FLYWEEL GEAR PULSE GENERATOR COMPRISING A MARKED TOOTH

Abstract: 1. A flywheel gear pulse generator comprising a marked tooth head (6), an area of said tooth head (6) consists of a material whose relative permeability and/or specific eddy current losses differ from those of the flywheel gear (1) itself, characterized in that the marked tooth head (6) has an axial slot (7) with an insert (9) of said material and, in that the depth of the slot diminished towards one face (8) of the flywheel gear.

Description: Impulsgeberzahnkranz mit einem markierten Zahnkopf Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Impulsgeberzahnkranz mit einem markierten Zahnkopf. Eim Impulsgeberzahnkranz steht einem Zahnimpulssensor gegenüber. Der Zahnimpulssensor ist auf den Umfang des Impulsgeberzahnkranzes ausgerichtet und enthält eine Hochfrequenzerregerspule, die ein elek tromagnetisches Hochfrequenzerregerfeld aussendet. Dieses Hochfre quenzerregerfeld durchdringt den Zahnkranz und wird durch die vorbeilaufenden ZÅaMne des Zahnkranzes beeinflusst bzw. moduliert. Diese Modulation kann in einer Auswerteschaltung erfasst werden und zur Erzeugung von Zahnimpulsen dienen. Die Zahnimpulse stellen Drehzahl- und Winkelinformationen dar, die sich ftir Messungen, Steuerungen und Regelungen ausnutzen lassen. Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist eine impulsgesteuerte Zündanlage für Verbrennungsmotoren, , bei denen der Anlasseinspurkranz fUr die Bereitstellung dieser Zahnimpulssignale benutzt wird. Die Zahn des Zahnkranzes bedingen einerseits Wirbelstromverluste und verändern andererseits die Permeabilität des Magnetkreises. Hierdurch ergeben sich änderungen des Hochfrequenzfeldes, die in Aus werteschaltungen erfasst werden können. Zur Erfassung einer Bezugsposition benötigt man einen markierten Zahn, der einen Bezugsimpuls liefert. Aufgabe der Erfindung ist eine solche Zahnmarkierung, dass eine dauerhafte und sicher naclrweisbare Erfassung des markierten Zahnes möglicll ist, ohne dass die mechanischen Funktionen des Zahnkranzes beeintruchtigt werden. Insbesondere muss die Beeinflussung des Fcchfre- quenzfeldes genugend gross sein, um eine sichere Auswertung zu ermdgli- chen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der markierte Zahnkopf einen Bereich mit einem Werkstoff aufweist, dessen relative 'Permeabilität und/oder spezifische TJirbelstromverluste von denen des Zahnkranzes selbst verschieden sind. Die relative Permeabilit'Gt des Zahnkranzes selbst hat einen Wert von etwa 100. Stoffe mit hoher relativer Permeabilität umnd damit auch hoher magnetischer Leitfähigkeit sind Weicheisen, Mu-Metall, amorphes Metall, metallische Gläser, die sich als Werkstoffe für die Markierung eignen. Man kann als Werkstoff ein Material mit vergleichsweise geringen Wirbelstromverlusten einsetzen, um eine entsprechende Beeinflussung des Hochfrequenzfeldes zu gewairleisten. Die Markierung ermöglicht eine signifikante Änderung des Hochfrequenzfeldes gegenüber der durch einen normalen Zahn hervorgerufenen knderung des Hochfrequenzfeldes, so dass eine sichere Erkennung des markierten Zahnes mcglich ist. Für die Markierung schlägt die Erfindung vor, dass der markierte Zahnkopf einen Axialschlitz aufweist, in den eine Einlage aus dem genannten Werkstoff eingesetzt ist. In diesem Fall ist der betreffende Zahnkopf dauerhaft und zuverlässig markiert. Zur weiteren Herabsetzung der Wirbelstromverluste ist vorgesehen, dass die Einlage als U-förmig gefaltetes RJechteiI ausgebildet ist. Dieses weist in Ouerrichtung zwischen den Blechflächen mehrere Spalte auf und hat die Wirkung eines Transformatorblechpakets. Beim Anlasseinspurkranz auf der Schwungscheibe eines Verbrennungsmotors wird das Ritzel des Anlassers beim Anlassvorgang jeweils in axialer Richtung eingespurt. Wenn der Einspurzahn auf den Schlitz der Zahnmarkierung trifft, können Beschädigungen des markierten Zahns eintreten. Zur Beibehaltung der Festigkeit des markierten Zahns sieht die Erfindung vor, dass die Schlitztiefe nach einer Stirnseite des Zahn kranzes abnimmt. Im Extremfall kann der Schlitz nach der genannten Stirnseite auslaufen. Infolgedessen kann auf dieser Stirnseite keine Beschädigung des markierten Zahns beim Einsparen des Anlassers auftreten. Damit die jeweilige Einlage fest innerhalh des Schlitzes gehalten ist, ist die Einlage an den Stirnseiten des Zahnkranzes rait den Schlitzrändern verschweisst. Dadurch ist auch gewährleistet, dass in axialer Richtung die Flächen der Einlage und des Zahnkopfes nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind, so das Wirbelstrombahnen unterbrochen sind. ei Einsatz eines U-formig gefalteten Blechteils können auch die axialen Längsränder mit den Schlitzrändern verscheisst sein. Durch überstehende PlechrHnder whrend der Schweissung wird verhindert, dass Schweissmittel den mittleren Spalt der Einlage zusetzt. Die Überstehen- den Blechrçnder werden nachträglich entfernt. Die Zahnmarkierung kann auch in der Weise erfolgen, dass auf dem Zahnkopf eine Folie aus dem genannten Werkstoff befestigt ist. In diesem Fall wird jede mechanische Schwächung des markierten Zahnes ausgeschlossen. Die dünne Folie des Markierungswerkstoffes enthält amorphes Metall, Mu-Metall oder ein anderes wirbelstromverlustarmes Material mit hoher Permeabilitt. Die Foliendicke beträgt ca. 0,03 bis 0,1 mm. Die Folie muss schonend befestigt werden, um eine Schädigung des Werkstoffes durch übermässige Erhitzung oder sonstige Beanspruchung auszuschliessen. Die Befestigung kann durch Widerstandspunktschwei ssung, durch Ultrasehallpunktsehweissung oder durch Kleben erfolgen. Dabei darf die Erwermung 300 C nicht itbersteigen. Dieses ist bei Verwendung einer Mikroelektrode gewährleistet. Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert, in der darstellen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Zahnkranz nadi der Erfindung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch den markierten Zahnkopf, Fig. 3 einen Ausschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 eine weitere Abwandlung der Erfindung. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt des AnlaReinspurkranzes 1 für den nicht dargestellten Anlasser eines Verbrennungsmotors. Die Umfangsstirnflächen der Zahnköpfe 2 der Ziihne 3 steht ein Zahnimpulssensor 4 gegenüber, an den ein Zahnimpulsgenerator 5 angeschlossen ist. Der Zahnimpulsgenerator erzeugt ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld, das mittels einer Spule innerhalb des Zahnimpulssensors 4 abgestrahlt wird. Das Feld durcllsetzt die Z::hne des Zahnkranzes. Entsprechend der Permeabilität der Zahnköpfe, die von Luft verschieden ist, bzw. der Wirbelstromverluste, erfolgt eine Modulation des Hochfrequenzfeldes. Diese Modulation kann ausgewortet werden, so dass dadurch eine Erzeu gung von Zahnimpulsen möglich ist. Ein Zahnkopf 6 ist markiert, so dass derselbe als Bezugszahnkopf zur Darstellung einer Bezugsphase benutzt werden J:ann. Und zwar weist dieser Zahnkopf 6 einen Axialschlitz 7 auf, der gegen die Stirnseite 8 des Anlasseinspurkranzes 1 bzw. des Zahnkopfes 6 hin ansteigt, vgl. insbesondere Fig. 2. Der Axialschlitz kann an dieser Stirnseite 8 auf der Umfangsfläche des Zahnkopfes 6 auslaufen, so dass der Axialschlitz 7 die Stirnseite 8 nicht schneidet. Denn auf dieser Stirnseite 8 erfolgt die Einspurung des Ritzels des Anlassers. Der Axialschlitz 7 nimmt eine Einlage 9 auf, die dem Profil des Axialschlitzes 7 angepasst ist und bei einem Axialschlitz der dargestellten Form keilförmig ausgebildet ist. Während der Zahnkranz selbst aus einem Material mit vergleichsweise hohen Wirbe3stromver- lusten besteht, weist der Werkstoff der Anlage S geringe hlirbelstrom- verluste auf. Es handelt sich z.B. um Weicheisen, Mu-Metall oder dergleichen. Infolgedessen erhalt uan im Zahnimpulssensor 4 für den markierten Zahkopf 6 ein deutlich abweichendes Signal, das entsprechend ausgewertet werden kann. Auf den Stirnflächen des Anlasseinspurkranzes ist die Einlage 9 durch Schweissverbindungen 11 befestigt. Solche Schweissverbindungen dürfen auf der Umfangsfläche nicht vorhanden sein, damit die Wirbelstrombahnen unterbrochen sind. Als abweichende Materialeigenschaft kann auch die Permeabilität benutzt werden. Der Zahnkranz besteht normalerweise aus Eisen und hat infolgedessen eine relative Permeabilität von etwa 100. Die relative Permeabilität des Markierungsmaterials muss wesentlich grössere Werte haben, etwa 250000 bis 500000. Solche Werkstoffe sind Mu-Metall, amorpges Metall, Ferrit. Speziell die Form des Axialsehlitzes 7 mit ansteigender Fussflä- che gewährleistet, dass auf der Stirnseite 8 keine Schwächung des Zahnkopfes 6 vorllanden ist, so dass keine Beschädigungen des Zahnkopfes beim Einspurvorgang des Anlassers zu bef-urchten sind. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Einlage als gefaltetes Blechteil 10 ausgebildet ist, so dass die Wirbelstromverluste noch weiter herabgesetzt werden. Der in den Schlitz eingesetzte Blech- teil kann zunächst mit RandstreiFen 21 her die Schlitzränder über- stehen Jeweils die äusseren radialen Blechrt-nder werden durch Schweissnähte 11 mit den Schlitzrändern verbunden. Nach dem Schweissen werden die Randstreifen 21 entfernt, so dass die Schweissnähte 11 und die Blechr.ander bündig mit den Schlitzrändern abschliessen. Pie Randstrei- fell 21 verhindern ein Fliessen des Schweissmittels in die Spalte zwisehen den Blech streifen. Infolgedessen ist eine sichere Sperrwirkung der Spalte für Wirbelströme gewährleistet. Die Einlage ist lediglich an den Stirnseiten mit dem Zahnkopf durch Schweissverbindungen 11 stoffschlüssig verbunden. Auf der Umfangsfläche des Zahnkopfes sind solche Schweissverbindungen nicht vorhanden, damit keine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Flächen der Einlage 9 bzw. des Flächenteils 10 und dem Werkstoff des Zahnkopfes vorhanden ist. Das gefaltete Blechteil wirkt wie ein Transformatorbledpaket. Infolgedessen bleiben die geringen Wirbelstromverluste gewährleistet. Wenn man jedoch die Beeinflussung des Hochfrequenzfeldes durch die unterschiedliche Permeabilität auswertet, kann man auch auf der Kopffläche des Zahnkopfes Schweissnähte 11' vorsehen, um dadurch die mechanische Stabilitt der Anordnung zu erhöhen. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Folie 12, die durch Verbindungen 13 mit der Umfangsflche des Zahnkopfes 6 verbunden ist. Die Folie 12 besteht aus amorphem Metall, Mu-Metall oder einem ähnlichen wirbelstromverlustarmen Werkstoff und hat eine Dicke von G,03 bis 0,1 mm. Sie kann durch Widerstandspunktschweissung auf dem Zahnkopf befestigt werden. Bei dieser Widerstands punktschweissung kann die Temperaturbelastung der Folie niedrig gehalten werden, damit die magnetischen Eigenschaften des Markierungswerk- stoffes nicht verändert werden. Man kann die Folie auch durch Kleben oder durch Ultraschallschweissung auf dem Zahnkopf befestigen. Insbesondere bei Verwendung einer Mikroelektrode ist gewährleistet, dass keine Erwärmung silber 300 C auftritt.

Claims: Impulsgeberzahnkranz mit einem markierten Zahnkopf Patentansprüche 1. Impulsgeberzahnkranz mit einem markierten Zahnkopf, dadurch gekennzeichnet, dass der markierte Zahnkopf (6) einen Bereich mit einem Werkstoff aufweist, dessen relative Permeabilität und/oder spezifische Wirbelstromverluste von denen des Zahnkranzes (1) selbst verschieden sind. 2. Zahnkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff Weicheisen, Mu-Metall, amorphes Metall oder metallisches Glas ist. 3. Zahnkranz nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der markierte Zahnkopf (6) einen Axialschlitz (7) aufweist, in den eine Einlage (9) aus dem genannten Werkstoff eingesetzt ist. 4. Zahnkranz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitztiefe nach einer Stirnseite (8) des Zahnkranzes abnimmt. 5. Zahnkranz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage als U-förmig gefaltetes Blechteil (10) ausgehildet ist. 6. Zahnkranz nach einem der anspruche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage an den Stirnseiten des Zahnkranzes mit den Schlitzrndern verschweisst ist. 7. Zahnkranz nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch die axialen Längsränder der Einlage mit den Schlitzrändern verschweisst sind ( Fig. 3). 5 Zahnkranz nach Aspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zahnkopf (6) eine Folie (12) aus dem genannten Werkstoff befestigt ist. . Zahnkranz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch Widerstandspunktschweissung befestigt ist. 10. Zahnkranz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch Ultraschalpunktschweissung befestigt ist. 11. Zahnkranz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch Kleben befestigt ist.

Inventors: BLAUHUT, REINHOLD, BRANDNER, BURKHARD, KNUFELMANN, MANFRED, Knüfelmann, Manfred
Applicants: ATLAS FAHRZEUGTECHNIK GMBH
Application year: 1982
Main classification: F02P7
IPC codes: G01D5, H03K3, F02P7, G01P3, F16H55