DE19539047A1 - Component for determining rpm and/or angle setting of shaft especially crank or camshaft of vehicle - Google Patents

Component for determining rpm and/or angle setting of shaft especially crank or camshaft of vehicle

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Abstract

The component (1) has a transmitter profile, which at the outer circumference has alternating sections, with differing physical characteristics, especially conducting and non-conducting sections, which is connected rotationally proof with the shaft. The component is made of plastic and at least at the periphery is sectionally magnetisable. The component at least at the outer circumference is made of an electrically conducting plastic material. In addition it has a further teething or profiling (5) at least designed one piece to the transmitter profile (7). The metallising is formed in segments applied before the injection moulding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil zur Erfassung der Drehzahl und/oder der Winkelstellung einer Welle, insbe­ sondere einer Kurbel- und/oder Nockenwelle eines Verbren­ nungsmotors, mit einem Geberprofil, welches am Außenum­ fang abwechselnd Bereiche mit unterschiedlichen physika­ lischen Eigenschaften, insbesondere magnetisch leitende und nicht leitende Bereiche, aufweist und drehfest mit der Welle verbunden ist.The invention relates to a component for detecting the Speed and / or the angular position of a shaft, esp in particular a crank and / or camshaft of a burn motor, with an encoder profile, which on the outside alternately catch areas with different physics mical properties, especially magnetically conductive and non-conductive areas, and rotatably with the shaft is connected.

Bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen ist es für die Festlegung des Zündzeitpunktes bzw. des Einspritz­ zeitpunktes für den Kraftstoff notwendig, die Position der Zylinder zu kennen, um die Ansteuerung der Magnetven­ tile mit der Ventilsteuerung der Zylinder so zu synchro­ nisieren, daß der Kraftstoff kurz vor dem Ende des Ver­ dichtungshubes in den Verbrennungsraum eingespritzt wird.In internal combustion engines of motor vehicles, it is for the determination of the ignition timing or the injection time for the fuel, the position knowing the cylinder to control the solenoid veins tile with the valve control of the cylinders so synchro nize that the fuel shortly before the end of Ver sealing stroke is injected into the combustion chamber.

Zur Erfassung der Position der Wellen wird überwiegend ein gattungsgemäßes Geberrad eingesetzt, welches bei­ spielsweise aus DE 29 02 815 bekannt ist. Ein solches Ge­ berrad weist an seinem Außenumfang abwechselnd Bereiche mit untereinander verschiedenen physikalischen Eigen­ schaften auf, insbesondere magnetisch leitende und nicht leitende Bereiche. Durch diese unterschiedlichen Zonen werden Bezugsmarken gebildet. Das Geberrad wird durch einen induktiven Aufnehmer abgetastet, welcher ein Aus­ gangssignal generiert, das zur Erkennung der Bezugsmarke verwendet wird und von dem Zählimpulse abgeleitet werden können, die einer Zähleinrichtung zur weiteren Verarbei­ tung zugeführt werden.To capture the position of the waves is predominantly a generic encoder wheel used, which at is known for example from DE 29 02 815. Such a Ge berrad alternately has areas on its outer circumference with different physical properties create, especially magnetically conductive and not  leading areas. Through these different zones reference marks are formed. The encoder wheel is through sensed an inductive pickup, which is an off generated the signal to identify the reference mark is used and from which count pulses are derived can a counter for further processing tion are fed.

Solche Geberräder sind meist in Antriebsräder integriert, die neben der Geberfunktion auch eine Momentübertragung bewirken. Sie bestehen aus metallischen, magnetisch an­ regbaren Werkstoffen und haben z. B. eine Außenverzahnung, wobei die Verzahnung durch fehlende Zähne Lücken auf­ weist. Der induktive Aufnehmer erzeugt einen Magnetkreis, der durch die Zähne der Außenverzahnung geschlossen und durch die Zahnlücken geöffnet wird. Die magnetisch lei­ tenden Bereiche werden dabei durch die Zähne und die nicht leitenden Bereiche durch die Zahnlücken gebildet.Such encoder wheels are mostly integrated in drive wheels, which, in addition to the encoder function, also transmits a torque cause. They consist of metallic, magnetic controllable materials and have z. B. an external toothing, the gearing due to missing teeth gaps points. The inductive sensor creates a magnetic circuit, which is closed by the teeth of the external toothing and is opened through the tooth gaps. The magnetic lei areas are characterized by the teeth and the non-conductive areas formed by the tooth gaps.

Zur Gewichtsreduzierung werden heute im Kraftfahrzeugbe­ reich verstärkt Kunststoffe eingesetzt. So werden auch Riemenscheiben aus Kunststoff verwendet, die zur Kraft­ übertragung von der Kurbelwelle auf den Nockenwellentrieb oder auf Nebenaggregate, wie beispielsweise die Wasser­ pumpe, benutzt werden. Ein Einsatz von Kunststoff für Ge­ berräder ist jedoch mangels magnetischer Anregbarkeit nicht möglich.To reduce weight today in the motor vehicle richly used plastics. So will be Plastic pulleys used to force transmission from the crankshaft to the camshaft drive or on auxiliary units, such as the water pump, can be used. A use of plastic for Ge However, overwheels are lacking magnetic excitability  not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Bauteil so zu verbessern, daß es bei einfacher Herstellbarkeit gewichtsreduziert ist, ohne daß die wesentlichen Festig­ keitseigenschaften beeinträchtigt werden.The object of the invention is a generic component to improve so that it is easy to manufacture is reduced in weight without the essential strength properties are impaired.

Diese Aufgabe wird mit einem Bauteil der eingangs be­ zeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bauteil aus Kunststoff besteht und am Außenumfang be­ reichsweise magnetisierbar ist.This task is with a component of the beginning Drawn type solved according to the invention in that the Component is made of plastic and be on the outer circumference is richly magnetizable.

Auf diese Weise ist es möglich, ein solches Bauteil ohne Beeinträchtigung der Geberfunktion im wesentlichen voll­ ständig aus Kunststoff herzustellen, so daß eine deutli­ che Gewichtseinsparung bei einem derartigen Bauteil ge­ genüber herkömmlichen metallischen Geberrädern erreichbar ist. Dabei wird die Herstellung gegenüber derartigen Bau­ teilen aus Metall vereinfacht, da das Bauteil im wesent­ lichen im Spritzguß erstellt werden kann. Eine spanende Bearbeitung ist dann im Prinzip nicht mehr erforderlich. Die magnetisierbare Schicht selbst kann dabei sehr dünn ausgebildet sein und im Bereich der "Geberlücken" einfach fehlen, so daß es zur Erzeugung dieser "Geberlücken" ge­ genüber Geberrädern aus Metall nicht zwingend notwendig ist, eine aufwendige Formgebung vorzusehen. In this way it is possible to have such a component without Impairment of the encoder function essentially full constantly made of plastic, so that a clear che weight saving with such a component ge achievable compared to conventional metallic encoder wheels is. The production is compared to such construction parts made of metal simplified because the component is essentially Lichen can be created in injection molding. A cutting In principle, processing is then no longer necessary. The magnetizable layer itself can be very thin be trained and easy in the area of "donor gaps" are missing, so that there are ge to generate these "donor gaps" not absolutely necessary compared to metal encoder wheels is to provide a complex shape.  

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Bauteil am Außenumfang mit einer Metallisierung versehen ist. Das Bauteil kann dann im wesentlichen in Spritzguß erstellt werden und muß nur zusätzlich mit der bereichs­ weisen Metallisierung versehen werden. Die Metallisierung kann z. B. als geschlitzter Ring oder Geberverzahnung aus­ gebildet sein.In an advantageous embodiment it is provided that the Provide component on the outer circumference with a metallization is. The component can then essentially be injection molded must be created and must only additionally with the area have metallization. The metallization can e.g. B. as a slotted ring or serration be educated.

Alternativ kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Bau­ teil wenigstens am Außenumfang aus elektrisch leitfähigem und damit magnetisierbaren Kunststoff besteht. Das Bau­ teil kann dann vollständig durch Spritzguß hergestellt werden, wobei zur Erzeugung der "Geberlücken" das Kunst­ stoffmaterial entsprechend modifiziert werden muß.Alternatively, it can advantageously be provided that the construction part at least on the outer circumference of electrically conductive and so there is magnetizable plastic. The construction Part can then be made entirely by injection molding be, whereby to generate the "donor gaps" the art material must be modified accordingly.

Das Bauteil kann nur als Geberrad ausgebildet sein, al­ ternativ kann aber auch vorgesehen sein, daß das Bauteil zusätzlich zum Geberprofil einstückig mit diesem wenig­ stens eine weitere Verzahnung bzw. Profilierung aufweist. So kann beispielsweise ein kombiniertes Bauteil, das so­ wohl die Geber- als auch z. B. eine Riemenscheibenfunktion aufweist, nahezu vollständig aus Kunststoff hergestellt werden. Dabei kann es sich z. B. um ein Einfach- oder auch ein Mehrfachriemenprofil handeln.The component can only be designed as a sensor wheel, al Alternatively, it can also be provided that the component in addition to the encoder profile in one piece with this little has at least one further toothing or profiling. For example, a combined component that is so probably the donor z. B. a pulley function has, made almost entirely of plastic will. It can be z. B. a simple or trade a multiple belt profile.

Die Metallisierung des Außenumfanges des Kunststoffmate­ riales kann grundsätzlich auf verschiedene Arten erfol­ gen.Metallization of the outer circumference of the plastic mat  In principle, riales can be achieved in different ways gene.

So kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß die bereichswei­ se Metallisierung von einer auf das Kunststoffmaterial aufgebrachten Metallbeschichtung gebildet ist. Diese Me­ tallbeschichtung kann etwa nach einer entsprechenden Vor­ behandlung der Kunststoffteile galvanisch aufgebracht werden.It can advantageously be provided that the area se metallization from one to the plastic material applied metal coating is formed. This me tallbeschichtung can about according to a corresponding before treatment of the plastic parts galvanically applied will.

Alternativ ist vorgesehen, daß die bereichsweise Metalli­ sierung von Metallsegmenten gebildet ist, welche vor dem Spritzen des Kunststoffmaterials in die Spritzform einge­ legt werden und anschließend mit dem Kunststoffmaterial umspritzt werden.Alternatively, it is provided that the metalli Sation of metal segments is formed, which before Injection of the plastic material into the injection mold be placed and then with the plastic material be encapsulated.

Es ist ebenfalls möglich, daß die bereichsweise Metalli­ sierung durch Sputtern des Kunststoffmaterials gebildet ist, wie dies an sich aus der Leiterplattenherstellung bekannt ist.It is also possible that the areas Metalli sation formed by sputtering of the plastic material is how this per se from PCB manufacturing is known.

Weiterhin ist es alternativ auch möglich, daß die be­ reichsweise Metallisierung von einem metallischen Zahn­ kranz gebildet ist, der vor dem Spritzen des Kunststoff­ materials in die Spritzform eingelegt wird. Furthermore, it is alternatively also possible that the be abundant metallization from a metallic tooth wreath is formed before spraying the plastic materials is inserted into the injection mold.  

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in:

Fig. 1 in einem Schnitt ein erfindungsgemäßes, als kombinierte Geber-Poly-V-Riemenscheibe ausge­ bildetes Bauteil, Fig. 1 in a section of an inventive, be combined as donor-poly-V-pulley imaginary component,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 ein vergrößertes Detail des Bauteils nach Fig. 1 im Schnitt. Fig. 3 is an enlarged detail of the component of FIG. 1 in section.

Ein als kombinierte Geber-Poly-V-Riemenscheibe ausgebil­ detes erfindungsgemäßes Bauteil ist in der Zeichnung all­ gemein mit 1 bezeichnet. Dieses Bauteil 1 ist einstückig und besteht im wesentlichen vollständig aus Kunststoff und ist vorteilhaft durch Spritzguß hergestellt.A trained as a combined encoder-poly-V pulley component according to the invention is generally designated 1 in the drawing. This component 1 is in one piece and consists essentially entirely of plastic and is advantageously produced by injection molding.

Das Bauteil 1 weist zunächst einen nabenförmigen Bereich 2 zur Befestigung an einer Kurbelwelle oder dergl. auf, deren Drehstellung zu bestimmen ist, diese Welle ist zeichnerisch nicht dargestellt. Der nabenförmige Bereich 2 geht in einen sich im wesentlichen axial erstreckenden Bereich 3 über, der endseitig in einen radial abgewinkel­ ten Bereich 4 übergeht. An diesen Bereich 4 ist ein Poly- V-Riemenprofil 5 angeformt, welches endseitig über einen stegförmigen Bereich 6 in ein Geberprofil 7 übergeht.The component 1 initially has a hub-shaped area 2 for attachment to a crankshaft or the like, the rotational position of which is to be determined, this shaft is not shown in the drawing. The hub-shaped region 2 merges into an essentially axially extending region 3 , which merges into a radially angled region 4 at the end . A poly V-belt profile 5 is molded onto this area 4 , which at the end merges into a transmitter profile 7 via a web-shaped area 6 .

Erfindungsgemäß ist nun der Außenumfang des Geberprofils 7 magnetisierbar, dieser magnetisierbare Bereich ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel von einem vorzugsweise in eine nutförmige Ausnehmung 8 am Außenumfang eingesetz­ ten bzw. eingegossenen Metallring 9 gebildet. Dieser mag­ netisierbare Metallring 9 ist zur Erfüllung der Geber­ funktion wenigstens mit einem Schlitz 10 ausgebildet, d. h. er ist nicht geschlossen, sondern offen. In diesem geschlitzten Bereich 10 ist das Kunststoffmaterial vor­ zugsweise etwas ausgebuchtet, so daß es außenseitig bün­ dig mit dem Metallring 9 abschließt.According to the invention, the outer periphery of the transmitter profile 7 is now magnetizable, this magnetizable region is formed in the illustrated embodiment by a metal ring 9 which is preferably inserted or cast into a groove-shaped recess 8 on the outer periphery. This netisable metal ring 9 is designed to fulfill the transmitter function at least with a slot 10 , ie it is not closed, but open. In this slotted area 10 , the plastic material is bulged before preferably something, so that it ends flush with the metal ring 9 dig.

Grundsätzlich ist es auch möglich, eine Metallbeschich­ tung zu wählen, die als Verzahnung ausgebildet ist und zur Erfüllung der Geberfunktion bereichsweise mit Lücken in der Verzahnung versehen ist.Basically, it is also possible to apply a metal coating tion to choose, which is designed as a toothing and to fulfill the encoder function with gaps in some areas is provided in the toothing.

Alternativ zu der dargestellten Ausführungsvariante mit einem eingebrachten Metallring können auch beliebige an­ dere Ausführungsformen gewählt werden, bei denen das Bau­ teil 1 im wesentlichen vollständig aus Kunststoff besteht und das Geberteil umfangseitig mit einer magnetisch an­ sprechbaren Beschichtung bzw. Ausrüstung versehen ist. As an alternative to the illustrated embodiment variant with an introduced metal ring, any other embodiments can also be selected in which the construction part 1 consists essentially entirely of plastic and the transmitter part is provided on the circumference with a magnetically speakable coating or equipment.

Dies kann durch alle bekannten Beschichtungs- bzw. Ver­ bindungsverfahren zwischen den Materialien Kunststoff-Me­ tall erreicht werden. Es kann auch ein vollständig aus Kunststoff bestehendes Bauteil eingesetzt werden, bei welchem wenigstens der Außenumfang aus elektrisch leit­ fähigem und damit magnetisierbaren Kunststoff besteht.This can be done by all known coating or Ver bonding process between the materials plastic-me tall can be achieved. It can also be a complete one Plastic existing component can be used at which at least the outer circumference of electrically conductive capable and thus magnetizable plastic.

Claims (8)

1. Bauteil zur Erfassung der Drehzahl und/oder der Winkel­ stellung einer Welle, insbesondere einer Kurbel- und/oder Nockenwelle eines Verbrennungsmotors, mit einem Geberpro­ fil, welches am Außenumfang abwechselnd Bereiche mit un­ terschiedlichen physikalischen Eigenschaften, insbesonde­ re magnetisch leitende und nicht leitende Bereiche, auf­ weist und drehfest mit der Welle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Kunststoff besteht und wenigstens am Außenum­ fang bereichsweise magnetisierbar ist.1. Component for detecting the speed and / or the angular position of a shaft, in particular a crankshaft and / or camshaft of an internal combustion engine, with a Geberpro fil, which on the outer circumference alternately areas with different physical properties, in particular re magnetically conductive and non-conductive Areas, points and is non-rotatably connected to the shaft, characterized in that it consists of plastic and at least on the outside circumference is magnetizable in some areas. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es am Außenumfang mit einer Metallisierung (9) ver­ sehen ist.2. Component according to claim 1, characterized in that it is seen on the outer circumference with a metallization ( 9 ) ver. 3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens am Außenumfang aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht.3. Component according to claim 1, characterized, that it is electrically at least on the outer circumference conductive plastic. 4. Bauteil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich zum Geberprofil (7) einstückig mit die­ sem wenigstens eine weitere Verzahnung bzw. Profilierung (5) aufweist.4. Component according to claim 1 or one of the following, characterized in that it has, in addition to the encoder profile ( 7 ) in one piece with the sem at least one further toothing or profile ( 5 ). 5. Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bereichsweise Metallisierung von einer auf das Kunststoffmaterial aufgebrachten Metallbeschichtung ge­ bildet ist.5. Component according to claim 1, 2 or 4, characterized, that the partial metallization from one to the Plastic material applied metal coating ge forms is. 6. Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bereichsweise Metallisierung von Metallsegmenten gebildet ist, welche vor dem Spritzen des Kunststoffmate­ rials in die Spritzform eingelegt werden.6. Component according to claim 1, 2 or 4, characterized, that the partial metallization of metal segments is formed, which before spraying the plastic mat rials are inserted into the injection mold. 7. Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bereichsweise Metallisierung durch Sputtern des Kunststoffmaterials gebildet ist.7. Component according to claim 1, 2 or 4, characterized, that the area metallization by sputtering the Plastic material is formed. 8. Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bereichsweise Metallisierung von einem metalli­ schen Zahnkranz gebildet ist, der vor dem Spritzen des Kunststoffmaterials in die Spritzform eingelegt wird.8. Component according to claim 1, 2 or 4, characterized, that the partial metallization of a metalli 's ring gear is formed, which before spraying the Plastic material is inserted into the injection mold.
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