Schwingungsaufnehmer finden. beispielsweise als Klopfsensoren bei Brennkraftmaschinen Verwendung. Beispielsweise ist aus der EP-0 184 666 ein Klopfsensor bekannt, welcher in Fig. 4 dargestellt ist. Der bekannte Klopfsensor weist ein Gehäuse 2 und eine Druckhülse 3 auf, auf deren Außenseite eine piezoelektrische Lochscheibe 4 und eine auf diese einwirkende seismische Masse 5 angeordnet sind. Über eine Tellerfeder 6 wirkt die seismische Masse 5 auf die piezoelektrische Lochscheibe 4. Dabei wird die Vorspannung der Tellerfeder 4 durch einen auf die Druckhülse aufgeschraubten Gewindering 7 erzeugt. Hierzu weist die Druckhülse 3 ein Außengewinde 8 auf. Dadurch kann die auf die piezoelektrische Lochscheibe 4 ausgeübte Kraft beliebig und begrenzt eingestellt werden. Die piezoelektrische Lochscheibe 4 ist dabei zwischen zwei Kontaktscheiben 9 angeordnet, die gegenüber der Druckhülse bzw. der seismischen Masse isoliert

sind. Die Kontaktscheiben 9 sind über Drähte 10 mit einem Steckanschluss 12 verbunden, welcher seitlich am Klopfsensor angeordnet ist. Somit kann ein Kabel 11 seitlich vom Klopfsensor weggeführt werden.

Dieser bekannte Aufbau eines Klopfsensors hat den Nachteil, dass er aus relativ vielen Einzelteilen besteht, so dass er hohe Herstellungs-und Montagekosten aufweist. Weiterhin ist der Kabelabgang seitlich am Klopfsensor vorgesehen, was in einem beengten Motorraum zu teilweise schwierigen Montagevorgängen führt.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Schwinguhgsaufnehmer zur Befestigung an einem Schwingungen aufweisenden Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass er nur eine geringe Anzahl von Einzelteilen aufweist und schnell und einfach montiert werden kann. Hierbei ist ein piezoelektrisches Element des Schwingungsaufnehmers in einem isolierenden Gehäuse angeordnet. Der Schwingungsaufnehmer ist dann derart im Schwingungen aufweisenden Bauteil positioniert, dass das piezoelektrische Element vollständig in dem Bauteil versenkt ist. Mit anderen Worten ist im Schwingungen aufweisenden Bauteil eine Aussparung vorgesehen, in welcher das vom isolierenden Gehäuse umgebene piezoelektrische Element angeordnet ist. Somit befindet sich im Gegensatz zum Stand der Technik das piezoelektrische Element nicht mehr außerhalb des Schwingungen aufweisenden Bauteils, sondern ist im Schwingungen aufweisenden Bauteil angeordnet. Da erfindungsgemäß keine Teile des Schwingungsaufnehmers aus dem Motorblock hervorstehen, ergeben sich auch keine Probleme hinsichtlich der Anordnung des Schwingungsaufnehmers in einem beengten Motorraum. Am

erfindungsgemäßen Schwingungsaufnehmer ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass. beispielsweise Steckkontakte oder ein Kabel für den Schwingungsaufnehmer in axialer Richtung des Schwingungsaufnehmers aus dem Motorblock herausgeführt werden können. Dabei kann der gesamte Schwingungsaufnehmer inklusive den Steckkontakten vollständig im Motorblock versenkt sein, oder die Steckkontakte können aus dem Motorblock hervorstehen. Das verwendete piezoelektrische Element ist insbesondere für Dehnschwingungen empfindlich, wobei seine Polarisationsrichtung senkrecht zu den Schwingungen gewählt ist. Dadurch ist erfindungsgemäß eine seismische Masse nicht erforderlich, wodurch die Teileanzahl des Schwingungsaufnehmers weiter reduziert werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das isolierende Gehäuse schraubenförmig mit einem Kopfbereich und einem Schaftbereich ausgebildet. Das piezoelektrische Element ist dabei im Schaftbereich des schraubenförmigen Gehäuses angeordnet. Dadurch kann der Schwingungsaufnehmer einfach wie eine Schraube in das Schwingungen aufweisende Bauteil eingeschraubt werden, so dass das im Schaftbereich angeordnete piezoelektrische Element vollständig in dem Bauteil versenkt ist.

Besonders bevorzugt ist das piezoelektrische Element als Quader ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung des piezoelektrischen Elements. Weiterhin ist dadurch der notwendige Einbauraum im Schwingungen aufweisenden Bauteil sehr klein.

Vorzugsweise ist die Kontaktierung des Schwingungsaufnehmers nach außen als Stecker oder als integraler Kabelanschluss ausgebildet. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des

Schwingungsaufnehmers ist dabei gewährleistet, dass eine einfache Kontaktierung in Axialrichtung des Schwingungsaufnehmers möglich ist. Dies ermöglicht in Kombination mit der versenkten Montage des Schwingungsaufnehmers, dass der Schwingungsaufnehmer, beispielsweise in einem Motorblock im Motorraum, angeordnet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse des Schwingungsaufnehmers zweiteilig ausgebildet. Dabei ist ein erster äußerer Teil aus einem Metall hergestellt und ein zweiter innerer Teil ist aus einem isolierenden Material hergestellt und umgibt das piezoelektrische Element. Dabei kann das Metallgehäuse ein starkes Anzugsdrehmoment aufnehmen, ohne dass der Schwingungsaufnehmer beschädigt wird. Besonders bevorzugt ist das Metallgehäuse dabei aus zwei Halbschalen zusammengesetzt.

Das zweite Innengehäuse ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und stellt eine elektrische Isolation des piezoelektrischen Elements sowie seiner Anschlüsse gegenüber dem aus Metall hergestellten äußeren Gehäuse bereit.

Um eine einfache Demontage des erfindungsgemäßen Schwingungsaufnehmers zu ermöglichen, weist der Schwingungsaufnehmer vorzugsweise eine Angriffsfläche zum Demontieren bzw. Entfernen auf.

Um eine besonders einfache und sichere Montage zu ermöglichen, ist der Schwingungsaufnehmer vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Werkzeug ansetzbar ist, um den Schwingungsaufnehmer am Schwingungen aufweisenden Bauteil zu befestigen. Besonders bevorzugt ist dabei ein Kopfbereich eines schraubenförmig ausgebildeten Schwingungsaufnehmers sechseckig oder achteckig

geformt und am Schaft des Schwingungsaufnehmers ist ein Gewinde vorgesehen, so dass der Schwingungsaufnehmer einfach in eine Gewindebohrung im Schwingungen aufweisenden Bauteil eingeschraubt werden kann. Es sei angemerkt, dass der Schwingungsaufnehmer auch eingeklebt oder mittels einer zylindrischen oder kegeligen Presspassung befestigt werden kann.

Vorzugsweise erfolgt eine Kontaktierung zwischen dem piezoelektrischen Element und den Steckkontakten bzw. aus dem Schwingungsaufnehmer herausgeführten Leitungen mittels einer flexiblen Folie. Dabei kann nach der Kontaktierung das Gehäuse des Schwingungsaufnehmers einfach beispielsweise mittels Kunststoffspritzen oder Vergießen von Kunststoff oder Harz hergestellt werden.

Besonders bevorzugt ist dabei die flexible Folie derart ausgebildet, dass ein Ableitwiderstand unmittelbar auf der flexiblen Folie aufgedruckt ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Ableitwiderstand für Pyro-Elektrizität als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet. Dadurch weist der erfindungsgemäße Schwingungsaufnehmer eine Doppelfunktion der Aufnahme von Schwingungen sowie der Aufnahme der Temperatur am Schwingungen aufweisenden Bauteil auf. Der Ableitwiderstand kann dabei als Negativ-Temperatur-Koeffizient-Widerstand (NTC) oder als Positiv-Temperatur-Koeffizient-Widerstand (PTC) ausgeführt sein. Da der Ableitwiderstand vorzugsweise am unteren Ende des Schwingungsaufnehmers angeordnet ist, ist er somit relativ tief im Schwingungen aufweisenden Bauteil angeordnet. Dies ermöglicht eine sehr genaue Erfassung der Temperatur des Bauteils ohne störende Nebeneinflüsse. Weiterhin benötigt ein derartiger kombinierter Temperatur-Schwingungsaufnehmer nur ein Kabel als

Verbindung zu einer Steuereinheit bzw. zu einer Auswerteeinheit in welchem eine Leitung für die Schwingungssignale und eine Leitung für die Temperatursignale angeordnet sind. Da derartige Kabel aufgrund notwendiger Sicherheitsvorkehrungen im Motorraum sehr teuer sind, ergibt sich dadurch eine besonders große Reduzierung der Herstellungs-und Montagekosten.

Erfindungsgemäß wird somit ein neuartiger Schwingungsaufnehmer bereitgestellt, welcher im montierten Zustand vollständig in einem Schwingungen'aufweisenden Bauteil versenkt ist. Dies ergibt vielfältige Vorteile insbesondere hinsichtlich des Aufbaus des Schwingungsaufnehmers als auch dessen Montage.

Zeichnung Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungsaufnehmers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ; Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines Schwingungsaufnehmers gemäß einem zweiten Ausführungbeispiel der vorliegenden Erfindung ; Figur 3 eine schematische Schnittansicht eines Schwingungsaufnehmers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ; und

Figur 4 eine Schnittansicht eines Schwingungsaufnehmers gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Fig. 1 ist ein erster erfindungsgemäßer Schwingungsaufnehmer zur Aufnahme von Schwingungen eines Schwingungen aufweisenden Bauteils dargestellt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst der erfindungsgemäße Schwingungsaufnehmer 1 ein Gehäuse 2, welches aus einem Kopfbereich 13 und einem Schaftbereich 14 besteht. Der Schaftbereich 14 weist ein Gewinde auf und ist im montierten Zustand des Schwingungsaufnehmers 1 vollständig in einem Schwingungen aufweisenden'Bauteil 18 wie einem Motorblock eingeschraubt. Im montierten Zustand steht der Kopfbereich aus dem Bauteil 18 vor. Der Kopfbereich 13 ist derart ausgebildet, dass ein Werkzeug an ihm angesetzt werden kann, um den Schwingungsaufnehmer 1 in das Bauteil 18 zu schrauben.

Es sei angemerkt, dass im Bauteil 18 auch eine Aussparung für den Kopfbereich 13 des Schwingungsaufnehmers 1 gebildet sein kann, so dass der Schwingungsaufnehmer vollständig im Bauteil 18 versenkt werden kann.

Weiterhin weist der Schwingungsaufnehmer 1 ein piezoelektrisches Element 4 auf, welches im Schaftbereich 14 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist im montierten Zustand des Schwingungsaufnehmers 1 das piezoelektrische Element 4 vollständig im Bauteil 18 angeordnet. Das piezoelektrische Element 4 ist über flexible Folien 16,17 mit einem Steckanschluss 12 sowie einem

Ableitwiderstand 15 verbunden. Der Steckanschluss 12 ist im Kopfbereich 13 des Gehäuses 2 ausgebildet. Der Ableitwiderstand 15 ist am unteren Ende des Schaftbereichs 14 des Gehäuses 2 angeordnet. An Stelle des Steckanschlusses 12 ist es auch möglich, einen integrierten Anschluss auszubilden, bei welchem ein Kabel unmittelbar aus dem Schwingungsaufnehmer 1 herausgeführt wird.

Der Ableitwiderstand 15 kann als temperaturabhängiger Widerstand (PTC oder NTC) ausgebildet sein, so dass neben eventuellen Klopfgeräuschen auch die Temperatur am Motorblock 18 aufgenommen werden kann.

Somit weist der erfindungsgemäße Schwingungsaufnehmer 1 eine sehr geringe Anzahl von Bauteilen auf, so dass er eine besonders kostengünstige Bauform bereitstellt. Dabei wird beispielsweise bei einer Verwendung als Klopfsensor eine Klopfinformation im Motorblock aufgenommen. Die Schwingungen werden im Schwingungsaufnehmer in elektrische Ladungen umgewandelt und an eine Steuereinrichtung weitergeleitet.

Für eine Verwendung als Klopfsensor genügt es dabei, dass der Sensor das Auftreten von Klopfen detektiert, so dass die Steuereinrichtung entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten kann.

In Fig. 2 ist ein Schwingungsaufnehmer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist das Gehäuse 2 des Schwingungsaufnehmers 1 im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel im vorliegenden Ausführungsbeispiel

zweiteilig ausgebildet. Hierbei ist ein inneres Gehäuse 20 und ein äußeres Gehäuse 19 vorgesehen. Das äußere Gehäuse 19 ist aus Metall gebildet und dient insbesondere zur Aufnahme von Torsionskräften, welche beim Montieren auf den Schwingungsaufnehmer 1 ausgeübt werden können. Das innere Gehäuse 20 ist aus einem isolierenden Kunststoff gebildet.

Das innere Gehäuse 20 kann beispielsweise in das äußere Gehäuse 19 eingeklebt sein oder die Gehäuse 19 und 20 können beispielsweise mittels Verschweißen miteinander verbunden werden. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die vorher gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

In Fig. 3 ist ein Schwingungsaufnehmer gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel bezeichnet.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Gehäuse 2 des Schwingungs- aufnehmers 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet. Das Gehäuse 2 umfasst dabei einen Kopfbereich 13 und einen Schaftbereich 14. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist allerdings am Schaftbereich 14 kein Gewinde vorgesehen, sondern der Schaftbereich 14 ist konisch ausgebildet.

Dadurch ist eine Presspassung zwischen dem Schaftbereich 14 und dem Schwingungen aufweisenden Bauteil 18 möglich. Im montierten Zustand ist das piezoelektrische Element 4 dabei wieder vollständig im Bauteil 18 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Schwingungs- aufnehmer 1 zur Befestigung an einem Schwingungen aufweisenden Bauteil 18 mit einem piezoelektrischen Element 4, welches in einem isolierenden Gehäuse 2 angeordnet ist.

Der Schwingungsaufnehmer 1 ist im montierten Zustand im Schwingungen aufweisenden Bauteil 18 derart angeordnet, dass das piezoelektrische Element 4 vollständig in dem Bauteil 18 eingebettet angeordnet ist.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.