DE2834616C3 - Impulsgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Impulsgenerator zur Abtastung der Winkelstellung einer sich drehenden Welle, mit einer mit der Welle drehbaren Scheibe mit einer Anzahl von in gleichen Winkelabständen liegenden Segmentabschnitten, die bei der Drehung der Scheibe an einem Aufnehmerkopf vorbeilaufen und jeweils einen Ausgangs-Impuls des Aufnehmerkopfes auslösen, welche Scheibe wenigstens einen abweichend von den übrigen Segmentabschnitten ausgebildenden Segmentabschnitt aufweist, dessen Winkelposition einem bestimmten Bezugswinkel der Wellendrehung zugeordnet ist und der einen von den übrigen Impulsen des Aufnehmerkopfes unterscheidbaren Impuls auslöst

Derartige !mpulsgeneratoren dienen dazu, laufende Winkeländerungen der Welle ständig mit Hilfe der regulären Ausgangs-Impulse zu erfassen und zugleich die Abtastung einer bestimmten Ausgangs- oder Grundstellung der Welle anhand des gegenüber den regulären Impulsen besonders ausgezeichneten Impulses zu ermöglichen.

Aus der DE-OS 25 32 226 ist ein Impulsgenerator der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Segmentabschnitte der mit der Welle drehbaren Scheibe durch Zähne gebildet sind, die an einem magnetischen Aufnehmerkopf vorbeilaufen und in diesem ein Feld modulieren. Das modulierte Feld erzeugt in einer Wicklung des Aufnehmerkopfes eine Spannung die in einer Schaltungsanordnung in die gewünschten Impulse umgewandelt wird. Einer der Zähne besteht aus einem Material, das sich hinsichtlich seiner magnetischen Eigenschaften von dem Material der übrigen Zähne untcrschcidcl, so daß das Feld in dem Aufnehmerkopf in anderer Welse moduliert und ein unterscheidbarer Impuls erzeugt ■wird, wenn dieser Zahn an dem Aufnehmerkopf vorbeiläuft

Andererseits ist aus der DE-PS 17 73 559 ein Impulsgeber bekannt, bei dem der Aufnehmerkopf durch eine Lichtschranke gebildet wird, dessen Lichlübcriragungsstrecke durch eine mit der Welle drehbare Schutzscheibe periodisch unterbrochen wird. Zur Erzeugung des für die Grundstellung der Welle repräsentativen Be/ugsimpulses sind jedoch hier ein gegenüber den übrigen Schlitzen radial versetzter Schlitz in der Schutzscheibe und ein zweiter Aufnehmerkopf mit einer eigenen Lichtquelle und einem eigenen lichtempfindlichen Element vorgesehen.
Weitere vergleichbare Lösungen, die dem Anmeldungsgegenstand jedoch nicht näher kommen, werden in der US-PS 39 41 103 und in der DE-OS 24 41 437 beschrieben.

Im Bereich der Hochfrequenztechnik sind ferner Impulsgeber bekannt, bei denen die Segmentabschnitte der rotierenden Scheibe elektrische Entladungen in dem Aufnehmerkopf auslösen. In diesem Zusammenhang ist auf die Veröffentlichungen FR-PS 5 54 094, FR-PS 4 42 006 und Glasoe, Lebacqz »Pulse Generators«, McGraw-Hill Book Co, 1948, hinzuweisen. In der letztgenannten Veröffentlichung wird auf Seite 287 ein Impulsgenerator beschrieben, der in konstruktiver Hinsicht dem Anmeldungsgegenstand vergleichbar ist Bei diesem Impulsgeber umfaßt der Aufnehmerkopf eine durch zwei Elektroden gebildete Funkenstrecke, die normalerweise durch eine rotierende Scheibe aus isolierendem Material blockiert und durch kreisförmige öffnungen dieser Scheibe periodisch freigegeben wird, so daß jeweils ein Funkenüberschlag erfolgt, wenn eine Öffnung der Scheibe an dem Aufnehmerkopf vorbeiläuft

Derartige Impulsgeneratoren sind jedoch bisher nur zur Erzeugung von Hochfrequenzsignalen, aber nicht zur Abtastung von Winkelstellungen anhand einzeln nachweisbarer Impulse verwendet worden. Insbesondere sind auf dem Prinzip der Funkenentladung beruhende Impulsgeneratoren der zuletzt beschriebenen Art nicht zur Erzeugung unterscheidbarer Impulse sowohl zur Abtastung der laufenden Winkeländerungen als auch zur Abtastung einer Grundsteilung geeignet, da sich bei einer Funkenentladung die Ladungsträger nur in einem engen Kanal bewegen, in dem die Luft ionisiert ist, und deshalb die Form der öffnungen in der Unterbrecherscheibe nur einen geringen Einfluß auf die Intensität der Entladung hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Impulsgenerator mit einer unterschiedliche Segmentabschnitte aufweisenden Scheibe zur Abtastung sowohl der fortlaufenden Winkeländerungen als auch einer bestimmten Grundstellung zu schaffen, dem insofern ein neues Funktionsprinzip zugrundeliegt, als die Auslösung der Ausgangs-Impulse durch elektrische Entladungen hervorgerufen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Scheibe elektrisch isolierend ist, daß die Segmentabschnitte der Scheibe durch radiale Schlitze gebildet sind, von denen sich wenigstens einer in seinen Abmessungen von den übrigen Schlitzen unterscheidet, daß der Aufnehmerkopf durch zwei zu beiden Seiten

der Scheibe angebrachte, jeweils mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle verbundene Elektroden zur Erzeugung von Corona-Entladungen durch die Schlitze der Scheibe hindurch und ein mit einer de) Elektroden verbundenes Impedanz-Element zur Erzeugung eines Spannungssignals entsprechend den Corona-Entladungen gebildet ist und daß eine der Elektroden eine nadeiförmige Spitze aufweist, während die andere Elektrode eine leitende Platte ist

Der in seifen Abmessungen von den übrigen Schiitzen verschiedene Schlitz beeinflußt die Stärke der Corona-Entladung in der Weise, daß ein stärkerer oder zumindest abweichender Impuls erzeugt wird, der auf elektronischem Wege ohne Schwierigkeiten gesondert erfaßt und zur Abtastung einer bestimmten Bezugsposition der Welle verwendet werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Impulsgenerators; und

Fig.2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Im folgenden soll als Anwendungsbeispiel der Erfindung auf die Abtastung der Winkelstellung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine Bezug genommen werden.

In F i g. 1 ist ein Corona-Entladungs-Detektor 100 zur Abtastung der Winkelstellung einer Kurbelwelle gezeigt Der Detektor 100 umfaßt eine aus isolierendem Material bestehende Scheibe 101, die auf einer Kurbelwelle 102 befestigt und mit dieser drehbar ist Die Scheibe 101 weist eine Anzahl von in gleichen Winkelabständen liegenden, radial verlaufenden Schlitzen 103 gleicher Form auf. Einer der Schlitze, der mit 103a bezeichnet ist, ist in Radialrichtung länger als die übrigen Schlitze 103 und so angeordnet, daß seine Position dem oberen Totpunkt des Maschinen-Zylinders entspricht. Eine Nadel-Elektrode 104 ist feststehend gegenüber der rotierenden Scheibe 101 angeordnet und elektrisch mit einer Klemme einer Gleichspannungsquelle 105 verbunden, deren andere Klemme mit Masse in Verbindung steht Die Elektrode 104 weist mit einer Spitze in Richtung einer Seite der geschlitzten, drehbaren Scheibe 101.

Angrenzend an die andere Seite der Scheibe 101 ist eine Platten-Elektrode 106 gegenüber der Nadel-Elektrode 104 angeordnet Die Platten-Elektrode 106 ist elektrisch über einen Widerstand 107 mit Masse verbunden. Durch Anlegen eines hohen Gleichspannungspotentials an die Nadel-Elektrode 104 wird eine Corona-Entladung zwischen den beiden Elektroden 104 und 106 erzeugt, wenn sich ein Schlitz 103 gegenüber der Position der Nadel-Elektrode 104 befindet Geladene Teilchen gehen durch den entsprechenden Schlitz zu der ionen-sammelnden Elektrode 106 hindurch und werden über den Widerstand 107 an Masse abgeleitet, wobei sie eine Spannung über dem Widerstand erzeu- eo gen. Diese Spannung wird durch einen Verstärker 108 verstärkt und an eine Auswertungsschaltung abgegeben. Die Corona-Entladung wird unterbrochen, wenn die Scheibe 101 weiter gedreht wird, so daß die Spannung über dem Widerstand 107 entfällt. Auf diese Weise wird für jeden Schlitz 103 ein elektrischer Impuls erzeugt, und die Frequenz des Impulses ist proportional zu der Drehzahl der Kurbelwelle 102 und damit zu der MaschinendrehzahL

Wenn der Zylinder (Kolben) im oberen Totpunkt steht, liegt der Schlitz 103a gegenüber der Nadel-Elektrode 104. Aufgrund seiner Größe und Tiefe gestattet der Schlitz 103a die Erzeugung eines Impulses mit großer Amplitude, so daß die Auswertungsschaltung den Impuls von den anderen Impulsen unterscheiden kann. Ein Zähler kann verwendet werden, der jeden Impuls entsprechend jedem Schlitz 103, vom Zeitpunkt des stärkeren Impulses beim oberen Totpunkt entsprechend dem Schlitz 103a beginnend, zählt und die Winkelverstellung oder den Winkel der Kurbelwelle 102, bezogen auf den oberen Totpunkt, ermittelt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator zur Abtastung der Winkelstellung einer sich drehenden Welle, mit einer mit der Welle drehbaren Scheibe mit einer Anzahl von in gleichen Winkelabständen liegenden Segmentabschnitten, die bei der Drehung der Scheibe an einem Aufnehmerkopf vorbeilaufen und jeweils einen Ausgangs-Impuls des Aufnehmerkopfes auslösen, welche Scheibe wenigstens einen abweichend von den übrigen Segmentabschnitten ausgebildeten Segmentabschnitt aufweist, dessen Winkelposition einem bestimmten Bezugswinkel der Wellendrehung zugeordnet ist und der einen von den übrigen Impulsen des Aufnehmerkopfes unterscheidbaren Impuls auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (101) elektrisch isolierend ist, daß die Seginentabschnitte der Scheibe (101) durch radiale Schlitze (103) gebildet sind, von denen sich wenigstens einer (103a) in seinen Abmessungen von den übrigen Schlitzen (103) unterscheidet, daß der Aufnehmerkopf durch zwei zu beiden Seiten der Scheibe (101) angebrachte, jeweils mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle (105) verbundene Elektroden (104,106) zur Erzeugung von Corona-Entladungen durch die Schlitze (103) der Scheibe (101) hindurch und ein mit einer der Elektroden (106) verbundenes Impedanz-Element (107) zur Erzeugung eines Spannungssignals entsprechend den Corona-Entladungen gebildet ist und daß eine der Elektroden (104) eine nadeiförmige Spitze aufweist, während die andere Elektrode (106) eine leitende Platte ist.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanz-Element (107) mit der plattenförmigen Elektrode (106) verbunden ist.