DE4029815A1 - Drosselklappensensor - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor zur Er
fassung des Drehwinkels einer rotierenden Welle und ins
besondere den Aufbau eines Drosselklappensensors zur Er
fassung des Drehwinkels der Drosselklappenwelle eines
Verbrennungsmotors.
Im Stand der Technik ist z. B. aus JP 99 109-A
("Drosselklappenöffnungsgrad-Detektor", 18. Juni 1982)
ein Drosselklappensensor bekannt, der ein Sensorelement
von freistehender Bauart aufweist, das ein Lager enthält
und am Drosselklappenkörper angebracht ist, um so den
Drehwinkel der Drosselklappenwelle zu erfassen.
Da im Drosselklappensensor des Standes der Technik das
Sensorelement und der Drosselklappenkörper voneinander
getrennt ausgebildet sind, besitzt dieser Drosselklappen
sensor einen Aufbau, in dem das Sensorelement den Lager
bereich, eine Dichtung usw. sitzt. Daher ist der Aufbau
des Sensorelementes kompliziert, wodurch hinsichtlich der
großen Abmessungen und hoher Kosten Probleme entstehen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Drosselklappensensor mit kleinen Abmessungen zu
schaffen, in dem ein Sensorelement weder einen Lagebe
reich noch ein Dichtungsteil aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drossel
klappensensor gelöst, in dem mittels einer Halterung an
einer Drosselklappenwelle Bürsten angebracht sind, der an
einer den Bürsten gegenüberliegenden Position eine kera
mische gedruckte Schaltung mit Widerständen, die so aus
gebildet sind, daß sie mit den Bürsten in gleitenden Kon
takt kommen, aufweist, wobei die Widerstände der Erzeu
gung eines ununterbrochenen elektrischen Signals gemäß
dem Drehwinkel der Drosselklappenwelle dienen, und in dem
ein die keramische gedruckte Schaltung haltendes Gehäuse,
das einteilig mit einer Leitungsführung und einem Verbin
dungsanschluß ausgebildet ist, an einem Drosselklappen
körper ablösbar befestigt ist.
Außerdem sind im Hinblick auf einen einfachen Zusammenbau
des Sensorelementes und des Aufrechterhaltens eines Kon
taktdruckes zwischen den Bürsten und den Widerständen die
Bürsten an der Außenseite, d. h. an der vom Drosselklap
penkörper entfernten Seite der Halterung angeordnet, wo
bei der Abstand zwischen der Halterung und den Widerstän
den in einer Aussparung des Drosselklappenkörpers kon
stant gehalten wird.
In dem erfindungsgemäßen Drosselklappensensor sind die
Bürsten an der Drosselklappenwelle mittels der Halterung
angebracht. Daher benötigt das Sensorelement für die Auf
nahme der Drosselklappenwelle und der Dichtung keine La
ger, so daß die Anzahl der Bauteile verringert wird, wo
durch der Aufbau des Sensorelementes des Drosselklappen
sensors vereinfacht wird.
Außerdem sind die Bürsten an der Außenseite, d. h. an der
vom Drosselklappenkörper entfernten Seite der Halterung
angeordnet. Dies führt zu einem einfachen Anbringen des
Gehäuses, ferner ist auch die Aufrechterhaltung des Kon
taktdruckes zwischen den Bürsten und den Widerständen
einfach.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten
Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen näher er
läutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht des Gesamtaufbaus der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine detaillierte Ansicht der Halterung und der
Bürsten;
Fig. 3 eine Ansicht von Widerstandsmustern;
Fig. 4 eine Ansicht der Anbringung des Gehäuses;
Fig. 5 eine Ansicht zur Erläuterung des Kontaktierungs
verfahrens der Bürsten und Widerstände; und
Fig. 6 einen Schaltplan der in Fig. 3 gezeigten Wider
stände.
Der in Fig. 1 gezeigte Gesamtaufbau umfaßt einen Drossel
klappenkörper 1 und eine Drosselklappe 2, die mittels Be
festigungsschrauben 4 an einer Drosselklappenwelle 3 be
festigt ist. Die Drosselklappenwelle 3 wird entsprechend
einem Niedertreten des (nicht gezeigten) Gaspedals ge
dreht und ist am Drosselklappenkörper 1 mittels Lager 5
angebracht. Der Aufbau umfaßt ferner eine Halterung 6,
die aus Harz oder ähnlichem hergestellt ist und an einem
Ende der Drosselklappenwelle 3 durch Preßpassung oder
ähnliches befestigt ist. Mit der Halterung 6 sind Bürsten
7 verbunden. Die Bürsten 7 gleiten bei der Drehung der
Drosselklappenwelle 3 an in Fig. 3 gezeigten Widerständen
9, die auf einer keramischen gedruckten Schaltung 8 ange
ordnet und aus elektrisch leitendem Kunststoff herge
stellt sind. Wenn die dem Drosselklappenkörper 1 zuge
wandte Seite der die Bürsten 7 tragenden Halterung 6 als
Innenseite der Halterung 6 bezeichnet wird, sind die Bür
sten 7 an der Außenseite der Halterung 6, d. h. an der
vom Drosselklappenkörper 1 entfernten Seite angeordnet.
Die keramische gedruckte Schaltung 8 ist senkrecht zur
axialen Richtung der Drosselklappenwelle 3 angeordnet. In
der vorliegenden Ausführungsform ist eine Leistungsquelle
(Spannung Vcc) mit dem Anschluß 20 verbunden, während der
Anschluß 21 mit Masse verbunden ist, wobei dann, wenn die
Bürsten 7 auf den Widerstandsmustern 9 gleiten, ein vom
Anschluß 19 ausgegebenes, ununterbrochenes elektrisches
Signal V0 entsprechend dem Drehwinkel R der Drosselklap
penwelle 3, d. h. entsprechend den Drehungen der Bürsten 7
erzeugt wird. Ein Unterstützungsanschluß unterstützt die
Bewegung der Bürsten 7. Weiterhin sind die Widerstände 9
über eine Leitungsführung 10 mit einem Verbindungsan
schluß 11 verbunden. Somit werden das elektrische Signal
V0, die Spannung Vcc von der Leistungsquelle und das Mas
sepotential über den Verbindungsanschluß 11 vom Drossel
klappensensor nach außen bzw. von außen zum Drosselklap
pensensor übertragen. Die keramische gedruckte Schaltung
8, die Leitungsführung 10 und der Verbindungsanschluß 11
sind einteilig in einem Gehäuse 12 ausgebildet. Wie in
Fig. 4 gezeigt, ist das Gehäuse 12 über Einstellschlitze
14, die gekrümmte Löcher bilden, mittels Befestigungs
schrauben 13 am Drosselklappenkörper 1 ablösbar ange
bracht.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 5 das Kontaktierungsverfahren
der Bürsten 7 und der Widerstände 9 beschrieben. Im Dros
selklappenkörper 1 ist an einer Seite der Drosselklappen
welle 3 in axialer Richtung der Welle 3 eine Aussparung
vorgesehen, in die die Halterung 6, die an einem Ende der
Drosselklappenwelle 3 befestigt ist, aufgenommen wird.
Die Bürsten 7 sind an der Halterung angebracht, wie in
Fig. 2 gezeigt ist. Der Vorsprung des Gehäuses 12, der
für die Anbringung der keramischen gedruckten Schaltung 8
vorgesehen ist, gelangt mit der im Drosselklappenkörper 1
vorgesehenen Aussparung in Eingriff. Wenn sich der Vor
sprung des Gehäuses 12 mit der Aussparung in Eingriff be
findet, kontaktieren die Widerstände 9 die Bürsten 7. Die
Bürsten 7 gleiten über die Widerstände 9, wenn sich die
Drosselklappenwelle 3 dreht. Die Tiefe der Aussparung
werde mit X, die Länge des Vorsprungs mit Y bezeichnet.
Wenn sich der Vorsprung mit der Aussparung in Eingriff
befindet, ist der Abstand Z zwischen der Halterung 6 und
den Widerstanden 9 durch Z=X-Y gegeben, wobei die
Dicke der Halterung 6 und die Strecke, über die sich die
Drosselklappenwelle 3 vom Boden der Aussparung zur an
grenzenden Oberfläche der Halterung 6 erstreckt, unbe
rücksichtigt bleiben. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet
diejenige Oberfläche des Drosselklappenkörpers 1, an der
das Gehäuse 12 aufsitzt, während das Bezugszeichen 16 die
Oberfläche des Gehäuses 12 bezeichnet, auf der der Dros
selklappenkörper 1 aufsitzt.
Im folgenden wird die Einstellung des Anfangswertes des
Drehwinkels R der Drosselklappenwelle 3, d. h. des An
fangswertes des den Drehwinkel R darstellenden elektri
schen Signals V0 erläutert, wobei auf die Fig. 4, 6 und 1
Bezug genommen wird. Die Einstellung geschieht über eine
genaue Anpassung der Befestigungsposition des Gehäuses
12, indem die zwei Anpassungsschlitze 14 um die jeweili
gen Befestigungsschrauben 13 gedreht werden. Wenn die Po
sition des Gehäuses 12 in den in Fig. 4 gezeigten Rich
tungen C1 und C2 anhand der Anpassungsschlitze 14 des Ge
häuses 12 genau eingestellt ist, bewegen sich die Bürsten
7, die in gleitendem Kontakt mit den Widerständen 9 ge
halten werden, auf den in Fig. 6 gezeigten Widerständen
9, wodurch das Spannungsteilungsverhältnis 17 der Wider
stände geändert wird, um so ein elektrisches Signal V0 zu
erzeugen. Wenn die Einstellschlitze 14 in den in Fig. 4
gezeigten Drehrichtungen C1 und C2 beispielsweise im Uhr
zeigersinn bewegt werden, werden die in Fig. 6 gezeigten
Bürsten 7 entsprechend der Bewegung der Anpassungs
schlitze nach oben bzw. nach unten bewegt. In Fig. 6 ist
ein Beispiel gezeigt, in dem die Anfangspositionen der
Bürsten 7 auf Masse liegen, so daß der Minimalwert oder
Anfangswert des elektrischen Signals V0 genau eingestellt
werden kann. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 12 und
dem Drosselklappenkörper 1 wird mittels eines O-Rings 18
abgedichtet.
In der erläuterten Ausführungsform sind die Bürsten 7 an
der Drosselklappenwelle 3 des Drosselklappenkörpers
mittels der Halterung 6 angebracht. Daher besitzt der
Drosselklappensensor das vorteilhafte Merkmal, daß das
Sensorelement keinerlei Lager für die Aufnahme der Dros
selklappenwelle und keine Dichtung oder ähnliches benö
tigt. Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Drossel
klappensensors besteht darin, daß die Bürsten an der Au
ßenseite der Halterung 6, d. h. an der vom Drosselklap
penkörper 1 entfernt befindlichen Seite angeordnet sind,
was zu einem einfachen Anbringen des Gehäuses 12 am Dros
selklappenkörper 1 und zu einem einfachen Aufrechterhal
ten des Kontaktdruckes zwischen den Bürsten 7 und den Wi
derständen 9 führt.
Da die vorliegende Erfindung so aufgebaut ist, daß der
Drosselklappenkörper zusammen mit dem Drosselklappensen
sor ausgebildet ist, werden die oben genannten vorteil
haften Merkmale erzielt. Die Bürsten sind mittels der
Halterung an der Drosselklappenwelle des Drosselklappen
gehäuses angebracht, so daß Lager für die Aufnahme der
Drosselklappenwelle, einer Dichtung usw., wie sie bei ei
nem herkömmlichen Sensor von freistehender Bauart notwen
dig sind, erfindungsgemäß nicht erforderlich sind, wo
durch der Aufbau des Sensors vereinfacht wird. Darüber
hinaus führt die Anordnung der Bürsten an der Außenseite
der Halterung zu einem vereinfachten Zusammenbau des Ge
häuses und des Drosselklappenkörpers und zu einem einfa
chen Aufrechterhalten des Kontaktdruckes zwischen den
Bürsten und den Widerständen.
Claims (7)
1. Drosselklappensensor von Kontaktbauart zur Erfas
sung des Drehwinkels einer Drosselklappenwelle (3) eines
Verbrennungsmotors, die an einem Drosselklappenkörper (1)
drehbar befestigt ist,
gekennzeichnet durch
eine Halterung (6), die an einem Ende der Dros selklappenwelle (3) befestigt ist und Bürsten (7) auf weist, die sich zusammen mit der Drosselklappenwelle (3) längs einer vorgegebenen Bahn drehen,
eine keramische gedruckte Schaltung (8), die Wi derstände (9) aufweist, die auf der Bahn der Bürsten (7) mit diesen in Kontakt kommen und in einer zur axialen Richtung der Drosselklappenwelle (3) senkrechten Ebene angeordnet sind,
ein Gehäuse (12), das die keramische gedruckte Schaltung (8) hält, das mit einer Leitungsführung (10) und einem Verbindungsanschluß (11) für die Übertragung des elektrischen Signals (V0) der Widerstände (9) verse hen ist und das am Drosselklappenkorper (1) ablösbar be festigt ist, und
Anpassungsschlitze (14), die im Gehäuse (12) vor gesehen sind und eine Feineinstellung in Drehrichtung der Drosselklappenwelle (3) ermöglichen.
eine Halterung (6), die an einem Ende der Dros selklappenwelle (3) befestigt ist und Bürsten (7) auf weist, die sich zusammen mit der Drosselklappenwelle (3) längs einer vorgegebenen Bahn drehen,
eine keramische gedruckte Schaltung (8), die Wi derstände (9) aufweist, die auf der Bahn der Bürsten (7) mit diesen in Kontakt kommen und in einer zur axialen Richtung der Drosselklappenwelle (3) senkrechten Ebene angeordnet sind,
ein Gehäuse (12), das die keramische gedruckte Schaltung (8) hält, das mit einer Leitungsführung (10) und einem Verbindungsanschluß (11) für die Übertragung des elektrischen Signals (V0) der Widerstände (9) verse hen ist und das am Drosselklappenkorper (1) ablösbar be festigt ist, und
Anpassungsschlitze (14), die im Gehäuse (12) vor gesehen sind und eine Feineinstellung in Drehrichtung der Drosselklappenwelle (3) ermöglichen.
2. Drosselklappensensor von Kontaktbauart gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Dros
selklappenkörper (1) angrenzende Seite der Halterung (6)
die Innenseite der die Bürsten (7) aufweisenden Halterung
(6) ist und die Bürsten (7) an der Außenseite der Halte
rung (6) angeordnet sind.
3. Drosselklappensensor von Kontaktbauart gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bürsten (7)
aufweisende Halterung (6) in einer Aussparung des Dros
selklappenkörpers (1) vorgesehen ist und die die Wider
stände (9) aufweisende und am Gehäuse (12) befestigte ke
ramische gedruckte Schaltung (8) mit der Aussparung in
Eingriff gelangt, wodurch zwischen den Bürsten (7) und
den Widerständen (9) ein Kontaktdruck aufrechterhalten
wird.
4. Drosselklappensensor von Kontaktbauart gemäß An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Drossel
klappenkörper (1) angrenzende Seite der Halterung (6) die
lnnenseite der die Bürsten (7) aufweisenden Halterung (6)
ist und die Bürsten an der Außenseite der Halterung (6)
angeordnet sind.
5. Drosselklappensensor von Kontaktbauart gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12)
einteilig mit der die Widerstände (9) aufweisenden kera
mischen gedruckten Schaltung (8), mit der Leitungsführung
(10) und mit dem Verbindungsanschluß (11) ausgebildet
ist.
6. Drosselklappensensor von Kontaktbauart gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungs
schlitze (14) gekrümmte Löcher aufweisen, um einen An
fangswert des den Drehwinkel (R) darstellenden elektri
schen Signals (V0) genau einzustellen.
7. Drosselklappensensor von Kontaktbauart gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (9)
aus elektrisch leitendem Kunststoff hergestellt sind.
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Also Published As
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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