DE3836935A1 - Drehstellungsdetektor fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehstellungsdetektor für einen Verbrennungsmotor mit einer Nockenwelle.

Die Feststellung der Drehstellung bei einem Verbrennungsmotor dient der Steuerung der Zündzeitpunktsverstellung. Fig. 5 zeigt einen herkömmlichen Drehstellungsdetektor für einen Verbrennungs­ motor, wie er aus der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Kokai Nr. 60-23 714 bekannt ist. Dieser Drehstellungsdetektor umfaßt eine Riemenscheibe 1, die mit einem Bolzen 3 an einer Nockenwelle 2 befestigt ist. Eine Riemenabdeckung 4 überdeckt die gesamte Riemenscheibe 1. Ein Drehstellungssensor 6 ist an einem Motorblock befestigt. Ein Paar kreisförmiger Rippen 7′ und 8′ sind integral und konzentrisch mit der Riemenscheibe 1 ausge­ bildet. Die kreisförmigen Rippen 7′ und 8′ weisen jeweils Schlitze auf, so daß deren Durchlaufen durch den Sensor 6 ein Signal entsprechend des Drehwinkels der Nockenwelle 2 auslöst.

Um den Drehstellungsdetektor zusammenzubauen, wird der Sensor 6 am Motorblock befestigt und anschließend die Riemenscheibe 1 mit den kreisförmigen Rippen 7′ und 8′ an der Nockenwelle 2 ange­ bracht. Die Meßgenauigkeit des Drehstellungsdetektors hängt folglich von der Genauigkeit aller miteinander verbundenen Bau­ teile ab und kann nicht vor Fertigstellung des Zusammenbaus bestimmt werden. Dies macht es unmöglich, eine Gewährleistung für die Funktionsfähigkeit des Drehstellungsdetektors selbst zu geben. Wenn die Riemenscheibe 1 aufgrund eines Defektes eines anderen Bauteils ausgebaut und anschließend wieder eingebaut wird, kann sich die Genauigkeit des Detektors ändern, was ein verläßliches Funktionieren verhindert. Zusätzlich können Staub und Schmutz am Sensor des Detektors hängenbleiben und so exakte Messungen der Drehstellung verhindern. Schließlich ist der Detektor auch anfällig gegen elektromagnetische Störgeräusche.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Drehstellungsdetektor zu schaffen, dessen Funktions­ fähigkeit unabhängig von anderen Bauteilen überprüft werden kann, was eine Lieferung ab Fabrik mit Gewährleistung ermöglicht, und der unempfindlich gegen Staub, Schmutz und elektromagnetische Störgeräusche ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Drehstellungsdetektor dadurch gelöst, daß eine Hülse, die so auf der Nockenwelle angebracht ist, daß sie sich zusammen mit dieser dreht; ein hermetisches Gehäuse, das so am Motor be­ festigt ist, daß die Hülse sich innerhalb des Gehäuses dreht; ein optischer Sensor, der an einer Innenseite des Gehäuses angebracht ist; und eine gelochte Abdeckscheibe, die an der Hülse so befestigt ist, daß sie sich zusammen mit dieser in Bezug auf den stationären optischen Sensor dreht, um ein Signal zu liefern, das einer Drehstellung des Motors entspricht, vorgesehen sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehstellungsdetektors;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil des er­ findungsgemäßen Drehstellungsdetektors, der die räumliche Relation zwischen dem optischen Sensor und der Abdeckscheibe veranschaulicht;

Fig. 3 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Abdeckscheibe und ihrer Befestigung;

Fig. 4 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des optischen Sensors; und

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Dreh­ stellungsdetektor für einen Verbrennungsmotor.

In Fig. 1 stimmen die Bauteile 1 bis 4 mit denjenigen des weiter oben beschriebenen herkömmlichen Detektors überein. Ein Teilstück 9 des hermetischen Gehäuses ist über einen Befestigungsarm 10 mit dem Motorblock verbunden. Ein anderes Teilstück 9 a des Gehäuses ist mit dem Teilstück 9 so ver­ bunden, daß ein hermetischer Raum gebildet wird. Ein optischer Sensor 6 ist an dem Teilstück 9 des Gehäuses mit einer Schraube 6 c befestigt. Eine Hülse 13 ist über Lager 5 und 5 a drehgelagert am hermetischen Gehäuse 9, 9 a angebracht. Eine gelochte Ab­ deckscheibe 7 ist an der Hülse 13 befestigt und wird weiter unten noch detaillierter beschrieben. Die Hülse 13 hat eine lose Passung über der Nockenwelle 2 und weist einen Schlitz 14 zur Aufnahme eines Stiftes 14 a der Nockenwelle 2 auf, so daß sie sich mit der Nockenwelle 2 zusammen dreht.

In Fig. 2 sind ein lichtemittierendes Element 15 und ein licht­ empfangendes Element 16 im optischen Sensor 6 eingebaut. Wenn eine Öffnung 7 a der Abdeckscheibe 7 den optischen Sensor 6 erreicht, fällt Licht vom lichtemittierenden Element 15 auf das lichtempfangende Element 16.

In Fig. 3 ist die Abdeckscheibe 7 zwischen einem Flansch 13 b der Hülse und einem Abstandshalter 7 c mit einer Schraube 7 e befestigt. Ein Stift 7 f des Abstandshalters 7 c ragt durch Öffnungen in der Abdeckscheibe 7 und dem Flansch 13 b. Die Anzahl der Öffnung 7 a in der Abdeckscheibe 7 ist so gewählt, daß der optische Sensor 6 ein Drehstellungssignal ausgibt, wenn sich die Abdeckscheibe 7 dreht.

In Fig. 4 ist der optische Sensor 6, der aus den zwei Bereichen A und B besteht, die mit einer Schraube 6 d zusammengehalten werden, an dem Teilstück 9 des Gehäuses mit einem Schraubenpaar 6 c befestigt. In diesen zwei Bereichen A und B sind das lichtemittierende bzw. das lichtaufnehmende Element unterge­ bracht. Der Bereich B enthält außerdem eine elektronische Schal­ tung zum Verstärken eines Signals aus dem lichtempfangenden Ele­ ment und zum Formen der Wellenform.

Alternativ dazu kann der Teilbereich 9 des hermetischen Ge­ häuses so angebracht werden, daß seine Drehung dadurch ver­ hindert wird, daß in ihm einen Öffnung vorgesehen ist, durch die eine Haltesäule, die sich entlang der Nockenwelle 2 er­ streckt, ragt, wenn die Hülse 13 auf der Nockenwelle ange­ bracht ist.

Wie bereits beschrieben, ist der Drehstellungsdetektor zwischen der Nockenwelle 2 und der Riemenscheibe 1 angebracht. Im Gegen­ satz zum herkömmlichen Detektor sind bei dem erfindungsgemäßen Detektor der rotierende Bereich und der stationäre Bereich über die Lager 5 integral miteinander verbunden, so daß es einfach ist, den Detektor auf der Nockenwelle 2 zu montieren, d. h., bevor die Riemenscheibe 1 angebracht wird, kann der rotierende Bereich oder die Hülse 13 über die Nockenwelle 2 gepaßt und der stationäre Bereich oder das Gehäuse 9, 9 a über den Befestigungs­ arm 10 oder dergleichen am Motorblock befestigt werden. Es ist natürlich möglich, die Funktion des Detektors zu überprüfen, bevor dieser am Motorblock befestigt wird. Zusätzlich haben axiale Vibrationen der Nockenwelle keine oder nur geringe nachteilige Auswirkungen auf den Detektor, weil die Hülse 13 mit der Nockenwelle 2 lediglich in Drehrichtung in Eingriff steht, aber in axialer Richtung frei ist. Darüber hinaus ist der optische Sensor 6 frei von elektromagnetischen Störgeräuschen, wie z. B. hohen Spannungen der Zündspule oder magnetischen Störungen von der Spule. Der optische Sensor 6 und die Abdeckscheibe 7 sind schließlich so innerhalb des hermetischen Raumes angeordnet, daß sie frei von Staub und Dreck bleiben.

Wie bereits beschrieben, sind erfindungsgemäß ein rotierender Bereich mit einer Abdeckscheibe, die sich zusammen mit der Nocken­ welle dreht, und ein stationärer Bereich mit einem optischen Sensor, der am Motorblock befestigt ist, über Lager integral verbunden, so daß die Meßgenauigkeit vor der Montage auf der Nockenwelle bestimmt werden kann, wodurch ermöglicht wird, daß eine Werksgewährleistung bei Lieferung übernommen werden kann. Das hermetische Gehäuse schützt den Sensor und die Ab­ deckscheibe vor Staub und Dreck. Der optische Sensor ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störgeräuschen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungs­ formen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste
(List of reference numerals)

1 Riemenscheibe
2 Nockenwelle
3 Bolzen
4 Riemenabdeckung
5, 5 a Lager
6 optischer Sensor
6 c Schraube
6 d Schraubenpaar
7 gelochte Abdeckscheibe
7 a Öffnung
7 c Abstandshalter
7 e Schraube
7 f Stift
9, 9 a hermetisches Gehäuse
10 Befestigungsarm
13 Hülse
13 b Flansch
14 Schlitz
14 a Stift

Claims (6)

1. Drehstellungsdetektor für einen Verbrennungsmotor mit einer Nockenwelle, gekennzeichnet durch eine Hülse (13), die so auf der Nockenwelle (2) angebracht ist, daß sie sich zusammen mit dieser dreht; ein hermetisches Gehäuse (9, 9 a) das so am Motor befestigt ist, daß die Hülse (13) sich innerhalb des Gehäuses (9, 9 a) dreht; einen optischen Sensor (6), der an einer Innenseite des Gehäuses (9, 9 a) angebracht ist; und eine gelochte Abdeckscheibe (7), die an der Hülse (13) so befestigt ist, daß sie sich zusammen mit dieser in Bezug auf den stationären optischen Sensor (6) dreht, um ein Signal zu liefern, das einer Drehstellung des Motors entspricht.

2. Drehstellungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (13) und die Nockenwelle (2) mit einem Schlitz (14) bzw. einem Stift (14 a) versehen sind, wobei der Schlitz (14) mit dem Stift (14 a) in Eingriff steht, um die Hülse (13) zusammen mit der Nockenwelle (2) zu drehen, aber auch eine axiale Bewegung der Hülse (13) in Bezug auf die Nockenwelle (2) zu ermöglichen.

3. Drehstellungsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hermetische Gehäuse (9, 9 a) über Lager (5, 5 a) drehgelagert auf der Hülse (13) angebracht ist.

4. Drehstellungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hermetische Gehäuse (9, 9 a) über einen Befestigungsarm (10) am Motor befestigt ist.

5. Drehstellungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltesäule vorgesehen ist, die sich vom Motorblock entlang der Nockenwelle (2) durch eine Öffnung des hermetischen Gehäuses (9, 9 a) so hindurch erstreckt, daß sie eine Drehung des hermetischen Gehäuses (9,9 a) verhindert.

6. Drehstellungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (6) einen ersten Bereich (A), der an einer ersten Seite der gelochten Abdeck­ schiebe (7) angeordnet und in dem ein lichtemittierendes Element (15) untergebracht ist, und einen zweiten Bereich (B), der an einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der gelochten Abdeckscheibe (7) angeordnet und in dem ein lichtem­ pfangendes Element (16) und eine elektronische Schaltung zum Verstärken eines Signals vom lichtemfangenden Element (16) und zum Formen einer Wellenform dieses Signals untergebracht sind, aufweist.