DE10140836C2

DE10140836C2 - Montageeinheit für Gebersysteme

Info

Publication number: DE10140836C2
Application number: DE10140836A
Authority: DE
Inventors: Bernd Stephan; Alexander Goerg
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: FR2828931B1; DE10140836A1; ES2238883B1; US20030056609A1; GB2379988A; ES2238883A1; GB0218133D0; GB2379988B; FR2828931A1; US6865962B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit für Gebersysteme und ein Verfahren zur Montage eines Gebersystems.

Gebersysteme mit einem auf einer Welle angeordneten Geberrad und einer an einem Dichtflansch angeordneten Sensoreinrichtung sind bereits vielfältig bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 197 45 818 A1 ein auf einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Geberrad und einen dazugehörigen Sensor, der an einem Dichtflansch angeordnet ist.

Ein Problem bei derartigen Gebersystemen besteht in der Regel in der präzisen Justierung des Geberrads, der Welle und des Sensors zueinander. Diese Justierung kann sich als äußerst schwierig und aufwendig erweisen. Auf der einen Seite ist es häufig erforderlich, dass die Justierung mit hoher Präzision vorgenommen wird, da sie sich beispielsweise bei Systemen, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, unmittelbar auf die Abgasqualität, den Kraftstoffverbrauch und die Leistung auswirkt. Auf der anderen Seite soll der Aufwand im Sinne einer kostengünstigen Fertigung möglichst gering gehalten werden.

Die DE 199 22 215 A1 offenbart ein Geberrad, das mittels einer Montagevorrichtung relativ zu einem Sensor ausgerichtet wird und in dieser ausgerichteten Position auf der Kurbelwelle montiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und dennoch hochpräzise Montage eines Gebersystems zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Montageeinheit und durch die in den Ansprüchen 4 und 5 angegebenen Montageverfahren gelöst.

Die erfindungsgemäße Montageeinheit weist ein Geberrad zur Anordnung auf einer Welle und eine Sensoreinrichtung zur Anordnung an einem Dichtflansch, der die Welle abdichtet, auf. Weiterhin weist die Montageeinheit eine entfernbare Kalibrierhilfe auf, die mittels einer Vergussmasse am Geberrad befestigt ist und mit der die Sensoreinrichtung in einer im Rahmen einer Vorkalibrierung ermittelten Position am Geberrad fixiert ist.

Die erfindungsgemäße Montageeinheit hat den Vorteil, dass damit eine hochpräzise Endmontage des Gebersystems ohne komplexe Justierarbeiten möglich ist.

Die Kalibrierhilfe ist mit der Sensoreinrichtung formschlüssig verbunden. Dies hat den Vorteil, dass ein präziser und sicherer Sitz der Kalibrierhilfe bei gleichzeitig einfacher Handhabung gewährleistet ist und eine zuverlässige und präzise Fixierung in einer beliebigen Position möglich ist.

In einer Ausführungsvariante ist der Dichtflansch ein Bestandteil der Montageeinheit. Dadurch ist es möglich, innerhalb desselben Montagevorgangs zusätzlich den Dichtflansch anzubringen.

Bei der genannten Ausführungsvariante ist der Dichtflansch durch einen formschlüssigen Eingriff mit der Sensoreinheit verbunden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage eines Gebersystems, bestehend aus einem Geberrad und einer Sensoreinrichtung, werden zunächst das Geberrad und die Sensoreinrichtung in einem Vorkalibrierprozess relativ zueinander ausgerichtet. Danach werden das Geberrad und die Sensoreinrichtung in der ausgerichteten Position mit einer Kalibrierhilfe, die mittels einer Vergussmasse am Geberrad befestigt wird, zu einer Montageeinheit zusammengefügt. Die Montageeinheit wird mit dem Geberrad lagerichtig auf einer Welle positioniert, und die Sensoreinrichtung wird an einem Dichtflansch befestigt. Schließlich wird die Kalibrierhilfe vom Geberrad und der Sensoreinrichtung entfernt.

Bei einer Variante des Verfahrens wird der Dichtflansch der Montageeinheit hinzugefügt. Nach dem Positionieren auf der Welle wird der Dichtflansch zusammen mit der Sensoreinrichtung auf einer Unterlage befestigt.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von Vorteil, beim Vorkalibrieren das Geberrad und die Sensoreinrichtung so zueinander auszurichten, dass die Sensoreinrichtung ein vorgegebenes Signal ausgibt, da eine Ausrichtung an Hand des Sensorsignals höchste Präzision unabhängig von etwa bestehenden Bauteiltoleranzen erlaubt.

Im Hinblick auf die bereits genannten Vorteile empfiehlt es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Kalibrierhilfe formschlüssig an der Sensoreinrichtung zu befestigen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Komponenten eines unmontierten Gebersystems in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Montageeinheit für ein Gebersystem bzw. einem Montageschritt in perspektivischer Darstellung und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Montageeinheit für ein Gebersystem bzw. einem weiteren Montageschritt in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt Komponenten eines unmontierten Gebersystems in perspektivischer Darstellung. Das Gebersystem weist ein Geberrad 1 und einen Sensor 2 mit einer Halterung 3 auf. Weiterhin ist in Fig. 1 noch ein Dichtflansch 4 dargestellt und eine Kalibrierhilfe 5, die jeweils dem Gebersystem nicht unmittelbar zuzurechnen sind, sondern bei dessen Montage eingesetzt werden können.

Das Geberrad 1 ist für die Montage auf einer Welle vorgesehen, beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Im montierten Zustand ist das Geberrad 1 drehfest mit der Welle verbunden, so dass eine definierte Beziehung zwischen dem jeweiligen Drehwinkel der Welle und der am Geberrad 1 angeordneten Außenverzahnung 6 besteht. Die Außenverzahnung 6 wird von dem Sensor 2 abgetastet, der dementsprechend ein vom Drehwinkel der Welle abhängiges Signal ausgibt.

Der Dichtflansch 4 dichtet im eingebauten Zustand statisch zur Unterlage ab, auf der er montiert ist. Dies kann beispielsweise ein Motorblock ein. Weiterhin dichtet der Dichtflansch 4 dynamisch zur Welle ab. Der Dichtflansch 4 weist an seinem Außenumfang eine Ausnehmung 7 auf, in deren Bereich die Halterung 3 des Sensors 2 bei der Montage des Gebersystems zu liegen kommt. Um eine gemeinsame Verschraubung des Dichtflansches 4 und der Halterung 3 an der Unterlage zu ermöglichen, weisen diese deckungsgleich angeordnete Bohrungen 8 und 9 auf.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Montageeinheit bzw. einen Montageschritt in perspektivischer Darstellung. Bei dieser Ausführungsform sind das Geberrad 1 und der Sensor 2 inklusive Halterung 3 mittels der Kalibrierhilfe 5 zu einer Montageeinheit verbunden. Die Kalibrierhilfe 5 umgreift dabei den Sensor 2 formschlüssig und ist mit dem Geberrad 1 mittels einer Vergussmasse verbunden. Die Verwendung einer Vergussmasse ermöglicht es, dass der Sensor 2 in jeder beliebigen Position zur Außenverzahnung 6 des Geberrads 1 fixiert werden kann. Dieser Freiheitsgrad ist erforderlich, da das Geberrad 1 und der Sensor 2 nicht lediglich rein mechanisch zusammengeführt werden, sondern in einem Vorkalibrierprozeß unter Auswertung des vom Sensor 2 ausgegebenen Signals zueinander fixiert werden. Auf diese Art und Weise können Fehlpositionierungen in Folge von Bauteiltoleranzen vermieden werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass Streuungen in den äußeren Abmessungen des Sensors 2 eliminiert werden. Würde man sich bei der Zusammenführung des Geberrads 1 und des Sensors 2 dagegen an den Außenflächen des Sensors 2 orientieren, so hätten die genannten Streuungen eine entsprechende Fehljustierung zur Folge. Durch den Vorkalibrierungsprozess lässt sich somit die Positioniergenauigkeit zwischen dem Geberrad 1 und dem Sensor 2 erhöhen.

Die in Fig. 2 dargestellte Montageeinheit ist zur Montage auf einer Welle und zur Befestigung an einem bereits montierten Dichtflansch 4 vorgesehen. Der grundsätzliche Verfahrensablauf der Montage des Geberrads 1 und des Sensors 2 besteht darin, dass beide zunächst zu einer vorkalibrierten Montageeinheit zusammengefügt werden, die Montageeinheit montiert wird und anschließend die Verbindung zwischen Geberrad 1 und Sensor 2 wieder aufgehoben wird. Im einzelnen wird dabei folgendermaßen vorgegangen:
In einem ersten Schritt werden das Geberrad 1 und der Sensor 2 einander angenähert, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Position werden das Geberrad 1 und der Sensor 2 relativ zueinander ausgerichtet, wobei zunächst eine Groborientierung an Hand der Geometrie erfolgen kann und anschließend der Drehwinkel des Geberrads 1 solange variiert wird, bis der Sensor 1 ein vorgegebenes Signal ausgibt. Danach wird die Kalibrierhilfe 5 auf den Sensor 2 aufgeschoben und dadurch in Umfangsrichtung des Geberrads 1 formschlüssig mit dem Sensor 1 verbunden. Weiterhin wird die Kalibrierhilfe 5 mittels einer Vergussmasse am Geberrad 1 fixiert. Durch die geschilderten Maßnahmen ist eine der Darstellung in Fig. 2 entsprechende Montageeinheit entstanden, in der das Geberrad 1 und der Sensor 2 in einer vorgegebenen Ausrichtung zueinander verdrehsicher angeordnet sind. Die Montageeinheit wird mit dem Geberrad 1 lagegenau auf der Welle positioniert. Anschließend wird die Halterung 3 des Sensors 2 am Dichtflansch 4 fixiert, der zuvor an einer Unterlage angeschraubt wurde. Als letzter Schritt wird die Kalibrierhilfe 5 vom Geberrad 1 und vom Sensor 2 entfernt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Montageeinheit bzw. einen weiteren Montageschritt in perspektivischer Darstellung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform darin, dass die Montageeinheit zusätzlich den Dichtflansch 4 umfasst. Die Montageeinheit gemäß Fig. 3 wird nach dem bereits beschriebenen Verfahren montiert, wobei lediglich insofern ein Unterschied besteht, als der Dichtflansch 4 am Ende des Vorkalibrierprozesses der Montageeinheit als weitere Komponente hinzugefügt wird und nach dem lagegenauen Positionieren des Geberrads 1 auf der Welle die Halterung 3 zusammen mit dem Dichtflansch 4 an der Unterlage verschraubt wird.

Bezugszeichen

1

Geberrad

2

Sensor

3

Halterung

4

Dichtflansch

5

Kalibrierhilfe

6

Außenverzahnung

7

Ausnehmung

8

Bohrung (Dichtflansch)

9

Bohrung (Halterung)

Claims

1. Montageeinheit für ein Gebersystem mit einem Geberrad (1) zur Anordnung auf einer Welle, einer Sensoreinrichtung (2, 3) zur Anordnung an einem Dichtflansch (4), der die Welle abdichtet, und einer entfernbaren Kalibrierhilfe (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (2, 3) mit der mittels einer Vergussmasse am Geberrad (1) befestigten Kalibrierhilfe (5) in einer im Rahmen einer Vorkalibrierung ermittelten Position am Geberrad (1) fixiert ist.

2. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierhilfe (5) mit der Sensoreinrichtung (2, 3) formschlüssig verbunden ist.

3. Montageeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (4) ein Bestandteil der Montageeinheit ist.

4. Verfahren zur Montage eines Gebersystems, bestehend aus einem Geberrad (1) und einer Sensoreinrichtung (2, 3), wobei
das Geberrad (1) und die Sensoreinrichtung (2, 3) in einem Vorkalibrierprozess relativ zueinander ausgerichtet werden,
das Geberrad (1) und die Sensoreinrichtung (2, 3) in der ausgerichteten Position mit einer Kalibrierhilfe (5), die mittels einer Vergussmasse am Geberrad (1) befestigt wird, zu einer Montageeinheit zusammengefügt werden,
die Montageeinheit mit dem Geberrad (1) lagerichtig auf einer Welle positioniert wird,
die Sensoreinrichtung (2, 3) an einem Dichtflansch (4) befestigt wird und
die Kalibrierhilfe (5) vom Geberrad (1) und der Sensoreinrichtung (2, 3) entfernt wird.

5. Verfahren zur Montage eines Gebersystems, bestehend aus einem Geberrad (1) und einer Sensoreinrichtung (2, 3), wobei
das Geberrad (1) und die Sensoreinrichtung (2, 3) in einem Vorkalibrierprozess relativ zueinander ausgerichtet werden,
das Geberrad (1) und die Sensoreinrichtung (2, 3) in der ausgerichteten Position mit einer Kalibrierhilfe (5), die mittels einer Vergussmasse am Geberrad (1) befestigt wird, zu einer Montageeinheit zusammengefügt werden,
ein Dichtflansch (4) der Montageeinheit hinzugefügt wird,
die Montageeinheit mit dem Geberrad (1) lagerichtig auf einer Welle positioniert wird,
die Sensoreinrichtung (2, 3) und der Dichtflansch (4) an einer Unterlage befestigt werden und
die Kalibrierhilfe (5) vom Geberrad (1) und der Sensoreinrichtung (2, 3) entfernt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorkalibrieren das Geberrad (1) und die Sensoreinrichtung (2, 3) so zueinander ausgerichtet werden, dass die Sensoreinrichtung (2, 3) ein vorgegebenes Signal ausgibt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierhilfe (5) formschlüssig an der Sensoreinrichtung (2, 3) befestigt wird.