DE4323012C2 - Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels durch Abtastung einer auf einer Verteilerwelle einer Verteileranordnung angeordneten Signalscheibe.

Eine übliche Vorrichtung dieser Art wird im folgenden anhand von Fig. 5 der Zeichnungen näher beschrieben. Sie besitzt ein aus einem Kunstharz bestehendes Gehäuse 5, das im wesentlichen scheibenförmig ist und eine zentrale Bohrung 5a aufweist, durch welche sich eine Verteilerwelle 1 einer nicht näher dargestellten Verteileranordnung einer Brennkraftmaschine erstreckt. Eine Signalscheibe 2 ist auf der Verteilerwelle 1 über einem Block 12 angebracht und weist seitlich einen Spalt oder Schlitz 2a auf. Die Verteilerwelle 1 ist innerhalb der nicht dargestellten Verteileranordnung drehbar gelagert 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 Winkelsensor 13, welcher fest mit ihm verbunden ist, beispielsweise durch ein Klebemittel. Der Winkelsensor 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 einsetzbare Leiter 6, nachfolgend auch Einsetzleiter genannt, 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 Seitenfläche 5h angeordnet ist, welche der Verteilerwelle 1 zwischen dem Lichtaussendeelement 3 und dem Lichtdetektorelement 4 gegenüberliegt. Die Signalscheibe 2 mit dem Schlitz 2a dreht sich synchron mit der Verteilerwelle 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 eine Stromversorgung für das Lichtaussendeelement 3 auf, sowie eine Signalauswerteschaltung zum Auswerten 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 ihre elektronische Schaltung mit äußeren Klemmen 14 elektrisch 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 Abführung 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 Signalscheibe 2 synchron, wenn sich die Verteilerwelle 1 synchron mit der Nockenwelle (nicht gezeigt) dreht, die mit der Motorkurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Signalscheibe 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 Verteiler­ welle 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 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 Verteilerwelle 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 elektrische Störungen von außen; ferner ist im Inneren der (nicht gezeigten) Verteileranordnung ein starkes Rauschen vorhanden, und derartiges Rauschen überträgt sich leicht auf derartig lange Verbindungsleiter. 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 aufwendig.

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 brüchig werden, was zu einer Verringerung der Zuverlässigkeit 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 ähnliche Vorrichtung zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels in einer Brennkraftmaschine mit einem Aufbau, der im wesentlichen dem oben beschriebenen Aufbau gemäß Fig. 5 entspricht, ist aus der Druckschrift DE 40 28 969 A1 bekannt.

Auch aus der US-PS 49 65 45 ist eine Kurbelwinkelerfassungs- Vorrichtung ähnlicher Bauart bekannt. Dort wurde auch vorgeschlagen, ein Lichtempfangselement des Kurbelwinkelsensors und eine Signalverarbeitungsschaltung zu einer Erfassungseinheit zu integrieren.

Ferner ist eine Kurbelwinkelerfassungs-Vorrichtung einer im Prinzip ähnlichen Bauart aus der Druckschrift DE 41 39 040 A1 bekannt. Diese Vorrichtung ist mit ihrem Gehäuse seitlich der Verteilerwelle in deren Nähe angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels zu schaffen, die kompakt ist und trotzdem verhältnismäßig leicht zusammengebaut werden kann, gegen äußere Störfelder vergleichsweise unempfindlich ist und auch über eine lange Betriebsdauer hinweg zuverlässig arbeitet, dabei im Motorraum der Brennkraftmaschine raumsparend montiert und bei Wartung und Reparatur leicht ausgewechselt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 ergeben sich aus den ihm nachgeordneten Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels im Schnitt,

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 in der Ansicht von unten bei abgenommener Bodenabdeckung,

Fig. 3 den Gegenstand von Fig. 2 im Schnitt längs der Linie III-III,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels im Schnitt und

Fig. 5 eine übliche Vorrichtung zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels im Schnitt.

Die Fig. 1 bis 3 stellen eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, bei welcher ein Gehäuse 35 vorgesehen ist, welches aus einem elektrisch isolierenden Kunstharz besteht und innerhalb einer Verteileranordnung (nicht gezeigt) für einen Motor (nicht gezeigt) angeordnet ist. Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, welche eine Ansicht des Kurbelwinkelsensors von unten mit zur Verdeutlichung entfernter Boden­ abdeckung 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 Stecker oder Verbinder 50 für einen externen elektrischen Anschluß auf, der sich von der Seitenfläche des Gehäuses 35 aus erstreckt. Da der Verbinder 50 ein Außengehäuse aus Kunstharz 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, hat die abgedichtete Kammer 35a des Gehäuses einen oberen Hohlraum 43, 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 an einer Seitenfläche 35d über dem Halsabschnitt 41 der abgedichteten Kammer 35a vorgesehen ist.

Innerhalb des Halsabschnitts 41 ist ein einen Kurbelwinkelsensor bildendes 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 dem Lichtaussendelement 33a gegenüberliegend angeordnet ist, um den von dem Lichtaussendeelement 33a ausgesandten Lichtstrahl zu erfassen. Das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b liegen einander gegenüber, und ihre Vorderflächen sind freigelegt und zur Nut 35e hin nach außen gerichtet, da die Nut 35e gerade zwischen den Elementen 33a und 33b verläuft.

Das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b weisen Anschlußleitungen 33aa beziehungsweise 33bb auf. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, sind die Leitungen 33aa und 33bb senkrecht zur Achse der Verteilerwelle 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 Verteilerwelle 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 deshalb als Parallelspalt-Schweißverfahren bezeichnet.

Durch Verwendung von Verbindungsabschnitten, die senkrecht zur Verteiler­ welle 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 Verteilerwelle 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 eine Stromversorgung für das Lichtaussendeelement 33a sowie eine Auswerteschaltung zur Auswertung 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 36b und 44 (Fig. 3) durch das Parallelspalt-Schweißverfahren verbinden. Die Einsetzleiter oder äußeren Klemmen 36a sind innerhalb des Gehäuses angeordnet und erstrecken sich horizontal auf im wesentlichen demselben Niveau wie die Leitungen 38 durch das Gehäuse 35 von dem unteren Hohlraum 42 zur Innenseite des Außengehäuses des Verbinders 50. Wie voranstehend beschrieben, sind die Einsetzleiter 44 gebogen und abgeknickt, wie in Fig. 3 gezeigt, und an 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 Abführung von Wärme zu fördern.

Wie in Fig. 1 gezeigt, erstreckt sich die Verteilerwelle 31 des Verteilers vertikal und ist nahe dem Gehäuse 35 angeordnet, und innerhalb der Verteileranordnung (nicht gezeigt) drehbar gelagert, in welcher sich auch das Gehäuse 35 befindet. Die Verteilerwelle 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 Signalscheibe 32 ist an der Verteilerwelle 31 über eine Halterungseinrichtung angebracht, beispielsweise ein Verbindungsstück 34. Die Signal­ scheibe 32 ist an ihrer Kante mit einem Schlitz 32a versehen. Die Scheibe 32 dreht sich zusammen mit der Verteilerwelle 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 Verteilerwelle 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 Signalscheibe 32 zusammen, welche den Schlitz 32a aufweist und an der Verteilerwelle 31 angebracht ist. Die Signal­ scheibe 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 Verteilerwelle 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 und gesteuert werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 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 Verteilerwelle), ebenso wie bei der voranstehend erläuterten Ausführungsform gemäß 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 54 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 der Vorrichtung 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 (Verteilerwelle) 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 passende Weise innerhalb der (nicht gezeigten) Verteileranordnung angeordnet werden.

Da die Deckel 39 und 40 hermetisch abgeschlossen an den Öffnungsabschnitten des Gehäuses 35 angebracht sind, und auch das Lichtaussendeelement 33a und das Lichtdetektorelement 33b hermetisch abgeschlossen in 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 es ist 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 Zuverlässigkeit erzielt und der Zusammenbauvorgang wird nicht aufwendig. Da die Leitung 33aa aus dem teuren Kovar-Material hergestellt wird, trägt darüber hinaus die verringerte Länge der Leitung 33aa ebenfalls 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 von außerhalb hervorgerufen werden, sich auf die Verbindungsabschnitte beschränken, verglichen mit dem Fall, in welchem die vergleichsweise lange Leitung 3a gemäß 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 von 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 herstellt. Unerwünschtes elektrisches Rauschen bildet sich daher auf dem Einsetzleiter 44 nicht aus. Daher wird in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Entstehung oder Übertragung unerwünschten Rauschens vermieden.

Claims (7)

1. Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels durch Abtastung einer auf einer Verteilerwelle einer Verteileranordnung angeordneten Signalscheibe, mit

• - einem Gehäuse (35),
• - einem im Gehäuse (35) angeordneten Kurbelwinkelsensor (33) mit einem lichtemittierenden Element (33a) und einem lichtempfangenden Element (33b), das dem lichtemittierenden Element (33a) zugewandt ist und zur optischen Abtastung einer mit Öffnungen versehenen Signalscheibe (32) vorgesehen ist, wenn diese in einem Spalt (35e) des Gehäuses (35) zwischen dem lichtemittierenden Element (33a) und dem lichtempfangenden Element (33b) des Kurbelwinkelsensors (33) rotiert, wobei die Abtastrichtung parallel zur Achse der Verteilerwelle (31) verläuft,
• - einer Schaltungsplatine (37), die sich im Gehäuse (35) senkrecht zur Verteilerwelle (31) erstreckt, und
• - einer im Gehäuse (35) angeordneten Leiteranordnung zur elektrischen Verbindung des Kurbelwinkelsensors (33) mit der Schaltungsplatine (37),
  wobei
• - das Gehäuse (35) seitlich der Verteilerwelle (31), jedoch nahe zu dieser angeordnet ist und
• - die Leiteranordnung zwischen den Anschlüssen (33aa, 33bb) des lichtemittierenden Elements (33a) und des lichtempfangenden Elements (33b) und Anschlüssen von in das Gehäuse (35) eingesetzten Verbindungsleitern (36b, 54, 44) Verbindungsabschnitte aufweist, die senkrecht zur Verteilerwelle (31) verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Gehäuse (35) an seinem der Verteilerwelle (31) zugewandten Rand vorspringende Befestigungsflansche (35c) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Gehäuse (35) auf der der Verteilerwelle (31) abgewandten Seite einen Verbinder (50) zur Aufnahme eines externen elektrischen Anschlusses aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Gehäuse (35) zusammen mit einem Verbinder (50) zur Aufnahme eines externen elektrischen Anschlusses aus einem Kunstharz geformt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das lichtemittierende Element (33a) und das lichtempfangene Element (33b) des Kurbelwinkelsensors (33) hermetisch dicht in einen durch den Spalt (35e) des Gehäuses (35) unterbrochenen Halsabschnitt (41) desselben eingesetzt sind, der mit unteren und oberen Hohlräumen (42, 43) des Gehäuses (35) jeweils verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Anschlüsse (33aa, 33bb) des lichtemittierenden Elements (33a) bzw. des lichtempfangenden Elements (33b) sich senkrecht zur Verteilerwelle (31) erstrecken.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Verbindungsleiter (36b, 54, 44) und die Anschlüsse (33aa, 33bb) des lichtempfangenden Elements (33b) durch Parallelspalt-Schweißen miteinander verbunden sind.