DE3036676A1

DE3036676A1 - Schwingungssensor

Info

Publication number: DE3036676A1
Application number: DE19803036676
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Yokohama Kanagawa Nishimura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1981-04-16
Also published as: GB2061062A; FR2466758B1; GB2061062B; DE3036676C2; FR2466758A1; US4374472A; CA1169144A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungssensor zum Bestimmen der Amplitude einer Schwingung und betrifft insbesondere einen Schwingungssensor zum Bestimmen der Amplitude einer Schwingung einer Brennkraftmaschine unter Ausnutzung der Schwingung eines Vibrators einer Brennkraftmaschine, der ein piezoelektrisches Schwingelement aufweist. In der letzten Zeit werden Schwingungssensoren bei Kraftfahrzeugen verwandt, um die Amplitude der Schwingung der Maschine aufzunehmen und zu bestimmen.. Die Schwingung der Maschine ist einer der wichtigen Parameter für eine Steuerung des Zündzeitpunktes für die Brennkraftmaschine.

Im allgemeinen wird das Klopfen der Maschine zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Maschine führen und kann die Maschine insbesondere dann dauerhaft beschädigt werden, wenn ein erhebliches Klopfen längere Zeit andauert. Vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches und der Optimierung der Maschinenausgangsleistung ist es jedoch wünschenswert, dass die Maschine im Zustand eines leichten Klopfens läuft. Es ist allgemein bekannt, dass der Zündvorstellwinkel geändert wird, um ein Klopfen einer Brennkraftmaschine hervorzurufen. Im allgemeinen nimmt das Klopfen der Maschine entsprechend dem Zündvorstellwinkel zu. Eine Steuerung des Klopfens kann daher über eine Steuerung des Zündvorstellwinkels erfolgen. Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen entwickelt und vorgeschlagen worden, die die Brennkraftmaschine im Zustand eines leichten Klopfens über eine automatische rückgekoppelte Selbstregelung des Zündvorstellwinkels halten sollen.

Es ist weiterhin bekannt, dass beim Klopfen der Maschine andererseits die Schwingung der Maschine stark in Abhängigkeit von der Änderung des Innendruckes in der Verbrennungskammer zunimmt. Dabei liegt die Frequenz der Schwingung der

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Maschine, die dem Klopfen entspricht., im allgemeinen im Bereich von 6 bis 9 KHz. Unter Ausnutzung dieser Maschineneigenschaft sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum Wahrnehmen des Klopfens der Maschine über eine Bestimmung der Schwingung der Maschine vorgeschlagen worden. Zur Wahrnehmung der Schwingung der Maschine wird ein Schwingungssensor vorgesehen, der in dem oben beschriebenen speziellen Bereich der Maschinenschwingung arbeitet. Das aufgenommene Schwingungsfrequenzsignal wird in einen analogen Wert umgewandelt, der geglättet und mit der Schwingung des Schwingelementes mit dem bestimmten Frequenzbereich verglichen wird, um ein Signal zu erzeugen. Das Signal wird über jede Umdrehung der Kurbelwelle integriert. Wenn der integrierte Wert einen bestimmten Wert überschreitet, wird das als ein Klopfen der Maschine angesehen und erzeugt die Vorrichtung ein Klopfausgangssignal. Entsprechend diesem Klopfsignal wird der Zündvorstellwinkel automatisch selbstgeregelt=

Es ist bekannt, Schwingungssensoren zum Wahrnehmen des Klopfens einer Brennkraftmaschine einzusetzen. Ein derartiger Schwingungssensor hat im typischen Fall einen Aufbau aus einem Sensorkörper, der einen Innenraum mit einem Abdeckelement umschliesst_; und aus einem Vibrator, der im Innenraum des Sensorkörpers angeordnet ist. Der Vibrator umfasst im allgemeinen eine Metallplatte und ein piezoelektrisches Schwingelement, das entsprechend der anliegenden Schwingung elektrische Energie erzeugt. In üblicher Weise ist der Vibrator auf ein Vibratorgrundelement geklebt oder mit einem Vibratorgrundelement verbunden, das entweder aus dem Sensorkörper oder dem Abdeckelement besteht. Um den Vibrator am Vibratorgrundelement zu befestigen, kann ein elektrisch leitendes Klebemittel verwandt werden. Der Vibrator ist mit einer Steuerung, beispielsweise der Steuerung für den Zündzeitpunkt über eine in den Innenraum des Vibratorkörpers eingeführte Zuleitung verbunden. Das Ende der Zuleitung ist am Vibrator durch Schweissen oder ein ähnliches Verfahren befestigt.

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Der in der dieser Weise aufgebaute Sensor ist am Zylinderblock der Maschine mittels einer Ankerschraube befestigt, die in einem Stück mit dem Sensorkörper ausgebildet ist. Die im Vibrator erzeugte elektrische Energie wird über die Zuleitung auf die Steuerung übertragen.

Da das elektrisch leitende Klebemittel eine relativ niedrige Wärmebeständigkeit hat, kann es unter extremen Wärmebedingungen brechen, so dass der Vibrator sich vom Vibratorgrundelement löst. Darüberhinaus wird eine relativ hohe Temperatur die Resonanzfrequenz des Vibrators beeinflussen und die Dauerhaftigkeit des Vibrators herabsetzen.

Das Ende der Zuleitung wird weiterhin mit einer relativ hohen Wärmeentwicklung an das piezoelektrische Element geschweisst oder gelötet. Das kann dazu führen, dass das piezoelektrische Element beschädigt wird, so dass es schwierig ist, die Zuleitung am piezoelektrischen Element anzubringen.

Durch die Erfindung soll daher ein Schwingungssensor geschaffen werden, der auf die anliegende Schwingung ansprechend sein Ausgangssignal beibehalten kann, ohne dass die Möglichkeit besteht, dass er sich in"-.unerwünschter Weise oder unerwartet von der Innenfläche des Sensorgehäuses löst.

Dazu weist der erfindungsgemässe Schwingungssensor ein Sensorgehäuse und einen an einer Innenfläche des Sensorgehäuses befestigten Vibrator auf. Zur Befestigung des Vibrators an der Innenfläche des Sensorgehäuses ist weiterhin ein Befestigungselement vorgesehen _r das einen mit einem Gewinde versehenen Teil aufweist, der mit dem Sensorgehäuse in Eingriff bringbar ist.

Vorzugsweise umfasst der Vibrator ein piezoelektrisches Element etwa in Form einer dünnen Platte mit Elektroden auf beiden planaren Oberflächen und eine Metallplatte, die

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annähernd denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das piezoelektrische Element hat.

Ein in der oben beschriebenen Weise aufgebauter Schwingungssensor ist zum Bestimmen der Schwingungsfrequenz einer Brennkraftmaschine anwendbar. Um das Sensorausgangssignal als Steuerparameter in einer elektrischen oder elektronischen Maschinensteuerung, beispielsweise in einer Steuerung für den Zündzeitpunkt zu verwenden, weist der Vibrator eine Resonanzfrequenz auf, die im wesentlichen der Schwingungsfrequenz der Maschine beim Klopfen entspricht.

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einem Schwingungssensor mit einem piezoelektrischen Schwingelement zum Aufnehmen der Amplitude der Schwingung einer Maschine und zum Erzeugen elektrischer Energie, die der Schwingung entspricht. Der Schwingungssensor wird beispielsweise dazu verwandt, das Klopfen einer Brennkraftmaschine wahrzunehmen. Das piezoelektrische Element ist an einem inneren Gewindeauge eines Sensorgehäuses über ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement befestigt. Das Befestigungselement hält das piezoelektrische Element fest am Gewindeauge des Sensorgehäuses, so dass die dazwischen bestehende Verbindung nicht durch die Schwingung beeinträchtigt wird, die sonst den elektrischen. Kontakt verschlechtern würde. -

Im fqlgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Schwingungssensors.

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Fig. 3 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht des Vibrators für den in Fig. 1 dargestellten Schwingungssensor.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 5 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht einer ersten

Abwandlungsform des in Fig. 4 dargestellten Vibrators.

Fig. 6 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht einer zweiten Abwandlungsform des in Fig. 4 dargestellten Vibrators.

Fig. 7 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht einer

dritten Abwandlungsform des in Fig. 4 dargestellten Vibrators.

Fig. 8 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht einer vierten Abwandlungsform des in Fig. 4 dargestellten Vibrators.

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 10 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht des Vibrators gemäss Fig. 9.

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht des Schwingungssensors'
gemäss Fig. 9 längs der Linie 11-11.

Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiel· s der Erfindung.

Fig. 13 zeigt in einer auseinandergezogenen Ansicht einen
abgewandelten Aufbau des Vibrators und der Anordnung zum Anbringen des abgewandelten Vibrators
an einem Vibratorgrundelement.

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Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Schwingungssensors gemäss Fig. 9.

Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 14 dargestellten Schwingungssensors längs der Linie
15-15.

Fig. 16 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer

Vibrator- und Halteanordnung für den in Fig. dargestellten Schwingungssensor.

Fig. 17 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer

weiteren Abwandlungsform der Anordnung zum Anbringen des Vibrators am Vibratorgundelement gemäss des zweiten Ausführungsbeispiels der
Erfindung.

Fig. 18 zeigen vergrösserte Schnittansichten von Isolierelementen, die bei den abgewandelten Anordnungen zum Anbringen des Vibrators am Vibratorgrundelement in Fig. 17 verwandt werden.

Fig. 23 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer weiteren Abwandlungsform der Anordnung zum Anbringen des Vibrators bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 24 zeigt eine Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 25 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht des
Vibrators für den in Fig. 24 dargestellten
Schwingungs sensor.

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Fig. 26 zeigt eine Schnittansicht des Schwingungssensors gernäss Fig. 24 längs der Linie 26-26.

Fig. 27 zeigt eine vergrösserte Draufsicht auf eine

Vibrator- und Halteanordnung für den in Fig. dargestellten Schwingungssensor.

Fig. 28 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht der

Vibrator- und Halteanordnung von Fig. 27 längs der Linie 28-28.

Fig. 29 zeigt eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Halteelementes für die in Fig. 27 dargestellte Vibrator- und Halteanordnung.

Fig. 3 0 zeigt eine vergrösserte Draufsicht auf eine

Abwandlungsforra der Vibrator- und Halteanordnung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des er— findungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 31 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht der Vibrator- und Halteanordnung von Fig. 3 0 längs der Linie 31-31.

Fig. 32 zeigt eine vergrösserte Draufsicht auf eine

weitere Abwandlungsforra der Vibrator- und Halteanordnung für das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 33 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht der Vibrator- und Halteanordnung gemäss Fig. 32 längs der Linie 33-33.

Fig. 34 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht eines Vibrators mit herkömmlichem Aufbau.

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Fig. 35 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Aufbaues.

Fig. 36 zeigt eine Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Schwingungssensors.

Fig. 37 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht des Vibrators für den in Fig. 36 dargestellten Schwingungssensor.

Fig. 38 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der Anordnung zum Anbringen des Vibrators am Vibratorgrundelement für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 39 zeigt eine Schnittansicht des Schwingungssensor in Fig. 36 längs der Linie 39-39.

Fig. 40 zeigt in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Stärke des Sensorabdeckelementes und dessen Resonanzfrequenz.

Fig. 41 zeigt in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Amplitude der am Vibrator liegenden Schwingung und dem Ausgangssignal des j Sensors.

In Fig. 36 ist ein. bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungssensors 500 dargestellt. Der Schwingungssensor 500 weist einen Körper 502 mit einem zylindrischen Teil 508 und einem geschlossenen Endteil 50 9 auf. Ein mit einem Gewinde versehener Schaft 506 ist mit dem geschlossenen Endteil 509 ausgebildet und dient als Einrichtung zum Anbringen des Schwingungssensors 500 an einer Maschine eines Fahrzeuges oder an einer anderen Schwingungsquelle.

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Der zylindrische Teil 508 ist mit einem Halterandansatz 510 neben dem offenen Ende und dem geschlossenen Endteil 509 gegenüber ausgebildet, um darin eine Scheibe 504 zu halten. Die Scheibe 504 weist ein Grundelement 512 in ihrer Mitte zum Anbringen des flachen Teils. 514 eines Vibrators auf. Der flache Teil 514 des Vibrators umfasst ein elektrisch leitendes dünnes Vibratormetallelement 532 mit einem daran geklebten piezoelektrischen Schwingelement 531. Das piezoelektrische Schwingelement 531 besteht aus einer ersten Elektrode 526, einer zweiten Elektrode 530 und einem piezoelektrischen Körper 528, der in Sandwichbauweise dazwischen angeordnet ist. Der flache Teil 514 des Vibrators ist an der Grundscheibe 512 dadurch eingebracht, dass er mit einem elektrisch leitenden Klebemittel daran geklebt ist, um eine angemessene elektrische Verbindung dazwischen sicherzustellen. Der flache Teil 514 des Vibrators ist in seiner Lage durch ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement 513 aus einem Bolzen 517 mit einem mit einem Gewinde versehenen Schaft 515 gehalten, auf den eine Mutter 516 geschraubt ist.

Da der Körperteil 502 als elektrischer Kontakt des Schwingungssensors 500 dient, muss der flache Teil 514 des Vibrators an allen Kontaktbereichen ausser an der Klebefläche zwischen dem Grundelement 512 und dem elektrisch leitenden dünnen Metallelement 532 dagegen isoliert sein. Es ist daher eine Isoliereinrichtung 522 um den mit einem Gewinde versehenen Schaft 515 herum vorgesehen, um den flachen Teil 514 des Vibrators dagegen zu isolieren. Der flache Teil 514 des Vibrators muss jedoch elektrisch mit der dem elektrisch leitenden dünnen Metallelement 532* gegenüberliegenden Seite verbunden sein, um richtig arbeiten zu können. Eine Unterlegscheibe 518 ist daher daran vorgesehen und wird an ihrer Stelle durch die Mutter 516 so gehalten, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem piezoelektrischen Körper 528 über die Unterlegscheibe 518, die Mutter 516 und den mit einem Gewinde versehenen Schaft 515 und einem daran angeschlossenen Leitungsdraht 520 besteht. Da der Bolzen 517 gleichfalls gegen-

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über dem Körper 502 isoliert sein muss, ist eine isolierende Unterlegscheibe 524 zwischen dem Bolzen 517 und der Grundscheibe 512 vorgesehen, um eine elektrische Verbindung dazwischen zu verhindern.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungssensors dargestellt. Ein Sensorkörper 10 weist eine Ankerschraube 12 auf, die vom mittleren Teil seiner planaren Fläche ausgeht, um den Sensorkörper 10 an einem nicht dargestellten Zylinderblock einer Brennkraftmaschine zu befestigen und dadurch die Maschinenschwingungen über die Ankerschraube auf den Schwingungssensor zu übertragen. Der Sensorkörper 10 und die Ankerschraube 12 sind in einem Stück aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet.

Ein Vibratorgrundelement 14 mit etwa zylindrischer oder konischer Form bildet den mittleren Teil an der gegenüberliegenden Seitenfläche des Sensorkörpers 10. Eine abgestufte Bohrung 16 mit zwei Teilen 18 und 20 mit verschiedenen Durchmessern ist koaxial im Vibratorgrundelement 14 ausgebildet und erstreckt sich durch den Sensorkörper 10. Ein Vibrator 22 ist am Vibratorgrundelement 14 angebracht, wobei der Vibrator 22 eine elektrisch leitende dünne Metallscheibe 24 und ein scheibenförmiges piezoelektrisches Schwingelement 26 umfasst. Wie es im einzelnen in Fig. 3 dargestellt, sind beide planaren Aussenflachen des piezoelektrischen Schwingelementes 26 mit einem elektrisch leitenden Material mit güter Leitfähigkeit, wie beispielsweise Silber überzogen, um darauf Elektroden 28 und 3 0 auszubilden. Wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, hat das piezoelektrische Schwingelement 26 einen Durchmesser, der grosser als der Durchmesser des Vibratorgrundelementes 14 ist und steht das piezoelektrische Schwingelement 26 davon in radialer Richtung vor. Die Metallscheibe 24 weist einen grösseren Durchmesser als das piezoelektrische Schwingelement 26 auf. Die Metallscheibe 24 und das piezoelektrische Schwingelement

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sind an den gegenüberliegenden Flächen miteinandex verklebt. Vorzugsweise wird ein elektrisch leitendes Klebemittel zum Verkleben der Metallscheibe und des piezoelektrischen Schwingelementes 26 verwandt, um dazwischen für eine gute elektrische Leitfähigkeit zu sorgen. Sowohl die Metallscheibe 24 als auch das piezoelektrische Schwingelement 26 sind mit jeweiligen öffnungen 32 und 34 mit gleichem Durchmesserwie der Teil 18 der Bohrung 16 im Grundelement ausgebildet. Ein elektrisch leitendes Element 26 mit einer gebogenen Verlängerung 38 ist am Vibrator 22 so angebracht, dass es mit einer planaren Seitenfläche der Elektrode 28 in Kontakt steht. Das Metallelement 36 weist gleichfalls eine öffnung 40 mit dem gleichen Durchmesser wie der Teil 18 der Bohrung 16 auf. Durch die Öffnungen 32 und 34 des Vibrators 22 und durch die öffnung 40 des Metallelementes 36 ist ein zylindrisches Isolierelement 42 mit einem oberen Ringflanschteil 44 in den Teil 18 der Bohrung 16 gepasst, um die Elektrode 28 gegenüber dem Sensor-' körper 10 zu isolieren. Der Flanschteil· 44 des Isolierelementes 42 weist einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich dem des Vibratorgrundelementes 14 ist. Das Isolierelement 42 ist mit einer langgestreckten Öffnung 46 versehen, die konzentrisch zum Hauptkörperteil· verläuft. Eine Schraube 48 führt durch die Öffnung 46 des Isoliereiementes 42 und steht mit einem Innengewinde in Eingriff, das im Teil 20 der Bohrung 16 ausgebildet ist. In dieser Weise ist der Vibrator 22 in- -Sandwichbauweise zwischen dem Vibratorgrundelement 14 und dem Fianschteil 44 des Isolierelementes 42 angeordnet und dadurch am Vibratorgrundelement befestigt.

Ein becherförmiges Abdeckelement 50 aus einem elektrisch leitenden Material ist auf dem zusammengesetzten Schwingungs-'sensorkorper 10 angeordnet und daran befestigt. Vorzugsweise besteht das Sensorabdeckelement aus dem gl·eichen Material· wie der Sensorkorper. Das Abdeckelement 50 ist mit einer Öffnung 52 mit einer isoiierenden Hülse 54 ver-

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sehen. Eine Ausgangsleitung 56 geht durch die isolierende Hülse 54 und steht mit der gebogenen Verlängerung 38 des Metallelementes 36 in Verbindung.

Vorzugsweise hat der erfindungsgemässe Schwingungssensor einen Gesamtdurchmesser von annähernd 30 mm und hat die Schraube oder das mit einem Gewinde versehene Element einen Durchmesser von annähernd 6 mm. Das Gesamtgewicht des Grundelementes und der Vibratoranordnung sollte weiterhin etwa 15 g betragen, während das Gesamtgewicht des Schwingungssensors etwa 30 g betragen sollte.

Beim Zusammenbau wird zunächst der Vibrator 22 auf dem Vibratorgrundelement 14 angebracht und wird anschliessend darauf das Metallelement 36 angeordnet. Der Vibrator 22 wird nach einer Zentrierung mit dem Vibratorgrundelement 14 verbunden bzw. verklebt. Danach wird das Isolierelement 42 durch die Öffnungen 32, 34 und 40 eingesetzt und wird die Schraube 48 durch das Isolierelement und in das Gewinde des Teiles 20 der Bohrung 16 geschraubt. Da die Metallscheibe 24 des Vibrators 22 dem elektrisch leitenden Sensorkörper über das Vibratorgrundelement 14 zugewandt ist, steht die Elektrode 3 0 mit dem Maschinenzylinderblock und somit mit Masse in Verbindung.

Indem andererseits zunächst das Isolierelement 42 eingebaut wird, kann der Vibrator genau und effektiv bezüglich der Achse des Vibratorgrundelementes 14 zentriert werden. Das Isolierelement 42 wird nämlich durch das Metallelement 36, den Vibrator 22 und in den Teil 18 der Bohrung 16 eingesetzt, um deren Achsen mit der Achse der Bohrung in einer Linie auszurichten. Da der Innendurchmesser der Öffnungen 32 und im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser des Isolierelementes 42 ist, kann der Vibrator 22 genau bezüglich der. Achse der Bohrung 16 zentriert werden.

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Bei dem dargestellten. Ausführungsbeispiel ist die Resonanzfrequenz des Vibrators 22 durch die Stärke der Metallscheibe und des piezoelektrischen Elementes und die Beziehung im Durchmesser zwischen der Metallscheibe und dem piezoelektrischen Element bestimmt. Die Stärken und die Durchmesser der Metallscheibe und des piezoelektrischen Elementes sind daher so gewählt, dass der Vibrator mit der Schwingungsfrequenz der Maschine, wenn .diese im klopfenden Zustand . läuft, d.h. in einem Bereich von 5 KHz bis 9 KHz in Resonanz steht.

Auf die über die Ankerschraube 12 übertragene Schwingung der Maschine ansprechend schwingt die Metallscheibe 24 des Vibrators 22, so dass das piezoelektrische Element 26 verformt wird. Entsprechend dem Ausmass der Verformung liefert das piezoelektrische Element 26 ein Potential zwischen den Elektroden 28 und 30 an seinen beiden planaren Aussenflachen. Das durch das piezoelektrische Element 26 erzeugte elektrische Signal liegt an einer Maschinensteuerung zum Steuern der Brennkraftmaschine mit dem Klopfen der Maschine als Steuerparameter, beispielsweise an der Steuerung für den Zündzeitpunkt, und zwar über das Metallelement 36 und die Zuleitung 56. Das Potential des Signales, das vom piezoelektrischen Element 26 erzeugt wird, entspricht der Amplitude der Schwingung der Maschine.

Fig. 4 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungssensors als eine Abwandlungsform des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel· sind entsprechende Bauteile wie beim vorhergehenden Ausfükrungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen versehen.

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Der Sensorkörper 10 weist eine Ankerschraube 12 am mittleren Teil seiner planaren Fläche auf. Der Sensorkörper 10 ist mit einem Ringvorsprung 11 ausgebildet, der an seinem Aussenrand entlang verläuft, so dass darin eine Aussparung 13 begrenzt wird. Ein etwa scheibenförmiges Abdeckelement ist auf dem Sensorgrundelement 10 angeordnet und daran befestigt. Das Abdeckelement 50 ist mit einem Vibratorgrundelement 58 versehen, das vom mittleren Teil der inneren planaren Fläche nach innen verläuft. Das Vibratorgrundelement 58 ist etwa zylinder- oder kegelstumpfförmig und mit einer langgestreckten Öffnung 60 entlang seiner Achse ausgebildet. Der Vibrator 22 ist am inneren Ende des Vibratorgrundelementes 58 befestigt und durch eine Mutter 56 über ein Halteelement 64 etwa zylindrischer Form gehalten. Die Mutter 62 steht mit einem Gewindeteil 66 eines Verbindungsstückes 68 in Eingriff, das sich durch die Öffnung 6 0 erstreckt. Das Verbindungsstück 68 weist einen Kopfteil 70 auf, der vom Abdeckelement 50 nach aussen verläuft. Ein etwa zylindrisches Isolierelement 42 mit einem Flanschteil 44 ist zwischen dem Innenumfang der öffnung 60 und dem Verbindungsstück 68 angeordnet. Das Isolierelement verläuft entlang der Achse der Bohrung, um den Innenumfang des Vibrators 22 gegenüber dem Verbindungsstück 68 zu isolieren.

Das Verbindungsstück 68 weist einen Flanschteil 72 im mittleren Teil zwischen dem Gewindeteil 66 und Kopfteil auf. Der Flanschteil 72 des Verbindungsstückes 68 ist dem Flanschteil 44 des Isolierelementes 42 zugewandt, um dieses gegen die Aussenfläche des Abdeckelementes 50 durch ein Anziehen der Mutter 62 zu drücken. Zwischen dem Flanschteil 44 des Isolierelementes 42 und der Aussenfläche des Abdeckelementes 50 ist ein Metallelement 74 mit einem gebogenen Teil 76 angeordnet, das mit einer Zuleitung 78 verbunden ist, um das Abdeckelement 50 mit Masse zu· verbinden .

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Das Ausgangssignal, das vom piezoelektrischen Element 24 des Vibrators 22 erzeugt wird, wird somit zum Kopfteil 7 0 des Verbindungsstückes 68 über die Elektrode 28, das Halteelemente 64, die Mutter 62 und den Gewindeteil 66 ■ übertragen. Das Ausgangssignal wird weiterhin zur Maschinensteuerung als einer der Steuerparameter über eine Zuleitung 80 übertragen, die mit dem Kopfteil 70 des Verbindungsstückes 68 verbunden ist.

Da bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Vibratoren 22 jeweils an den Vibratorgrundelementen 14 und 58 befestigt sind, werden sie fest .an den Vibratorgrundelementen gehalten, ohne sich davon zu lösen,selbst wenn die Vibratoren hohen Maschinentemperaturen ausgesetzt sind, die über die Ankerschrauben übertragen werden. Durch die Verwendung der Isolierelemente können die Vibratoren weiterhin genau und leicht auf den Vibratorgrundelementen zentriert werden, so dass sie sogar Resonanzfrequenzen in irgendeiner Richtung wahrnehmen und aufnehmen können.

Es versteht sich, dass der Vibrator nicht notwendigerweise in der in Fig. 3 dargestellten Weise aufgebaut sein muss. Beispielsweise kann der Vibrator so aufgebaut sein, wie es in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist. In Fig. 5 ist ein Vibrator 22 dargestellt, der nur aus dem piezoelektrischen Element 26 mit Elektroden 28 und 30 in Form einer leitenden Beschichtung auf beiden Aussenflachen besteht. Fig. 6 zeigt einen Vibrator 22, der zwei piezoelektrische Elemente 26 umfasst, von denen jedes Elektroden 28 und 3 0 auf beiden Aussenflachen trägt. Die Elektroden 30 des oberen und des unteren piezoelektrischen Elementes 26 sind einander zugewandt. Durch diesen Aufbau kann das Potential des Ausgangssignals erhöht werden. Dieselbe Wirkung wie bei dem in Fig. 6 dargestellten Aufbau ist auch bei Vibratoren 22. mit dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Bau zu erwarten. Fig. 7 zeigt einen Vibrator aus zwei piezoelektrischen Elementen 26 und einer Metallscheibe 24, die zwischen den piezoelektrischen Elementen 26 angeordnet ist. Die Elektroden 30 der piezo-

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elektrischen Elemente 26 sind den-planaren Flächen der Metallscheibe zugewandt. Fig. 8 zeigt eine andere Anordnung derselben Elemente gemäss Fig. 7. Bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung ist die Metallscheibe 24 der untersten Elektrode 28 des unteren piezoelektrischen Elementes 26 zugewandt.

In den Fig. 9 bis 11 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungssensors dargestellt. Ein Sensorkörper 102 ist im wesentlichen kreis- und becherförmig mit einer Ankerschraube 104 ausgebildet, die vom Boden nach aussen verläuft. Der Umfang des Sensorkörpers 102 ist mit einem hexagonal geformten Teil 106 neben dem Boden ausgebildet. Eine Ringnut 108 ist im Innenumfang ausgebildet, um ein Sensorabdeckelemente 110 mit einem wasserdichten Füllstoff 111 neben dem oberen Ende zu halten.

Das Sensorabdeckelement 110 ist mit einem Vibratorgrundelement 112 im mittleren Teil ausgebildet. Das Vibratorgrundelement 112 ist etwa zylinderförmig. Zur hindurchlaufenden Achse des Vibratorgrundelementes 112 in einer Linie ausgerichtet, ist eine langgestreckte Öffnung 114 durch das Vibratorgrundelement 112 und das Sensorabdeckelement 110 ausgebildet. Ein Vibrator 116 ist am inneren Ende des Vibratorgrundelementes 112 befestigt und daran mit einem elektrisch leitenden Halteelement 118 über eine Mutter 120 aus einem elektrisch leitenden Material festgelegt. Die Mutter 120 ist auf einen Gewindeteil 112 eines Verbindungsstückes geschraubt, das durch die öffnung 114 geht und vom Vibratorgrundelement 112 nach innen verläuft. Ein elastisches Isolierelement 126 mit einer etwa zylindrischen Form ist zwischen dem Innenumfang der Öffnung 114 und dem Gewindeteil 122 des Verbindungsstückes 124 angeordnet, um den Vibrator gegenüber dem Verbindungsstück 124 zu isolieren. Das Isolierelement 126 weist einen Flanschteil 128 auf, der am äusseren Ende der Öffnung 114 angebracht ist. Der Flanschteil 128 ist in Sandwichbauweise zwischen dem äusseren Ende der öffnung und einem Flanschteil 130 des Verbindungsstückes 124 angeordnet.

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Das Verbindungsstück 124 weist weiterhin einen Kopfteil auf, der mit einer Zuleitung 134 verbunden ist, um den. Sensor mit der Maschinensteuerung, die das Klopfsignal als einen Steuerparameter verwendet, beispielsweise mit der Steuerung des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine zu verbinden.

Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, umfasst der Vibrator 116 eine Metallplatte 136 und ein piezoelektrisches Element 138, das auf beiden Aussenflachen mit einem leitenden Material, beispielsweise Silber, beschichtet ist, um darauf Elektroden 140 und 142 zu bilden. Die Metallplatte 136 ist der Elektrode 140 an einer Seitenfläche zugewandt und die andere Elektrode 142 des piezoelektrischen Elementes ist dem Halteelement 118 zugewandt. Das vom piezoelektrischen Element 138 erzeugte Ausgangssignal, das der Schwingung der Maschine entspricht, wird somit von der Zuleitung 134 über die Elektrode 142, das Halteelement 118, die Mutter 120 und das Verbindungsstück 124 ausgegeben. Der Vibrator 116 liegt über die Elektrode 140, das Sensorabdeckelement 110 und den Sensorkörper 102 an Masse.

Wie es in Fig. 11 dargestellt ist, umfassen das piezoelektrische Element 138 und die Metallplatte 136 jeweils einen, kreisförmigen Teil 144 und 148 und einen etwa rechteckigen Zungenteil 146 und 150. Jeder kreisförmige Teil 144 und 148 ist mit einer zentralen öffnung 152 und 154 zur Aufnahme des Verbindungsstückes 124 versehen. Durch den beschriebenen Aufbau des Vibrators 116 kann der Vorteil erwartet werden,. dass aufgrund der Tatsache, dass der Vibrator 116 an dem Vibratorgrundelement 112 freitragend befestigt ist und die Zungenteile 146 und 150 in eine Richtung verlaufen, die * Resonanzfrequenz des Vibrators immer gleich ist und dass es weiterhin leicht ist, die Resonanzfrequenz dadurch einzustellen, dass die Länge der Zungenteile eingestellt wird. Durch eine Verkürzung der Länge des Vibratorzungenteils kann nämlich die Resonanzfrequenz des Vibrators in einem konstanten Verhältnis erhöht werden.. Selbst nach der Montage

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des Vibrators auf dem Vibratorgrundelement kann daher die Resonanzfrequenz zur Genauigkeit der Aufnahme der Schwingung der Maschine leicht nachgestellt werden. Zum Nachstellen der Resonanzfrequenz beim Zusammenbau wird der Vibrator beispielsweise durch Feilen oder in ähnlicher Weise verkürzt. Die Resonanzfrequenz kann auch dadurch bestimmt werden, dass ein Wechselstrom an den Vibrator gelegt wird und dessen Impedanz gemessen wird. Die Resonanzfrequenz wird der Frequenz des am Vibrator liegenden Wechselstromes entsprechen, wenn seine Impedanz ein Maximum hat.

Fig. 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Schwingungssensors gemäss Fig. 9 bis 11. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Vibrator 116 am Vibratorgrundelement 160 angebracht, das am Sensorkörper 102 ausgebildet ist. Der Vibrator Ί16 ist fest am Vibratorgrundelement 160 über eine durch das elastische Isolierelement 126 hindurchgehende Schraube 162 befestigt. Zwischen dem Flanschteil 128 und dem oberen Teil des Vibratorgrundelementes 160 ist ein Metallelement 164 mit einem gebogenen Teil 166 angeordnet. Der gebogene Teil 166 des Metallelementes 164 steht mit einer Ausgangsleitung 170 in Verbindung, über die ein Sensorsignal, das vom piezoelektrischen Element 138 erzeugt wird, auf die Maschinensteuerung übertragen wird. Die Ausgangsleitung 170 verläuft von dem Sensorabdeckelement 110 durch ein Loch 172 in einer isolierenden Hülse 174.

Bei dem oben beschriebenen abgewandelten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau des Vibrators 116 im wesentlichen derselbe wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel, das anhand der Fig. 9 bis 11 beschrieben wurde. Dieselben Vorteile können daher auch bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel erwartet werden.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlungsform des Vibrators 116 der im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele. Bei

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dieser Abwandlungsform -umfasst der Vibrator 116 das piezoelektrische Element 138 und die Metallplatte 136, wobei jedes dieser Elemente einen quadratischen Teil 180 und 182 und einen im wesentlichen rechteckigen Zungenteil 146 und 150 aufweist. Dementsprechend sind das Halteelement 118 und das Vibratorgrundelement 112 mit Ausschnitten 184 und 186 versehen. Da bei dieser Abwandlungsform die Länge der Zungenteile 146 und 150 proportional konstant gehalten werden kann, nimmt die Genauigkeit der Einstellung der Resonanzfrequenz zu.

In den Fig. 14 bis 16 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schwingungssensors dargestellt. Entsprechende Teile oder Bauelemente wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind mit den gleichen Bezugsζeichen versehen. Wie bei dem in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Vibrator 116 am Vibratorgrundelement 112 befestigt, das am Sensorabdeckelement 110 ausgebildet ist. Der Vibrator 116 ist zwischen zwei Halteelementen 190 und 192 gehalten. Das Halteelement 190 weist abgewinkelte Teile 194 an seinen beiden Seiten auf. Die quadratischen Teile 180 und 18 2 sind in einer Aussparung angeordnet, die vom abgewinkelten Teil 194 des Halteelementes 190 begrenzt wird. Das Halteelement 192 weist einen Seitenrandteil auf, auf dem ein elektrisches Isolierelement, beispielsweise ein Papierstreifen 196, vorgesehen ist. Das Halteelement.192 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Vibrators angeordnet und der Aussenfläche des quadratischen Teils des piezoelektrischen Elementes zugewandt. Der Vibrator und die Halteelementanordnung sind über eine Mutter 120 am Vibratorgrundelement 112 befestigt. Die Mutter 120 ist auf einen Gewindeteil 12-2 des Verbindungsstückes 124 geschraubt.

Fig. 17 zeigt eine weitere Abwandlungsform des zweiten Ausfuhr ungsbeispiels der Erfindung. In einer auseinandergezogenen Ansicht ist die Anordnung zum Anbringen des Vibrators 116

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am Vibratorgrundelement 112 dargestellt, das von der Innenfläche des Sensorabdeckelementes 110 aus gebildet ist. Das Vibratorgrundelement 112 ist mit einer etwa quadratischen Öffnung 202 versehen, die durch das Sensorabdeckelement 110 verläuft. Der Vibrator 116 hat denselben Aufbau, wie er anhand von Fig. 13 beschrieben wurde. Der Vibrator 116 umfasst das Resonanzelement 138 und die Metallplatte 136, wobei jedes dieser Bauelemente einen quadratischen Teil 180 und 182 und einen etwa rechteckigen Zungenteil 146 und 150 aufweist. Die quadratischen Teile 180 und 182 des Resonanzelementes 138 und der Metallplatte 136 sind mit hindurchgehenden quadratischen Öffnungen 204 und 206 ausgebildet. In ähnlicher Weise weist das Halteelement 118 eine quadratisch geformte öffnung 208 auf. Durch die öffnungen 202, 204, 206 und 208 ist ein quadratisch geformtes Isolierelement 2-|0 eingesetzt. Das Isolierelement 210 ist mit einer langgestreckten kreisförmigen öffnung 212 versehen, um den Gewindeteil des in Fig. 17 nicht dargestellten Verbindungsstückes aufzunehmen. Aufgrund dieses Aufbaues wird verhindert, dass sich der Vibrator 116 um das Isolierelement 210 dreht, so dass die Resonanzfrequenz des Vibrators konstant gehalten werden kann.

Um den oben beschriebenen Vorteil zu erzielen, muss nicht unbedingt ein quadratisch geformtes Isolierelement verwandt werden. Zur Vermeidung einer Drehung des Vibrators um das Isolierelement sind verschiedene abgewandelte Ausführungen möglich. Fig. 18 bis 22 zeigen verschiedene Ausführungen von Isolierelementen 210. Anhand dieser abgewandelten Ausführungsformen ist erkennbar, dass der Vibrator an einer Drehung dadurch gehindert wird, dass ein Winkelteil am Isolierelement vorgesehen wird.

Fig. 23 zeigt noch eine weitere Abwandlungsform des zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Sensorabdeckelement 110 weist das Vibratorgrundelement 112 an seiner Innenfläche

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auf. Wie bei der Ausführung in Fig. 13, ist das Vibratorgrundelement 112 mit einem ausgeschnittenen Teil 184 versehen, um dem Zungenteil des Vibrators 116 mit demselben Aufbau, wie er in Fig. 13 dargestellt ist, eine konstante Länge zu geben. Der Vibrator 116 und das Vibratorgrundelement 112 sind mit zueinander ausgerichteten Öffnungen 212 und 214 versehen, die durch beide Elemente hindurchgehen. Das Halteelement 118 ist gleichfalls mit einer Öffnung 216 mit demselben Durchmesser wie die öffnungen 212 und 214 ausgebildet, wobei die Öffnung 216 zu den Öffnungen 212 und 214 in einer Linie ausgerichtet ist.

Beim Zusammenbau wird der Vibrator 116 zwischen dem inneren Ende des Vibratorgrundelementes 112 und dem Halteelement 118 zu den öffnungen 212, 214 und 216 in einer Linie ausgerichtet befestigt. Durch die zueinander ausgerichteten Öffnungen 212, 214 und 216 wird ein Stift 218 eingesetzt, um die Richtung der Zungenteile 146 und 150 des Resonanzelementes 138 und der Metallplatte 136 festzulegen. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der Vibrator 116 an einer Drehung um seine Achse gehindert.

In den Fig. 24 bis 29 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel des. erfindungsgemässen Schwingungssensors dargestellt, bei dem eine Einrichtung zur Vormontageeinstellung der Schwingungsfrequenz vorgesehen ist.

Wie es allgemein in den Fig. 25 und 26 dargestellt ist, umfasst der Schwingungssensor einen Sensorkörper 300 mit einer Ankerschraube 302 und einem Sensorabdeckelement 304.Der Sensorkörper 300 weist einen im wesentlichen kreisförmigen Grundteil 3 06 und einen vertikalen Umfangsteil 308 auf. Wie es deutlich in Fig. 26 dargestellt ist, ist ein hexagonal geformter Teil 310 am unteren Teil des Umfangsteiles 3 08 ausgebildet, um die Ankerschraube 302 an einem Zylinderblock einer Brennkraftmaschine festzuschrauben. Neben dem oberen

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Ende des Umfangsteiles 308 ist eine Ringnut 312 ausgebildet, in die das Sensorabdeckelement 304 mit seinem Umfangsteil eingreift.

Das Sensorabdeckelement 304 weist eine planare Innenfläche 314 und eine hindurchgehende mittlere öffnung 316 auf.

In einer Linie zur mittleren Öffnung 316 ist an der Öffnung

319 eine Vibrator- und Halteanordnung 318 an der inneren planaren Fläche des Sensorabdeckelementes 304 angebracht. Die Vibrator- und Halteanordnung 318 umfasst einen Vibrator

320 und zwei Halteelemente 322 und 324. Der Vibrator 320 weist ein piezoelektrisches Element 326 und eine Metall-_c platte 3 28 auf. Sowohl das piezoelektrische Element 326 als auch die Metallplatte 328 v/eisen halbkreisförmige Teile 330 und 332 und etwa rechteckige Zungenteile 334 und 336 auf. Jede planare Oberfläche des piezoelektrischen Elementes 326 v/eist eine Beschichtung aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Silber auf, um darauf Elektroden 325 und 327 zu bilden. Die Halteelemente 322 und 324 liegen einander an dem Teil gegenüber, der die Flanschteile 338 und 340 bildet.. Die Halteelemente 322 und 324 sind zwischen den halbkreisförmigen Teilen 330 und 332 des Vibrators 320 gehalten und eingeklemmt. In der Lage, In der die Halteelemente 322 und 324 den Vibrator 320 halten, erfasst ein Haltering 342 die Flanschteile 338 und 340, um die Vibrator- und Halteanordnung 318 im zusammengesetzten Zustand zu halten, wie es in Fig. 27 und 28 dargestellt ist. Der Haltering 342 besteht aus einem Kunstharz oder einem ähnlichen Material, wie beispielsweise aus Phenolharz. Vorzugsweise enthält das Kunstharz, aus dem der Haltering besteht, ein geeignetes Verstärkungsmaterial, beispielsweise Glasfasern. Der Haltering 342 ist ringförmig und weist eine Nut 343 in seiner inneren Umfangsflache auf. Die Nut 343 hat eine vertikale Breite, die der Stärke des Vibrators und der Flanschteile 338 und 340 entspricht, wie es in Fig. 28 dargestellt ist und überdeckt den grössten Teil des halbkreisförmigen Teils der Vibrator- und Halteanordnung 318.

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In dieser Weise montiert, ist die Vibrator- und Halteanordnung 318 an der Innenfläche des Sensorabdeckelementes 3 04 durch eine Mutter 344 befestigt. Die Mutter 344 ist auf den Gewindeteil 346 eines Verbindungsstückes 348 geschraubt, über das der Sensor mit der Maschinensteuerung über eine Zuleitung 350 verbunden ist, die mit seinem Kopf 352 in Verbindung steht.

Wie es in Fig. 24 dargestellt ist, ist zwischen dem Gewindeteil 346 und den zueinander ausgerichteten Öffnungen 316 und 319 des Sensorabdeckteiles 3 04 sowie der Vibrator- und Halteanordnung 318 ein Isolierzylinder 354 angeordnet, um die Elektrode 327 gegenüber dem Sensorabdeckelement 304 zu isolieren. Zur Vervollständigung der Isolation zwischen der Elektrode 327 und dem Sensorabdeckelement 304 ist ein Isolierring 356 auf der Aussenfläche des Sensorabdeckelementes 3 04 an einer Stelle zwischen einem Flanschteil 358 des Verbindungsstückes 348 und dem Sensorabdeckelement 3 04 angebracht.

Die Elektrode 327 steht über das Halteelement 324, die Mutter 344 und das Verbindungsstück 348 mit der Zuleitung 350 in Verbindung. Die andere Elektrode ist mit dem Maschinenzylinderblock verbunden und liegt somit über das Sensorabdeckelement 3 04, den Sensorkörper 300 und die Ankerschraube 302 an Masse.

Da bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau der Vibrator 320 fest zwischen.zwei Halteelementen 322 und 324 gehalten ist, kann die Einstellung der Resonanzfrequenz des Vibrators 320 im nicht montierten Zustand von dem Vibratorgrundelement erfolgen. Daher ergibt sich eine höhere Produktivität bei der Herstellung des Sensors sowie eine genauere Einstellung der Resonanzfrequenz.

In den Fig. 30 und 31 ist eine Äbwandlungsform der Vibrator- und Halteanordnung zur Verwendung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Vibrator- und Halte-

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anordnung 318 weist einen Vibrator 320 aus dem piezoelektrischen Element 326 und der Metallplatte 328 auf. Das piezoelektrische Element 326 ist auf jeder seiner planaren Oberflächen mit Elektroden 325 und 327 versehen. Das piezoelektrische Element 326 und die Metallplatte umfassen jeweils einen halbkreisförmigen Teil 330 und 332 sowie einen Zungenteil 334 und 3 36.

Das piezoelektrische Element 326 und die Metallplatte 328 sind an den gegenüberliegenden Flächen zur Bildung des Vibrators 320 verklebt. Der halbkreisförmige Teil des Vibrators 320 ist von einem Halteelement 370 aus einem Kunstharz, beispielsweise aus einem Phenolharz, umgeben. Der halbkreisförmige Teil des Vibrators 320 wird dazu in eine Form eingesetzt und das Harz wird in die Form gespritzt, so dass es das Halteelement bildet, das den halbkreisförmigen Teil umgibt. Das Halteelement 370 ist mit Öffnungen 372 und 374 ausgebildet, durch die Teile des halbkreisförmigen Teiles des Vibrators 370 freiliegen. Ringförmige Elektroden 376 und 378 mit Verlängerungen 38 0, 382 sind an die freiliegenden Teile des halbkreisförmigen Teils des Vibrators 370 geschweisst.

In den Fig. 32 und 33 ist eine weitere Abwandlungsform der in den Fig. 30 und 31 dargestellten Vibrator- und Halteanordnung dargestellt. Bei dieser Abwandlungsform ist der Aufbau des Vibrators 320 und des Halteelementes 370 im wesentlichen der gleiche wie bei dem in Fig. 30 und 31 dargestellten Ausführungsbeispiel. Elektroden 390 und 392 sind auf den „ Äussenflächen des Halteelementes 370 ausgebildet und erstrecken sich zu den freiliegenden Teilen des halbkreisförmigen Teiles des Vibrators 370.

Bei beiden oben beschriebenen Abwandlungsformen können dieselben Vorteile wie beim im Vorhergehenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel erwartet werden.

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Fig. 34 zeigt einen Vibrator 400 aus einer Messingplatte 402 mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 19x10 /⁰C und aus einem piezoelektrischen Schwingelement 404 aus Keramik (PZT) mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,5 bis 3x10 /⁰C. Die Messingplatte 402 und das keramische Element sind mit einem in W.ärmeaushärtenden Klebemittel miteinander verklebt. Der zusammengesetzte Vibrator 400 zeigt daher Bimetalleigenschaften aufgrund des beträchtlichen Unterschiedes im Wärmeausdehnungskoeffizienten seiner Bestandteile und wird daher durch die Aussentemperatur und die über die Ankerschraube und den Sensorkörper übertragene Maschinentemperatur beeinflusst. Das führt möglicherweise zu einer Änderung der Resonanzfrequenz des Vibrators entsprechend einer Änderung der Temperatur, so dass die Genauigkeit der Aufnahme der Maschinenschwingung abnimmt. Darüberhinaus wird durch eine Biegung des Vibrators 40 0 eine Schubkraft an dem in Wärme aushärtenden Klebemittel liegen, was die Dauerhaftigkeit des zusammengebauten Vibrators herabsetzt.

Vorzugsweise umfasst daher der Vibrator 400 eine Invarplatte 410 mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,2 χ 10 /⁰C und ein keramisches Material 412 als piezoelektrisches Schwingelement mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,5 χ 10 /⁰C. Die Invarplatte 410 und das keramische Element 412 sind zur Bildung des Vibrators 400 mit einem in W ärmer aushärtenden Klebemittel verklebt, wie es in Fig. 35 dargestellt ist.. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Invarmetall zur Bildung der Invarplatte 400 eine Legierung aus 64 % Eisen und 36 % Nickel, so dass sich ein kleinerer Wärmeausdehnungskoeffizient als der von Messing ergibt.

Beim Zusammenbau ist ein Stahl mit hohem Nickelgehalt, wie beispielsweise Invar, sehr schwierig zu kleben. Die Klebe-

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festigkeit von Invar ist beträchtlich kleiner als die von Messing. Die Invarplatte wird daher vorzugsweise so bearbeitet, dass sie eine höhere Klebefestigkeit zeigt, indem eine Phosphatmembram auf ihre: Oberfläche ausgebildet wird. Das Verfahren zum Erhöhen der Klebefestigkeit des Invarmetalles kann so erfolgen, dass nach einem chemischen Verfahren unter Verwendung von Salzsäure oder Fluorwasserstoff ein Teilätzen erfolgt oder dass eine Bearbeitung durch Sandstrahlen durchgeführt wird, um auf der Oberfläche eine Unebenheit auszubilden.

Im allgemeinen kann das Ausmass der Biegung des Vibrators, der freitragend angebracht ist, aus der folgenden Gleichung berechnet werden.

_DH =

wobei DH = Ausmass der Biegung

h = Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten

DT = Änderung der Temperatur

L = Länge des Zungenteiles

t = Stärke des Vibrators.

— 6 Angenommen dass DT = 120⁰C, h= 17,5x10 ,L= 7.mm und t = 0,2 mm, so ist DH = 0,51 mm im Fall eines Vibrators aus der Messingplatte mit einem Wärmeausdehungskoeffizienten von 19x10 /⁰C und aus dem piezoelektrischen Element mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,5 χ 10 /⁰C, während..."."". DH = 0,015 mm im Fall eines Vibrators, der aus einer Invarplatte mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,2 χ 10 /⁰C und aus dem piezoelektrischen Element mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,5 χ 10 /⁰C besteht. Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung das Ausmass der Biegung des Vibrators auf 1/34 des herkömmlichen Vibrators unter Verwendung einer Messingplatte herabgesetzt werden kann.

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Falls es notwendig ist, kann durch, eine Erhöhung des Nickelanteiles in der Legierung, d.h. im Invarmetall der Wärmeausdehnungskoeffizient des Invarmetalles den. des piezoelektrischen Elementes erreichen.

Fig. 40 zeigt die Schwingungskennlinien entsprechend verschiedener Stärken des Sensorabdeckelementes 504 bei dem in Fig. 36 dargestellten Ausführungsbeispiel. Zur Darstellung der Änderung der Resonanzfrequenz und der Steilheit der Resonanzkurve für verschiedene Stärken des Sensorabdeckelementes sind Beispiele für 1,5 mm, 1,8 mm und 3,0 nun starke Sensorabdeckelemente 514 dargestellt. Aus Fig. 40 ist ersichtlich, dass die Resonanzfrequenz mit einer entsprechenden Abnahme der Stärke des Sensorabdeckelementes abnimmt„

Fig. 41 zeigt in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Amplitude der Schwingung des Vibrators und dem durch das piezoelektrische Element auf die Schwingungen ansprechend erzeugte Sensorausgangssignal für verschiedene Stärken des Sensorabdeckelementes 504_v„ Da bei einem 1 ,5 mm starken Sensorabdeckelement die Resonanzfrequenz des Vibrators und des Sensorabdeckelementes bei 8 KHz aufeinander abgestimmt sind, nimmt die Amplitude der Schwingung um die Schwingungsfrequenz von 8 KHz beträchtlich- zu, so dass das Signalräuachverhältnis entsprechend auf 666 ansteigt.

Da bei einem 1,8 mm starken Sensorabdeckelement die Resonanzfrequenz des Sensorabdeckelementes bei 10 KHz liegt, erscheinen zwei Sensorausgangssignalspitzen in der Graphik. Trotz des Unterschiedes in der Resonanzfrequenz nimmt das Signalrauschverhältnis nur auf 31 zu.

Für ein 3,0 mm starkes Sensorabdeckelement, dessen Resonanzfrequenz bei 16 KHz liegt, unterscheidet sich die Resonanzfrequenz des Sensorabdeckelementes beträchtlich von der

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Resonanzfrequenz des Vibrators. Das Signalrauschverhältnis des Vibrators nimmt dennoch auf 10 zu.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass dadurch, dass dem Sensorabdeckelement eine ausreichende Biegsamkeit gegeben wird, die Amplitude der Resonanzschwingung am Vibrator erhöht und daher das Signalrauschverhältnis verbessert werden kann.

Bei der praktischen Anwendung unterscheiden sich die
Resonanzfrequenzen des Vibrators und der Abdeckplatte
etwas, um das Signalrauschverhältnis des Schwingungssensors einzustellen. Für die tatsächliche Anwendung ist ein
Signalrauschverhältnis von etwa 21 bevorzugt. Wie es in Fig. 41 dargestellt ist, wird natürlich das Signalrauschverhältnis des Schwingungssensors zunehmen, wenn sich die Resonanzfrequenz.der Abdeckplatte der Resonanzfrequenz des Vibrators nähert, was zu einem verbesserten Ansprechvermögen des Schwingungssensors führen wird- Hinsichtlich der tatsächlichen Herstellung des Schwingungssensors
ist es jedoch schwierig, die Resonanzfrequenzen des
Vibrators und der Abdeckplatte genau aufeinander abzustimmen. Es wurde daher empirisch festgestellt, dass für optimale Ergebnisse die Resonanzfrequenz der Abdeckplatte vorzugsweise im Frequenzbereich von 10 KHz bis 13 KHz liegt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Schwingungssensor gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer Einrichtung (506,12,104,302) zum Anbringen des Sensors an einer Schwingungsquelle, durch einen Vibrator (514,22,116,320,400), der ein piezoelektrisches Element (531,26,138,326,404) aufweist, das auf die anliegende Schwingung anspricht und elektrische Energie mit einem Potential erzeugt, das der Amplitude der Schwingung entspricht,und durch ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement (517,48, 68,124,162,348) zum Anbringen des Vibrators (514,22,116,320,400) am Gehäuse.

2. Schwingungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (514,22,116,320,400) das piezoelektrische Element (531,26,138,326,404) und eine Metallplatte (532,24,136,328,410) umfaßt, wobei das piezoelektrische Element (531,26,138,326,404) ein elektrisch leitendes Element auf beiden planaren Außenflächen aufweist, um darauf Elektroden (526,530, 28,30;140,142,325,327) zu bilden.

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TELEFON (089)

TELEX OB-29 38O

3. Schwingungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (532,24,136,328,410) aus einem Metall besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient annähernd der gleiche wie der des piezoelektrischen Elementes (531, 26,138,326,404) ist.

4. Schwingungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (410) aus Invar mit 64% Eisen und 36% Nickel besteht, so daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Metallplatte (410) 1,2 χ 10~⁶ / ⁰C beträgt.

5. Schwingungssensor nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (526,53 0,28,30, 140,142,325,327) gegeneinander durch ein Isolierelement (522, 42,126,196,210,354) isoliert sind, das zwischen dem Vibrator (514,22,116,320,400) und dem mit einem Gewinde versehenen Befestigungselement (517,48,68,124,162,348) angeordnet ist.

6. Schwingungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (522,42,126,196,210,354) aus einem elastischen Material besteht, so daß es den Vibrator (160) bezüglich des mit einem Gewinde versehenen Befestigungselementes (124) zentriert halten kann.

7. Schwingungssensor nach einem der Ansprüche 2,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (22) ein etwa scheibenförmiges piezoelektrisches Element (26) und eine etwa scheibenförmige Metallplatte (24) aufweist, die einen grösseren Durchmesser als das piezoelektrische Element (26) hat.

8. Schwingungssensor nach einem der Ansprüche 2,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (116) einen Befestigungsteil (136) mit einer mittleren öffnung (148) und einem etwa rechteckigen Zungenteil (150) aufweist, und daß der Befestigungsteil (136) am Sensorgehäuse so angebracht ist,

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daß der Zungenteil (150) freitragend gehalten ist.

9. Schwingungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Vibrator (116) durch eine Positioniereinrichtung eine Richtung festgelegt ist, in die sich der Zungenteil (150) erstreckt.

10. Schwingungssensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung am Isolierelement (210) vorgesehen ist.

11. Schwingungssensor nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennz eichnet, daß das Sensorgehäuse einen Sensorkörper (10,102) und ein Abdeckelement (50,110) umfaßt, das auf dem Sensorkörper (10,102) angeordnet ist, wobei der Sensorkörper (10,102) mit einem Vibratorgrundelement (14, 112) ausgebildet ist, das in den Innenraum im Sensorgehäuse vorsteht und der Vibrator (22,116) fest am Vibratorgrundelement (14,112) angebracht ist, wobei das mit einem Gewinde versehene Befestigungselement (48,162) mit einer mit einem Gewinde versehenen Bohrung (16) im Vibratorgrundelement (14,112) in Eingriff steht.

12. Schwingungssensor nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß eine der Elektroden (28,142) einem elektrisch leitenden Verbindungselement (36,166) zugewandt ist, und mit einer da hindurchgehenden Ausgangsleitung (56,170) verbunden ist, und daß die andere Elektrode (30,140) der Metall- .." platte (24,136) zugewandt.ist, so daß sie über die Metallplatte-(24,136) und den Sensorkörper (10,102) an Masse liegt.

13. Schwingungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse einen Sensorkörper (502,10,102) und ein Abdeckelement (504,50, 110) umfaßt, das am Sensorkörper (502,10,102) befestigt ist,

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wobei das Abdeckelement (504,50,110) mit einem Vibratorgrundelement (512,58,112) ausgebildet ist, das in den Innenraum im Sensorgehäuse vorsteht und mit einer öffnung (60,114) ausgebildet ist, die sich längs ihrer mittleren Achse erstreckt, und wobei das mit einem Gewinde versehene Befestigungselement (517,68,124) in den Innenraum durch die Öffnung (60,114) eingesetzt ist und mit einem Befestigungselement in Eingriff steht, um den Vibrator (514,22,116) zwischen dem Vibratorgrundelement (512,58,112) und dem Befestigungselement zu befestigen.

14. Schwingungssensornnach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ e ic hnet, daß das Befestigungselement ein Halteelement (64,118) und eine Mutter (62,120) umfaßt, die mit dem Gewinde an dem mit einem Gewinde versehenen Befestigungselement (68, 124) in Eingriff steht, wobei das mit einem Gewinde versehene Befestigungselement (68,124) aus einem Elektrisch leitenden Material besteht und einen Gewindeteil (66,122) und einen Kopfteil (70,132) aufweist, der mit einer Ausgangsleitung (80,124) verbunden ist.

15. Schwingungssensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (18 0) etwa dieselbe Form wie der Befestigungsteil (136) des Vibrators (116) hat.

16. Schwingungssensor nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennze ichnet, daß der Befestigungsteil (136) des Vibrators (116), das Halteelement (118) und das Vibratorgrundelement (112) mit einer etwa quadratischen öffnung (208,204,202)" ausgebildet sind und daß das Isolierelement (210) einen quadratischen Außenumfang aufweist und mit einer im Schnitt kreisförmigen öffnung (212) versehen ist, wobei die quadratischen öffnungen (208,204,202) und der quadratische Außenumfang des Isolierelementes (210) als Positioniereinrichtung zum Festlegen der Richtung dienen, in der der Zungenteil (150) des Vibrators

(160) verläuft.

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17. Schwingungssensor nach Anspruch Ί'.3 oder 15, dadurch gekennz eichnet, daß der Befestigungsteil (13G) des Vibrators (116), das Halteelement (118) und das Vibratorgrundelement (112) mit kleinen Öffnungen (216,214,213) im wesentlichen parallel zu ihren mittleren öffnungen ausgebildet sind und daß ein als Positioniereinrichtung wirkender Stift (218) in den kleinen Öffnungen (216,214,213) aufgenommen ist und mit diesen öffnungen (216,214,213) in Eingriff steht, um das Vibratorgrundelement (112), das Halteelement (118) und den Vibrator (116) in einer bestimmten Richtung mit ausgerichteten kleinen Öffnungen (216,214,213) in Stellung zu bringen.

18. Schwingungssensor nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement ein oberes und ein unteres Element (190,192) umfaßt, die den Befestigungsteil (136) des Vibrators (116) dazwischen halten, wobei das Haltelement eine etwa quadratische Form hat, so daß es als Positioniereinrichtung wirkt.

19. Schwingungssensor nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (370) aus einem Kunstharz besteht und so geformt ist, daß es den Befestigungsteil des Vibrators (320) umgibt, wobei das Halteelement (370) Öffnungen (372,374) in beiden planaren Außenflächen aufweist, durch die die Elektroden (376,378) jeweils mit dem Sensorkörper und dem Ausgangselement zur Ausgabe des Sensorausgangssignals verbunden sind.

20. Schwingungssensor nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (116) eine Resonanzfrequenz hat, die einer bestimmten Schwingungsfrequenz entspricht.

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21. Schwingungssensor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Schwingungsfrequenz die Schwingungsfrequenz einer Maschine beim Klopfen ist.

22. Schwingungssensor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (504,50,110, 304) auf eine bestimmte Frequenz der anliegenden Schwingung ansprechend schwingen kann und eine Resonanzfrequenz annähernd gleich der Resonanzfrequenz des Vibrators (514,26,116,320) aufweist, um die am Vibrator (514,26,116,320) liegende Schwingung zu verstärken und dadurch das Signalrauschverhältnis des Sensors zu erhöhen.

23. Schwingungssensor nach Anspruch 21, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Abdeckelement (504,50,110,304) auf die anliegende Schwingung einer Maschine ansprechend schwingen kann und eine Resonanzfrequenz annähernd gleich der Resonanzfrequenz des Vibrators (514,26,116,320) aufweist, um die am Vibrator (514,26,116,320) liegende Schwingung zu verstärken und dadurch das Signalrauschverhältnis des Sensors zu erhöhen.

24. Schwingungssensor nach Anspruch 23, dadurch g e kennz eichnet, daß das Signalrauschverhältnis etwa 21 beträgt.

25. Schwingungssensor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Vibrators (514,26,116,320) auf etwa 8 KHz eingestellt ist, und daß die Resonanzfrequenz des Abdecke!ementes (504,50,110,3 04) im Bereich von 10 KHz bis 13 KHz liegt, wobei das Signalrauschverhältnis des Sensorausgangssignals bei etwa 21 liegt.

26. Klopfsensor zum Wahrnehmen des Klopfens einer Brennkraftmaschine gekennzeichnet durch ein Sensorgehäuse mit einem Innenraum und einem Ankerbolzenteil (506,12, 104,302), der in einem Stück damit ausgebildet ist, wobei der

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Ankerbolzenteil (506,12,104,302) mit einem Zylinderblock der Brennkraftmaschine in Eingriff steht, durch einen Vibrator (514,22,116,320,400) mit einem piezoelektrischen Element (531, 26,138,326,404), der mit einer bestimmten Frequenz der Maschinenschwingung in Resonanz steht, die dann erzeugt wird, wenn die Maschine im klopfenden Zustand betrieben wird, wobei das piezoelektrische Element (531,26,138,326,404) elektrische Leistung mit einem Potential erzeugt, das der Amplitude der anliegenden Schwingung entspricht, und durch ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement (517,48,68,124,162,348), das mit dem Sensorgehäuse in Eingriff steht, so daß es den Vibrator (514,22,116,320,400) am Sensorgehäuse im Innenraum des Gehäuses befestigen kann.

27. Schwingungssensor nach Anspruch 26, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Vibrator (514,22,116,320,400). das piezoelektrische Element (531,26,138,326,404) und eine Metallplatte (532,24,136,328,410) umfaßt, wobei das piezoelektrische Element (531,26,138,326,404) mit elektrisch leitenden Elementen an beiden planaren Außenflächen versehen ist, die Elektroden (526,530, 28,30,140,142,325,327) bilden.

28. Schwingungssensor nach Anspruch 27, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Elektroden (526,530,28,30,140,142,325, 327) gegeneinander durch ein Isolierelement (522,42,126,196,210, 354) isoliert sind, das zwischen dem Vibrator (514,22,116,320, 400) und dem mit einem Gewinde versehenen Befestigungselement (517,48,68,124)162,348) angeordnet ist.

29. Schwingungssensor nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse einen Sensorkörper (502,10,102) und ein Abdeckelement (504,50,110) umfaßt, das auf dem Sensorkörper (502,10,102) befestigt ist, wobei das Abdeckelement (504,50,110) mit einem Vibratorgründe1ement (512, 58,112) ausgebildet ist, das in den Innenraum des Sensorgehäuses vorsteht und mit einer Öffnung (60,114) ausgebildet ist, die

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längs einer mittleren Achse verläuft, und wobei das mit einem Gewinde versehene Befestigungselement (517,68,124) in den Innenraum durch die Öffnung (6 0,114) eingesetzt ist und mit einem Befestigungselement in Eingriff steht, um den Vibrator (514,22, 116) zwischen dem Vibratorgrundelement (512,58,112) und dem Befestigungselement zu befestigen.

30. Schwingungssensor nach Anspruch 29, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß das Befestigungselement ein Halteelement (64,118) aus einem elektrisch leitenden Material und einer Mutter (62,120) aus einem elektrisch leitenden Material umfaßt, wobei das mit einem Gewinde versehene Befestigungselement (68,

124) einen Gewindeteil (66,112) und einen Kopfteil (70,132) aufweist, der mit einer Ausgangsleitung (80,134) verbunden ist, und wobei eine der Elektroden U8,30,140,142) mit der Ausgangsleitung (80,134) über die Metallplatte (24,136), das Halteelement (64,118), die Mutter (62,120) und das mit einem Gewinde versehene Befestigungselement (68,124) verbunden ist, während die andere Elektrode über das Abdeckelement (50,110) und den Sensorkörper (10,102) an Masse liegt.

31. Schwingungssensor nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (116) einen im wesentlichen quadratischen Befestigungsteil (136) und einen im wesentlichen rechteckigen Zungenteil (150) aufweist, wobe'i der Befestigungsteil (136) am Vibratorgrundelement (112) mit seitlich vorstehendem Zungenteil (150) befestigt ist, so daß der Vibrator (160) am Vibratorgrundelement (112) freitragend gehalten ist.

32. Schwingungssensor nach Anspruch 31, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß der Vibrator (116) eine Resonanzfrequenz hat, bei der er mit der Maschinenschwingung beim Klopfen der Maschine in Resonanz steht.

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33. Schwingungssensor nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Äbdeckelement (110) auf eine bestimmte Frequenz der Maschinenschwingung zusammen mit dem Vibrator (116) schwingen kann, und eine Resonanzfrequenz nahe der Resonanzfrequenz des Vibrators (116) hat, um die am Vibrator (116) anliegende Schwingung zu verstärken und dadurch das Signalrauschverhältnis des Sensorausgangssignals zu erhöhen.

34. Schwingungssensor nach Anspruch 33, dadurch g e k e η η Z" e i c h η e t, daß die Resonanzfrequenzen des Vibrators (116) und des Abdeckelementes (110) jeweils bei etwa 8 KHz und bei etwa 10 KHz bis 13 KHz liegen, wobei das Signalrauschverhältnis des Sensorausgangssignals bei 21 liegt.

35. Schwingungssensor nach Anspruch 27 oder 31, dadurch gekennzeichne tj. daß die Metallplatte (410) aus Invar mit 64% Eisen und 36% Nickel besteht, so daß die Metallplatte einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,2 χ 10 /⁰C hat und daß die Metallplatte (410) mit einem piezoelektrischen Element (404) verbunden oder verklebt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,5 χ 10 /⁰C hat.

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