DE2620134A1 - Einrichtung zur lageerkennung von beweglichen koerpern - Google Patents

Einrichtung zur lageerkennung von beweglichen koerpern

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Description

4.5.1976 Ka/Do
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Einrichtung zur Lageerkennung von beweglichen Körpern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Lageerkennung von beweglichen Körpern, insbesondere zur Ermittlung der Drehwinkelstellung von rotierenden Wellen, mit wenigstens einem auf dem beweglichen Teil angebrachten Beeinflussungselement, insbesondere einem Permanentmagnet, und einer zugeordneten Aufnehmerspule .
Solche Einrichtungen finden beispielsweise bei Brennkraftmaschinen Verwendung, bei denen es zur Erzielung einer maximalen Leistungsabgabe und minimaler Schadstoffemission erforderlich ist, einen optimalen Zündzeitpunkt zu wählen und diesen auf
elektronische Weise sehr genau festzulegen. Diese optimale
Zündzeitpunkt setzt ein genaues Referenzsignal voraus, bezüglich dessen der Zündzeitpunkt abhängig von Temperatur, Druck und Drehzahl berechenbar "ist.
70.9847/0U8
- X - 3 2 0 8
Eine bekannte Einrichtung dieser Art sieht auf einer mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine verbundenen Scheibe einen Permanentmagnet vor, der in einer Aufnehmerspule, die ortsfest angebracht ist, einen Auslöseimpuls -induziert, der weiterverarbeitet wird. Die Aufnehmerspule ist dabei auf einem zylindrischen Kern angeordnet, wobei die Stirnfläche des Kernes und die Stirnfläche der Spule gegen die umlaufende Scheibe mit dem Permanentmagnet gerichtet ist.
Bei einer derartigen Einrichtung ist es nachteilig, daß das in der Aufnehmerspule induzierte Signal in seiner Amplitude stark drehzahlabhängig ist, so daß ein der Aufnehmerspule nachgeschalteter Schwellwertschalter bezüglich seiner Schaltschwelle nur sehr schwer dem Ausgangssignal der Aufnehmerspule anzupassen ist. Insbesondere entstehen auch bei der bekannten Einrichtung durch den Streufluß hervorgerufene Störimpulse, die mit relativ aufwendigen Mitteln unterdrückt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Lageerkennung von beweglichen Körpern zu entwickeln, bei der es weitgehend vermieden ist, daß durch den Streufluß Störimpulse auftreten, die zu Störungen bei der Weiterverarbeitung des Ausgangssignales führen können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Aufnehmerspule auf einem mittleren Schenkel eines E-förmigen Kernes angeordnet ist und daß das Beeinflussungselement am mittleren Schenkel des Kernes in einer Bewegungsebene senkrecht zu der Ebene der Schenkel vorbeiführbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Ε-Kern mit darauf aufgebrachter Aüfnehmerspule und einem zugeordneten Beeinflussungselement und
709847/0U3
Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausfuhrungsformen des Kernes und der darauf angeordneten Aufnehmerspule.
In Pig. 1 ist ein E-Kern 10 dargestellt, der auf seinem mittleren Sehenkel 11 eine Aufnehmerspule 12 trägt, an deren Anschlüssen 13 bei Vorbeibewegung eines Permanentmagnetes 14 eine elektrische Spannung ü abgenommen werden kann. Die beiden äußeren Schenkel 15 und 16 des Ε-Kernes tragen dabei keine Spule. Der Permanentmagnet l4 wird nur an dem mittleren Schenkel 11 des E-Kernes 10 vorbeigeführt» wobei die Bewegungsebene des Permanentmagnets 14 wie mit einer unterbrochenen Linie bei IT angedeutet ist, senkrecht zu der mit einer strichpunktierten Linie 18 angedeuteten Ebene der Schenkel 11, 15 und 16 des E-Kernes 10 liegt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß. die beiden äußeren Schenkel 15 und 16 zusammen mit dem Joch 19 des E-Kernes 10 eine Abschirmung der Aufnehmerspule 12 gegen das Streufeld des Permanentmagnetes 14, der hier als Beeinflussungselement dient, bilden. Bei dieser Anordnung ist besonders darauf zu achten, daß der Permanentmagnet, von denen auch mehrere auf dem rotierenden Teil angeordnet sein können, nicht an den Kernteilen des E-Kernes 10 vorbeiläuft, die die Abschirmung bilden. Dadurch würde sich nämlich gerade eine Verstärkung der durch den Streufluß induzierten Spannung in der Aufnehmerspule 12 ergeben.
In Fig. 2 ist ein E-förmiger Kern dargestellt, der sich aus einem U-Kern und einem I-Kern 21 zusammensetzt. Der I-Kern ist durch einen Luftspalt vom Joch des ü-Kernes 20 getrennt und trägt die Aufnehmerspule 12. An dem I-Kern 21 wird der Permanentmagnet 14 vorbeigeführt, und zwar senkrecht zur Zeichnungsebene, so daß der U-Kern 20 die magnetische Abschirmung für den Streufluß bilden kann. Der I-Kern kann auch wie bei dem Ausführungsbexspdel nach Fig. 1 fest mit dem U-Kern 21 verbunden sein und so wieder einen E-Kern bilden, wobei jedoch der mittlere Schenkel verkürzt ist. Die beiden zuletzt geschilderten Anordnungen haben dabei den Vorteil·, daß sie eine größere Unabhängigkeit gegenüber Luftspaltschwankungen zwischen dem
"^" 32 O β
2 6 2 G1 *$ L
mittleren Schenkel und dem Permanentmagneten lh aufweisen. Außerdem ergibt sich eine bessere Abschirmwirkung der Seitenschenkel.
In dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 3 wird der E-förmige Kern so gestaltet, daß die beiden äußeren Schenkel durch eine geschlitzte Hülse 22 mit einem Boden 23 gebildet wird. Die Schlitze 2h in der Hülse können dabei je nach Geometrie der Anordnung verschieden tief sein, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie etwa halb so lang wie die gesamte Hülse. Die Schlitze 2h werden dabei so breit ausgeführt, daß der Permanentmagnet lh bei dem Yorbeilaufen an einem mittleren Schenkel 25» der die Aufnehmerspule 12 trägt, niemals Teilen der Hülse 22, 23 direkt gegenüberstehen kann. Der Kern 25 im Inneren der Hülse 22, 23 kann auch durch einen Luftspalt vom Boden 23 getrennt sein oder aber wie schon beschrieben verkürzt ausgeführt sein. Der besondere Vorteil des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3 liegt in seiner besonders einfachen Herstellbarkeit.
In Fig. h ist ein Aus.führungsbeispiel dargestellt, bei dem die beiden äußeren Schenkel 15 und 16 durch ein geschlitztes Rohr 26 gebildet werden. Die Schlitze 27 im Rohr können dabei verschieden tief sein, wobei das Joch des E-förmigen Kernes praktisch durch den ungeschlitzten Teil des Rohres 26 gerbildet wird. Auch hier ist der Schlitz so breit zu machen, daß der Permanentmagnet lh beim Vorbeilaufen niemals Teilen des Rohres 26 direkt gegenüberstehen kann, da auch hierdurch die durch Streufluß induzierte Spannung in der Aufnehmerspule 12 verstärkt werden würde..Der Vorteil des Ausführungsbeispieles nach Fig. h liegt wieder in der einfachen Herstellbarkeit dieser Einrichtung- Außerdem ist auch hier eine Unabhängigkeit gegenüber LuftspaltSchwankungen und eine besonders gute Abschirmwirkung des Rohres 26 für die Aufnehmerspule 12 gegeben.
- 5 ?Ö984?/ÖU8
- g - 3 2 0 1.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann die Abschirmwirkung noch dadurch verbessert werden, daß die Form der Aufnehmerspule den abschirmenden Teilen des E-förmigen Teiles angepaßt wird. Außerdem kann die Aufnehmerspule 12 auf dem mittleren Schenkel zurückgezogen angeordnet werden und dabei beispielsweise nur den in Fig. 4 bei 28 angedeuteten Bereich ausfüllen.
Mit der beschriebenen Anordnung ist es möglich, Störsignale, die durch den Streufluß in der Aufnehmerspule 12 aufgelöst werden können, weitgehend zu unterdrücken, so daß der Aufwand in einer nachfolgenden Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Störsignalen relativ gering gehalten werden kann.
-S- 7098Ä770U8
Leerseite

Claims (1)

  1. 3 2 0
    Ansprüche
    1.) Einrichtung zur Lageerkennung von beweglichen Körpern, insbesondere zur Ermittlung der Drehwinkelstellung von rotierenden Wellen» mit wenigstens einem auf dem beweglichen Teil angebrachten Beeinflussungselement, insbesondere einem Permanentmagnet, und einer zugeordneten Aufnehmerspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmerspule (12) auf einem mittleren Schenkel (12, 21, 25) eines E-förmigen Kernes (10) angeordnet ist und daß das Beeinflussungselement (14) am mittleren Schenkel (12, 21, 25) des Kernes (10) in einer Bewegungsebene senkrecht zu der Ebene der Schenkel (12,15,1β;2Ο,21;24,25;35,26) vorbeiführbar ist.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel (12,21,25) gegenüber den äußeren Schenkeln (15,l6;2O;22;26) des Kernes (10) gekürzt ist.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel (12,21,25) durch einen Luftspalt vom Joch (19,23) des Kernes (10) getrennt ist.
    h. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Schenkel (22) des Kernes als eine wenigstens teilweise geschlitzte topfförmige Hülse ausgebildet sind.
    - 7 -709847/0U8
    ORIGINAL INSPECTED
    5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-J3 dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Schenkel (26) des Kernes (10) als wenigstens teilweise geschlitztes Rohr ausgebildet sind.
    6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der auf dem mittleren Schenkel (12,21, 25) angeordneten Aufnehmerspule der Form der äußeren Schenkel angepaßt ist.
    7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmerspule (12) nur auf einem Teil des mittleren Schenkels (12,21,25) in der Nähe des Joches angeordnet ist.
    709847/0U8'
    ORIGiNAL INSPECTED
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