DE2558984A1 - Drehbewegungs-detektor fuer brennkraftmaschinen-kurbelwellen - Google Patents

Drehbewegungs-detektor fuer brennkraftmaschinen-kurbelwellen

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DE2558984A1 DE19752558984 DE2558984A DE2558984A1 DE 2558984 A1 DE2558984 A1 DE 2558984A1 DE 19752558984 DE19752558984 DE 19752558984 DE 2558984 A DE2558984 A DE 2558984A DE 2558984 A1 DE2558984 A1 DE 2558984A1
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Description

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld
Triftstraße 4 Siekerwall 7
PG 23^75161
st/st 2 9. Dez. 1975
Nissan Motor Company Limited No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku Yokohama City, Japan-"
Drehbewegungs-Detektor für Brennkraftmaschinen-Kurbelwellen
Die Erfindung betrifft einen Drehbewecjungs-D^tektor für Brennkraftmaschinen-Kurbelwellen und insbesondere einen Detektor zum Abtasten der Winkelposition und der Drehzahl einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft im einzelnen einen derartigen Detektor zur Erzeugung eines elektrischen Signals entsprechend der Drehbewegung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des HauptanSpruchs.
Derartige Detektoren sind grundsätzlich bekannt und werden in der bekannten Form weiter unten im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben.
Die Erfindung ist vor allem auf die Schaffung einer verbesserten Detektorvorrichtung für die Winkelposition und die Drehzahl der Kurbelwellen einer Drehkraftmaschine gerichtet, die ein elektrisches Signal entsprechend der Drehbewegung der Kurbelwelle er-
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Der erfindungsgemäße Detektor ist vor allem gekennzeichnet durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs. Er umfaßt eine ringförmige, magnetische Scheibe mit einem magnetisieren Bereich am äußeren Umfang, die an der Kurbelwelle befestigt ist und sich mit dieser dreht, eine zylindrische Halterung, die konzentrisch auf der Kurbelwelle angebracht ist, ein ringförmiges Lager, das konzentrisch in Bezug auf die Halterung angeordnet ist, eine weitere Halterung, die beweglich auf dem ringförmigen Lager angeordnet ist und sich radial nach außen zu einem Bereich angrenzend an die magnetische Scheibe erstreckt und an einem in Bezug auf die Brennkraftmaschine festliegenden Teil befestigt ist ,und einen Aufnahmekopf, der an der letzteren Halterung befestigt und angrenzend an die ringförmige magnetische Scheibe angeordnet ist und ein elektrisches Signal entsprechend der Drehbewegung der ringförmigen magnetischen Scheibe durch Abtasten des Magnetismus des magnetisierten Bereiches der ringförmigen magnetischen Scheibe erzeugt. Ein besonderes Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die ringförmige, den Aufnahmekopf aufnehmende Halterung konzentrisch zu der ringförmigen, magnetischen Scheibe angeordnet ist, die mit der Kurbelwelle umläuft.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine bevorzugte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Detektors;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen bekannten Detektor.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Aus führung sfioann eines erfindungsgemäßen Drehbewegungsdetektors für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gezeigt. Ein Enibereich einer herkömmlichen Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist mit der Bezugsziffer
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bezeichnet. Der Endboreich cbr *urbe.".we31e 1o erstreckt sich aus dem nicht gezeigten Zylinderblock der ebenfalls niicht gezeigten Brennkraftmaschine heraus. Konzentrisch auf dem äußeren Umfang der Kurbelwelle 1o ist ein Kettenrad 12 zum Antreiben einer nicht gezeigten Nockenwelle, ein Zahnrad 14 zum Antreiben einer nicht gezeigten ölpumpe und eine Kurbelwellen-Riemenscheibe 16 mit einem Flansch 16a angebracht. Der Flansch 16a der Riemenscheibe ist mit"Zwei ringförmigen Keilnuten versehen, in denen ein Keilrdenen 18 zum Antreiben eines nicht gezeigten Kompressors und ein weiterer Keilriemen 2o zum Antreiben eines Kühlventilators oder einer Lichtmaschine, die ebenfalls nicht dargestellt ist, laufen. Eine nicht magnetische, ringförmige Halterung 22ist konzentrisch am Ende der Kurbelwelle 1o durch eine Schraube 24 befestigt, die sich durch eine öffnung im zylindrischen Kernbereich 22a der ringförmigen Halterung erstreckt und axial in das Ende der Kurbelwelle 1 ο eingeschraubt ist. Die ringförmige Halterung 22 weist weiterhin einen ringförmigen radialen Wandbereich 22b auf, der in einem Stück mit dem Kernbereich 22a verbunden ist, so wie einen zylindrischen Bereich 22a, der von dem radialen Wandbereich 22b ausgeht, und einen ringförmigen, radialen Flanschbereich 22d, der von dem Bereich 22c ausgeht. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist der radiale Flanschbereich 22d der ringförmigen Halterung 22 derart angeordnet, daß er der ringförmigen, radialen Seitenwand des Flansches 16a der Riemenscheibe 16 gegenüberliegt, und ein Teil des zylindrischen Bereiches 22c greift unter Berührung in die zylindrische, innere Wand einer zylindrischen Aussparung ein, die innerhalb des Flan-
sches 16a ausgebildet ist. Zwischen der radialen Seitenwand des Flansches 16a der Riemenscheibe und dem radialen Flanschbereich 22d der ringförmigen Halterung 22 sind ringförmige magnetische und nicht magnetische Scheiben 26,28angeordnet, die einander berühren. Die ringförmigen Scheiben 26 und 28 liegen mit ihren inneren ümfangsflachen auf der äußeren Oberfläche des zylindrischen Bereiches 22c der ringförmigen Halterung 22 und sind so angeordnet, daß sie gegen den Flansch 16a der Riemenscheibe 16 durch den radialen Flanschbereich 22d der ringförmigen Halterung 22 durch Anziehen der Schrauben 24 angedrückt werden. Daher sind die ringförmigen Scheiben 26 und 28 in Bezug auf die Kurbelwelle 1o festgelegt. Die magnetische Scheibe 26 besteht aus Ferrit und weist eine Anzahl von
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magnetisierten Nord- und Südpolbereichen auf, die abwechselnd über den Umfang in einem WinkelintervaU von 1° angeordnet sind. Die magnetische Scheibe 16kann aus einem anderen Material als Ferrit bestehen, in das eine Anzahl von Permanentmagneten im äußeren ümfangsbereich der Scheibe 26 eingebettet sind. Dagegen besteht die ringförmige Halterung 22 und die ringförmige nicht magnetische Scheibe 28 in diesem Falle aus einem nicht magnetischen Material wie Aluminium oder Messing, so daß die Magnetisierung dieser Teile durch Berührung mit der magnetischen Scheibe 26 verhindert wird. Wenn die magnetische Scheibe 26 aus anderen Materialien als magnetischem Material wie Ferrit besteht und eingebettete Permanentmagneten aufweist, kann die ringförmige Halterung aus anderen als den oben erwähnten, nicht magnetischen Materialien bestehen und die nicht magnetische Scheibe 28 kann fortgelassen werden. Wenn die Riemenscheibe 16 aus nicht magnetischem Material besteht, kann die magnetische Scheibe 26 direkt konzentrisch an dem Flansch 16a der Riemenscheibe 16 angebracht sein und die nicht magnetische Scheibe 28 und der radiale Flanschbereich der ringförmigen Halterung 22 können entfallen. Ein Radial-Rollenlager 3o ist konzentrisch auf dem zylindrischen Kernbereich 22a der ringförmigen Halterung derart angebracht, daß der Innenring 3oa des Rollenlagers 3o auf der äußeren Oberfläche des zylindrischen Kernbereichs 22a befestigt und durch eine Mutter 32 festgelegt ist. Der Aussenring 3ob des Rollenlagers 3o ist an einem zylindrischen Bereich 34a einer ringförmigen. Halterung oder Abdeckung 34 durch eine Mutter 36 befestigt,die die ringförmige, magnetische Scheibe 26 abdeckt. Die ringförmige Abdeckung 34 weist einen radialen Bereich 34b auf, die in einem Stück mit dem zylindrischen Bereich 34a ausgebildet ist.und sich radial nach außen zu einem Bereich angrenzend an die magnetische Scheibe 26 erstreckt. Ein zylindrischer Abdeckbereich 34c ist in einem Stück mit dem radialen Bereich 34b ausgebildet. Demzufolge ist die ringförmige Haltung 34 konzentrisch über das Rollenlager 3o auf dem zylindrischen Kernbereich 22a der ringförmigen Halterung 22 montiert, und sie ist zugleich konzentrisch in Bezug auf die ringförmige magnetische Scheibe 26. Die ringförmige Abdeckung 34 ist in
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einem Teil des Abdeckbereiches 34c mit einem kastenförmigen Behälter 38 versehen, der einen Aufnahmekopf 4o aufnimmt, der angrenzend an den äußeren Umfang der ringförmigen magnetischen Scheibe 26 angeordnet ist. Der Aufnahmekopf 4o tastet den Magnetismus der magnetisierten Bereiche der ringförmigen magnetischen Scheibe 26 ab und erzeugt ein elektrisches^ Signal entsprechend der Drehbewegung der magnetischen Scheibe 26. An einem Teil der ringförmigen Abdeckung 34 ist eine Platte 42 befestigt, die mit Hilfe einer Schraube 44 an einem Steg 46 befestigt ist, der seinerseits mit einem Teil der Brennkraftmaschine, beispielsweise dem Zylinderblock der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, so daß eine Drehbewegung des Aufnahmekopfes 4o in der Drehrichtung der Kurbelwelle verhindert wird.
Wenn sich bei der zuvor beschriebenen Anordnung die Kurbelwelle 1o dreht, wird die magnetische Scheibe 26 zusammen mit der Kurbelwelle gedreht, so daß die Nord- und Südpolbereiche abwechselnd in der Nähe des Aufnahmekopfes 4o vorbeilaufen. Der Aufnahmekopf 4o erzeugt ein elektrisches Signal, etwa ein Impulssignal, wenn er den durch einen Nordpolbereich und einen Südpolbereich der sich drehenden, ringförmigen magnetischen Scheibe hervorgerufenen Magnetismus abtastet. Der Aufnahmekopf 4o kann seinerseits mit einer nicht gezeigten herkömmlichen Einrichtung verbunden sein, die die durch den Aufnahmekopf 4o erzeugten elektrischen Signale abtastet und jeweils eine Winkelposition der Kurbelwelle 1o sowie die Motordrehzahl, d.h. die Kurbelwellendrehzahl pro Zeiteinheit entsprechend den elektrischen Signalen des Aufnahmekopfes anzeigt. In Kombination mit den oben erwähnten herkömmlichen Einrichtungen gestattet es der erfindungsgemäße Detektor, die Winkelposition der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine oder die Motordrehzahl abzutastet. Diese Maßnahmen sind notwendig zur Betätigung einer elektronisch gesteuerten Zündzeitpunkts-Vorverstellung, einer elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzung oder einer elektronisch gesteuerten Fehlzündungs-Prüfung.
Obwohl die ringförmige, magnetische Scheibe 26 bisher
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I o bo
als ringförmige Scheibe aus einem Stück unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben und gezeigt wurde, können zwei ringförmige Scheiben verwendet werden, zwischen die ein Material eingefügt wird, das nicht leicht magnetisch zu beeinflussen ist. In diesem Falle ist eines der beiden Teile der ringförmigen Scheibe so magnetisiert, daß die Nord- und Südpole auf dem äußeren Umfang beispielsweise in einem Winkel-IntervalL von 1° ausgerichtet sind, während das andere Teil beispielsweise in einem Intervallwinkel von 12o° oder 18o° zur Abtastung des Standardpunktes der Kurbelwelle magnetisiert ist,so daß sowohl die Winkelposition der Kurbelwelle als auch die Motordrehzahl genauer abgetastet werden können. In diesem Falle der Verwendung der magnetischen Scheibe in zwei Teilen kann das' zweite Teil ersetzt werden durch das nicht magnetische Teil 28, in das Permanentmagnet in ähnlicher Weisewie bei dem zweiten Teil eingebettet sind.
Fig. 2 veranschaulicht eine herkömmliche Detektorkonstruktion zum Abtasten der Drehbewegung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und dient dem Vergleich mit der Lösung der Erfindung. In Fig. 2 kennzeichnen gleiche Bezugsziffern entsprechende Teile und Elemente wie in Fig. 1. Der bekannte Detektor unterscheidet sich von dem erfindungsgemäßen Detektor dadurch, daß der Aufnahmekopf 4o nicht in einem Bauteil befestigt ist, das konzentrisch zu der Kurbelwelle 1ο angeordnet ist, sondern vielmehr durch einen Steg 46' abgestützt wird, der an einem Teil des Zylinderblocks befestigt wird. Die ringförmige magnetische Scheibe 26 ist dagegen konzentrisch zu der Kurbelwelle 1o und der Riemenscheibe 16 angeordnet. Dieser bekannte Detektor weist folgende Nachteile auf. Die Anordnung des Aufnahmekopfes 4o liegt in engen Grenzen fest, die vorgegeben werden durch die Lage des Steges 46', Dessen Lage ist wiederum durch die Konstruktion des Zylinderblocks festgelegt, der den Steg 46' trägt. Weiterhin muß die Einstellung des Abstandes zwischen dem Aufnahmekopf 4o und dem äußeren Umfang der ringförmigen magnetischen Scheibe 26 beim Einbau des Aufnahmekopfes 4o mit besonderer Sorgfalt durchgeführt werden, so daß die Montage erschwert wird.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß bei dem
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erfindungsgemäBen Detektor die ringfömrige Halterung, die die ringförmige, magnetische Scheibe 26 trägt, und die ringförmige Abdeckung, die den Aufnahmekopf 4o trägt, konzentrisch zueinander über das Radial-Rollenlager 3.D/;ange- · ordnet sind, so daß folgende Vorteile erzielt werden: Da der Abstand zwischen dem Aufnahmekopf 4o und dem äußeren Umfang der ringförmigen magnetischen Scheibe bereits bei der Herstellung der Einzelteile eingestellt werden kann, ist eine Einstellung des Abstandes bei der Montage der Teile nicht notwendig. Da der Steg 46 erfindungsgemäß nicht als Stütze für den Aufnahmekopf dient, wie es bei der bekannten Lösung der Fall ist, sondern lediglich eine Drehung der ringförmigen Abdeckung 34 verhindert, die den Aufnahmekopf 4o trägt, muß der Steg 46 nicht fest und starr sein, und die Lage des Aufnahmekopfes 4o ist nicht durch die Lage des Steges 46 eingeschränkt, so daß der Aufnahmekopf 4o in einer gewünschten, optimalen Position angrenzend an den äußeren Umfang der ringförmigen magnetischen Scheibe 26 unter Berücksichtigung der Bedingungen um den Aufnahmekopf herum und der Anordnung eines Drahtanschlusses, der sich von dem Aufnahmekopf 4o aus erstreckt, angebracht werden kann.
- Patentansprüche -
c η Q Pi ? R / ; / b 3

Claims (9)

  1. TER MEER.MÜLLER.8TEINMEI8TER - 8 -
    Patentansprüche
    Drehbewegungs-Detektor für Brennkraftmaschinen-Kurbelwellen mit einer ringförmigen, magnetischen Scheibe mit einem magnetisierten Bereich am äußeren Umfang, die auf der Kurbelwelle befestigt ist und sich mit dieser dreht, einer zylindrischen Halterung für die magnetische Scheibe, die konzentrisch mit der Kurbelwelle verbunden ist und einem Aufnahmekopf angrenzend an die magnetische Scheibe zur Erzeugung eines elektrischen Signals entsprechend der Drehbewegung der Scheibe durch Abtasten des Magnetismus des magnetisierten Bereichs, gekennzeichnet durch ein ringförmiges, konzentrisch zur Halterung(22) angebrachtes Lager (3o), eine beweglich in dem Lager (3o) auf der Halterung (22) gelagerte Abdeckung (34), die sich radial nach außen bis in den Bereich der magnetischen Scheibe (26) erstreckt und an einem Teil der Brennkraftmaschine befestigt ist, sowie dadurch, daß der Aufnahmekopf(4o) an der Abdeckung (34) angebracht ist.
  2. 2. Detektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Riemenscheibe (16), die konzentrisch auf der Kurbelwelle (1o) befestigt ist und an der die magnetische Scheibe (26) konzentrisch angebracht ist.
  3. 3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Riemenscheibe (16) einen ringförmigen Flanschbereich (16a) aufweist, daß die ringförmige Halterung (22) einen zylindrischen Kernbereich (22a) und einen an dessen äußeren Umfang angrenzenden radialen Flanschbereich (22d) aufweist, daß die Halterung (22) am Endbereich der Kurbelwelle (1o) befestigt ist, daß ihr radialer Flanschbereich (22d) dem Flanschbereich (16a) der Riemenscheibe (16) gegenüberliegt, daß. die magnetische Scheibe (26) zwischen dem Flanschbereich der Riemenscheibe und dem radialen Flanschbereich der Halterung angeordnet ist und daß das Lager (3o) auf
    c η ω ο ο ο / η "M- Ί,
    iER MEER-MÜLLER-8TEINMEISTER - ? - 2558 98 4
    dem äußeren Umfang des zylindrischen Kernbereichs 22a der
    Halterung 22 angeordnet ist.
  4. 4. Detektor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine nicht magnetische Scheibe 28 zwischen dem Flanschbereich der Riemenscheibe *<16) und der magnetischen Scheibe (26) zur Ausschaltung einer Magnetisierung des Flanschbereichs der
    Riemenscheibe.
  5. 5. Detektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (22) mit dem Ende der Kurbelwelle
    (1o) durch eine Schraube (24) verbunden ist, die sich durch eine zylindrische öffnung in dem zylindrischen Kernbereich
    (22a) erstreckt und axial in den Endbereich der Kurbelwelle eingeschraubt ist.
  6. 6. Detektor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierte Bereich der magnetischen Scheibe (26) eine Anzahl von Nord- und Südpolbereichen aufweist, und daß die Nord- und Südpolbereiche alternativ entlang dem äußeren Umfang der magnetischen Scheibe ausgerichtet sind.
  7. 7. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennz eichn e tf daß die magnetische Scheibe(26) aus Ferrit besteht
    und daß die Nord- und Südpolbereiche durch Magnetisierung
    hergestellt sind.
  8. 8. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennz eichn e t, daß die Nord- und Südpolbereiche durch. Permamentmagnete gebildet werden, die in die ringförmige Scheibe eingebettet sind.
  9. 9. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nord- und Südpolbereiche entlang der äußeren Umfangsfläche der Magnetischen Scheibe (26) in Winkelintervallen von 1° angeordnet sind.
    1o. Detektor nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch g e k e η n-
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    TER MEER-MÜLLER-8TEINMEI8TER - 1o -
    zeichnet, daß zwei Muttern (3o,36) zur Festlegung des Lagers (3o) vorgesehen sind, deren eine auf den äußeren Umfang des zylindrischen Kernbereichs (22a) des Trägers (22) geschraubt ist und den Innenring des Lagers (3o) berührt, und deren andere in die Abdeckung (34) eingeschraubt ist und den Außenring des Lagers berührt.
    609828/02 63
    Leerseite
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