DE3643956A1

DE3643956A1 - Klopfsensor

Info

Publication number: DE3643956A1
Application number: DE19863643956
Authority: DE
Inventors: Kurt Bayha; Romuald Fries; Gerhard Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1987-10-15

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Klopfsensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Klopfsensor bildet sich in der Bohrung der Befestigungsschraube ein Hohlraum. Dadurch wird die Festigkeit des Sensors beeinträchtigt, und die Piezoele mente und deren Anschlüsse sind nicht vollständig isoliert.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Klopfsensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Bohrung der Befestigungsschraube nach dem Zusammenbau mit Spritzmasse ausgefüllt wird. Das Piezoelement ist von allen Seiten vollständig isoliert und vor eventuellen Beschädigungen geschützt. Es bilden sich keine Hohl räume oder Gasblasen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Das Gehäuse ist in einfacher Weise aus einer Spritzmasse in einem einzigen Spritzvorgang herstellbar. Die Spritzmasse härtet sehr schnell aus und ist deshalb besonders für Serien- bzw. Massen produkte geeignet. Mit Hilfe von Ringnuten kann die Haftfestigkeit zwischen der Spritzmasse und einem metallischen Anschlußmittel er höht werden. Dadurch wird zugleich auch das Gehäuse abgedichtet, so daß keine Flüssigkeit, Feuchtigkeit oder Sole, eindringen und zum Piezoelement gelangen kann. Dies würde nicht nur die Meßsignale ver fälschen, sondern auch das Piezoelement selbst beschädigen. Das Be festigungsmittel weist ein Anschraubgewinde auf, mit dem der Klopf sensor in den Motorblock eingeschraubt wird. Die Stecker sind oben am Klopfsensor angebracht, so daß der Einbau am Motorblock verein facht ist. Durch die symmetrische Ausbildung des Klopfsensors können keine die Signale verfälschenden zusätzlichen Biegemomente hervorge rufen werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Klopfsensor und die

Fig. 2 bis 4 je eine Abwandlung einer Einzelheit.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 ein Klopfsensor bezeichnet, der als Bodenteil eine Befestigungsplatte 11 aufweist. Auf deren einen Stirnseite ist mittig ein Anschraubgewinde 12 und auf deren anderen Stirnseite ein Schaft 13 angeordnet. Auf dem Schaft 13 der Befestigungsplatte 11 befindet sich zwischen zwei Kontaktierungsscheiben 14, 15 ein piezo keramisches Element 16. Die Kontaktierungsscheiben 14, 15 sind mit je einer z.B. keramischen Isolierscheibe 17, 18 bedeckt. Ferner sind auf dem Element 16 eine seismische Masse 19 und eine Tellerfeder 20 angeordnet. Der gesamte Stapel der Teile 14 bis 20 weist eine mittige Bohrung 23 auf, in die eine Schraube 24 ragt. Die Schraube 24 ist in den Schaft 13 der Befestigungsplatte 11 eingeschraubt und befestigt dadurch die Teile 14 bis 20 auf der Befestigungsplatte 11. Ferner wird dadurch die Vorspannung der Tellerfeder 20 erzeugt. Von den Kontaktierungsscheiben 14, 15 führen metallene, von Isolierungen 25 umgebene Kontaktierungen 26 zu dem zweipoligen, oberhalb der Schraube 24 angeordneten Stecker 27. Der Stecker 27 befindet sich somit in Schwingungsrichtung des Piezoelements 16. Die Kontaktie rungen 26 sind als Fortsätze der Kontaktscheiben 14, 15 ausgebildet und werden bei der Montage umgebogen und an den Polen des Steckers 27 angelötet oder angeschweißt.

Als Gehäuse 28 des Klopfsensors 10 ist ein Kunststoff angespritzt. Die hierzu verwendete Spritzmasse härtet im Gegensatz zu sonst ver wendeten Vergußmassen sehr schnell aus. Die seismische Masse 19 hat eine Querbohrung 29, durch die die Spritzmasse während des Spritz vorgangs in die Bohrung 23 eindringen und diese völlig und blasen frei ausfüllen kann. Dadurch ist das Piezoelement 16 von allen Seiten isoliert. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, kann die seismische Masse 19 statt einer Querbohrung 29 auch an der Ober- oder Unterseite einen oder mehrere über den gesamten Durch messer verlaufende Schlitze 32 aufweisen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die verschiedenen Ausbildungen der seismischen Masse nach den Fig. 1 bis 3 miteinander zu kombinieren. In allen Fällen ist aber darauf zu achten, daß das Kräftegleichgewicht der seis mischen Masse 19 nicht negativ beeinflußt wird und dadurch falsche Meßsignale am Piezoelement 16 hervorgerufen werden.

Ferner sind am Schaft der Befestigungsplatte 11 Ringnuten 33 ausge bildet. Beim Spritzvorgang dringt die Spritzmasse auch in diese Ringnuten 33 ein. Durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungs koeffizienten verspannt die Spritzmasse bei Temperaturwechseln.

Dadurch wird die sonst nur eine geringe Haftfähigkeit an metallischen Gegenständen aufweisende Spritzmasse besonders gut be festigt. Gleichzeitig wird auch eine gute Abdichtung des Gehäuses des Klopfsensors 10 erreicht. Es kann keine Feuchtigkeit oder soge nannte Sole zwischen Schaft 13 und Gehäuse 28 eindringen und zum Piezoelement 16 gelangen. Zusätzlich zu den Ringnuten 33 am Schaft 13 können auch noch Nuten 34, wie in Fig. 4 dargestellt, in der Be festigungsplatte 11 ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zusammen mindestens zwei Nuten vorhanden sind. Die Seitenwände der Nuten können zueinander parallel oder leicht geneigt ausgebildet sein.

Durch die symmetrische Ausbildung des Klopfsensors 10 in Verbindung mit einem Anschlußgewinde ist ein besonders einfacher Anbau des Klopfsensors 10 möglich. Ferner können keine Hebelarme auftreten, wodurch Biegemomentanteile erzeugt werden, welche sich auf die Messung störend auswirken würden.

Die Funktionsweise eines Klopfsensors ist allgemein bekannt und hier nicht näher beschrieben. Die von der seismischen Masse proportional zu den Schwingungen der Brennkraftmaschine ausgeübten Impulse werden im Piezoelement in elektrische Ströme umgewandelt, die an einem ent sprechenden Meßgerät abgelesen bzw. ausgewertet werden können.

Claims

1. Klopfsensor zur mittel- oder unmittelbaren Befestigung an einer Brennkraftmaschine mit einer in einem Gehäuse (28) zwischen zwei Kontaktscheiben (14, 15) angeordneten Piezoelement (16), auf das eine seismische Masse (19) einwirkt und wobei das Piezoelement (16) und die seismische Masse (19) mit Hilfe einer Befestigungsschraube (24) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse (19) mindestens eine bis zur Bohrung (23) der Be festigungsschraube (24) reichende Ausnehmung (29, 32) aufweist und daß das Gehäuse (28) aus einem Kunststoff besteht und auf einem Be festigungsmittel (11) angeordnet ist.

2. Klopfsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Be festigungsmittel (11) mehrere Nuten (33, 34) ausgebildet sind, die zur Befestigung und Abdichtung des Gehäuses (28) dienen.

3. Klopfsensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (28) das Piezoelement (16), die seismische Masse (19) und die Befestigungsschraube (24) vollständig einschließt.

4. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (28) aus einer Spritzmasse hergestellt ist.

5. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anschlüsse (27) des Klopfsensors (10) in Schwingungsrichtung des Piezoelements (16) angeordnet sind.

6. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Befestigungsmittel (11) ein Anschlußgewinde (12) aufweist.

7. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmung eine Bohrung (29) in der seismischen Masse (19) ist.

8. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmung ein oder mehrere durchgehende Schlitze (32) in der oberen und/oder unteren Stirnseite der seismischen Masse (19) ist.

9. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Befestigungsmittel (11) einen Schaft (13) aufweist und daß im Schaft (13) und am Bodenteil des Befestigungsmittels (11) Nuten (33, 34) ausgebildet sind.

10. Klopfsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontakte (26) als metallene Fortsätze der Kontakt scheiben (14, 15) ausgebildet sind.