DE4323012A1 - Kurbelwellenwinkelsensor für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kurbelwinkelsensor für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, nachstehend einfach als "Motor" bezeichnet.

Fig. 5 ist eine seitliche Schnittansicht eines bekannten Kurbelwinkelsensors für einen Motor, bei welchem ein Gehäuse 5 aus einem Kunstharz besteht und innerhalb einer Verteileranordnung (nicht gezeigt) für einen Motor (nicht gezeigt) angeordnet ist. Das Gehäuse 5 ist ein im wesentlichen scheibenförmiges Teil, welches eine zentrale Bohrung 5a aufweist, durch welche sich eine Verteilerdrehwelle 1 erstreckt. Eine Signalscheibenplatte 2 ist an der Drehwelle 1 über einen Block 12 angebracht, und ist mit einem an ihrer Kante angeordneten Schlitz 2a versehen. Die Drehwelle 1 ist drehbar innerhalb der Verteileranordnung (nicht gezeigt) gehaltert, und so ausgebildet, daß sie an eine (nicht gezeigte) Nockenwelle angeschlossen werden kann, die mit einer Motorkurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden ist, so daß sie sich synchron zu dieser dreht.

Weiterhin weist das Gehäuse 5 einen vertikal ansteigenden Abschnitt 5e auf, in welchem eine Bohrung oder erste Kammer 5b vorgesehen ist, die sich durch die Gesamtlänge des Gehäuses 5 einschließlich des Anstiegsabschnitts 5e des Gehäuses 5 erstreckt. Die erste Kammer 5b weist einen oberen Hohlraum 5j auf, einen unteren Hohlraum 5i, und einen verhältnismäßig engen, vergleichsweise langen Halsabschnitt 5f mit verringertem Durchmesser, der in ihrem mittleren Abschnitt ausgebildet ist. Innerhalb des Halsabschnitts 5f befindet sich ein Winkelmeßelement 13, welches fest mit ihm verbunden ist, beispielsweise durch ein Klebemittel. Das Winkelmeßelement 13 weist ein Lichtaussendeelement 3 und ein Lichtdetektorelement 4 auf, welches dem Lichtaussendeelement 3 gegenüberliegt, um Licht zu erfassen, welches von dem Lichtaussendeelement 3 ausgesandt wird.

Mehrere Einsetzleiter 6 sind innerhalb des unteren Hohlraums 5i der ersten Kammer 5b angeordnet. Die Einsetzleiter 6 erstrecken sich vertikal und nach unten, wie in Fig. 5 gezeigt. Das Lichtaussendeelement 3 und das Lichtdetektorelement 4 weisen Leitungen 3a beziehungsweise 4a auf, welche einzeln an die Einsetzleiter 6 angeschlossen sind, beispielsweise durch ein Widerstandsschweißverfahren. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist die Leitung 3a des Lichtaussendeelements 3 im wesentlichen U-förmig gebogen, und ihr eines Ende ist länger als das andere, da das Lichtaussendeelement 3 entfernt von den Einsetzleitern 6 angeordnet ist, getrennt durch das Lichtdetektorelement 4. Die Leitung 3a ist durch den oberen Hohlraum 5j und ein Durchgangsloch 5d geführt, welche sich durch das Gehäuse 5 von dem oberen Hohlraum 5j zum unteren Hohlraum 5i parallel zum Halsabschnitt 5f der ersten Kammer 5b erstreckt. Die Leitungen 3a und 4a sind an die Einsetzleiter 6 durch Verbindungsabschnitte angeschlossen, die sich vertikal nach unten erstrecken.

Der ansteigende Abschnitt 5e weist weiterhin eine Nut 5g auf, die in einer Seitenoberfläche 5h angeordnet ist, welcher der Drehwelle 1 zwischen dem Lichtaussendeelement 3 und dem Lichtdetektorelement 4 gegenüberliegt. Die Scheibenplatte 2 mit dem Schlitz 2a dreht sich synchron mit der Drehwelle 1 und gelangt durch die Nut 5g, und zwar aus einem nachstehend erläuterten Grund. Deckel 10 und 11 sind fest mit beiden Öffnungsabschnitten des oberen Hohlraums 5j und des unteren Hohlraums 5i der ersten Kammer 5b verbunden, um zu verhindern, daß schädliches Gas von außen in die erste Kammer 5b eintritt.

Wie in Fig. 5 gezeigt weist das Gehäuse 5 weiterhin eine zweite Kammer 5c auf, in welcher eine Schaltungsplatine 7 angebracht ist, auf der eine elektronische Schaltung vorgesehen ist. Die elektronische Schaltung weist einen Stromversorgungsabschnitt für das Lichtaussendeelement 3 auf, sowie einen Signalformanalyseschaltungsabschnitt zum Untersuchen von Ausgangssignalen von dem Lichtdetektorelement 4. Die elektrische Schaltung auf der Schaltungsplatine 7 ist elektrisch an das Lichtaussendeelement 3 und das Lichtdetektorelement 4 über die Einsetzleiter 6 angeschlossen, die in dem Gehäuse 5 vorgesehen sind.

Weiterhin weist die Schaltungsplatine 7 mehrere Leitungen 8 auf, welche elektrisch ihre elektronische Schaltung mit äußeren Klemmen 14 verbinden, die in dem Gehäuse 5 als Außenverbindungsanschlüsse vorgesehen sind. Die Leitungen 8 und die äußeren Klemmen 14 weisen einen Verbindungsabschnitt auf, der jeweils gebogen ist und sich vertikal nach unten erstreckt, und die elektrische Verbindung zwischen den Leitungen und Klemmen wird durch ein Widerstandsschweißverfahren hergestellt. Daher wird die Höhe der zweiten Kammer 5c des Gehäuses 5 unvermeidlich groß, um den sich vertikal erstreckenden Verbindungsabschnitt aufzunehmen. Die Schaltungsplatine 7 ist mit einem Kunstharz 15 abgedeckt, welches beispielsweise ein verhältnismäßig weiches Silikongummi ist, und zur Verhinderung des Eintritts von Feuchtigkeit aus der Umgebung und zur Förderung der Abstrahlung von Wärme dient. Der Deckel 9 ist fest an einem Öffnungsabschnitt der zweiten Kammer 5c angebracht, um zu verhindern, daß schädliches Gas von außerhalb in die zweite Kammer 5c eintritt.

Bei dem voranstehend beschriebenen, bekannten Kurbelwinkelsensor dreht sich die Scheibenplatte 2 synchron, wenn sich die Drehwelle 1 synchron mit der Nockenwelle (nicht gezeigt) dreht, die mit der Motorkurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Scheibenplatte 2 mit dem darin vorgesehenen Schlitz 2a gelangt zwischen das Lichtaussendeelement 3 und das Lichtdetektorelement 4, so daß der von dem Lichtaussendeelement 3 ausgesandte Lichtstrahl intermittierend unterbrochen wird. Das Lichtdetektorelement 4 erfaßt den intermittierenden Lichtstrahl und stellt für die elektronische Schaltung der Schaltungsplatine 7 ein Ausgangssignal zur Verfügung, welches die Kurbelwellendrehzahl und/oder die Kurbelwellenposition in Reaktion auf den intermittierenden Lichtstrahl angibt. Die elektronische Schaltung der Schaltungsplatine 7 führt eine Signalformung des Ausgangssignals durch, welches von dem Lichtdetektorelement 4 zur Verfügung gestellt wird, durch einen in ihr vorgesehenen Komparator, wandelt die Impedanz des Signals um, und stellt ein Impulssignal für die äußere Klemme 14 über die Leitung 8 der Schaltungsplatine 7 zur Verfügung. Da sich die an die Drehwelle 1 angeschlossene Nockenwelle in einem festen Verhältnis in Bezug auf die Drehung der (nicht gezeigten) Motorkurbelwelle dreht, kann ein Kurbelwinkel der Motorkurbelwelle dadurch festgestellt werden, daß die Impulssignale gezählt werden, die von der elektronischen Schaltung der Schaltungsplatine 7 zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Welle kann der Zündtakt des (nicht gezeigten) Motors eingestellt und gesteuert werden, wie im Stand der Technik wohl bekannt ist.

Bei dem voranstehend beschriebenen, bekannten Kurbelwinkelsensor ist das Lichtaussendeelement 3 entfernt von den Einsetzleitern 6 angeordnet, da es durch das Lichtdetektorelement 4 getrennt ist. Weiterhin sind das Lichtaussendeelement 3 und das Lichtdetektorelement 4 innerhalb der ersten Kammer 5b angeordnet, und andererseits ist die Schaltungsplatine 7 innerhalb der zweiten Kammer 5c angeordnet, die von der ersten Kammer 5b in der Radialrichtung der Drehwelle 1 getrennt ist. Daher sind die Gesamtabmessungen des Sensors beträchtlich. Verbindungsleiter, wie beispielsweise die Leitungen 3a des Lichtaussendeelements 3 und die Einsetzleiter 6 müssen lang sein. Je länger derartige Verbindungsleiter sind, desto empfindlicher reagiert der Kurbelwinkelsensor auf elektrisches Rauschen von außen, und es ist viel elektrisches Rauschen im Inneren der (nicht gezeigten) Verteileranordnung vorhanden, und derartiges Rauschen baut sich leicht auf derartig langen Verbindungsleitern auf. Darüber hinaus steigt die Ausgangsimpedanz des Lichtdetektorelements 4 bei längeren Zuleitungen an.

Da die Leitung 3a des Lichtaussendeelements 3 in einer komplizierten Form gebogen werden muß, beispielsweise einer U-Form, bei der ein Schenkel länger als der andere ist, und der längere Schenkel in das Durchgangsloch 5d eingeführt werden muß, welches in dem Gehäuse 5 vorgesehen ist, und elektrisch mit dem Einsetzleiter 6 verbunden werden muß, ist es darüber hinaus schwierig, einen automatisierten Zusammenbau des Kurbelwinkelsensors durchzuführen, und die Zusammenbauvorgänge sind nicht effektiv.

Da die erste und zweite Kammer 5b und 5c, ebenso wie der untere Hohlraum 5i zur Aufnahme des sich vertikal erstreckenden Verbindungsabschnitts zwischen der Leitung 3a und dem Einsetzleiter 6 erforderlich sind, wird darüber hinaus die Höhe des Gehäuses 5 unvermeidlich groß, so daß der bekannte Kurbelwinkelsensor nicht kompakt ausgebildet werden kann. Da die Leitung 3a des Lichtaussendeelements 3 so lang ist, daß die Form der Leitung 3a nicht stabil ist, ist es schwierig, die Leitung 3a sicher mit dem Einsetzleiter 6 zu verbinden, und daher kann es auftreten, daß der Verbindungsabschnitt zwischen diesen Teilen abfällt. Weiterhin konzentrieren sich mechanische Spannungen, die durch wiederholte, heftige Temperaturänderungen hervorgerufen werden, auf dem Verbindungsabschnitt zwischen der Leitung 3a und dem Einsatz 6. Daher kann der Verbindungsabschnitt zwischen diesen Teilen leicht rissig werden, was zu einer geringen Verläßlichkeit führt.

Die lange Leitung 3a wird beispielsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung hergestellt, beispielsweise Kovar (Warenzeichen), die mit Gold beschichtet wird, was sehr teuer ist. Der bekannte Kurbelwinkelsensor ist daher kostenaufwendig.

Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, welcher nicht die voranstehend beschriebenen Schwierigkeiten aufweist, die beim bekannten Kurbelwinkelsensor auftreten.

Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, der einfach zusammengebaut werden kann und einen einfachen Aufbau aufweist.

Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, der kompakt ist und während der Montage gut innerhalb eines Motors angeordnet werden kann.

Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, dessen Basisfläche und dessen Höhe kleiner sind.

Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, welcher gegenüber Rauschen und schädlichen Gasen geschützt ist.

Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, der gegenüber heftigen Temperaturänderungen beständig ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verläßlichen Kurbelwinkelsensors.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Kurbelwinkelsensors, der einen verbesserten Wirkungsgrad beim Zusammenbau aufweist und kostengünstig ist.

Angesichts der voranstehenden Ziele der Erfindung weist der Kurbelwinkelsensor gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kurbelwinkelmeßelement auf, welches an einem Gehäuse angebracht ist, und eine Schaltungsplatine, die an dem Gehäuse angebracht ist, und an welcher eine elektronische Schaltung angebracht ist. Die elektronische Schaltung ist elektrisch an das Kurbelwinkelmeßelement angeschlossen, um den Zündtakt eines Motors zu steuern. Das Kurbelwinkelmeßelement und die Schaltungsplatine sind in der Richtung angeordnet, die im wesentlichen parallel zur Achse der Verteiler-Drehwelle verläuft.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Kurbelwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Bodenansicht der Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Kurbelwinkelsensors, wobei jedoch zur Verdeutlichung der Bodendeckel weggelassen ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Ausführungsform des Kurbelwinkelsensors von Fig. 2, entlang der Linie III-III;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Kurbelwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 eine Schnittansicht eines bekannten Kurbelwinkelsensors.

Die Fig. 1 bis 3 stellen eine Ausführungsform des Kurbelwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung dar, bei welcher ein Gehäuse 35 vorgesehen ist, welches aus einem elektrisch isolierenden Formharz besteht und innerhalb einer Verteileranordnung (nicht gezeigte) für einen Motor (nicht gezeigt) angeordnet ist. Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, welche eine Bodenaufsicht des Kurbelwinkelsensors mit zur Verdeutlichung entferntem Deckel zeigt, ist das Gehäuse 35 ein im wesentlichen quadratisches Teil, das mit zwei Flanschen 35c versehen ist, die jeweils ein Durchgangsloch 35b aufweisen, um eine Montageschraube (nicht gezeigt) aufzunehmen. Weiterhin weist das Gehäuse 35 einen Quellenverbinder 50 auf, der sich von der Seitenoberfläche des Gehäuses 35 aus erstreckt. Da der Quellenverbinder 50 ein Außengehäuse aus Formkunstharz aufweist, kann der Verbinder 50 einstückig zu dem Zeitpunkt hergestellt werden, wenn das Gehäuse 35 ausgeformt wird.

Das Gehäuse 35 ist mit einer Bohrung oder Kammer 35a versehen, die sich in ihm durch die gesamte Höhe des Gehäuses 35 erstreckt. An der Ober- und Unterseite der Kammer 35a sind Deckel 40 und 39 fest angebracht, die aus einem Kunstharz hergestellt sind, und zur hermetischen Abdichtung der Kammer 35a dienen, um zu verhindern, daß irgendwelches schädliches Gas in die Kammer 35a eintritt. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die abgedichtete Kammer 35a des Gehäuses einen oberen Hohlraum 43 auf, einen unteren Hohlraum 42, und in ihrem Mittelabschnitt einen verhältnismäßig engen, vergleichsweise langen Halsabschnitt 41 mit verringertem Durchmesser. Das Gehäuse 35 weist eine Nut 35e auf, die in einer Seitenoberfläche 35g über dem Halsabschnitt 41 der abgedichteten Kammer 35a vorgesehen ist.

Innerhalb des Halsabschnitts 41 ist ein Kurbelwinkelmeßelement 33 angeordnet, welches am Halsabschnitt fest angebracht ist, beispielsweise durch ein Klebemittel, um zwischen diesen Teilen eine hermetische Abdichtung zu erzielen und den oberen Hohlraum 43, den unteren Hohlraum 42, und den durch die Nut 35e getrennten Halsabschnitt hermetisch abzudichten. Das Kurbelwinkelmeßelement 33 weist ein Lichtaussendeelement 33a auf, zur Aussendung eines Lichtstrahls, sowie ein Lichtdetektorelement 33b, welches gegenüberliegend dem Lichtaussendelement 33a angeordnet ist, um den von dem Lichtaussendeelement 33a ausgesandten Lichtstrahl festzustellen. Das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b liegen einander gegenüber, und ihre Vorderflächen sind freigelegt und zur Nut hin 35e nach außen gerichtet, da die Nut 35e gerade zwischen den Elementen 33a und 33b verläuft, zu einem nachstehend noch erläuterten Zweck.

Das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b weisen Leitungen 33aa beziehungsweise 33bb auf. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, sind die Leitungen 33aa und 33bb senkrecht zur Achse der Drehwelle 31 (horizontal in den Figuren) gebogen, und elektrisch und mechanisch an Einsetzleiter 36b (siehe Fig. 1) und 44 (siehe Fig. 3) angeschlossen, die innerhalb des Gehäuses 35 vorgesehen sind, so daß jeweils das eine Ende der Einsetzleiter 36b und 44 auf im wesentlichen demselben Niveau mit den Enden der Leitungen 33aa und 33bb liegt, und an diese mittels Widerstandsschweißen angeschlossen ist. Daher erstrecken sich die Verbindungsabschnitte zwischen den Leitungen 33aa, 33bb und den Einsetzleitern 36b, 44 in einer im wesentlichen senkrechten oder radialen Richtung in Bezug auf die Achse der Drehwelle 31. Der Einsetzleiter 44 ist abgewinkelt, so daß sein eines Ende im wesentlichen auf demselben Niveau liegt wie das Ende der Leitung 33bb, und sein anderes Ende im wesentlichen auf demselben Niveau liegt wie das eine Ende einer Leitung 38 einer Schaltungsplatine 37, die später beschrieben wird. Während des Schweißens werden zwei Schweißelektroden Seite an Seite horizontal angeordnet, und jede erstreckt sich bis zur Leitung und dem Einsatz, die miteinander verbunden werden sollen, in derselben Richtung, und ist an diese angeschlossen. Das voranstehend beschriebene Widerstandsschweißverfahren wird als parallelspalt-Schweißverfahren bezeichnet. Durch Verwendung von Verbindungsabschnitten, die senkrecht zur Drehwelle 31 verlaufen, kann die Höhe des Gehäuses 35 kleiner ausgebildet werden, verglichen mit dem Fall, in welchem sich ein Verbindungsabschnitt zwischen der Leitung und dem Einsetzleiter parallel zur Drehwelle 31 erstreckt. Die Reduzierung der Gehäusehöhe wird weiter durch Verwendung des voranstehend erwähnten Parallelspalt-Schweißens erhöht.

Vertikal unterhalb des Lichtdetektorelements 33b innerhalb des unteren Hohlraums 42 der abgedichteten Kammer 35a ist eine Schaltungsplatine 37 angeordnet, auf welcher sich eine elektronische Schaltung befindet. Die elektronische Schaltung auf der Schaltungsplatine 37 umfaßt einen Stromversorgungsschaltungsabschnitt für das Lichtaussendeelement 33a sowie einen Signalformanalyseschaltungsabschnitt zur Analyse von Ausgangssignalen des Lichtdetektorelements 33b. Die elektronische Schaltung auf der Schaltungsplatine 37 ist elektrisch an das Kurbelwinkelmeßelement 33 angeschlossen, um den Zündtakt des Motors zu steuern. Die Schaltungsplatine 37 weist mehrere Leitungen 38 auf, die sich im wesentlichen horizontal erstrecken und die auf der Platine angebrachte elektronische Schaltung elektrisch mit den Einsetzleitern 36a und 44 (Fig. 3) durch das parallelspalt-Schweißverfahren verbinden. Die Einsetzleiter oder äußeren Klemmen 36a sind innerhalb angeordnet und erstrecken sich horizontal auf im wesentlichen demselben Niveau mit den Leitungen 38, durch das Gehäuse 35 von dem unteren Hohlraum 42 zur Innenseite des Außengehäuses des Quellenverbinders 50. Wie voranstehend beschrieben sind die Einsetzleiter 44 gebogen und abgeknickt, wie in Fig. 3 gezeigt, und in beiden Seiten des unteren Hohlraums 42 des Gehäuses 35 angeordnet, um mit den Leitungen der Schaltungsplatine 37 verbunden zu werden. Die Schaltungsplatine 37 kann, falls erforderlich, mit einem Harz (siehe das Element 15 in Fig. 5) wie beispielsweise Silikon abgedeckt werden, um das Eintreten von Feuchtigkeit aus der Umgebung zu verhindern, und die Abstrahlung von Wärme zu fördern.

Wie in Fig. 1 gezeigt erstreckt sich eine Drehwelle 31 des Verteilers vertikal und ist nahe dem Gehäuse 35 angeordnet, und innerhalb der Verteileranordnung (nicht gezeigt) drehbar gehaltert, in welcher sich auch das Gehäuse 35 befindet. Die Drehwelle ist so ausgebildet, daß sie an eine (nicht gezeigte) Nockenwelle angeschlossen werden kann, die mit einer Motorwelle verbunden ist, die sich synchron zur Drehung des Motors dreht. Eine Signalscheibenplatte 32 ist an der Drehwelle 31 über eine Halterungseinrichtung angebracht, beispielsweise ein Verbindungsstück 34. Die Scheibenplatte 32 ist an ihrer Kante mit einem Schlitz 32a versehen. Die Scheibenplatte 32 dreht sich zusammen mit der Drehwelle 31 und gelangt durch die Nut 35e zwischen dem Lichtaussendeelement 33a und dem Lichtdetektorelement 33b des Kurbelwinkelmeßelements 33, so daß sie den Lichtstrahl intermittierend unterbricht, der von dem Lichtaussendeelement 33a ausgesandt wird, und für das Kurbelwinkelmeßelement 33 eine Information zur Verfügung stellt, welche die Drehung der Drehwelle 31 anzeigt.

Der voranstehend beschriebene Kurbelwinkelsensor gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet grundsätzlich auf dieselbe Weise wie der bekannte Kurbelwinkelsensor, so daß hier eine ins Einzelne gehende Beschreibung seines Betriebs weggelassen ist. Kurz gefaßt arbeitet der Kurbelwinkelsensor gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Scheibenplatte 32 zusammen, welche den Schlitz 32a aufweist und an der Drehwelle 31 angebracht ist. Die Scheibenplatte 32 gelangt durch die Nut 35e zwischen dem Lichtaussendeelement 33a und dem Lichtdetektorelement 33b, so daß sie intermittierend den Lichtstrahl unterbricht, der von dem Lichtaussendeelement 33a ausgesandt wird. Das Lichtdetektorelement 33b erfaßt den intermittierenden Lichtstrahl und stellt für die elektronische Schaltung der Schaltungsplatine 37 ein Ausgangssignal zur Verfügung, welches die Kurbelwellendrehzahl und/oder die Kurbelwellenposition anzeigt, in Reaktion auf den von ihm erfaßten intermittierenden Lichtstrahl. Daraufhin stellt die elektronische Schaltung ein Impulssignal für die äußere Klemme 36a über die Leitungen 38 der Schaltungsplatine 37 zur Verfügung. Da sich die (nicht gezeigte) Nockenwelle, die mit der Drehwelle 31 verbunden ist, in einem feststehenden Verhältnis in Bezug auf die Drehung der (nicht gezeigten) Motorkurbelwelle dreht, kann ein Kurbelwinkel der Motorkurbelwelle durch Zählen der Impulssignale ermittelt werden, die von der elektronischen Schaltung zur Verfügung gestellt werden. Ein Zündtakt des Motors kann auf diese Weise eingestellt gesteuert werden.

Fig. 4 erläutert eine weitere Ausführungsform des Kurbelwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung, welche im wesentlichen denselben Aufbau wie die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform aufweist, sich jedoch in der Hinsicht unterscheidet, daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Einsetzleiter 54 von dem oberen Hohlraum 43 zum unteren Hohlraum 42 innerhalb des Gehäuses 35 erstreckt und elektrisch die Leitung 33aa des Lichtaussendeelements 33a mit der Leitung 38 der Schaltungsplatine 37 verbindet. Wie in Fig. 4 gezeigt ist der Einsetzleiter 54 innerhalb des Gehäuses 35 so geformt, daß sich sein eines Ende im wesentlichen auf demselben Niveau befindet wie die Leitung 33aa des Lichtaussendeelements 33a, die horizontal gebogen ist (senkrecht zur Drehwelle), ebenso wie bei der voranstehend erläuterten Ausführungsform von Fig. 1, und sich sein anderes Ende im wesentlichen auf demselben Niveau befindet wie die Leitung 38 der Schaltungsplatine 37. Die Leitung 33aa des Lichtaussendeelements 33a und die Leitung 38 der Schaltungsplatine 37 sind jeweils elektrisch und mechanisch mit jedem der Enden des U-förmigen Einsetzleiters 44 verbunden, unter Verwendung des Parallelspalt-Widerstandsschweißverfahrens. Weiterhin ist die Leitung 33bb des Lichtdetektorelements 33b elektrisch und mechanisch mit der elektronischen Schaltung auf der Schaltungsplatine 37 über einen (nicht gezeigten) Einsetzleiter verbunden, der innerhalb des Gehäuses 35 angeordnet ist, und zwar durch das Parallelspalt-Schweißverfahren, ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 3; falls erforderlich kann der abgewinkelte Einsetzleiter, beispielsweise 44 in Fig. 3, verwendet werden.

Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen des Kurbelwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Horizontalfläche der Basis des Gehäuses 35 sehr klein, und der Aufbau in dem Gehäuse 35 einfach, da das Lichtaussendeelement 33a, das Lichtdetektorelement 33b und die Schaltungsplatine 37 innerhalb derselben Kammer 35a des Gehäuses 35 angeordnet sind und entlang einer Achse parallel zur Drehwelle 31 verlaufen.

Da sich die Verbindungsabschnitte zwischen den Leitungen und den Einsetzleitern senkrecht zur Drehwelle 31 erstrecken, kann die Höhe des Gehäuses gering ausgebildet werden.

Da jedes Ende der Leitungen 33aa und 33bb des Lichtaussendeelements 33a und des Lichtdetektorelements 33b so angeordnet ist, daß sie sich auf demselben Niveau befinden wie die Einsetzleiter 36b (siehe Fig. 1), 54 (siehe Fig. 4) und 44 (siehe Fig. 3), und die Leitung 38 der Schaltungsplatine 37 so angeordnet ist, daß sie auf demselben Niveau liegt wie die Einsetzleiter 36a, 44 und 54, werden sie auf demselben Niveau durch das Parallelspalt-Schweißverfahren miteinander verschweißt. Die Höhe dieser miteinander verbundenen Elemente wird geringer, und daher wird auch die Höhe des Gehäuses 35 geringer. Die Fläche der Basis und die Höhe des Gehäuses 35 werden kleiner und kompakt, und daher kann dieses wirksam und auf schöne Weise innerhalb der (nicht gezeigten) Verteileranordnung angeordnet werden.

Da die Deckel 39 und 30 hermetisch abgeschlossen an den Öffnungsabschnitten des Gehäuses 35 angebracht sind, und auch das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b hermetisch abgeschlossen an dem Halsabschnitt der Kammer 35a angebracht sind, sind sowohl der obere Hohlraum als auch der untere Hohlraum 42 vollständig hermetisch abgedichtet. Daher sind die im Inneren der Hohlräume angebrachten Bauteile gegen jedes schädliche Gas von außen geschützt.

Die Leitung 33aa des Lichtaussendeelements 33a muß nur in einem Abschnitt L-förmig horizontal gebogen werden, und daher wird der Leitungsherstellvorgang für die Leitung 33aa sehr einfach. Da die Leitung 33aa kürzer wird, ist darüber hinaus die Form der Leitung 33aa stabil, und ist es einfach, die Leitung 33aa mit dem Einsetzleiter 36b (siehe Fig. 1) oder 54 (siehe Fig. 4) sicher und ordnungsgemäß zu verbinden. Der Verbindungsabschnitt dieser Teile kann nicht beschädigt werden. Es wird eine zufriedenstellende Verläßlichkeit erzielt und der Zusammenbauvorgang wird effizient. Da die Leitung 33aa aus dem teuren Kovar-Material hergestellt wird, trägt darüber hinaus die verringerte Länge der Leitung 33aa zu Kosteneinsparungen bei.

Da das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b elektrisch mit der Schaltungsplatine 37 durch die Einsetzleiter 54 (siehe Fig. 4) beziehungsweise 44 (siehe Fig. 3) verbunden sind, kann verhindert werden, daß mechanische Spannungen, die durch wiederholte heftige Temperaturveränderungen außerhalb hervorgerufen werden, sich auf den Verbindungsabschnitten konzentrieren, verglichen mit dem Fall, in welchem die bekannte lange Leitung 3a in Fig. 5 verwendet wird, die sich durch das Durchgangsloch 5d hindurch erstreckt. Lötmittelrisse an den Verbindungsabschnitten treten nicht auf. Es läßt sich daher insgesamt eine dauerhafte Beständigkeit gegenüber wiederholten heftigen Temperaturänderungen außerhalb erzielen.

Da das Lichtdetektorelement 33b und die Schaltungsplatine nahe aneinander innerhalb desselben Hohlraums 42 angeordnet sind, kann der Einsetzleiter 44 sehr kurz sein, der die elektrische Verbindung zwischen diesen Teilen zur Verfügung stellt. Unerwünschtes elektrisches Rauschen sammelt sich daher nicht auf dem Einsetzleiter 44 an. Daher ist der Kurbelwinkelsensor gemäß der vorliegenden Erfindung sicher gegen äußere Rauscheinflüsse geschützt.

Claims (9)

1. Kurbelwinkelsensor zur Verwendung in einer Verteileranordnung, der zusammen mit einer durchlöcherten oder geschlitzten Signalscheibenplatte arbeitet, die an einer Verteiler-Drehwelle angebracht ist,
gekennzeichnet durch:
ein Gehäuse;
ein Kurbelwinkelmeßelement, welches an dem Gehäuse angebracht ist; und
eine Schaltungsplatine, die an dem Gehäuse angebracht ist, und auf welcher sich eine elektronische Schaltung befindet, welche elektrisch mit dem Kurbelwinkelmeßelement verbunden ist, um den Zündtakt eines Motors zu steuern;
wobei das Kurbelwinkelmeßelement und die Schaltungsplatine in der Richtung angeordnet sind, welche im wesentlichen parallel zur Achse der Verteiler-Drehwelle verläuft.

2. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwinkelmeßelement und die Schaltungsplatine über mehrere Leiter verbunden sind, die einen Verbindungsabschnitt aufweisen, der sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehwelle erstreckt.

3. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwinkelmeßelement elektrisch mit der Schaltungsplatine über die Verbinder durch das Parallelspalt-Schweißverfahren verbunden ist.

4. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwinkelmeßelement aufweist:
ein Lichtaussendeelement zur Aussendung eines Lichtstrahls; und
ein Lichtdetektorelement, welches gegenüberliegend dem Lichtaussendeelement angebracht ist, um den von dem Lichtaussendeelement ausgestrahlten Lichtstrahl zu erfassen.

5. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtdetektorelement und die Schaltungsplatine elektrisch miteinander über einen verhältnismäßig starren Einsetzleiter verbunden sind, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Verbinderabschnitt aufweist, der sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehwelle erstreckt.

6. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtdetektorelement elektrisch mit der Schaltungsplatine über den Einsetzleiter durch das parallelspalt-Schweißverfahren verbunden ist.

7. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtaussendeelement und die Schaltungsplatine elektrisch über einen verhältnismäßig starren Einsetzleiter verbunden sind, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Verbindungsabschnitt aufweist, der sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehwelle erstreckt.

8. Kurbelwinkelsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtaussendeelement elektrisch mit der Schaltungsplatine über den Einsetzleiter durch das Parallelspalt-Schweißverfahren verbunden ist.

9. Kurbelwinkelsensor zur Verwendung in einer Verteileranordnung, welcher zusammen mit einer durchlöcherten oder geschlitzten Signalscheibenplatte arbeitet, die an einer Verteiler-Drehwelle angebracht ist,
gekennzeichnet durch:
ein Gehäuse;
ein an dem Gehäuse angebrachtes Kurbelwinkelmeßelement; und
eine Schaltungsplatine, die an dem Gehäuse angebracht ist und auf welcher eine elektronische Schaltung vorgesehen ist, welche elektrisch an das Kurbelwinkelmeßelement angeschlossen ist, um einen Zündtakt eines Motors zu steuern;
wobei das Kurbelwinkelmeßelement und die Schaltungsplatine über mehrere Leiter verbunden sind, die einen Verbindungsabschnitt aufweisen, der sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehwelle erstreckt.