Druckindikator für Maschinen mit einem Druckzylinder und einer umlaufenden Welle Die Erfindung g bezieht sich auf einen Druckindikator für Maschinen mit einem Druckzylinder und einer umlaufenden Welle.
In manchen Fällen ist es erforderlich, eine schnelle Anzeige des mittleren Arbeitsdruckes im Druckzylinder einer Maschine zu erhalten, z. B. um die Leistungen der Zylinder einer Dieselmaschine mit vielen Zylindern, wie sie für Schiffsantriebe verwendet wird, aufeinander abzustimmen, um zu prüfen, ob alle Zylinder ihre richtige Leistung abgeben, und, falls nötig, die Leistungen durch Regulierung des Brennstoff-Injektionssystems einander anzugleichen.
Bei Verwendung bekannter Einrichtungen, bei welchen für die Zylinder Diagramme des Druckes in Abhängigkeit vom Hub auf Registrierpapier aufgezeichnet werden und die Arbeitsfläche des Diagramms graphisch näherungsweise ausgewertet wird, kann der Abgleich sehr genau ausgeführt werden, wenn er geschickt gemacht wird, jedoch ist der Abgleich offensichtlich Fehlern bei der Auswertung der Indikatordiagramme ausgesetzt und erfordert selbst für einen geübten Ingenieur sehr viel Zeit. Dieser Vorgang wird deshalb oft nicht so sorgfältig oder so häufig ausgeführt, wie dies an sich erwünscht wäre.
Es ist in erster Linie Zweck der Erfindung, einen einfachen Indikator zu schaffen, mit welchem schnell eine genügend genaue Auswertung des mittleren Arbeitsdruckes im Zylinder einer Maschine erhalten werden kann, z. B. um die Leistungen abzugleichen, wie dies bereits erwähnt wurde.
Die Erfindung beruht auf den folgenden Überlegun- gen. Für Anwendungen der genannten Art ist es nicht nötig, den genauen mittleren Arbeitsdruck anzuzeigen, so lange eine direkte Anzeige erfolgt, die etwa proportional dem mittleren Arbeitsdruck ist oder aber die in konsequenter und wiederholbarer Weise mit diesem variiert. Für eine bestimmte Einrichtung könnte man dann die Anzeigen oder Ablesungen mittels sorgfältig aufgenommener Indikatordiagramme eichen, und zwar entweder beim Hersteller oder unter geeigneten Prüfbedingungen vor Beginn einer Fahrt. Darauf könnten die Anzeigen als Mass für den rnitfleren effektiven Druck in jedem der Zylinder unter entsprechenden Arbeitsbedingungen für die betreffende Maschine verwendet werden.
Eine Anzeige dieser Art kann in sehr einfacher Weise dadurch erzeugt werden, dass ein Druckwandler dauernd an jedem der Zylinder montiert wird, dass die Messung an jedem der Zylinder der Reihe nach ausgeführt wird und dass die Messwerte zeitlich integriert werden. Dieses Verfahren würde jedoch einfach den zeitlichen Mittelwert des Zylinderdruckes ergeben, welcher nur eine ganz indirekte Beziehung zu dem mittleren Druck über dem einen einzelnen Hub hätte.
Der ilauptgrund dafür, dass dieses Verfahren unzureichend ist, liegt darin, dass der hohe Druck im Zylinder im und kurz nach dem oberen Totpunkt bei zeitlicher Mittelwertbildung im Vergleich zur Mittelwertbildung über den Arbeitshub, einen viel zu starken Einfluss hat. Es könnten daher also irreführende Resul- tate entstehen. Weiter könnte diese einfache Methode nicht unterscheiden zwischen hohen Drucken im Zylinder, die vor bzw. nach dem oberen Totpunkt auf treten, welche auf die Mittelwertbildung für den mittleren Arbeitsdruck entgegengesetzte Wirkungen haben.
Erfindungsgemäss ist der Druckindikator für Maschinen mit einem Druckzylinder und leiner umlaufenden Welle, mit einem in den Druckzylinder einzusetzenden Druckwandler, welcher den im Zylinder bestehenden Druck in eine druckabhängige elektrische Spannung umsetzt, und mit einem einen Verstärker umfassenden Kreis, über welchen der Druckwandler an ein Anzeigegerät anschliessbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass derart angeordnete Schaltmittel vorgesehen sind, dass der genannte Kreis in Abhängigkeit von der Rotation der Welle der Maschine nur zwischen dem oberen Totpunkt und einem Punkt des Hubes vor dem unteren Totpunkt zur Wirkung gebracht wird, und dass Mittel vorgesehen sind, durch welche die Verstärkung in dem Kreis während mindestens Ides ersten Teils des Hubes nach dem oberen Totpunkt erhöht wird.
Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen stellt
Fig. 1 ein Schema mit Blockschaltbild einer Ausführungsform des Indikators dar.
Fig. 2 enthält graphische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Indikators.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm des vollständigen elektrischen Kreises einer Ausführungsform des Indikators mit Mitteln zur automatischen Korrektur des Nullpunkts.
Fig. 4 zeigt eine in einem Detail gegenüber Fig. 1 modifizierte Ausführungsform des Indikators.
Gemäss Fig. 1 ist jeder Zylinder einer Maschine mit sechs Zylindern - durch ein Rohr 10, in welchem sich ein Absperrhahn 11 befindet, mit einem Wandler 12 verbunden. Der elektrische Ausgang eines jeden Wandlers ist durch einen Draht 13 an einen getrennten Kontakt eines Wählschalters 14 angeschlossen, dessen Schaltarm mit dem Eingang eines Verstärkers 15 mit einstellbarer Verstärkung verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers ist mit einem Anzeigegerät 16 verbunden. Das Anzeigegerät kann ein Zeigergerät solcher Trägheit sein, dass die Impulse integriert werden und eine stetige Anzeige entsteht, oder es kann am Ausgang des Verstärkers 15 auch ein solches mit kurzer Periode zusammen mit einem integrierenden oder glättenden Kreis verwendet werden, z. B. einer Kombination von Widerstand und Kapazität entsprechender Grösse.
Eine Schaltvorrichtung 17 enthält ein Band 18 aus nichtmagnetischem Material, welches um die Welle 19 der Maschine herumgelegt ist. Um das Band 18 an verschiedene Durchmesser anpassen zu können, ist es mit einer Reihe von Blöcken 20 aus Kunststoff oder anderem geeigneten Material unterlegt, wobei das Band auf den Blöcken durch einen einfachen, mit Spannschrauben versehene Vorrichtung, die nicht dargestellt ist, straff gespannt ist. Das Band 18 trägt über Sektoren von 1200 sich erstreckende magnetisierbare Streifen 21, die in Umfangsrichtung entsprechend der Zündfolge der zugehörigen Zylinder derart gegeneinander versetzt sind, dass die vordere Kante eines jeden Streifens einem Pick-up 22 in einer Stellung der Welle gegenübersteht, die dem oberen Totpunkt des betreffenden Zylinders entspricht.
Jeder der Pick-up 22 kann ein elektromagnetischer mit Eigenerregung sein. Es kann einen kurzen Permanentmagneten enthalten, um den eine Spule herumgelegt ist, wobei das Polende des Magneten, welches dem Magnetstreifen gegenübersteht, in einen stumpfen Mei ssel ausläuft, dessen Schneide parallel zur Achse der Welle liegt. Die Spulen sind nahe den Polenden angeordnet. Die Pick-ups sind an einem nicht dargestellten Träger, der gegenüber dem Fundament der Maschine starr befestigt ist, montiert, und ihre Polenden befinden sich nahe bei, jedoch nicht in Berührung mit den Streifen 21. Der Vorteil einer solchen Schaltvorrichtung besteht darin, dass sie keinem Verschleiss unterworfen ist, da keine Berührung zwischen den Pick-ups und den mit ihnen zusammenwirkenden Streifen 21 vorhanden ist.
Das eine Ende einer jeden Spule ist mit je einem der festen Konbakte eines zweiten Schalters 23 verbunden, dessen Kontaktarm mit dem des Schalters 14 mechanisch gekoppelt und elektrisch mit dem Eingang eines Triggerkreises 24 verbunden ist. Wenn die vordere Kante eines Streifens 21 in die Stellung gegen über dem Kopf des zugehörigen Pick-ups gelangt, dann wird lein beispielsweise positiver Impuls dem Triggerkreis 24 zugeführt. Wenn dann nach einer Drehung von 1200 der Schaltvorrichtung 17 die hintere Kante des Streifens 21 in die Stellung gegenüber dem Kopf des Pick-ups kommt, wird dem Triggerkreis ein negativer Impuls zugeführt. Dieser Triggerkreis ist so ausgelegt, dass er beim Ansprechen auf diese Impulse einen Rechteckimpuls liefert, dessen Dauer einer Drehung der Welle um 1200 entspricht.
Dieser Rechteckimpuls wird einem eine Steuerspannung liefernden Generator 2 zugeführt, welcher ein RC-Glied und ein die Amplituden begrenzendes Glied enthalten kann und der so dimensioniert ist, dass die von ihm erzeugte Steuerspannung im ersten Teil des vom Triggerkreis 24 gelieferten Impulses steil ansteigt, beispielsweise in einer Zeit, die einer Drehung der Welle um 400 entspricht, und dann im wesentlichen während der restlichen Dauer des genannten Impulses des Triggerkreises konstant bleibt. Die Zeitkonstante des RC-Krises des Generators 26 kann so bemessen sein, dass er durch einen vom Schalter 23 kommenden negativen Impuls oder durch einen negativen Schwanzteil des aus dem Triggerkreis 24 kommenden Impulses während einer Drehung der Welle von 1200 entladen wird.
Die Entladung kann zum Beispiel mittels eines Zerhackers erfolgen, der eine relativ kleine Zeitkonstante aufweist und der mit einem Transistor bestückt ist, dessen Basis der Impuls zugeführt wird, wobei der Transistorkreis so dimensioniert ist, dass bei Auftreten eines solchen Impulses die Kapazität des die Zeitkonstante bestimmenden Kreises des Generators 26 kurzgeschlossen wird. Die vom Generator 26 gelieferte Steuerspannung wird als Regelspannung dem Verstärker 15 zugeführt, der zum Beispiel mit einer Regelröhre bestückt sein kann.
Der Verstärkungsgrad des Verstärkers ist so bemessen, dass er anfangs gleich Null oder sehr klein ist; die Steuerspannung dient zur Erhöhung des Verstärkungsgrads auf einen passenden Wert in einer Zeit, die einer Drehung der Welle von 400 entspricht, und zum Aufrechterhalten einer praktisch konstanten Ver stärkung entsprechend dem erhöhten Wert während der folgenden Drehung der Welle um 800. Am Ende des rechteckigen Triggerimpulses bei 1200 fällt die Steuer spannung auf Null, wobei der Verstärkungsgrad des Verstärkers wieder auf Null reduziert wird, wodurch der Wandler praktisch für den übrigen Teil der Drehung der Welle abgeschaltet wird.
Die Form der Steuerspan nung in Verbindung mit der Dimensionierung der Regelvorrichtung für den Verstärkungsgrad ist so gewählt, dass durch die Anderung des Verstärkungsgrades so gut wie möglich die Änderung der Geschwindigkeit des
Kolbens der Maschine in dem ausgewählten Teil des sich an den oberen Totpunkt anschliessenden Arbeits hubes wiedergegeben wird.
Gemäss Fig. 2 ist (a) das Diagramm des Druckes p im Zylinder der Maschine in Abhängigkeit vom Dreh winkel der Welle, welcher der Zeit entspricht. Der obere Totpunkt ist mit T.D.C. bezeichnet. (b) zeigt den gleichen Druck, jedoch über dem Hub der Maschine aufgetragen. Der mittlere Arbeitsdruck wird durch die zwischen den beiden Kurvenzügen des Diagramms (b) eingeschlossene Fläche wiedergegeben. Die in Fig. 1 dargestellte Apparatur dient zur Messung der schräg schraffierten Fläche vom oberen Totpunkt T.D.C. bis zu einem Punkt B bei ungefähr 80 S des Hubes vom oberen Totpunkt aus. Der entsprechende Punkt B' ist im Diagramm (a) bei 1200 angegeben. Die schraffierte Fläche rechts von B im Diagramm (b) bis zum unteren Totpunkt B.D.C. ist im Verhältnis zum Rest der schraffierten Fläche sehr klein.
Unter normalen Bedinungen entsteht nur ein kleiner Fehler, wenn die Fläche unterhalb der unteren Kurve, welche dem Kompressionshub entspricht, als konstant angesehen wird.
Im Diagramm (c) repräsentiert die voll ausgezogene Kurve 28 das Verhältnis v der momentanen Geschwindigkeit des Kolbens zur mittleren Geschwindigkeit des Kolbens in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Welle, wobei ein Verhältnis von 4:1 von Verbindungsstange zu Kurbel angenommen ist. Die gestrichelt gezeichnete Kurve 29 repräsentiert den Hub S in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Drehwinkel. Die kurz gestrichelte Linie 30 stellt den Verstärkungsgrad des Verstärkers dar, der sich in der bereits beschriebenen Weise ändert, beginnend mit Null bei T.D.C., bis zu 400 nach T.D.C. linear auf einen konstanten Wert ansteigend und dann bis 1200 konstant bleibend, mit anschliessendem Abfall an dieser Stelle auf Null entsprechend einer Abschaltung des Wandlers.
Die Kurven des Diagramms (d) sind aus denen der Diagramme (a) und (c) abgeleitet; die Abszisse bedeutet dabei den Drehwinkel bzw. die Zeit. Die voll ausgezogene Kurve 31 stellt den Wert p.v dar, das ist der Betrag der vom Gas am Kolben geleisteten Arbeit; diese Kurve kann lalso als Darstellung des Wertes des mittleren Arbeitsdruckes pro Grad des Drehwinkels angesehen werden. Die schräg schraffierte Fläche unterhalb dieser Kurve stellt also die am Kolben hinter dem oberen Totpunkt T.D.C. geleistete Arbeit dar, die wie üblich als mittlerer Arbeitsdruck angegeben werden kann. Die kurz gestrichelte Kurve 32 stellt das Produkt p.A dar, wobei A den Verstärkungsgrad für die Apparatur gemäss Fig. 1 bedeutet.
Die voll ausgezogene Kurve 33 stellt das zeitliche Integral der Kurve 31 dar die Ordinate eines beliebigen Punktes dieser Kurve gibt also dielFläche unterhalb der Kurve 31 von T.D.C. bis zu diesem Punkt an. Die klein gestrichelte Kurve 34 stellt entsprechend das zeitliche Integral der Kurve 32 dar. Der Wert des mittleren Ar beitsdruckes M.E.P., der durch diese Kurve gegeben ist, schliesst denjenigen während des Kompressionshubes ein, welcher, wie bereits beschrieben, als annähernd konstant angesehen werden kann und vom totalen mittleren Arbeitsdruck abgezogen werden muss, wenn man den mittleren Arbeitsdruck erhalten will.
Die Subtraktion kann durch entsprechende Eichung des Messgerätes 16 oder durch Anlegen einer entsprechenden Vorspannung (an dasselbe ausgeführt werden.
In der in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Apparatur können zahlreiche Änderungen ausgeführt werden. So kann zum Beispiel die Schaltvorrichtung 17 viele verschiedene Formen haben, zum Beispiel als nockenbetätigter Schalter oder als Kommutatoranordnung mit leitenden Segmenten und Stromabnehmern ausgebildet sein.
Bei der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Apparatur ist die Dauer der dem Steuergenerator 26 zugeführten Impulse durch die Drehgeschwindigkeit der Maschine bestimmt und ist, ausgedrückt in Einheiten des Drehwinkels, konstant; die Zeit jedoch, in welcher der Verstärkungsgrad von Null auf sein Maximum ansteigt, ist durch den die Zeitkonstante bestimmenden Kreis bestimmt, und die Zeitkonstante muss demgemäss für verschiedene Drehzahlen so eingestellt werden, dass sie stets dem gleichen Drehwinkel entspricht, welcher deshalb unabhängig von der Drehzahl der Maschine ist.
Gemäss einer anderen Ausführungsform kann das von der Kurbelwelle angetriebene Glied auch so ausgebildet und angeordnet sein, dass es die Schliessung eines Schalters bewirkb. Es kann dabei zum Beispiel ein einziger, kurzer Impuls am oberen Totpunkt erzeugt werden; dadurch können die an der Welle anzubringenden Teile vereinfacht werden. Dieser Impuls kann zum Beispiel einem Multivibrator zugeführt werden, der einen Rechteckimpuls bestimmter Länge erzeugt.
Die Dauer dieses Rechteckimpulses soll sich einstellen lassen - falls erforderlich von Hand, jedoch vorzugsweise lautomlatisch- - derart, dass bei einer Änderung der Drehzahl der Maschine diese Dauer stets demselben Drehwinkel der, Kurbelwelle entspricht. In Fig. 3 ist ein Wandler 12 dargestellt, der an den Zylinder 30 einer Maschine an, gekoppelt ist. Die Schaltvorrichtung 17' unterscheidet sich von Ider in Fig. 1 dargestellten insofern, als für jeden Zylinder eine einzige kleine magnetische Diskontinuität 31 vorgesehen ist. In dem elektromagnetischen Pick-up 22 wird deshalb ein Paar eng zusammenstehender Impulse, wie sie bei 32 dargestellt sind, bei jeder Umdrehung der Schaltvorrichtung 17' erzeugt. Der positive Impuls dient nur zum Auslösen eines Multivibrators 33.
Dieser erzeugt einen Rechteckimpuls 34, der einem Sägezahngenerator 35 zugeführt wird. Dieser erzeugt einen Sägezahn mit einer ansteigenden Flanke 36, deren Neigung durch die Zeitkonstante eines im Generator 35 angeordneten Kreises bestimmt wird und die mit dem Beginn des Rechteckimpulses 34 einsetzt, worauf am Ende des Rechteckimpulses ein Abfall nach Null erfolgt. Zum Verändern des Zeitpunkts der Auslösung des Multivibrators 33 ist ein gemeinsames Einstellglied 37 vorgesehen, mit dessen Hilfe auch die Zeitkonstante des Sägezahagenerators 35 und dadurch die Neigung der ansteigenden Flanke 36 verändert werden können. Ein Begrenzer 38 erzeugt eine Steuerspannung 39 für den Versbärkungs- faktor, welche die gleiche Form hat wie in Fig. 1.
Bei diesem Beispiel ist der kapazitive Druckwandler 12 so angeordnet, dass ler Iden einen Zweig einer Blumlein-Brücke 40 bildet, die einen zweiten Zweig hat, in welchem eine Diode 41 variabler Kapazität in Reihe mit einer Vorspannungsquelle 42 liegt. Die induktiven Zweige Ider Brücke werden -gebildet durch die mit Mittelanzapfung versehene Sekundärwicklung eines Transformators 43, dessen Primärwicklung an einen hochfrequenten Oszillator 44 angekoppelt ist.
Eine dem im Zylinder bestehenden Druck proportionale Spannung wird einem Hochfrequenzverstärker 45, einem Hochfrequenzverstärker 46 mit veränderlichem Verstärkungsgrad, einem phasenabhängig arbeitenden Gleichrichter 47, dem ein Bezugssignal aus dem Oszillator 44 zugeführt wird,-einem Gleichstromverstärker 48 und einem Anzeigeinstrument 16' zugeführt, welches ein Drehspuiinstrument mit langer Periode sein kann. Die Steuerspannung 39 für den Verstärkungsgrad dient zum Regeln der Verstärkung des Verstärkers 46.
Zum Zwecke der Nullpunktkorrektur wird ein Signal erzeugt, welches das Druck-Zeit-Diagramm des Zylinders 30 der Maschine repräsentiert, indem das hochfrequente Signal am Ausgang des Hochfrequenzverstärkers 45, das heisst, vor dem Verstärker 46 mit variabler- Verstärkung, vermittels eines phasenempfind lichen Gleichrichters 49 gleichgerichtet wird, welchem das Bezugssignal des Oszillators 44 zugeführt wird. Das gleichgerichtete Signal kann gegebenenf alls einem Oszillographen 50 zugeführt werden, falls eine tÇberwa- chung erforderlich ist.
Dieses Signal wird dann durch das Tor 51 geleitet, welches während eines kurzen Zeitintervalls in jedem Zyklus der Maschine geöffnet wird, in welchem der Druck im Zylinder nahezu Null, das heisst gleich dem Atmosphärendruck, ist. Bei einer Zweitaktmaschine liegt dieses Intervall nahe am unteren Totpunkt.
Der Mittelwert des Signals, welches durch das Tor 51 geleitet wird, sollte dann Null sein. Ist dies nicht der Fall, dann wird der Fehler des Nullsignals nach Verstärkung und Glättung durch ein RC-Glied 52 mit einer Zeitkonstanten, die etwa 50 Zyklen der Maschine entspricht, als Korrekturspannung einem der Überwachung dienenden Voltmeter 53 zugeführt. Der Abgleich der Wandlerbrücke kann dann von Hand ausgeführt werden, wobei die Anzeige des Voltmeters auf Null gestellt wird.
Die der Nullkorrektur dienende Vorspannung wird über einen hohen Widerstand 54 - um eine Abschwächung des hochfrequenten Signals zu vermeiden-der Verbindungsstelle der zwei induktiven Zweige der Brücke 40 zugeführt, wodurch die Gleich-Vorspannung an der Diode 41 variabler Kapazität derart geändert wird, dass die Brücke wieder abgeglichen wird und der Fehler des Nullpunktsignals auf einem vernachlässigbar kleinen Wert reduziert wird.
Ein zum Öffnen des Tors 51 während einer kurzen Zeit in der Nähe des unteren Totpunkts dienender Rechteckimpuls wird folgendermassen erzeugt. Der Sägezahn 36 wird einem Kreis 55 zugeführt, der einen monostabilen Multivibrator enthält. Der Kreis 55 erzeugt aus der hinteren Flanke des Sägezahns 36 einen Impuls 56 und verzögert ihn um einen bestimmten Betrag. Der verzögerte Impuls wird einem Generator 57 zugeführt, der ein monostabiler Multivibrator sein kann und einen Torimpuls 58 liefert, der dem Tor 51 zugeführt wird.
Die Verzögerung und die Dauer des Torimpulses 58 werden durch die Zeitkonstanten in den beiden monostabilen Multivibratorkreisen 55 bzw. 57 bestimmt.
Diese Zeitkonstanten sollten deshalb so bestimmt werden, dass sie die in Einheiten des Drehwinkels der Kurve belwelle ausgedrückten erforderlichen Zeiten ergeben, die der Drehzahl der Maschine entsprechen, Für diese gilt dasselbe wie für den Multivibrator 33 und den Sägezahngenerator 35 hinsichtlich der Steuerspannung für die Regelung der Verstärkung. Die Zeitkonstanten der Kreise 55 und 57 können ebenfalls vermittels eines gemeinsamen Einstellgliedes 37 eingestellt werden.
Als Alternative zu den beschriebenen Anordnungen, bei denen die Steuerspannung für den Verstärkungsgrad eine Funktion der Zeit ist, kann man sie zu einer linearen Funktion des Drehwinkels der Kurbelwelle machen, so dass sie stets und unabhängig von der Drehzahl der Maschine ihren Endwert bei einem Winkel von 400 erreicht. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht gemäss Fig. 4 darin, dass an der Kurbelwelle 19 für jeden Zylinder ein gezacktes oder gezahntes Glied 21'vorgesehen wird, welches jeweils einen der Streifen 21 aus Fig. 1 ersetzt und sich ebenfalls über 1200 erstreckt. Jedes der Glieder 21' kann die Gestalt eines gewellten oder eines ganz oder teilweise unterbrochenen Streifens aus magnetischem Material haben, welcher um die Welle gelegt ist und mit dem Pick-up 22 zusammenwirkt. Dieses liefert dann beim Vobeigang eines jeden Zackens bzw.
Zahns zum Beispiel für jeden Drehwinkel von ein oder zwei Grad einen Impuls. Diese Impulse werden einem Zähikreis 60 zugeleitet, der eine Steuerspannung liefert, die in kleinen aufeinanderfolgenden Stufen ansteigt und ihren Grenzwert bei einer Impulszahl erreicht, die einem Drehwinkel von 400 entspricht, dann jedoch bis 1200 konstant bleibt und bei diesem Winkel auf Null abfällt. Diese Steuerspannung wird zwecks Steuerung des Verstärkungsgrades dem Verstärker 15 in Fig. 1 zugeführt. Bei dieser Anordnung braucht die Verstärkung nicht linear anzuwachsen, sondern kann durch geeignete Abstandsgebung der Zacken jedem beliebigen Funktionsgesetz angepasst werden.
Bei einer anderen Anordnung ist für alle Zylinder eine einzige Impulsquelle vorgesehen, zum Beispiel ein gezähntes Rad oder ein gezähnter oder gerillter magnetischer Streifen auf der Welle, der mit einem Pick-up zusammenwirkt. Es ist dann an der Welle weiter je eine Öffnung, ein Vorsprung oder andere Ungleichmässigkeit für jeden Zylinder vorgesehen, und zwar in einer Stellung, die dem oberen Totpunkt entspricht und die mit einem besonderen Pick-up zusammenwirkt. Ein einziger Triggerimpuls, der im oberen Totpunkt für jeden Zylinder erzeugt wird, löst die Zählung für den betreffenden Zylinder aus. Die Anordnung arbeitet dann entsprechend wie die soeben beschriebene. Es können aber noch zahlreiche andere Mittel für denselben Zweck verwendet werden.
Durch eine weitere Ausgestaltung der zum Steuer des Verstärkungsgrades des Verstärkers dienenden Vorrichtung können die Anzeigen so gestaltet werden, dass sie den wahren mittleren Arbeitsdruck genauer wiedergeben, indem der mittlere Druck während des Kompresse sionshubes abgezogen wird. Dies kann verwirklicht werden, indem der Verstärkungsgrad des Verstärkers während des Kompressionshubes negativ gemacht wird - das bedeutet die Ausführung einer Phasenumkehr - und in entsprechender Weise mit dem Drehwinkel geändert wird, wie dies beim Arbeitshub der Fall ist.
Die dem Verstärker 15 zugeführte Steuerspannung für den Verstärkungsgrad kann so bemessen sein, dass der Verstärker bei einem Winkel von - 1200 vom oberen Totpunkt aus auf volle negative Verstärkung ge schaltet wird, welche Verstärkung bis zu - 400 aufrechterhalten wird, das heisst, bis durch einen vom Schalter kommenden Impuls die Verstärkung wieder derart her abgesetzt wird, dass sie im m oberen Totpunkt wieder Null erreicht. Darauf kann dann der Verstärkungsgrad wieder in derselben Weise, wie dies vorher beschrieben ist, geändert werden, das heisst, auf volle positive Verstärkung bei + 400 gebracht und dann bis 1200 auf dem vollen Wert gehalten werden, worauf der Verstärker abgeschaltet und die Verstärkung auf Null reduziert wird.
In dieser Weise kann der mittlere Druck im Kompressionshub vom mittleren Druck im Arbeitshub abgezogen werden, woraus sich der normalerweise gewünschte Nettoarbeitsdruck ergibt.
Ein bevorzugtes Mittel, mit dessen Hilfe der Verstärkungsgrad durch eine steuernde Gleichspannung ge ändert werden kann, ist die Verwendung eines Verstärkers mit Trägerfrequenz, zum Beispiel von 100 KHz oder mehr, und Änderung des Verstärkunlgsgrades mittels einer Brückenschaltung, die ein Paar aufeinanderabgestimmter kapazitiver Siliciumdioden als Verhältnis Brückenzweige enthält, die so angeordnet sind, dass bei Gleichheit ihrer Kapazitäten die Brücke abgeglichen ist und das Ausgangssignal Null ist.
Die Steuerspannung für den Verstärkungsgrad kann diesen Dioden derart zugeführt werden, dass sie ver stimmt werden; dabei wird das Ausgangssignal der Brücke erhöht, da die Kapazität der einen Diode ansteigt und die der anderen kleiner wird. In dieser Weise kann das Ausgangssignal ebenso leicht negativ gemacht, das heisst, in seiner Phase umgekehrt werden.
In diesem Falle wird dem Anzeigegerät ein negatives Ausgangssignal zugeführt, wobei die übliche Art eines phasenempfindlichen Detektors oder Zerhackers verwendet wird.
Ein anderes bevorzugtes Mittel besteht darin, dass der Verstärkungsgrad des Verstärkers selbsb geändert wird, zum Beispiel durch Verwendung einer Röhre mit veränderlichem Durchgriff in üblicher Weise, oder indem das Ausgangssignal vom Verstärker in Gestalt der Differenz zweier Ausgangssignale abgenommen wird, die miteinander in Phase sind, deren relative Amplituden jedoch durch die den Verstärkungsgrad steuernde Spannung beeinflusst werden.
Das bevorzugte Verfahren ist jedoch die Anpassung eines Kreises, wie er in einem Artikel von K.C. Johnson mit dem Titel Wide Range Transistor Wobbulator in Wireless World > , Februar 1965, Seiten 99 und 100 veröffentlicht ist. Dieser Artikel befasst sich mit der Verwendung eines Paares von Röhren, die über ihre Kathoden angetrieben werden, oder eines Paares von Transistoren, die über ihre Emitter angetrieben werden, wobei als Treiber eine Röhre oder ein Transistor verwendet wird, die bzw. der in dem gemeinsamen Schwanz des Paares in Schaltung mit konstantem Strom bzw. mit hoher Impedanz angeordnet ist. Der Strom im Schwanz wird durch die an die Vorrichtung angelegte Signalspannung gesteuert.
Die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendbare Schaltung unterscheidet sich von der im genannten Artikel von Johnson beschriebenen nur in nebensächlichen Punkten. So wird beim Jolmson-Kreis nur einer der Transistoren des Paares benutzt und die Änderung des Verstärkungsgrades wird dazu verwertet, die effektive Reaktanz einer in seinem Kollektorkreis an, geordneten Induktionsspule zu ändern, wodurch die Frequenz des an diese angekoppelten Oszillators geändert wird.
Bei Anwendung auf die vorliegende Indikatorschaltung wird der Kreis als Geradeausverstärker verwendet, wobei die Ausgänge beider Kollektoren des Paares in Gegentaktschaltung geschaltet sind; es wird also nicht das Ausgangssignal nur eines der Kollektoren verwendet.
In der beim vorliegenden Indikatorkreis benutzten Schaltung ist der Anteil des Schwanzstromes, der durch die beiden Röhren bzw. Transistoren des Paares hindurchfliesst, durch die relative Vorspannung bestimmt, die an jedem Gitter bzw. jeder Basis liegt. Diese kann geändert werden, indem die der Steuerung des Verstärkungsgrades dienende Spannung an eine bzw. einen derselben angelegt wird, wobei die Vorspannung der anderen bzw. des anderen des Paares konstant gehalten wird. Sind die beiden Vorspannungen gleich, dann sind auch die Ausgangssignale an den Anoden bzw. Kollektoren gleich, und das Netto-Ausgangssignal, das heisst, die Differenz aus den beiden in Phase befindlichen Ausgangssignalen, wie sie die Gegentaktschaltung liefert, ist Null.
Demgemäss kann durch die Steuerspannung für den Verstärkungsgrad, das NettomAusgangssignal und deshalb der Verstärkungsgrad in line