DE2736444A1 - Eichvorrichtung fuer einen motorpruefoszillografen - Google Patents

Description

pl.-lp-i. C. V-/a!!?.3h München, d. 12. August 1977

Dipl.-;::-..C.Ki-::h 15956 H/F

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Beckman Instruments, Inc., Pullerton, Calif., USA

Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen.

Motorprüfoszillografen bilden für den modernen Handwerker ein wichtiges Werkzeug zur genauen Einstellung des Zündsystems und zur Prüfung des Betriebsverhaltens eines Motors. Man verbindet Eingangsleitungen des Motorprüfoszillografen mit verschiedenen Punkten in dem Zündsystem, um die dort vorhandenen elektrischen Signale abzutasten. Darüber hinaus verbindet man Ausgangsleitungen des Motorprüfoszillografen mit dem Zündsystem, damit der Motorprüfoszillograf bei bestimmten Versuchen Funktionen des Zündsystems steuert bzw. sich über sie hinwegsetzt. In einem typischen Fall wird eine Eingangsleitung des Motorprüfosaillografen so angeschlossen, daß sie das Zünden der Zündspule in dem ersten Zylinder überwacht. Diese Leitung wird dazu verwendet einen Tachometer zu steuern, der die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute auf einem Meßgerät des Motorprüfoszillografen anzeigt. Zusätzlich dient diese Leitung dazu, die Ablenkung einer Kathodenstrahlröhre des Motorprüfoszillografen auszulösen. Die Kathodenstrahlröhre hat eine geeichte Skala für den Vergleich des Betriebsverhaltens und für die Messung verschiedener darauf angezeigter Wellenformen.

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Eine zweite Leitung dient zur Abtastung der Hochspannungsleitung zwischen der Zündspule und dem Mittelanschluß der Verteilerkappe. Durch diese Leitung geht bei jeder Zündung in einer Zündkerze in dem Motor ein Hochspannungsimpuls. Diese Leitung wird für die Vertikalablenkung auf der Kathodenstrahlröhre verwendet und liefert eine sichtbare Darstellung des zu prüfenden Zündsysteiu3. In einer Betriebsart erstreckt sich über die Kathodenstrahlröhre von einer Seite zur anderen eine vollständige Zündsequenz des Motors, die mit dem ersten Zylinder beginnt und endet. Bei einer anderen Betriebsart zeigt der Motorprüfoszillograf den Zündimpuls eines ausgewählten Zylinders auf der gesamten Kathodenstrahlröhrenskala an. Eine richtig arbeitende Zündspule erzeugt ein unterscheidungsfähiges Ausgangsmuster auf der Kathodenstrahlröhre, das von dem geübten Mechaniker leicht zu erkennen ist. Auch werden verschiedene andere Anzeigen geliefert, die es dem Mechaniker erlauben, die Zündsystemspannungen, den Haltepunkt (point dwell) und dgl. an Eichmarkierungen auf der Kathodenstrahlröhre zu messen.

Wie eingangs erwähnt, gestattet ein Motorprüfoszillograf die Steuerung des Motorzündsystems und versetzt den Mechaniker in die Lage, verschiedene Motorprüfungen unter Verwendung des Motorprüf oszillograf en selbst durchzuführen. Ein paar von dem Motorprüfoszillografen gesteuerte Leitungen sind mit der Primärwicklung der Zündspule verbunden. Im Normalbetrieb wird ein Hochspannungsimpuls ir der Zündspule dadurch erzeugt, daß der elektrische Pfad durch die Primärwicklung der Zündspule zur Erzeugung eines Magnetfeldes geschlossen wird. Der Kreis durch die Primärwicklung wird dann geöffnet, so daß das Magnetfeld zusammenbricht und hierdurch eine Hochspannung in der Sekundärwicklung der Zündspule induziert. Der Schaltkreis durch die Primärwicklung wird von den Unterbrecherkontakten gesteuert. Wenn die Leitungen des Motorprüfoszillografen parallel zu den Unterbrecherkontakten geschaltet werden und den Schaltkreis durch die Primärwicklung geschlossen halten, während die Unterbrecher-

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kontakte offen sind, kann das Zünden der Zündkerze, das im Zeitpunkt des Öffnens der Unterbrecherkontakte erfolgen würde, unterdrückt werden. Der Motorprüfoszillograf ist durch die Eingangsleitung, die die Leitung zu dem ersten Zylinder abtastet mit einer Anzeige der Zündsequenz versehen. Er kann daher den Zündzeitpunkt irgendeines oder aller Zylinder errechnen und das Zünden der entsprechenden Zündkerze (n) durch das genannte Verfahren unterdrücken. In einem Motor, der in vollständigem Gleichgewicht arbeitet, wobei alle Zylinder zu dem gesamten Leistungsvermögen beitragen, sollte das Unterdrücken des Zündens eines oder mehrerer Zündkerzen eine proportionale Wirkung auf die Motorleistung haben. Die Motorleistung wird von dem Tachometer des

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Motorprüfoszillogrnfen in Umdrehung' pro Minute gemessen. Bei der Motorprüfung verwendet der Mechaniker den Motorprüfoszillografen dazu, die Zündung eines ausgewählten Zylinders zu überbrücken. Weist ein Zylinder schlechte Ventile, Ringe oder dgl. auf, wird eine unproportionale Wirkung auf die Motordrehzahl auftreten, die von einem geübten Mechaniker leicht erkennbar ist.

Motorprüfoszillografen gestatten die Einstellung der Verteilerstellung (wie sie von dem Hersteller^vorgeschrieben wird), um eine Zündung der Zündkerzen im richtigen Zeitpunkt im Verhältnis zu der Motordrehung zu liefern,in einfacher und genauer Weise. In den meisten Automobilmotoren wird ein mechanischer Anzeiger in Verbindung mit der Kurbelwelle für eine Einzelpunktanzeige zum Zweck der Zündeinstellung verwendet. So ist typischerweise, wenn sich eine feste Marke auf einem rotierenden Teil des Motors (wie z.B. dem Schwungrad) direkt unter einem festen Pfeil auf dem Motorblock befindet, der erste Kolben am oberen Totpunkt.

In einem Umlaufmotor ist ein analoge Anordnung getroffen. Wenn nur ein fester Bezugspunkt zugänglich ist, ist es schwer, den Verteiler genau so einzustellen, daß er genau bei 7 1/2° vor dem oberen Totpunkt oder 3° nach dem oberen Totpunkt zündet. In einem moderen Motorprüfoszillografen ist eine Leitung vorgesehen, die mit dem Motorzündsystein verbunden ist,um die Zündung der ersten

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Zündkerze zu überwachen. Ein .^instellicht, das mit dem Motorist
prüfoszillografen verbunden',ist über eine einstellbare Abstand&schaltung gekoppelt, so daß das Licht vor oder nach dem tatsächlichen Zünden der ersten Zündkerze gezündet werden kann. Der Motorprüfoszillograf enthält ein Meßgerät, das in Verteilergraden den Abstand anzeigt. Das Meßgerät zeigt das doppelte des Motorabstandes an, da die Zündkerzen bei zwei Motorumdrehungen einmal zünden und daher der Verteiler bei zwei Motorumdrehungen einmal rotiert. Wenn daher der Hersteller für das Zünden der Zündkerze einen Abstand von 10° vorschreibt, muß der Verteiler auf einen Abstand von 5 eingestellt werden. In einem solchen Fall wird der Abstand gegaüber dem Einstelllicht solange verstellt, bis der gewünschte Abstand auf dem Meßgerät des Motorprüfoszillografen angezeigt wird. Bei laufendem Motor wird der Verteiler verdreht, um den Punkt, an den die Zündkerzen zünden sollen, zu verändern. Wenn das stroboskopisch wirkende Einstellicht die feste Marke auf dem rotierenden Teil fluchtend mit dem festen Pfeil beleuchtet, so ist der gewünschte Abstand von 10° genau erreicht und der Verteiler wird in dieser Stellung gesichert. In einen typischen Motorprüfoszillografen ist eine geeignete Jchaltung vorgesehen, um mit Hilfe dieser Einstellichtabst^ndstechnik sov/ohl eine Früh- wie eine Spätzündeinstellung vornehmen zu können. Die Technik für die Abstandseinstellung bildet keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung betrifft hingegen eine Vorrichtung und eine Technik zur genauen Eichung des Meßgerätes eines Motorprüfoszillografen an H§ind der wirklichen Abstandseinstellung des Einstellichtes wie es in Verteilergraden angezeigt wird.
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Zum Reparieren, Prüfen der Genauigkeit oder Eichen eines Motorprüfoszillografen ist eine Eichvorrichtung zu verwenden mit einem Simulator, der das Zündsystem eines Automobilmotors simuliert und die Ausgangssignale liefert, die von dem Motorprüfoszillografen als Eingangssignale benötigt werden. Darüber hin-

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aus muß der Simulator auf die Rückkopplungsausgangssignale des Motorprüfoszillografen reagieren, um zu prüfen, ob diese richtig arbeiten und in der Lage sind, die Zündung einer ausgewählten Zündkerze des Zündsystenis zu unterdrücken. tJblicherweise war es hierfür erforderlich, einen motorgetriebenen Verteiler zu verwenden, der nit einer Anzahl von Zündkerzen verbunden war. In einer solchen Vorrichtung werden die normalen Bestandteile eines Automobilzündsystems künstlich von einem Motor angetrieben urd mit einer geeigneten Gleichstromquelle verbunden. Derartige mechanische Vorrichtungen weisen eine Anzahl von Nachteilen auf, nicht zuletzt ihre Größe und der damit verbundene Lärm. Sie reagieren nicht vollständig auf die Rückkopplung des Motorprüfoszillografen. Auch vereinigen sie nicht einen Simulator und eine Eichvorrichtung zu einer einzigen Einheit. Darüber hinaus müssen getrennte Vorkehrungen für einen 3-Zylindermotor, einen 6-Zylindermotor, einen 4-Zylindermotoi* und einen Umlauf motor getroffen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen anzugeben, die aus Pestkörperschaltkreisen aufgebaut ist, Ausgangssignale und Eingangssignale bekannter Genauigkeit und Zuverlässigkeit liefert, die das Betriebsverhalten eines Motorzündsystems für einen Motorprtifoszillografen nachahmen, um mit diesem beim Prüfen und Eichen von Vorrichtungen und Funktionen wie einem Tachometer die Haltezeit, Spannungsmessungen, die Zündkerzenzündunterdrückung und ein Einstellicht zusammenzuarbeiten. Eine solche Vorrichtung sollte auch in der Lage sein, als 8-Zylindermotor oder als 6-Zylinder, 4-Zylinder oder Umlaufmotor zu erscheinen.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Eichvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Es ist eine Eingabevorrichtung vorgesehen, die es gestattet die Anzahl der Zylinder und die Drehzahl des zu simulierenden Motors auszuwählen. Einelnpulsfrequenzlogik ist mit diesen Eingangssignalen verbunden und spricht auf diese an..Ein variabler Impulsgenerator i&t mit der Impulsfrequenzlogik verbunden und wird von dieser gesteuert. Der variable Impulsgenerator liefert eine erste Reihe von Impulsen, deren Frequenz der Gesamtzahl der Zündkerzenzündungen eines Motors der gewählten Zyliideranzahl und Drehzahl entspricht. Die erste Reihe von Impulsen wird eiazu verwendet, einen Treiber zu steuern, der mit einer konventionellen Zündspule und einer konventionellen Zündkerze verbinden ist. Zusätzlich wird die erste Reihe von Impulsen durch die gewählte Zylinderanzahl geteilt und liefert eine zweite Reihe von Impulsen mit einer Pulsfrequenz, die der Zündfreqenz einer einzelnen Zündkerze in dem zu simulierenden Motor entspricht. Es sind entsprechende Ausgangsklemmen vorgesehen, um diese verschiedenen Impulse und Signale dem Bedienungspersonal zugänglich zu machen, um sie als Eingangssignale Mo torprüfoszillografen zuzuleiten. Ferner sind Eingangsklemmen vorgesehen, die mit den Rückkopplungsleitungen eines Motorprüfoszillografen verbunden werden können. Auch wird das Signal für die Zündung des Einstellichtes für die Vertikalablenkung einer Kathodenstrahlröhre des Motorprüfoszillografen verwendet. In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies dadurch, daß das Licht des Einstellichtes darch eine photoelektrische Vorrichtung, wie z.B. einem Phototransistor, abgetastet wird. Das elektrische Signal der photoelektridcnen Vorrichtung wird dann verstärkt und mit der Vertikalablenkung der Kathodenstrahlröhre verbunden. In einer alternativen Ausführungsform ist eine parallele körperliehe Verbindung zwischen der Einstellichtsignalquelle und dem Ablehizungskreis vorgesehen. Zur Sichung des Einntellichtes wird der Abstand Hull ausgewählt und die Ablenkstellung auf der Kathodenstrahlröhre vermerkt. Sodann wird ein Abstand vorgewählt. Die Abstandsgröße wird genau durch die Änderung der Ablenkungsstellung auf der geeichten Skala der Kathodenstrahlröhre bestimmt.

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Das Abstandsanseigeineßgerät für das Einstellicht wird dann so eingestellt, daß es genau den vorgewählten Abstand anzeigt.

Tm folgenden v/erden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Fjgiren beschrieben.

Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm eines allgemeinen Konzepts des erfindungsgeraäßon Simulationssysteins,

Figur 2 zeigt ein Blockdiagrainm einer besonderen geprüften Ausführungsform des erfindungsgemäßen oimulationssystems, Fi^ur 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Teils der GcV-.ltung in figur 2, in der die konventionelle Automobilzündspule und Zündkerze durch Simulationsscbaltungen ersetzt sind, Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Teils nep Schaltkreises der Figur 2, wobei der Teil, der den wahren 'Zündzeitpunkt der Zündkerze simuliert so ausgelegt ist, daß er ibgecchrltet werden kann, wenn der zu eichende Motorprüfoszillograf die Zündkerze kurzschließt, die von dem Motorprüfoszillografen als Eingangssignal für den Tachometer abgetastet vird,

Figur 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung der bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Eichen eines I'iotorprüfoszillografen als Bestandteil eines typischen Motorsiraulators,
Figur 6 zeigt eine Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen, wobei kein Abstand gegenüber dem Einstellicht und die Betriebsart Frühzündung eingestellt ist,

Figur 7 zeigt eine Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen, wenn die Betriebsart Frühzündung und ein Abstand von 15° gegenüber dem Einstellicht eingestellt ist,

Figur 8 ist eine Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen in der Betriebsart Spätzündung und ohne Abstand gegenüber dem Einstellicht, Figur 9 zeigt die Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen in der Betriebsart Spätzündung mit einem Abstand von 15° gegaüber dem Einstellicht.

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Figur 1 zeigt eine Motorsimulationsschaltung, die das Bezugszeichen 10 trägt. Es ist eine Zylinderauswahlvorrichtung 12 und eine Drehzahlauswahlvorrichtung H vorgesehen, mit deren Hilfe die Zylinderanzahl des simulierenden Motors und die Drehzahl des Motors ausgewählt werden kann. Die Zylindei?- wahlvorrichtung 12 und die Drehzahlwahlvorrichtung 14 sind mit der Inpulsfrequenzlogik 16 verbunden, die ihrerseits mit dem Impulsgenerator 18 verbunden ist. Der Impulsgenerator 18 weist zwei Ausgänge auf. Der erste Ausgang 20 liefert eine Reihe von ersten Impulsen 21 mit einer Pulsfrequenz entsprechend der gesamten Anzahl der Zündungen aller Zündkerzen eines mit der vorgewählten Drehzahl laufenden Motors, der die vorgewählte Anzahl von Zylindern aufweist. Falls also ein Achtzylinder-Motor und eine Drehzahl von 3000 U/min ausgewählt wurde, so beträgt die Frequenz der Pulse 21 an den ersten Ausgang 20 des Impulsgenerators 18 12000 Impulse pro Minute. Der erste Ausgang 20 ist mit einem Treiber 22 verbunden. Der Treiber 22 übernimmt die gleichen Gatter-und Schaltungsfunktionen wie ein transistorisiertes Zündsystem in einem Automobil, d.h. er enthält einen Leistungstransistor, der mit der Primär- -0 wicklung einer eine hohe Spannung erzeugenden Spule verbunden ist. Der Transistor steuert den Strom hoher Stromstärke, der durch die Primärwicklung der Spule/Twle er früher durch die Unterbrecherkontakte gesteuert wurde), wobei der Transistor selbst durch ein Signal niedriger Stromstärke gesteuert wird. Die bevorzugte Aus-

-5 führungsform der Erfindung weist eine übliche Automobilzündspule 24 auf, um den benutzenden Mechaniker eine Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre des Motorprüfoszillografen zu liefern, die derjenigen entspricht, die man beim Prüfen eines wirklichen Motors erhalten würde. Die Primärwicklung der Zündspule ist auf einer Seite mit

DO einer geeigneten Gleichstromquelle 26 verbunden, die aus einer Batterie oder einer gleichgerichteten Wechselstromquelle bestehen kann. Die andere Seite der Primärwicklung der Zündspule 24 ist mit dem Ausgang des Treibers 22 verbunden. Wenn ein Impuls 21 von dem Impulsgenerator 18 durch den Treiber 22 empfangen wird, wird der Schaltkreis von der Stromquelle 26 durch die Zündspule 24 hindurch vervollständigt. Wenn der erste Impuls vorbeigeht, unterbricht der Treiber 22 den Schaltkreis durch die Zündspule 24 das darin errichtete magnetische Feld bricht zusammen und es wird ein Hochspannungsimpuls an dem Hochspannungsausgang 27 der Zündspule

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24 erzeugt. Der Ausgang des Treibers 22 ist auch Primärausgangskiemmen 28 verbunden, die für den Motorprüfoszillografen zugänglich sind, so daß die Spannung des an der Primärwicklung der Zündspule 24 auftretenden Steuerimpulses benutzt oder gemessen werden kann. Ferner verwendet der Motorprüf oszillograf die Klemmen 28 als Rückkopplungseingangspunkt, um den Treiber 22 zu überwinden. Der Motorprüfoszillograf überbrückt die Sehaltfunktion des Treibers 22 während bestimmter Messungen, um das Zünden ausgewählter Zündkerzen in der simulierten Zündfolge dadurch zu verhindern, daß der Stromfluß durch die Primärwicklung der Zündspule 24 aufrechterhalten wird. Der Hochspannungsausgang 27 ist über eine konventionelle Zündkerzenleitung 32 mit der Zündkerze 30 verbunden. Ein Teil der Zündkerzenleitung 32 ist zugänglich, so daß der in der Zündkerzenleitung 32 auftretende Hochspannungsimpuls durch geeignete Eingangsmittel des den Simulator benutzenden Motorprüfoszillografen aufgenommen werden kann. Diese Eingangsmittel des Motorprüfoszillografen bestehen meistens aus einer magnetischen Induktionssonde, die um die Zündkerzenleitung 32 angeordnet ist.

Ein zweiter Ausgang 34- des Pulsgeneratois 18 liefert eine Reihe von zweiten Impulsen entsprechend der Zündfrequenz einer Zündkerze des simulierten Motors. In dem gleichen oben zitierten Beispiel (8 Zylinder 3000 U/min) betrüge die Frequenz der zweiten Pulse 35 an dem zweiten Ausgang 34 1500 Impulse pro Minute.

In einem wirklichen Automobilmotor besteht eine endliche Verzögerung zwischen der Zeit, wenn der Eingang zu der Primärwicklung geöffnet wird, um den Zusammenbruch des magnetischen Feldes der Zündspule herbeizuführen und den Zeitpunkt, wenn daraus in der Zündkerze ein Funken erzeugt wird. Diese Verzögerung kann zwischen 10 und 100 Mikrosekunden betragen, sie hängt hierbei ab von Faktoren, wie dem Leitungswiderstand und dem Spalt, den der Funken überwinden muß. Um diese Verzögerung genau zu simulieren, ist der zweite Ausgang 34 des Impulsgenerators 18 mit einer Verzögerungsschaltung 36 verbunden. Die Verzögerungsschaltung 36 ist mit einem Einzelimpuls-Hochspannungsimpulsgenerator 38 verbunden. Der Impulsgenerator 38 ist durch einen Kondensator 40 mit einer konventionellen Zündkerzenleitung 42 verbunden, von

AO der ein Teil in ähnlicher Weise wie die Zündkerzenleitung 32 von

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außen zugänglich ist, um mit Hilfe eines Meßfi2i7äl$44£ zweites benötigtes Eingangssignal für den Mtorprüfoszillografen zu liefern. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind geeignete nicht dargestellte Vorrichtungen gezeigt, um in der Verzögerungsschaltung 36 die Verzögerungszeit einzustellen. Auf diese Weise kann die Verzögerungsschaltung 36 anfänglich eingestellt werden, um den simulierten Funken an der Zündkerze 42 genau in dem gewünschten Augenblick zu liefern. Hierbei handelt es sich um eine fabri/kmäßige Einstellung, die normalerweise nachdem sie einmal vollzogen ist, nicht nachreguliert zu werden braucht. Es ist zu beachten, daß eine Zündspule und eine Zündkerze für diese Schaltung nicht benötigt werden, da sie nur eine Triggerfunktion liefert, die nicht auf der Kathodenstrahlröhre angezeigt wird.

Ein Motorprüfoszillograf weist, wenn er mit einem wirklichen Motor verbunden wird, eine Leitung auf, die die Hochspannungsimpulse erfaßt, die in der Verbindungsleitung zwischen der Zündspule und dem Mittelanschluß des Verteilers auftreten. Dieses Eingangssignal wird in dem Vertikalablenkungskreis zur Anzeige der Zündungen in den Zylindern auf der Oszillografenröhre verwendet. Eine zweite Leitung ist derart angeschlossen, daß sie die Hochspannungsimpulse in der Leitung zu einer Zündkerze aufnimmt. Das hierbei erzeugte Eingangssignal löst nicht nur die Tachometerschaltung aus, sondern auch die Oszillografenzeitablenkung und zeigt einen bekannten Punkt in der Zündfolge für die Synchronisation der Oszillografenanzeige und der Prüfoszillograf enrückkopplungsfunktionen an. Normalerweise wird das fe tztgenannte Signal \nn der Leitung genommen, die mit der mit dem Zylinder Nr. 1 verbundenen Zündkerze abgenommen wird. Da dieses Eingangssignal mit einer Frequenz zündet, die einer bekannten Drehzahl eines Motors entspricht, der die vorgewählte Zylinderanzahl aufweist, kann die Tachometergenauigkeit geprüft werden und dieser ggf. nachgeeicht werden. Falls ein Motorprüf oszillograf mit dem Simulator in der in Figur 1 dargestellten Weise verbunden wird, um ihn zu eichen und/oder zu prüfen, wird das erste beschriebene Signal von der Zündkerzenleitung 32 genommen und das zweite Signal von der Zündkerzenleitung 42. Eine noch detailliertere Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt Figur 2.

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Figur 2 zeigt einen Oszillator und Zähler 44, der als Ausgangssignal eine Reihe von Impulsen mit einer Pulsfrequenz von 12000 darstellt. 12000 entspricht der maximalen Zündfrequenz eines achtzylindrigen Motors, der mit einer zu simulierenden Spitzengeschwindigkeit von 3000 Umdrehungen rotiert. Der Oszillator und Zähler 44 ist mit dem Decodiergatter 46 verbunden, das Ausgangssignale mit 12000, 9000, 6000 und 3000 Impulsen pro Minute liefert. Dies entspricht der maximalen Zündfunkenfrequenz von achtzylindrigen, sechszylindrigen, vierzylindrigen und Rotationsmotoren mit einer Drehzahl von 3000 U/min. Die vier Ausgangssignale des Decodiergatters 46 sind mit vier Klemmen des Tandemschalters 48a, 48b verbunden. Der Schleifkontakt des Schalters 48a ist direkt mit einer Klemme eines zwei Schaltstellungen aufweisenden Schalters 50 verbunden und über eine Schaltung 52, die eine Divi/sion durch vier vornimmt mit der zweiten Klemme des Schalters 50. Die Schaltung 52 ändert den Maßstab der Pulsfrequenz, wenn eine Drehzahl von 750 U/min ausgewählt wird. Der Schleifkontakt des Schalters 50 ist mit dem Eingang eines Zählers 54 verbunden. Der Zähler 54 hat vier Ausgänge, die mit den vier Klemmen der Schaltebene 48b des obengenannten Tandemschalters verbunden sind. Die vier Ausgänge des Zählers 54 entsprechen einem Impuls für acht Eingangsimpulse, sechs Einf-angsimpulse, vier Eingangsimpulse bzw. jedem EingangsimpulG entsprechend der Zündfrequenz einer einzelnen Zündkerze in einem Achtzylinder-, Sechszylinder-, Vierzylinder-, bzw. einem Rotationskolben-Motor. Bei der in Figur 2 dargestellten Schalterstellung der Schalter 48a und 48b und 50 würden 12000 Impulse pro Minute an der Klemme 8 (entsprechend einem Achtzylinder-Motor) des Schalters 48a erscheinen, 12000 pro Minute würden an der ausgewählten Klemme des Schalters 50 erscheinen, die mit der Bezeichnung "3000 U/min" bezeichnet ist und 3000 U/min würden an der nichtausgewählten Klemme des Schalters 50 erscheinen, die die Bezeichnung "750 U/min" bezeichnet ist. Die 12000 Impulse pro Minute würden von dem Schleifkontakt des Schalters 50 aufgenommen werden und an den Zähler 54 weitergegeben werden, von dem 1500 Impulse pro Minute von der mit "8" bezeichneten Stellung des Schalters 48b durch den Schleifkontakt 1500 Impulse pro Minute aufgenommen würden. Würde man den Schleif kontakt des Schalters 50 auf die Stellung "750 U/min" drehen bei

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sonst unveränderten Bedingungen, so wurden die an der Klemme die mit "750 u/min" bezeichnet ist, auftretenden 3000 Impulse von dem Schleifkontakt des Schalters 50 aufgenommen werden und an den Zähler 54 weitergegeben werden, wo an der Klemme "8" des Schalters 48b 375 Impulse pro Minute abgenommen wurden. Der Schleifkontakt des Schalters 48b ist mit der Rückstelllogik 56 verbunden, die wiederum ^ιuf den Zähler 54 rückgekoppelt ist, um den Zähler jeweils zurückzustellen, wenn ein Ausgangsimpuls an dem gewählten Eingang auftritt, um den Zähler 54 in Synchrnnismus mit dem zu simulierenden Motortyp zu halten. Würde man dem Zähler gestatten frei zu laufen, wäre es nicht möglich Aktionen und Reaktionen, die von der ausgewählten Zylinderanzahl abhängen in den Simulator aufzunehmen. Der Schleifkontakt des Schalters 4Bb ist auch über eine Verzögerungsschaltung 36 mit dem Impulsgeneratcr38 verbunden, der an die Zündkerzenleitung 42 über den Kondensator 40, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, einen Impuls liefert. In ähnlicher Weise ist der Schleifkontakt des Schalters 50 mit dem Treiber 22 verbunden, der mit der Zündspule 24 und der Primärausgangsklemme 28 verbunden ist. Die Zündspule 24 ist mit der Stromversorgungsquelle 26 und weiter mit ihrer Hochspannungsausgangsseite 27 mit der Zündkerze 30 über die Zündkerzenleitung 32 verbunden, wie das anhand der Figur1 beschrieben wurde.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausfuhrungsform für den Ersatz der Zündspule 24, der Zündkerze 30 und der Stromversorgungsquelle 26. Wie in Verbindung mit der bevorzugten AusSihrungsform beschrieben, die allgemein anhand der Figur 1 beschrieben wurde, und der anhand der Figur 2 beschriebenen detaillierten Form, werden die Zündspule 24 und die Zündkerze 30 benutzt, damit auf der Motorprüfoszillografenröhre eine Anzeige auftritt, die mit der identisch ist, die man sieht, wenn man den Motorprüfoszillografen mit einer wirklichen Maschine betreibt. Zusätzlich liefern die Zündspule 24 und die Zündkerze 30 den Vorteil, billig und leicht erhältlich zu sein. Worauf es jedoch ankommt ist die charakteristische Anzeige auf der Oszillografenröhre, die vnn einer Zündspule verursacht wird, wenn der magnetische Fluß zusammenbricht. Man kann dies durch die in Figur 3 dargestellte Schaltung simulieren, in der eine Impulsschaltung 58 auf die von dem Treiber 22 kommenden Impulse anspricht und einen einzelnen Hochspannungsausgangsimpuls für

^q jeden von dem Treiber 22 kommenden Impuls in gleicher Weise er-

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zeugt, wie die Zündspule 24. Zwischen der Impulsschaltung 58 und der Zündkerzenleitung 32 kann ein in bekannter Weise ausgebildeter Impulsformschaltkreis eingefügt werden, um die von der Impulsschaltung 58 gelieferten Impulse in gewünschter Weise zu formen bevor sie an die Zündkerzenleitung 32 weitergegeben werden und von dem Notoranalysator aufgenommen zu werden und auf der Oszillografenröhre dargestellt zu werden.

Figur 4 zeigt eine wahlweise zusätzlich zu verwendende Schaltlogik in der Leitung zwischen dem Schleifkontakt des Schalters 48b und der Verzögerungsschaltung 36. Der normalerweise geschlossene Schalter 61 ist in die Leitung eingefügt und wird von dem Gatter 62 betätigt. Das Gatter 62 ist mit den Primärausgangsklemmen verbunden und bestimmt, wenn das Zünden der Zündkerze,das als Auslöseeingangssignal von/nSiorprüfoszillografen überwacht wird, von dem Motorprüfoszillografen auch unterdrückt wird. Die zusätzliche Schaltung der Figur 4 ist nur nötig, wenn eine Simulation des Motors in allen Einzelheiten autentisch sein soll. Ihre ausschließliche Punktion besteht darin, das Tachometer des Motorprüfoszillografen auf Null fallen zu lassen, wenn die überwachte Zündkerze, die das Tachometer steuert, und die unterdrückte Zündkerze identisch sind, wie das bei einem wirklichen Motor der Fall wäre.

Normalerweise simuliert die Zündkerzenleitung 32 das Zünden der zu dem Zylinder 1 gehörenden Zündkerze. Dieses Signal wird als Eingangssignal für den Motorprüfoszillografen verwendet, um das Tachometer zu steuern, die Ablenkung der Kathodenstrahlröhre auszulösen und einen Zeitpuls entsprechend dem Zünden des Zylinders 1 zu liefern, auf der zeitliche Sequenzen innerhalb des Motorprüf oszillograf en basieren können, wie z.B. der Einstellichtabs tandsschal tung. Zum Abgleich des Einstellichts des Motorprüfoszillografen nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist gemäß Figur 2 eine zusätzliche Eichvorrichtung erforderlich. Eine lichtempfindliche Vorrichtung, wie z.B. eine Photodiode 66 wird an eine Stelle gebracht, an der ein Teil der

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Photodiode 66 von dem Einstellicht 68 so beleuchtet wird, daß ein elektrisches Signal erzeugt wird. Das Ausgangssignal der Photodiode 66 wird mit einer Spannungsreferenzvorrichtung 70 verbunden, die das Signal der Photodiode 66 verstärkt und ein Signal liefert, das von dem Motorprüfoszillografen an den Spannungsreferenzausgangsklemmen 72 festgestellt werden kann.

Figur 5 zeigt einen eine Eichschaltung 64 nach Figur 2 enthaltenden Simulator 10 mit einem Gehäuse 74 und einer Frontplatte Der Schalter 48a, 48b erscheint auf der Platte 76 als Drehknopf 78, der mit der Bezeichnung "Zylinder" versehen ist. Der Schalter erscheint auf der Frontplatte 76 als Drehknopf 80 mit der Bezeichnung U/min. Die Photodiode 66 ist in einer Ausnehmung der Platte 76 montiert und mit "Photo" bezeichnet. Die Spannungsreferenzklemme 72 ist auf der Platte 76 befestigt und mit "VOLT REF" bezeichnet. Eine Schleife der Zündkerzenleitung 32 erscheint auf der Frontseite der Platte 76 in gleicher Weise wie eine Schleife der Zündkerzenleitung 62. Ein Motorprüfoszillograf 82, der das Einstellicht 68 ansteuert, 1st mit dem Simulator 10 und der Eichvorrichtung 64 in geeigneter Weise durch die vorgesehenen Mittel verbunden. Es sind VorkeÄrungen dafür zu treffen, das Ausgangssignal der Spannungsreferenzklemme 72 als einen vertikalen Impuls auf der Oszillografenröhre 84 des Motorprüfoszillografen 82 zu zeigen. Dies erfolgt durch die Anschlußklemmen 72 des vertikalen Ablenkkreises der Oszillografenröhre. Es hat sich herausgestellt, daß ein wirksames Verfahren für diesen Zweck darin besteht, die Spannungsreferenzklemme 72 mit den Voltmeteranschlüssen 86 des Motorprüfoszillografen 82 zu verbinden. Mit den so angeschlossenen Leitungen 82 und dem Schalter 88 in der Einschaltstellung kann der Spannungsimpuls auf der Kathodenstrahlröhre 84 aufgezeichnet werden. In einem typischen Motorprüfoszillografen 82,mit dem das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung anzuwenden \ä:e, ist ein Schalter 90 vorgesehen, um Früh-und Spätzündung einzustellen (Zündung vor oder nach dem oberen Totpunkt). Ferner ist ein Meßgerät 92 vorgesehen, um den

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Zeitabstand gegenüber dem Einstellicht 68 in Verteilergraden anzuzeigen, ein Eichknopf 94 ist zur Einstellung der Eichung des Meßgerätes 92 vorgesehen. Ferner ist ein Abstandseinstellknopf 96 zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Zündsignal und dem Einetellicht 68 vorgesehen.

In einem Motorprüfanalysator, wie er in Figur 5 dargestellt ist, enthält die Oszillografenanzeigeröhre 84 geeichte Markierungen, v/ie sie in figur 6 dargestellt sind. Die Ablenkung über die Oszillocrafenröhre 84 wird automatisch durch die Schaltung des Motorprüf analysators 82 derart eingestellt, daß sie der geeichten Skala unabhängig von der Zylinderzahl entspricht. Es ist zu beachten, daß der Motorprüfoszillograf 82 nicht in allen Einzelheiten dargestellt ist. Es sind nur diejenigen Schalter Meßgerate und Verbindungen dargestellt, die im Zusammenhang mit der vorliegaien Erfindung von Interesse sind. Das im folgenden beschriebene Verfahren zur Eichung des Einstellichtes verwendet eine gemäß Figur 6 geeichte Oszillografenröhre 84, deren Eichung dem Motorprüfoszillografen Modell 595 der Firma Beckman entspricht. Jedoch kann dieses Verfahren in Verbindung mit einem beliebigen Motorprüfoszillografen im wesentlichen gleichen Leistungsvermögens angewandt werden, wobei die Technik der Eichskala des entsprechenden Instruments anzupassen ist.

Zur Eichung des Einstellichts wird der Abstandseinstellknopf zuerst in die Ausstellung gebracht, so daß kein Abstand zwischen den durch den Spannungsimpuls durch die Zündkerzenleitung 62 angezeigten Zündzeitpunkt der Zündkerze des Zylinders Nr. 1 und dem Zeitpunkt der Zündung des Einstellichts 68 besteht. Bei dieser Einstellung muß das Abstandsmeßgerät 92 Null anzeigen. Falls das nicht der Fall ist und die ganze übrige Einichtung normal arbeitet, wird die nicht gezeigte Nulleinstellung des Meßgeräts 92 dazu verwendet, bei fehlendem Eingangssignal einen Nullausschlag einzustellen. Wie in Figur 6 zu erkennen, sollte, wenn der Abstandseinstellknopf 96 auf keinen Abstand eingestellt ist

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und der Früh-Spätzündungsschalter 90 auf "früh" eingestellt ist und ferner das Einstellicht 68 eine solche Lage einnimmt, daß es die Photodiode 66 anstrahlt auf der linken Seite der Oszillografenröhre 84 ein einzelner Impuls auf der 45° Linie erscheinen (unter der Annahme, daß ein 8-Zylindermotor simuliert wird entsprechend der Einteilung des Knopfes 78 in Figur 5, so daß die 8-Zylinderskala in Figur 6 unten zu verwenden ist). Wenn der Abstandseinstellknopf 96 nun verdreht wird, um einen Abstand zu erzeugen, so wird in der Zündung des Einstellichtes ein Abstand entsprechend einer Frühzündung auftreten. Wird der Knopf 96 in Richtung auf eine frühere Zündung eingestellt, so wird sich der Impuls 98 von der linken Seite der Oszillografenröhre 84 in Richtung auf die rechte Seite bewegen, wie das in Figur 7 dargestellt ist. In Figur 7 hat sich der Impuls 93 von der 4 5° Linje zu der 30° Linie (auf der 8-Zylinderskala) bewegt und zeigt eine Frühzündung von 15° an (4 5° - 30° - 15°). (Es ist zu beachten, daß die Oszillografenröhre 84 in Verteilergraden geeicht ist) Da die Zündung nun um 15 Verteilergrade verstellt wurde, sollte das Meßgerät 92 bei richtiger Eichung das doppelte davon anzeigen, also 30 Motorgrade. Wird auf dem Meßgerät 82 nicht die richtige Anzeige gezeigt und ein Fehleichungszustand angezeigt,muß der Eichknopf 94 nun verstellt werden, um das Meßgerät 92 derart zu eichen, daß es die richtigen 30° des Abstandes zwischen dem Motor und dem Einstellicht 68 anzeigt.

Wenn der Früh-Spätzündungsschalter 90 auf die "Spät-Stellung" eingestellt wird, erscheint der Impuls 98, wie in Figur 8 gezeigt, auf der rechten Seite der Oszillografenröhre 84, falls kein Abstand zu dem Einstellicht 68 vorliegt und bewegt sich nach links, wenn der Abstandseinstellknopf 96 zur Erzeugung eines größeren Abstandes zu dem Zeitlicht 68 verstellt wird. Bei 15° Spätzündung erscheint der Impuls 98, wie in Figur 9 gezeigt. Der Impuls 98 hat sich hier/ron 0 nach 15° bewegt und zeigt damit eine Spätzündung um 15 Verteilergrade an (15° - 0° = 15°).

Das Meßgerät 92 sollte daher wiederum 30 Motorgrade anzeigen entsprechend dem doppelten der Verteilergrade. Ist das Abstands-

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-yt-

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meßgerät 92 gemäß dem obigen Verfahren geeicht, kann der Motorprüfoszillograf zum genauen ]Cinstellen des Verteilers eines
wirklichen Motors verwendet werden, wobei der gewünschte Abstand in Graden im Meßgerät 92 eingestellt wird, wobei man
sich darauf verlassen kann, daß das Verhältnis zwischen dem angezeigten Abstand in Graden und dem Abstand des Zündzeitpunkts gegenüber dem Einstellicht 68 genau ist.

9 Figuren

2 Patentansprüche

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Claims (12)

1. Patentansprüche

   φ) Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen ge kennzeichnet durch:

   a) einen ersten Festkörperimpulsgenerator (44, 46) zur Erzeugung einer Reihe von ersten Impulsen entsprechend den Zündbefehlen für die Zündkerzen eines Motors mit einer vorgewählten Zylhderanzahl der mit einer vorgewählten Geschwindigkeit rotiert,

   b) eine Vorrichtung (22, 24, 26), die mit dem ersten Impulsgenerator verbunden ist und je einen ersten Hochspannungsimpuls für jeden der ersten Impulse erzeugt und die eine Vorrichtung (32) aufweist, die diese ersten Hochspannungsimpulse abtastet und mit der eine den Motorsimulator verwendende Vorrichtung verbunden werden kann,

   c) einen zweiten Festkörperimpulsgenerator (54, 56), der mit dem ersten Impulsgenerator (44, 46) verbunden ist, um eine Reihe von zweiten Impulsen in Synchronismus mit den ersten Impulsen zu erzeugen und die den Zündbefehlen an eine einzelne Zündkerze des Mobtors entsprechen und

   d) eine Vorrichtung (38), die mit dem zweiten Impulsgenerator verbunden ist, um zweite Hochspannungsimpulse für jeden der zweiten Impulse zu erzeugen und die eine Vorrichtung (42) aufweist, um die zweiten Hochspannungsimpulse abzutasten und mit der eine den Motorsimulator benutzende Vorrichtung verbunden werden kann.
2. 2. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeich net durch eine Vorrichtung (48a, 48b), die die Zylinderanzahl des simulierenden Motors auswählt.
3. 3. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeich net durch eine Vorrichtung (50) zur Auswahl der Drehzahl des zu simulierenden Motors.

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   ORIGINAL INSPECTED

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4. 4. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Vorrichtung (38) zur Erzeugung der zweiten Hochspannungsimpulse eine Vorrichtung (36) aufweist, um die zweiten Hochspannungsimpulse um eine Zeit nach dem Auftreten des zweiten Impulses zu verzögern, der den zweiten Hochspannungsimpuls auslöst, so daß der zweite Hochspannungsimpuls fast zu dem Zeitpunkt auftritt, wenn ein wirklicher Funke in einer Zündkerze in einem wirklJb hen Motor entsprechend dem zu simulierenden Motor auftreten würde.
5. 5. Eichvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Verzögerung zwischen 10 und 100 Mikrosekunden beträgt.
6. 6. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Vorrichtung zur Erzeugung der ersten Hochspannungsimpulse die folgenden Elemente umfaßt:

   a) eine Zündspule (24) mit einer Primärwicklung und einer Hochspannungssekundärwicklung,

   b) eine Gleichspannungsquelle (26), die mit einem Anschluß der Primärwicklung verbunden ist,

   c) eine Zündkerzenanschlußleitung (32), die mit einem Anschluß der Hochspannungssekundärwicklung verbunden ist,

   d) eine Zündkerze (30), die mit dem anderen Ende der Zündkerzenleitung verbunden ist und funktionsfähig angeordnet ist, um einen vollständigen Schaltkreis für einen Hochspannungsimpuls, der den Spalt überquert, liefert und

   e) einen Treiber (22), der mit dem ersten Impulsgenerator (44_f 46) verbunden ist und der mit dem anderen Anschluß der Primärwicklung verbunden ist und der den Schaltkreis durch die Primärwicklung zu der Gleichstromquelle (26) während der Dauer jedes der ersten Impulse vervollständigt, wobei das Hagnetfeld der Zündspule (24) während eines

   ersten Impulses erzeugt wird und nach dem ersten Impuls zusammenbricht, so daß an der Hochspannungssekundärwicklung ein Hochspannungsimpuls erzeugt wird.

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7. 7· Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Vorrichtung zur Erzeugung der ersten Hochspannungsimpulse die folgenden Bestandteile umfaßt:

   a) eine Treiberschaltung (22), die mit dem ersten Impulsgenerator (44, 46) verbunden ist und auf die ersten Impulse anspricht,

   b) eine Vorrichtung (58), die mit der Treiberschaltung verbunden ist, um für jeden der ersten Impulse einen Hochspannungsimpuls zu erzeugen,

   c) eine Vorrichtung (60), die mit der Vorrichtung (58) verbunden ist und die Hochspannungsimpulse derartig formt, daß sie wie von einer Induktionsspule erzeugte aussehen,

   d) eine Vorrichtung (42), um die geformten Hochspannungsimpulse von der Impulsformungsvorrichtung (60) wegzuleiten, so daß die geformten Kochspannungsimpulse von der dem Motorsimulator verwendenden Vorrichtung abgetastet werden können.
8. 8. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß

   a) die Vorrichtung zur Erzeugung von ersten Hochspannungsimpulsen eine Vorrichtung einschließt, die sich bei Vorliegen eines äußeren Signals über die Treiberschaltung (22) hinwegsetzt und daß die Vorrichtung zur Erzeugung von ersten Hochspannungsimpulsen eine Vorrichtung zum Empfang eines äußeren Signals aufweist, die anzeigen, daß die Vorrichtung sich über die Treiberschaltung (22) hinwegsetzen sollte.
9. 9. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Eichvorrichtung

   zur Eichung eines Einstellichtes,das mit dem Motorprüfoszillograf en verbunden ist, der eine Kathodenstrahlröhre (84·) aufweist mit einer Ablenkung, die in Motordrehzahlen geeicht ist, einem einstellbaren Treiber zum Zünden des Einstelllichts (68) im Abstand vorher oder nach dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders des Motors und einer Anzeigevorrichtung (92), die die Größe des Abstandes des Einstellichtes anzeigt,

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   mit dem dieses früher oder später gezündet wird ge kennzeichnet durch eine Vorrichtung (66, 72, 86), um die Zündsignale von dem Treiber zu dem Einstellicht und zu einer Ablenkschaltung der Kathodenstrahlröhre zu führen.
10. 10. Eichvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet , .daß die Vorrichtung (66, 72, 86) die folgenden Bestandteile umfaßt:

    a) eine Vorrichtung (66, 72), um die Lichtimpulse des Einstellichtes, die auf Grund der Zündsignale des Motorprüfoszillografen erzeugt werden in elektrische Signale umzuwandeln und

    b) eine Vorrichtung (86), um die elektrischen Signale mit einem Ablenk3chaltkreis der Kathodenstrahlröhre zu verbinden.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η -

    ζ e i c hn e t , daß die Umwandlungsvorrichtung eine photoelektrische Vorrichtung (66) umfaßt.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (70) zur Verstärkung der elektrischen Signale, die von der photoelektrischen Vorrichtung erzeugt werden und die mit der photoelektrischen Vorrichtung und der Verbindungsvorrichtung verbunden ist.

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