DE202005006846U1

DE202005006846U1 - Vorrichtung zur Detektierung der Stellung von Kurbelwellen in einem Motorgehäuse und eine Gebereinrichtung hierfür

Info

Publication number: DE202005006846U1
Application number: DE200520006846
Authority: DE
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2015-04-28

Abstract

Vorrichtung zur Detektierung der Stellung von Kurbelwellen in einem Motorgehäuse (101) mit wenigstens einer Geberausnehmung (102), die wenigstens eine Nutausnehmung (103.1, 103.2) aufweist,
mit einer Gebereinrichtung (101) mit wenigstens einem länglichen Gehäuseelement (1),
– in dessen einem Ende wenigstens teilweise umschlossen ein Hallelement (26) angeordnet ist und
– an dessen Außenseite sich gegenüberliegend zwei längliche Klemmelemente (2, 3) angeordnet sind derart,
– daß beim Einschieben des Gehäuseelements (1) in die Geberausnehmung (102) mit den Klemmelementen (2, 3) die Gebereinrichtung (101) in den Nutausnehmungen (103.1, 103.2) zu führen und so festzulegen ist, daß das Hallelement (26) lagegerecht gegenüber der Kurbelwelle zu positionieren ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektierung der Stellung von Kurbelwellen in einem Motorgehäuse und eine Gebereinrichtung hierfür.
Eine Gebereinrichtung für Kurbelwellen ist aus der DE 299 16 224 U1 und aus der DE 20 2004 002 348 U1 bekannt. In einem Gehäusekörper ist stirnseitig ein Hallelement angeordnet. Damit das Hallelement lagegerecht gehalten wird, sind spezielle Halteeinrichtungen im Inneren des Gehäuses vorgesehen.
Das Problem bei einer Montage der Gebereinrichtung ist aber, daß letztendlich das Hallelement dreidimensional gegenüber der Kurbelwelle gehalten werden muß, um genau und sicher deren Lage zu erfassen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem bei einer Vorrichtung zur Detektierung der Stellung von Kurbelwellen durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei einer Gebereinrichtung für Kurbelwellen durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.
Mit anderen Worten durch die an den Außenseiten eines Gehäuseelements sich gegenüberliegenden zwei länglichen Klemmelemente wird beim Einschieben des Gehäuseelements einer Gebereinrichtung mit einem Hallelement in eine Geberausnehmung in deren Nutausnehmungen geführt und so festgelegt, daß das Hallelement lagegerecht gegenüber einer Kurbelwelle positioniert ist.
In den Unteransprüchen sind Weiterentwicklungen der Merkmale der in Anspruch 1 beschriebenen Vorrichtung und der in Anspruch 2 beschriebenen Einrichtung angegeben.
So kann das Gehäuseelement aus einem Außengehäuse- und einem Innengehäuseelement bestehen. Hierdurch läßt sich das Hallelement im Inneren des Gehäuseelements schützen und genau positionieren.
Das Außengehäuseelement kann aus einem hohlen Flachgehäuseelement be stehen, das in ein hohles Rundgehäuseelement übergehen kann. Beide Außengehäuseelemente unterstützen aufgrund ihrer Konfiguration das sichere Führen und Festlegen der Gebereinrichtung.
Die beiden länglichen Klemmelemente können sich gegenüberliegend am Flachgehäuseelement angeordnet sein.
Die Klemmelemente können unterschiedlich ausgebildet sein.
Sie können aus wenigstens einem Federelement bestehen, das als wenigstens Vertikal- und/oder Horizontalfederelement ausgebildet sein kann.
Die Vertikal- und die Horizontalfederelemente können neben und/oder hintereinander liegen.
Die Vertikal- und/oder die Horizontalfederelemente können durch wenigstens ein zusätzliches Zwischenfederelement abgestützt werden.
Die reinen Federelemente- Lösungen zeichnen sich durch Einfachheit, Robustheit und vor allem Genaue Führungs- und Klemmeigenschaften aus.
Bei einer etwas komfortablen Ausführung kann das eine Klemmelement aus

– einem Einführelement, das unmittelbar hinter dem Rundgehäuseelement angeordnet sein kann,
– zwei Zweiergruppen von jeweils einem hintereinander liegenden Horizontal- und Vertikalfederelement, zwischen denen ein Führungselement angeordnet sein kann, und
– einem abschließenden Einführelement bestehen und das andere Klemmelement aus
– einem Einführelement, das unmittelbar hinter dem Rundgehäuseelement angeordnet sein kann,
– einem dahinter liegenden Horizontalfederelement,
– einem dahinter liegenden Führungselement,
– einem dahinter liegenden weiteren Horizontalfederelement und
– einem dahinter liegenden weiteren Führungselement,

Bei dieser komfortablen Lösung erlauben die sich gegenüber liegenden Einführelemente ein leichtes Einführen und Führen in den Nutausnehmung. Die Horizontalfederelemente ermöglichen ein seitliches und die Vertikalfederelemente ein Verklemmen der Sensoreinrichtung nach Oben hin in den Nutausnehmungen. Beide Federelemente sorgen so für eine genaue Positionierung.
Das Innengehäuseelement kann aus zwei sich gegenüberliegenden Seitenstegelementen bestehen, die durch beabstandete Körperelemente verbunden sein kann. Dem Hallelement gegenüberliegend kann ein Steckerelement angeordnet sein. Das Hallelement und das Steckerelement können durch ein aus Schienenelementen bestehendes Lead Frame verbunden werden, das wenigstens teilweise in den Halteelementen angeordnet sein kann.
Auf dem Lead Frame kann wenigstens ein Bauelelement angeordnet sein. Mit dem so ausgebildeten Innengehäuseelement ist eine sichere Führung und Positionierung des Hallelements im Außengehäuseelement gegeben. Hallelement und Steckerelement sind durch das Lead Frame sicher verbunden. Außerdem ersetzt das Lead Frame Leiterplatten bzw. andere separate Bauelementträger.
Das Innen-, das Außengehäuse, die Horizontal- und Vertikalfedern Führungs- und die Einführungselemente können aus Kunststoff, Metall und/oder dgl. bestehen.
An dieser Stelle seien die Begriffen Horizontal- und Vertikalfeder näher definiert:

Eine Horizontalfeder ist so ausgebildet, daß die ihre Federkräfte im wesentlichen seitwärts ausübt.
Eine Vertikalfeder hingegen ist so ausgebildet, daß die ihre Federkräfte im wesentlichen aufwärts ausübt.

Beide Federformen übernehmen beim Einsatz als Klemmelemente darüber hinaus noch Führungsfunktionen.
Die jeweilige Feder kann dabei als Flachfeder, Blattfeder, Spiralfeder oder dgl. ausgebildet sein
Die Geberausnehmung kann aus

– einer Doppelnutausnehmung und
– einer Doppelgehäuseausnehmung bestehen,

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Gebereinrichtung in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
2a) und 2b) eine Gebereinrichtung gemäß 1 in einer auseinander gezogenen Darstellung und von Hinten gesehen,
3 ein Innengehäuseelement einer Gebereinrichtung gemäß 1 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
4 ein Außengehäuseelement einer Gebereinrichtung gemäß 1 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
5a) bis 5h) verschiedene Ausführungsformen von Klemmelementen für ein Außengehäuseelement gemäß 4
6 eine Gebereinrichtung gemäß 1 bis 4 mit Klemmelementen gemäß 5a) bis 5h) eingebaut in einem geöffneten Motorgehäuse in einer schematischen, perspektivischen Darstellung und
7 eine Geberaufnahmeausnehmung eines geschlossenen Motorgehäuses.
In den 1 ist eine Gebereinrichtung 100 gezeigt. Sie besteht aus:

– einem Gehäuseelement 1,
– Klemmelementen 2 und 3, die sich gegenüberliegend am Gehäuseelement 1 angeordnet sind,
– einem Steckerelement 4, an dem ein Anschlußelement 5 angeordnet ist, die am Gehäuseelement 1 anliegen.

Das Gehäuseelement 1 besteht aus einem Außengehäuseelement 11 und einem Innengehäuseelement 21.
Das Außengehäuseelement 11 unterteilt sich, wie die 2a) und 4 zeigen, in

– ein Flachgehäuseelement 11.1, das als Hohlkörper mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist,
– ein Rundgehäuseelement 11.2 und
– ein Klemmelement 20, das vom Flachgehäuseelement 11.1 an ansteigend in das Rundgehäuseelement 11.2 übergeht.

Die Klemmelemente 2 und 3, die am Flachgehäuseelement 11.1 angeordnet sind, können gemäß 5a) bis Fig. Fig. h) unterschiedlich ausgebildet sein.
Das in 5a) dargestellte Klemmelement 2 besteht aus

– einem Einführelement 18, das unmittelbar hinter dem Rundgehäuseelement 11.2 angeordnet ist,
– zwei Zweiergruppen von jeweils einem hintereinander liegenden Horizontal- und Vertikalfederelement 13, 14, zwischen denen ein Führungselelement 17 angeordnet ist, und
– einem abschließenden Einführelement 18.

Das andere in 5b) dargestellte Klemmelement 3 besteht aus

– einem Einführelement 18, das unmittelbar hinter dem Rundgehäuseelement 11.2 angeordnet ist,
– einem dahinter liegenden Horizontalfederelement 14,
– einem dahinter liegenden Führungselement 17,
– einem dahinter liegenden weiteren Horizontalfederelement 14 und
– einem dahinter liegenden weiteren Führungselement 17.

In 5c) ist an dem Flachgehäuseelement 11.1 ein Vertikalfederelement 115 angeordnet, das an diesem zum Rundgehäuseelement 11.2 und entgegen gesetzten Ende befestigt ist. In sich ist das Vertikalfederelement 115 als Horizontalfederelement 116 gekrümmt.
In 5d) sind an dem Flachgehäuseelement 11.1 zwei Vertikalfederelemente 215.1, 215.2 angeordnet, die eine sinus-förmige Konfiguration ausbilden und an diesem in Abstand zum Rundgehäuseelement 11.2 und entgegen gesetzten Ende befestigt sind. In sich sind die Vertikalfederelemente 215.1, 215.2 als Horizontalfederelement 216.1 gekrümmt, wie 5g) zeigt.
In 5e) ist an dem Flachgehäuseelement 11.1 ein Vertikalfederelement 315 angeordnet, das an diesem hinter dem Rundgehäuseelement 11.2 und am entgegen gesetzten Ende befestigt ist. Um die Federwirkung zu erhöhen, sind zwischen dem Flachgehäuseelement 11.1 und dem Vertikalfederelement zusätzlich beabstandet ein Zwischenfederelement 317, 318 angeordnet (vgl. 5h). In sich ist das Vertikalfederelement 315 als Horizontalfederelement 316 gekrümmt. Die Krümmung kann sowohl nach oben wie in 5f) als auch nach unten wie in 5g) ausgebildet sein.
Der Einbau der Gebereinrichtung 101 in einen Motorblock 101, wie anhand der 1 bis 5h) beschrieben wurde, wird unter Zurhilfenahme der 6 und 7 beschrieben.
In dem Motorblock 101, der aus einem Motorgehäuseoberteil 101.1 und einem Motorgehäuseunterteil 101.2 besteht, ist, wie 7 zeigt, eine Geberausnehmung 102 eingebracht.
Die Geberausnehmung 102 besteht aus

– einer Doppelnutausnehmung 103.1, 103,2 und
– einer Doppelgehäuseaufnahmeausnehmung 104.1, 104.2.

In die Ausnehmung 102 wird die Gebereinrichtung 100 mit einem Klemmelement 2 gemäß 5a) auf der einen und einem Klemmelement 3 auf der anderen Seite gemäß 5b) eingeschoben. Vorher wurde das vollständig bestückte Innengehäuseelement 21 in das Außengehäuseelement 11 geschoben und beide Gehäuseelemente 11, 21 mit Hilfe eines Rastelements (vgl. 2b) unter einander verrastet. Das Einschieben der Gebereinrichtung 100 erleichtern die sich gegenüberliegenden Führungselemente 17. In der Nutausnehmung 103.1 wird durch die Vertikalfederelemente 13 des Klemmelements 2 die seitliche und durch den Mix aus Vertikal- und Horizontalfederlementen 14 des Klemmelements 3 die seitliche senkrechte Klemmung in der Nutausnehmung 103.2 gewährleistet. Die dazwischen liegenden Führungselemente 17 erleichtern den Einschiebevorgang. Mit Hilfe des Klemmelements 20 wird letztendlich die Gebereinrichtung in der Gegäseaufnahmeausnehmung 104.1 verklemmt.
Jetzt sitzt die das Hallelemente 26 der Gebereinrichtung unverrückbar über der Kurbelwelle oder einem für die Stellungsaufnahme vorgesehenen Zahnrad und kann die jeweilige Stellung mit immer genau reproduzierbaren Werten ermitteln.
Anstelle der Klemmelemente gemäß 5a) und 5b) können die der 5c) bis 5h) paarweise oder in einem beliebigen Mix mit bereits beschriebener Führungs- und Klemmwirkung zum Einsatz kommen.
Die Federelemente der Klemmelemente können aus Kunststoff und/oder Metall bestehen. Die Einsatz- und Herstellungsbedingungen entscheiden letztendlich über das jeweilige Material.

Claims

Vorrichtung zur Detektierung der Stellung von Kurbelwellen in einem Motorgehäuse (101) mit wenigstens einer Geberausnehmung (102), die wenigstens eine Nutausnehmung (103.1, 103.2) aufweist, mit einer Gebereinrichtung (101) mit wenigstens einem länglichen Gehäuseelement (1), – in dessen einem Ende wenigstens teilweise umschlossen ein Hallelement (26) angeordnet ist und – an dessen Außenseite sich gegenüberliegend zwei längliche Klemmelemente (2, 3) angeordnet sind derart, – daß beim Einschieben des Gehäuseelements (1) in die Geberausnehmung (102) mit den Klemmelementen (2, 3) die Gebereinrichtung (101) in den Nutausnehmungen (103.1, 103.2) zu führen und so festzulegen ist, daß das Hallelement (26) lagegerecht gegenüber der Kurbelwelle zu positionieren ist.
Gebereinrichtung für Kurbelwellen mit wenigstens einem länglichen Gehäuseelement (1), – in dessen einem Ende wenigstens teilweise umschlossen ein Hallelement (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Gehäuseelements (1) sich gegenüberliegend zwei längliche Klemmelemente (2, 3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseelement (1) aus einem Außengehäuse- und einem Innengehäuseelement (11, 21) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3 oder Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuseelement (11) aus einem hohlen Flachgehäuseelement (11.1) besteht, das in ein hohles Rundgehäuseelement (11.2) übergeht.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden länglichen Klemmelemente (2, 3) sich gegenüberliegend am Flachgehäuseelement (11.1) angeordnet sind.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (2, 3) aus wenigstens einem Federelement (13, 14, 115; 116; ....) bestehen, das als wenigstens Vertikal- und/oder Horizontalfederelement (13, 14; 115, 116; ....) ausgebildet ist.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikal- und die Horizontalfederelemente (13, 14; 115, 116; ....) neben und/oder hintereinander liegen.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikal- und/oder die Horizontalfederelemente (315, 316) durch wenigstens ein zusätzliches Zwischenfederelement (317, 318) abgestützt sind.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Klemmelement (2) aus – einem Einführelement (18), das unmittelbar hinter dem Rundgehäuseelement (11.2) angeordnet ist, – zwei Zweiergruppen von jeweils einem hintereinander liegenden Horizontal- und Vertikalfederelement (13, 14), zwischen denen ein Führungselement (17) angeordnet ist, und – einem abschließenden Einführelement (8) besteht und daß das andere Klemmelement (3) aus – einem Einführelement (18), das unmittelbar hinter dem Rundgehäuseelement (11.2) angeordnet ist, – einem dahinter liegenden Horizontalfederelement (14), – einem dahinter liegenden Führungselement (17), – einem dahinter liegenden weiteren Horizontalfederelement (14) und – einem dahinter liegenden weiteren Führungselement (17), besteht.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuseelement (21) aus zwei sich gegenüberliegenden Seitenstegelementen (22, 23) besteht, die durch beabstandete Körperelemente (24.1, 24.2, 24.3) verbunden sind.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hallelement (26) gegenüberliegend ein Steckerelement (3) angeordnet ist.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hallelement (26) und das Steckerelement (3) durch ein aus Schienenelementen (25.1, 25.2, 25.3) bestehendes Lead Frame (25) verbunden sind, die wenigstens teilweise in den Halteelementen angeordnet sind.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Lead Frame (25) wenigstens ein Bauelelement (27.1, ..) angeordnet ist.
Vorrichtung oder Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen-, das Außengehäuse (11.1, 11.2), die Horizontal- und Vertikalfedern (13, 14, ...) Führungs- und die Einführungselemente aus Kunststoff, Metall und/oder dgl. bestehen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberausnehmung (102) aus – einer Doppelnutausnehmung (103.1, 103.2) und – einer Doppelgehäuseausnehmung (104.1; 104.2) besteht, die kreuzförmig zueinander angeordnet sind.