DE2944703A1

DE2944703A1 - Sensor zur erfassung der beim klopfen einer brennkraftmaschine auftretenden schwingungen

Info

Publication number: DE2944703A1
Application number: DE19792944703
Authority: DE
Inventors: Bernward Dr.-Ing. 7140 Ludwigsburg Böning; Rudolf 7144 Asperg Nagel; Heinz Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Theuerkauf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-11-06
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2944703C2

Description

Sensor ur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraft-
maschine -uftretenden Schwingungen Stand dr Technik Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Sensor ist aus der deutschen Patentanmeldung P 28 01 969.4 bekannt.
Der as B-egeschwinger ausgebildete Sensor ist an einem Ende fest mit der Brennkraftmaschine verbunden und durch konstruktive Maßnahmen auf die Frequenz der Geräusce abgestimmt. Der Biegeschwinger wird dabei in einer Spannvorrichtung eingespannt, die starr mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. Dieser bekannte Sensor hat den Nachteil, daß an die Einspannstelle oe Anforderungen gestellt werden, da durch die mechanische Festigkeit die Schwinggüte und durch die lage der Einspannstelle (d.h. durch die Länge des schwingfähigen Teiles) die Schwingfrequenz festgelegt wird.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden erkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er eine einfache Montage gewährleistet. Die Güte und die Resonanzfrequenz können bei der Fertigung festgelegt werden, die Schwinggüte ist hauptsächlich durch das Schwingermaterial bestimmt. Weiterhin ist eine einfache Kontaktierung möglich. Durch die in den Unteransprüchen angeführter, Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbilaung und Verbesserung des erfindungsgemäßen Sensors möglich.
Durch die zwei Schwinger ist eine selektive Erkenng von zwei Frequenzen bei nur einer mechanischen Einspannung möglich. Bei gemeinsamen Elektroden können die Gebersignale direkt elektrisch parallel geschaltet werden.
Zeichnung Zwei Ausfihrungsbeispiele der Erfindung sind in der Leichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Schnitt durch den Schwinger in Richtung der Schwingungen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der in Fig. 1 gezeigte Biegeschwinger weist ein Befestigungsteil 2 und ein schwingungsfähiges Teil 3 auf. Er wird in einem Stück z.B. durch Sinterung hergestellt und besteht aus einem piezoelektrischen Material z.B.
aus einer Piezokeramik. Das schwingungsfähige Teil 3 ist zungenförmig ausgebildet und geht in das Befestigungsteil 2 über, das in Richtung der Schwingungen einen größeren Querschnitt hat als das schwingungsfähige Teil 3.
Das schwingungsfähige Teil 3 und das Befestigungsteil 2 haben aufgrund ihrer Formgebung stark unterschiedliche Eigenfrequenzen. Der Übergang 4 zwischen den beiden Teilen 2, 3 bestimmt die Bandbreite des Biegeschwingers.
Die Länge und damit die Resonanzfrequenz lassen sich bereits bei der Fertigung festlegen. Der Biegeschwinger 1 kann z.B. in den Kopf einer Schraube eingeklebt werden, wobei die Schwingungseigenschaften des schwingungsfähigen Dz es nicht beeinflußt werden dürfen. Die Schraube wird an der Brennkraftmaschine befestigt. Wenn Klopfschwir.6urgen in der Brennkraftmaschine auftreten, wird der Siegeschwinger 1 zu Schwingungen auf seiner Resonanzfrequerz angeregt.
Das Ausfuhrungsbeispiel in Fig. 2 zeigt einen Biegeschwinger 6 mit zwei schwingungsfähigen Teilen 3, 5.
Beide schwingungsfähige Teile 3, 5 gehen in ein gemeinsames Refestigungsteil 7 über. Bei dem Biegeschwinger 6 treten zwei Resonanzerhöhungen auf, deren Frequenzen durch die Längen der schwingungsfähigen Teile 3, 5 in weiten Grenzen frei wählbar sind. Sind die Längen merkbar unterschiedlich, so werden deutlich verschiedene Frequenzen erkannt. Da zwei Resonanzüberhöhungen auftreten, gibt es auch zwei Bandbreiten. Soll eine Schwellenwerterkennung durchgeführt werden, so ist es möglich den Grundpegel nur innerhalb einer Bandbreite aufzubringen. Sind die Längen der beiden schwingungsfähigen Teile 3, 5 ungefähr gleich, so wird im Vergleich zu einem einseitig eingespannten Biegeschwinger die Bandbreite des Schwingers erhöht, ohne daß die Resonanzüberhöhung reduziert wird. Daher bleibt der Störabstand zu anderen Signalen unbeeinflußt.
Selbstverständlich kann das mindestens eine schwingungsfähige Teil auch eine andere Form als die beschriebene aufweisen, z.B. kann es plattenförmig oder kreisförmig ausgetildet sein.

Claims

Ansprkohe 1. Sersor zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraftraschine auftretenden Schwingungen mit einem Biegeschwirger aus piezoelektrischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeschwinger (1, 6) ein Befestigungsteil (2, 7) zur Befestigung an der Brennkraftmaschine und mindestens ein schwingungsfähiges Teil (3, 5) aufweist und daß das Befestigungsteil (1, 7) einen in Richtung der Schwingungen größeren Querschnitt hat.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei schwingungsfähige Teile (3, 5) vorgesehen sind, die ein gemeinsames Befestigungsteil (7) haben.
3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei schwingungsfähigen Teile (3, 5) unterschiedliche Langen aufweisen.
4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine schwingungsfähige Teil (3, 5) zungenförmig ausgebildet ist.