-
Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Drehzahlsensierung an einem
Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges, mit einer Anlasserverzahnung und
einem der Anlasserverzahnung zugeordneten Drehzahlsensor.
-
Anordnungen
zur Drehzahlsensierung an einem Antriebsaggregat sind bekannt. Bei
dem Antriebsaggregat handelt es sich zum Beispiel um einen Verbrennungsmotor.
Die deutsche Offenlegungsschrift
DE
2 151 171 zeigt eine Einrichtung zur Bildung elektrischer
Signale, wobei als umlaufendes Teil zur Beeinflussung eines in der
Nähe einer Kurbelwelle angebrachten Sensors ein auf der
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angebrachter Anlasserzahnkranz
Verwendung findet. Die deutsche Patentschrift
DE 198 60 385 B4 zeigt
ein Masseteil für eine Schwungmasse eines Mehrmassenschwungrades
mit einem Masseteil, wobei in das Masseteil eine Impulsgeberinformation
zur Drehzahlerfassung eingeformt ist. Die deutsche Patentschrift
DE 198 46 279 B4 zeigt
einen Zusammenbau mit einem Anlasserzahnkranz und einem eine zylindrische Wand
aufweisenden Geberteil, wobei das Geberteil Fenster für
die Impulssteuerung eines Verbrennungsmotors aufweist. Die deutsche
Patentschrift
DE 195
33 671 C2 offenbart eine Reibungskupplung mit einer Schwungmasse
mit einem Zahnkranz und mit einem Ring mit Mar kierungen, die in
Verbindung mit einem Signalaufnehmer als Impulsgeber wirksam sind.
Die deutsche Patentschrift
DE
195 29 462 B4 zeigt eine Einrichtung zur Drehmomentermittlung
mit einem Zweimassenschwungrad, wobei die Massen des Zweimassenschwungrades
jeweils mit einem Impulsaufnehmer zusammenwirkende Impulsmarken aufweisen.
Die deutsche Patentschrift
DE
33 16 484 C2 betrifft eine Einrichtung zur automatischen
Diagnose einer fremdangetriebenen Viertakt-Brennkraftmaschine, wobei
drei Impulsgeber vorgesehen sind. Die deutsche Patentschrift
DE 23 22 367 C3 zeigt eine
Befestigung eines Impulsgebergehäuses an einer Brennkraftmaschine,
wobei das Gebergehäuse mit radialem Abstand zu Unstetigkeiten
angeordnet ist, welche zur Erzeugung elektrischer Impulse im senkrecht
zur Schwungradachse im Gebergehäuse ausgerichteten Impulsgeber
am Umfang des Schwungrades vorgesehen sind.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, den zur Drehzahlsensierung an einem Verbrennungsmotor
notwendigen Aufwand zu reduzieren.
-
Die
Aufgabe ist mit einer Anordnung zur Drehzahlsensierung an einem
Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges, mit einer Anlasserverzahnung und
einem der Anlasserverzahnung zugeordneten Drehzahlsensor dadurch
gelöst, dass die Anlasserverzahnung einen ersten Bereich
aufweist, der als Impulsgeber dem Drehzahlsensor zugeordnet ist
und eine Geberlücke für einen Sensierungsstart
aufweist. Vorteilhaft weist die Anlasserverzahnung selbst den ersten
Bereich auf. Es sind also keine weiteren Bauteile, die als Impulsgeber
dienen könnten, vorzusehen. Die Anordnung zur Drehzahlsensierung
kann vorteilhaft einfacher und damit kostengünstiger hergestellt
werden, da entsprechend zur Anbringung von Impulsgebern notwendige
Prozessschritte entfallen können. Aufgrund der entfallenden
Bauteile ergibt sich auch vorteilhaft ein geringeres Gewicht. Außerdem
kann eine sehr gute Sensierungsauflösung durch eine möglichst
große Zähnezahl, beispielsweise größer
als 100, erzielt werden.
-
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlasserverzahnung einen zweiten Bereich aufweist, der
mit einem Anlasserritzel in Eingriff bringbar ist. Vorteilhaft kann
der Bereich zur Drehmomentübertragung beim Anlassen des
Antriebsaggregats, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, dienen,
ohne eine unerwünschte Überschneidung mit der
Geberlücke in Kauf nehmen zu müssen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich benachbart zu dem zweiten Bereich angeordnet
ist. Vorteilhaft können die Bereiche unmittelbar nebeneinander
angeordnet sein, wodurch es möglich wird, beide Bereiche
an nur einem Bauteil anzubringen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich eine erste Verzahnung und der zweite Bereich eine
zweite Verzahnung aufweisen. Die erste Verzahnung kann als Impulsgeber
dienen. Die zweite Verzahnung kann in bekannter Art und Weise mit
einem Anlasserritzel zur Drehmomentübertragung in Eingriff
gebracht werden.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Verzahnung seitlich schräg neben der zweiten
Verzahnung angeordnet ist. Durch die seitlich schräge Anordnung
der zweiten Verzahnung kann diese mit Sicherheit außerhalb
des Einflussbereichs des Anlasserritzels angeordnet werden. Ferner
ist es möglich, entsprechend schräg benachbart
beziehungsweise gegenüberliegend einen entsprechenden Drehzahlsensor
anzuordnen, der die Impulse des als Impulsgeber wirkenden ersten
Bereichs mit der ersten Verzahnung aufnimmt.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Verzahnung seitlich orthogonal neben der zweiten
Verzahnung angeordnet ist. Auch dabei ist es möglich, den
Eingriffsbereich des Anlasserritzels von der ersten Verzahnung zu
trennen. Ein entsprechender Drehzahlsensor kann ebenfalls orthogonal
angeordnet werden.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Verzahnung seitlich axial neben der zweiten Verzahnung angeordnet
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich,
dass die erste und die zweite Verzahnung quasi identisch sind, also
rein optisch von einer einheitlichen Verzahnung nicht zu unterscheiden sind.
Es kann ein axialer Bereich dieser Verzahnung als Eingriffsbereich
für das Anlasserritzel definiert werden und der daneben
angeordnete Bereich als Impulsgeberbereich. Bei dieser Anordnung
ist es möglich, den Drehzahlsensor axial seitlich von der Verzahnung
anzuordnen. Es ist jedoch auch möglich, dabei den Drehzahlsensor
radial außerhalb des ersten Bereiches anzuordnen. Ferner
ist es möglich, den Drehzahlsensor in Zwischenstellungen,
also schräg zu dem ersten Bereich der ersten Verzahnung
anzuordnen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Geberlücke als Fehlstelle von zumindest einem
Zahn der ersten Verzahnung ausgebildet ist. Der entsprechende Drehzahlsensor
kann den fehlenden Zahn detektieren und damit im Sinne einer Geberlücke
einen Sensierungsstart indizieren. Der fehlende Zahn kann auf einfache
Art und Weise der ersten Verzahnung entnommen werden, beispielsweise
durch Herausschleifen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Geberlücke eine Stanzung aufweist. Al ternativ
ist es vorteilhaft möglich, den zumindest einen fehlenden
Zahn vor oder nach dem Anbringen der ersten Verzahnung durch eine
Stanzung zu eliminieren.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Verzahnung des ersten Bereichs die Stanzung aufweist. So
ist es möglich, dass die zweite Verzahnung, die für
den Eingriff des Anlasserritzels ausgelegt ist, nicht durch das
Vorsehen der Geberlücke beeinträchtigt ist.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Zahnzahl der ersten und der zweiten Verzahnung bis auf
die Geberlücke einander entsprechen. So können
die zwei Verzahnungen besonders vorteilhaft und einfach hergestellt
werden. Die Geberlücke kann beispielsweise nach dem Vorsehen
der Verzahnungen als einheitliche Verzahnung durch einfaches bereichsweises
Herausschleifen zumindest eines Zahnes vorgesehen werden.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Verzahnung in einem Arbeitsschritt
an einen Anlasserzahnkranz des Antriebsaggregats anbringbar sind.
Dabei kann es sich bei der ersten und zweiten Verzahnung vorteilhaft
um eine einzige Verzahnung handeln, wobei anschließend
die Geberlücke entsprechend dem ersten Bereich eingebracht werden
kann.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Verzahnung an eine Mitnehmerscheibe oder
ein Zweimassenschwungrad des Antriebsaggregats anbringbar sind.
Die erste und/oder die zweite Verzahnung können also vorteilhaft
direkt an das Zweimassenschwungrad und/oder die Mitnehmerscheibe
angebracht wer den, beispielsweise durch Anformen, vorteilhaft beispielsweise
durch Schlagwalzen, oder vorzugsweise zerspanend.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und zweite Verzahnung des Anlasserzahnkranzes an
die Mitnehmerscheibe angeformt sind. Das Anformen kann auf einfache
Art und Weise erfolgen. Vorteilhaft sind weniger Bauteile notwendig.
-
Die
Aufgabe ist außerdem durch ein Verfahren zur Herstellung
einer vorab beschriebenen Anordnung zur Drehzahlsensierung mit folgenden Schritten
gelöst: Anbringen der ersten Verzahnung an dem Antriebsaggregat,
Anbringen der zweiten Verzahnung an dem Antriebsaggregat und Entfernen von
zumindest einem Zahn der zweiten Verzahnung zum Herstellen der Geberlücke.
Die Verzahnungen können beispielsweise an einem Anlasserzahnkranz, an
einem Zweimassenschwungrad und/oder einer Mitnehmerscheibe des Antriebsaggregats
angebracht werden. Dies kann zerspanend oder durch Anformen, beispielsweise
Schlagwalzen erfolgen. Vorteilhaft ist es möglich, die
Geberlücke durch einfaches Heraustrennen und/oder Ausstanzen
zumindest eines Zahnes oder mehrerer Zähne der zweiten Verzahnung
herzustellen.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens weist folgenden
Schritt auf: Anbringen der ersten und der zweiten Verzahnung in
einem Arbeitsschritt. Es können also Prozessschritte eingespart werden,
wobei vorteilhaft die erste und die zweite Verzahnung die gleiche
Zahnzahl aufweisen können. Erst durch Heraustrennen der
Geberlücke entsteht dann die entsprechende Zahndifferenz,
so dass benachbarte Zähne mit Ausnahme der Geberlücke
bei beiden Verzahnungen mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet
sind.
-
Die
Aufgabe ist schließlich durch ein Kraftfahrzeug mit einer
vorab beschriebenen Anordnung zur Drehzahlsensierung gelöst,
die insbesondere nach einem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt
ist.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben
sind. Gleiche, funktionsgleiche und/oder ähnliche Teile
sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Dabei
zeigen:
-
1 eine
schematische Längsschnitt-Darstellung eines Teils einer
Mitnehmerscheibe mit einem Anlasserzahnkranz und einem dem Anlasserzahnkranz
schräg seitlich zugeordneten Drehzahlsensor;
-
2 eine
schematische Längsschnitt-Darstellung eines Teils einer
Mitnehmerscheibe analog der Mitnehmerscheibe aus 1,
jedoch mit einem axial seitlich zu dem Anlasserzahnkranz angeordneten
Drehzahlsensor;
-
3 eine
schematische Teil-Längsschnitt-Darstellung analog der 1 und 2,
wobei jedoch der Anlasserzahnkranz eine einheitliche Verzahnung
aufweist und der Drehzahlsensor radial oberhalb eines ersten Bereichs
der Anlasserverzahnung angeordnet ist;
-
4 eine
schematische Teil-Längsschnitt-Darstellung analog der Mitnehmerscheibe aus 3,
wobei jedoch der Drehzahlsensor axial neben dem Anlasserzahnkranz
angeordnet ist und
-
5 eine
schematische Teil-Längsschnitt-Darstellung eines Teils
einer weiteren Mitnehmerscheibe, wobei eine Anlasserverzahnung mit
einer ersten Verzahnung und ei ner zweiten Verzahnung an die Mitnehmerscheibe
angeformt sind.
-
1 zeigt
eine Anordnung 1 zur Drehzahlsensierung an einem Antriebsaggregat 3 eines Kraftfahrzeuges 5.
Das Antriebsaggregat 3 des Kraftfahrzeuges 5 weist
eine Mitnehmerscheibe 7 auf, die um eine Drehachse 9 drehbar
gelagert ist und von dem Antriebsaggregat 3 antreibbar
ist. Zum Anlassen des Antriebsaggregates 3 ist die Mitnehmerscheibe
7 einem Anlasserzahnkranz 11 drehfest zugeordnet. Der Anlasserzahnkranz 11 weist
einen ersten Bereich 13 mit einer ersten Verzahnung 15 auf. Außerdem
weist der Anlasserzahnkranz 11 einen zweiten Bereich 17 mit
einer zweiten Verzahnung 19 auf. Die erste und zweite Verzahnung 15, 19 sind
Teil einer Anlasserverzahnung. Die zweite Verzahnung 19 des
zweiten Bereichs 17 kann entsprechend mit einem nicht näher
dargestellten Anlasserritzel zum Anwerfen des Antriebsaggregats 3 in
Eingriff gebracht werden.
-
Die
erste Verzahnung 15 des ersten Bereichs 13 ist
schräg zur zweiten Verzahnung 19 angeordnet und
einem Drehzahlsensor 21 zugeordnet, wobei der Drehzahlsensor 21 ebenfalls
schräg zum Anlasserzahnkranz 11 angeordnet ist.
Die erste und die zweite Verzahnung 15, 19 können
auf bekannte Art und Weise, beispielsweise zerspanend oder durch
Anformen an dem Anlasserzahnkranz 11 angebracht werden.
Die erste Verzahnung 15 dient dabei als Impulsgeber für
den Drehzahlsensor 21.
-
2 zeigt
im Wesentlichen das in 1 gezeigte Antriebsaggregat 3 mit
der Mitnehmerscheibe 7, wobei im Unterschied die zweite
Verzahnung 19 orthogonal stehend zur ersten Verzahnung 15 angebracht
ist. Dementsprechend ist auch der Drehzahlsensor 21 axial
neben dem Anlasserzahnkranz 11 senkrecht stehend zur zweiten
Verzahnung 19 angeordnet.
-
3 zeigt
ebenfalls im Wesentlichen die in den 1 und 2 gezeigte
Anordnung 1 zur Drehzahlsensierung an dem Antriebsaggregat 3 mit der
Mitnehmerscheibe 7. Im Unterschied sind die Verzahnungen 15 und 19 axial
nebeneinander liegend an dem Anlasserzahnkranz 11 angebracht.
Vorteilhaft kann es sich dabei um nur eine Verzahnung handeln, wobei
der erste Bereich 13 einen gewissen Abschnitt der Gesamtverzahnung
einnimmt und dem Drehzahlsensor 21 zugeordnet ist. In der
Darstellung gemäß 3 ist der
Drehzahlsensor 21 radial oberhalb der ersten Verzahnung 15 des
ersten Bereiches 13 angeordnet.
-
4 zeigt
im Wesentlichen die Mitnehmerscheibe 7 des Antriebsaggregats 3 des
Kraftfahrzeuges 5 wie in 3 dargestellt,
jedoch mit dem Unterschied, dass der Drehzahlsensor 21 axial
neben dem ersten Bereich 13 der ersten Verzahnung 15 des
Anlasserzahnkranzes 11 angeordnet ist. Die Anordnung des
Drehzahlsensors 21 gemäß den 3 und 4 kann
auch in Zwischenstufen frei variiert werden, wobei die Anordnung
so erfolgt, dass der Drehzahlsensor 21 eine gute Positionierung
zur ersten Verzahnung 15 zur Sensierung aufweist. Die Baulage
des Drehzahlsensors 21 kann vorteilhaft von den Packagingverhältnissen
des Antriebsaggregats 3 des Kraftfahrzeuges 5 abhängen,
also entsprechend gewählt werden.
-
5 zeigt
eine weitere Mitnehmerscheibe 7 eines Kraftfahrzeuges 5 mit
einer Anordnung 1 zur Drehzahlsensierung. Im Unterschied
zur Darstellung gemäß den 1 bis 4 weist
das Antriebsaggregat 3 keinen separat der Mitnehmerscheibe 7 zugeordneten
Anlasserzahnkranz auf. Vorteilhaft sind die erste Verzahnung 15 und
die zweite Verzahnung 19 direkt durch Anformen, beispielsweise
durch Schlagwalzen und/oder zerspanende Verfahren an einem zylindrischen
Außenbereich 23 der Mitnehmerscheibe 7 angeordnet.
-
In
den Darstellungen gemäß den 3 bis 5 ist
zu erkennen, dass die erste Verzahnung 15 des ersten Bereichs 13 jeweils
eine Geberlücke 25 aufweist. In den Darstellungen
gemäß der 3 und 4 fehlen
zur Herstellung der Geberlücke 25 insgesamt vier
Zähne 27 der ersten Verzahnung 15. In der
Darstellung gemäß 5 sind der
ersten Verzahnung 15 insgesamt zwei der Zähne 27 entnommen. Das
Entnehmen der Zähne 27 kann beispielsweise durch
eine Stanzung oder durch Heraustrennen der Zähne erfolgen.
In der Darstellung gemäß den 3 bis 5 ist
die Geberlücke 25 beispielhaft als Stanzung ausgeführt.
-
Anlasserzahnkränze
gemäß den dargestellten Anlasserzahnkränzen 11 werden üblicherweise an
die Mitnehmerscheibe 7, die Blech aufweisen kann, gefügt
(1 bis 4) oder angeformt (5),
die die Verbindung mit einer Kurbelwelle des zu startenden Antriebsaggregats 3 herstellen.
Unter anderem für den Einsatz von Schaltgetrieben können diese
Mitnehmerscheiben auch durch sogenannte Zweimassenschwungräder
ersetzt werden. An derartigen Zweimassenschwungrädern beziehungsweise Anlasserzahnkränzen
muss zusätzlich auch die Motordrehzahl sensiert werden.
Dies kann mit Hilfe der in den 1 bis 5 dargestellten
Anordnung 1 zur Drehzahlsensierung erfolgen. Vorteilhaft
kann auf einen üblicherweise zusätzlich vorgesehener
Impulsgeber bei der Vorrichtung 1 verzichtet werden. Hierdurch
kann der Aufwand zur Drehzahlsensierung erheblich reduziert werden.
-
Es
kann beispielsweise auf einen zusätzlichen Impulsring verzichtet
werden. Ebenso sind gestanzte Sensorfenster oder aktive Sensorringe
in Form von Metallpartikel-dotierten Kunststoffringen, die separat
gefügt werden müssten, verzichtbar. Vorteilhaft
wird dieser zusätzliche Aufwand durch die Vor richtung 1 für
die Impulsgeberherstellung sowie das notwendige Fügen der
Impulsgeberbauteile eingespart.
-
Vorteilhaft
wird durch die Vorrichtung 1 ein Sensieren der Motordrehzahl
auf der Anlasserverzahnung, insbesondere der ersten Verzahnung 15, des
Anlasserzahnkranzes möglich, da der Startpunkt mit Hilfe
der Geberlücke 25 an den Drehzahlsensor 21 übermittelbar
ist.
-
Zur
Herstellung der Anordnung 1 können zunächst
die Verzahnungen 15 und 19 beispielsweise zerspanend
und/oder durch Anformen an dem Anlasserzahnkranz 11 und/oder
direkt an der Mitnehmerscheibe 7 angebracht werden. Zusätzlich
kann an der ersten Verzahnung 15 zumindest ein Zahn 27 zum
Herstellen der Geberlücke 25 entfernt werden. Vorteilhaft
ist es auch möglich, die erste und die zweite Verzahnung
in einem Arbeitsschritt herzustellen.
-
Zusammenfassend
entfällt das Herstellen und Fügen eines separaten
Impulsgeberrings, insbesondere für dickwandige Zweimassenschwungräder. Es
ergeben sich geringere Kosten aufgrund entfallender Prozesse, ein
geringeres Gewicht aufgrund entfallender Bauteile sowie höhere
Sensierungsauflösung durch größere mögliche
Zähnezahl.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2151171 [0002]
- - DE 19860385 B4 [0002]
- - DE 19846279 B4 [0002]
- - DE 19533671 C2 [0002]
- - DE 19529462 B4 [0002]
- - DE 3316484 C2 [0002]
- - DE 2322367 C3 [0002]