorgesehen wird;

lFigur 2 ein schematisches Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung, um eine Anzeige der oberen Totpunktlage eines Kolbens vorzusehen;

Figuren 1 a und 2 a jeweils Wellenformen der Signale an den in

Figuren 1 und 2 angegebenen Stellen;

Figuren 3 und 4 schematische Blockschaltbilder weiterer

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Ausführungsformexi nacli der Erfindung, die dazu geeignet sind, den Unterschied zwischen der vorhandenen Lage eines Kolbens nahe seiner oberen Hubstellung und seiner oberen Totpunktlage festzustellen;

Figuren 5 und 6 schematische Blockschaltbilder zweier weiterer ■

bevorzugter Ausführungsbeispiele nach der Erfin-i dung, die in geeigneter Weise eine Anzeige des zeitlichen Unterschiedes oder Taktunterschiedes ; zwischen dem Auftreten der oberen Totpunktlage ' eines Kolbens in einer Brennkraftmaschine und ' dem Auftreten des Zündfunkens in diesem Zylinder vorsehen können;

Figuren 7 und 8 miteinander kombiniert ein schematisch.es Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, die dazu geeignet ist, eine Anzeige von Anstiegen oder Erhebungen und Absenkungen oder Senken in einem Abschnitt eines Grundkreises einer Nockenwelle vorzusehen;

Figur 7 a ein Diagramm zur Veranschaulichung des Betriebes der bevorzugten Ausführungsform gemäß Figuren 7 und 8; und

Figuren 9 und 10 teilweise schematische Darstellungen, teilweise im Schnitt, der bevorzugten Ausführungsfor—

men von Sonden, die beim Gegenstand der Erfindung zur Anwendung gelangen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei getrennte Ausführungsformen nach der Erfindung, die dazu geeignet sind, ein Ausgangs signal in Abhängigkeit von dem Eintreten eines hin- und hergehenden Kolbens 1 in seine obere Totpunktlage vorzusehen. Bei diesen zwei Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

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Die bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 auftretenden Signale
sind in Figur 1 a wiedergegeben. In Figur 1 ist ein Wandler 2
am oberen Abschnitt des Zylinders in Lage gebracht, in welchem
ein Kolben 1 hin und her bewegt wird. In bevorzugter Weise besteht dieser Wandler aus einer kapazitiven Sonde desjenigen
Typs, der in der Patentanmeldung Nr. 64 240 der gleichen Anmelderin, angemeldet am 17. August 1970, beschrieben ist. Bevorzugte Ausführungsformen der Sonde sollen weiter unten in Verbindung :mit den Figuren 9 und 10 erläutert werden. Der Gegenstand der
j vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf eine kapazitive Sonde beschränkt, und es können auch andere Sonden verwendet werden, die ein Ausgangssignal vorsehen, ähnlich dem beschriebenen
Ausgangssignal. Ein geeigneter Wandler muß eine ausgedehnte Ausgangsgröße vorsehen können, die proportional zum Abstand zwi—
sehen dem Wandler und dem Kolben ist, d. h. es müssen bei der
oberen Totpunktlage Signalspitzen vorgesehen werden, in welcher
Lage der Kolben seine Bewegungsrichtung umkehrt, also sich nicht mehr zum Wandler hin bewegt, sondern von diesem weg bewegt.

In Figur 1 hat die analoge Ausgangsgröße des Wandlers zu einer
Formers ehalt ung 3 geführt. Die Formerschaltung kann effektiv als Teil des Wandlers betrachtet werden, da ihre Funktion lediglich ' darin besteht, die Wandlerausgangsgröße zu linearisieren, so daß| ein Signal vorgesehen wird, wie es in Figur 1 a mit "a" bezeichnet ist und den Abstand zwischen dem Wandler und dem Kolben wiedergibt. Wie angezeigt ist, besteht das mit "a" bezeichnete
Signal im wesentlichen aus einer Sinuswelle oder —kurve. Das
^fla^fl-Signal gelangt zu einer Differenzierschaltung 4, die das mit "b" bezeichnete Signal am Ausgang vorsieht. Das mit ^Mb^H bezeichnete Signal geht entsprechend dem höchsten Wert des "a^M-Signals ;

j durch null, wobei also das "a"-Signal nicht mehr weiter anwächst: und anfängt, abzunehmen. Danach wird das ^Mb^M-Signal einer Schal-^ tung 5 zugeführt, die eine mit "c" bezeichnete Ausgangsgröße in
Abhängigkeit vom Nulldurchgang des differenzierten Signals ^tfb" \ vorsieht. Die Schaltung 5 kann beispielsweise aus einem
Schmitt-Trigger bestehen, der auf die Spannung von null bezogen
ist. Das "c"-Signal ist als digitales Signal angegeben, welches

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einen ansteigenden oder positiven Übergang in Abhängigkeit vom Nulldurchgang des ^flb"--Signals aufweist. Die beim Nulldurchgang ein Signal vorsehende Detektorschaltung 5 kann jedoch, aus irgendeiner Schaltung bestehen, die eine Anzeige in Abhängigkeit von einem solchen Nulldurchgang vorsehen kann. Die Ausgangsgröße "c" der Schaltung 5 tritt daher genau am Spitzenwert des Signals "a" auf, welcher der oberen Totpunktlage des Kolbens entspricht.

Eine digitale Formerschaltung 6 ist ebenfalls vorgesehen und sie empfängt das Signal "a" und konvertiert dieses in einen geeigneten digitalen Impuls, der mit "d" bezeichnet ist. Die Formerschaltung 6 kann von irgendeinem bekannten Typ sein; bei-

. spielsweise kann sie eine Schwellenschaltung sein, die einen positiven Übergang vorsieht, wenn das Signal ^tfa^M einen bestimmten Wert erreicht, und kann danach einen negativen übergang, also von einem hohen Spannungswert zu einem niedrigen Spannungswert vorsehen, wenn das Signal "a" unter den Schwellenwert abfällt. Das Signal ⁿd" aus der Formerschaltung 6 stellt einen Torsteuerimpuls dar und wird dem NAND-Gatter 7 zugeführt, so daß das NAND-Gatter nur eine Anzeige in Abhängigkeit von einem positiven Übergang (von niedriger Spannung auf hohe Spannung) des Signals "e" während des Torsteuerintervalls vorsieht. Der Torsteuerimpuls ⁿd^w wird so verwendet, daß die Schaltung nur bei einem hohen Spitzenwert des Signals "a" eine Ausgangsgröße vorsieht, wobei eine dichte Nachbarschaft zwischen dem Wandler 2 und dem Kolben 1 angezeigt wird, so daß also eine Ausgangsgröße von der Schaltung bei einem niedrigen Spitzenwert nicht vorgesehen wird, welcher angibt, daß der Kolben seine größte Entfernung vom Wandler erreicht hat. Die Ausgangsgröße des NAND-Gatters ist mit "e" bezeichnet, und der negative Übergang (von einem hohen Spannungswert zu einem niedrigen Spannungswert) stellt die Ausgangsgröße der Schaltung dar, die den oberen Totpunkt anzeigt.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 und den Wellenformen gemäß Figur 2 a wird die Ausgangsgröße des Wandlers 2 ebenfalls zu ;

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einer Formerstufe 3 geführt, die das Spitzensignal "a" vorsieht, wenn der Kolben den kleinsten Abstand zum Wandler (obere Totpunktlage} erreicht hat. Bei Figur 2 wird jedoch das "a^ft-Signal zu einer Spitzenieseschaltung 8 geführt, die eine erste Ausgangsgröße ⁿfⁿ vorsieht, die dem anwachsenden Signal "a" entspricht und zunimmt, bis die Spitze des Signals "a" erreicht ist bzw. festgestellt ist; danach bleibt die Ausgangsgröße "f" der Spitzenieseschaltung 8 auf dem Wert, bei welchem die Zunahme oder das Anwachsen aufgehört hat. Die Spitzenieseschaltung 8

^! sieht auch eine Ausgangsgröße ⁿg" vor, die zu Beginn dem Signal "£" entspricht, jedoch von einem hohen Wert zu einem niedrigen Wert durch null verläuft, wenn die Signale ^fta^w und "f" aufhören, anzuwachsen. Das '^"-Signal wird einem Nulldurchgangs— detektor 10 zugeführt, der in Abhängigkeit vom abfallenden Null— durchgang des Signals ^wg" einen positiven oder ansteigenden Übergang in der Ausgangsgröße "e" der Schaltung vorsieht. Dieser abfallende übergang des Signals "e" zeigt an, wann der Kolben 1 sich in der oberen Totpunktlage befindet.

j Bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 1 und 2 wird somit eine ! elektrische Anzeige in Abhängigkeit von der oberen Totpunktlage

' des Kolbens in dem Zylinder vorgesehen. Diese Anzeige kann in verschiedener Weise ausgewertet werden und verwendet werden, wie dies aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen hervorgeht·

j Es sei hervorgehoben, daß die Figuren 1 und 2 und die weiteren !Figuren bei dieser Darstellung in schematischer Blockschaltform dargestellt sind, und daß die als Blöcke gezeigten Elemente ir— !

gendeine Schaltung kennzeichnen, die die entsprechend bezeichne- ι

!te Funktion durchführen kann. \

Die Figuren 3 und 4 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei j welchen eine Anzeige des Unterschiedes zwischen der vorhandenen Lage des Kolbens, wenn sich dieser in der Nähe seiner oberen IHubstellung befindet, und der genauen oberen Totpunktlage des ί Kolbens vorgesehen werden kann. In Figur 3 sind die Elemente,

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die den entsprechenden in Figur 1 entsprechen, sinngemäß "bezeichnet, und in Figur 4 sind Elemente gezeigt, die denjenigen in Figur 2 entsprechen· Wie bereits in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 erwähnt wurde, sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 wird der Abstand zwischen dem Kolben 1 und dem Wandler 2 erfaßt, wird der Formerstufe 3 zugeführt und wird danach in der Schaltung 4 differenziert, die ihre Ausgangsgröße an einen Nulldurchgangsdetektor 5 abgibt, so daß eine Ausgangsgröße vorgesehen wird, welche die obere 3?otpunktlage, wie bereits an früherer Stelle dargelegt wurde, anzeigt. Die digitale Formerstufe 6 und das NAND-Gatter 7 von Figur 1 sind auch hier in der zuvor beschriebenen Weise eingesetzt und verwendet, diese Elemente sind jedoch nicht gezeigt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 tastet der Wandler 2 den Abstand zwischen dem Kolben 1 und sich selbst ab und sieht ein 'Ausgangssignal für die Formerstufe 3 vor, deren Ausgangsgröße zur Spitzenieseschaltung 8 gelangt, so daß der Nulldurchgangsdetektor 10 eine Ausgangsgröße erzeugt, welche die obere Totpunktlage des Kolbens in der gleichen Weise wie bei Figur 2 anzeigt.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist je,doch ebenfalls eine Spitzenieseschaltung 8 wie diejenige enthalten, welche bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 vorhanden ist. In Figur 3 wird das Ausgangssignal "a" der Formerstufe 3 zur Spitzenieseschaltung 8 geführt und ebenso zur Differenzierstufe 4 geführt. Die Ausgangsgröße der Spitzenieseschaltung 8, die in Figur 2 a als "f"-Signal bezeichnet ist, gelangt zu einer Subtrahiersehaltung 11. Wie bereits an früherer Stelle in Verbindung mit Figur 2 dargelegt wurde, sieht die Spitzenieseschaltung ein Signal vor, welches mit einer Geschwindigkeit zunimmt, die dem Anwachsen des Signals "a" entspricht, wenn sich der Kolben 1 in Richtung auf den Wandler 2 zu bewegt. In der oberen lotpunlctlage des Kolbens fällt die Ausgangsgröße "f" der Spitzenleseschaltung 8 ab. Die Substrahierschaltung 11 empfängt dieses

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abfallende oder abgeflachte Signal und verwendet dieses Signal als eine Bezugsgröße, welche die obere Totpunktlage anzeigt. Die Subtrahierschaltung empfängt ebenso das Signal "a" von der Formerstufe 3» so daß diese Schaltung gleichzeitige Anzeigen der Lage des Kolbens bei aufeinanderfolgenden Hüben erhält, wenn sich der Kolben in der Nähe seiner oberen Totpunktlage befindet» Die Subtraktion des Wertes des Signals "a" zu irgendeinem Zeitpunkt, wenn sich der Kolben nahe der oberen Hubstellung befindet, vom Wert des abgeflachten Signals "f" führt zu einer Anzeige der Differenz zwischen der Lage des Kolbens zu diesem bestimmten Zeitpunkt und der oberen Totpunktlage.

Die Ausgangsgröße der Subtrahierschaltung 11 wird über eine Konverterschaltung 12 einem Maßstab oder einer Maßstufe 15 (gauge) I zugeführt. Die Konverterschaltung 12 wird verwendet, da der Abstand zwischen der oberen Totpunktlage des Kolbens und der Lage j des Kolbens nahe der oberen Hublage zu dem bestimmten interesjsierenden Zeitpunkt sehr klein ist, wenn sich der Kolben der j oberen Totpunktlage nähert. Die Konvertiersehaltung 12 konvertiert die Ausgangsgröße der Subtrahierschaltung 11 auf einen logarithmischen Maßstab, der geeignet ist, die Unterschiede, die .in der oberen Hubstellung des Kolbens festgestellt werden, zu !vergrößern. Wenn die Konverterschaltung 12 verwendet wird, ar- ^!beitet die Maßstabstufe 15 (gauge) ebenfalls in einer logarithmischen Weise, um im Endergebnis eine Vergrößerung der kleinen Abstände zwischen der oberen Totpunktlage des Kolbens und der nachfolgenden Lagen des Kolbens, die sehr dicht bei der oberen Totpunktlage gelegen sind, vorzusehen.

Die in Figur 4 gezeigte Ausführungsform ist auch mit einer Subtrahierschaltung 11 ausgestattet, weiter mit einer Konverterschaltung 12 und einer Maßstabstufe 15 (gauge), die in der gleichen Weise arbeiten, wie dies in Verbindung mit Figur 3 beschrieben wurde.

Die Spitzenieseschaltungen 8 in Figuren 3 und 4 sind mit Rückstelleingängen ausgestattet, die mit ¹¹R" bezeichnet sind. Die

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diesen Rückstelleingängen zugeführten Signale hindern die Spitzenies eschaltung daran, das abgeflachte Signal beizubehalten, und stellen die Schaltung in ihren Anfangszustand zurück. Bei beiden Ausführungsformen kann das Rucksteilsignal von Hand durch einen Druckknopf oder eine Drucktaste erzeugt werden oder kann dann erzeugt werden, wenn ein "a"-Signal aus der Formerstufe einen vorherbestimmten negativen Wert erreicht, wenn dieses Signal von seinem Spitzenwert aus abfällt·

Bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 5 und 6 wird nicht nur eine Anzeige des Auftretens der oberen Totpunktstellung vorgesehen, sondern es wird auch eine Anzeige über die zeitliche Beziehung zwischen dem Auftreten der oberen Totpunktlage durch den Kolben und dem Auftreten des Zündfunkens für den Zylinder vorgesehen. In bevorzugter Weise wird eine Anzeige der Anzahl der Grade beim Maschinenzyklus vorgesehen, um welche der Zündfunke der oberen Totpunktlage nacheilt oder voreilt.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist das Zusammenwirken zwischen Kolben 1, Wandler 2, Formerstufe 3, Differenzierschaltung 4, Nulldurchgangsdetektorschaltung 5, digitaler Formerstu— fe 6 und NAND-Gatter 7 genau so, wie dies in Verbindung mit Figur 1 erläutert wurde. Demnach wird durch das Signal "e" am ; Ausgang des NAND-Gatters 7 eine Anzeige über das Auftreten der i oberen Totpunktlage vorgesehen. Zusätzlich wird jedoch der · Zündfunke in dem Zylinder durch geeignete Mittel so zugeführt, um einen Univibrator 17 zu triggern, der dann einen digitalen j Impuls mit kurzer vorherbestimmter Dauer erzeugt. Dieser Impuls ' wird einem Gatter 13 zusammen mit dem Signal "e" aus dem NAND-Gatter 7 zugeführt. Das Gatter 13 kann in geeigneter Weise ein Ausgangsregister 14 steuern, welches Ausgänge ADV und RET aufweist. Das Gatter 13 steuert das Steuerregister 14 derart, daß ein Signal von dessen ADV—Ausgang abgegeben wird, wenn der Impuls aus dem Univibrator 17 dem negativ verlaufenden Übergang im Signal "e", welcher die obere Totpunktlage anzeigt, voreilt; der ADV-Ausgang zeigt somit an, daß der Zündfunke dem Auftreten der oberen Totpunktstellung des Kolbens voreilt. Umgekehrt

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betätigt das Gatter 13 das Register 14 auch, so, daß an dessen RET-Ausgang ein Signal vorgesehen wird, wenn der negativ verlaufende Übergang des Signals "e" dem Impuls aus dem Univibrator voreilt; dies zeigt an, daß der Zündfunke dem Auftreten der oberen Totpunktstellung nacheilt.

Neben der Anzeige, ob das Auftreten der oberen Totpunktstellung dem Zündfunken nacheilt oder voreilt, wird bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 auch eine Anzeige über das Ausmaß dieser j Nacheilung oder Voreilung vorgesehen. Wie bereits erwähnt wurde,

wird das Signal "a¹¹ aus der Formerstufe 3 zur Spitzenleseschaltung 8 und zur Subtrahier schaltung 11 in der gleichen Weise geführt, wie dies an früherer Stelle in Verbindung mit Figur 3 : und 4 beschrieben wurde. Wie ebenfalls in Verbindung mit den Ausführungsformen nach Figuren 3 und 4 erläutert wurde, wird !das abgeflachte Signal "f", welches von der Subtrahierschaltung während eines vorausgehenden Kolbenhubes empfangen wurde, als ', Bezugsgröße verwendet, welche den oberen Totpunkt angibt. Bei !aufeinanderfolgenden Hüben zeigt die gleichzeitige Ausgangsgröße ι der Subtrahierschaltung 11 fortwährend an, wie weit sich der .Kolben von seiner oberen Totpunktlage entfernt befindet. Diese I veränderliche Ausgangsgröße aus der Schaltung 11 gelangt zu j einer herkömmlichen Sample- und Halteschaltung 16, dxe auch die Ausgangsgröße vom Univibrator 17 empfängt, welche das Auftreten der Zündfunken anzeigt. Die Sample- und Halteschaltung 16 sieht somit eine Ausgangsgröße vor, welche dem Wert der Ausgangsgröße der Subtrahierschaltung 11 zum Zeitpunkt des Zündfunkens entspricht. Diese Ausgangsgröße entspricht natürlich dem zeitlichen Unterschied zwischen dem Auftreten des Zündfunkens und der oberen Totpunkt st ellung, als auch der Lage des Kolbens relativ zum oberen Totpunkt zum Zeitpunkt des Zündfunkens. Diese Anzeigegrö— ße aus der Sample- und Halteschaltung kann zu einer geeigneten Meßstufe geführt werden, die in Graden des Maschinenzyklusses geeicht ist, wie bei 15 angezeigt ist. Wie dies ebenfalls gezeigt ist, weist die Spitzenieseschaltung 8 einen Rückstelleingang auf, der in Abhängigkeit von dem Signal "a" bexätigt wird, wenn dieses einen vorherbestimmten negativen Wert erreicht, wie

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dies bei den Figuren 3 und 4 der Fall ist.

In Figur 6 ist ein Sägezahngenerator 20 gezeigt, der eine Aus- i gangsspannung vorsieht, welche mit einer einstellbaren Geschwin—^: digkeit zunimmt. In Figur 6 wird das Signal des Wandlers in ahn-; licher Weise wie bei d.em Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 zu
einer Formerstufe 3» einer Spitzenleseschaltung 8 und einer t Nulldurchgangsdetektorschaltung 10 geführt, die die Ausgangsgrö-i ße "e" vorsieht und jedesmal anzeigt, wenn sich der Kolben in
seiner oberen Totpunktlage befindet. Das Signal "e" wird einer
Tachometerschaltung 9 zugeführt, die in geeigneter Weise eine
veränderliche Ausgangsspannung vorsehen kann, die von der
Impulsfolge in dem Signal ^Me" abhängig ist, um also eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens 1 ändert (d. h. der Frequenz, mit welcher der Kolben die obere Totpunktlage einnimmt). Die Ausgangsgröße der
Tachometerschaltung gelangt zu dem Sägezahngenerator 20, um die
Steigung der Ausgangsspannung so zu steuern, daß die Ausgangsgröße des Generators 20 immer mit einer konstanten Steigung oder einem konstanten Gefälle - Volt pro Grade der Maschinenumdrehung - ungeachtet der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine
voranschreitet. I

Die Ausgangsgröße aus dem Sägezahngenerator 20 gelangt zu einer herkömmlichen Sample- und Halteschaltung 19» die in geeigneter
Weise eine Ausgangsgröße mit einem Wert vorsieht, welcher dem
Wert der Ausgangsgröße des Sägezahngenerators zu dem bestimmten ; Zeitpunkt des Auftretens eines Signals am Sample-Eingang ent- j spricht. Diese Ausgangsgröße wird weitergeleitet, um eine Meß- j einheit 15 über einen selektiv gesteuerten Inverter 12 zu ' steuern. j

Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 wird der Zündfunke j durch geeignete Mittel so umgewandelt, daß er einen ühivibra- j tor 17 triggert, der daraufhin einen Impuls mit vorherbestimmterkurzer Dauer erzeugt. Dieser Impuls kann der Sample- und Halte- ; schaltung 19 zugeführt werden oder kann dem Starteingang 5 des

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Sägezahngenerators unter der Steuerung des Schalterkreises 91 zugeführt werden.

Das "e"-Signal aus dem Nulldurchgangsdetektor 10 wird ebenfalls unter der Steuerung des Schalterkreises 91 entweder dem Sample-Eingang der Sample- und Halteschaltung 19 oder dem Starteingang des Sägezahngenerators 20 zugeführt.

Wie gezeigt ist, wird die Ausgangsgröße des Sägezahngenerators 20 rückgekoppelt, um diesen über eine Vergleichsstufe 90 zurückzustellen, wenn die Ausgangsgröße des Generators einmal einen bestimmten Wert erreicht hat, der in der Vergleichsstufe ivoreingestellt ist. Neben der Rückstellung des Sägezahngenera-I tors 20 wird die Ausgangsgröße der Vergleichsstufe einem Eingang :einer Steuerschaltung 92 zugeführt. Die andere Eingangsgröße für 'die Steuerschaltung wird von demjenigen Ausgang des Schalterikreises 91 empfangen, der zur Sample- und Halteschaltung 19 geführt ist. Die Steuerschaltung 92 steuert einen Flip—Flop 93 in j einer Weise, die davon abhängig ist_r welche der zwei Eingangs-■ größen der anderen voreilt. Die Ausgangsgröße des Flip-Flops 93 steuert sowohl den Schalterkreis 91, als auch den Inverter 12.

Wenn im Betrieb zu Beginn angenommen wird, daß die obere Totpunktlage des Kolbens dem Zündfunken voreilt, so wird der Impuls des "e"-Signals, welches den oberen Totpunkt angibt, über den Schalterkreis 91 an den Starteingang S des Sägezahngenerators geführt, der dann eine Ausgangsspannung aus der Tachometerschaltung 9 abgibt. Die Ausgangsgröße des Generators 20 wird der Sample- und Halteschaltung 19 zugeführt, die den Wert der Ausgangsgröße des Generators anzeigt, wenn der Impuls aus dem Univibrator 17 durch den Schalterkreis 91 gelangt oder diesen passiert, um ihn an den Sample-Eingangsanschluß der Sample- und Halteschaltung 19 zu führen. Diese Anzeigeausgangsgröße aus der Schaltung 19 wird über den Inverter 12 geführt und wird durch die Meßeinrichtung 15 angezeigt bzw. zur Anzeige gebracht, so daß also dieses Meßgerät den Betrag als negativen Wert anzeigt, um welchen der Zündfunke dem Auftreten des oberen Totpunktes

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nacheilt. Wenn die Ausgangsgröße des Sägezahngenerators 20 den in der Vergleichsstufe 20 voreingestellten Wert erreicht, so wird der Generator zurückgestellt.

Wenn jedoch der Zündfunke dem Zeitpunkt des Auftretens des oberen Totpunktes voreilt, so erscheint die rückstellende Ausgangsgröße der Vergleichsstufe 90 vor dem Sample-Signal aus dem Schalterkreis 91» welches Signal durch den Ausgangsimpuls des Univibrators 17 eingeleitet wurde. Dieser Zustand wird durch die Steuerschaltung 92 abgetastet, um den Flip-Flop 93 zu schalten und um den Schaltzustand des Schalterkreises 91 zu ändern und um den Inverter 12 zu sperren. Ist also der Schalterkreis 91 umgeschaltet, so wird die den Zündfunken anzeigende Ausgangsgröße aus dem Univibrator 17 so zugeführt, um den Sägezahngenerator zu starten, während das den oberen Totpunkt anzeigende Signal "e" über den Schalterkreis zum SampIe-Eingang der Sample- und Halteschaltung 19 geschaltet wird. Die Sample- und Halteschaltung sieht somit eine Ausgangsgröße vor, welche das Ausmaß kennzeichnet, um welches der Zündfunke dem oberen Totpunkt voreilt. Da der Inverter 12 durch den Flip-Flop 93 gesperrt wurde, wird dieses Ausmaß als positive Größe am Meßgerät 15 angezeigt. Das Meßgerät 15 zeigt somit an, ob der Zündfunke dem oberen Totpunkt voreilt oder nacheilt, und zeigt ebenso das Ausmaß dieser Voreilung oder Nacheilung an.

Die Figuren 7 und 8 zeigen nun ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, welches in geeigneter Weise eine Anzeige darüber liefern kann, ob der Grundkreis einer Nockenwelle den Anforderungen entsprechend vorgegebenen Toleranzen entspricht oder nicht. Bei dieser Ausführungsform nach der Erfindung wird eine Anzeige des Ausmaßes der Senken und Erhebungen oder Anstiege in der Grundkreisfläche der Nockenwelle erhalten. Eine quantitative Ausgangsgröße, welche die Erhebungen und Senkungen anzeigt, wird so vorgesehen, daß bei lediglichem Notieren der Ausgangsgröße bestimmt werden kann, ob die Nockenwelle die Vorschriften erfüllt oder nicht.

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Wie in Figur 7 angezeigt ist, ist die Nockenwelle 21 so angeordnet, daß sie sich an einer ersten Wandlersonde 2 und an einer zweiten Wandlersonde 25 vorbei drehen kann. Die Sonde 2 sieht eine Ausgangsgröße immer dann vor, wenn der Vorsprung einer Nooke an ihr vorbei bewegt wird, und diese Ausgangsgröße wird als Zeitpunktbezugsgröße des Meßzyklusses verwendet. Der Wandler 25 tastet einen bestimmten Abschnitt der Grundkreisfläche der Nockenwelle ab, die inspiziert werden soll. Der Wandler 2 ist in größerem Abstand von der Nocke angeordnet als der Wand-I ler 25. Dies steht in Einklang mit der Tatsache, daß der Wandler 2 nur den Vorsprung der Nocke abtasten braucht, der sich offensichtlich weiter von der Welle der Nocke ab erstreckt als der Grundkreis. Der Wandler 25, welcher die Basiskreisfläche abtasten soll, weist eine Abtastspitze auf, die in einem Schlitten 25 a angeordnet ist, so daß die Spitze vom Vorsprung ; des Nockens weg gestoßen werden kann, wenn der Vorsprung der Nocke den Wandler 25 passiert. Wenn jedoch die Wandlersonde 25 die Fläche des Basiskreises abtastet, so wird sie nicht niedergedrückt oder weggedrückt, sondern wird nahe dem Kreis in Lage !gebracht. Die zwei Wandler 2 und 25 sind an festen Stellen relativ zueinander angeordnet.

Wie man aus Figur 7 ebenso entnehmen kann, enthält das Gerät einen inkrementell en Dreh-Kodierer 18, der ein Zahnrad 22 mit in gleichem Abstand angeordneten Zähnen umfaßt. Das Zahnrad 22 ist axial mit der Nocke bzw. auf der Achse der Nocke angeordnet und dreht sich mit der Nocke, so daß ein Zeit Steuerwandler 23 Zeitsteuerimpulse erzeugen kann, die dazu verwendet werden können, die Nocke bei ihrer Drehung zu führen (track). Wie angedeutet ist, wird die analoge Ausgangsgröße des Wandlers 23 in eine Reihe von gleichen Abstand aufweisenden digitalen Impulsen konvertiert, was durch die Formerschaltung 24 erfolgt.

Die Ausführungsform gemäß Figuren 7 und 8 kann man so betrachten, daß sie aus drei Abschnitten aufgebaut ist. Ein Abschnitt umfaßt den Wandler 2, der in geeigneter Weise den Vorsprung einer Nocke 21 bei jeder Nockenumdrehung abtastet bzw. erfaßt.

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Der Wandler 2 ist vom selben Typ wie derjenige, welcher in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen erläutert wurde, und er sieht eine Ausgangsgröße vor, die kennzeichnend für den Abstand zwischen dem Wandler selbst und dem Gegenstand ist, der abgetastet bzw. überwacht werden soll. Während jeder Umdrehung nähert sich der Nockenvorsprung dem Wandler 2 und entfernt sich dann wieder von demselben. Daher weist der Nockenvorsprung eine zum Wandler hin gerichtete Bewegungskomponente auf und weist danach eine vom Wandler weg gerichtete Bewegungskomponente auf. Es ist diese Komponente, die von dem Wandler erfaßt wird und von dem Wandler als Gegenstand erkannt wird, der sich auf ihn zu und von diesem weg bewegt. Die Ausgangsgröße des Wandlers 2 ist daher so beschaffen, wie die an früherer Stelle in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen erläuterte, um die obere Totpunkt— lage eines Kolbens festzustellen. Die Ausgangsgröße des Wandlers 2 nimmt zu, wenn sich ein Nockenvorsprung dem Wandler nähert, beträgt ein Maximum oder einen Spitzenwert, wenn der Nockenvorsprung in unmittelbarer Nähe ist, und fällt danach, wenn sich der Nockenvorsprung wieder wegbewegt, ab. Diese Spit— zenspannung bzw. -ausgangsgröße des Wandlers wird einer Formerschaltung 3, einer Differenzierschaltung 4 und einem Nulldurch- ! gangsdetektorkreis 5 zugeführt, die den Elementen entsprechen, j welche an früherer Stelle in Verbindung mit Figur 1 erläutert ^; wurden. Ähnlich wird auch die Ausgangsgröße der Formerstufe 3 j durch die digitale Formerstufe 6 in einen Torsteuerimpuls konvertiert, welcher dann die Ausgangsgröße "c" des Nulldurchgangsdetektors 5 durch das NAND-Gatter 7 tormäßig steuert, um das \ ^He"-Signal vorzusehen, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 erfolgte. Während jeder Umdrehung und in Abhängigkeit \ vom Abtasten des Nockenvorsprungs bewirkt der Wandler 2 einen negativ verlaufenden Übergang (von einem hohen Spannungswert zu einem niedrigen Spannungswert) in dem Signal "e" am Ausgang des NAND-Gatters 7· Dieses Übergangssignal wird als Bezugsgröße oder; als Markierungsgröße (index) für jeden Inspektionszyklus verwen—₍

Der zweite Abschnitt der Ausführungsform, die erläutert wird,

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besteht aus der Dreh-Kodierstufe 18. Dieser Abschnitt enthält auch ein Paar von programmierbaren Ringzählern 30 und 33, von denen jeder in geeigneter Weise eine Ausgangsgröße vorsehen kann, wenn eine voreingestellte Zahl von Taktimpulsen empfangen wurde, woraufhin sich der Zähler selbst zurückstellt· In funktioneller Hinsicht wird das Signal "e" aus dem ersten Abschnitt des Gerätes als Bezugspunkt verwendet, von welchem aus das System, durch Zählen der Anzahl der Impulse aus der inkrementeilen Kodierstufe 18, feststellt, wann der Abschnitt des Grundkreises der Nooke, der gemessen werden soll, den Wandler 25 passiert, j Die in dem Zähler 30 vorhandene Zählung entspricht der Anzahl '. der Takt impulse oder Zeit Steuerimpulse aus der Kodierstufe 18, die zwischen dem Zeitpunkt auftreten, bei welchem der Nockenvorsprung durch den Wandler 2 erfaßt wird, und dem Zeitpunkt, zu 'welchem der Anfang des Abschnitts der Nockenflache, der inspi-■ ziert werden soll, sich nahe dem Wandler 25 befindet. Die im Zähler 33 voreingestellte Zahl entspricht der Anzahl der Impulse, die vom Kodierer abgeleitet werden und die auftreten, während sich die Fläche, die abgetastet werden soll, am Wandler 'vorbei bewegt. Die im Zähler 30 voreingesteilte Zahl bzw. Zählung entspricht dem Winkel (Winkel A) bei der Drehung der Nocke, der also von der Nockenwelle 21 zwischen dem Zeitpunkt des Erjfassens des Nockenvorsprunges durch den Wandler 2 und dem Zeitpunkt, bei dem der Anfang des Abschnitts der zu untersuchenden Fläche sich nahe dem Wandler 25 befindet, zurückgelegt wird. Die im Zähler 33 voreingestellte Zahl oder Zählung entspricht dem Winkel (Winkel B), welcher von der Nockenwelle zurückgelegt wird, während sich der zu erfassende Flächenabschnitt am Wandler 25 vorbei bewegt.

Wie aus Figur 7 hervorgeht, wird die Ausgangsgröße des NAND-Gatter s 7 dem Kippeingang (T) eines Sperr-Flip-Flops 26 zugeführt. Der Sperr-Flip-Flop 26 sieht einen positiv gerichteten Übergang an seinem mit 1 bezeichneten Ausgang vor, und zwar in Abhängigkeit von einem negativ gerichteten Übergang an seinem T-Eingang. Der mit 1 bezeichnete Ausgang des Flip-Flops 26 springt daher von einer niedrigen Spannung auf eine höhere Spannung, und zwar

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in Abhängigkeit von dem Zustand, wenn der Nockenvorsprung nahe an den Wandler 2 heran gelangt. Dieses spannungsmäßig hoch gelegene Signal aus dem Flip-Flop 26 setzt ein NAND-Gatter 28 in Bereitschaft, so daß dieses ZeitSteuerimpulse zum Zähler 30 hin— durchläßt. Wenn diese Zeitsteuerimpulse oder Taktimpulse den Zähler 30 um eine bestimmte Zahl von Taktschritten vorgestellt haben (die, wie bereits dargelegt wurde, dem Winkel entsprechen, der von der Nooke vom Zeitpunkt des Feststeilens des Nockenvorsprunges bis zum Zeitpunkt, bei welchem der Anfang des Abschnitts der zu untersuchenden Fläche sich nahe dem Wandler befindet, zurückgelegt wird), setzt der Zähler das NAND-Gatter 29 in Bereitschaft, um ein spannungsmäßig niedrig liegendes Signal vorzusehen, welches dem R-Eingang des Flip-Flops 26 aufgedrückt wird, wodurch dieser zurückgestellt wird, so daß der

ι mit 1 bezeichnete Ausgang einen spannungsmäßig niedrigen Wert annimmt. Diese niedrige Ausgangsspannung aus dem Flip-Flop 26 gelangt zu einer zweiten Sperr-Flip-Flop-Sehaltung 27 an deren Kippeingang (T). Dieser Flip-Flop 27 sieht daraufhin einen positiv gerichteten Spannungsübergang an seinem mit 1 bezeichneten Ausgang vor, der zu dem NAND-Gatter 31 gelangt. Auf diese Weise wird das NAND-Gatter 31 in. Bereitschaft gesetzt, um die Zeitsteuerimpulse dem zweiten Zähler 33 zuzuführen. Wie bereits zuvor geschildert wurde, ist der zweite Zähler 33 auf eine bestimmte Zahl voreingestellt, welche dem Winkel entspricht, der von der Nocke zurückgelegt wird, wenn derjenige Abschnitt der Grundkreisfläche, der abgetastet werden soll, den Wandler 25 passiert. Nachdem diese ausgewählte Zählung bzw. dieser ausgewählte Zählschritt erreicht ist, setzt der Zähler 33 das NAND-Gatter 32 in Bereitschaft, um ein spannungsmäßig niedriges

; Signal dem R-Eingang des Flip-Flops 27 aufzudrücken. Hierdurch verschwindet an dem mit 1 bezeichneten Ausgang des Flip—Flops das hohe Spannungssignal. Jede Umdrehung der Nocke 21 bewirkt somit, daß der Flip-Flop 27 einen positiv gerichteten Spannungs-^ Übergang erzeugt, wenn der Wandler 25 sich nahe dem Anfang des j Abschnitts der Grundkreisfläche, die erfaßt werden soll, befindet, und erzeugt einen negativ gerichteten Spannungsübergang, wenn der Wandler 25 sich an dem Ende dieses Abschnitts befindet.

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Das Signal von dem mit 1 bezeichneten Ausgang des Flip—Flops 27 gelangt auch zu einem Flip-Flop 34 und zu einem UND-Gatter 35» Es ist allgemein wünschenswert, daß die Nockenwelle während ihrer ersten Umdrehung nicht überprüft wird, da während dieser Zeit Unregelmäßigkeiten in ihrer Bewegung auftreten können. Es ist somit wünschenswert, daß die zweite Nockenvorsprungsanzeige aus dem NAND-Gatter 7 und nicht die erste dazu verwendet wird, den Checkvorgang des Nockengrundkreises einzuleiten. Zu diesem Zweck ist der Flip-Flop 34 und das UND-Gatter 35 vorgesehen. Je- !der positiv gerichtete Spannungsübergang aus dem Flip—Flop 27 jgelangt zu dem UND-Gatter 35, um dieses in Bereitschaft zu setjzen. Das UND-Gatter 35 läßt jedoch nur ein Signal hindurch, wenn : der mit 1 bezeichnete Ausgang des Flip—Flops 34 spannungsmäßig jhoch liegt. Vor jedem Inspektionszyklus wird der Flip-Flop 34 !durch den Zyklusrückstellimpuls (CR) an seinem Rückstelleingang zurückgestellt, so daß der mit 1 bezeichnete Ausgang zu Beginn spannungsmäßig niedrig liegt. Der Flip-Flop 34 ist so aufgebaut, I daß der mit 1 bezeichnete Ausgang spannungsmäßig nur dann !niedrig liegt, wenn ein Impuls an seinem Rückstelleingangsan— I Schluß vorhanden ist. Der mit 1 bezeichnete Ausgang des Flip-I Flops 34 nimmt nur in Abhängigkeit von einem negativ gerichteten j Spannungsübergang an seinem Kippeingang (T) einen hohen Span-■nungswert an. Der erste positiv gerichtete Spannungsübergang aus 'dem Flip-Flop 27 setzt daher während der ersten Umdrehung der Nocke das UND-Gatter 35 in Bereitschaft, hat jedoch keinen Einifluß auf den Flip-Flop 34, so daß der Ausgang des UND-Gatters 35 j spannungsmäßig niedrig bleibt. Danach erzeugt der Flip-Flop 27 \einen negativ gerichteten Spannungsübergang, der, obwohl das j UND-Gatter 35 außer Bereitschaft gesetzt wird, den Flip-Flop 34 j veranlaßt, an seinem mit 1 bezeichneten Ausgang ein hohes Span- ; nungssignal vorzusehen. Es wird daher das UND-Gatter 35 durch ä&n Flip-Flop 34 in Bereitschaft gesetzt und es sieht nach dem Empfang des nächsten positiven Spannungsübergangs aus dem Flip- i Flop 27 während der nächsten Nockenumdrehung ein hohes Spannungssignal an seinem Ausgang vor. In dieser Weise wird ein hohes Spannungssignal am Ausgang des UND-Gatters 35 nur während ; der zweiten und der sich daran anschließenden Umdrehungen der

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Nocke vorgesehen.

Jeder Niedrig—Hoch—Ausgang aus dem UND-Gatter 35 wird über den Inverter 94 zum Kippeingang (T) eines weiteren Flip-Flops 38 ge—j führt, wodurch dessen mit 1 bezeichneter Ausgang spannungsmäßig hochspringt· Das Signal am mit 1 bezeichneten Ausgang des Flip-Flops 38 ist mit RST bezeichnet. Der Flip-Flop 38 empfängt auch ein Zyklus-Rückstellsignal (CR), welches vor jedem Inspektionszyklus an dessen Rückstelleingang (R) erscheint, so daß dessen mit 1 bezeichneter Ausgang zu Beginn spannungsmäßig niedrig liegt. Wenn dieser mit 1 bezeichnete Ausgang spannungsmäßig hoch liegt, so bleibt der Flip-Flop 38 in. diesem Zustand, bis ein j nachfolgendes CR-Signal empfangen wird. Wie bereits angedeutet , wurde, stellen die CR-Signale auch die Zähler 30 und 33 zurück. ;

Das Signal aus dem UND-Gatter 35 wird einem weiteren Flip- \ Flop 37 an dessen Kippeingang (T) zugeführt. Dieser negativ ge- j richtete Spannungsübergang des Signals bewirkt, daß der Flip-Flop 37 ein spannungsmäßig niedriges HLD-Signal an seinem mit 0 bezeichneten Ausgang erzeugt. Der Flip-Flop 37 wird ebenso durch. das CR-Signal zurückgestellt, um zu bewirken, daß dieser Flip-Flop zu Beginn an seinem mit 0 bezeichneten Ausgang ein hohes Spannungssignal aufweist.

Zu Beginn des Inspektionszyklusses wird somit ein hohes HLD-Signal von dem Flip—Flop 37 vorgesehen, und von dem Flip-Flop 38 wird ein niedriges RST-Signal vorgesehen. Während der zweiten Umdrehung der Nocke wird das RST-Signal spannungsmäßig hoch, wenn der Anfang des Abschnitts des Nockens, der gemessen werden soll, sich nahe dem Wandler 25 befindet. Das HLD-Signal nimmt einen niedrigen Spannungswert an, wenn das Ende dieses Abschnitts sich nahe dem Wandler 25 befindet.

Der dritte Abschnitt der erläuterten Ausführungsform besteht aus dem Wandler 25 und der Schaltung, die in Figur 8 gezeigt ist. Wie bei den anderen Ausführungsformen wird die Ausgangsgröße des Wandlers 25 über eine Formerstufe 3 geführt und sieht

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eine Anzeige des Abstands zwischen dem Wandler selbst und der Fläche der Nockenwelle vor, wenn diese den Wandler passiert. Dieses Ausgangs signal ist mit DATA "bezeichnet und ist in Figur 7 a veranschaulicht, und zwar zusammen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Nocken und dem Wandler 25 zu {nacheinanderfolgenden Zeitpunkten. Wie aus Figur 7 a hervor- ; geht, stößt der Nockenvorsprung, wenn dieser sich bis zu einer Stelle nahe dem Wandler 25 gedreht hat, gegen eine Seite des Schlittens, in welchem die Spitze des Wandlers angeordnet ist. !Hierdurch wird der Wandler von der Nooke weg gedruckt. Wenn sich die Nocke dann weiterdreht, stößt der Nockenvorsprung j nicht mehr langer gegen die Seite des Schlittens, sondern führt J direkt über den Wandler 25 hinweg· An dieser Stelle erhält das j Ausgangssignal aus dem Wandler eine Spitze bzw. den Spitzenwert, da der Wandler so nahe wie möglich an der Noekenflache anliegt. Wenn sich die Nocke dann weiterdreht, so bewegt sich der Nockenvorsprung von der direkt über dem Wandler gelegenen Stellung weiter entlang dem Schlitten, so daß das Signal aus dem Wandler umkehrt. Wenn der Grundkreis der Nocke die Sonde passiert, so wird von dem Wandler eine Ausgangsgröße abgegeben, wie sie typisch durch die Kurve in Figur 7 a angegeben ist. Die Uhregel— > mäßigkeiten des vom Wandler stammenden Signals an dieser Stelle entsprechen den Unterschieden im Abstand zwischen dem Wandler selbst und dem Nockengrundkreis oder genauer den Erhebungen und Eindrücken oder Senken in der Fläche des Grundkreises.

Figur 7 a veranschaulicht ebenso die HLD- und RST-Signale. Wie angezeigt ist, entspricht der Winkel B (welcher durch den Zähler 33 bestimmt ist) demjenigen Abschnitt des Grundkreises der Nocke, dessen Fläche überwacht bzw. erfaßt werden soll. Der Win—; kel A entspricht demjenigen Abschnitt des Grundkreises, der an ι dem Wandler 25 vorbei gelangt, nachdem der Nockenvorsprung den ersten Wandler 2 passiert hat. Das RST-Signal steigt daher am ; Ende des Winkels A an, und das HLD-Signal fällt am Ende des :' Winkels B ab.

In Figur 8 wird das DATA-Signal in eine Pufferstufe 39 eingege-

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ben, welche das DATA—Signal nur dann hindurchläßt, wenn das HID-Signal spannungsmäßig hoch liegt. Die Pufferstufe 39 enthält ein analoges Gatter, welches durch die hohen HLD-Signale in Bereitschaft gesetzt wird. Aus der Pufferstufe 39 gelangt das DATA-Signal aufeinanderfolgend zu einer eine veränderliche Bezugsgröße bestimmenden Schaltung 40. Die Schaltung 40 sieht eine Ausgangsgröße vor, welche auf einen bestimmten Wert bezogen ist, insbesondere auf den Wert des DATA-Signals am Anfang des Winkels B, wenn das RST-Signal von einem niedrigen Spannungswert zu einem hohen Spannungswert wechselt. In Figur 7 a ist dieser Wert der Wert des DATA-Signals, der mit X in dem gezeigten Beispiel bezeichnet ist. Natürlich entspricht dieser bezeichnete Wert des DATA-Signals dem Abstand zwischen dem Wandler 25 und dem Anfang des Abschnitts der Grundkreisfläche, die von Interesse ist (d. h. dem Anfang des Winkels B).

In Figur 8 ist auch eine positive PDDR—Schaltung 41 gezeigt und weiter eine negative PDDR-Schaltung 42. Zu Beginn werden diese zwei Schaltungen durch das spannungsmäßig niedrig liegende RST-Signal auf null gehalten.

i Das nun auf seinen Wert bei X bezogene DATA—Signal wird nun zu j den PDDR-Schaltungen 41 und 42 geschickt, die in Abhängigkeit ■

von dem RST-Signal beim spannungsmäßigen Hochspringen desselben j zu Beginn des Winkels B aktiviert werden. Die Schaltung 41 ί sieht eine Ausgangsgröße vor, welche den Zunahmen in dem DATA-Signal oberhalb dem Bezugswert X entspricht, und zwar durch j Erhebungen oder Anstiege in der Nockenflache. Ähnlich sieht die ! Schaltung 42 eine Anzeige der Abnahmen in dem DATA-Signal unter den Wert X vor, die durch Senken in der Nockenfläche verursacht ; werden. Um eine Anzeige über das Ausmaß zu erhalten, mit welchem die Senken und Erhebungen in der Fläche relativ zu der Stelle an' der Fläche, die zu Beginn des Winkels B auftritt, sich er- ΐ strecken, werden die Ausgangsgrößen der Schaltung 41 und der j Schaltung 42 durch die Subtrahierschaltung 43 subtrahiert. Effektiv addiert die Subtrahierschaltung die absoluten Werte der Ausgangsgrößen der PDDR-Schaltungen £1_? 42, Dies führt dann

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zu einem mit TIR bezeichneten Signal.

Die Elemente von Figur 8 arbeiten in der gleichen Weise, bis das HLD-Signal einen niedrigen Spannungswert annimmt, wodurch angezeigt wird, daß der Abschnitt des Basiskreises, welcher dem Winkel B entspricht, am Wandler 25 vorbei gelangt ist. In Figur 7 a ist für diese typische Situation das TIR-Signal gezeigt. Eine Anzeige der Senken und Erhebungen in der Fläche, die dem Winkel B entspricht, wird sehr einfach dadurch erhalten, indem man die Höhe des TIR-Signals notiert, die innerhalb dem Winkel B erhalten wird. Tatsächlich stellt das TIR-Signal eine Anzeige des Ausmaßes dar, in welchem sich die Basiskreisfläche in dem Winkel B zum Wandler 25 hin bewegt und von diesem weg bewegt, jund zeigt den Unterschied zwischen der höchsten Erhebung und Ider niedrigsten Senke innerhalb dem Winkel B an. Wie aus Figur !hervorgeht, kann man. das TIR-Signal mit Hilfe eines Diagramms graphisch festhalten, Ein solches Diagramm würde das Signal wie

!in Figur 7 a zeigen_e Ss kann äitch das 5IR—Signal einem Meßge-Irät 45 zugeführt werden, welches eine Anzeige der Höhe des 'TIR-SigKals, nachdem der Meßayklus vervollständigt wurde, liefert.

jBeim Überprüfen der Nockenwelle wird eine beliebige Grenze, die

proportional zur Präzision ist, die bei der betreffenden Nockenwelle erforderlich ist, für die Höhe des 5¹IR-Signals eingestellt. Indem man einfach diese beliebig gewählte Grenze mit der Höhe oder Größe des TIR-Signals vergleicht, läßt sich einfach feststellen, ob die Nockenwelle die Forderungen erfüllt oder nicht.
ί

,Der in Figur 8 gezeigte Abschnitt der Schaltung, welcher das TIR-3ignai vorsieht (d. h. die Elemente 39 ~ 43), besteht aus 'bekannten Elementen. Diese Elemente -können übrigens als Modul— anordnung erhalten werden, und awar unter der Bezeichnung Model Nr. 3114 der ADE Corporation of Watertown, Massachusetts»

Die Figuren 9 und IC zeigen bevorzugte Ausführungsformen ier

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Wandlersonde, die dazu verwendet wird, den Zeitpunkt des Auftretens der oberen Totpunktlage zu bestimmen. Die Wandlersonden sind kapazitiv und entsprechen der Sonde, die in der zuvor erwähnten Patentanmeldung Nr. 64 240 beschrieben ist. Die Wandler— sonden gemäß Figuren 9 und 10 der vorliegenden Anmeldung sprechen jedoch nicht auf den Winkel an, mit welchem diese Sonden einer zu erfassenden oder zu überwachenden Stelle genähert werden, d. h. auf die Bewegung des Kolbens. Dies wird dadurch erreicht, indem man der Meßelektrode 46 in Figur 9 eine halbkugel— förmige Gestalt gibt, und indem man der Elektrode 61 in Figur eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt gibt.

In Figur 9 ist die Spitze der Sonde im Schnitt dargestellt, und die Meßschaltung ist schematisch wiedergegeben. Die Sonde besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 50 und aus einer halbku— gelförmigen Meßelektrode 46. Die Meßelektrode ist elektrisch an die Schaltung angeschlossen, die dargestellt ist, und zwar vermittels einem elektrisch leitenden Element 79 und einem Schaft 56. Ein Isolierteil 57» welches in bevorzugter Weise aus Teflon besteht, ist um den Schaft 56 herum angeordnet. Ein Schutzschirm 53 in Form einer Hülse ist ebenso vorgesehen und liegt auf beiden Seiten an einem isolierenden Element an, und zwar an dem isolierenden Element 57 und an einer isolierenden Hülse 54. Eine sich umfangsmäßig erstreckende Erdungselektrode 49 ist ebenfalls vorgesehen und ist an die Schaltung angeschlossen.

Die Meßelektrode und eine nach Masse führende Kapazität C sind in der Schaltung zu einer Diodenmatrix 60 zusammengeschaltet, wie dies veranschaulicht ist. Die Schaltung enthält ferner einen Oszillator 59» um ein Wechselspannungssignal über ein Paar von Kapazitäten der Diodenmatrix 60 zuzuführen. Der Oszillator 59 sieht ebenso sein Ausgangssignal für den Schirm 53 vor. Wie gezeigt ist, ist die sich umfangsmäßig erstreckende Erdungselektrode in geeigneter Weise mit Masse verbunden. Die Sonde gemäß Figur 9 arbeitet in einer Weise, wie diese in der zuvor erwähnten Patentanmeldang beschrieben ist; an den

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Anschlüssen, die zu der Diodenmatrix über ein Paar von Leitungen führen, läßt sich eine Messung der Differenz der Kapazität nach Masse zwischen der Meßelektrode und der Kapazität 0 erhalten, wenn diese durch den Oszillator 59 bzw. das Ausgangssignal der Sonde erregt werden.

Bei der Sonde gemäß Figur 10 ist ein zylindrisches Gehäuse 68 vorgesehen, welches aus einem äußeren Leiter 67 und einem inneren dielektrischen Teil 69 besteht. Die Meßelektrode 61 weist die Gestalt einer Kugel auf, und es ist auch eine entsprechende ^! Abgleichelektrode 63 vorgesehen. Leitungen 64 und 77 verbinden die Meß- und Abgleichelektroden mit einer Diodenmatrix 60 in j

■ der elektrischen Schaltung. Die Schaltung enthält ebenfalls einen Oszillator 59» der über ein Paar kapazitiver Zweige an die Diodenmatrix angeschlossen ist. Die Diodenmatrix ist auch an ein Paar von Anschlüssen über die gezeigten Leitungen geführt. An diesen Anschlüssen kann man ein Maß der Differenz in

; der Kapazität nach Masse zwischen der Meß- und der Abgleichelek-)trode erhalten bzw. vorsehen, wenn der Oszillator arbeitet und idie Elektroden erregt.

Indem man einfach die kapazitiven Sonden gemäß Figuren 9 und 10 ' j in einem Zylinder anordnet, läßt sich der obere Totpunkt im we— ' sentlichen ungeachtet und unbeeinflußt von dem Winkel, mit welchem sich der Kolben der Sonde nähert, feststellen.

Es sei hervorgehoben, daß verschiedene Abwandlungen der Form und der Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsbeispiele von einem Fachmann vorgenommen werden können, ohne jedoch dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung veranschaulichten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (31)

1. Patent an s ρ r tt c h e

   Gerät zum Peststeilen der Richtungsumkehr eines bewegten Gegenstandes, welches Gerät bei einer Richtungsumkehr des sich zu einer festen Stelle hin und von dieser weg bewegenden Gegenstandes ein Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen enthält:

   a) einen Wandler (2, 25), der an der festen Stelle gelegen ist und ein ausgedehntes Signal (a) vorsieht, welches sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der festen Stelle und dem bewegten Gegenstand (21) ändert, wobei das Signal (a) eine Spitze aufweist, welche der Richtungsumkehr des Gegenstandes (21) entspricht; und

   b) Einrichtungen zum Erzeugen eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der genannten Spitze.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeugen des Ausgangssignals elektronische Schaltungen (4) zum Differenzieren des Wandlersignals und eine Einrichtung (5, 10) zum Vorsehen einer Anzeige des Nulld'irchganga des differenzierten Signals aufweisen.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter folgende Einrichtungen enthält:

   a) elektronische Mittel, die auf das Signal des Wandlers ansprechen, um einen Torsteuerimpuls in Abhängigkeit von jeder Spitze vorzusehen, die der Richtungsumkehr des bewegten Gegenstandes bei seiner Bewegung zu der festen Stelle hin und von dieser weg entspricht, daß jeder die-| ser Impulse vor der diesem zugeordneten Spitze beginnt j und nach dieser Spitze endet; und daß

   b) die Einrichtungen zua Erzeugen dee Ausgangsaignals Torsteuermittel aufweisen, um in Abhängigkeit von jeder

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   Anzeige, daß das differenzierte Signal während des Auftretens eines Torsteuerimpulses durch, null hindurchgeht, ein Ausgangssignal vorsehen.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal aus dem Wandler eine Spitze aufweist, welche der Richtungsumkehr bei der Bewegung des Gegenstandes zu der festen Stelle hin und von dieser weg entspricht.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeugen des Ausgangssignals elektrische Schaltungen umfassen, die auf das Wandlersignal zum Erzeugen eines ersten Signals ansprechen, welches eich ändert, bis die Spitze des Wandlersignals auftritt, und danach durch null geht.
6. 6. Gerat nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeugen des Ausgangssignals ferner Anzeigemittel umfassen, um anzuzeigen, wann das erste Signal durch null geht.
7. 7. Gerät zum Messen des Abstandes zwischen der momentanen Lage eines Gegenstandes, welcher sich zu einer festen Stelle hin und von dieser weg bewegt, und der lage, bei welcher der Gegenstand zu einem früheren Zeitpunkt seine Bewegungsrichtung umgekehrt hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen enthält: \

   a) einen an einer festen Stelle angeordneten Wandler, der ein ausgedehntes Signal erzeugen kann, welches sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der genannten festen ' Stelle und dem bewegten Gegenstand ändert, wobei dieses Signal eine Spitze aufweist, die dem TTmkehrpunkt des Gegenstandes bei seiner Bewegung entspricht; j

   b) Einrichtungen zum Erzeugen eines ersten Signals, welches mit einer Geschwindigkeit zuniemt, die der Zunahme

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   des Wandlersignals bis zum Erreichen der Spitze des Wandlersignals entspricht; und

   c) eine Einrichtung für die Subtraktion des momentanen Wertes des Wandlersignals vom Wert der Größe oder Höhe de3 ersten Signals, nachdem dieses aufgehört hat, anzuwachsen .
8. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsumkehr zu dem früheren Zeitpunkt diejenige ist, die stattfindet, wenn der Gegenstand sich zu der festen Stelle hin bewegt und danach seine Bewegungsrichtung umkehrt .
9. 9. Gerät zum Vorsehen einer Anzeige, welche der Differenz zwischen dem Auftreten eines Ereignisses und dem Auftreten der Richtungsumkehr eines Gegenstandes, der sich zu einer festen Stelle hin und von dieser weg bewegt, entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen enthält:

   a) einen an der festen Stelle angeordneten Wandler, der ein ausgedehntes Signal vorsehen kann, welches sich in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der festen Stelle und einem in Bewegung befindlichen Gegenstand verändert, wobei das Signal eine Spitze aufweist, die der Hieb.-' tungsumkehr bei der Bewegung des Gegenstandes entspricht;

   b) Einrichtungen zum Erzeugen eines ersten Signals beim Auftreten des genannten Ereignisses;

   c) Einrichtungen zum Erzeugen eines zweiten Signals, welches mit einer Geschwindigkeit zunimmt, die der Zunahme des Wandlersignals bis zum Erreichen der Spitze des Wandlersignals entspricht;

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   d) eine Einrichtung zum fortwährenden Subtrahieren des momentanen Wertee des Wandlersignals vom Wert der Höhe oder Größe des zweiten Signals, nach dem Ende seines Anwachsens; und

   e) eine Einrichtung zum Feststellen des Ergebnisses aus der Subtrahiereinrichtung zum Zeitpunkt der Erzeugung des ersten Signals.
10. 10. Gerät nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden weiteren Einrichtungen aufweist:

    a) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Spitze oder dem höchsten Spannungspunkt des Wandlersignals; und

    b) eine Einrichtung zum Anzeigen, ob das Ausgangssignal dem ersten Signal, welches beim Auftreten des genannten Ereignisses erzeugt wurde, voreilt oder nacheilt.
11. 11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsumkehr auftritt, wenn der Gegenstand seine Bewegungsrichtung bei seiner auf die genannte feste Stelle hin gerichteten Bewegung ändert und sich von dieser Stelle dann weg bewegt.
12. 12. Gerät zum Vorsehen einer Anzeige, die der Differenz zwischen dem Auftreten eines Ereignisses und dem Auftreten einer Richtungsumkehr eines Gegenstandes entspricht, welcher sich auf eine feste Stelle hin und von dieser weg bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen enthält:

    a) einen an der festen Stelle angeordneten Wandler, welcher ein ausgedehntes Signal vorsehen kann, welches sich in Abhängigkeit vom Abstand verändert, der zwischen der festen Stelle und dem in Bewegung befindlichen Gegenstand

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    vorhanden ist, daß das Signal eine Spitze oder einen
    höchsten Spannungspunkt aufweist, welcher der Richtungsumkehr "bei der Bewegung des Gegenstandes entspricht;

    b) eine Einrichtung zum Vorsehen eines ersten Signals beim
    Auftreten des genannten Ereignisses;

    c) eine Einrichtung zum Vorsehen eines zweiten Signals
    beim Auftreten der Spitze oder des höchsten Spannungspunkts des Wandlersignals;

    d) eine Zeitsteuereinrichtung zum Vorsehen von aufeinanderfolgend fortschreitenden Ausgangswerten;

    e) eine Einrichtung zum Einleiten des Betriebes der Zeitsteuereinrichtung in Abhängigkeit von einem, entweder
    dem ersten oder dem zweiten, Signal;

    f) eine Einrichtung zum Feststellen des Wertes der Zeitsteuereinrichtung zu dem Zeitpunkt, zu welchem das erste
    oder das zweite Signal vorgesehen wird.
13. 13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Einrichtung zum Einleiten des Betriebes Sehaltermittel um- _; faßt, die zwischen der Einrichtung zum Vorsehen des ersten
    und des zweiten Signals und der Zeitsteuer- und der Ein- ; richtung zum Feststellen des Wertes der Zeitsteuereinrich- : tung geschaltet ist.
14. 14. Gerät nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß die ! Zeitsteuereinrichtung nach Erreichen eines bestimmten Wer- , tes rückstellbar ist und eine Einrichtung zum Steuern der j Schaltermittel enthält, um den Betrieb der Zeitsteuerein- ! richtung in Abhängigkeit von dem zweiten Signal einzulei- · ten, wenn das erste Signal der Rückstellung der Zeitsteuer-¹ einrichtung vorauseilt bzw. vorausgeht, und um den Betrieb ,

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    der ZeitSteuereinrichtung in Abhängigkeit von dem ersten Signal einzuleiten, wenn das erste Signal der Rückstellung der Zeitsteuereinrichtung nacheilt.
15. 15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Anzeigen des festgestellten Wertes vorgesehen sind und ebenso Mittel, die auf die Steuereinrichtung ansprechen, um den festgestellten Wert abzuwandeln, wenn das erste Signal der Rückstellung der Zeitsteuereinrichtung nacheilt.
16. 16. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden ersten und zweiten Signalen vorgesehen werden, wobei die Zeitsteuereinrichtung einstellbar ist, um unterschiedliche Geschwindigkeiten der Zunahme (advance) ihrer Ausgangswerte vorzusehen, und daß weiter eine Einrichtung zum Einstellen der Zeitsteuereinrichtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher die zweiten Signale vorgesehen werden, vorgesehen ist.
17. 17. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsumkehr auftritt, wenn der Gegenstand bei seiner Bewegung auf die genannte Stelle zu seine Richtung umkehrt und sich von dieser Stelle dann weg bewegt.
18. 18. Gerät zum Vorsehen einer Anzeige von Eindrücken oder Sinsenkungen und Anstiegen oder Erhebungen in einer Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen enthält:

    a) einen nahe der Fläche angeordneten Wandler, der ein ausgedehntes Ausgangssignal vorsehen kann, welches sich in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Fläche und dem Wandler selbst ändert, wenn sich die Fläche relativ zum Wandler bewegt bzw. an diesem vorbei bewegt;

    b) eine Einrichtung zur Definition eines Zyklusses, welcher der Bewegung der Fläche an dem Wandler vorbei,

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    entspricht;

    c) eine Einrichtung zum Speichern des Wertes des Ausgangssignals des Wandlers, welcher zu Beginn des Zyklusses auftritt, wobei dieser Wert des Ausgangssignals dem Abstand zwischen· dem Wandler und dem Anfang der genannten Fläche entspricht; und

    d) eine Einrichtung, die auf den Wandler und die Speichereinrichtung anspricht, um eine Ausgangsgröße vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem gespeicherten Wert des Ausgangssignals und der Ausgangsgröße des Wandlers während des Zyklusses schwankt, um Vertiefungen oder Einsenkungen und Erhebungen oder Anstiege in der Fläche relativ zum Anfang der Fläche anzuzeigen.
19. 19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des genannten Ausgangssignals ein Signal vorsieht, welches zunimmt, wenn die Differenz zwisehen dem Wert des gespeicherten Ausgangssignals und dem Ausgangssignal des Wandlers anzeigt, daß der Abstand zwischen der Fläche und dem Wandler von diesem Wert ab zu Beginn des Zyklusses entweder im Zunehmen oder im Abnehmen begriffen ist.
20. 20. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche innerhalb einer großen Fläche enthalten ist, die sich relativ zum Wandler bewegt bzw. an diesem vorbei bewegt; und daß die den Zyklus definierende Einrichtung Mittel zum Vorsehen eines Registriersignals (index signal) zu einem Zeitpunkt aufweist, bei welchem eine bestimmte Stelle auf der größeren Fläche einen bestimmten Abstand zum Wandler aufweist, eine Einrichtung zum Vorsehen einer Reihe von Schwingungen mit einer Folge oder Geschwindigkeit, die der Folge oder Bewegungsgeschwindigkeit der größeren Fläche an dem Wandler vorbei entspricht, eine

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    Einrichtung zum Erzeugen eines Zyklus-Startsignals in Abhängigkeit von einer bestimmten Zahl von Schwingungen, die nach dem Registriersignal auftreten, wobei diese bestimmte Zahl der Bewegung der größeren "Fläche entspricht, bis sich der Anfang der Fläche nahe dem Wandler befindet, weiter eine Einrichtung zum Erzeugen eines Zyklus-Anhaltesignals in Abhängigkeit von einer zweiten bestimmten Anzahl von Schwingungen, die nach dem ZykltJs-St art signal auftreten, wobei die zweite bestimmte Zahl der Bewegung der Fläche an dem Wandler vorbei entspricht, und daß die Speichereinrichtung in Abhängigkeit von dem Zyklus-Startsignal betreibbar ist, und daß die das Ausgangssignal vorsehende Einrichtung zwischen dem Zyklus-Startsignal und dem Zyklus-Anhaltesignal betrieben ist.
21. 21. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche innerhalb einer größeren geschlossenen Fläche enthalten ist, die relativ zum Wandler rotiert, um die größere Fläche dem Wandler anzubieten; daß weiter die den Zyklus bestimmende Einrichtung Mittel zum Vorsehen eines Registriersignals (index signal) an einer bestimmten Stelle bei jeder Umdrehung der größeren Fläche aufweist; weiter eine Einrichtung zum Vorsehen eines Zyklus-Startsignals an einer bestimmten Stelle bei jeder Umdrehung, nach jedem Registriersignal, und eine Einrichtung zum Vorsehen eines Zyklus-Anhaltesignals an einer bestimmten Stelle jeder Umdrehung, nach jedem Zyklus-Anhaltesignal, und daß weiter die Speichereinrichtung in Abhängigkeit von dem Zyklus-Startsignal betrieben ist, und die das Ausgangssignal vorsehende Einrichtung zwischen dem Zyklus-Startsignal und dem Zyklus-Anhaltesignal betrieben ist.
22. 22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die größere geschlossene Fläche von einer TTocke gebildet ist, die einen Grundkreis und einen flockenvorsprung aufweist, daß diese Fläche einen Abschnitt des Grundkreises darstellt, und daß die das Registriersignal oder Indexsignal

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    vorsehende Einrichtung aus einem zweiten Wandler "besteht, der nahe der Nooke angeordnet ist und in geeigneter Weise eine Ausgangsgröße in Abhängigkeit der Bewegung des Nockenvorsprungs bei jeder Umdrehung vorsieht.
23. 23. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zyklus-Startsignal vorsehende Einrichtungaus einem Zähler besteht, der in geeigneter Wei3e eine Ausgangsgröße in Abhängigkeit von einer ausgewählten Zahl von zugeführten Eingangsimpulsen vorsieht, daß die das Zyklus-Anhaltesignal erzeugende Einrichtung aus einem zweiten Zähler besteht, der in geeigneter Weise eine Ausgangsgröße in Abhängigkeit von einer zweiten ausgewählten Zahl von zugeführten Eingangsimpulsen vorsieht, und daß die den Zyklus definierende Einrichtung Mittel zum Vorsehen der Impulse umfaßt, welche den Zählern zugeführt werden, und zwar in zeitgesteuerter Beziehung zur rotierenden größeren Fläche.
24. 24. Gerät zum Vorsehen einer Messixng des Abstandes, der von einem Gegenstand zurückgelegt wird, welcher sich aufeinanderfolgend zu einer festen Stelle hin und von dieser weg bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen enthält:

    a) eine Einrichtung zum Definieren eines Zyklusses, während welchem der Gegenstand die zu messende Strecke oder den zu messenden Abstand zurücklegt;

    b) einen an der festen Stelle angeordneten Wandler, der : ein ausgedehntes Ausgangssignal während des Zyklusses ,

    vorsehen kann, welches sich in Abhängigkeit von dem Ab- \ stand zwischen dem Gegenstand und der festen Stelle verändert;

    c) eine Einrichtung zum Speichern des Wertes des Ausgangssignals des Wandlers zu Beginn des Zyklusses, wobei dieser Wert des Ausgangssignals dem Abstand zwischen der

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    festen Stelle und dem Gegenstand zu Beginn des Zyklusses entspricht?

    d) eine auf den Wandler und die Speichereinrichtung ansprechende Einrichtung, um eine Ausgangsgröße vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der gespeicherten Ausgangsgröße und dem Ausgangssignal des Wandlers während des Zyklusses schwankt, um den Abstand oder die Strecke anzuzeigen, die von dem G-egenstand während des Zyklusses zurückgelegt wurde.
25. 25» Gerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausgangsgröße vorsehende Einrichtung ein Signal vorsieht, welches anwächst, wenn die Differenz zwischen dem Wert der gespeicherten Ausgangsgröße und dem Ausgangssignal des Wandlers anzeigt, daß sich der Gegenstand entweder näher an die feste Stelle heran bewegt oder von der festen Stelle weiter weg bewegt, als dies zu Beginn des Zykluases der Fall war.

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26. 26. Kapazitive Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem Gehäuse und aus einer im wesentlichen kugelförmigen Meßelektrode besteht, die an dem Ende des Gehäuses befestigt ist und daß diese Meßelektrode nahe der Stelle,/überwacht bzw. erfaßt werden soll, in Lage gebracht ist, weiter aus einer Abgleichelektrode und aus einer Einrichtung zum Erregen der Meßelektrode und der Abgleichelektrode mit einem relativ zu einem Massepotential oder Erdpotential schwankenden Strom; und daß eine Einrichtung zum Vorsehen einer Anzeige der Differenz in der Kapazität nach Masse zwischen der Meßelektrode und der Abgleichelektrode, vorgesehen ist.
27. 27. Kapazitive Sonde, gekennzeichnet durch ein Gehäuse und durch eine halbkugelförmige Meßelektrode, die an dem Ende des Gehäuses befestigt ist, wobei die Meßelektrode mit ihrer kugelförmigen Fläche nahe der Stelle in Lage gebracht ist, die erfaßt oder gemessen werden soll; durch eine auf Masse bezogene Kapazität, und eine Einrichtung zum Erregen der Elektrode und der Kapazität mit einem relativ zu einem Massepotential oder Erdpotential schwankenden Strom; und durch eine Einrichtung zum Vorsehen einer Anzeige der Differenz der Kapazität nach Masse zwischen der Meßelektrode und der Kapazität.
28. 28. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist:

    a) ein Gehäuse mit einem Ende;

    b) eine halbkugelförmige Meßelektrode, die an dem Ende des Gehäuses befestigt ist, wobei die Meßelektrode in geeigneter Weise mit ihrer kugelförmigen Flächenahe der Stelle angeordnet ist, die erfaßt oder gemessen werden soll;

    c) eine auf Masse oder Erde bezogene Kapazität; und

    d) eine Einrichtung zum Erregen der Meßelektrode und der Kapa-

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    zität mit einem relativ zu einem Massepotential oder Erdpotential schwankenden Strom, wobei das Wandlersignal der Differenz in der Kapazität nach Masse zwischen der Meßelektrode und der Kapazität entspricht.
29. 29. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler folgende Merkmale und Einrichtungen enthält:

    a) ein Gehäuse mit einem Ende;

    b) eine halbkugelförmige Meßelektrode, die an dem Ende des Gehäuses befestigt ist, wobei die Meßelektrode in geeigneter Weise mit ihrer kugelförmigen Fläche nahe der Stelle angeordnet ist, die erfaßt oder gemessen werden soll;

    c) eine auf Masse oder Erde bezogene Kapazität; und

    d) eine Einrichtung zum Erregen der Meßelektrode und der Kapazität mit einem relativ zu einem Massepotential oder Erdpotential schwankenden Strom, wobei das Wandlersignal der Differenz in der Kapazität nach Masse zwischen der Meßelektrode und der Kapazität entspricht.
30. 30. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist:

    a) ein Gehäuse mit einem Ende;

    b) eine halbkugelförmige Meßelektrode, die an dem Ende des Gehäuses befestigt ist, wobei die Meßelektrode in geeigneter Weise mit ihrer kugelförmigen Fläche nahe der Stelle angeordnet ist, die erfaßt oder gemessen werden soll;

    c) eine auf Masse oder Erde bezogene Kapazität ; und

    d) eine Einrichtung zum Erregen der Meßelektrode und der Kapazität mit einem relativ zu einem Massepotential oder Erdpotential schwankenden Strom, wobei das Wandlersignal der Differenz in der Kapazität nach Masee zwischen der Meß-

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    elektrode und der Kapazität entspricht.
31. 31. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler folgende Merkmale und Einrichtungen enthält:

    a) ein Gehäuse mit einem Ende;

    b) eine halbkugelförmige Meßelektrode, die an dem Ende des Gehäuses befestigt ist, wobei die Meßelektrode in geeigneter Weise mit ihrer kugelförmigen Fläche nahe der Stelle angeordnet ist, die erfaßt oder gemessen werden soll;

    c) eine auf Masse oder Erde bezogene Kapazität; und

    d) eine Einrichtung zum Erregen der Meßelektrode und der Kapazität mit einem relativ zu einem Massepotential oder Erdpotential schwankenden Strom, wobei das Wandlersignal der Differenz in der Kapazität nach Masse zwischen der Meßelektrode und der Kapazität entspricht.

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