Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist bereits in der DE 44 03 660 Al ein Schwin- gungsaufnehmer mit einer Druckhülse beschrieben, der als Klopfsensor für die Überwachung der Funktion ei- nes Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug verwen- det wird. Diese Druckhülse wird über einen Auflagebe- reich fest an das die Schwingungen verursachende Bau- teil, hier an den Motorblock des Verbrennungsmotors, angefügt.

Die zu detektierenden Schwingungen sind bei der be- kannten Anordnung Klopfgeräusche des Verbrennungsmo- tors im Betrieb, die über die Druckhülse auf eine piezokeramische Scheibe als eigentliches Sensor- element mit dazwischenliegenden Kontaktscheiben und

Isolierscheiben, die den Signalabgriff ermöglichen, geleitet werden und damit ein auswertbares elektri- sches Ausgangssignal erzeugen.

Die Art der Anbringung, bzw. der Einspannung dieser Sensoranordnung an der Druckhülse und die Befestigung des Schwingungsaufnehmers am schwingenden Bauteil hat hier großen Einfluss sowohl auf die Herstellungsweise als auch auf eventuelle Fehlmessungen und Störungen im Betrieb. Die Einspannung des Sensorelements mit- samt einer Vielzahl von Einzelteilen, z. B. mit einer Feder und einer seismischen Masse erfolgt bei diesem bekannten Schwingungsaufnehmer beispielsweise mit ei- nem Gewindering der auf ein entsprechendes Gewinde an der Druckhülse aufschraubbar ist.

Es ist weiterhin aus der DE 195 24 147 Al ein Schwin- gungsaufnehmer der zuvor beschriebenen Art bekannt, bei dem der Gewindering und die Feder als sogenannte Federkopfmutter ein einstückiges Bauteil darstellen.

Diese Federkopfmutter ist dann auf das Gewinde an der Druckhülse aufschraubbar und liegt damit direkt auf der seismischen Masse auf.

Vorteile der Erfindung Der eingangs erwähnte Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse, bei dem die Druckhülse mit einer zunächst konkaven Basisfläche auf einem Schwingungen verursa- chenden Bauteil unter Druck anbringbar ist, wird er- findungsgemäß dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die seismische Masse mit einem Innengewinde ver-

sehen ist und zur Erzeugung der axialen Vorspannung auf die Sensoranordnung aufschraubbar ist.

Mit der vorgeschlagenen Anordnung ist beispielsweise der Aufbau eines Klopfsensors am Motorblock eines Verbrennungsmotors kostengünstig durchführbar, da we- niger Einzelteile benötigt werden und insbesondere auch eine geringere axiale Bauhöhe und ein geringeres Gewicht des Schwingungsaufnehmers realisierbar ist.

Weiterhin ermöglicht der Wegfall der bei der bekann- ten Anordnung vorhanden Tellerfeder auch eine kon- stantere Kennlinie bei der Erfassung des Sensorsi- gnals.

Bei einem für sich gesehen bekannten Aufbau des Schwingungsaufnehmers mit einem Kunststoff- Spritzgussgehäuse, das um die Druckhülse mit der Sen- soranordnung und die seismische Masse gelegt ist kann die seismische Masse erfindungsgemäß mindestens zwei radial verlaufende, sich gegenüberliegende Nuten auf- weisen. Da durch diese Nuten der Kunststoff während der Umspritzung in einen Innenraum zwischen der Sen- soranordnung und der Druckhülse gelangen kann und diese dadurch befestigt, wird eine kompakte Anordnung aufbaubar, bei der die Einbaulage, beispielsweise am Motorblock, beliebig ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform mit einem Kunststoff-Spritzgussgehäuse weist die Sen- soranordnung mindestens zwei radial verlaufende sich gegenüberliegende Nuten auf, durch die der Kunststoff während der Umspritzung in den Innenraum zwischen der Sensoranordnung und der Druckhülse gelangen kann.

Auch hierbei ist somit eine beliebige Einbaulage mög- lich, wobei allerdings die Herstellung einer seismi- schen Masse ohne Nuten einfacher und kostengünstiger wird. Die Nuten können bei beiden Ausführungsformen

bevorzugt an beiden axialen Begrenzungsflächen der seismischen Masse, bzw. der piezokeramischen Scheibe der Sensoranordnung angebracht sein. Sie sind dabei in vorteilhafter Weise zwischen der einen und der an- deren Fläche um 90° versetzt.

Eine besonders gute Wirkung bei der Einspannung des Sensorelements mit der seismischen Masse wird er- zielt, wenn eine oder beide axialen Begrenzungsflä- chen der seismischen Masse derart konkav gestaltet sind, dass die axiale Wandstärke der seismischen Mas- se zur Mitte hin geringer wird.

Ein Schwingungsaufnehmer bei dem in an sich bekannter Weise eine Basisfläche der Druckhülse vor der Montage auf einem Bauteil eine radial nach innen konkav ver- laufende Kontur aufweist, kann in vorteilhafter Weise auch so ausgestalten sein, dass die Auflagefläche für das Sensorelement innen an der Druckhülse vor der Montage eine radial nach innen konvex verlaufende Kontur aufweist. Diese Kontur ist so bemessen, dass nach der Montage zumindest die Sensoranordnung weit- gehend plan an der Auflagefläche aufliegt.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbil- dungen 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 mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Ge- bieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schwin- gungsaufnehmers mit einer Druckhülse werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen : Figur 1 einen Schnitt durch ein Klopfsensorgehäuse als Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse und ei- ner aufschraubbaren seismischen Masse mit Nuten ; Figur 2 einen Detailschnitt der seismischen Masse nach der Figur 1 ; Figur 3 einen Schnitt durch ein Klopfsensorgehäuse als Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse und ei- ner aufschraubbaren Seismischen Masse sowie mit einer Sensoranordnung mit Nuten ; Figur 4 einen Detailschnitt der seismischen Masse nach der Figur 3 und Figur 5 eine Draufsicht auf die Sensoranordnung nach der Figur 3 mit den Nuten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist als Schwingungsaufnehmer ein Klopfsen- sor für einen Verbrennungsmotor mit einem äußeren Kunststoffgehäuse 1 dargestellt, in dem eine Druck- hülse 2 angeordnet ist. Die Druckhülse 2 weist im Be- reich ihres unteren Endes einen flanschartigen Rand 3 auf, über den sie mit ihrer unteren Basisfläche 4 auf

dem hier nicht dargestellten Motorblock, dessen Schwingungen detektiert werden sollen, aufliegt.

Am Außenumfang der Druckhülse 2 sind, ausgehend von einer unteren Auflagefläche am flanschartigen Rand 3, folgende Teile angeordnet : eine Isolierscheibe 5, ei- ne erste Kontaktscheibe 6, eine piezokeramische Scheibe 7 als eigentliches Sensorelement und darüber wiederum eine zweite Kontaktscheibe 6 sowie eine zweite Isolierscheibe 5. Auf diese Anordnung ist eine seismische Masse 8 aufgesetzt, die mit einem Innenge- winde 9 versehen ist und in Richtung der piezokerami- schen Scheibe 7 auf die Druckhülse 2 aufschraubbar ist.

In einem integrierten Anschlußteil 10 des insbesonde- re in einem Kunststoff-Spritzgußverfahren hergestell- ten Gehäuses 1 sind elektrische Anschlüsse 11 für die Kontaktscheiben 6 und Flachstecker 12 eingespritzt.

Die Flachstecker 12 sind dadurch mit den beiden Kon- taktscheiben 6 verbunden, wodurch über die beiden Kontaktscheiben 6 eine elektrische Verbindung zu den beiden Seiten der piezokeramischen Scheibe 7 besteht und die elektrische Spannung, die bei einer Druckbe- anspruchung der piezokeramischen Scheibe 7 in axialer Richtung erzeugt wird, abnehmbar ist.

Durch eine zentrale Ausnehmung, bzw. eine Bohrung 13 in der Druckhülse 2 ist eine hier nicht dargestellte Befestigungsschraube führbar, mit welcher insgesamt dieser Klopfsensor mittel-oder unmittelbar am Motor- block des Verbrennungsmotors befestigbar ist. Bei der Montage des Klopfsensors wird das gesamte, von der oben beschriebenen Befestigungsschraube ausgeübte Drehmoment auf die Druckhülse 2 über die untere Flä- che 4 übertragen, d. h. auf die piezokeramischen

Scheibe 7 als Sensorelement wirkt durch die Befesti- gung keine Kraft.

Eine Vorspannkraft wirkt hier durch den Druck der aufgeschraubten seismischen Masse 8 erzeugt. Die Vor- spannkraft ist so gewählt, daß an der piezokerami- schen Scheibe 7 gerade noch ohne bleibende Ver- schlechterung des elektrischen Signals ertragbare Axialkräfte wirksam sind und diese auch von thermi- schen Dehnungen sowie unvermeidlichen Stauchungen der Druckhülse 2 bei der Montage weitestgehend unabhangig ist. Die von der seismischen Masse 8 proportional zu den Schwingungen des Verbrennungsmotors ausgeübten Impulse werden in der piezokeramischen Scheibe 7 in Ladungsimpulse umgewandelt, die an einem entsprechen- den Gerät auswertbar sind.

Die seismische Masse 8 weist im unteren Bereich Nuten 14 und 15 auf, die ebenfalls deutlich aus der De- taildarstellung der seismischen Masse 8 nach Figur 2 ersichtlich sind. Aus der Figur 2 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass neben den radial auf einer axialen Seite der seismischen Masse 8 gegenüber liegenden Nu- ten 14 und 15 auf der anderen axialen Seite auch um 90° versetzte Nuten 16 angeordnet sind. Durch diese Nuten 14,15 und 16 kann der Kunststoff zur Bildung des Gehäuses 1 während der Umspritzung in einen In- nenraum 17 zwischen der piezokeramischen Scheibe 7 und der Druckhülse 2 gelangen.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3,4 und 5 ist im Unterschied zu der Darstellung nach den Figu- ren 1 und 2 die seismische Masse 8 ohne Nuten ausge- bildet. Hier weist die Sensoranordnung bzw. die pie- zokeramische Scheibe 7 Nuten 18,19 und 20,21 auf, die aus den drei Ansichten der piezokeramischen

Scheibe 7 nach der Figur 5 ersichtlich sind. Aus der Figur 5 sind auch metallisierte Flächen 22 erkennbar, die zur elektrischen Kontaktierung der piezokerami- schen Scheibe 7 auf den beiden axial gegenüberliegen- den Flächen mittels der Kontaktscheiben 6 dienen.