DE102012210672A1

DE102012210672A1 - Resonanzloser Klopfsensor und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE102012210672A1
Application number: DE102012210672A
Authority: DE
Inventors: Katsuki Aoi
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: US20120324983A1; US8833142B2; JP2013029490A; DE102012210672B4; JP5670378B2

Abstract

Geschaffen wird ein resonanzfreien Klopfsensor, der einen Sensor-Körper, der eine Metallhülse mit einem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite, ein piezoelektrisches Element, ein Gewicht und einen Fixierteil mit einem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite enthält; sowie einen aus Harz geformten Körper enthält. Der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite enthält verquetschte Teile, die zu verquetschen sind, sowie beabstandete Teile, die von dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite beabstandet sind, und ein Raum zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite und einer Innenumfangsfläche der beabstandeten Abschnitte ist mit dem Harz gefüllt. Des Weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen des resonanzfreien Klopfsensors offenbart.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen resonanzfreien Klopfsensor zum Erfassen von Klopfschwingungen in einem Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zum Herstellen des resonanzfreien Klopfsensors.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein Klopfsensor zum Erfassen einer Klopferscheinung ist in Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen usw. angeordnet, und Steuerung zum Unterdrücken der Entstehung der Klopferscheinung wird entsprechend dem von dem Klopfsensor ausgegebenen Erfassungssignal durchgeführt. Das heißt, Verzögerungswinkel-Steuerung zum Ändern des Zündzeitpunktes einer Zündkerze in einem Verbrennungsmotor wird entsprechend dem Ausgangssignal des Klopfsensors durchgeführt.
Als der oben erwähnte Klopfsensor sind Klopfsensoren mit verschiedenen Konstruktionen vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise JP 2003-322580A sowie JP 2006-112953A ). Von den Klopfsensoren ist ein bekannter Klopfsensor mit einem in 6 und 7 gezeigten Aufbau in JP 2003-322580A offenbart. Dieser Klopfsensor 101 ist in einem Zylinderblock installiert, der als eine Komponente dient, die einen Verbrennungsmotor bildet. Es handelt sich um einen sogenannten resonanzfreien Mittelloch-Klopfsensor, bei dem ein Installationsloch 114, das verwendet wird, wenn der Klopfsensor 101 in dem Zylinderblock installiert wird, in seinem Mittelbereich ausgebildet ist.
Der Klopfsensor 101 weist, wie in der Explosionsdarstellung in 7 gezeigt, hauptsächlich eine Metallhülse 111 mit einem zylindrischen Abschnitt 112 und einen am unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 112 ausgebildeten Flanschabschnitt 113, sowie eine untere isolierende Platte 116, eine untere Elektrodenplatte 117, ein piezoelektrisches Element 119, eine obere Elektrodenplatte 120, eine obere Isolierplatte 122, ein Gewicht 123 und eine Belleville-Feder 124 auf, die jeweils in einer Ringform ausgebildet sind. Die untere Isolierplatte 116, die untere Elektrodenplatte 117, das piezoelektrische Element 119, die obere Elektrodenplatte 120, die obere Isolierplatte 122, das Gewicht 123 und die Belleville-Feder 124 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Flanschabschnitts 113 her auf den Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 112 aufgepasst.
An den radial außen liegenden Endabschnitten der unteren Elektrodenplatte 117 und der oberen Elektrodenplatte 120 sind ein oberer Anschluss 121 und ein unterer Anschluss 118, von denen jeweils eine Spannung abgegeben wird, so vorhanden, dass sie sich in einer Streifenform radial nach außen erstrecken. Ein mit Außengewinde versehener Abschnitt 115 ist an der oberen Seite der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 112 ausgebildet. Des Weiteren ist ein mit Innengewinde versehener Abschnitt 126, der mit dem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 115 in Eingriff gebracht werden soll, an der Innenfläche einer Mutter 125 ausgebildet. Wenn der mit Innengewinde versehene Abschnitt 126 der Mutter 125 mit dem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 115 des zylindrischen Abschnitts 112 in Gewindeeingriff gebracht wird, bewegt sich die Mutter 125 auf den Flanschabschnitt 113 zu, und die übereinander angeordneten Komponenten von der unteren isolierenden Platte 116 bis zu der Belleville-Feder 124 werden von der Mutter 125 auf den Flanschabschnitt 113 zu gepresst und daran fixiert (siehe 6).
Der wie oben beschrieben aufgebaute Sensor-Körper 110 wird mit einem aus Harz geformten Körper 140 abgedeckt, um so den Klopfsensor 101 auszubilden. Der Klopfsensor 101 mit diesem Aufbau wird so installiert, dass die untere Fläche des Flanschabschnitts 113 der Metallhülse 111 mit dem Zylinderblock in Kontakt kommt, und er wird in diesem Zustand verwendet.
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Bei dem oben beschriebenen Klopfsensor 101, wie er in Patentdokument 1 beschrieben ist, besteht, wenn der mit Innengewinde versehene Abschnitt 126 der Mutter 125 mit dem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 115 des zylindrischen Abschnitts in Gewindeeingriff gebracht wird, ein Problem dahingehend, dass Plattierungsschichten, die an den Oberflächen der Mutter 125 und des zylindrischen Abschnitts 112 ausgebildet sind, gelöst werden und es wahrscheinlich ist, dass Plattierungs-Verunreinigungen entstehen. Wenn derartige Plattierungs-Verunreinigungen mit der Metallhülse 111 und der unteren Elektrodenplatte 117 oder der Metallhülse 111 und der oberen Elektrodenplatte 120 in Kontakt kommen, besteht dahingehend eine Gefahr, dass der Klopfsensor 101 sein Erfassungssignal nicht akkurat ausgeben kann.
Um das oben dargestellte Problem zu lösen, hat Patentdokument 2 eine technische Lösung offenbart, bei der ein zylindrischer Anschlagring anstelle der Mutter 125 eingesetzt wird, um die übereinander angeordneten Komponenten von der unteren Isolierplatte bis zu dem Gewicht auf den Flanschabschnitt zu zu pressen. In diesem Fall ist ein Nutabschnitt an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Metallhülse ausgebildet, der dem Anschlagring zugewandt ist, und der Anschlagring wird in den Nutabschnitt gequetscht, so dass der Anschlagring an dem zylindrischen Abschnitt fixiert wird.
Bei dieser Konstruktion kann der Vorgang des Herstellens von Gewindeeingriff des mit Außengewinde versehenen Abschnitts mit dem mit Innengewinde versehenen Abschnitt wegfallen, und die Erzeugung von Plattierungs-Verunreinigungen, die durch den Gewindeeingriff verursacht wird, kann verhindert werden. Des Weiteren können zwei Komponenten, das heißt, die Mutter 125 und die Belleville-Feder 124, zum Pressen der übereinander angeordneten Komponenten, die von der unteren Isolierplatte bis zu dem Gewicht reichen, durch eine Komponente, das heißt, den Anschlagring, ersetzt werden. Dadurch kann die Anzahl von Komponenten verringert werden.
Bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Klopfsensor besteht jedoch dahingehend ein Problem, dass es schwierig ist, Isolierung zwischen der Metallhülse und der unteren Elektrodenplatte 11 sowie Isolierung zwischen der Metallhülse und der oberen Elektrodenplatte aufrechtzuerhalten. Die Isolierung zwischen der Metallhülse und der unteren Elektrodenplatte sowie die Isolierung zwischen der Metallhülse und der oberen Elektrodenplatte kann sicher aufrechterhalten werden, wenn das Harz, das den aus Harz geformten Körper bildet, in den zylindrischen Raum zwischen der Metallhülse und den übereinander angeordneten Komponenten, die von der unteren Isolierplatte bis zu dem Gewicht reichen, über einen Strömungskanal eingeführt wird, der in dem Gewicht vorhanden ist.
Wenn jedoch der Nutabschnitt in der Metallhülse vorhanden ist und der Anschlagring auf den Nutabschnitt gequetscht wird, um ihn an dem zylindrischen Abschnitt zu fixieren, bleiben die Metallhülse und der Anschlagring in engem Kontakt miteinander, da der Anschlagring kaum verformt wird. In diesem Fall fließt das Harz im Wesentlichen nur durch den Zwischenraum zwischen den Isolierplatten und dem Gewicht. Dadurch wird der zylindrische Raum zwischen der Metallhülse und den übereinander angeordneten Komponenten, die von der unteren Isolierplatte bis zu dem Gewicht reichen, kaum mit dem Harz gefüllt, so dass ein Problem dahingehend entsteht, dass es schwierig ist, die Isolierung zwischen der Metallhülse und der unteren Isolierplatte sowie die Isolierung zwischen der Metallhülse und der oberen Isolierplatte aufrechtzuerhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen resonanzfreien Klopfsensor zu schaffen, der in der Lage ist, eine Beeinträchtigung der internen Isoliereigenschaften zu verhindern und in der Lage ist, die Herstellungskosten zu verringern, und darin, ein Verfahren zum Herstellen des resonanzfreien Klopfsensors zu schaffen.
Die obenstehende Aufgabe der Erfindung ist gelöst worden, indem gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein resonanzfreier Klopfsensor geschaffen wird, der umfasst:
einen Sensor-Körper, der enthält:
eine Metallhülse, die einen zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und einen Flanschabschnitt der Hülsen-Seite enthält, der sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite radial nach außen erstreckt, ein piezoelektrisches Element mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, ein Gewicht mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird und das so angeordnet ist, dass das piezoelektrische Element zwischen dem Gewicht und dem Flanschabschnitt der Hülsen-Seite gehalten wird, und einen Fixierteil zum Fixieren des Gewichtes durch Pressen des Gewichtes auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu; sowie
einen aus Harz geformten Körper zum Abdecken des Sensor-Körpers mit Harz, wobei der Fixierteil einen zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite aufweist, in den der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt ist, und wenigstens Abschnitte desselben auf eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst und dadurch verquetscht werden, und er einen Flanschabschnitt der Fixier-Seite aufweist, der sich von dem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite an der Seite des Gewichtes erstreckt, um das Gewicht auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu zu pressen, wobei der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite verquetschte Abschnitte, die radial nach innen gequetscht werden, sowie beabstandete Abschnitte enthält, die von dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite an einer Vielzahl beabstandeter Abschnitte beabstandet sind, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, und ein Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite und Innenumfangsflächen der beabstandeten Abschnitte mit dem Harz gefüllt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform (2) des resonanzfreien Klopfsensors (1) der Erfindung sind der Fixierteil und das Gewicht nahezu koaxial angeordnet, und für eine Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite und einen Abstand d von der Innenumfangsfläche des Gewichtes zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite gilt eine Beziehung d > t.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (3) des resonanzfreien Klopfsensors (1) oder (2) der Erfindung enthält der Sensor-Körper eine obere Isolierplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, eine untere Isolierplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, eine obere Elektrodenplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, sowie eine untere Elektrodenplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, wobei ein geschichteter Körper ausgebildet wird, indem die untere Isolierplatte, die untere Elektrodenplatte, das piezoelektrische Element, die obere Elektrodenplatte und die obere Isolierplatte in dieser Reihenfolge geschichtet werden, der Fixierteil und der geschichtete Körper koaxial angeordnet sind und für die Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite und einen Abstand f zwischen einer Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite eine Beziehung f > t gilt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (4) des resonanzfreien Klopfsensors (1), (2) oder (3) der Erfindung ist der Bereich der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, der dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form ausgebildet.
Gemäß einem zweiten Aspekt (4) schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines resonanzfreien Klopfsensors, der versehen ist mit:
einem Sensor-Körper, der enthält:
eine Metallhülse, die einen zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und einen Flanschabschnitt der Hülsen-Seite enthält, der sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite radial nach außen erstreckt, ein piezoelektrisches Element mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, ein Gewicht mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird und das so angeordnet ist, dass das piezoelektrische Element zwischen dem Gewicht und dem Flanschabschnitt der Hülsen-Seite gehalten wird, und einen Fixierteil, der einen zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite aufweist, in den der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, und der auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst und daran fixiert wird, sowie ein Flanschabschnitt der Fixier-Seite, der sich von dem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite an der Seite des Gewichtes radial nach außen erstreckt; sowie
mit einem aus Harz geformten Körper, der aus einem Harz besteht, zum Abdecken des Sensor-Körpers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Ausbilden des Bereiches der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite der Metallhülse, der dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form, Auswählen eines Gewichtes mit einer gewünschten Dicke aus einer Vielzahl von Gewichten mit unterschiedlicher Dicke und Schichten des piezoelektrischen Elementes und des Gewichtes in dieser Reihenfolge von der Seite des Flanschabschnitts der Hülsen-Seite her, Schichten des Flanschabschnitts der Fixier-Seite auf das Gewicht, wobei es an der Seite des Gewichtes angeordnet ist, und Kaltschmieden wenigstens von Teilen des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite an einer Vielzahl beabstandeter Abschnitte, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, so dass der Fixierteil an der Metallhülse fixiert wird, Umschließen des Sensor-Körpers mit einer Spritzgießform und Einspritzen eines flüssigen Harzes in einen Innenraum der Spritzgießform, um den aus Harz geformten Körper auszubilden.
Bei dem resonanzfreien Klopfsensor gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Fixierteil an der Metallhülse fixiert, indem das Gewicht unter Verwendung des Flanschabschnitts der Fixier-Seite des Fixierteils auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu gepresst wird und indem wenigstens Teile des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst und so verquetscht werden. Dadurch können die geschichteten Komponenten unter Verwendung lediglich des Fixierteils auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu gepresst werden, so dass die Anzahl von Komponenten gegenüber dem in Patentdokument 1 beschriebenen Klopfsensor reduziert werden kann. Des Weiteren ist es nicht notwendig, einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite auszubilden.
Des Weiteren wird der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite an einer Vielzahl von Abschnitten bzw. Teilen verquetscht, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, so dass der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite an den beabstandeten Teilen, das heißt, an anderen Teilen als den verquetschten Teilen des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite, die auf den zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite zu gepresst werden, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, nicht in engen Kontakt mit dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite kommt. Daher kann der Abstand von den Innenumfangsflächen der beabstandeten Teile zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite größer sein als der Abstand in dem Zustand vor dem Kaltschmieden. Das heißt, Teil-Zwischenräume können sicher zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite gewonnen werden, indem das Kaltschmieden so durchgeführt wird, dass die Querschnittsform des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite, der ursprünglich eine zylindrische Form hat, sicher verformt wird. Daher können die Zwischenräume zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite als Strömungskanäle in dem Raum zwischen der Metallhülse und dem piezoelektrischen Element genutzt werden, so dass das Harz zum Ausbilden des aus Harz geformten Körpers fließen kann und das Harz schließlich in die Strömungskanäle gefüllt wird. Daher tritt das Harz im Unterschied zu dem in Patentdokument 2 beschriebenen Klopfsensor nicht nur über die Zwischenräume ein, die in dem Gewicht vorhanden sind, sondern auch über die Strömungskanäle. Aus diesem Grund wird der zylindrische Raum zwischen der Metallhülse und den geschichteten Komponenten von der unteren Isolierplatte bis zu dem Gewicht leicht mit dem Harz gefüllt, so dass es möglich ist, Beeinträchtigung der Isoliereigenschaften im Inneren des Klopfsensors zu verhindern.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass das Kaltschmieden radial nach innen an einer Vielzahl von Teilen durchgeführt wird, die in gleichmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung beabstandet sind. In diesem Fall kann der Fixierteil stabiler an der Metallhülse fixiert werden als in einem Fall, in dem das Kaltschmieden an Teilen durchgeführt wird, die in unregelmäßigen Abständen beabstandet sind. Des Weiteren kann das Harz leicht gleichmäßiger in den oben erwähnten zylindrischen Raum hineinströmen.
Bei der oben beschriebenen Erfindung sollten der Fixierteil und das Gewicht vorteilhafterweise nahezu koaxial angeordnet sein, und für die Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite und den Abstand d von der Innenumfangsfläche des Gewichtes zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite sollte die Beziehung d > t gelten.
Die Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite ist, wie oben beschrieben, kleiner als der Abstand d von der Innenumfangsfläche des Gewichtes zur Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, so dass der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite leicht verformt werden kann und wenigstens Teile der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite verformt und leicht auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst werden können, das heißt, leicht verquetscht werden können. Dadurch kann der Fixierteil stabil an der Metallhülse fixiert werden. Des Weiteren können, da der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite einfach verformt wird, die Räume zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite und die Innenumfangsflächen der beabstandeten Abschnitte größer sein, so dass die Strömungskanäle, die das Harz fließen lassen, größer ausgebildet werden können. Dadurch wird der zylindrische Raum zwischen der Metallhülse und den geschichteten Komponenten, die von der Isolierplatte bis zu dem Gewicht reichen, leicht mit dem Harz gefüllt, das den aus Harz geformten Körper bildet, so dass es möglich ist, Beeinträchtigung der Isoliereigenschaften im Inneren des Klopfsensors zu verhindern. Die Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite gibt hier die maximale Dicke im Zustand vor dem Kaltschmieden an.
Bei der oben dargestellten Erfindung ist der Sensor-Körper des Weiteren mit einer oberen Isolierplatte und einer unteren Elektrodenplatte, die jeweils ein Durchgangsloch aufweisen, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, sowie mit einer oberen Elektrodenplatte und einer unteren Elektrodenplatte versehen, die jeweils ein Durchgangsloch aufweisen, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird. Die untere Isolierplatte, die untere Elektrodenplatte, das piezoelektrische Element, die obere Elektrodenplatte und die obere Isolierplatte sind in dieser Reihenfolge geschichtet, so dass ein geschichteter Körper entsteht. Der Fixierteil und der geschichtete Körper sollten vorteilhafterweise nahezu koaxial angeordnet sein, und die Dicke des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite und der Abstand f zwischen der Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite sollten die Beziehung f > t erfüllen.
Die Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite ist, wie oben beschrieben, kleiner als der Abstand f von der Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, so dass der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite einfach verformt werden kann und wenigstens Teile der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite leicht verformt und auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst werden können, das heißt, einfach verquetscht werden können. Dadurch kann der Fixierteil stabil an der Metallhülse fixiert werden. Des Weiteren können, da der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite leicht verformt wird, die Räume zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen der beabstandeten Abschnitte größer sein, so dass die Strömungskanäle, die das Harz fließen lassen, größer ausgebildet werden können. Dadurch wird der zylindrische Raum zwischen dem geschichteten Körper und der Metallhülse leicht mit dem Harz gefüllt, das den aus Harz geformten Körper bildet, so dass die Isolierung zwischen der Metallhülse und der unteren Elektrodenplatte sowie die Isolierung zwischen der Metallhülse und der oberen Elektrodenplatte sicherer erzielt wird.
Bei der oben dargestellten Erfindung sollten der Bereich der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, der dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form ausgebildet sein.
Da die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, die dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, wie oben beschrieben, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist, kann der Fixierteil selbst dann leicht auf die Metallhülse gequetscht werden, wenn die Dicke des Gewichtes geändert wird. Das hießt, selbst wenn ein Gewicht mit einer gewünschten Dicke aus einer Vielzahl von Gewichten mit unterschiedlichen Dicken ausgewählt wird und das ausgewählte Gewicht für den resonanzfreien Klopfsensor eingesetzt wird, sind keine Veränderungen an der Metallhülse und dem Fixierteil erforderlich. Beispielsweise kann, wenn eine Nut zum Kaltschmieden an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite der Metallhülse vorhanden ist, wie dies bei dem in Patentdokument 2 beschriebenen Klopfsensor der Fall ist, die Dicke des Gewichtes nur in dem Bereich von dieser Nut bis zu dem der Nut zugewandten Bereich des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite geändert werden. Dadurch wird der Auswahlbereich für die Dicke des Gewichtes eingeschränkt.
Ändern der Dicke des Gewichtes ist insofern von Bedeutung, als die Spannung des von dem Klopfsensor ausgegebenen Erfassungssignals in einem gewünschten Bereich angepasst werden kann. Das heißt, die Masse des Gewichtes wird angepasst, indem die Dicke des Gewichtes geändert wird, und die von dem Gewicht auf Grund des Klopfens ausgeübte Kraft, durch die das piezoelektrische Element gepresst wird, wird vergrößert oder verkleinert, so dass der Spannungsbereich des von dem piezoelektrischen Element ausgegebenen Erfassungssignals angepasst wird. Das heißt, wenn die Masse des Gewichtes erhöht wird, wird der Spannungsbereich des von dem Klopfsensor ausgegebenen Erfassungssignals größer, wenn die Masse des Gewichtes verringert wird, wird der Spannungsbereich des Erfassungssignals kleiner.
Dass die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite als eine Fläche mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist, bedeutet, dass, wenn der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite entlang der Ebene geschnitten wird, die die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite einschließt, die Querschnittsform der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite gerade wird bzw. keine Unregelmäßigkeiten, die größer sind als Unregelmäßigkeiten, die entstehen, wenn der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite durch Schneiden oder dergleichen bearbeitet wird, an der Außenumfangsfläche vorhanden sind.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des resonanzfreien Klopfsensors gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, die dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, bei dem Formprozess zu einer Fläche mit einer zylindrischen Form geformt, so dass ein Gewicht mit einer gewünschten Dicke aus einer Vielzahl von Gewichten unterschiedlicher Dicken ausgewählt werden kann und das ausgewählte Gewicht bei dem Schichtungsvorgang verwendet werden kann.
Des Weiteren wird bei dem Kaltschmiede-Vorgang der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite auf den in einer zylindrischen Form ausgebildeten zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite an einer Vielzahl von Teilen, die in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite beabstandet sind, gequetscht, so dass der Fixierteil stabil an der Metallhülse fixiert werden kann und Zwischenräume zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite ausgebildet werden können. Daher kann in dem folgenden Spritzgieß-Vorgang das Harz zum Ausbilden des aus Harz geformten Körpers durch die Zwischenräume fließen. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite an einer Vielzahl von Teilen, die in der Umfangsrichtung der zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite in gleichmäßigen Intervallen beabstandet sind, an den zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite gequetscht wird. In diesem Fall kann der Fixierteil stabiler an der Metallhülse fixiert werden, und das Harz für Isolierzwecke kann gleichmäßiger in die Zwischenräume fließen.
Vorteile der Erfindung
Bei dem resonanzfreien Klopfsensor gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Fixierteil an der Metallhülse fixiert, indem wenigstens Teile des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite auf die in einer zylindrischen Form ausgebildete Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst werden, so dass verhindert wird, dass die an der Metallhülse vorhandene plattierte Schicht abgelöst wird, und das Harz für Isolierzwecke über die durch das Kaltschmieden und Fixieren ausgebildeten Räume zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen der beabstandeten Teile des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite leicht in Zwischenräume, wie beispielsweise den Zwischenraum zwischen der Metallhülse und der Elektrodenplatte an der Seite des Gewichtes, fließen kann. Dadurch ist der Klopfsensor insofern wirkungsvoll, als Beeinträchtigung der Isoliereigenschaften im Inneren des Klopfsensors verhindert werden kann. Des Weiteren ist der Klopfsensor dahingehend wirkungsvoll, dass die Herstellungskosten verringert werden können, da die geschichteten Komponenten lediglich unter Einsatz des Fixierteils auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite gepresst und daran fixiert werden können.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des resonanzfreien Klopfsensors gemäß der vorliegenden Erfindung wird der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite an einer Vielzahl von Teilen, die in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite beabstandet sind, an den zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite gequetscht, so dass verhindert wird, dass die an der Metallhülse vorhandene plattierte Schicht abgelöst wird, und ein Harz für Isolierzwecke über die durch das Kaltschmieden und Fixieren ausgebildeten Zwischenräume zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite leicht und gleichmäßig in Zwischenräume, wie beispielsweise den Zwischenraum zwischen der Metallhülse und dem piezoelektrischen Element, fließen kann. Daher ist der Klopfsensor insofern wirkungsvoll, als Beeinträchtigung der Isoliereigenschaften im Inneren des Klopfsensors verhindert werden kann. Des Weiteren ist der Klopfsensor insofern wirkungsvoll, als die Herstellungskosten verringert werden können, da die geschichteten Komponenten lediglich unter Verwendung des Fixierteils auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu gepresst und daran fixiert werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau des eines Klopfsensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die den Aufbau des in 1 gezeigten Sensor-Körpers darstellt.
3A bis 3C sind Ansichten, die den Aufbau des in 1 gezeigten Gewichtes darstellen;
4 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Fixierteil und andere Abschnitte auf die Metallhülse des Sensor-Körpers geschichtet werden;
5A und 5B sind Ansichten, die einen Zustand darstellen, in dem der in 1 gezeigte Fixierteil an die Metallhülse gequetscht wird.
6 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Klopfsensors entlang der axialen Richtung desselben darstellt; und
7 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die den Aufbau des in 6 gezeigten Sensor-Körpers darstellt.
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Ein Klopfsensor 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht als darauf beschränkt verstanden werden. 1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Klopfsensors 1 gemäß der Ausführungsform darstellt, und 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die den Aufbau des in 1 gezeigten Sensor-Körpers 10 darstellt.
Der Klopfsensor (ein resonanzfreier Klopfsensor) 1 gemäß der Ausführungsform wird eingesetzt, um das Auftreten von Klopfen in einem Verbrennungsmotor zu erfassen, und er ist ein sogenannter resonanzfreier Mittelloch-Klopfsensor, bei dem ein Installationsloch 14 zur Installation in dem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors im Mittelbereich desselben vorhanden ist, wie dies in 1 dargestellt ist.
Der Klopfsensor 1 wird hergestellt, indem der weiter unten ausführlich beschriebene Sensor-Körper 10 mit einem aus Harz geformten Körper 40 abgedeckt wird, und er ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die als Ganzes eine geringe Länge hat. Des Weiteren ist ein Verbinderabschnitt 41 so ausgebildet, dass er von einem Teil der Außenumfangsfläche des Klopfsensors 1, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, radial nach außen vorsteht. Ein erster Anschluss 17 und ein zweiter Anschluss 20, die sich von einer unteren Elektrodenplatte 16 bzw. einer oberen Elektrodenplatte 19 aus erstrecken, sind im Inneren des Verbinderabschnitts 41 angeordnet (nur der erste Anschluss 17 ist in 1 dargestellt). Der Verbinderabschnitt 41 dient der Verbindung mit einem nicht dargestellten externen Verbinder.
Des Weiteren weist der Klopfsensor 1, wie in der auseinandergezogenen Ansicht in 2 gezeigt, im Wesentlichen eine Metallhülse 11, eine untere Isolierplatte 15, eine untere Elektrodenplatte 16, ein piezoelektrisches Element 18, eine obere Elektrodenplatte 19, eine obere Isolierplatte 21, ein Gewicht 22 und einen Fixierteil 31 auf, die jeweils in einer Ringform ausgebildet sind. Durchgangslöcher, in die ein zylindrischer Abschnitt 12 der Hülsen-Seite eingeführt ist, sind in den Mittelbereichen der unteren Isolierplatte 15, der unteren Elektrodenplatte 16, des piezoelektrischen Elementes 18, der oberen Elektrodenplatte 19, der oberen Isolierplatte 21, des Gewichtes 22 und des Fixierteils 31 ausgebildet. Die untere Isolierplatte 15, die untere Elektrodenplatte 16, das piezoelektrische Element 18, die obere Elektrodenplatte 19, die obere Isolierplatte 21, das Gewicht 22 und der Fixierteil 31 sind in dieser Reihenfolge von der Seite eines Flanschabschnitts 13 der Hülsen-Seite her um den Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite aus geschichtet. Die untere Isolierplatte 15, die am nächsten an dem Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite angeordnet ist, ist direkt auf den Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite aufgesetzt. In der vorliegenden Patentbeschreibung werden die untere Isolierplatte 15, die untere Elektrodenplatte 16, das piezoelektrische Element 18, die obere Elektrodenplatte 19 und die obere Isolierplatte 21 der Einfachheit halber als ein geschichteter Körper bezeichnet.
Die Metallhülse 11 ist ein Element, das aus einem Metallmaterial (beispielsweise SWCH oder SPHD) besteht und plattiert ist, um ihre Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Die Metallhülse 11 ist mit dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite versehen, der eine zylindrische Form hat und in dem das Installationsloch 14, das Einführen eines Bolzens ermöglicht, ausgebildet ist, und ist des Weiteren mit dem Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite versehen, der eine Ringform hat und sich von dem unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite radial nach außen erstreckt. Die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite ist eine Fläche, die in einer zylindrischen Form oder einer gekrümmten Form ausgebildet ist, und die nicht mit radial vertieften Nutabschnitten oder sich radial erstreckenden vorstehenden Abschnitten versehen ist. Das heißt, die Innenumfangsfläche ist eine Fläche, die, bei Betrachtung des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite in dem Vertikalschnitt entlang der Fläche, die die axiale Linie derselben einschließt, als eine gerade Linie erscheint.
Die untere Isolierplatte 15 und die obere Isolierplatte 21 bestehen aus einem folienartigen Kunstharz (beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET)), das Isoliereigenschaften aufweist, und sie sind scheibenförmige Elemente, in denen jeweils ein Durchgangsloch ausgebildet ist, so dass der zylindrische Abschnitt 12 der Hülsen-Seite eingeführt werden kann. Die untere Isolierplatte 15 bewirkt Isolierung zwischen dem Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite und der unteren Elektrodenplatte, und die obere Isolierplatte 21 bewirkt Isolierung zwischen der oberen Elektrodenplatte 19 und dem Gewicht 22. Die untere Isolierplatte 15 und die obere Isolierplatte 21 können aus einem Harz, wie PET, Polyphenylensulfid (PPS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethersulfon (PES) oder Polyetheretherketon (PEEK), bestehen, wobei es keine spezielle Einschränkung gibt.
Die untere Elektrodenplatte 16 und die obere Elektrodenplatte 19 bestehen aus einem leitenden Material (beispielsweise Messing). Die Elektrodenplatten weisen scheibenförmige Teile auf, in denen jeweils ein Durchgangsloch ausgebildet ist, so dass der zylindrische Abschnitt 12 der Hülsen-Seite eingeführt werden kann, und sie weisen darüber hinaus den ersten Anschluss 17 und den zweiten Anschluss 20 auf, die sich jeweils von den scheibenartigen Teilen aus erstrecken. Der scheibenartige Teil der unteren Elektrodenplatte 16 ist in Kontakt mit der Fläche des piezoelektrischen Elementes 18 an der Seite des Flanschabschnitts 13 der Hülsen-Seite, so dass elektrischer Kontakt zwischen ihnen hergestellt werden kann, und der scheibenartige Teil der oberen Elektrodenplatte ist mit der Fläche des piezoelektrischen Elementes an der Seite des Gewichtes 22 in Kontakt, so dass elektrischer Kontakt zwischen ihnen hergestellt werden kann.
Das piezoelektrische Element 18 ist ein Element, das aus Piezokeramik (beispielsweise PZT) besteht. Das Element erzeugt eine Spannung, wenn es einer Presskraft ausgesetzt wird, und der Betrag der erzeugten Spannung ändert sich entsprechend dem Betrag der Presskraft.
3A bis 3B sind Ansichten, die den Aufbau des in 1 gezeigten Gewichtes 22 darstellen. 3A ist eine Draufsicht auf das Gewicht 22, 3B ist eine Vorderansicht des Gewichtes 22 entlang der Linie B-B'' in 3A, und 3C ist eine Unteransicht des Gewichtes 22. In 3B ist die rechte Hälfte des Gewichtes 22 als ein entlang der Linie B-B'' geschnittener Teil dargestellt, und die linke Hälfte ist als ein nicht geschnittener Teil dargestellt.
Das Gewicht 22 besteht aus einem Metallmaterial (beispielsweise 50H470), das eine spezifische Dichte hat und als ein Gewicht wirkt. Das Gewicht 22 ist, wie in 3A bis 3C gezeigt, ein ringförmiges Element oder ein zylindrisches Element, das in der axialen Richtung geringe Höhe hat und in dem ein Durchgangsloch ausgebildet ist, in das der zylindrische Abschnitt 12 der Hülsen-Seite eingeführt wird. Abschrägen wird an den Grenzen zwischen der Außenumfangsfläche und der oberen Fläche 23 des Gewichtes 22 sowie zwischen der Außenumfangsfläche und der unteren Fläche 24 desselben und an den Grenzen zwischen der Innenumfangsfläche und der oberen Fläche 23 desselben sowie zwischen der Innenumfangsfläche und der unteren Fläche 24 desselben durchgeführt. Die Fläche des Gewichtes 22, die dem Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite zugewandt ist, ist die untere Fläche 24 und die Fläche desselben an der unteren Fläche 24 gegenüberliegenden Seite ist die obere Fläche 23.
Vier obere Einkerbungen 25, die von der oberen Fläche 23 zur unteren Fläche 24 eingeschnitten sind, sind, wie in 3A gezeigt, an der oberen Fläche 23 des Gewichtes 22 vorhanden. Die oberen Einkerbungen 25 sind Nuten, die in der radialen Richtung des Gewichtes 22 verlaufen, und sie sind in der Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet, das heißt, in der Umfangsrichtung in Abständen von 90° angeordnet. Des Weiteren sind, wie in 3C gezeigt, vier untere Einkerbungen 26, die von der unteren Fläche 24 zur oberen Fläche 23 eingeschnitten sind, an der unteren Fläche 24 des Gewichtes 22 vorhanden. Die unteren Einkerbungen 26 sind Nuten, die in der radialen Richtung des Gewichtes 22 verlaufen, und sie sind wie die oberen Einkerbungen 25 in der Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet, das heißt, in der Umfangsrichtung in Abständen von 90° angeordnet.
Die oberen Einkerbungen 25 und die unteren Einkerbungen 26 sind, von oben oder von unten gesehen, in der Umfangsrichtung des Gewichtes 22 abwechselnd angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die oberen Einkerbungen 25 und die unteren Einkerbungen 26 in der Umfangsrichtung abwechselnd in Abständen von 45° angeordnet sind. Des Weiteren ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Nut-Tiefe der oberen Einkerbung 25 und die Nut-Tiefe der unteren Einkerbung 26 insgesamt kleiner ist als die Dicke von der oberen Fläche 23 zur unteren Fläche 24.
Des Weiteren kann, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die vier oberen Einkerbungen 25 an der oberen Fläche 23 des Gewichtes 22 vorhanden sind und die vier unteren Einkerbungen 26 an der unteren Fläche 24 desselben vorhanden sind, die Anzahl der oberen Einkerbungen 25 und der unteren Einkerbungen 26 vier oder mehr oder vier oder weniger betragen. Des Weiteren können ohne spezielle Einschränkung beide oder keine der oberen Einkerbungen 25 oder der unteren Einkerbungen 26 für das Gewicht 22 vorhanden sein.
Ein isolierendes Harz kann, wie weiter unten beschrieben, über die oberen Einkerbungen 25, die an der oberen Fläche 23 des Gewichtes 22 vorhanden sind, und die unteren Einkerbungen 26, die an der unteren Fläche 24 des Gewichtes 22 vorhanden sind, in den Raum zwischen der Metallhülse und den geschichteten Komponenten einströmen. Da jedoch die Masse des Gewichtes 22 um den Betrag abnimmt, der dem größeren Abdeckungsanteil der Einkerbungen entspricht, besteht dahingehend ein Nachteil, dass der Spannungsbereich des von dem Klopfsensor ausgegebenen Erfassungssignals verringert wird. Daher ist es unter dem Aspekt der Leistung des Klopfsensors wünschenswert, dass die Einkerbungen für das Gewicht 22 nicht vorhanden sind.
Der Fixierteil 31 ist aus einem plattenartigen Element ausgebildet, das aus Metall besteht, und er dient als ein Element, mit dem die untere Isolierplatte 15, die untere Elektrodenplatte 16, das piezoelektrische Element 18, die obere Elektrodenplatte 19, die obere Isolierplatte 21 und das Gewicht 22 auf den Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite zu gepresst werden, um die Komponenten daran zu fixieren. Der Fixierteil 31 ist hauptsächlich mit einem zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite sowie einem Flanschabschnitt 33 der Fixier-Seite versehen. Der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite ist ein zylindrisches Element, in dem ein Durchgangsloch ausgebildet ist, in das der zylindrische Abschnitt 12 der Hülsen-Seite eingeführt ist. Der Flanschabschnitt 33 der Fixier-Seite ist ein scheibenartiges Element, das sich von dem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite an der Seite des Flanschabschnitts 13 der Hülsen-Seite radial nach außen erstreckt.
4 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die untere Isolierplatte 15, die untere Elektrodenplatte 16, das piezoelektrische Element 18, das obere Elektrodenplatte 19, die obere Isolierplatte 21, das Gewicht 22 und der Fixierteil 31 auf die Metallhülse 11 geschichtet sind.
Die Dicke t des plattenartigen Elementes, das den Fixierteil 31 bildet, ist, wie in 4 gezeigt, eine Dicke, für die die Beziehung d > t gilt, wobei d der Abstand von der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu der Innenumfangsfläche des Gewichtes 22 ist. Des Weiteren ist die Dicke t eine Dicke, für die die Beziehung f > t gilt, wobei f der Abstand von der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu der Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers ist. Ohne besondere Einschränkung können für die Dicken t sowohl des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite als auch des Flanschabschnitts 33 der Fixier-Seite, die den Fixierteil 31 bilden, die oben aufgeführten Beziehungen gelten oder die oben aufgeführten Beziehungen nur für die Dicke t des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite gelten. Des Weiteren wird, wenn die Innenumfangsflächen der geschichteten Komponenten nicht bündig miteinander sind, der Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und der Innenumfangsfläche der geschichteten Komponente, die sich am nächsten an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite befindet, als f bestimmt.
5A und 5B sind Ansichten, die einen Zustand zeigen, in dem der in 1 gezeigte Fixierteil 31 an die Metallhülse 1 gequetscht ist. 5A ist eine Vorderansicht, die den gequetschten Fixierteil 31 zeigt. 5B ist eine Draufsicht, die die gequetschten Positionen des Fixierteils 31 und Zwischenräume darstellt, die zwischen dem Fixierteil 31 und der Metallhülse 11 ausgebildet sind.
An der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite des Fixierteils 31 sind, wie in 5A und 5B gezeigt, gequetschte Teile 34 ausgebildet, in denen die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu gepresst ist. Die gequetschten Teile 34 sind in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite in gleichen Abständen ausgebildet, das heißt, an drei Positionen in Abständen von 120° ausgebildet. Des Weiteren ist an einer Position zwischen den benachbarten gequetschten Abschnitten der Abstand L1 zwischen der Innenumfangsfläche (in 5B mit einer durchgehenden Linie angedeutet) des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite größer als der Abstand L2 zwischen der Innenumfangsfläche (in 5B mit einer unterbrochenen Linie angedeutet) des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite in dem Zustand vor dem Kaltschmieden und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite. Die gequetschten Abschnitte 34 sollten nur an mehreren Teilen vorhanden sein, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind. Des Weiteren wäre es vorteilhaft, wenn Widerstandsschweißen für die gequetschten Abschnitte 34 nach dem Kaltschmieden durchgeführt würde, um die Fixierkräfte an den gequetschten Abschnitten 34 weiter zu verstärken. Ein Teil des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite zwischen den benachbarten gequetschten Abschnitten 34, die hier beschrieben sind, entspricht dem ”beabstandeten Teil” der Erfindung. Dementsprechend sind, da die gequetschten Abschnitte 34 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite in gleichen Abständen und an drei Positionen ausgebildet sind, die beabstandeten Abschnitte, die von dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite beabstandet sind, ebenfalls in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite in gleichen Abständen und an drei Positionen ausgebildet. Desgleichen sind die Zwischenräume zwischen Innenumfangsflächen der beabstandeten Abschnitte und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite in gleichen Abständen und an drei Positionen ausgebildet.
Ein zylindrischer Raum ist, wie in 1 gezeigt, zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen der unteren Isolierplatte 15, der unteren Elektrodenplatte 16, des piezoelektrischen Elementes 18, der oberen Elektrodenplatte 19 und der oberen Isolierplatte 21 ausgebildet. Das Harz, das den aus Harz geformten Körper 40 bildet, der weiter unten beschrieben wird, kann in den Raum hineinfließen. Das heißt, ein zylindrischer Raum ist zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und der Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers ausgebildet, und das Harz, das den aus Harz 40 geformten Körper bildet, der weiter unten beschrieben ist, kann in den Raum hineinfließen. Das Harz durchläuft Strömungskanäle, die durch die obere Isolierplatte 21 und die unteren Einkerbungen 26 gebildet werden und in der radialen Richtung verlaufen, Strömungskanäle, die durch den Flanschabschnitt 33 der Fixier-Seite und die oberen Einkerbungen 25 gebildet werden und in der radialen Richtung verlaufen, sowie einen Strömungskanal, der zwischen dem zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite ausgebildet ist und in der axialen Richtung verläuft, und fließt dann in den oben erwähnten zylindrischen Raum hinein. Das heißt, ein zylindrischer Raum ist zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen des geschichteten Körpers sowie dem Fixierteil ausgebildet, und das Harz, das den aus Harz geformten Körper 40 bildet, der weiter unten beschrieben wird, wird in den Raum gefüllt. Das Harz verhindert, dass die untere Elektrodenplatte 16, das piezoelektrische Element 18 und die obere Elektrodenplatte 19 in elektrische Verbindung (in Kontakt) mit dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite kommen.
Der aus Harz geformte Körper 40 dient dazu, den Sensor-Körper 10 mit einem Harz, wie beispielsweise Nylon 66 (PA 66), abzudecken und weist den Verbinderabschnitt 41 auf, der radial nach außen vorsteht. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, bei dem der aus Harz geformte Körper 40 aus PA 66 besteht, kann der aus Harz geformte Körper 40 ohne spezielle Einschränkung aus anderen Harzen, wie beispielsweise PPS, ausgebildet sein.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Klopfsensors mit dem dargestellten Aufbau beschrieben.
Bei dem Klopfsensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Metallhülse 11 ausgebildet wird, wenigstens die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite, die dem Fixierteil 31 zugewandt ist, das heißt, wenigstens der Bereich der Außenumfangsfläche, der dem zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine zylindrische Fläche ausgebildet (ein Formvorgang). Als Verfahren zum Ausbilden der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite der Metallhülse 11 als eine Fläche mit einer zylindrischen Form können bekannte Formverfahren, so beispielsweise spanendes Formen, wie Schneiden, und Sintern, eingesetzt werden.
Dann werden, wie in 4 gezeigt, die untere Isolierplatte 15, die untere Elektrodenplatte 16, das piezoelektrische Element 18, die obere Elektrodenplatte 19, die obere Isolierplatte 21 und das Gewicht 22 in dieser Reihenfolge nahezu koaxial an der Seite des Flanschabschnitts 13 der Hülsen-Seite der Metallhülse 11 aufeinander geschichtet (ein Schichtungs-Prozess). Der Fixierteil 31 wird so auf dem Gewicht 22 angeordnet, dass der Flanschabschnitt 33 der Fixier-Seite auf der Seite des Gewichtes 22 aufliegt.
Eine Presskraft, mit der das Gewicht 22 auf den Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite zu gepresst wird, wird auf den Fixierteil 31 ausgeübt, und die Teile des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite, die den gequetschten Abschnitten 34 entsprechen, werden gepresst, so dass sie verformt werden, und damit, wie in 5A und 5B gezeigt, Kaltschmieden, bei dem die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu gepresst wird, durchgeführt wird (ein Kaltschmiede-Prozess). Die gequetschten Abschnitte 34, die durch das Pressen eingedrückt werden, werden an den gepressten Abschnitten des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite ausgebildet. Die in 4 und 5B gezeigten hohlen Pfeile deuten Positionen und Richtungen an, an/in denen die Presskraft ausgeübt wird, wenn das Kaltschmieden durchgeführt wird.
Die Querschnittsform des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite wird von der mit den in 5B gezeigten unterbrochenen Linien angedeuteten Kreisform zu der mit den gezeigten durchgehenden Linien angedeuteten Form verändert, indem das Kaltschmieden für den zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite durchgeführt wird. Das heißt, an einem Teil zwischen den aneinandergrenzenden gequetschten Teilen ist der Abstand L1 zwischen der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite nach dem Kaltschmieden größer als der Abstand L2 vor dem Kaltschmieden.
Nachdem der Fixierteil 31 durch das Kaltschmieden an der Metallhülse 11 fixiert ist und der Sensor-Körper vollständig ist, wird der aus Harz geformte Körper 40 zum Abdecken des Sensor-Körpers 10 ausgebildet. Das heißt, der Sensor-Körper wird in einer Spritzgieß-Form (nicht dargestellt) eingeschlossen, deren Innenraum in der Außenform des Klopfsensors 1 ausgebildet ist, und ein flüssiges Harz (in der vorliegenden Erfindung Ausführungsform PA 66) wird in die Spritzgieß-Form eingespritzt (ein Einspritz-Prozess).
Dabei deckt das eingespritzte Harz den Umfang des Sensor-Körpers 10 ab und fließt in den zylindrischen Raum zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen der unteren Isolierplatte 15, der unteren Elektrodenplatte 16, des piezoelektrischen Elementes 18, der oberen Elektrodenplatte 19, der oberen Isolierplatte 21 sowie den zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite. Das heißt, das eingespritzte Harz fließt über die Strömungskanäle, die durch die unteren Einkerbungen 26 des Gewichtes 22 und die obere Isolierplatte 21 sowie die oberen Einkerbungen 25 des Gewichtes und den Flanschabschnitt 33 der Fixier-Seite gebildet werden, radial nach innen in den oben beschriebenen zylindrischen Raum. Des Weiteren fließt das eingespritzte Harz auch in der axialen Richtung über den Strömungskanal, der zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite ausgebildet ist, und fließt dann in den oben erwähnten zylindrischen Raum.
Dann wird das eingespritzte Harz ausgehärtet, um den aus Harz geformten Körper 40 auszubilden, und der aus Harz geformte Körper 40, das heißt, der Klopfsensor 1, wird aus der oben erwähnten Spritzgieß-Form ausgehoben. Damit ist die Bearbeitung zum Herstellen des Klopfsensors 1 abgeschlossen.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion kann der Fixierteil 31 an der Metallhülse 1 fixiert werden, indem das Gewicht 22 unter Verwendung des Flanschabschnitts 33 der Fixier-Seite des Fixierteils 21 auf den Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite zu gepresst wird und indem die verquetschten Abschnitte 34 des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu gepresst werden. So können die geschichteten Komponenten lediglich unter Verwendung des Fixierteils 31 auf den Flanschabschnitt 13 der Hülsen-Seite zu gepresst werden, so dass die Anzahl von Komponenten bzw. Einzelteilen im Vergleich zu dem in Patentdokument 1 beschriebenen Klopfsensor verringert werden kann. Des Weiteren ist es nicht notwendig, einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite auszubilden, so dass die Herstellungskosten für die Metallhülse 11 und den Klopfsensor 1 verringert werden können.
Darüber hinaus ist es nicht notwendig, einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt in Gewindeeingriff mit einem mit Innengewinde versehenen Abschnitt zu bringen, so dass die Möglichkeit verringert werden kann, Ablösen der an der Oberfläche der Metallhülse 11 vorhandenen plattierten Schicht zu verursachen.
Weiterhin wird der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite an einer Vielzahl von Teilen verquetscht, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, so dass der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite an den beabstandeten Teilen, das heißt, anderen Teilen als den verquetschten Teilen 34 des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite, die auf den zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite zu gepresst werden, nicht in engen Kontakt mit dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite kommt. So kann der Abstand von den Innenumfangsflächen der beabstandeten Teile des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite größer sein als der Abstand in dem Zustand vor dem Kaltschmieden. Das heißt, Teil-Zwischenräume können sicher zwischen dem zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite hergestellt werden, indem das Kaltschmieden durchgeführt wird, so dass die Querschnittsform des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite, die ursprünglich eine Kreisform hat, sicher verformt wird. So können die Zwischenräume zwischen dem zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite und dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite als Strömungskanäle genutzt werden, die das Harz zum Ausbilden des aus Harz geformten Körpers 40 fließen lassen, und das Harz wird schließlich in die Strömungskanäle gefüllt. Dadurch tritt das Harz im Unterschied zu dem in Patentdokument 2 beschriebenen Klopfsensor nicht nur durch die in dem Gewicht 22 vorhandenen Räume ein, sondern auch über die Strömungskanäle. Aus diesem Grund wird der zylindrische Raum zwischen der Metallhülse 1 und den geschichteten Komponenten von der unteren Isolierplatte 15 bis zu dem Gewicht 22 leicht mit dem Harz gefüllt, so dass es möglich ist, Beeinträchtigung der Isoliereigenschaften im Inneren des Klopfsensors 1 zu verhindern.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Kaltschmieden an einer Vielzahl in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen beabstandeter Teile radial nach innen durchgeführt wird. In diesem Fall kann der Fixierteil 31 sicherer als in dem Fall an der Metallhülse 11 fixiert werden, in dem das Kaltschmieden an in unregelmäßigen Intervallen beabstandeten Teilen durchgeführt wird. Weiterhin kann das Harz leicht gleichmäßiger in den oben erwähnten zylindrischen Raum strömen.
Des Weiteren ist die Dicke t des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite kleiner als der Abstand d von der Innenumfangsfläche des Gewichtes 22 zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite, so dass der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite leicht verformt werden kann und wenigstens Teile der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite leicht verformt und auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu gepresst werden können, das heißt, leicht verquetscht werden können. Dadurch kann der Fixierteil 31 sicher an der Metallhülse 11 fixiert werden. Des Weiteren können, da der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite leicht verformt wird, die Zwischenräume zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen der beabstandeten Teile des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite größer sein, so dass die Strömungskanäle, die das Harz fließen lassen, größer ausgebildet werden können. So wird der zylindrische Raum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 12 der Hülsen-Seite und den geschichteten Komponenten von der unteren Isolierplatte 15 bis zu dem Gewicht 22 leicht mit dem Harz gefüllt, das den aus Harz geformten Körper 40 bildet, so dass es möglich ist, Beeinträchtigung der Isoliereigenschaften im Inneren des Klopfsensors 1 zu verhindern. Weiterhin ist die Dicke t des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite kleiner als der Abstand f von der Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite, so dass der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite einfach verformt werden kann und wenigstens Teile der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite leicht verformt und auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite zu gepresst werden können, das heißt, leicht verquetscht werden können. Dadurch kann der Fixierteil 31 sicher an der Metallhülse 11 fixiert werden. Weiterhin können, da der zylindrische Abschnitt 32 der Fixier-Seite leicht verformt wird, die Zwischenräume zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite und den Innenumfangsflächen der beabstandeten Teile des zylindrischen Abschnitts 32 der Fixier-Seite größer sein, so dass die Strömungskanäle, die das Harz strömen lassen, größer ausgebildet werden können. So wird der zylindrische Raum zwischen dem geschichteten Körper und der Metallhülse 11 leicht mit dem Harz gefüllt, das den aus Harz geformten Körper 40 bildet, so dass die Isolierung zwischen der Metallhülse 11 und der unteren Elektrodenplatte 16 sowie die Isolierung zwischen der Metallhülse 11 und der oberen Elektrodenplatte 19 sicherer hergestellt wird.
Da die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 12 der Hülsen-Seite, die dem zylindrischen Abschnitt 32 der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist, kann der Fixierteil 31 selbst dann leicht an die Metallhülse 11 gequetscht werden, wenn die Dicke des Gewichtes 22 geändert wird. Das heißt, selbst wenn ein Gewicht 22 mit einer gewünschten Dicke aus einer Vielzahl von Gewichten 22 mit unterschiedlichen Dicken ausgewählt wird und das ausgewählte Gewicht 22 für den Klopfsensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, sind keine Veränderungen hinsichtlich der Metallhülse 11 und des Fixierteils 31 in Abhängigkeit von der Dicke des ausgewählten Gewichtes 22 erforderlich. Wenn beispielsweise eine Nut zum Kaltschmieden an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Metallhülse der Hülsen-Seite vorhanden ist, wie dies bei dem in Patentdokument 2 beschriebenen Klopfsensor der Fall ist, kann die Dicke des Gewichtes nur in dem Bereich von dieser Nut bis zu dem der Nut zugewandten Bereich des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite verändert werden. Dadurch wird der Auswahlbereich für die Dicke des Gewichtes verengt.
Änderung der Dicke des Gewichtes 22 ist insofern von Bedeutung, als die Spannung des von dem Klopfsensor 1 ausgegebenen Erfassungssignals in einem gewünschten Bereich angepasst werden kann. Das heißt, die Masse des Gewichtes 22 wird angepasst, indem die Dicke des Gewichtes 22 geändert wird und die von dem Gewicht 22 auf Grund von Klopfschwingung zum Pressen des piezoelektrischen Elementes 18 ausgeübte Kraft vergrößert oder verkleinert wird, so dass der Spannungsbereich des von dem piezoelektrischen Element 18 ausgegebenen Erfassungssignals angepasst wird. Das heißt, wenn die Masse des Gewichtes 22 erhöht wird, wird der Spannungsbereich des von dem Klopfsensor 1 ausgegebenen Erfassungssignals größer, und wenn die Masse des Gewichtes 22 verringert wird, wird der Spannungsbereich des Erfassungssignals kleiner.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die oben aufgeführten Ausführungsformen ausführlich beschrieben worden. Die Erfindung sollte jedoch nicht als darauf beschränkt verstanden werden. Es sollte für den Fachmann des Weiteren klar sein, dass verschiedene Veränderungen an Details der Erfindung, wie sie oben dargestellt und beschrieben sind, vorgenommen werden können. Diese Veränderungen sollen im Geist und Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche eingeschlossen sein.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 23. Juni 2011 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-139498 sowie der am 25. April 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-099544 und beansprucht deren Vorteil, wobei der Inhalt derselben hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit einbezogen wird.
Bezugszeichenliste

1: Klopfsensor (resonanzfreier Klopfsensor)
10: Sensor-Körper
11: Metallhülse
12: zylindrischer Abschnitt der Hülsen-Seite
13: Flanschabschnitt der Hülsen-Seite
18: piezoelektrisches Element
22: Gewicht
31: Fixierteil
32: zylindrischer Abschnitt der Fixier-Seite
33: Flanschabschnitt der Fixier-Seite
40: aus Harz geformter Körper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-322580 A [0003, 0003]
JP 2006-112953 A [0003]
JP 2011-139498 [0077]
JP 2012-099544 [0077]

Claims

Resonanzfreier Klopfsensor, der umfasst: einen Sensor-Körper, der enthält: eine Metallhülse, die einen zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und einen Flanschabschnitt der Hülsen-Seite enthält, der sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite radial nach außen erstreckt, ein piezoelektrisches Element mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, ein Gewicht mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird und das so angeordnet ist, dass das piezoelektrische Element zwischen dem Gewicht und dem Flanschabschnitt der Hülsen-Seite gehalten wird, und einen Fixierteil zum Fixieren des Gewichtes durch Pressen des Gewichtes auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu; sowie einen aus Harz geformten Körper zum Abdecken des Sensor-Körpers mit Harz, wobei der Fixierteil einen zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite aufweist, in den der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt ist, und wenigstens Abschnitte desselben auf eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst und dadurch verquetscht werden, und er einen Flanschabschnitt der Fixier-Seite aufweist, der sich von dem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite an der Seite des Gewichtes erstreckt, um das Gewicht auf den Flanschabschnitt der Hülsen-Seite zu zu pressen, wobei der zylindrische Abschnitt der Fixier-Seite verquetschte Abschnitte, die radial nach innen gequetscht werden, sowie beabstandete Abschnitte enthält, die von dem zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite an einer Vielzahl beabstandeter Abschnitte beabstandet sind, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, und ein Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite und Innenumfangsflächen der beabstandeten Abschnitte mit dem Harz gefüllt ist.
Resonanzfreier Klopfsensor nach Anspruch 1, wobei der Fixierteil und das Gewicht nahezu koaxial angeordnet sind, und für eine Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite und einen Abstand d von der Innenumfangsfläche des Gewichtes zu der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite eine Beziehung d > t gilt.
Resonanzfreier Klopfsensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor-Körper eine obere Isolierplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, eine untere Isolierplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, eine obere Elektrodenplatte mit einem Durchgangsloch, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, sowie eine untere Elektrodenplatte mit einem Durchgangsloch enthält, durch das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite hindurchtritt, wobei ein geschichteter Körper ausgebildet wird, indem die untere Isolierplatte, die untere Elektrodenplatte, das piezoelektrische Element, die obere Elektrodenplatte und die obere Isolierplatte in dieser Reihenfolge geschichtet werden, der Fixierteil und der geschichtete Körper koaxial angeordnet sind, und für die Dicke t des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite und einen Abstand f zwischen einer Innenumfangsfläche des geschichteten Körpers und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite eine Beziehung f > t gilt.
Resonanzfreier Klopfsensor nach Anspruch 1, wobei der Bereich der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite, der dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines resonanzfreien Klopfsensors, der versehen ist mit: einem Sensor-Körper, der enthält: eine Metallhülse, die einen zylindrischen Abschnitt der Hülsen-Seite, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, und einen Flanschabschnitt der Hülsen-Seite enthält, der sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite radial nach außen erstreckt, ein piezoelektrisches Element mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, ein Gewicht mit einem Durchgangsloch, in das der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird und das so angeordnet ist, dass das piezoelektrische Element zwischen dem Gewicht und dem Flanschabschnitt der Hülsen-Seite gehalten wird, und einen Fixierteil, der einen zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite aufweist, in den der zylindrische Abschnitt der Hülsen-Seite eingeführt wird, und der auf die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite zu gepresst und daran fixiert wird, sowie ein Flanschabschnitt der Fixier-Seite, der sich von dem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite an der Seite des Gewichtes radial nach außen erstreckt; sowie mit einem aus Harz geformten Körper, der aus einem Harz besteht, zum Abdecken des Sensor-Körpers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Ausbilden des Bereiches der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts der Hülsen-Seite der Metallhülse, der dem zylindrischen Abschnitt der Fixier-Seite zugewandt ist, als eine Fläche mit einer zylindrischen Form, Auswählen eines Gewichtes mit einer gewünschten Dicke aus einer Vielzahl von Gewichten mit unterschiedlicher Dicke und Schichten des piezoelektrischen Elementes sowie des Gewichtes in dieser Reihenfolge von der Seite des Flanschabschnitts der Hülsen-Seite her, Schichten des Flanschabschnitts der Fixier-Seite auf das Gewicht, wobei es an der Seite des Gewichtes angeordnet ist, und Kaltschmieden wenigstens von Teilen des zylindrischen Abschnitts der Fixier-Seite an einer Vielzahl beabstandeter Abschnitte, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, so dass der Fixierteil an der Metallhülse fixiert wird, Umschließen des Sensor-Körpers mit einer Spritzgießform und Einspritzen eines flüssigen Harzes in einen Innenraum der Spritzgießform, um den aus Harz geformten Körper auszubilden.