DE3149826A1

DE3149826A1 - Induktivgeber

Info

Publication number: DE3149826A1
Application number: DE19813149826
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Höhne
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1983-07-21
Also published as: JPS5897512U; JPS64568Y2

Description

Induktiveber
Stand der Technik Die Erfindung gellt aus von einem Induktivgeber nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist bekannt, für die Messung von Drehwinkeln, insbesondere in Zündverteilern von Brennkraftmaschinen, Induktivgeber zu verwenden, mit denen definierte Winkellagen zwischen einem Stator und einem Rotor erfaßt werden. Hierzu sind Stator und Rotor mit Zacken versehen, derart, daß diese Zacken bei Drehung des Rotors in den definierten Winkellagen sich an den Zacken des Stators vorbeibewegen. In diesem Fall wird nämlich der Fluß in einem Magnetkreis geändert, der üblicherweis-e von einem Permanentmagneten in Verbindung mit dem als Leitstück dienenden Stator bzw. Rotor gebildet wird, und der Magnetkreis schließt eine Spule ein, an der bei å jedem Vorbeibewegen einer Statorzacke an einer Rotorzacke ein Spannungsimpuls abnehmbar ist.
Da der Magnetkreis über die Zacken von Stator und Rotor geschlossen wird, tritt dann, wenn sich die Rotorzacke wieder von der Statorzacke entfernt, ein Rückstreufluß auf, der je nach vorliegender Geometrie von Rotor und Stator schwer zu erfassen ist und zu einer Verschleifung des Spannungsimpulses führt. Dies wirkt sich beispielsweise bei Zündverteilern von Brennkraftmaschinen insoweit störend aus, als nur eine Geberspannung entsteht, die symmetrische positive und negative Halbwellen hat. In bestimmten Anwendungsfällen ist es jedoch vorteilhaft, daß die positive Geberspannung nur sehr flach ansteigt und daß deren Winkelanteil größer als 50 % ist.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Induktivgeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß durch Abschirmung der Rotorzacke nach Vorbeibewegung an der Statorzacke definierte Flußänderungsverhältnisse entstehen und hierdurch ein flacherer Spannungsanstieg erreichbar sowie ein größeres Steuertastverhältnis der induzierten Spannungsimpulse ausnutzbar ist. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn bei einfachen Zündanlagen auf eine aufwendige elektronische Schließwinkelregelung verzichtet werden soll.
Weiterhin ergibt die definierte Flußänderung die Möglichkeit, durch geeignete Konturierung des Rotors eine definierte Spannungsform einzuselen.
Schließlich hat der erfindungsgemäße Induktivgeber den Vorteil, daß er mit denselben Fertigungsmitteln herstellbar ist wie bekannte Induktivgeber, so daß keine größeren Umrüstkosten gegenüber der Herstellung von herkömmlichen Induktivgebern anfallen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Induktivgebers möglich. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:. Figur 1a und b eine Prinzipdarstellung des bei einem Induktivgeber nach dem Stand der Technik auftretenden Rückstreuflusses; Figuren 2, 3 und 4 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Induktivgebers mit einer Draufsicht des Statorteiles sowie zwei Querschnitten; Figuren 5, 6, 7 entsprechende Darstellungen einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Induktivgebers, Figuren 8 und 9 Geberspannungen nach dem Stande der Technik bzw. nach der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bei einem Induktivgeber der gattungsgemäßen Art wie er in Figur 1a in Draufsicht und in Figur 1b im Schnitt dargestellt ist, wird von einer Welle 10 ein Rotor 11 angetrieben, der vorzugsweise in eine, üblicherweise parallel zur Welle 10 verlaufende Rotorzacke 12 ausläuft.
Dem gegenüber ist ein Stator 13 raumfest angeordnet, an den wenigstens eine Statorzacke 14 derart angeformt ist, daß sie parallel zur Rotorzacke 10 verläuft und in Unmittelbarer Nähe der Bewegungsbahn der Rotorzacke 12 liegt.
Bei Verwendung eines derartigen Induktivgebers in einem Zünverteiler in einer Brennkraftmaschine ist üblicherweise eine Rotorzacke 12 sowie eine der Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von Statorzacken 14 vorgesehen. Es versteht sich jedoch, daß die erfindungsgegemäße Anordnung auch bei anderen Anwendungen verwendbar ist.
Dreht sich der Rotor 11 in Uhrzeigerrichtung, wie es in Figur 1 angedeutet ist, bewegt sich die Rotorzacke 12, wie beschrieben, an der Statorzacke 14 vorbei, wodurch ein Magnetkreis mit einem in Figur 1 nicht näher dargestellten Magneten näherungsweise geschlossen wird. Da Rotor 11 und Stator 13 eine Spule 15 einschließen, wird bei Schließen des Magnetkreises in die Spule 15 ein Spannungsimpuls induziert, der über ebenfalls nicht dargestellte Mittel abnehmbar ist und in geeigneter Weise weiterverarbeitet wird.
Bewegt sich die Rotorzacke 12 an der Statorzacke 14 vorbei, entsteht ein Rückstreufluß + R wie er in Figur 1 angedeutet ist. Dieser Rücks.treufluß fR führt zu einer Geberspannung mit rotationssymmetrischen positiven und negativen Halbwellen, wie sie in Figur 8 dargestellt ist.
Erfindungsgemäß wird nun eine Anordnung verwendet, wie sie beispielsweise in den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist. Figur 2 zeigt dabei eine Draufsicht auf den Stator 13, wobei die Schnitte A-A' bzw. B-B' in den Figuren 3 und 4 näher dargestellt sind.
Wie ersichtlich, befindet sich an der Welle 10 ein Rotor 11 mit einer Rotorzacke 12. Parallel zu dieser verläuft die Statorzacke 18 des Stators 13, der einmal aus einem radial verlaufenden Statorteil 13a besteht, auf dessen einer Seite die Spule 15 befestigt ist und auf dessen anderer Seite ein axial magnetisierter Permanent-Ringmagnet 16 angeordnet ist, dessen abgewandte Seite von einem weiteren Statorteil 13b gehalten ist. Das weitere Statorteil 13b läuft in Richtung der Achse 10 in einen hülsenförmigen Schenkel 13c aus, der sich um die Achse 10 erstreckt und in deren Nähe angeordnet ist.
Aus Figur 3 wird deutlich, daß bei Annäherung von Statorzacke 14 und Rotorzacke 12 ein magnetischer Kreis geschlossen wird, der über den Rotor 11, die Rotorzacke 12, die Statorzacke 14, das Statorteil 13a, den Magneten 16, das Statorteil 13b, den Schenkel 13c und die Achse 10 verläuft Da dieser Magnetkreis die Spule 15 einschließt, wird die durch Drehung des Rotors bewirkte tuftspait- und Flußänderung in eine in der Spule induzierte Spannung umgesetzt und demzufolge bei jedem Vorbeibevegen der Rotorzacke 12 an einer Statorzacke 14 in die Spule 15 der Spannungsimpuls induziert.
Wie weiter ersichtlich, ist an das weitere Statorteil 13b an dessen von der Achse 10 abgewandtem Ende eine Hilfsstator-Zacke 18 derart angeformt, daß sie um einen spitzen Winkel gegenüber der Statorzacke 14 versetzt ist und sich ebenfalls in unmittelbarer Nähe der Bewegungsbahn der Rotorzacke 12 befindet. Dreht sich der Rotor 12 nun in Uhrzeigerrichtung, passiert die Rotorzacke 12 zunächst die Statorzacke 14 (Figur 3) und unmittelbar darauf die Hilfsstator-Zacke 18 (Figur 4). Da die Hilfsstator-zacke 18 jedoch mit dem Ende des Permanent-Ringmagneten 16 verbunden ist, das von dr Statorzacke 14 abgewandt ist, ergibt sich eine Abschirmung der Rotorzacke 12 in der Nähe der Hilfsstator-Zacke 18.
Insgesamt wird durch diese Anordnung der Rückstreufluß + R durch die Hilfsstator-Zacke 18 neutralisiert und es entsteht ein gewünschter asymmetrischer Spathungsverlauf, wie ihn Figur 9 zeigt.
Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Induktivgebers ist in den Figuren 5, 6, 7 dargestellt, wobei Figur 5 wiederum die Draufsicht auf den Stator und Figuren 6, 7 die in Figur 5 dargestellten Schnitte A-A' bzw. B-B' darstellen.
Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Figur 2 bis 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die HilSsstator-Zacke 19 an den Schenkel 13c angeformt, von dem ein Halteteil 13d von der Achse 10 nach außen führt und in die Hilfsstator-Zacke 19 mündet.
Im Gegensatz zum eingangs beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird durch diese Anordnung bewirkt, daß der Rückstreufluß + R durch die Hilfsstator-Zacke -19 ausgeblendet wird, da sich bei Annäherung der- Rotorzacke 12 an die Rilfsstator-Zacke 19 die Spule 15 in einem abgeschirmten Kreis befindet.
Aufgrund der sich durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen einstellenden reproluzierbaren Flußverhaltnisse ist es möglich, die Rotorzacke in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mit einer definierten Kontur zu versehen, so daß sich ein definierter Spannungsverlauf der induzierten Impulse ergibt.

Claims

Ansprüche @ Induktivgeber, insbesondere für Zündverteiler von Brennkraftmaschinen mit einem von einer Welle (10) angetriebenen Rotor (11) der im Abstand zur Welle (10) wenigstens eine Rotorzacke (12) aufweist, mit einem raumfesten Stator (13), der wenigstens eine parallel zur Rotor achse (12) in unmittelbarer Nähe von deren Bewegungsbahn angeordnete Statorzacke (1h) aufweist, wobei ferner ein Magnet am Stator (13) angeordnet ist, derart, daß bei Annäherung von Rotorzacke (12) und Statorzacke (14) ein magnetisher Kreis über Rotor (11), Rotorzacke (12), Statorzacke (14), Stator (13) und Magnet geschlossen wird, wobei der Kreis räumlich eine zwischen Rotor (11) und Stator (13) angeordnete Spule (15) einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß an der von der Statorzacke (14) abgewandten Seite des Magneten wenigstens eine Hilfsstator-Zacke (18, 19) angeordnet ist, die um einen spitzen Winkel gegenüber der Statorzacke (14) versetzt neben dieser angeordnet ist, so daß die Rotorzacke (12) auf ihrer Bewegungsbahn nacheinander die Statorzacke (14) und die Hilfsstator-Zacke (18, 19) passiert.
2. Induktivgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet als axial magnetisierter Permanent-Ringmagnet (16) ausgebildet ist, dessen eine Seite auf einem radialen Statorteil (13a), an das die Statorzacke (14) axial angeformt ist,. aufliegt und dessen andere Seite an einem weiteren radialen Statorteil (13b) befestigt ist, an das die HilfsstatorZacke (18, 19) angeformt ist.
3. Induktivgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere radiale Statorteil (13b) auf der inneren Seite in einen parallel zur Achse (10).

in deren unmittelbarer Nähe angeordneten Schenkel (13c) oder eine die Achse umgebende Hülse und auf der außeren Seite in diese Hilfsstator-Zacke (18) ausläuft.
4. Induktivgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere radiale Statorteil (13b)-auf der inneren Seite in einen parallel zur Achse (10) in deren unmittelbarer Nähe angeordneten Schenkel (13c) ausläuft, der in ein radiales Halteteil (13d) 'übergeht, das von der Achse (10) wegweist und seinerseits in die Hilfsstator-Zacke (19) ausläuft.
5. Induktivgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorzacke (12) eine nichtlineare Kontur aufweist.