CH544221A - Magnetischer Geber einer elektronischen Brennkraftmaschinen-Zündanlage - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft einen magnetischen Geber einer elektronischen Brennkraftmaschinen-Zündanlage, mit einem auf der Tragplatte des Unterbrechers anzuordnenden feldempfindlichen Impulsgeberelement und mit einer auf dem Verteilerrotor oder der Verteilerwelle drehfest zu befestigenden Läuferscheibe aus nichtmagnetischem Werkstoff, die mit einer der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine gleichen Anzahl Steuerelementen bestückt ist, wobei jeweils durch das Impulsgeberelement und ein Steuerelement ein magnetischer Kreis gebildet ist, in dem der magnetische Fluss bei dichtester Annäherung des Steuerelementes an das Impulsgeberelement am stärksten ist.



   Zur Steuerung elektronischer   Zündeinrichtungen    werden im allgemeinen Steuerimpulse mit steilen Flanken benötigt. Bei einem magnetischen Geber ist die Flankensteilheit der Geberimpulse von der Drehzahl abhängig. Kontaktlos durch magnetische Geber gesteuerte Zündeinrichtungen sind auch auf Fremdfelder empfindlich, durch die Störungen im Betrieb der Zündanlage verursacht werden können. Die Strörempfindlichkeit nimmt mit dem Verstärkungsgrad der in der Zündeinrichtung vorhandenen Verstärkungsschaltungen zu. Für die Ausbildung der elektronischen Zündschaltung und den einwandfreien Betrieb der Zündeinrichtung ist damit der magnetische Geber von besonderer Bedeutung.

  In der Praxis haben sich magnetische Geber vorteilhaft erwiesen, die zur Umrüstung einer Zündanlage mit mechanischem Unterbrecher auf eine kontaktlos gesteuerte elektronische Zündanlage so konstruiert sind, dass die Geberteile zusätzlich in das Unterbrechergehäuse eingebsut werden können und kein Teil des mechanischen Unterbrechers entfernt zu werden braucht. Der unter diesen Bedingungen im Unterbrechergehäuse für einen magnetischen Geber noch zur Verfügung stehende Raum ist nur klein, wodurch wegen der Kleinbauweise der Magnetelemente und der Impulsgeberelemente die Erzielung starker   Geberimpulse    erheblich erschwert ist. Ein zum Umrüsten geeigneter magnetischer Geber ist im Schweizer Patent 502 519 beschrieben. Bei dem dort gezeigten Geber gestehen die Steuerelemente in der Läuferscheibe aus z.

  B. quaderförmigen Permanentmagneten, die in der Läuferscheibe so angeordnet sind, dass ihre einen Pole auf der einen Scheibenseite und ihre anderen Pole auf der anderen Scheibenseite liegen, und das feldempfindliche Impulsgeberelement ist eine Induktionsspule mit Weicheisenkern, die auf der Tragplatte des Unterbrechers stehend so angeordnet ist, dass bei rotierender Läuferscheibe die einen Polflächen der Permanentmagnete die Stirnfläche des Weicheisenkerns überqueren. Wegen der kleinen Bauweise des Gebers können in der Scheibe nur Permanentmagnete von verhältnismässig geringem Volumen untergebracht werden und ebenso muss die Induktionsspule mit dem Weicheisenkern ziemlich klein sein.

  Um ausreichend starke Gebersignale zu erhalten ist der Abstand des Weicheisenkerns von den Permanentmagneten möglichst klein zu wählen, wobei jedoch wegen des sich mit der Zeit ändernden Lagerspiels der Verteilerwelle, die die Läuferscheibe trägt, für den Abstand eine untere Grenze gegeben ist. Daher ist beim Einbau des Gebers eine sorgfältige Justierung der Geberteile erforderlich. Das Gebersignal ist annähernd wellenförmig, so dass bei langsam drehender Läuferscheibe die Flankensteilheit des Signals gering ist, und zudem ist eine ziemliche Verstärkung des Signals nötig.



   Aufgabe der Erfindung ist, einen für die Umrüstung geeigneten magnetischen Geber zu schaffen, der im Vergleich mit dem bekannten Geber ein stärkeres Signal grösserer Flankensteilheit liefert, um zusätzlich zu einer verbesserten Betriebsweise der Zündeinrichtung deren Empfindlichkeit für Störfelder herabsetzen und für eine leichtere Montage einen grösseren und damit weniger kritischen Luftspalt zwischen Magnetund Impulsgeberelement zulassen zu können.



   Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, dass jeder einzelne der durch das feldempfindliche Impulsgeberelement und einem der Steuerelemente gegebenen magnetischen Kreise einen Permanentmagneten mit Polschuhen, zwischen deren Enden ein in einer zur Drehachs der Läuferscheibe senkrechten Ebene liegender und auf die Drehachs der Läuferscheibe ausgerichteter Spalt vorhanden ist, enthält, wobei die Polschuhe bei dem einen Element des magnetischen Kreises vorgesehen sind und das andere Element einen Weicheisenteil aufweist, der zur Schliessung des magnetischen Kreises mit seiner Stirnseite dem Spalt angepasst ist.



   Die Steuerelemente der Läuferscheibe können je aus dem Permanentmagneten und dessen beiden Polschuhen bestehen und das feldempfindliche Impulsgeberelement kann einen Weicheisen-Leitteil mit einem zum Spalt zwischen den Polschuhenden passenden Kopfende enthalten.



   Bei einer solchen Ausführung trägt die Läuferscheibe auf ihrer einen Seite durch die Spalte der Magnetelemente bestimmte magnetische Markierungen mit vergleichsweise starkem Magnetfeld, die bei rotierender Scheibe durch den Leitteil des Impulsgeberelementes abgetastet werden, wobei die magnetische Kopplung der Magnetelemente untereinander auch ohne magnetische Abschirmungen vernachlässigbar klein ist. Die Magnetelemente der Läuferscheibe können je aus einem z. B. quaderförmigen Permanentmagneten und zwei an dessen Polflächen anliegenden Polschuhen bestehen, deren freie Enden den Spalt bilden und deren gegenseitiger Abstand ab der Basis des Permanentmagneten zum Spalt hin stetig abnimmt.

  Die Permanentmagnete können so ein verhältnismässig grosses Volumen haben, wobei der magnetische Streu   fluss    praktisch zur Gänze auf den Spalt zwischen den Polschuhenden konzentriert ist. Diese Konzentration des Streuflusses in den Spalt kann durch zwischen den Polschuhen eingebettetes Abschirmmaterial noch verbessert werden. Das feldempfindliche Impulsgeberelement kann aus einer Induktionsspule mit einem Weicheisenkern als Leitteil bestehen. Der Weicheisenkern der Induktionsspule kann gerade sein und als Kopfende ein Querjoch tragen, dessen Länge der Spaltlänge entspricht. Statt dessen kann als Leitteil auch ein U-förmiger Eisenkern vorgesehen sein, dessen Schenkelenden einen in seiner Länge der Spaltlänge des Magnetelementes entsprechenden Spalt begrenzen.

  Vorzugsweise ist bei dem Impulsgeberelement die Breite der Querjoch-Stirnfläche bzw. die Weite des Leitteil-Spaltes kleiner als die Weite des Magnetelementspaltes. Anstelle einer Induktionsspule mit Weicheisenkern kann als Impulsgeberelement auch eine Feldplatte mit Leitstücken verwendet werden, deren Kopfenden einen dem Magnetelement-Spalt entsprechenden Spalt bilden.



   Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen magnetischen Geber nach der Erfindung mit einer auf dem Rotor eines Verteilers befestigten Läuferscheibe und einer auf der Tragplatte eines mechanischen Unterbrechers angeordneten Induktionsspule mit Weicheisenkern als feldempfindliches Geberelement,
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine Läuferscheibe mit vier permanentmagnetischen Steuerelementen,
Fig. 3 ein Steuerelement der Läuferscheibe der Fig. 2 im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 in perspektivischer Darstellung ein Steuerelement der Fig. 2 zusammen mit einem aus einer Induktionsspule mit Weicheisenkern bestehenden Impulsgeberelement,
Fig. 5 einen Weicheisenkern anderer Ausführung für ein Impulsgeberelement mit Induktionsspule,
Fig. 

   6 in schematischer Darstellung ein Steuerelement der   Fig. 2 mit einem eine Feldplatte enthaltenden Impulsgeberelement und
Fig. 7 in perspektivischer Darstellung ein Impulsgeberelement mit Induktionsspule und Permanentmagnet und als Steuerelement der Läuferscheibe ein Weicheisenstück.



   Ein zur Umrüstung einer Brennkraftmaschinen-Zündanlage mit mechanischem Unterbrecher auf eine kontaktlos gesteuerte elektronische Zündeinrichtung ausgebildeter   magnetischerGeber    besteht, wie Fig. 1 zeigt, aus einer Läuferscheibe 1 aus nichtmagnetischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, die eine der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl permanentmagnetischer Steuerelemente 2 trägt und beispielsweise am Schaft 3 des Verteiler Rotors 4 drehfest befestigt ist, und einer Induktionsspule 6 mit Weicheisenkern 7 als Impulsgeberelement. Der bei der Ausführung nach Fig. 1 gerade Weicheisenkern 7 ist am unteren Ende an einen Bügel 8 angeschraubt, der zur einstellbaren Befestigung des Impulsgeberelementes auf der Tragplatte 9 des mechanischen Unterbrechers dient.

  Bei rotierender Verteilerwelle 5 passieren die permanentmagnetischen Steuerelemente 2 den stehend angeordneten Spulenkern, so dass in der Spule 8 Spannungen induziert werden. Eine Läuferscheibe 1 für die Zündanlage bei einer Brennkraftmaschine mit vier oder acht Zylindern enthält acht Ausnehmungen 10 (Fig. 2), die mit gleichem Abstand auf einem Kreisumfang in der Scheibe 1 angeordnet sind und zur Aufnahme von Steuerelementen 2 dienen. Bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern werden in die Ausnehmungen nur vier Steuerelemente 2 eingesetzt.

  Die Steuerelemente 2 sind identisch und jedes Steuerelement 2 besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einem quaderförmigen Permanentmagneten 11, insbesondere einem Ferritmagneten, möglichst grossen Volumens und zwei Polschuhen 12, die wie Fig. 3 und Fig. 4 zeigen, an den Polflächen N, S des Permanentmagneten anliegen und ab der Basis   11 a    des Permanentmagneten 11 so aufeinander zu geneigt oder gekrümmt sind, dass sie bei stetig abnehmendem gegenseitigem Abstand mit ihren Polschuhen 12a einen Spalt 13 bilden. Der magnetische Fluss des permanentmagnetischen Steuerelementes 2 ist so nahezu zur Gänze über den Spalt 13 geleitet und nur ein sehr geringer Anteil des magnetischen Flusses führt durch den Raum zwischen den Polschuhen 12 und zu den nächsten Steuerelementen der Scheibe.

  Die Höhe der Steuerelemente entspricht der Scheibendicke, so dass eine sichere Halterung der Steuerlemente in der Scheibe gewährleistet ist. Auf der dem Impulsgeberelement zugewandten Stirnseite der Scheibe 1 sind nur die Polschuhenden 12a mit dem zwischen ihnen liegenden Spalt 13 sichtbar, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der Raum zwischen Polschuhen 12 und Permanentmagnet 11, ist mit Vergussmasse 14 ausgegossen und kann anstelle der Vergussmasse zusätzlich zu dieser ein Abschirmmaterial enthalten. Die Spalte 13 der Steuerelemente 2 sind auf die Drehachse der Läuferscheibe 2 ausgerichtet. Für ein permanentmagnetisches Steuerelement mit Spalt sind verschiedene Ausführungsvarianten möglich.

  Die vorstehend beschriebene Ausführung ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung der Einzelteile sowie eine leichte Montage derselben und gewährleistet einen sicheren Sitz der Steuerelemente in der Läuferscheibe.



   Die Impulsgeberelemente sind von an sich bekannter Bauart. Fig. 4 zeigt ein besonders einfaches Impulsgeberelement, das aus einer Induktionsspule 6 und einem geraden Weicheisenkern 7 mit einem Querjoch 7a am Kopfende besteht. Das Querjoch 7a hat die Länge des Steuerelement-Spaltes 13 und weist eine Stirnfläche 7b auf, die schmäler als die Weite des Spaltes 13 ist. Das andere Ende des Weicheisenkerns 7 trägt ein Gewinde 21, so dass nach dem Zusammenstecken von Spule 6 und Weicheisenkern 7 das Impulsgeberelement mittels einer Schraubenmutter 21 auf dem Bügel 8 (Fig. 1) befestigt und das Joch 7a leicht auf die Drehachse der Läuferscheibe 2 justiert werden kann.



   In Fig. 5 ist ein Impulsgeberelement mit Induktionsspule anderer Ausführung gezeigt. Der Magnet-Leitteil besteht hier aus einem U-förmigen Eisenkern 15, auf dessen einem Schenkel die Induktionsspule 6 aufgeschoben ist und dessen Schenkelenden 15a einen Spalt 16 begrenzen, der ebenso lang wie der Steuerelement-Spalt 13, jedoch schmäler als dieser ist. Ein am Weicheisenkern 15 eingesetzter Gewindebolzen 17 ermöglicht die Befestigung des Impulsgeberelementes auf dem Bügel 8.



   Fig. 6 zeigt schematisch ein Impulsgeberelement mit einer sogenannten Feldplatte. In einem Gehäuse 18 sind die Feldplatte 20, ein Permanentmagnet 21 und Leitstücke 19 angeordnet. Die Leitstücke 19 liegen mit ihren Fussenden an den Polen des Permanentmagneten 21 an und ihre Kopfenden 19a bilden einen Spalt 22, der in Länge und Weite dem Spalt 13 des Steuerelementes 2 entspricht. Für die Befestigung des Impulsgeberelementes ist aussen am Gehäuseboden ein Gewindebolzen 17 angebracht.

 

   Der im magnetischen Kreis von Impulsgeberelement und Steuerelement vorgesehene Permanentmagnet 11 mit den den Spalt 13 bildenden Polschuhen 12 kann, wie Fig. 7 zeigt, auch im Impulsgeberelement vorgesehen sein. Bei einer beispielsweisen Ausführung, Fig. 7, sind an den Polen eines Permanentmangeten 11 Polschuhe 12 angeordnet, deren obere Enden 12a einen Spalt 13 bilden. Der eine Polschuh trägt die Induktionsspule 6. Die Steuerelemente 2 für ein solches Impulsgeberelement bestehen aus Weicheisenstücken 24, die, wie die permanentmagnetischen Steuerelemente der vorher beschriebenen Ausführungen in der Läuferscheibe 1 angeordnet sind. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Magnetischer Geber einer elektronischen Brennkraftmaschinen-Zündanlage, mit einem auf der Tragplatte des Unterbrechers anzuordnenden feldempfindlichen Impulsgeberelement und mit einer auf dem Verteilerrotor oder der Verteilerwelle drehfest zu befestigenden Läuferscheibe aus nichtmagnetischem Werkstoff, die mit einer der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine gleichen Anzahl Steuerelementen bestückt ist, wobei jeweils durch das Impulsgeberelement und ein Steuerelement ein magnetischer Kreis gebildet ist, in dem der magnetische Fluss bei dichtester Annäherung des Steuerelementes an das Impulsgeberelement am stärksten ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne der durch das feldempfindliche Impulsgeberelement (6, 7; 6, 15; 6, 23;

   18 .22) und einem der Steuerelemente (2) gegebenen magnetischen Kreise einen Permanentmagneten (11) mit Polschuhen (12), zwischen deren Enden ein in einer zur Drehachse der Läuferscheibe (1) senkrechten Ebene liegender und auf die Drehachse der Läuferscheibe ausgerichteter Spalt (13) vorhanden ist, enthält, wobei die Polschuhe (12) bei dem einen Element des magnetischen Kreises vorgesehen sind und das andere Element einen Weicheisenteil (7a; 15; 19; 24) aufweist, der zur Schliessung des magnetischen Kreises mit seiner Stirnseite dem Spalt (13) angepasst ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Geber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelemente (2) der Läuferscheibe (1) je aus dem Permanentmagneten (11) und dessen beiden Polschuhen (12) bestehen und das feldempfindliche Impulsgeberelement (6, 7; 6, 15; 18 .22) einen Weicheisen-Leitteil (7, 7a; 15, 15a; 19, 19a) mit einem zum Spalt (13) zwischen den Polschuhenden passenden Kopfende (7a; 15a; 19a) enthält.

   2. Geber nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei den permanentmagnetischen Steuerelementen (2) der Läuferscheibe (1) der gegenseitige Abstand der an den Polen (N,S) des Permanentmagneten (11) anliegenden Polschuhen (12) ab der Basis (lla) des Permanentmagneten (11) zum freien Ende hin stetig abnimmt und die freien Enden der Polschuhe (12) den Spalt (13) bilden.

   3. Geber nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Polschuhen (12) der permanentmagnetischen Steuerelemente ein magnetisches Abschirmmaterial vorgesehen ist.

   4. Geber nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das feldempfindliche Impulsgeberelement (6, 7, 7a, 7b; 6, 15, 15a) aus einer Induktionsspule (6) mit einem Weicheisenkern (7; 7a; 7b; 15; 15a) als Leitteil besteht.

   5. Geber nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitteil des Impulsgeberelementes mit Induktionsspule aus einem geraden Weicheisenkern (7) mit einem Querjoch (7a) am Kopfende besteht, wobei die Länge des Querjoches (7a) der Länge des Spaltes (13) bei dem permanentmagnetischen Steuerelement (2) entspricht und das Querjoch (7a) eine Stirnfläche (7b) aufweist, deren Breite nicht grösser als die Spaltweite ist.

   6. Geber nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitteil des Impulsgeberelementes mit Induktionsspule (6) aus einem U-förmigen Eisenkern (15, 15a) besteht, dessen Schenkel an dem Kopfende (15a) einen Spalt (16) bilden, wobei der Leitteil-Spalt (16) in seiner Länge dem Steuerelement-Spalt (13) entspricht, jedoch schmäler als der Steuerelement-Spalt (13) ist.

   7. Geber nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Impulsgeberelement eine zwischen zwei Leitstücken (19) angeordnete Feldplatte (20) verwendet ist, wobei die Leitstücke (19) mit ihren Fussenden an den Polen eines Vorspann-Permanentmagneten (21) anliegen und mit ihren Kopfenden (19Åa) einen Spalt (22) bilden, der in Länge und Weite dem Steuerelement-Spalt (13) entspricht.

   8. Geber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsgeberelement den Permanentmagneten (11) enthält, der zusammen mit den beiden den Spalt (13) bildenden Polschuhen (12) den Kern für eine Induktionsspule (6) bildet, und die Steuerelemente in der Läuferscheibe (1) Weicheisenstücke (24) sind.