DE4207910C2 - Resonanzvermindernde Ummantelung für einen Körperschallsensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine resonanzvermindernde Ummantelung für Körperschallsensoren, gemäß den Merkmalen des ersten Anspruches.

Bei der Kunststoffummantelung von schwingungsfähigen Körpern, die zur Bestimmung von Schwingungsfrequenzen eingesetzt werden, entsteht das Problem, daß die Ummantelung Eigen­ schwingungen ausführt, die von den eigentlich zu detektierenden Frequenzen verschieden sind und diese überlagern, dadurch wird das Meßergebnis verfälscht. Derartige Resonanzen entstehen z. B. dadurch, daß die Ummantelung nicht ausreichend fest auf dem umgebenen Körper haftet. Insbesondere bei Belastung wie z. B. Temperaturwechsel kann die Ummantelung sich soweit von dem umgebenen Körperschallsensor ablösen, daß die Eigenschwingungen der Ummantelung sehr große Amplituden annehmen, die daher stören.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für Körperschallsensoren, eine Ummantelung anzugeben, die resonanzfrei oder zumindest soweit resonanzvermindernd ist, daß zu den Eigenschwingungen des umgebenen Körperschallsensors keine weiteren Schwingungen mit wesentlicher Amplitude auftreten. Diese Auf­ gabe wird mit der Ummantelung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den ab­ hängigen Ansprüchen.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, die Um­ mantelung so zu gestalten, daß sie im wesentlichen nur mit dem umgebenen Körperschallsensor zusammen schwingen kann, d. h. daß nur die Eigenschwingungen des Körperschallsensors von der Ummantelung mit voll­ zogen werden können. Das Problem, daß bei den üblicherweise verwendeten Kunststoffummantelungen, die um feste Körper ge­ spritzt werden, auf Dauer keine ausreichende Haftung dieser Ummantelung erreicht werden kann, wird erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die Ummantelung mit Unebenheiten versehen wird, die sich an dem umgebenen Körper festkrallen.

Die Unebenheiten auf der Oberfläche der Ummantelung können unterschiedliche Größe relativ zu der Abmessung der gesamten Umhüllung haben. Die Oberfläche der Umhüllung kann z. B. nur rauh sein, etwa wie der Hieb einer Feile oder Raspel. Die Un­ ebenheiten können aber auch in Zacken, Nasen, Ausbuchtungen, Zähnen (ähnlich wie beim Zahnrad) oder dergleichen bestehen. Um einen oberflächenkonformen Abschluß der Ummantelung mit dem eingehüllten Körper sicherzustellen, muß die Oberfläche des Körpers eine entsprechende Formgebung aufweisen. Die Zacken oder Ränder der Ummantelung greifen in Rillen oder Furchen des Körpers ein. Eine Rauhigkeit der Oberfläche läßt sich z. B. herstellen, indem vor dem Aufbringen der Ummantelung, die z. B. aus aufgespritztem Kunststoff bestehen kann, die Oberfläche des einzuhüllenden Körpers aufgerauht wird. Dieses Aufrauhen geschieht z. B. durch ein Sandstrahlgebläse, mit dem kleine Löcher in die vorher glatte Oberfläche des Körpers geschlagen werden.

Bei bestimmten Körperformen kann es ausreichen, wenn eine der­ artige Haftverbesserung der Ummantelung nur an den Stellen vorgenommen ist, an denen der Körper Vorsprünge oder Ver­ tiefungen, wie z. B. Halteelemente, aufweist. Es genügt dann, wenn die Ummantelung an solchen Stellen eine rauhe Oberfläche aufweist, die ein Ablösen von dem Körper unmöglich machen. Alternativ dazu können die Unebenheiten auch großflächig vor­ gesehen sein, z. B. Nuten oder Rillen, die an entsprechende Ausformungen des Körpers angepaßt sind. Der Körper kann z. B. Löcher aufweisen, in die Noppen oder Verdickungen der Um­ hüllung eingreifen.

Um die Eigenschwingungen des umhüllenden Materials zusätzlich zu dämpfen, kann diesem Material körniges Material (z. B. feiner Sand, Keramikpulver oder dergleichen) beigemischt sein.

Diese Beimischungen sollten in der Regel das Material härter machen. Auch dann, wenn die Verbindung der Ummantelung von dem Körper gelöst ist, ist bei hartem Material zu erwarten, daß die Eigenresonanzen der Ummantelung in Frequenzbereiche ver­ schoben sind, wo sie die Messung der Resonanzfrequenzen des Körpers nicht stören. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Ummantelung können deren Eigenschwingungen insbesondere aus dem Frequenzbereich zwischen 10 und 15 kHz heraus ver­ schoben werden, so daß dieses Frequenzintervall durch Über­ lagerung mit Eigenschwingungen der Ummantelung nicht gestört wird. Eine derartige Maßnahme ist insbesondere vorteilhaft, wenn der ummantelte Körper z. B. ein Körperschallsensor zur Erkennung klopfender Verbrennung in Benzinmotoren ist. Das Klopfen wird üblicherweise in dem angegebenen Frequenzinter­ vall festgestellt, so daß sich die Eigenschwingungen der Um­ mantelung eines Klopfsensors besonders in diesem Intervall nachteilig bemerkbar machen würden.

Wesentlich für die erfindungsgemäße Ummantelung ist, daß die Oberfläche so ausgebildet ist, daß der umhüllte Körper seine Eigenschwingungen der Ummantelung einprägt, während er anderer­ seits die Eigenschwingungen des Materials der Umhüllung weit­ gehend abdämpft. Dieser Körper ist dabei aus einem nicht ver­ formbaren Material, was so zu verstehen ist, daß der Körper aus einem Stück und aus festem, nicht plastischem Material be­ steht.

Claims (6)

1. Resonanzvermindernde Ummantelung für einen Körperschallsensor, bei der die diesem Körperschallsensor zugewandte Oberfläche zumindest bereichsweise an Unebenheiten auf der Oberfläche des Körperschallsensors konform angepaßte Unebenheiten aufweist, so daß die Ummantelung an dem Körperschallsensor derart festgekrallt ist, daß Schwingungen mit anderen Frequenzen als denen, die der Körperschallsensor ausführt, in der Ummantelung unterdrückt werden.

2. Resonanzvermindernde Ummantelung nach Anspruch 1, bei der der unebene Anteil der Oberfläche an Stellen vorge­ sehen ist, an denen der Körper Schallsensorausbuchtungen, Vorsprünge oder Halteelemente aufweist.

3. Resonanzvermindernde Ummantelung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die unebene Oberfläche durch eine Rauhigkeit ähnlich dem Hieb einer Feile gebildet ist.

4. Resonanzvermindernde Ummantelung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die unebene Oberfläche durch Ränder, Nasen, Haken, Löcher, Zähne oder Ausbuchtungen gebildet ist.

5. Resonanzvermindernde Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Resonanzverminderung zusätzlich durch Verwendung eines schwingungsarmen Kunststoffes für die Ummantelung be­ wirkt ist.

6. Resonanzvermindernde Ummantelung nach Anspruch 5, bei der der Kunststoff durch Beimischung von körnigem Material schwingungsarm gemacht ist.