DE19542729C1 - Schwingungsaufnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 44 03 060.4 ist ein Schwingungsaufnehmer bekannt, dessen Gehäuse aus Kunststoffspritzmasse hergestellt ist. Die Umspritzung besteht hierbei aus einer relativ großen Masse von Kunststoff, wobei insbesondere der Übergang vom Gehäuse zum angespritzten Kabelanschluß bzw. Steckeranschluß sehr dick ausgebildet ist. Durch diese große Masse und durch den dicken Übergang wird vor allem eine mechanische Stabilität angestrebt. Dadurch ergibt sich aber eine asymmetrische Verteilung der Masse, wodurch die Schwingungsfrequenz der Detektorelemente des Schwingungsaufnehmers negativ beeinflußt wird. Insbesondere bei hohen Frequenzen und auch bei bestimmten Frequenzbereichen (zum Beispiel bei 12 kHz) wird die Kennlinie des Schwingungsaufnehmers negativ beeinflußt. Dadurch können sich Störungen oder Sprünge in der Kennlinie des Sensors ergeben. Dies kann zu Fehlauslösungen des am Schwingungsaufnehmer angeschlossenen Meßsystems beziehungsweise Steuerungssystems führen.

In der DE 30 37 835 C2 ist ein Beschleunigungsaufnehmer beschrieben, in dessen angegossenem Gehäuse auf der dem Anschlußkabel gegenüberliegenden Seite eine Materialverdichtung in Form einer weiteren Masse vorhanden ist. Diese Masse bildet zusammen mit den Anschlußfahnen eine Gegenmasse zum Anschlußkabel, so daß der gesamte Massenschwerpunkt des Beschleunigungsaufnehmers in seiner Symmetrieachse liegt. Durch diese Vergrößerung der Masse wird aber auch die Schwingungsfrequenz der Detektorelemente des Beschleunigungsaufnehmers beeinflußt. Der Einfluß des Mitschwingens des Kabels und der damit verbundenen Meßsignalbeeinflussung kann nicht vollständig ausgeschlossen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schwingungsaufnehmer nach der Gattung des Hauptanspruchs eine Meßsignalverfälschung durch mechanische Spannungen weitgehend auszuschließen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Masse sowohl des Gehäuses des Sensors als auch der Kabelanschluß relativ gering gehalten werden kann. Insbesondere durch die Verringerung der Masse im Bereich des Übergangs zwischen dem Gehäuse und dem Kabelanschluß bzw. Steckeranschluß, das heißt durch Ausbildung einer Ausnehmung in diesem Bereich kann die Masse verringert werden. Dadurch wird eine Trennung der Masse des Gehäuses und des Kabelanschlusses bzw. Steckeranschlusses erreicht. Mit Hilfe der in Richtung des Kabelanschlusses bzw. Steckeranschlusses ausgebildeten Rippen auf der Ober- und auch auf der Unterseite kann eine Verdrehung des Kabelanschlusses verhindert werden und somit eine Stabilität der gesamten Baueinheit erreicht werden. Durch Ausbildung der Ausnehmung und der Übergänge zum Kabelanschluß bzw. Steckeranschluß und zu den Rippen in der Form von fließenden Übergängen wird eine niedrige mechanische Spannung und eine gleichmäßige Verteilung der Masse erreicht. Dadurch ist auch eine relativ leichte Herstellung in Spritzgußverfahren möglich. Ferner wird auch eine gute Meßwertcharakteristik des Schwingungsaufnehmers erreicht. Durch eine einfache und schnelle Herstellung kann der Sensor bei geringen Kosten hergestellt werden. Insbesondere durch die Reduzierung der Masse wird der Kostenanteil gesenkt. Der Sensor ist gering störanfällig.

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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Klopfsensor und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Klopfsensor.

Der in den Figuren dargestellte Schwingungsaufnehmer in Form eines Klopfsensors weist ein Gehäuse 10 auf, in dem eine Druckhülse 11 angeordnet ist, die nahe ihrem unteren Ende einen flanschartigen Rand 12 aufweist. Am Außenumfang dieser Druckhülse 11, ausgehend vom Rand 12, sind folgende Teile angeordnet: Eine Isolierscheibe 13, eine Kontaktscheibe 14, eine piezokeramische Scheibe 15 und in umgekehrter Reihenfolge jetzt eine zweite Kontaktscheibe 14 und eine zweite Isolierscheibe 13. Darauf ist eine seismische Masse 16 aufgesetzt. Auf diese genannten Teile wirkt eine Tellerfeder 17 ein, deren Vorspannung durch einen Gewindering 18 erzeugt wird, welcher auf ein Außengewinde 19 am oberen Teil der Druckhülse 11 aufgeschraubt ist.

Im integrierten Anschlußstecker 23 des aus Kunststoff bestehenden und insbesondere im Spritzgußverfahren hergestellten Gehäuses 10 sind Flachstecker 24 eingespritzt. Die Flachstecker 24 sind mit den beiden Kontaktscheiben 14 verbunden. Durch die Bohrung 28 der Druckhülse 11 ragt eine nicht dargestellte Befestigungsschraube, mit welcher der Klopfsenor mittel- oder unmittelbar an einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Erfindungsgemäß ist im Bereich 30 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Kabelanschluß 23 an der Ober- und Unterseite eine Ausnehmung 31, 32 ausgebildet. Durch diese Ausnehmungen 31, 32 wird der Bereich 30 sehr dünn gestaltet, so daß eine mechanische Trennung des Gehäuses 10 und des Kabelanschlusses 23 bzw. Steckeranschlusses bewirkt wird. Die Masse und die Form des Gehäuses 10 kann somit nahezu losgelöst vom Kabelanschluß 23 gestaltet werden. Der Boden 33, 34 der Ausnehmung 31, 32 ist gekrümmt ausgebildet, so daß ein fließender Übergang vom Gehäuse 10 zum Kabelanschlusses bzw. Steckeranschlusses 23 möglich ist. Dadurch können auftretende mechanische Spannungen reduziert werden und auch kann eine gleichmäßige Verteilung der Massen des Kabelanschluß bzw. Steckeranschluß 23 und des Gehäuses 10 während des Spritzgußverfahrens erreicht werden. Ferner ist eine symmetrische Gestaltung der Masse des Gehäuse 10 um die Druckhülse 11 herum möglich. Um ferner eine mechanische Stabilität des Bereichs 30 zu erreichen, das heißt um eine Drehbewegung im Bereich 30 und eine Biegung des Kabelanschlusses bzw. Steckeranschlusses 23 zum Gehäuse 10 hin zu verhindern, sind im Bereich 30 Querrippen 41, 42 ausgebildet. Die Querrippe 41 ist mittig in der Ausnehmung 31 angeordnet. Die Oberkante der Querrippe 41 geht bündig sowohl in den Kabelanschluß 23 als auch in das Gehäuse 10 über. Jeweils am Rand der Ausnehmung 32 sind die beiden Querrippen 42 ausgebildet. Die beiden Querrippen 42 begrenzen somit jeweils die Ausnehmung 32. Die Querrippen 42 gehen wieder bündig in den Kabelanschluß bzw. Steckeranschluß 22 über. Die äußeren Wände der Querrippen 42 gehen ferner fließend in die Wand des Gehäuses 10 über. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Anordnung und die Anzahl der Rippen auf der Ober- und der Unterseite, das heißt in der Ausnehmung 31 beziehungsweise 32 zu vertauschen beziehungsweise zu verändern. Bei Verwendung von drei Rippen 41, 42 ergibt sich aber eine geringe Anzahl und einfache Ausbildung der Rippen bei sehr guter mechanischer Stabilität.

Claims (6)

1. Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse, die mit einer Auflagefläche zur mittel- oder unmittelbaren Befestigung an einem Bauteil, insbesondere einer Brennkraftmaschine, dessen Schwingungen zu erfassen sind, versehen ist, mit einer piezokeramischen Scheibe und einer dieser zugeordneten seismischen Masse, die außerhalb des Mantels der Druckhülse angeordnet und unter einer Vorspannung zusammengehalten sind, sowie mit einem die Druckhülse, die piezokeramische Scheibe und die seismische Masse ummantelnden Gehäuse aus Kunststoff und einem Kabel- bzw. Steckeranschluß, der winkelig zur Druckhülsenachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (30) zwischen dem Gehäuse (10) und dem Kabel- bzw. Steckeranschluß (23) dünn gegenüber dem Kabel- bzw. Steckeranschluß (23) ausgebildet ist, und daß auf der Ober- und Unterseite des Übergangsbereiches mindestens eine Querrippe (41, 42) vorhanden ist.

2. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (30) auf der Ober- und der Unterseite je eine Ausnehmung (31, 32) aufweist.

3. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (32, 34) der Ausnehmungen (31, 32) gerundet ausgebildet ist.

4. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Ausnehmung (31) eine erste Querrippe (41) und in der unteren Ausnehmung (32) zwei zweite Querrippen (42) vorhanden sind.

5. Schwingungsaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Querrippe (41) mitten in der Ausnehmung (31) angeordnet ist und daß die beiden zweiten Querrippen (42) die Ausnehmung (32) beidseitig abschließen.

6. Schwingungsaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrippen (41, 42) bündig in das Gehäuse (10) und in den Kabel- bzw. Steckeranschluß (23) übergehen.