DE19829408C2

DE19829408C2 - Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse

Info

Publication number: DE19829408C2
Application number: DE1998129408
Authority: DE
Inventors: Hartmut Brammer; Holger Krebs
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: DE19829408A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsaufnehmer mit ei ner Druckhülse nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist bereits in der DE 195 24 147.9 ein Schwingungsauf nehmer mit einer Druckhülse beschrieben, der als Klopf sensor für die Überwachung der Funktion eines Verbren nungsmotors in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Diese Druckhülse wird über einen Auflagebereich fest an das die Schwingungen verursachende Bauteil, hier an den Motor block des Verbrennungsmotors, angefügt.

Die zu detektierenden Schwingungen sind Klopfgeräusche des Verbrennungsmotors im Betrieb, die über die Druckhül se auf eine piezokeramische Scheibe als eigentliches Sen sorelement mit dazwischenliegenden Kontaktscheiben und Isolierscheiben, die den Signalabgriff ermöglichen, ge leitet werden damit ein auswertbares elektrisches Aus gangssignal bilden. Die Vielzahl der einzelnen zu montierenden Bauteile erfordert hier einen relativ großen Mon tageaufwand.

In den Schriften DE 195 24 147 C2, DE 39 05 844 C2 und EP 0 184 666 A2 ist jeweils ein Klopfsensor dargestellt, der als Kontaktelement Kontaktscheiben aufweist. Diese Scheiben kön nen ohne Berücksichtigung ob Ober- oder Unterseite aufeinan der gestapelt werden. Diese Sensoren bauen zwar einfach, ge ben aber keine Hinweise auf eine noch kompaktere Bauweise und der dann notwendigen Kontaktierungsmöglichkeiten.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Schwingungsaufnehmer der oben ange gebenen Art ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 insbesondere dadurch vorteilhaft, dass eine Re duzierung der Anzahl der benötigten Bauteile dadurch er reicht ist, dass die jeweilige Kontaktscheibe durch eine elektrisch leitende Schicht auf der jeweiligen Isolier scheibe an der dem Sensorelement zugewandten Seite gebil det ist. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine Montagevereinfachung bei der Herstellung des Schwingungs aufnehmers realisieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige Isolierscheibe eine Kunststoffscheibe, z. B. eine Polyi midfolie, die einseitig mit einer Schicht aus Kupfer ver sehen ist. Es können mit diesen beschichteten Kunststoff scheiben relativ dünne Bauteile verwendet werden, die ei ne besonders gute Schwingungseinleitung auf das Sensore lement ermöglichen.

Bei einer vorteilhaften Anwendung ist der erfindungsgemä ße Schwingungsaufnehmer eine Klopfsensor und das die Schwingungen verursachende Bauteil ist der Motorblock ei nes Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun gen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre ren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungs form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwin gungsaufnehmers mit einer Druckhülse wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnitt durch ein Klopfsensorgehäuse als Schwingungsaufnehmer mit beschichteten Isolierschei ben;

Fig. 2 eine Prinzipansicht der Isolierscheibe und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Isolierscheibe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist als Schwingungsaufnehmer ein Klopfsen sor für einen Verbrennungsmotor mit einem äußeren Kunst stoffgehäuse 1 dargestellt, in dem eine Druckhülse 2 an geordnet ist, die mit ihrer unteren Fläche 3 auf dem hier nicht dargestellten Motorblock, dessen Schwingungen de tektiert werden sollen, aufliegt.

Am Außenumfang der Druckhülse 2 sind, ausgehend vom unte ren Rand, folgende Teile angeordnet: eine erste Isolier scheibe 4 mit einer elektrisch leitenden Kontaktschicht 5, eine piezokeramische Scheibe 6 als eigentliches Senso relement und darüber wiederum eine zweite Isolierscheibe 4 mit einer elektrisch leitenden Kontaktschicht 5. Die besondere Beschaffenheit der beschichteten Isolierschei ben 5 wird unten anhand der Fig. 2 und 3 erläutert.

Auf diese Anordnung ist eine seismische Masse 7 aufge setzt, die mit einer Tellerfeder 20 und mit einem auf schraubbaren Ring 21 in Richtung der piezokeramischen Scheibe 6 gedrückt wird. In einem integrierten Anschluß teil 10 des insbesondere in einem Kunststoff-Spritzgus sverfahren hergestellten Gehäuses 1 ist ein elektrischer Anschluss 11 für die leitenden Schichten 5 eingespritzt. Es besteht somit über die beiden elektrisch leitend be schichteten Isolierscheiben 4 eine elektrische Verbindung zu den beiden Seiten der piezokeramischen Scheibe 6. An den Anschlüssen 11 ist die elektrische Spannung, die bei einer Druckbeanspruchung der piezokeramischen Scheibe 6 erzeugt wird, abnehmbar.

Durch eine zentrale Ausnehmung, bzw. eine Bohrung 12 in der Druckhülse 2 ragt eine hier nicht dargestellte Befe stigungsschraube, mit welcher insgesamt dieser Klopfsen sor mittel- oder unmittelbar am Motorblock des Verbren nungsmotors befestigbar ist.

Aus der Fig. 2 ist die Isolierscheibe 4, beispielsweise aus Polyimidfolie, im Detail gezeigt, die eine Schicht 5 aus Kupferbahnen trägt und besonders dünn ausgeführt sein kann. Die elektrisch leitende Schicht 5 liegt jeweils an der piezokeramischen Scheibe 6 als Sensorelement an und ermöglicht über entsprechende Anschlussfahnen somit die Abnahme einer von der piezokeramischen Scheibe erzeugten Spannung. Zur weiteren Verdeutlichung ist die Isolier scheibe 4 in der Fig. 3 nochmals im Schnitt gezeigt.

Bei der Montage des Klopfsensors wird das gesamte, von der oben beschriebenen Befestigungsschraube für die Mon tage auf dem Motorblock, ausgeübte Drehmoment auf die Druckhülse 2 über die untere Fläche 3 übertragen, d. h. auf die piezokeramischen Scheibe 6 als Sensorelement wirkt durch die Befestigung keine Kraft.

Eine Vorspannkraft wirkt hier durch den Druck der Teller feder 20 und der Verschraubung 21. Die Vorspannkraft ist so gewählt, daß an der piezokeramischen Scheibe 6 gerade noch ohne bleibende Verschlechterung des elektrischen Si gnals ertragbare Axialkräfte wirksam sind und diese auch von thermischen Dehnungen sowie unvermeidlichen Stauchun gen der Druckhülse 2 bei der Montage weitestgehend unab hängig ist. Die von der seismischen Masse 7 proportional zu den Schwingungen des Verbrennungsmotors ausgeübten Im pulse werden in der piezokeramischen Scheibe 6 in Span nungsimpulse umgewandelt, die an einem entsprechenden Meßgerät ablesbar sind.

Claims

1. Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse, bei dem die Druckhülse (2) über eine mittel- oder unmittelbare Befe stigung auf einem Schwingungen verursachenden Bauteil an gebracht ist und mit einem Sensorelement (6), das radial außen an der Druckhülse (2) unter einer axialen Vorspan nung zwischen Isolierscheiben (4) gehalten ist und das über Kontaktscheiben und ein Anschlussteil (11) elek trisch kontaktierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kontaktscheibe durch eine elektrisch lei tende Schicht (5) auf der jeweiligen Isolierscheibe (4) an der dem Sensorelement (6) zugewandten Seite gebildet ist.

2. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die jeweilige Isolierscheibe (4) eine Kunststoffscheibe aus Polyimidfolie ist, und dass die elektrisch leitende Schicht (5) aus Kupfer besteht und wobei die Polyimidfolie einseitig mit der Schicht (5) versehen ist.

3. Schwingungsaufnehmer nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Klopfsensor verwendet wird und dass das die Schwingungen verursachende Bauteil der Motorblock ei nes Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug ist.