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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwelle oder eine Motorwelle einer Brennkraftmaschine mit einer Signalgebereinrichtung zur Erfassung einer Drehstellung der Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer derartigen Nocken-/Motorwelle.
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Aus der
DE 10 2007 023 090 A1 ist eine Nockenwelle der gattungsgemäßen Art bekannt, sowie eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkelstellung der Nockenwelle oder allgemein einer Motorwelle. Auf der Nockenwelle ist dabei ein segmentierter Ring mit mindestens zwei flächigen Segmenten angeordnet, wobei die Segmentierung des Rings von einem Sensor erfasst und zur Ermittlung der Winkelstellung der Motorwelle herangezogen wird. Hierdurch soll auf möglichst kostengünstige und einfache Weise die Erfassung einer Winkelstellung der Nockenwelle ermöglicht werden.
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Aus der
DE 40 11 503 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung eines rotierenden Teils einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der das rotierende Teil eine Geberscheibe mit einer Vielzahl von regelmäßigen Zähnen aufweist. Zusätzlich vorgesehen sind zumindest zwei unterscheidbare Bezugsmarken, die bspw. durch eine größere Lücke zwischen den Zähnen oder einen verlängerten Zahn gebildet sind. Die Geberscheibe ist dabei entweder auf der Nockenwelle befestigt oder aber auf der Welle im Zündverteiler.
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Aus der
EP 1 471 213 A2 ist eine weitere Nockenwelle mit einer Signalgebereinrichtung zur Erfassung einer Drehstellung der Nockenwelle bekannt, wobei die Signalgebereinrichtung wiederum als Geberscheibe bzw. als Geberring ausgebildet ist.
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Nachteilig bei sämtlichen bekannten Nockenwellen/Motorwellen ist, dass eine entsprechende Signalgebereinrichtung zur Erfassung der Drehstellung der Nockenwelle/Motorwelle auf dieselbe montiert werden muss, wodurch nicht nur Montagekosten entstehen, sondern zudem ein gewisser Bauraum vorgehalten werden muss. Neben diesen Nachteilen weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Signalgebereinrichtungen zusätzlich einen Gewichtsnachteil auf, da sie üblicherweise aus separaten Bauteilen bestehen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Nockenwelle/Motorwelle der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einfacher, leichter und kostengünstiger hergestellt werden kann.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine bisher separat ausgebildete und auf einer Nockenwelle/Motorwelle zu montierende Signalgebereinrichtung zur Erfassung einer Drehstellung der Nockenwelle/Motorwelle oder allgemein zur Erfassung einer Drehstellung einer Welle, nunmehr als integralen Bestandteil der Welle bzw. als integralen Bestandteil der Nocken-/Motorwelle auszubilden und bspw. durch Aussparungen in der Nockenwelle/Motorwelle selbst zu realisieren. Durch die integrative Ausbildung der Signalgebereinrichtung mit der Nockenwelle/Motorwelle entfällt ein bisher erforderlicher Montageaufwand zum Montieren der Signalgebereinrichtung auf der Nockenwelle/Motorwelle, wodurch sich nicht nur Montagezeiten kürzen, sondern auch die zugehörigen Montagekosten reduzieren lassen. Durch die Bildung der Signalgebereinrichtung durch entsprechende, in der Nockenwelle/Motorwelle angeordnete Aussparungen, wird die Nockenwelle/Motorwelle in diesem Bereich nicht nur hinsichtlich ihres Gewichtes reduziert, sondern vielmehr entfällt auch eine zusätzliche gewichteintragende Signalgebereinrichtung, wie dies von bisher aus dem Stand der Technik bekannten Signalgeberrädern bspw. zu erwarten war. Durch die in der Nockenwelle/Motorwelle selbst angeordneten Aussparungen erfordert die erfindungsgemäße Signalgebereinrichtung zudem keinen zusätzlichen Bauraum, was insbesondere im Bereich moderner und beengter Motorräume von großem Vorteil ist. Ebenfalls von großem Vorteil ist dabei, dass die erfindungsgemäße Nockenwelle bzw. allgemein eine erfindungsgemäße Motorwelle, vorfertigbar ist, so dass das Signalgeberrad, gebildet durch die entsprechenden Aussparungen/Fenster in der Nockenwelle bereits zusammen mit der Nockenwelle/Motorwelle hergestellt und dadurch im vorgefertigten Zustand geliefert werden kann. In diesem und in den folgenden Absätzen wird zwar üblicherweise von einer Nockenwelle/Motorwelle gesprochen, wobei die Erfindung in all ihren Ausführungsformen selbstverständlich auf sämtliche Wellen übertragbar ist, bei denen eine Drehwinkelstellung erfasst werden soll.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Signalgebereinrichtung an einem Längsende der Nockenwelle/Motorwelle angeordnet. Aufgrund der die Signalgebereinrichtung bildenden Aussparungen ist die Nockenwelle/Motorwelle im Bereich der Signalgebereinrichtung hinsichtlich ihres Querschnitts geschwächt, so dass die Signalgebereinrichtung an möglichst wenig oder gering belasteten Stellen angeordnet werden sollte.
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Selbstverständlich ist dabei die Anordnung der Signalgebereinrichtung bzw. das Anordnen der entsprechenden Aussparungen individuell frei wählbar, wodurch konstruktive Freiheiten geschaffen werden können, die in diesem Maße bislang nicht bestanden haben.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Aussparungen durch Stanzen, Bohren, Schneiden, Lasern oder Fräsen hergestellt. Bereits diese Aufzählung der Herstellung der Aussparung lässt erahnen, auf welch mannigfaltige Weise die Aussparung und damit auch die Signalgebereinrichtung hergestellt werden können. Besonders das Lasern lässt dabei eine besonders exakte und zugleich kostengünstige Möglichkeit des Einbringens der Aussparungen zu.
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Zweckmäßig besitzen die Aussparungen radiale, insbesondere scharfkantige, Ränder. Derartige scharfkantige Ränder erleichtern das Erfassen der Drehwinkelstellung der Nockenwelle mittels einer entsprechenden Signalerfassungseinrichtung, wobei derartige radiale Ränder, das heißt sich in Radialrichtung erstreckenden Ränder, zudem mit den in den vorherigen Absätzen genannten Herstellungsverfahren einfach und exakt hergestellt werden können.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Ansicht und verschiedene Schnittdarstellungen durch eine erste mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle/Motorwelle,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer anderen Anordnung einer Signalgebereinrichtung.
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Entsprechend den 1 und 2, weist eine erfindungsgemäße Nockenwelle 1, die generell auch allgemein als Motorwelle 1a ausgebildet sein kann, eine Signalgebereinrichtung 2 zur Erfassung einer Drehstellung der Nockenwelle 1 bzw. der Motorwelle 1a auf. Erfindungsgemäß ist nun die Signalgebereinrichtung 2 durch Aussparungen 3 in der Nockenwelle 1 gebildet und bildet dadurch einen integralen Bestandteil der Nockenwelle 1. Die Aussparungen 3 sind dabei gemäß der 2 als Fenster im Mantel der Nockenwelle 1 bzw. der Motorwelle 1a gebildet, wobei die Aussparungen 3 gemäß der 1 zu einer Stirnseite der Nockenwelle 1, bzw. der Motorwelle 1a offen ausgebildet sind. Der nachfolgenden Figurenbeschreibung wird der Einfachheit halber nunmehr ausschließlich von einer Nockenwelle 1 gesprochen, wobei selbstverständlich klar ist, dass diese Nockenwelle 1 stellvertretend für alle Arten von Wellen bzw. Motorwellen 1a mit entsprechenden Signalgebereinrichtungen 2 stehen kann.
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Betrachtet man die Signalgebereinrichtung 2 gemäß der 1, so kann man erkennen, dass diese an einem Längsende der Nockenwelle 1, das heißt an einer Stirnseite, angeordnet ist. Die stirnseitige Anordnung der Signalgebereinrichtung 2 und damit auch der zugehörigen Aussparungen 3 lässt ein Herstellen der Aussparungen 3 bspw. mittels Stanzen, Bohren, Schneiden, Lasern oder Fräsen zu. Die Aussparungen 3 sind in diesem Fall zum Längsende der Nockenwelle 1 hin offen ausgebildet. Werden die Aussparungen 3 gebohrt, so haben diese selbstverständlich gerundete Eckbereiche. Diese sind in den 1 und 2 mit unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt.
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Im Unterschied zur 1 ist in der 2 die Signalgebereinrichtung 2 zwischen den beiden Längsenden der Nockenwelle 1 angeordnet und für diesen Fall bspw. mittels Stanzen, Lasern oder Fräsen herzustellen. Sämtliche Aussparungen 3 der Nockenwelle 1 gemäß den 1 und 2 besitzen dabei radiale Ränder 4, die eine scharfkantige Abgrenzung und damit eine optimale Signalerfassung durch einen zugehörigen Sensor 5 ermöglichen.
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Durch die Integration der Signalgebereinrichtung 2 in die Nockenwelle 1 durch Herstellen entsprechender Aussparungen 3 bzw. Fenster, lassen sich wesentliche Vorteile erzielen:
- – gewichtsoptimierte Ausgestaltung, da das Gewicht für bisher erforderliche zusätzliche Signalgebereinrichtungen, wie bspw. Signalgeberräder entfällt,
- – kostengünstige Lösung, da eine bisher erforderliche Montage der Signalgebereinrichtung auf der Nockenwelle 1 nunmehr entfallen kann,
- – Möglichkeit der Vorfertigung, so dass die Nockenwelle 1 bzw. allgemein die Motorwelle 1a generell zusammen mit der Signalgebereinrichtung 2 vorgefertigt und in diesem vorgefertigten Zustand zum Einbau angeliefert werden kann,
- – geringe Bauhöhe und damit geringerer Platzbedarf, da die erfindungsgemäß in die Nockenwelle 1 integrierte Signalgebereinrichtung 2 die Abmessungen der Nockenwelle 1 nicht überschreitet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007023090 A1 [0002]
- DE 4011503 A1 [0003]
- EP 1471213 A2 [0004]
