DE4110341A1 - Lichtwellenleitervorrichtung zur ueberwachung eines bewegten objekts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Über­ wachung oder zum Detektieren von Informationen eines bewegten Objekts, insbesondere eine Vorrichtung, die Lichtwellenleiter zur optischen Überwachung oder zum Detektieren von Informa­ tionen eines bewegten Objekts verwendet.

Bei einer Lichtwellenleitervorrichtung zum Überwachen eines bewegten Objekts entsprechend der JP-OS 60-1 59 656 und der JP-OS 62-67 409 ist ein an einem Ende eines Lichtwellen­ leiters befestigter Halter unmittelbar an der Wand eines Behälters montiert, um ein zu überwachendes bewegtes Objekt zu halten.

Bei dieser konventionellen Lichtwellenleitervorrichtung zur Überwachung eines bewegten Objekts wird die Umgebung, in der die Vorrichtung eingesetzt wird, nicht berücksichtigt. Die "Einbaulage" des Halters ändert sich im Lauf der Zeit auf­ grund von Wärme und Schwingungen des den Halter haltenden Be­ hälters. Infolgedessen ändern sich der Abstand zwischen der Vorrichtung und einem zu überwachenden Objekt sowie die Stel­ lung, in der die Vorrichtung eingebaut ist. Dies führt zu dem Problem, daß ein präzises Ausgangslichtsignal nicht erzeugt werden kann.

Ein derartiges Problem tritt insbesondere auf, wenn die Vor­ richtung in der Nähe einer Brennkraftmaschine oder einer Tur­ bine verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Lichtwellenleitervorrichtung zur Überwachung eines bewegten Objekts, wobei das vorgenannte Problem des Standes der Tech­ nik beseitigt ist; die Vorrichtung soll ohne Beeinflussung durch die Umgebung, in der sie eingesetzt ist, ein präzises Ausgangslichtsignal über einen langen Zeitraum liefern kön­ nen. Dabei soll ferner eine Lichtwellenleitervorrichtung zum Detektieren der Anzahl von Umdrehungen angegeben werden, die in der Nähe einer Brennkraftmaschine oder einer Turbine ange­ ordnet sein kann und sich zur Detektierung der Anzahl Umdre­ hungen einer Welle eignet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die Erfindung eine Lichtwellenleitervorrichtung zur Überwachung eines bewegten Objekts angegeben, wobei, wenn ein Halter am Ende eines Lichtwellenleiters zum Halten eines zu überwachenden Objekts in einem Behälter montiert ist, zwischen dem Halter und dem Behälter ein Zwischenteil vorgesehen ist. Der Halter ist an diesem Zwischenteil angeordnet, so daß er mit dem Behälter keinen direkten Kontakt hat.

Das Zwischenteil und der Halter bestehen aus Elementen, deren jeweilige Wärmedehnzahlen im wesentlichen gleich sind.

Da bei dieser Lichtwellenleitervorrichtung zur Überwachung eines bewegten Objekts der Halter am Ende des Lichtwellen­ leiters nicht unmittelbar von dem Behälter, in dem ein zu überwachendes bewegtes Objekt gehaltert ist, erwärmt wird, kann der Halter aus einem Material wie etwa einem Kunstharz geformt sein, das nicht warmfest ist und gute Formeigenschaf­ ten hat.

Da ferner Schwingungen des Halters von dem Zwischenteil ab­ sorbiert werden, kann der Lichtwellenleiter keine Risse be­ kommen, und der Halter wird nicht beschädigt.

Außerdem sind die Wärmedehnzahlen des Zwischenteils und des Halters im wesentlichen gleich, so daß der Unterschied zwi­ schen der Wärmedehnung des Behälters und derjenigen des Hal­ ters von dem Zwischenteil aufgenommen werden kann. Daher wird der Halter durch einen solchen Unterschied weder verformt noch beschädigt.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt, der ein Drehwin­ kel-Detektiersystem nach der Erfindung für eine Brennkraftmaschine zeigt;

Fig. 2 die Funktionsprinzipien des Systems;

Fig. 3 bis 8 Querschnitte, die den Anschluß von Lichtwellenlei­ tern zeigen, wobei Fig. 3 den Anschluß unter Anwendung einer Lichterfassung mit Einleiter/Zweirichtungs-Lichtübertragungsmodus und Reflexionsmodus zeigt,

Fig. 4 den Anschluß unter Anwendung eines Einleiter/Zwei­ richtungs-Lichtübertragungsmodus und einer Über­ tragungsmodus-Lichterfassung zeigt,

Fig. 5 den Anschluß unter Anwendung eines lichtaussenden­ den Lichtwellenleiters, von zwei lichtempfangenden Lichtwellenleitern und der Reflexionsmodus-Licht­ erfassung zeigt,

Fig. 6 den Anschluß unter Anwendung eines lichtaussen­ denden Lichtwellenleiters, von zwei lichtempfan­ genden Lichtwellenleitern und der Übertragungs­ modus-Lichterfassung zeigt,

Fig. 7 den Anschluß unter Anwendung von zwei lichtaussen­ denden und zwei lichtempfangenden Lichtwellenlei­ tern in einem Lichtwellenleiterkabel zeigt, wobei außerdem auch die Reflexionsmodus-Lichterfassung angewandt wird,

Fig. 8 den Anschluß unter Anwendung von zwei lichtaussen­ denden und zwei lichtempfangenden Lichtwellenlei­ tern in einem Lichtwellenleiterkabel zeigt, wobei auch die Übertragungsmodus-Lichterfassung ange­ wandt wird;

Fig. 9 einen Querschnitt, der im einzelnen den Anschluß von Lichtwellenleitern im Fall des Einleiter/Zwei­ richtungs-Lichtübertragungsmodus zeigt,;

Fig. 10 einen Querschnitt, der den Anschluß von Lichtwel­ lenleitern gemäß einem weiteren Ausführungsbei­ spiel im Einleiter/Zweirichtungs-Lichtübertra­ gungsmodus zeigt;

Fig. 11 bis 19 Querschnitte, die im Detail Ausführungsbeispiele darstellen, die Fühlerteile zeigen, die bei Verwendung der Einleiter/Zweirichtungs-Lichtwel­ lenleiterkabel der Fig. 3 und 4 anwendbar sind.

Fig. 1 zeigt ein Drehwinkel-Detektiersystem für eine Brenn­ kraftmaschine.

Eine Welle 50 eines Zündverteilers 38 ist über eine Kupplung 51 mit der Welle einer Brennkraftmaschine verbunden und rotiert unter Abstützung in einem Lager 52. Auf der Welle 50 ist ein Rotorkopf 53 befestigt, um Elektrizität von einer Mittelelektrode 54 auf Seitenelektroden 55 zu verteilen. Eine Rotorplatte 37 ist ebenfalls auf der Welle 50 befestigt. Eine Buchse 20 ist der Rotorplatte 37 gegenüberstehend in ein Gehäuse 56 eingesetzt.

Eine optische Verbinderanordnung 1 besteht aus einem Licht­ wellenleiterkabel 11, einem optischen Verbinder 15 und einem mit der Buchse 20 verbundenen Fühlerkopfverbinder 10.

Der optische Verbinder 15 ist mit einer optischen Verstärker­ baugruppe 60 verbunden, in der eine Lichtsendeeinrichtung 31 und eine Lichtempfangseinrichtung 32 mit Lichtwellenleitern verbunden sind. Licht wird von der Lichtempfangseinrichtung 32 in ein elektrisches Signal umgewandelt, und das umgewan­ delte elektrische Signal wird dann von einem Wellenformer 61 geformt. Das digitalisierte Ausgangssignal wird einer Maschi­ nensteuereinheit 65 über elektrische Verbinder 62 und einen elektrischen Leitungssatz 63 zugeführt.

In der Maschinensteuereinheit 65 wird dieses Ausgangssignal zur Einstellung des Zündzeitpunkts der Maschine, des Kraft­ stoffeinspritzzeitpunkts und dergleichen genützt.

Wenn die optische Verstärkerbaugruppe 60 in die Maschinen­ steuereinheit 65 integriert ist, können der elektrische Lei­ tungssatz 63 und weitere Komponenten entfallen.

Der optische Verbinder 15 und weitere auf seiner rechten Sei­ te gezeigte Komponenten sind in einem störungsfreien Raum oder dergleichen untergebracht.

Mit diesem so aufgebauten Drehwinkel-Detektiersystem können Drehwinkel detektiert werden, wobei die Warmfestigkeit, der Rauschwiderstand und die NOx-Beständigkeit verbessert sind.

Fig. 2 zeigt die Fuunktionsprinzipien des Systems.

Eine Lichtsendeeinrichtung 43 in der optischen Verstärkerbau­ gruppe 60 projiziert eine unveränderliche Lichtmenge auf einen Lichtwellenleiter 41a (Diagramm A). Das Licht wird von dem Lichtwellenleiter 41a zu einem Ende eines Lichtwellen­ leiters 42 übertragen und tritt dann an dessen anderem Ende aus. Das austretende Licht wird von einem Lichtunterbrecher 37 unterbrochen und dann von dem Lichtwellenleiter 42 zur weiteren Übertragung zu einem Lichtwellenleiter 41b empfangen (Diagramm B). Es wird von einer Licchtempfangseinrichtung 44 empfangen und dann in eine Spannung umgewandelt (Diagramm C). Das von der Lichtempfangseinrichtung 44 empfangene elektri­ sche Signal wird in dem Wellenformer 61 einem Vergleich un­ terzogen (Diagramm D) und dann in ein digitalisiertes Signal umgewandelt (Diagramm E) und weiter an die Maschinensteuer­ einheit 65 übertragen.

Die Fig. 3-8 zeigen die Kopplung von Lichtwellenleitern mit­ einander.

Dabei zeigen die Fig. 3 und 4 Ausführungsformen mit einem Einleiter-Lichtwellenleiterkabel für eine Zweirichtungs- Lichtübertragung.

Für die optische Erfassung nach Fig. 3 wird ein Reflexions­ modus angewandt. Aus der Lichtsendeeinrichtung 31 austreten­ des Licht wird von Lichtwellenleitern in einem Lichtverzwei­ gungsteil 30 auf Übertragungslichtwellenleiter 11a und 11b projiziert. Das an den Enden der Übertragungslichtwellenlei­ ter 11a und 11b austretende Licht wird von der Rotorplatte 37 reflektiert. Das reflektierte unterbrochene Licht wird von den Übertragungslichtwellenleitern 11a und 11b empfangen und dann den Lichtempfangselementen 32 im Lichtverzweigungsteil 30 zugeführt. Es gibt zwei Arten von Fühlerteilen. Bei dem einen Fühlerteil sind ein optischer Verbinder und ein Fühler­ kopf integral miteinander ausgebildet. Bei dem anderen Füh­ lerteil sind ein optischer Verbinder und ein Fühlerkopf je­ weils gesondert ausgeführt. Unter Anwendung eines Verzwei­ gungslichtwellenleiters ist es möglich, nur ein Lichtsende­ element anstelle von zwei Lichtsendeelementen zu verwenden.

Bei der Lichterfassung von Fig. 4 wird ein Übertragungsmodus angewandt. Gegenüber dem Reflexionsmodus ist der Übertra­ gungsmodus insofern vorteilhaft, als die Gefahr einer Ver­ schmutzung der Rotorplatte 37 geringer ist und weniger Licht verlorengeht.

Wenn bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 der Ab­ stand zwischen dem Fühlerteil und den Lichtsende/Licht­ empfangselementen groß ist, kann die Anzahl der verwendeten Lichtwellenleiter verringert werden. Dies ist im Hinblick auf die Kosten vorteilhaft.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele, die ein Licht­ wellenleiterkabel mit einem Lichtsendewellenleiter und zwei Lichtempfangswellenleitern verwenden.

Bei der Lichterfassung von Fig. 5 wird ein Reflexionsmodus angewandt.

Dabei wird Licht von dem Lichtsendeelement 31 zu einem Licht­ sendewellenleiter 11c übertragen und dann am Fühlerteil zur Projizierung auf die Rotorplatte 37 verzweigt. Das projizier­ te Licht wird von der Rotorplatte 37 unterbrochen und wird dann von Lichtempfangswellenleitern 11d und 11e empfangen.

Bei der Lichterfassung von Fig. 6 wird ein Sendemodus ange­ wandt.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 5 und 6 bieten den Vorteil, daß das Vorsehen von ausschließlich dem Lichtempfang dienen­ den Lichtwellenleitern eine Verminderung der durch die Über­ tragung bedingten Verluste des empfangenen Lichts ermöglicht.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen zwei Lichtwellenleiter zum Aussenden von Licht und zwei Lichtwel­ lenleiter zum Lichtempfang in einem Lichtwellenleiterkabel verwendet werden.

Bei der Lichterfassung nach Fig. 7 wird ein Reflexionsmodus angewandt. Von den Lichtsendeelementen 31 ausgehendes Licht wird durch Lichtsendewellenleiter übertragen und so auf die Rotorplatte 37 projiziert. Das von der Rotorplatte 37 unter­ brochene Licht wird von Lichtempfangswellenleitern empfangen und weiter zu den Lichtempfangselementen 32 übertragen. Es gibt zwei Arten von Fühlerteilen. Bei der einen Art sind ein optischer Verbinder und ein Fühlerkopf integral ausgeführt; bei der anderen Art sind ein optischer Verbinder und ein Füh­ lerkopf gesondert ausgebildet. Die letztgenannte Konstruk­ tionsart kann weiter in zwei Arten unterteilt werden. Bei der einen Art werden vier Lichtwellenleiter in einem Fühlerkopf verwendet, während bei der anderen Art zwei Lichtwellenleiter mit großem Durchmesser in dem Fühlerkopf verwendet werden.

Bei der Lichterfassung nach Fig. 8 wird ein Übertragungsmodus angewandt.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 7 und 8 bieten den Vorteil, daß es durch das Vorsehen von ausschließlich zum Senden oder zum Empfang von Licht dienenden Lichtwellenleitern möglich ist, übertragungsbedingte Verluste von empfangenem Licht zu vermindern.

Die Fig. 9 und 10 zeigen im einzelnen die Verbindung zwischen einadrigen Lichtwellenleitern bei Zweirichtungs-Lichtübertra­ gung.

Die optische Verbinderanordnung 1 besteht aus dem Fühlerkopf­ verbinder 10, dem Lichtwellenleiterkabel 11 und einem zwei­ adrigen optischen Verbinder 15.

20 ist eine am Verteiler der Rotorplatte 37 gegenüberstehend befestigte Buchse.

Der Fühlerkopfverbinder 10 ist mit der Buchse 20 verbunden. 12 ist ein Arretierarm, der von einem Arretierteil 21 der Buchse 20 festlegbar ist. 13 ist ein Wickelkörper bzw. eine Feder, die nicht nur den Fühlerkopfverbinder 10 in einer Arretierstellung hält, sondern außerdem Druck ausübt, um zwi­ schen dem Vorderende eines Fühlerkopfs und der Rotorplatte 37 einen gleichbleibenden Abstand zu unterhalten. 14 ist eine Dichtung, die das Eindringen von Öl, Wasser, Staub und der­ gleichen verhindert.

Somit hat der Fühlerteil die Form eines Verbinders, und durch die "Ein-Griff-Montage" sind seine Einbaueigenschaften ver­ bessert.

16 sind Endhülsen eines zweiadrigen Verbinders, der mit Ver­ zweigungsendhülsen 35 einer Lichtverzweigungsbaugruppe ver­ bunden ist. 17 ist ein von einem Arretierteil 36 der Licht­ verzweigungsbaugruppe festgelegter Arretierarm. 18 bezeichnet Federn, die den Arretierteil 36 in der Arretierstellung hal­ ten und die Endhülsen 16 mit Druck beaufschlagen.

31 ist das Lichtsendeelement, und 32 sind Lichtempfangs­ elemente. 33a, 33b, 34a und 34b sind Verzweigungslichtwellen­ leiter, und 35 sind die Verzweigungsendhülsen.

Licht vom Lichtsendeelement 31 wird in zwei Teile aufgeteilt, und zwar in die Lichtwellenleiter 33a und 33b. In den Licht­ wellenleiter 33a eintretendes Licht wird von der Endhülse 35 zu der Endhülse 16 übertragen. Es wird dann vom Ende des Fühlerkopfverbinders 10 nach Durchsetzen des Übertragungs­ lichtwellenleiters 11a auf die Rotorplatte 37 projiziert. Das von der Rotorplatte 37 reflektierte Licht trifft wiederum auf den Übertragungslichtwellenleiter 11a und geht von der End­ hülse 16 durch den Verzweigungslichtwellenleiter 34a. Es wird dann vom Lichtempfangselement 32 empfangen und in Elektrizi­ tät umgewandelt. In den Lichtwellenleiter 33b eintretendes Licht folgt dem gleichen Weg, wie er vorstehend beschrieben wurde. Somit kann ein Zweikanal-Lichtsignal detektiert wer­ den.

Ein Zweikanal-Impulssignal kann erhalten werden, wenn sich auf der Rotorplatte 37 beispielsweise ein Schwarzweißmuster befindet oder Schlitze in unveränderlichen Abständen vorge­ sehen sind.

Die Fig. 11-19 zeigen im einzelnen einen Fühlerteil, der mit einadrigen und Zweirichtungs-Lichtwellenleitern nach den Aus­ führungsbeispielen der Fig. 3 und 4 verwendbar ist.

Die Fig. 11-14 zeigen dabei einen Reflexionsmodus-Fühlerteil.

In Fig. 11 sind der Fühlerkopf und der optische Verbinder in­ tegral ausgebildet. Der Fühlerteil des Fühlerkopfs ist in der gleichen Richtung wie die Welle angeordnet. Dieses Ausfüh­ rungsbeispiel bietet den Vorteil, daß der Lichtwellenleiter im Fühlerteil nicht unterteilt ist, wodurch Lichtverluste verminderbar sind.

In Fig. 12 ist der Fühlerteil in der gleichen Richtung wie die Welle ebenso wie in Fig. 11 angeordnet. Bei dieser Art von Fühlerteil sind der Fühlerkopf und der optische Verbinder voneinander getrennt. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, daß der Abstand zwischen einer Ebene, von der Licht reflektiert wird, und dem Fühlerkopf einstellbar ist. Damit können Verluste von reflektiertem Licht vermindert werden.

Die Fig. 13 und 14 zeigen jeweils einen Fühlerteil, der senk­ recht zu der Welle angeordnet ist. Dabei ist ein dickes dreh­ bares Reflexionselement angeordnet, und Licht wird von der Seite dieses Reflexionselements reflektiert.

Wenn hierbei in Erstreckungsrichtung der Welle kein Spielraum hinsichtlich der Wellenhöhe vorhanden ist, brauchen die Lichtwellenleiter nicht umgebogen zu werden. Das ist ein Vor­ teil dieses Ausführungsbeispiels. Der Fühlerteil ist daher leicht anbringbar. Es gibt zwei Arten von Fühlerteilen: bei der einen Art sind der Fühlerkopf und der optische Verbinder integral ausgeführt; bei der anderen sind Fühlerteil und optischer Verbinder gesondert ausgebildet, wie das auch den Fig. 11 und 12 entspricht.

Die Fig. 15-19 zeigen einen Fühlerteil mit Übertragungsmodus.

Dabei zeigt Fig. 15 einen Fühlerteil, bei dem der Fühlerkopf und der optische Verbinder integral ausgeführt sind.

Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, daß der Licht­ wellenleiter im Fühlerteil nicht unterteilt ist, so daß Lichtverluste verminderbar sind.

Fig. 16 zeigt einen Fühlerteil, bei dem der Fühlerkopf und der optische Verbinder getrennt sind.

Dabei kann ein Abstand und dergleichen im Fühlerteil einge­ stellt werden, so daß Lichtverluste verminderbar sind.

Fig. 17 zeigt eine Modifikation des Fühlerteils von Fig. 15. Dabei ist die Richtung, in der das Lichtwellenleiterkabel herausgeführt ist, von derjenigen nach Fig. 15 verschieden.

Der Fühlerteil von Fig. 18 ist eine Modifikation des Fühler­ teils von Fig. 15, während der Fühlerteil von Fig. 19 eine Modifikation des Fühlerteils von Fig. 16 ist. Bei beiden Füh­ lerteilen der Fig. 18 und 19 sind die Richtungen, in denen die Verbinder angeordnet sind, von denjenigen der Fig. 15 und 16 verschieden.

Es werden zwar heute Verteiler mit lichtelektrischem Kurbel­ winkelsensor hergestellt, aber die Umgebung in diesen Ver­ teilern ist aggressiv aufgrund von Rauschen, Wärme und son­ stigen Faktoren.

Verteiler erreichen eine hohe Temperatur von ca. 130°C. We­ gen des seit einigen Jahren bestehenden Trends zu kleineren Motorräumen wird die Maximaltemperatur wahrscheinlich noch höher werden. Die Temperatur, bei der für elektronische Kom­ ponenten wie Lichtsende- und Lichtempfangselemente und der­ gleichen eine Garantie gegeben wird, ist höchstens ca. 130°C, so daß der Einbau elektronischer Komponenten in den Verteiler unmöglich ist.

Da ferner der Verteiler eine hohe Zündspannung verteilt, wird sehr viel Rauschen erzeugt. Die Verminderung von Rauschen ist heute ein wesentliches Problem in bezug auf Einbaueinheiten elektronischer Komponenten, wobei eine Fehlfunktion dieser Komponenten vermieden werden soll. Da die Rauscharten jedoch sehr verschieden sind, ist es sehr schwierig, wirklich voll­ ständig wirksame Gegenmaßnahmen gegen Rauschen zu ergreifen.

Da ferner im Verteiler Elektrizität verteilt und entladen wird, werden Stickoxide (NOx) erzeugt, die sich mit Wasser vereinigen unter Erzeugung von Salpetersäure. Die Salpeter­ säure korrodiert die elektronischen Komponenten.

Daher ist die Wirksamkeit bei der Detektierung von Drehwin­ keln, die für die Steuerung von Brennkraftmaschinen besonders wichtig ist, durch den Einbau von Einheiten elektronischer Komponenten in den Verteiler begrenzt.

Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die die elek­ tronischen Komponenten umfassende Einheit außerhalb des Ver­ teilers angeordnet. Die Lichtsende- und Lichtempfangselemente in der Einheit sind durch die Lichtwellenleiter mit der in den Verteiler eingebauten Lichtunterbrechereinrichtung ver­ bunden. Diese Lichtwellenleiter tasten die Lichtunterbre­ chungseinrichtung ab. Dadurch können die Warmfestigkeit, die Rauschbeständigkeit und die NOx-Beständigkeit verbessert wer­ den.

Da ferner das Lichtwellenleiterkabel an beiden Enden als Ver­ binder ausgeführt ist, kann es ohne weiteres angeschlossen und eingebaut werden.

Es gibt viele Drehwinkel-Detektiervorrichtungen, die Licht­ wellenleiter verwenden. Keine dieser Vorrichtungen umfaßt jedoch das Konzept der Ausbildung des Verteilers als Verbin­ der, wie es hier offenbart und beschrieben wurde.

Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können wie folgt zu­ sammengefaßt werden:

Zur Verbesserung der Rauschbeständigkeit und der Warmfestig­ keit sind die elektronischen Komponenten (wie die Lichtsende­ und die Lichtempfangseinrichtung und ein Wellenformer) außer­ halb des Verteilers, z. B. in einem Motorraum, angeordnet. Diese elektronischen Komponenten und der Verteiler sind mit­ einander durch Lichtwellenleiter verbunden.

Der Verteilerteil ist so ausgebildet, daß aus den Lichtwel­ lenleitern austretendes Licht von der drehenden Lichtunter­ brechungseinrichtung unterbrochen wird. Das unterbrochene Licht wird von den Lichtwellenleitern empfangen und dann zu einer elektronischen Schaltung übertragen.

Ferner sind der Verteiler und die Lichtwellenleiter mit dem Verbinder unter Druckbeaufschlagung durch die Federn verbun­ den, wodurch die Einbaueigenschaften der Vorrichtung verbes­ sert werden.

Bei dem Fühlerteil, bei dem der Fühlerkopf und der Verbinder integral ausgeführt sind, ist die Frequenz, mit der die Lichtwellenleiter geteilt sind, niedriger, wodurch Lichtver­ luste vermindert werden können. Bei dem Fühlerteil, bei dem der Fühlerkopf und der Verbinder getrennt sind, kann die Positionierung des Fühlerteils mit hoher Präzision erfolgen, wodurch Lichtverluste vermindert werden können.

Ferner erreichen Verteiler eine hohe Temperatur von ca. 130°C, weil sie an Brennkraftmaschinen befestigt sind. Diese hohe Maximaltemperatur wird in Zukunft noch höher werden, weil ein Trend zu kleineren Motorräumen besteht. Da die Einheit mit den elektronischen Komponenten einschließlich der Lichtsende- und Lichtempfangselemente außerhalb des Vertei­ lers angeordnet ist und die Lichtwellenleiter nicht nur zum Abtasten der Lichtunterbrechungseinrichtung im Inneren des Verteilers, sondern auch zur Lichtübertragung dienen, kann die Warmfestigkeit verbessert werden; die Lösung dieses Pro­ blems war bisher wegen der elektronischen Komponenten nur be­ grenzt möglich.

Im Motorraum wird zwar sehr viel elektrisches Rauschen er­ zeugt, und zwar besonders wegen der Verteilung der hohen Zündspannung durch den Verteiler, aber die Einheit mit den elektronischen Komponenten wird durch das elektrische Rau­ schen nicht nachteilig beeinflußt. Denn die Lichtwellenleiter führen nicht nur die Abtastung im Inneren des Verteilers durch, sondern übertragen auch ein dementsprechendes Signal. Wenn ferner die außerhalb des Verteilers angeordnete Einheit mit den elektronischen Komponenten in einem rauschfreien Raum angeordnet ist, wird sie durch im Motorraum erzeugtes Rau­ schen nicht nachteilig beeinflußt.

Es ist auch möglich, das durch im Verteiler erzeugte Stick­ oxide, die die elektronischen Komponenten korrodieren und sie funktionsunfähig machen, hervorgerufene Problem zu lösen.

Durch die Erfindung ist es möglich, Drehwinkel zu detektie­ ren, ohne die elektronischen Komponenten im Verteiler anzu­ ordnen, und die Warmfestigkeit zu verbessern, was bisher wegen der elektronischen Komponenten nur begrenzt möglich war. Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Einheit mit den elektronischen Komponenten durch elektrisches Rauschen nicht nachteilig beeinflußt wird, weil die Lichtwellenleiter die Abtastung und die Lichtübertragung ausführen.

Ferner kann das Problem der Korrosion der elektronischen Komponenten durch im Verteiler erzeugte Stickoxide gelöst werden.

Weil das Lichtwellenleiterkabel an beiden Enden als Verbinder ausgebildet ist, kann es im Verteiler leicht installiert werden.

Da gemäß der Erfindung der Lichtwellenleiterkopf nicht direkt durch Wärme und Schwingungen seiner Buchse beeinflußt wird, kann eine Lichtwellenleitervorrichtung zur Überwachung eines bewegten Objekts geschaffen werden, die über lange Zeitraume ein präzises Ausgangslichtsignal liefern kann.

Claims (21)

1. Lichtwellenleitervorrichtung zur Überwachung eines beweg­ ten Objekts, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (56) zur Halterung eines zu überwachenden bewegten Objekts (37);
ein an dem Gehäuse befestigtes Halteteil (20), das in bezug auf das zu überwachende bewegte Objekt (37) positio­ nierbar ist;
eine an dem zu überwachenden bewegten Objekt (37) ange­ ordnete Lichtunterbrechungseinrichtung;
einen an dem Halteteil (20) zur Halterung von Enden von zwei Arten von Lichtwellenleitern lösbar befestigten Licht­ wellenleiterkopf (10), wobei die eine Art zur Lichtzuführung zu der Lichtunterbrechungseinrichtung und die andere Art zum Empfang des von der Lichtunterbrechungseinrichtung unterbro­ chenen Lichts dient;
Lichtsende- und Lichtempfangseinrichtungen (31, 32) zum Aussenden von Licht zu dem Lichtwellenleiter und zum Empfang des Lichts von dem Lichtwellenleiter; und
einen Detektierschaltungsteil zum Erkennen von das bewegte Objekt betreffender Information aufgrund eines über die Lichtwellenleiter empfangenen unterbrechbaren Lichtsignals.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu überwachende bewegte Objekt eine rotierende Scheibe (37) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtunterbrechungseinrichtung aus einer lichtreflek­ tierenden und einer lichtabsorbierenden Ebene besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtunterbrechungseinrichtung aus in unveränderli­ chen Abständen ausgebildeten lichtdurchlässigen Schlitzen besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines Lichtwellenleiters in dem Halteteil (20) eingebettet ist, wobei das von einem Lichtwellenleiterkopf (10) gehaltene Lichtwellenleiterende mit dem Halteteil (20) optisch gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtunterbrechungseinrichtung des zu überwachenden bewegten Objekts dem Ende des Lichtwellenleiters in einem Fühlerkopfteil, der an dem Halteteil (20) befestigt ist, gegenübersteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ebene des an dem Gehäuse (56) zu befestigenden Hal­ teteils (20) und das Ende des in das Halteteil eingebetteten Lichtwellenleiters in bezug auf das zu überwachende bewegte Objekt exakt positioniert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene des an dem Gehäuse (56) zu befestigenden Halte­ teils (20) und eine mit einem Ende des Lichtwellenleiterkopfs in Kontakt befindliche Ebene in bezug auf das zu überwachende bewegte Objekt (37) exakt positioniert sind, wobei das Ende des Lichtwellenleiters im Lichtwellenleiterkopf ebenfalls in bezug auf eine Ebene, die an einem Befestigungselement an der Seite des Lichtwellenleiterkopfs zu befestigen ist, exakt positioniert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil und der Fühlerkopf aus einem Formkunstharz bestehen.

10. Vorrichtung zum Aufnehmen der Anzahl Umdrehungen einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch
einen in einem Metallbehälter nahe der Brennkraftmaschine angeordneten rotierenden Körper (37), der synchron mit der Umdrehung der Brennkraftmaschine drehbar ist,
einen von einem Kunstharz geschützten Lichtwellenleiter­ kopf (10), der an einer Position einer Wand des Behälters so befestigt ist, daß er dem rotierenden Körper gegenübersteht, wobei Licht von einem Lichtwellenleiter von einer an dem drehbaren Körper (37) angeordneten Lichtunterbrechungsein­ richtung unterbrochen und durch Lichtwellenleiter zu einem Detektierkreis geleitet wird, um die Anzahl Umdrehungen des drehbaren Körpers zu detektieren,
ein zwischen dem metallischen Behälter und einem Form­ kunstharz des Lichtwellenleiterkopfs (10) befestigtes Befe­ stigungsteil (20), wobei die Wärmedehnzahl des Befestigungs­ teils im wesentlichen gleich derjenigen des Formkunstharzes ist und das Formkunstharz des Lichtwellenleiterkopfes an dem Befestigungsteil festgelegt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper eine Scheibe (37) ist und daß Licht von den Lichtwellenleitern auf die Oberfläche der Scheibe abgestrahlt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Scheibe in im wesentlichen glei­ chen Abständen abwechselnd aufeinanderfolgend lichtreflektie­ rende Ebenen und lichtabsorbierende Ebenen gebildet sind, die gemeinsam als die Lichtunterbrechungseinrichtung dienen, und daß die Frequenz eines unterbrechbaren Lichtsignals zu der Anzahl Umdrehungen der Brennkraftmaschine in Beziehung steht, wogegen die Anzahl der unterbrechbaren Lichtsignale zu den Drehwinkeln einer Welle der Brennkraftmaschine in Beziehung steht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Scheibe in im wesentlichen glei­ chen Abständen als die Lichtunterbrechungseinrichtung die­ nende Schlitze gebildet sind, daß der Lichtwellenleiter auf einer Seite, auf der Licht empfangen wird, in einer solchen Position angeordnet ist, daß er über die Scheibe dem Licht­ wellenleiter auf einer Seite, auf der Licht ausgesandt wird, gegenübersteht, und daß die Frequenz des unterbrechbaren Lichtsignals zu der Anzahl Umdrehungen der Brennkraftmaschine in Beziehung steht, wogegen die Anzahl der unterbrechbaren Lichtsignale zu den Drehwinkeln der Welle der Brennkraftma­ schine in Beziehung steht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Körper ein zylindrischer Körper ist und daß Licht von den Lichtwellenleitern auf die Seite des zy­ lindrischen Körpers abgestrahlt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des zylindrischen Körpers in im wesentli­ chen gleichen Abständen abwechselnd aufeinanderfolgend licht­ reflektierende und lichtabsorbierende Ebenen gebildet sind, die gemeinsam als die Lichtunterbrechungseinrichtung dienen, und daß die Frequenz der unterbrechbaren Lichtsignale zu der Anzahl Umdrehungen der Brennkraftmaschine in Beziehung steht, wogegen die Anzahl der unterbrechbaren Lichtsignale zu den Drehwinkeln der Welle der Brennkraftmaschine in Beziehung steht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des zylindrischen Körpers in im wesentli­ chen gleichen Abständen als die Lichtunterbrechungseinrich­ tung dienende Schlitze gebildet sind, daß der Lichtwellen­ leiter auf einer Seite, auf der Licht empfangen wird, in einer solchen Position angeordnet ist, daß er über den zy­ lindrischen Körper dem Lichtwellenleiter auf einer Seite, auf der Licht ausgesandt wird, gegenübersteht, und daß die Fre­ quenz des unterbrechbaren Lichtsignals zu der Anzahl Umdre­ hungen der Brennkraftmaschine in Beziehung steht, wogegen die Anzahl der unterbrechbaren Lichtsignale zu den Drehwinkeln der Welle der Brennkraftmaschine in Beziehung steht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Lichtwellenleiters in dem Befestigungsteil eingebettet ist und das Ende des Lichtwellenleiters in dem Lichtwellenleiterkopf mit dem Ende des Lichtwellenleiters auf der Seite des Befestigungsteils optisch gekoppelt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des an dem Befestigungsteil befestigten Licht­ wellenleiterkopfs der Lichtunterbrechungseinrichtung des rotierenden Körpers gegenübersteht.

19. Lichtwellenleiteranordnung für eine optische Vorrrichtung zur Überwachung eines bewegten Körpers, gekennzeichnet durch
wenigstens einen Lichtwellenleiter (11);
einen Lichtwellenleiterkopf (10), der nicht nur einen Kunstharzteil, in dem ein Ende des Lichtwellenleiters ein­ gebettet ist, sondern auch eine Fixiereinrichtung (12) auf­ weist, um den Kunstharzteil an einem Behälter festzulegen, der ein zu überwachendes bewegtes Objekt enthält; und
ein am anderen Ende des Lichtwellenleiters angeordnetes Zwischenstück (30) mit einer Lichtsende/Lichtempfangseinrich­ tung.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (30) nicht nur einen Gehäuseteil zur Aufnahme von Lichtsende- und Lichtempfangselementen, sondern außerdem einen am anderen Ende des Lichtwellenleiters (11) angeordneten Verbinder (15) aufweist, wobei der Gehäuseteil und der Verbinder so ausgebildet sind, daß sie lösbar anein­ ander befestigbar sind.

21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem einen Lichtwellenleiter ein Strahlengang, durch den Licht hin- und hergeht, gebildet ist, daß zwischen dem Lichtwellenleiter und den Lichtsende/Lichtempfangselementen ein Lichtwellenleiter zum Leiten von Licht und ein Lichtwel­ lenleiter zum Leiten eines Lichtsignals angeordnet sind, und
daß die Enden der beiden Lichtwellenleiter parallel so ange­ ordnet sind, daß sie dem Ende des Lichtwellenleiters gegen­ überstehen, während die anderen Enden der beiden Lichtwellen­ leiter so angeordnet sind, daß sie den Lichtsende/Licht­ empfangselementen gegenüberstehen.