DE3011822A1

DE3011822A1 - Sensoranordnung

Info

Publication number: DE3011822A1
Application number: DE3011822A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. 7141 Schwieberdingen Baumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1981-10-01
Also published as: JPS56148009A; FR2479453A1; US4528471A; FR2479453B1; SE8100567L

Description

R. 6205
24.3.1980 Wt/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Sensoranordnung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung nach der Gattung des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, zur Erfassung einer bestimmten Lage eines translatorisch oder rotatorisch bewegten Maschinenteils, auf dem eine Zahnstange oder ein Zahnkranz angeordnet ist, einen magnetischen Aufnehmer zu verwenden, der in der Nähe der an ihm vorbeilaufenden Zähne angeordnet ist. Derartige Bezugsmarkengeber-Anordnungen werden insbesondere bei Werkzeugmaschinen, beispielsweise zur Erfassung einer Endstellung oder bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen verwendet, die einen Anlasser-Zahnkranz aufweisen, in dessen Nähe der magnetische -Aufnehmer angeordnet ist. Die Erfassung der Bezugsmarke dient dabei üblicherweise zur Steuerung der Zündung der Brennkraftmaschine.

Aus der DE-OS 25 32 226 ist ein Impulsgeber bekannt, bei dem ein Maschinenteil, das Zähne aufweist, an einem Aufnehmerkopf vorbeiläuft. Dabei unterscheidet sich das

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Material eines ersten Zahnes oder mehrerer erster Zähne von dem Material der anderen Zähne derart, daß sich beim Vorbeilaufen des ersten Zahnes am Aufnehmerkopf eine induzierte Spannung ergibt, die in ihrer Phasenlage um einen vorbestimmten Mindestbetrag gegenüber der sich beim Vorbeilaufen der anderen Zähne am Aufnehmerkopf ergebenen Phasenlage der induzierten Spannung verschoben ist.

Dieser bekannte Impulsgeber hat jedoch den Nachteil, daß bei der Fertigung des Gebers jeweils mindestens ein Zahn aus unterschiedlichem Material eingesetzt werden muß, was fertigungstechnisch einen erheblichen Mehraufwand bedeutet. Verwendet man den bekannten Impulsgeber beispielsweise am Anlasser-Zahnkranz einer Brennkraftmaschine, kommt hinzu, daß die Anbringung wenigstens eines speziellen Zahnes aus unterschiedlichem Material wegen der auf die Zähne des Zahnkranzes einwirkenden mechanischen Belastung besonders aufwendig gestaltet werden muß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß nur geringfügige Veränderungen an dem mit Zähnen versehenen Maschinenteil vorgenommen werden müssen, die sich überdies im Rahmen der ohnehin erforderlichen Bearbeitung der Zähne bei der Fertigung des Maschinenteils halten. Der hierdurch erforderliche Mehraufwand ist demzufolge außerordentlich gering.

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Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 verschiedene Ausführungsformen von Sensoranordnungen nach dem Stande der Technik und nach der Erfindung; Fig. 2 zeitliche Signalverläufe von Sensoranordnungen nach den Stande der Technik und nach der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist mit 10 ein magnetischer Aufnehmer in Gestalt eines induktiven Impulsgebers bezeichnet, der in der Nähe eines Zahnkranzes 11 derart angeordnet ist, daß die Zähne des Zahnkranzes 11 in unmittelbarer Nähe eines an der Stirnseite des magnetischen Aufnehmers 10 angeordneten Polstiftes 12 vorbeilaufen. Der. magnetische Aufnehmer 10 ist an sich bekannt und beispielsweise in der DE-PS 24 10 63O beschrieben.

Die am magnetischen Aufnehmer 10 vorbeilaufenden Zähne des Zahnkranzes 11 bewirken eine Beeinflussung des unter anderem durch den Polstift 12 gebildeten magnetischen Kreises des Aufnehmers 10, so daß bei nicht verändertem Zahnkranz 11 an den elektrischen Anschlüssen des magnetischen Aufnehmers 10 ein periodisches Signal abnehmbar ist. Will man nun auf dem Zahnkranz 11 eine Bezugsmarke erzeugen, ist es beispielsweise möglich, einen Zahn des Zahnkranzes 11 auszulassen, wie dies durch die Lücke 13 in Fig. la angedeutet ist. Dann ergibt sich am Ausgang des magnetischen Aufnehmers 10

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ein zeitlicher Signalverlauf, wie er in Fig. 2a dargestellt ist. Wie ersichtlich, wirkt sich das "Vorhandensein der Lücke 13 auch auf das von den Zähnen verursachte Signal des Aufnehmers 10 aus, die der Lücke 13 vorausgehen bzw. ihr nachfolgen, so daß insgesamt eine von Luftspalt und Drehzahl abhängige Störzeit T entsteht _} in der einzelne Zahnsignale (und damit Winkelinformationen) verloren gehen können. Diese kritischen Punkte T ., T pj T 7) T u sind in Figur 2a eingetragen.

Erfindungsgemäß wird nun der Einfluß eines als Bezugsmarke verwendeten Zahnes auf die vorausgehenden bzw. nachfolgenden Signale dadurch vermindert, daß wenigstens ein Zahn über einen Teil seiner Breite in der Höhe geschwächt wird. Dies ist in Fig. Ib dargestellt, wo auf einen unveränderten vorausgehenden Zahn 14 der Bezugsmarken-Zahn 15 folgt, der wiederum von einem nachfolgenden Zahn 16 gefolgt ist. Die Art und V/eise der erfindungsgemäß vorgenommenen Schwächung ist zur weiteren Verdeutlichung in einem weiteren Schnitt in Fig. Ib., lbpj Ib-, dargestellt, wobei die letzteren Schnitte senkrecht zu dem Schnitt in Fig. Ib angelegt sind. Danach wird ersichtlich, daß auf den unveränderten Zahn l4 der Bezugsmarkenzahn 15 folgt, der über einen Teil B₁ seiner Breite B in einem Teil H₁ seiner Höhe H geschwächt ist. Das gleiche gilt für den nachfolgenden Zahn 16, bei dem jedoch die Schwächung über dem Teil H₂ der Höhe H geringer ist als beim Bezugsmarken-Zahn 15· Alternativ ist es auch möglich, daß der vorausgehende Zahn 14 in entsprechender Weise wie Zahn 16 behandelt wird.

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Das Ausgangssignal des magnetischen Aufnehmers 10 in Verbindung mit einem Zahnkranz nach Pig. Ib ist in Fig. 2b dargestellt. Wie man aus dem zeitlichen Signalverlauf ersieht, beschränkt sich der Einfluß des Bezugsmarken-Zahns 15 wenigstens näherungsweise nur auf den Winkelbereich, in dem der Bezugsmarken-Zahn 15 dem Aufnehmer 10 gegenübersteht. Digitalisiert man das Ausgangssignal des Aufnehmers 10, wie dies in Fig. 2c dargestellt ist, ergibt sich damit eine eindeutige-Bezugsmarke BM.

Es ist daher insgesamt möglich, mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung nicht nur ein exaktes Drehzahlsignal für den Zahnkranz Γ1, sondern auch ein bezüglich seiner Winkellage präzises Bezugsmarken-Signal zu erhalten.

Es versteht sich von selbst, daß die in Fig. Ib dargestellte Schwächung wenigstens des Bezugsmarken-Zahnes über einen Teil seiner Breite in der Höhe nur beispielhaft ist. Je nach den vorliegenden konstruktiven Gegebenheiten sowie der Art des verwendeten magnetischen Aufnehmers 10 kann auch eine andere Form der Schwächung über einen Teil der Breite in der Höhe erfolgen, wie dies beispielhaft in Fig. Ic dargestellt ist. Bei dieser Art der Schwächung liegt ebenfalls eine Materialabtragung des Bezugsmarken-Zahnes 17 sowie eines vorausgehenden oder nachfolgenden Zahnes 18 vor. Die Materialabtragung muß nicht wie beim ersten Ausführungsbeispiel parallel zum Zahnkopf erfolgen, sondern kann gegenüber diesem geneigt sein, wobei die Neigung bei den beiden Zähnen 17, 18 gegensinnig ist.

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Den vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Gestaltungen des Zahnkranzes 11 ist gemein, daß auch beim Bezugsmarken-Zahn 153 17 die Höhe H wenigstens über einen Teil der Breite B erhalten bleibt, so daß die mechanische Funktion des Zahnkranzes 11 nicht beeinträchtigt ist. Schließlich können die Materialabtragungen gemäß Fig. Ib₃ Ic; Ibp, 2b, in einfacher Weise, z. B. durch Abfräsen, vorgenommen werden, so daß der Mehraufwand bei der Herstellung des Zahnkranzes 11 nur außerordentlich gering ist.

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Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

' 1J Sensoranordnung zur Erfassung wenigstens einer Bezugsmarke auf einem mit Zähnen'versehenen Maschinenteil, insbesondere einem Anlasser-Zahnkranz einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, bei der ein magnetischer Aufnehmer in der Nähe der an ihm vorbeilaufenden Zähne angeordnet ist und wenigstens ein Zahn so ausgebildet ist,- daß das von ihm im Aufnehmer hervorgerufene Signal sich von dem von den anderen Zähnen hervorgerufenen Signal unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Zahn (15» 17) über einen Teil seiner Breite in der Höhe geschwächt ist.
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den wenigstens einen Zahn (15, 17) folgende Zahn (16, 18) oder der vorausgehende Zahn gleichfalls über einen Teil seiner Breite in der Höhe geschwächt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung des vorausgehenden oder folgenden Zahnes (16) geringer ist als die des ersten Zahnes (15).
4. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 'die Schwächung durch Materialabtragung parallel zum Zahnkopf erfolgt.
5. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung durch Materialabtragung unter einem vorbestimmten Winkel oder einer vorbestimmten Kontur zum Zahnkopf erfolgt.
6. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung des wenigstens einen Zahnes (17) und des folgenden Zahnes (18) durch Materialabtragung unter jeweils einem vorbestimmten Winkel zum Zahnkopf erfolgt, wobei die Winkel vorzugsweise gegensinnig angelegt sind.

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