DE10044477A1 - Schwingungsaufnehmer - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kombinierten Sensor zur Aufnahme von Schwingungen und zur Ermittlung der Temperatur eines Bauteils (20), in welchem der Sensor befestigt ist, wobei der Sensor einen Schwingungsaufnehmer und eine Temperaturmessvorrichtung (28) umfasst, um gleichzeitig Schwingungen des Bauteils (20) und die Temperatur des Bauteils (20) aufzunehmen. Über eine gemeinsame 2-Drahtleitung werden sowohl das Schwingungssignal als auch Temperatursignal und Diagnose übermittelt.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsaufneh­ mer zur Befestigung an einem Schwingungen aufweisenden Bau­ teil mit einer Temperaturmessvorrichtung.

Schwingungsaufnehmer sind in unterschiedlichen Ausgestaltun­ gen bekannt. Beispielsweise offenbart die DE-44 03 660 einen Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse, welcher als Klopfsensor für Verbrennungsmotoren Verwendung findet. Bei dem bekannten Schwingungsaufnehmer wird eine Druckhülse über einem Anlagebereich fest an das Bauteil angefügt, dessen Schwingungen detektiert werden sollen. Die hier zu detektie­ renden Schwingungen sind Klopfgeräusche des Verbrennungsmo­ tors im Betrieb, welche über die Druckhülse auf eine piezo­ keramische Lochscheibe geleitet werden und in ein auswertba­ res Ausgangssignals umgewandelt werden. Da der Schwingungs­ aufnehmer die Klopfgeräusche des Verbrennungsmotors aufneh­ men soll, muss er mechanisch fest an den Zylinder bzw. Mo­ torblock gekoppelt sein.

Des Weiteren sind Temperaturmessvorrichtungen für Motoren bekannt, um die Temperatur eines Zylinders zu bestimmen.

Derartige Temperaturmessvorrichtungen sind üblicherweise am Kühlwasserkreislauf angeordnet. Über die erfasste Temperatur des Kühlwassers kann dann auf die Temperatur des Zylinders rückgeschlossen werden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Schwingungsaufnehmer zur Befestigung an einem Schwingungen aufweisenden Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass er zusätzlich eine Temperaturmessvorrichtung aufweist, um neben der Erfassung von Schwingungen auch die Temperatur des Bau­ teils zu erfassen. Somit wird erfindungsgemäß ein Schwin­ gungsaufnehmer mit einer Temperaturmessvorrichtung kombi­ niert, sodass nur eine Messvorrichtung vorgesehen ist, um Schwingungen zu detektieren und die Temperatur des Bauteils aufzunehmen. Daher muss erfindungsgemäß der Schwingungsauf­ nehmer an einer Stelle befestigt werden, an der beide Signa­ le zuverlässig detektiert werden können. Ein derartiger kom­ binierter Sensor zur Erfassung von Schwingungen und der Tem­ peratur hat insbesondere den Vorteil, dass beide Signale gleichzeitig erfasst werden können und über dieselbe Leitung zu Auswerteeinheiten bzw. Steuereinheiten geleitet werden können. Hierbei liegt ein Hauptvorteil der Kombination dar­ in, dass der kombinierte Sensor nur ein Kabel als Verbindung zur Steuereinheit bzw. zur Auswerteeinheit benötigt. Da die Kabel im Motorraum gewissen Sicherheitsbedingungen genügen müssen und zum Teil unter extremen Beanspruchungen stehen, sind derartige Kabel sehr teuer. Erfindungsgemäß ist somit neben der Verringerung der Herstellungskosten für den kombi­ nierten Sensor sowie geringeren Montagekosten - da nur ein Sensor montiert werden muss - insbesondere auch die Kosten für die notwendigen Verbindungskabel deutlich verringert.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorlie­ genden Erfindung weist die Temperaturmessvorrichtung einen temperaturabhängigen Widerstand auf. Dadurch kann die Tempe­ raturmessvorrichtung besonders kostengünstig ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der Widerstand dabei als Negativ- Temperatur-Koeffizient-Widerstand (NTC) oder als Positiv- Temperatur-Koeffizient-Widerstand (PTC) ausgeführt.

Um die Temperatur des Schwingungen aufweisenden Bauteils möglichst genau bestimmen zu können, ist der Widerstand vor­ zugsweise an einer Seite des Schwingungsaufnehmers angeord­ net, welche zum Schwingungen aufweisenden Bauteil gerichtet ist.

Besonders bevorzugt ist der temperaturabhängige Widerstand in einem mit einem Gewinde versehenen Bereich des Schwin­ gungsaufnehmers angeordnet, mit welchem der Schwingungsauf­ nehmer an dem Schwingungen aufweisenden Bauteil befestigt ist. Dadurch wird der temperaturabhängige Widerstand zumin­ dest teilweise mit in das Schwingungen aufweisende Bauteil eingeschraubt und befindet sich somit in unmittelbarer Nähe des Bauteils. Dadurch kann die Temperatur des Schwingungen aufweisenden Bauteils besonders genau bestimmt werden.

Um einen einfachen Einbau des temperaturabhängigen Wider­ stands zu ermöglichen, ist dieser vorzugsweise zwischen ei­ ner Steckverbindung und einer Kontaktscheibe des Schwin­ gungsaufnehmers angeordnet. Durch diese Anordnung des ther­ mischen Widerstands ist es insbesondere möglich, den bisher bei dem schon bekannten Schwingungsaufnehmer verwendeten normalen Widerstand durch einen temperaturabhängigen Wider­ stand zu ersetzen. Dadurch sind für diese Ausgestaltung des kombinierten Sensors keine Werkzeugänderungen für die Her­ stellung notwendig.

Um eine möglichst genaue Ermittlung der Temperatur des Schwingungen aufweisenden Bauteils zu erreichen, ist der temperaturabhängige Widerstand vorzugsweise in unmittelbarer Nähe einer Wärmeleitbrücke angeordnet. Die Wärmeleitbrücke besteht aus einem sehr gut wärmeleitenden Material und be­ rührt vorzugsweise das Schwingungen aufweisende Bauteil bzw. ist in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet. Vorzugsweise ist die Wärmeleitbrücke aus einem metallischen Material her­ gestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorlie­ genden Erfindung weist der Schwingungsaufnehmer eine gemein­ same Auswerteeinheit zur Auswertung des Temperatursignals und des Schwingungssignals auf. Vorzugsweise erfolgt die Temperaturauswertung dabei wie in der bisher üblichen Weise, dass der temperaturabhängige Widerstand über einen Pull-up- Widerstand als Spannungsteiler an ein definiertes Potential geschaltet ist und über einen Anaolg-digital-Konverter (ADC) die abgegriffene Spannung gemessen wird, welche ein Maß für die Temperatur darstellt. Hierbei stört die Kapazität des piezokeramischen Elements des Schwingungsaufnehmers nicht. Um eine Beeinflussung des Temperatursignals zu vermeiden, sollte über einen längeren Zeitraum ein Mittelwert gebildet werden. Hinsichtlich der Klopfsignalauswertung ist festzu­ stellen, dass ein temperaturabhängiger Widerstand eine er­ hebliche Signaldämpfung darstellt, welche durch einen gere­ gelten Verstärker ausgeglichen werden muss. Da durch die temperaturabhängige Widerstandsänderung des Widerstands eine Frequenzgangänderung des Sensors auftritt, muss diese Ände­ rung des Frequenzgangs bei der Ermittlung der Klopfgeräusche durch eine geeignete Korrekturwertbildung berücksichtigt werden. Hierzu werden spezielle Auswertealgorithmen einge­ setzt.

Um eine Kabelführung vom temperaturabhängigen Widerstand zur Auswerteeinheit zu ermöglichen, sind vorzugsweise die Ver­ bindungskabel vom temperaturabhängigen Widerstand zu zwei Kontaktscheiben des Schwingungsaufnehmers in einer Ausspa­ rung geführt, welche in einem Aufnahmeelement ausgebildet sind, in dem ein piezokelektrisches Element aufgenommen ist.

Vorzugsweise ist das Aufnahmeelement des Schwingungsaufneh­ mers U-förmig oder sechseckig mit einer Aussparung ausgebil­ det, wobei die einzelnen Bauteile des Schwingungsaufnehmers zwischen den Schenkeln des U-förmigen Aufnahmeelements bzw. in der Aussparung des Aufnahmeelements angeordnet sind.

Vorzugsweise ist der Schwingungsaufnehmer derart ausgebil­ det, dass er einen axialen Kabelabgang bzw. eine axiale Steckeranordnung aufweist. Mit anderen Worten sind die abge­ henden Kabel bzw. Steckkontakte vom Schwingungsaufnehmer in dessen Axialrichtung angeordnet. Dies erleichtert insbeson­ dere die Montage an schwer zugänglichen Stellen, beispiels­ weise in einem Motorraum.

Somit wird erfindungsgemäß ein kombinierter Sensor zur Auf­ nahme von Schwingungen und zur Aufnahme der Temperatur be­ reitgestellt, sodass anstelle von im Stand der Technik ver­ wendeten zwei Sensoren nur noch ein Sensor vorhanden ist. Dadurch ist insbesondere nur eine Kabelverbindung vom kombi­ nierten Sensor zu einem Steuergerät notwendig, wodurch die Kosten signifikant verringert werden können, da das Kabel aufgrund seiner notwendigen Schutzeinrichtungen ein sehr teures Bauteil ist. Weiterhin vereinfacht sich erfindungsge­ mäß auch die Diagnose, da nur einmal nachgewiesen wird, dass ein Strom fließt und somit die Temperaturaufnahmefunktion als auch die Schwingungsaufnahmefunktion feststellbar ist.

Weiter ermöglicht der erfindungsgemäß kombinierte Sensor auch eine geringere Anzahl von Steckverbindungen und somit weniger Ausfallmöglichkeiten und auch insgesamt ein verrin­ gertes Gewicht, da nur ein Sensor anstelle von bisher zwei Sensoren eingesetzt wird. Des Weiteren ist nur eine Ankopp­ lungsstelle an dem Bauteil notwendig, wobei vorzugsweise die auch bisher bereits vorhandene Einschraubstelle des Schwin­ gungsaufnehmers verwendet wird.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines kom­ binierten Schwingungsaufnehmers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht entlang einer in Fig. 1 gezeigten Linie B-B;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht entlang einer Li­ nie A-A in Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Prinzipdarstellung des erfin­ dungsgemäßen Schwingungsaufnehmers sowie eine Aus­ werteeinheit;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Kennlinie der Signale des erfindungsgemäßen Schwingungsaufneh­ mers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines kom­ binierten Schwingungsaufnehmers gemäß einem zwei­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht des Schwingungs­ aufnehmers entlang der Linie B-B in Fig. 6 des zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht des Schwingungs­ aufnehmers entlang der Linie A-A in Fig. 6 und

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines erfindungs­ gemäßen Schwingungsaufnehmers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Schwingungsaufnehmer 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, umfasst der Schwingungsaufnehmer 1 ein Gehäuse 2 und ein Aufnahmeelement 3. Das Aufnahmeelement 3 weist eine im Schnitt (vgl. Fig. 2) U-förmige Gestalt mit einem ersten Schenkel 24 und einem zweiten Schenkel 25 auf. Weiter ist am Aufnahmeelement 3 ein mit einem Gewinde versehener Ansatz 16 angeordnet. Vorzugs­ weise ist der Ansatz 16 einstückig mit dem Aufnahmeelement 3 ausgebildet.

Zwischen den beiden Schenkeln 24 und 25 des Aufnahmeelements 3 ist ein piezokeramisches Element 5 angeordnet, welches zwischen zwei Kontaktelementen 7 und 8 und zwei Isolierele­ menten 9 und 10 angeordnet ist. Dabei bilden die Isolierelemente 9 und 10 eine Isolierung zum Aufnahmeelement 3 (vgl. Fig. 2 und 3).

Wie in Fig. 3 dargestellt, sind das erste Kontaktelement 7 über eine Leitung 11 mit einem Steckkontakt 14 und das zwei­ te Kontaktelement 8 über eine Leitung 12 mit einem Steckkon­ takt 15 verbunden. Die beiden Steckkontakte 14 und 15 sind am oberen Ende gegenüber dem Schraubansatz 16 angeordnet, sodass eine Steckverbindung in der Axialrichtung 0-0 des Schwingungsaufnehmers 1 gebildet ist. Daraus resultiert eine einfachere Montage eines Verbindungskabels, wobei die Steck­ anbindung unabhängig von der Lagerorientierung des Schwin­ gungsaufnehmers ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die beiden Schenkel 24 und 25 des Aufnahmeelements 3 mittels einer Schraube 22 miteinander verbunden, sodass das piezokeramische Element in der Ausspa­ rung 4 des Aufnahmeelements 3 eingeklemmt ist. Dabei ist im ersten Schenkel 24 der Schraube 22 eine Einsenkung 23 zur Aufnahme des Kopfes der Schraube vorgesehen. Im zweiten Schenkel 25 ist eine mit Gewinde versehene Bohrung 26 vorge­ sehen, in welche die Schraube 22 eingeschraubt wird.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 entnehmbar ist, ist weiter eine Aussparung 27 im Aufnahmeelement 3 gebildet. Ge­ nauer ist die Aussparung 27 im zweiten Schenkel 25 derart gebildet, dass sie noch teilweise in den Ansatz 16 hinein­ ragt. In der Aussparung 27 ist ein thermischer Widerstand 28 angeordnet, welcher über ein Leitung 29 mit dem zweiten Kon­ taktelement 8 bzw. über eine Leitung 30 mit dem ersten Kon­ taktelement 7 verbunden ist. Damit die beiden Leitungen 29 und 30 nicht durch die auf die beiden Schenkel 24 und 25 wirkende Haltekraft der Schraube 22 zusammengedrückt werden und evt. eine Kontaktunterbrechung auftritt, ist im zweiten Schenkel 25 eine Nut 31 ausgebildet, in welcher die Leitun­ gen 29 und 30 seitlich bis zu ihren Kontaktstellen an den beiden Kontaktelementen 7 und 8 vorbeigeführt werden.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ist der Schwingungs­ aufnehmer 1 in einer mit Gewinde versehenen Bohrung 21 in einem Motorblock 20 eingeschraubt. Da der temperaturabhängi­ ge Widerstand 28 im Inneren des Schraubansatzes 16 angeord­ net ist, ist der Widerstand somit nahe am Motorblock 20 an­ geordnet. Da das Aufnahmeelement 3 aus Metall besteht, kann der als Temperaturfühler dienende temperaturabhängige Wider­ stand 28 sicher die Temperatur des Motorblocks 20 bzw. des Zylinders aufnehmen, da er thermisch gut an den Motor gekop­ pelt ist. Weiter kann der Klopfsensor in verlässlicher Weise die im Betrieb auftretenden Klopfgeräusche des Motors auf­ nehmen, da er ebenfalls mechanisch fest an den Motorblock 20 gekoppelt ist.

Erfindungsgemäß wird somit anstelle der bisher verwendeten zwei Sensoren zur Aufnahme von Klopfgeräuschen bzw. zur Tem­ peraturbestimmung der Zylinder bzw. des Motorblocks nur ein kombinierter Sensor verwendet, welcher beide Größen auf­ nimmt. Die durch den kombinierten Sensor aufgenommenen Si­ gnale können dann über eine gemeinsame Zwei-Drahtleitung zu einem Steuergerät geleitet werden. Der temperaturabhängige Widerstand zur Aufnahme der Temperatur kann dabei als NTC oder PTC ausgebildet sein.

In Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen dem kombinierten Schwingungsaufnehmer 1 und der Steuerung 32 schematisch dar­ gestellt. Dabei ist ersichtlich, dass über die eine gemein­ same Leitung 33 beide Signale zur Steuereinheit 32 geleitet werden und dort einzeln ausgewertet werden. Dabei ist zur Auswertung des temperaturabhängigen Widerstands eine beispielsweise in vier Stufen umschaltbare Stromquelle vorgese­ hen. Dadurch wird der temperaturabhängige Widerstand als Spannungsteiler an ein definiertes Potential geschaltet und über einen Analog-digital-Konverter wird die abgegriffene Spannung gemessen, welche ein Maß für die Temperatur dar­ stellt. Hierbei stört die Kapazität des piezoelektrischen Elements 5 nicht. Damit die Temperaturmessung nicht durch das überlagernde Signal des Klopfsensors beeinflusst wird, muss hinsichtlich der Temperatur über einen bestimmten Zeit­ raum ein Mittelwert gebildet werden.

Im Vergleich zum Stand der Technik wird zwar die Klopf­ signalauswertung komplizierter, weil der temperaturabhängige Widerstand 28 eine erhebliche Signaldämpfung darstellt. Dies kann jedoch durch einen geregelten Verstärker ausgeglichen werden. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist jedoch auch eine Fre­ quenzgangänderung des kombinierten Sensors vorhanden, welche sich mit Änderung der Temperatur ändert. Diese Frequenzände­ rung muss jedoch bei der Auswertung der Klopfgeräusche durch eine geeignete Korrekturwertbildung berücksichtigt werden. Vorzugsweise ist die Signalbeschaffenheit des kombinierten Temperaturklopfsensors 1 derart ausgebildet, dass das Klopf­ signal durch Abtrennen des Wechselstrom-Anteils gewonnen wird und das Temperatursignal durch Abtrennen des Gleich­ spannungsanteils des Signals ermittelt wird.

In den Fig. 6 bis 8 ist ein kombinierter Schwingungsauf­ nehmer 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung dargestellt. Im Wesentlichen entspricht der Schwingungsaufnehmer des zweiten Ausführungsbeispiels dem des ersten Ausführungsbeispiels. Daher sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Weiter werden nachfolgend nur Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel im Detail erläutert.

Wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, umfasst der Schwingungs­ aufnehmer 1 ein Gehäuse 2 sowie ein Aufnahmeelement 3. Im Gegensatz zum Aufnahmeelement des ersten Ausführungsbei­ spiels ist das Aufnahmeelement 3 des zweiten Ausführungsbei­ spiels sechseckig gebildet (vgl. Fig. 6), wobei im Aufnah­ meelement 3 eine zentrale, quaderförmige Ausnehmung 4 gebil­ det ist. In der Aussparung 4 ist ein piezokeramisches Ele­ ment 5 sowie eine seismische Masse 6 angeordnet. Das piezo­ keramische Element 5 liegt zwischen einem ersten Kontaktele­ ment 7 und einem zweiten Kontaktelement 8, welche ihrerseits einem ersten Isolierelement 9 und einem zweiten Isolierele­ ment 10 angeordnet sind. Dabei sind die Kontaktelemente 7 und 8 sowie die Isolierelemente 9 und 10 als rechteckige plattenförmige Elemente ausgebildet.

Um eine Vorspannung auf das piezokeramische Element 5 aus­ üben zu können, ist die seismische Masse 6 mittels mehrerer Spannvorrichtungen 18 derart am Aufnahmeelement 3 angeord­ net, dass dadurch eine Vorspannung auf das piezokeramische Element 5 ausgeübt wird. Die Spannvorrichtungen 18 können beispielsweise als Keile oder als Schweißnähte ausgebildet sein.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel ebenfalls ein mit Gewinde versehender Ansatz 16 einstückig am Aufnahmeelement 3 gebildet, mit welchem der Schwingungsaufnehmer 1 in eine mit Gewinde versehene Bohrung 21 eines Motorblocks 20 eingeschraubt wird. Die Streckver­ bindung mit den Kontakten 14 und 15 ist wie im ersten Aus­ führungsbeispiel in Axialrichtung des Schwingungsaufnehmers angeordnet.

Weiter ist im unteren Bereich des Aufnahmeelements 3 eine Aussparung 27 ausgebildet, welche zur quaderförmigen Ausspa­ rung 4 offen ist (vgl. Fig. 7). In der Aussparung 27 ist ein temperaturabhängiger Widerstand 28 angeordnet, über des­ sen temperaturabhängige Widerstandsänderung die Temperatur des Motorblocks 20 gemessen wird.

Der temperaturabhängige Widerstand 28 ist über eine Leitung 29 mit dem zweiten Kontaktelement 8 bzw. über eine Leitung 30 mit dem ersten Kontaktelement 7 verbunden. Damit die Lei­ tungen 29 und 30 nicht beschädigt werden, sind in der Aus­ sparung 4 Nuten 31 bzw. 34 ausgebildet. Somit ist der tempe­ raturabhängige Widerstand 28 über die Leitungen 29 und 30 mit den Kontaktelementen 7 und 8 verbunden, welche ihrer­ seits über Leitungen 11 und 12 mit den Kontakten 14 und 15 verbunden sind, welche einen Stecker ausbilden. Weiter sind im Aufnahmeelement 3 an dessen Außenseite mehrere Nuten 17 ausgebildet (vgl. Fig. 7), welche für eine verbesserte Ver­ bindung zwischen dem Aufnahmeelement 3 und dem aus Kunst­ stoff umspritzten Gehäuse 2 sorgen.

Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung dem ersten Ausführungsbeispiel, sodass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

In Fig. 9 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen kombinierten Schwingungsaufnehmers 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispie­ len bezeichnet.

Wie in Fig. 9 gezeigt, weist der Schwingungsaufnehmer 1 ge­ mäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen deutlich unter­ schiedlichen Aufbau von den beiden vorher beschriebenen Schwingungsaufnehmern auf. Ein wesentlicher Unterschied be­ steht darin, dass der Steckanschluss 35 des Schwingungsauf­ nehmers 1 nicht mehr in Axialrichtung des Schwingungsaufneh­ mers sondern seitlich an diesem angeordnet ist.

Weiter umfasst der Schwingungsaufnehmer 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 2 sowie ein als Druckhülse 3 ausgebildetes Aufnahmeelement. Die Druckhülse 3 weist einen flanschartigen Ansatz 3' auf, welcher als Anlagefläche für weitere Bauteile des Schwingungsaufnehmers dient. Diese wei­ teren Bauteile sind ein piezokeramisches Element 5, eine seismische Masse 6, ein erstes Kontaktelement 7, ein zweites Kontaktelement 8, ein erstes Isolierelement 9, ein zweites Isolierelement 10, ein Federelement 36 sowie ein Gewindering 37. Dabei wird mit dem Gewindering 37 die auf das piezokera­ mische Element 5 ausgeübte Vorspannung durch das Federele­ ment 36 eingestellt, indem der Gewindering 37 mehr oder we­ niger auf ein Außengewinde 38 der Druckhülse 3 aufgeschraubt wird. Weiter ist in der Druckhülse 3 eine durchgehende Aus­ sparung 4 gebildet, durch welche eine Schraube (nicht darge­ stellt) gesteckt wird, um den Schwingungsaufnehmer 1 an ei­ nem Motorblock (nicht dargestellt) zu befestigen. Nach Mon­ tage der Einzelteile des Schwingungsaufnehmers wird das Ge­ häuse 2 bekannterweise mittels Kunststoffspritzen umspritzt.

Weiter ist im Schwingungsaufnehmer 1 gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel ein temperaturabhängiger Widerstand 28 vor­ gesehen, welcher zwischen einem Steckkontakt 14 und den Kon­ taktelementen 7 und 8 angeordnet ist (vgl. Fig. 9). Mittels dieses temperaturabhängigen Widerstands 28 ist es möglich, die Temperatur des Bauteils zu erfassen, an welches der Schwingungsaufnehmer 1 geschraubt wird.

Damit das aus Kunststoff bestehende Gehäuse 2 keine zu große Isolierung des temperaturabhängigen Widerstands 28 verur­ sacht, ist vorzugsweise noch eine Wärmeleitbrücke 41 vorge­ sehen, deren eines Ende 39 in unmittelbarer Nähe des tempe­ raturabhängigen Widerstands 28 angeordnet ist und deren an­ deres Ende 40 sich mit dem Bauteil in Kontakt befindet, des­ sen Temperatur bestimmt werden soll und dessen Schwingungen detektiert werden sollen. Somit ermöglicht die Wärmeleit­ brücke 41 eine genaue Bestimmung der Temperatur des Motor­ blocks oder des Zylinders, in welchem der Schwingungsaufneh­ mer 1 angeschraubt ist. Beispielsweise kann die Wärmeleit­ brücke 41 ein aus Metall hergestellter Zylinder oder ein Vierkant sein, dessen Fläche ungefähr der Fläche des tempe­ raturabhängigen Widerstands 28 entspricht.

Die Signalauswertung des kombinierten Sensors gemäß des dritten Ausführungsbeispiel entspricht der des ersten Aus­ führungsbeispiels, sodass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen wird.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen kombinierten Sensor zur Aufnahme von Schwingungen und zur Ermittlung der Temperatur eines Bauteils 20, in welchem der Sensor befe­ stigt ist. Der Sensor umfasst einen Schwingungsaufnehmer und eine Temperaturmessvorrichtung 28, um gleichzeitig Schwin­ gungen des Bauteils 20 und die Temperatur des Bauteils 20 aufzunehmen. Über eine gemeinsame 2-Drahtleitung werden so­ wohl das Schwingungssignal als auch Temperatursignal und Diagnose übermittelt.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele ge­ mäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Mo­ difikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims (10)

1. Schwingungsaufnehmer zur Befestigung an einem Schwin­ gungen aufweisenden Bauteil (20), dadurch gekennzeich­ net, dass der Schwingungsaufnehmer (1) eine Temperatur­ messvorrichtung (28) aufweist, um gleichzeitig zur Auf­ nahme von Schwingungen des Bauteils (20) auch die Tem­ peratur des Bauteils (20) aufzunehmen.

2. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Temperaturmessvorrichtung als tempe­ raturabhängiger Widerstand (28) ausgebildet ist und zu einer Piezokeramik parallel geschaltet ist.

3. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (28) als Negativ-Temperatur-Koeffizient-Widerstand oder als Positiv-Temperatur-Koeffizient-Widerstand ausgebildet ist.

4. Schwingungsaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (28) in einer Aussparung (27) in einem mit Gewinde versehenen Ansatz (16) angeordnet ist, mit welchem der Schwingungsaufnehmer (1) an einem Schwingungen aufweisenden Bauteil (20) befestigt ist.

5. Schwingungsaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (28) zwischen einer Steckverbindung (14, 15) und Kontaktelementen (7, 8) des Schwingungsaufnehmers (1) angeordnet ist.

6. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (28) in unmittelbarer Nähe zu einer Wärmeleitbrücke (41) an­ geordnet ist.

7. Schwingungsaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer (1) über eine 2-adrige Leitung zu einer gemeinsamen Auswerteeinheit (32) zur Auswertung eines kombinierten Signals für die Temperatur und für das Klopfen geführt ist.

8. Schwingungsaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung (29, 30) vom temperaturabhängigen Widerstand (28) zu Kontaktelementen (7, 8) in einer Aussparung (4) geführt sind, die in einem Aufnahmeelement (3) zur Aufnahme ei­ nes piezoelektrischen Elements (5) ausgebildet ist.

9. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Aufnahmeelement (3) mit einer zwi­ schen zwei Schenkeln (24, 25) durchgehend gebildeten Aussparung oder mit einer quaderförmigen Aussparung zur Aufnahme von Einzelbauteilen (5, 6, 7, 8, 9, 10) des Schwingungsaufnehmers (1) ausgebildet ist.

10. Schwingungsaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit durch einen Gleichstrompfad und eine kapazitive Wechselspan­ nungsabtrennung die Beschleunigungserfassung von der Temperaturerfassung und Diagnose trennt.