DD255407A1

DD255407A1 - Vorrichtung zur erzeugung von signalen

Info

Publication number: DD255407A1
Application number: DD29817086A
Authority: DD
Inventors: Peter Johannes; Lutz Lampe; Gottfried Neumaerker
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1988-03-30

Abstract

Zur Erzeugung von Signalen zur Erkennung des Drehwinkels und/oder der Winkelgeschwindigkeit einer Welle, insbesondere fuer Batteriezuendanlagen in Verbrennungsmotoren, sind im Bereich eines Wellenlagers magnetisch wirksame Signalerzeuger und mindestens ein magnetfeldempfindlicher Sensor angeordnet. Durch eine neuartige Ausbildung und Anordnung des Lagers bzw. der Signalerzeuger und des Sensors sollen der Materialaufwand und der Raumbedarf verringert und die erforderliche Lagerstabilitaet gewaehrleistet werden. Hierzu befinden sich die Signalerzeuger innerhalb der Mantelflaeche der Welle oder eines auf sie aufgeschobenen Zylinderringes und der Sensor am Lagerkoerper. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen zur Erkennung des Drehwinkels und/oder der Winkelgeschwindigkeit, insbesondere für Batteriezündanlagen in Verbrennungsmotoren, bei der magnetisch wirksame Signalerzeuger und mindestens ein magnetfeldempfindlicher Sensor im Bereich eines Lagers einer Welle angeordnet sind und sich relativ zueinander bewegen. Eine derartige Vorrichtung kann im Zusammenhang mit Wellen benutzt werden, aus deren Drehwinkel oder Winkelgeschwindigkeit Meß- und Steuergrößen abgeleitet werden sollen. Insbesondere kann sie zur Festlegung der Zündzeitpunkte in den einzelnen Zylindern von Motoren verwendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekanntlich werden u. a. magnetische Signalerzeuger, die auf einem eine Welle umgebenden Zylinder oder auf einer eine Welle umgebenden Scheibe angeordnet sind, zusammen mit einem oder mehreren geeigneten Sensoren verwendet. Allgemein sind die Signalerzeuger mit einem Rotor verbunden, während die Sensoren sich an einem Stator befinden. Dabei ist es vom Nachteil, daß zur Befestigung der Signalerzeuger und Signalgeber an ihren Trägern mehr oder weniger komplizierte, den magnetischen Fluß gewährleistende, gesonderte Bauteile erforderlich sind.

Auch ist ein als drehzahlproportionaler Impulsgeber ausgebildetes Lager bekannt, bei dem ein Innenring mindestens drei um 120° versetzte Nuten und ein Außenring mindestens sechs um 60° versetzte Gegenlagerkontakte aufweist. Abgesehen davon, daß diese Anordnung der Kontakte und Nuten zur Erzeugung von Steuersignalen für Batteriezündanlagen nicht geeignet ist, beeinflussen die Nuten, besonders bei größeren Breiten, die Haltbarkeit der Lager durch die auftretenden Abnutzungserscheinungen erheblich. Außerdem ist eine größere Anzahl von Kontakten erforderlich.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen mit verringertem Materialaufwand und eingeschränktem Volumen herstellbar sein, die multivalent nutzbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch eine neuartige Ausbildung der Welle und der Lager sowie der Anordnung der Signalerzeuger und Sensoren die angestrebten Vereinfachungenzu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Signalerzeuger sich innerhalb der Mantelfläche der Welle befinden und daß der Sensor am Lagerkörper angeordnet ist. Dabei können die Signalerzeuger selbst Magnete oder ein Magnetfeld in seiner Intensität oder Richtung beeinflussen. Als Sensoren ist es möglich, Hallempfänger, magnetoresistive Elemente u. a. magnetfeldempfindliche Signalgeber zu verwenden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, die sonst üblichen Haltemittel für die Signalerzeuyer auf der Welle und die Haltemittel für den Sensor in Wegfall kommen zu lassen und die Größe des die Signalerzeuger und den Sensor umgebenden Gehäuses erheblich zu reduzieren.

Es können auch mechanische oder elektronische Mittel zum Justieren der Signalerzeuger und/oder der Sensoren vorgesehen sein. Im letzteren Fall können die Signalerzeuger und/oder Sensoren fest und unveränderbar mit der Kurbel- oder Nockenwelle eines Motors verbunden sein.

Bei Wellen mit kleineren Durchmessern ist es auch möglich, die Welle im Lager mit einem zylindrischen Ring zu versehen, dem Lager einen entsprechend größeren Durchmesser zu geben und die Signalerzeuger in der Mantelfläche des Ringes anzuordnen.

Man kann in diesem Fall den Ring als Teil der Welle ansehen. Die Signalerzeuger können in der Mantelfläche der Welle oder des

Ringes als Schichtsegmente oder als tiefer reichende Sektoren ausgebildet sein. Befinden sich die Signalerzeuger im Ring, so können sie dessen ganze Breite einnehmen.

Schließlich kann es vorteilhaft sein, die Welle oder den Ring mit einer nichtmagnetischen Außenhülle zu versehen, in die die Signalerzeuger hineinreichen, die aber die zylindrische Form des gleitenden Teils vollständig wahrt.

Ausführungsbeispiele #

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch eine Welle mit ihrem Lager von einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2: einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles mit auf der Welle befestigtem Ring und Fig.3: einen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles mit auf die Welle aufgesetztem umgossenen Magnetteil.

In Fig. 1 ist eine Welle 1 mit unmagnetischen Bereichen 2 (Signalerzeugern) um eine geometrische Achse X-X drehbar gelagert, die rechtwinklig zur Zeichenebene gerichtet ist. Die Welle 1 ist in einer zylindrischen Lagerschale 3 gelagert, die eine Ausnehmung 4 mit einem Sensor 5 aufweist. Zwischen den unmagnetischen Bereichen 2 weist die Mantelfläche 6 der Welle 1 magnetische Bereiche 7 auf.

Beim Drehen der Welle 1 in den Lagerschalen 3, z. B. im Uhrzeigersinn, wird beim Wechsel von einem unmagnetischen Bereich 2 zu einem magnetischen Bereich 7 und umgekehrt im Sensor 5 jeweils ein Signal erzeugt, das zur Steuerung, bspw. der Zündung in den einzelnen Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, verwendet werden kann.

In Fig. 2 ist eine um eine Achse Y-Y drehbare Welle 8 mit einem Ringmagneten 9 versehen, der zwei Polungen N, S aufweist und durch eine Feder 10 drehstarr mit der Welle 8 verbunden ist. Die Pole N, S wirken als Signalerzeuger mit einem Signalgeber 11 zusammen, der sich außerhalb eines Lagers 12 befindet, mit diesem aber verbunden ist. Die Welle 8 ist mit dem Ringmagnet 9 im Lager 12 um die Achse Y-Y drehbar gelagert. Beim Polwechsel von N zu S und umgekehrt werden im Signalgeber 11 Steuersignale erzeugt, die über eine Leitung 13 weitergeleitet werden.

Eine Welle 14 ist in Fig. 3 innerhalb eines Lagers 15 von einem sternförmigen Magneten 16 mit vier Polungen N-S-N-S umgeben und auf dieser mittels einer Feder 17 drehstarr verbunden. Der Magnet 16 als Signalerzeuger ist von einem Mantel 18 aus unmagnetischem Material umgeben, dessen Außenfläche 19 ein Zylindermantel ist. Im Lager 15 sind zwei Signalgeber 20; 21 angeordnet, die beim Drehen der Welle 14 um eine rechtwinklig zur Zeichenebene gerichtete Achse Z-Z und beim Polwechsel über Leitungen 22; 23 Steuersignale abgeben.

Anstatt unterschiedliche Polungen N, S könnte der Magnet 16 auch die gleiche Polung N oder S aufweisen. Dann müßten die* Signalgeber 20; 21 auf unterschiedliche Stärken des Magnetfeldes ansprechen, die durch die Abstandsunterschiede des Magneten 16 von der Außenfläche 19 des Zylindermantels bedingt sind. Die Funktion der Vorrichtung ist unabhängig davon, ob das Lager ein Gleit-, Kugel- oder Wälzlager ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen zur Erkennung des Drehwinkels und/oder der Winkelgeschwindigkeit einer Welle, insbesondere für Batteriezündanlagen in Verbrennungsmotoren, bei der magnetisch wirksame Signalerzeuger und mindestens ein magnetfeldempfindlicher Sensor im Bereich eines Lagers der Welle angeordnet sind und sich relativ zueinander bewegen, gekennzeichnet dadurch, daß die Signalerzeuger sich innerhalb der Mantelfläche der Welle befinden und der Sensor am Lagerkörper angeordnet ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Welle im Lagerbereich von einem zylindrischen Ring umgeben ist, in dem sich die Signalerzeuger befinden.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Signalerzeuger von einer nichtmagnetischen Außenhülle bedeckt sind.