WO2017211805A1 - Welle, insbesondere nockenwelle, mit einer vorrichtung zur ermittlung einer drehzahl und eines drehwinkels der welle - Google Patents

Welle, insbesondere nockenwelle, mit einer vorrichtung zur ermittlung einer drehzahl und eines drehwinkels der welle Download PDF

Info

Publication number
WO2017211805A1
WO2017211805A1 PCT/EP2017/063684 EP2017063684W WO2017211805A1 WO 2017211805 A1 WO2017211805 A1 WO 2017211805A1 EP 2017063684 W EP2017063684 W EP 2017063684W WO 2017211805 A1 WO2017211805 A1 WO 2017211805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
gear
rotation
angle
determining
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/063684
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alex Meier
Original Assignee
Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Publication of WO2017211805A1 publication Critical patent/WO2017211805A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2458—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on separate encoders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/246—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying the duration of individual pulses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/041—Camshafts position or phase sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • G01D5/2452—Incremental encoders incorporating two or more tracks having an (n, n+1, ...) relationship

Definitions

  • Shaft in particular camshaft, with a device for determining a rotational speed and a rotational angle of the shaft
  • the present invention relates to a shaft having a device for detecting a rotational speed and a rotational angle of the shaft, a device for mounting on a shaft and a method for producing a device for determining a rotational speed and a rotational angle of the shaft.
  • DE 10 2009 009 470 discloses a valve drive device, in particular a motor vehicle valve drive device, which has at least one abutment means for at least one adjustable cam carrier element and sensor means for determining a phase position of the at least one cam carrier element.
  • these donor wheels usually have one or more projections - for example in the form of a nose or over half of the circumference of the shaft extending projection - with whose help conclusions are drawn on the speed and rotation angle of the shaft.
  • the start-stop technology has established itself, in which specially adapted donor wheels are used.
  • Such quick-start donor wheels comprise three projections of substantially equal length and a projection which is longer than the three other projections in the direction of rotation of the shaft.
  • the projections are arranged such that each projection has at least one radially extending edge each having one of these edges is arranged along the circumferential direction to a quarter of the circumference of the shaft.
  • the present invention solves the problem by a shaft, in particular a camshaft, comprising a device for determining a rotational speed and a rotational angle of the shaft, wherein the device is designed such that it has successive elevations along a circumferential direction of the shaft, wherein for individual assignment of respective angle of rotation to individual surveys
  • the shaft according to the invention with the device has the advantage that the extension lengths or distances along the circumferential direction change continuously, whereby the individual elevations of an individual, directed to the respective rotation angle of the shaft assignment are accessible.
  • no rotation of the shaft is necessary to determine the angle of rotation, as is absolutely necessary in the waves with the known from the prior art donor wheels.
  • the continuous change of extents and spacings between successive surveys ultimately results in the advantage of faster engine initialization compared to prior art devices, which may result in reduced emission of pollutants such as CO 2 , precipitates.
  • the device according to the invention allows a more precise determination of the angle of rotation.
  • the direction of rotation corresponds to the direction of rotation along which the shaft rotates about its axis of rotation.
  • the extension lengths are dimensioned along the direction of rotation.
  • the extension length is a measure of a measured width in the circumferential direction of the survey.
  • at least 3 different, for example more than 15 different and particularly advantageously more than 25 different extension lengths are provided for the individualized assignment in order to realize a continuous change according to the invention.
  • the extension length increases in particular from survey to survey successively to or from.
  • the size of the increase or decrease of the extension length is matched with the resolution of a sensor unit, with which the individual extension lengths are detected.
  • the survey is formed by a projection which protrudes from the circumference of the shaft.
  • the shaft according to the invention is part of a device for an initial engine start operation and / or part of a quick start system for an engine.
  • the device for determining a rotational speed and a rotational angle of the shaft comprises a single gear rotatably connected to the shaft, wherein the gear has teeth whose extension length continuously changes in the circumferential direction.
  • the extension length is made in particular for the extension length to increase continuously along the circumference until there is a transition in the direction of rotation between the elevation with the longest extension length into the elevation with the smallest extension length.
  • a free space between two elevations in the direction of rotation remains substantially constant.
  • the constant distance corresponds to the smallest distance detectable by a sensor unit.
  • the device comprises a first gear having a first number of teeth and a second gear having a second number of teeth, the first number being different from the second number, wherein the first gear and the second gear rotatably connected to the shaft and are arranged in the axial direction side by side so that at least one tooth of the first gear and a tooth of the second gear form a common survey.
  • a prerequisite for the formation of a common survey is, for example, that the tooth of the first gear and the tooth of the second gear overlap seen in a direction parallel to the axial direction of the shaft projection direction.
  • the extension length results from the extension length to be measured in the direction of circulation formed by the common elevation.
  • the extension length is for example measured by a distance which is fixed on one side by an edge of a tooth of the first gear and on the other side by an edge of a tooth of the second gear.
  • the first gear has one more tooth than the second gear.
  • an offset between the teeth of the first and the second gear is obtained, which is comparable to that of a vernier scale.
  • the first gear has 35 teeth and the second gear has 36 teeth.
  • the extension length of the common elevation within a revolution around the shaft increases continuously and once decreases continuously.
  • the common elevations differ in the decrease and in the increase by the relative position of the tooth of the first gear to be determined in the direction of rotation to that of the tooth of the second gear.
  • the teeth are designed as a triangle, as a rectangle, as a trapezoid or as an involute.
  • the shape of the teeth is adapted to the properties of the sensor unit.
  • the device is formed integrally with the shaft so that the elevation is formed directly in a lateral surface of the shaft.
  • the elevations are introduced or integrated directly into the shaft, for example by forming or machining.
  • the deformation may be a press-fitting or rolling-in or, in the case of machining, a milling-in. Due to the direct introduction or impressing the elevations in the shaft can be dispensed with additional components in an advantageous manner.
  • the device for determining a rotational speed and a rotational angle of the shaft can be realized in an advantageous manner to save space.
  • At least the shaft or the elevations are present as sintered components.
  • the device is configured in one piece on the shaft side.
  • the assembly can be simplified in an advantageous manner.
  • the device has a sensor unit, for example a sensor unit based on a magnetoresistive effect, for detecting the extension length in the direction of rotation.
  • a sensor unit for example a sensor unit based on a magnetoresistive effect, for detecting the extension length in the direction of rotation.
  • Another object of the present invention is a device for mounting on a shaft, wherein at least a part of the device is adapted to form a shaft with a device for determining a rotational speed and a rotational angle of the shaft according to one of the preceding claims.
  • Another object of the present invention is a method for producing a shaft according to the invention, wherein the device is produced by attaching one or more gears, in particular sintered gears, to the shaft, by forming the shaft or by cutting the shaft.
  • FIG. 1 shows a shaft with a device for determining a rotation angle and a rotational speed according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a shaft with a device for determining a rotational angle and a rotational speed according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows various exemplary embodiments of teeth which are suitable for forming a protrusion in the sense of the present invention.
  • the shaft 1 shows a shaft 1 with a device 2 for determining a rotational angle and a rotational speed according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the shaft 1 is illustrated with the device 2 on the left in a perspective view and right in a plan view along a direction parallel to the axial direction of the shaft 1 and the device 2 direction.
  • the shaft 1 is one which is provided in a cylinder head for a camshaft application, for example for a camshaft in an internal combustion engine.
  • the devices provided for determining the angle of rotation and the rotational speed are to serve, for example, as a speed emergency signal if a speed sensor should fail on the crankshaft side or for motor initialization.
  • the knowledge of the angle of rotation ie an assumed rotational position or rotational position along a rotational direction of the shaft rotating about a rotation axis, is used when using phase adjusters.
  • devices for determining a rotational angle and a rotational speed in the sense of low fuel consumption and reduced emission in quick start systems such as are used as start-stop technology in vehicles, needed to here to ensure a timely engine initialization. It is provided for the device 2 shown in Figure 1, that it along a circumferential direction U of the shaft 1 has successive elevations, wherein extension lengths of the elevations in the direction of rotation U to change the shaft continuously, for example, gradually increase or decrease.
  • the circumferential direction U corresponds in particular to the direction of rotation of the shaft and the extension length is the extent of the elevation along the direction of rotation U.
  • the extension length is detected by means of a sensor unit. Due to the continuous change of the extension lengths, the elevations along the circumferential direction U can be individualized by assigning the individual elevations an orientation or a rotation angle on the basis of their extension length. This results in an advantageous manner, a 360 ° detection, which is only dependent on absolute values of the extension lengths. As a result, one advantageously does not rely on a 90 ° crankshaft angular turn for engine initialization in a quick start, as is conventional in donor wheels used in the prior art to determine speed and angle of rotation.
  • the device comprises elevations with more than 3 different extension lengths, for example with more than 15 different extension lengths and in a particularly advantageous embodiment more than 25 different extension lengths. It is provided in particular that the extension length of a survey is once greater than the extension length of an immediately adjacent survey and once smaller than the extension length of the other adjacent survey. In the first exemplary embodiment shown in FIG.
  • the device is a toothed wheel 10, which is non-rotatably connected to the shaft 1 and whose elevations, ie teeth 5, are successively cut along a single revolution Extension length become longer or wider until a change from the longest extension length to the shortest extension length occurs. Furthermore, it is provided that a distance or free space between the individual elevations remains constant in the illustrated exemplary first embodiment. It is provided, for example, that the outer contour of the elevations is concentric with the circumference of the shaft. In the illustrated embodiment, it is a toothing projecting from the circumference of the shaft. According to an embodiment of the embodiment shown in FIG. 1, the survey sequence illustrated in FIG. 1 is introduced or integrated directly into the shaft, for example by forming or machining.
  • FIG. 2 a shows a shaft 1 with a device 2 for determining a rotational angle and a rotational speed according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the shaft 1 is illustrated with the device 2 on the left in a perspective view and right in a plan view along a direction parallel to the axial direction of the shaft 1 and the device 2 direction.
  • the embodiment shown in FIG. 2 differs from that shown in FIG.
  • a plurality of toothed wheels 1 1, 12, in particular, two gears are used, with the gears 1 1, 12 differ in terms of the number of teeth.
  • a tooth width of all the teeth 5, ie both the teeth of the first gear 1 1 and the second gear 12, which is dimensioned in the direction of rotation is identical or identical, while the spacing between the teeth is variable.
  • the two gear wheels 1 1, 12 are arranged side by side in such a way that each one tooth of the first gear 1 1 and a tooth of the second gear 12 form a common elevation 15.
  • the extension length of this common - formed by the two teeth 5 - elevation 15 is the extension length, which results from a selected along a direction of projection extending parallel to the axial direction of projection along the direction of rotation U.
  • the extension length in this second exemplary embodiment is measured by the extension length that results in a plan view along the direction parallel to the axial direction of the shaft along the direction of rotation U (see representation on the right in FIG. 2).
  • the two teeth 5, which form a common survey 15 are in contact.
  • the two gears are arranged spaced from one another in the axial direction so that a gap is formed between the first gear 1 1 and the second gear 12.
  • the prerequisite for the formation of a common survey that the teeth forming the common survey at least partially overlap along the direction of projection parallel to the axial direction.
  • the difference between the number of teeth 5 of the first gear 1 1 and the number of teeth 5 of the second gear 12 is one.
  • the extension length along the circumferential direction U of a common survey 15 to the next common survey 15 changes continuously.
  • the extension length increases continuously once during a single revolution and once decreases continuously.
  • the tooth 5 of the first gear 1 1 seen in the clockwise direction spatially arranged behind the tooth 5 of the second gear 12, while seen in the second half of the revolution, the tooth 5 of the first gear 1 1 in the clockwise direction before spatially the tooth 5 of the second gear 12 is arranged.
  • first gear 1 1 and the second gear 12 are each provided for mounting on the shaft 1 as individual components and then mounted in two parts on the shaft or time prior to assembly - for example by pressing or welding - the first gear 1 1 and the second gear 12 are joined to form a component and then mounted on the shaft 1.
  • the first gear 1 1 and / or the second gear 12 is a sintered gear.
  • FIG. 2b shows the shaft from FIG. 2a in a side view along a direction perpendicular to the axial direction of the shaft 1 and the device 2, respectively.
  • FIG. 3 shows various exemplary embodiments of teeth which are suitable for forming a protrusion in the sense of the present invention.
  • the teeth are triangular D (first row from above), rectangular R (second row from the top), trapezoidal T (third row from the top) or in the form of an involute E (fourth row from the top).
  • These different tooth types can each be used in the embodiment described in FIG. 1, ie with varying tooth length, or in the further embodiment described in FIGS. 2a and 2b, ie with varying distances.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Welle (1), insbesondere Nockenwelle, mit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle (1), wobei die Vorrichtung derart gestaltet ist, dass sie entlang einer Umlaufrichtung (U) der Welle (1) aufeinanderfolgende Erhebungen aufweist, wobei sich zur individuellen Zuordnung des jeweiligen Drehwinkels zu einzelnen Erhebungen Erstreckungslängen der aufeinanderfolgenden Erhebungen oder Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Erhebungen in Umlaufrichtung (U) kontinuierlich ändern.

Description

BESCHREIBUNG
Welle, insbesondere Nockenwelle, mit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Welle mit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle, eine Vorrichtung zur Montage an einer Welle und ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Ermittlung der Drehzahl und des Drehwinkels in Form von Geberrädern hinlänglich bekannt. Solche Geberräder finden sich in unterschiedlichsten Ausführungen typischerweise im Zylinderkopf bei Nockenwellenapplikationen wieder. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2009 009 470 eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeugventiltriebvorrichtung, bekannt, die zumindest ein Anschlagsmittel für zumindest ein verstellbares Nockenträgerelement und ein Sensormittel zur Bestimmung einer Phasenlage des zumindest einen Nockenträgerelements aufweist. Typischerweise weisen diese Geberräder in der Regel einen oder mehrere Vorsprünge - beispielsweise in Gestalt einer Nase oder eines sich über die Hälfte des Umfangs der Welle erstreckenden Vorsprungs - auf, mit deren Hilfe Rückschluss genommen wird auf die Drehzahl und den Drehwinkel der Welle. Damit wird typischerweise der Zweck verfolgt, ein Drehzahl-Notlauf-Signal bereitstellen zu können, sofern ein Drehzahlgeber an der Kurbelwelle einmal ausfallen sollte. Außerdem lässt sich die Kenntnis über die Ausrichtung der Nockenwelle in der Regel zur Motorinitialisierung heranziehen. Zudem lässt sich eine genaue Bestimmung des Drehwinkels, d. h. einer Winkelposition der Welle, beim Einsatz von Phasen- verstellern nutzen.
Um einen geringeren Kraftstoffverbrauch und eine reduzierte Emission von Gasen, im Besonderen von C02, zu erzielen, hat sich die Start-Stopp-Technologie etabliert, bei der gesondert angepasste Geberräder Anwendung finden. Solche Schnellstarter-Geberräder umfassen drei im Wesentlichen gleich lange Vorsprünge und ein gegenüber den drei anderen Vorsprüngen in Umlaufrichtung der Welle länger bemessenen Vorsprung. Dabei sind die Vorsprünge derart angeordnet, dass jeder Vorsprung zumindest eine radial verlaufende Kante aufweist, wobei je eine dieser Kanten entlang der Umlaufrichtung nach einem Viertel des Umfangs der Welle angeordnet ist.
Solche Schnellstarter-Geberräder haben den Nachteil, dass sie eine 90° Kurbelwellen-Winkeldrehung zur Motorinitialisierung benötigen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Welle mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Drehzahl und des Drehwinkels bereitzustellen, die gegenüber denen aus dem Stand der Technik bekannten in Hinblick auf eine Nutzung zur Motorinitialisierung in Schnellstartsystemen sowie in Hinblick auf einen initialen Motorstart verbessert ist.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch eine Welle, insbesondere Nockenwelle, aufweisend eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle, wobei die Vorrichtung derart gestaltet ist, dass sie entlang einer Umlaufrichtung der Welle aufeinanderfolgende Erhebungen aufweist, wobei sich zur individuellen Zuordnung des jeweiligen Drehwinkels zu einzelnen Erhebungen
— Erstreckungslängen der aufeinanderfolgenden Erhebungen oder
— Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Erhebungen
in Umlaufrichtung kontinuierlich ändern.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Geberrädern hat die erfindungsgemäße Welle mit der Vorrichtung den Vorteil, dass sich die Erstreckungslängen bzw. Abstände entlang der Umfangrichtung kontinuierlich ändern, womit die einzelnen Erhebungen einer individuellen, auf den jeweiligen Drehwinkel der Welle gerichteten Zuordnung zugänglich sind. Infolgedessen ist keine Rotation der Welle notwendig, um den Drehwinkel zu bestimmen, wie es bei den Wellen mit den aus dem Stand der Technik bekannten Geberrädern zwingend erforderlich ist. D. h. im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Welle in einem Motor braucht man zur Motorinitialisierung keine 90°-Kurbelwellen-Winkel-Drehungen durchzuführen. Damit führt die kontinuierliche Änderung von Erstreckungslängen und Abständen zwischen aufeinanderfolgenden Erhebungen letztendlich dazu, dass in vorteilhafter Weise eine im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen schnellere Motorinitialisierung erfolgen kann, die sich dann auch in einer reduzierten Emission von Schadstoffen, wie etwa C02, niederschlägt. Zudem erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine präzisere Drehwinkelbestimmung. Zusätzlich kann noch vor dem eigentli- chen Motorstart eine korrekte Winkelanordnung von einer Kurbelwelle zur Nockenwelle abgefragt werden, um bei einem möglichen Ketten-/Riemen-Übersprung einen Motorstart und einen Motorschaden zu verhindern.
Hierbei entspricht die Umlaufrichtung der Rotationsrichtung, entlang der die Welle um ihre Rotationsachse rotiert. Dabei ist es vorgesehen, dass sich die Erstreckungslängen entlang der Umlaufrichtung bemessen. Mit anderen Worten ist die Erstreckungslänge ein Maß für eine in Umlaufrichtung bemessene Breite der Erhebung. Weiterhin ist es vorgesehen, dass für die individualisierte Zuordnung mindestens 3 verschiedene, beispielsweise mehr als 15 verschiedene und besonders vorteilhaft mehr als 25 verschiedene Erstreckungslängen vorgesehen sind, um eine erfindungsgemäße kontinuierliche Änderung zu realisieren. Dabei nimmt die Erstreckungslänge insbesondere von Erhebung zu Erhebung sukzessive zu oder ab. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Größe der Zu- oder Abnahme der Erstreckungslänge mit dem Auflösungsvermögen einer Sensoreinheit abgestimmt, mit der die einzelnen Erstreckungslängen erfasst werden. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Erhebung durch einen Vorsprung gebildet ist, der gegenüber dem Umfang der Welle hervorsteht. Als Erhebung im Sinne der vorliegenden Erfindung sind aber auch solche Erhebungen zu verstehen, die sich dadurch ergeben, dass Teile zwischen den Erhebungen in Bezug zum Umfang der Welle zurückversetzt sind. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Welle Teil einer Vorrichtung für einen initialen Motorstartvorgang und/oder Teil eines Schnellstartsystems für einen Motor.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle ein einzelnes drehfest mit der Welle verbundenes Zahnrad umfasst, wobei das Zahnrad Zähne aufweist, deren Erstreckungslänge sich in Umlaufrichtung kontinuierlich ändern. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Erstreckungslänge entlang des Umfangs kontinuierlich zunimmt, bis ein Übergang in Umlaufrichtung zwischen der Erhebung mit der längsten Erstreckungslänge in die Erhebung mit der kleinsten Erstreckungslänge erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im Falle der kontinuierlichen Änderung der Erstreckungslängen ein Freiraum zwischen zwei Erhebungen in Umlaufrichtung im Wesentlichen konstant bleibt. In einer vorteilhaften Ausfüh- rungsform entspricht der konstante Abstand dem kleinsten durch eine Sensoreinheit erfassbaren Abstand. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise möglichst viele verschiedene noch differenzierbare Erstreckungslängen entlang des Umfangs realisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein erstes Zahnrad mit einer ersten Anzahl an Zähnen und ein zweites Zahnrad mit einer zweiten Anzahl an Zähnen aufweist, wobei die erste Anzahl sich von der zweiten Anzahl unterscheidet, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad drehfest mit der Welle verbunden sind und in axialer Richtung derart nebeneinander angeordnet sind, dass zumindest ein Zahn des ersten Zahnrads und ein Zahn des zweiten Zahnrads eine gemeinsame Erhebung bilden. Voraussetzung für die Bildung einer gemeinsamen Erhebung ist beispielsweise, dass der Zahn des ersten Zahnrads und der Zahn des zweiten Zahnrads in einer parallel zur axialen Richtung der Welle verlaufenden Projektionsrichtung gesehen überlappen. Hierbei ist es in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass sich die Er- streckungslänge durch die von der gemeinsamen Erhebung gebildete in Umlaufrichtung zu bemessende Erstreckungslänge ergibt. Dabei wird die Erstreckungslänge beispielsweise bemessen durch einen Abstand, der auf der einen Seite durch eine Kante eines Zahns des ersten Zahnrads und auf der anderen Seite durch eine Kante eines Zahns des zweiten Zahnrads festgelegt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Zahnrad einen Zahn mehr aufweist als das zweite Zahnrad. Hierdurch wird ein Versatz zwischen den Zähnen des ersten und des zweiten Zahnrads erwirkt, der vergleichbar ist mit dem einer Noniusskala. Beispielsweise weist das erste Zahnrad 35 Zähne und das zweite Zahnrad 36 Zähne auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Erstreckungslänge der gemeinsamen Erhebung innerhalb eines Umlaufs um die Welle einmal kontinuierlich zunimmt und einmal kontinuierlich abnimmt. Dabei unterscheiden sich die gemeinsamen Erhebungen bei der Abnahme und bei der Zunahme durch die in Umlaufrichtung festzustellende Relativposition des Zahns des ersten Zahnrads zu der des Zahns des zweiten Zahnrads.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Zähne als Dreieck, als Rechteck, als Trapez oder als Evolvente ausgestaltet sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Form der Zähne an die Eigenschaften der Sensoreinheit angepasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung derart einstückig mit der Welle ausgebildet ist, dass die Erhebung unmittelbar in einer Mantelfläche der Welle ausgebildet ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Erhebungen unmittelbar, beispielsweise durch eine Umformung oder eine Zerspanung, in die Welle eingebracht bzw. integriert sind. Hierbei kann es sich bei der Umformung um ein Einpressen oder Einwalzen bzw. bei der Zerspanung um ein Einfräsen handeln. Durch das unmittelbare Einbringen bzw. Einprägen der Erhebungen in die Welle lässt sich in vorteilhafter Weise auf zusätzliche Bauteile verzichten. Außerdem lässt sich die Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle in vorteilhafter Weise bauraumsparend realisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die Welle oder die Erhebungen als gesinterte Bauteile vorliegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wellenseitig einteilig ausgestaltet ist. Dadurch lässt sich die Montage in vorteilhafter Weise vereinfachen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Sensoreinheit, beispielsweise eine auf einem magnetoresisitivem Effekt beruhende Sensoreinheit, zur Erfassung der Erstreckungslänge in Umlaufrichtung aufweist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Montage an einer Welle, wobei zumindest ein Teil der Vorrichtung geeignet ist, eine Welle mit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu bilden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Welle, wobei die Vorrichtung durch ein Befestigen eines oder mehrerer Zahnräder, insbesondere von gesinterten Zahnrädern, an der Welle, durch eine Umformung der Welle oder eine Zerspanung der Welle hergestellt wird. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Die Figur 1 zeigt eine Welle mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Drehwinkels und einer Drehzahl gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 2 zeigt eine Welle mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Drehwinkels und einer Drehzahl gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 3 zeigt verschiedene beispielhafte Ausführungsformen für Zähne, die zur Bildung einer Erhebung im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignet sind.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist eine Welle 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Ermittlung eines Drehwinkels und einer Drehzahl gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist die Welle 1 mit der Vorrichtung 2 links in einer perspektivischen Ansicht illustriert und rechts in einer Draufsicht entlang einer parallel zur axialen Richtung der Welle 1 bzw. der Vorrichtung 2 verlaufenden Richtung. Beispielsweise handelt es sich bei der Welle 1 um eine solche, die in einem Zylinderkopf für eine Nockenwellenapplikation, beispielsweise für eine Nockenwelle in einer Brennkraftmaschine, vorgesehen ist. Hier sollen die zur Drehwinkel- und Drehzahlermittlung vorgesehenen Vorrichtungen beispielsweise als Drehzahl- Notlauf-Signal dienen, falls ein Drehzahlgeber kurbelwellenseitig ausfallen sollte, oder zur Motorinitialisierung. Insbesondere wird die Kenntnis des Drehwinkels, d. h. einer eingenommenen Drehstellung bzw. Drehposition entlang einer Rotationsrichtung der um eine Rotationsachse rotierenden Welle, beim Einsatz von Phasenverstellern genutzt. Außerdem werden Vorrichtungen zur Ermittlung eines Drehwinkels und einer Drehzahl im Sinne eines geringen Kraftstoffverbrauchs und einer reduzierten Emission bei Schnellstartsystemen, wie sie beispielsweise als Start-Stopp-Technologie in Fahrzeugen verwendet werden, benötigt, um hier für eine möglichst zeitnahe Motorinitialisierung zu sorgen. Dabei ist es für die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 2 vorgesehen, dass sie entlang einer Umlaufrichtung U der Welle 1 aufeinanderfolgende Erhebungen aufweist, wobei sich Erstreckungslängen der Erhebungen in Umlaufrichtung U um die Welle kontinuierlich ändern, beispielsweise sukzessive zunehmen oder abnehmen. Dabei entspricht die Umlaufrichtung U insbesondere der Rotationsrichtung der Welle und die Erstreckungslänge ist die Ausdehnung der Erhebung entlang der Umlaufrichtung U. Beispielsweise wird die Erstreckungslänge mittels einer Sensoreinheit erfasst. Durch die kontinuierliche Änderung der Erstreckungslängen lassen sich die Erhebungen entlang der Umlaufrichtung U individualisieren, indem den einzelnen Erhebungen anhand ihrer Erstreckungslänge eine Ausrichtung bzw. ein Drehwinkel zugeordnet wird. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine 360°-Erkennung, die lediglich abhängig ist von absoluten Werten der Erstreckungslängen. Infolgedessen ist man in vorteilhafter Weise bei einem Schnellstart nicht auf eine 90°-Kurbelwellen-Winkeldrehung zur Motorinitialisierung angewiesen, wie sie bei aus dem Stand der Technik verwendeten Geberrädern zur Bestimmung der Drehzahl und der Drehwinkel üblich ist. Entsprechend lässt sich eine Motorinitialisierung beim Schnellstart mit der Vorrichtung aus Figur 1 schneller erwirken, als mit den aus dem Stand der Technik bekannten Geberrädern. Hierbei umfasst die Vorrichtung Erhebungen mit mehr als 3 verschiedenen Erstreckungslängen, beispielsweise mit mehr als 15 verschiedenen Erstreckungslängen und in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform mehr als 25 verschiedenen Erstreckungslängen. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Erstreckungslänge einer Erhebung einmal größer ist als die Erstreckungslänge einer unmittelbar benachbarten Erhebung und einmal kleiner als die Erstreckungslänge der anderen benachbarten Erhebung. In der in Figur 1 dargestellten ersten beispielhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass es sich bei der Vorrichtung um ein Zahnrad 10 handelt, das drehfest mit der Welle 1 verbunden ist und dessen Erhebungen, d. h. Zähne 5, entlang eines einzigen Umlaufs sukzessiv in Hinblick auf ihre Erstreckungslänge länger bzw. breiter werden, bis ein Wechsel von der längsten Erstreckungslänge zur kürzesten Erstreckungslänge erfolgt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass ein Abstand bzw. Freiraum zwischen den einzelnen Erhebungen in der dargestellten beispielhaften ersten Ausführungsform konstant bleibt. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Außenkontur der Erhebungen konzentrisch zum Umfang der Welle verläuft. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine vom Umfang der Welle abstehende Verzahnung. Gemäß einer Aiterative zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die in Figur 1 dargestellte Erhebungsfolge unmittelbar, beispielsweise durch eine Umformung oder eine Zerspanung, in die Welle eingebracht bzw. integriert. Eine Umformung erfolgt hierbei z.B. durch ein Einpressen oder ein Einwalzen, während eine Zerspanung z.B. durch ein Einfräsen erfolgt. In Figur 2a ist eine Welle 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Ermittlung eines Drehwinkels und einer Drehzahl gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist die Welle 1 mit der Vorrichtung 2 links in einer perspektivischen Ansicht illustriert und rechts in einer Draufsicht entlang einer parallel zur axialen Richtung der Welle 1 bzw. der Vorrichtung 2 verlaufenden Richtung. Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 1 dargestellten dadurch, dass zur Bildung der Erhebungen statt eines einzelnen Zahnrads 10, dessen Zähne 5 entlang der Umlaufrich- tung U in ihrer Erstreckungslänge größer werden, mehrere Zahnräder 1 1 ,12, insbesondere zwei Zahnräder, verwendet werden, wobei sich die Zahnräder 1 1 ,12 in Hinblick auf die Anzahl der Zähne unterscheiden. Beispielsweise ist eine in Umlaufrichtung bemessene Zahnbreite aller Zähne 5, d. h. sowohl der Zähne des ersten Zahnrads 1 1 als auch des zweiten Zahnrads 12, gleich bzw. identisch, während der Abstand zwischen den Zähnen variierend ist. Dabei sind die zwei Zahnräder 1 1 , 12 derart nebeneinander angeordnet, dass je ein Zahn des ersten Zahnrads 1 1 und ein Zahn des zweiten Zahnrads 12 eine gemeinsame Erhebung 15 bilden. Maßgeblich für die Erstreckungslänge dieser gemeinsamen - durch die beiden Zähne 5 gebildeten - Erhebung 15 ist die Erstreckungslänge, die sich aus einem entlang einer parallel zur axialen Richtung verlaufenden Projektionsrichtung gewählten Blickwinkel entlang der Umlaufrichtung U ergibt. Mit anderen Worten: die Erstreckungslänge in dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform bemisst sich durch die Erstreckungslänge, die sich bei einer Draufsicht entlang der parallel zur axialen Richtung der Welle verlaufenden Richtung entlang der Umlaufrichtung U ergibt (siehe Darstellungsform rechts in Figur 2). Bei der Bildung der gemeinsamen Erhebung 15 ist es dabei nicht zwingend erforderlich, dass die beiden Zähne 5, die eine gemeinsame Erhebung 15 bilden, in Kontakt stehen. Denkbar, wäre auch, dass die beiden Zahnräder in axialer Richtung zueinander beabstandet angeordnet sind, so dass sich ein Spalt zwischen dem ersten Zahnrad 1 1 und dem zweiten Zahnrad 12 ausbildet. Beispielsweise ist die Voraussetzung für die Bildung einer gemeinsamen Erhebung, dass die die gemeinsame Erhebung bildenden Zähne entlang der parallel zur axialen Richtung verlaufenden Projektionsrichtung zumindest teilweise überlappen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform beträgt die Differenz zwischen der Anzahl der Zähne 5 des ersten Zahnrads 1 1 und der Anzahl der Zähne 5 des zweiten Zahnrads 12 eins. Dabei entspricht beispielsweise ein Umfang des ersten Zahnrads 1 1 , der durch die konzentrisch zum Wellenumfang verlaufende Außenseite der Zähne 5 des ersten Zahnrads 1 1 festgelegt wird, einem Umfang des zweiten Zahnrads 12, der durch die konzentrisch zum Wellenumfang verlaufende Außenseite der Zähne 5 des zweiten Zahnrads 12 festgelegt wird. Durch die Anordnung der beiden Zahnräder 1 1 , 12 nebeneinander in der oben beschriebenen Form lässt sich in vorteilhafter Weise bewirken, dass sich die Erstreckungslänge entlang der Um- laufrichtung U von einer gemeinsamen Erhebung 15 zur nächsten gemeinsamen Erhebung 15 kontinuierlich ändert. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Erstreckungslänge während eines einzigen Umlaufs einmal kontinuierlich zunimmt und einmal kontinuierlich abnimmt. Dabei ist in der ersten Hälfte des Umlaufs der Zahn 5 des ersten Zahnrads 1 1 im Uhrzeigersinn gesehen räumlich hinter dem Zahn 5 des zweiten Zahnrads 12 angeordnet, während in der zweiten Hälfte des Umlaufs der Zahn 5 des ersten Zahnrads 1 1 im Uhrzeigersinn gesehen räumlich vor dem Zahn 5 des zweiten Zahnrads 12 angeordnet ist. Hierbei beginnt und endet ein Umlauf mit der gemeinsamen Erhebung 15, die durch die in Projektionsrichtung deckungsgleich angeordneten Zähne 5 realisiert wird. Durch die sich in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ergebende kontinuierliche Änderung der Erstreckungslängen lässt sich ebenfalls eine individuelle Zuordnung des Drehwinkels zu den jeweiligen gemeinsamen Erhebungen realisieren, woraus sich entsprechend die gleichen Vorteile für einen initialen Motorstart, wie auch für Schnellstartsysteme ergeben wie im Falle der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Weiterhin ist es für die zweite beispielhafte Ausführungsform vorgesehen, dass wahlweise das erste Zahnrad 1 1 und das zweite Zahnrad 12 jeweils für die Montage an der Welle 1 als einzelne Bauteile bereitgestellt werden und anschließend zweigeteilt auf der Welle montiert werden oder zeitlich vor der Montage - beispielsweise durch ein Verpressen oder Verschweißen - das erste Zahnrad 1 1 und das zweite Zahnrad 12 zu einer Komponente gefügt werden und anschließend auf der Welle 1 montiert werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Zahnrad 1 1 und/oder zweiten Zahnrad 12 um ein gesintertes Zahnrad. Die Figur 2b zeigt die Welle aus Figur 2a in einer Seitenansicht entlang einer senkrecht zur axialen Richtung der Welle 1 bzw. der Vorrichtung 2 verlaufenden Richtung.
In Figur 3 sind verschiedene beispielhafte Ausführungsformen für Zähne, die zur Bildung einer Erhebung im Sinne der vorliegenden Erfindung geeignet sind, dargestellt. Beispielsweise sind die Zähne dreieckig D (erste Reihe von oben), rechteckig R (zweite Reihe von oben), trapezförmig T (dritte Reihe von oben) oder in Form einer Evolvente E (vierte Reihe von oben) ausgestaltet. Diese verschiedenen Zahntypen lassen sich jeweils in der in Figur 1 beschriebenen Ausführungsform, d. h. mit variierender Zahnlänge, oder in der in den Figuren 2a und 2b beschriebenen weiteren Ausführungsform, d. h. mit variierenden Abständen, nutzen. Bezugszeichenliste
1 Welle
2 Vorrichtung
5 Zahn
10 Zahnrad
1 1 erstes Zahnrad
12 zweites Zahnrad
15 gemeinsame Erhebung
U Umlaufrichtung
D Dreieck
R Rechteck
T Trapez
E Evolvente

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . Welle (1 ), insbesondere Nockenwelle, aufweisend eine Vorrichtung (2) zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle, wobei die Vorrichtung (2) derart gestaltet ist, dass sie entlang einer Umlaufrichtung (U) der Welle (1 ) aufeinanderfolgende Erhebungen aufweist, wobei sich zur individuellen Zuordnung des jeweiligen Drehwinkels zu einzelnen Erhebungen
— Erstreckungslängen der aufeinanderfolgenden Erhebungen oder
— Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Erhebungen in Umlaufrichtung (U) kontinuierlich ändern.
2. Welle (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei die Vorrichtung (2) zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle (1 ) ein einzelnes drehfest mit der Welle (1 ) verbundenes Zahnrad (10) umfasst, wobei das Zahnrad (10) Zähne (5) aufweist, deren Erstreckungslänge sich in Umlaufrichtung (U) kontinuierlich ändern.
3. Welle (1 ) gemäß Anspruch 2, wobei im Falle der kontinuierlichen Änderung der Erstreckungslängen ein Freiraum zwischen zwei Erhebungen in Umlaufrichtung (U) im Wesentlichen konstant bleibt.
4. Welle (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei die Vorrichtung (2) zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle (1 ) ein erstes Zahnrad (1 1 ) mit einer ersten Anzahl an Zähnen (5) und ein zweites Zahnrad (12) mit einer zweiten Anzahl an Zähnen (5) umfasst, wobei die erste Anzahl sich von der zweiten Anzahl unterscheidet, wobei das erste Zahnrad (1 1 ) und das zweite Zahnrad (12) drehfest mit der Welle (1 ) verbunden sind und in axialer Richtung derart nebeneinander angeordnet sind, dass zumindest ein Zahn (5) des ersten Zahnrads (1 1 ) und ein Zahn (5) des zweiten Zahnrads (12) eine gemeinsame Erhebung (15) bilden.
5. Welle (1 ) gemäß Anspruch 4, wobei das erste Zahnrad (1 1 ) einen Zahn (5) mehr aufweist als das zweite Zahnrad (12).
6. Welle (1 ) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Erstreckungslänge der gemeinsamen Erhebung (15) innerhalb eines Umlaufs um die Welle (1 ) einmal kontinuierlich zunimmt und einmal kontinuierlich abnimmt.
7. Welle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zähne (5) als Dreieck (D), als Rechteck (R), als Trapez (T) oder als Evolvente (E) ausgestaltet sind.
8. Welle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung derart einstückig mit der Welle ausgebildet ist, dass die Erhebung unmittelbar in einer Mantelfläche der Welle ausgebildet ist.
9. Welle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die Welle (1 ) oder die Erhebungen als gesinterte Bauteile vorliegen.
10. Welle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (2) zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle wellenseitig einteilig ausgestaltet ist.
1 1. Welle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (2) zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle eine Sensoreinheit, zur Erfassung der Erstreckungslänge in Umlaufrichtung (U) aufweist.
12. Vorrichtung (2) zur Montage an einer Welle, wobei zumindest ein Teil der Vorrichtung (2) geeignet ist, eine Welle (1 ) mit einer Vorrichtung (2) zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zu bilden.
13. Verfahren zur Herstellung einer Welle (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Vorrichtung (2)
— durch ein Befestigen eines oder mehrerer Zahnräder (10, 1 1 , 12), insbesondere von gesinterten Zahnrädern, an der Welle (1 ),
— durch eine Umformung der Welle oder
— durch eine Zerspanung der Welle
hergestellt wird.
PCT/EP2017/063684 2016-06-09 2017-06-06 Welle, insbesondere nockenwelle, mit einer vorrichtung zur ermittlung einer drehzahl und eines drehwinkels der welle WO2017211805A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016110614.3A DE102016110614A1 (de) 2016-06-09 2016-06-09 Welle, insbesondere Nockenwelle, mit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahl und eines Drehwinkels der Welle
DE102016110614.3 2016-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017211805A1 true WO2017211805A1 (de) 2017-12-14

Family

ID=59009699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/063684 WO2017211805A1 (de) 2016-06-09 2017-06-06 Welle, insbesondere nockenwelle, mit einer vorrichtung zur ermittlung einer drehzahl und eines drehwinkels der welle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016110614A1 (de)
WO (1) WO2017211805A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221211A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Drehzahl- und/oder Drehwinkelerfassungseinheit und Arbeitsvorrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995030883A1 (en) * 1994-05-04 1995-11-16 Honeywell Inc. Engine shaft with integrally formed complementary targets
US7104119B1 (en) * 2005-03-08 2006-09-12 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for determining rotary position
DE102009009470A1 (de) 2009-02-18 2010-10-21 Daimler Ag Ventiltriebvorrichtung
US20120227696A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Caterpillar Inc. Apparatus for sensing cam phaser position
DE102015104195A1 (de) * 2014-03-21 2015-09-24 Infineon Technologies Ag Nockenwellenrotationssensor
DE102014009559A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-31 Daimler Ag Nockenwellengeberrad

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04335111A (ja) * 1991-05-10 1992-11-24 Fanuc Ltd 磁気抵抗形回転検出器
DE4233549A1 (de) * 1992-10-01 1994-04-21 Brose Fahrzeugteile Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl und der Dreheinrichtung eines Drehantriebes
DE9216703U1 (de) * 1992-12-08 1993-02-25 Ab Elektronik Gmbh, 4712 Werne, De
JP4059003B2 (ja) * 2002-05-27 2008-03-12 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995030883A1 (en) * 1994-05-04 1995-11-16 Honeywell Inc. Engine shaft with integrally formed complementary targets
US7104119B1 (en) * 2005-03-08 2006-09-12 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for determining rotary position
DE102009009470A1 (de) 2009-02-18 2010-10-21 Daimler Ag Ventiltriebvorrichtung
US20120227696A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Caterpillar Inc. Apparatus for sensing cam phaser position
DE102015104195A1 (de) * 2014-03-21 2015-09-24 Infineon Technologies Ag Nockenwellenrotationssensor
DE102014009559A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-31 Daimler Ag Nockenwellengeberrad

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016110614A1 (de) 2017-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19907959C2 (de) Vorrichtung zum Sensieren der Motordrehzahl und -winkelstellung an einer Nockenwelle
DE3431232C2 (de)
EP0204985B1 (de) Vorrichtung zum Regeln einer Brennkraftmaschine
EP1873534A2 (de) Vorrichtung zur berührungsfreien Erfassung der Drehzahl und/oder Position eines Geberteils mit einem Encoder
EP3669194B1 (de) Drehzahlsensoranordnung
EP2478336A1 (de) Vorrichtung zur gewinnung von winkelsignalen
EP1674832B1 (de) Geberrad mit Rückdrehcodierung für einen Kurbelwellen-oder Nockenwellensensor
DE102004010948B4 (de) Winkelmesseinrichtung
EP1544622A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur erfassung der winkelstellung einer nockenwelle oder kurbelwelle einer brennkraftmaschine
EP0234227B1 (de) Vorrichtung zum Regeln einer Brennkraftmaschine
WO2017211805A1 (de) Welle, insbesondere nockenwelle, mit einer vorrichtung zur ermittlung einer drehzahl und eines drehwinkels der welle
DE10048169B4 (de) Drehwinkelgeber, Einspritzanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102006049999A1 (de) Rotor einer Vorrichtung zur Drehzahlerfassung
DE3630272A1 (de) Vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
EP3012636A1 (de) Geberrad
DE4418539A1 (de) Einrichtung zur Messung der Relativlage zweier Teile
EP1988400A2 (de) Geberrad, vorzugsweise für Wellen, sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Geberrades
EP3556644B1 (de) Verzahnung für tretlager
DE3149826A1 (de) Induktivgeber
WO2006048345A1 (de) Verfahren zur bestimmung der absoluten kurbelwellenwinkelposition einer brennkraftmaschine
DE2501230A1 (de) Drehzahlfuehler in einer trommelbremse
DE102018214082A1 (de) Klaue mit Geberkontur und Kupplungsanordnung
DE3225865C2 (de) Rotationskörper, insbesondere Schwungscheibe für Brennkraftmaschinen
EP3017154B1 (de) Nockenwellenanordnung einer hubkolbenbrennkraftmaschine sowie hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer solchen nockenwellenanordnung
DE102016220938A1 (de) Triggerrad mit radial abgekantetem Finger und Nockenwellenversteller mit Triggerrad

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17727893

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17727893

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1