CN103492848A - 用于探测尤其是内燃机的燃烧室的压力的装置 - Google Patents
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Abstract
建议一种用于探测尤其是在内燃机的燃烧室中的压力的装置，该装置具有壳体(10)和固定在壳体(10)中的、用于容纳传感器模块(12)的适配器元件(26)。传感器模块(12)包括至少一个传感器元件(20)和至少一个支撑元件(22)。传感器元件(20)与在传感器模块（12）的轴向上延伸的连接导线(50.1和50.2)电接触。支撑元件(22)具有一个部分(52)，在该部分处形成用于连接导线(50.1和50.2)的支撑面(55.1，55.2)。
Description
本发明涉及一种按照权利要求1的特征所述的、用于探测尤其是内燃机的燃烧室的压力的装置。
现有技术
用于探测内燃机的燃烧室压力的装置是已知的，例如由DE102010038798中已知。在此处描述了两个实施方式，其中，一个实施方式描述一种用于探测燃烧室压力的单独装置，其中在外壳中布置具有用于压力探测的传感器元件的传感器模块，其中，燃烧室的压力经由膜片传递到传感器元件上。另一个实施方式涉及具有用于压力探测的传感器元件的传感器模块的一种组合的解决方案，其中传感器模块被组合到炽热头引火塞中，其中，传感器模块与炽热头引火塞的炽热头耦联。燃烧室的压力经由炽热头传递到传感器元件上。
本发明的目的是如此地构造传感器模块，即可以更简单并且更高效地安装用于探测压力的装置。
本发明的公开
通过具有权利要求1的特征部分的特征的本发明的装置，在预安装的传感器模块处形成用于连接导线的限定的间距和限定的位置。由此该装置更简单并且更高效地安装。
本发明的有利的扩展方案可以通过从属权利要求的措施实现。
一个有利的实施方式由此实现，即与传感器模块的纵向延伸垂直的部分具有比传感器元件的横截面更大的横截面并且支撑面布置在该部分的外表面处。
连接导线在径向上的布置与传感器元件的接触凸起的位置的匹配可以如此地以简单的方式实现，即外表面由圆柱形的圆周面形成和支撑面在圆柱形的圆周面处构造。最后提供，该部分以圆形的端面实施，支撑元件借此支撑在相对于壳体固定的固定元件上。
为了在具有与传感器模块的纵向延伸垂直的较大的横截面的部分处构造支撑面，规定，该部分在传感器模块的轴向上与传感器元件相间隔地在固定元件侧构造在支撑元件处，一个另外的传感器元件侧的部分设置在支撑元件处，以及在固定元件侧的部分的横截面在传感器模块的纵向延伸上大于在同一方向上传感器元件侧的部分的横截面。由此在与传感器元件的接触凸起相隔一个轴向间距下形成一个限定的间距，其用于连接导线的另一个可靠的位置定向，其中，该限定的间距基本上对应于传感器元件的接触凸起径向间距。
如果支撑元件在燃烧室侧的部分和接头侧的部分之间具有锥形的过渡部分，那么支撑元件可以简单并且有利地制造成陶瓷体。
在装配装置时传感器模块的良好的可操纵性可以如此地实现，即传感器元件和支撑元件借助于收缩软管来固定和对中心，其中，收缩软管附加地将连接导线压向支撑面，由此实现将连接导线简单地固定在传感器模块处。连接导线有利地实施成扁平的汇流排。
传感器模块借助于预紧力被预张紧在补偿体和固定元件之间。为此固定元件借助于套筒形的连接件与适配器元件固定地连接。
通过使固定元件具有用于轴向引导穿过连接导线的空隙，由此使连接导线获得在传感器模块外部在轴向上附加的导向。
实施例
本发明的实施例在附图中示出并且在以下的说明中详细解释。
附图中所示:
图1是通过用于探测内燃机燃烧室中的压力的装置的剖视图，
图2是通过按照图1的装置的传感器模块的剖视图，
图3是通过图2中的传感器模块的一部分的剖视图，
图4是按照图3中的IV-IV的剖视图。
用于探测内燃机燃烧室中的压力的装置具有至少一个外壳10，其中布置传感器模块12，它经由力线路（Kraftpfad）14被施加燃烧室的压力。
传感器模块12包括传感器元件20，在该传感器元件处从燃烧室侧安装传递元件21和在相反一侧安装支撑元件22。实施成压电传感器的传感器元件20出于制造上的原因，与传感器模块12的轴向延伸成直角，具有带棱角的横截面，最好方形的横截面。传感器元件20具有接触板片38，它们通过接触凸起39.1和39.2突出于传感器元件20的横截面。接触凸起39.1，39.2与例如实施成平的汇流排的电连接导线50.1和50.2接触。连接导线50.1和50.2在轴向上通向没有示出的连接触头。
力线路14包括压力测头（压力传感器）16，用于温度补偿的补偿体25，适配器元件26，套筒形的连接件27和固定元件28。补偿体25最好旋转对称地实施。
适配器元件26用第一区段部分31，第二区段部分32和在其之间基本上径向延伸的弯曲弹性的连接条33实施成。适配器元件26以第二区段部分32固定地连接在外壳10处。适配器元件26与外壳10的连接由此实现，即第二区段部分32与外壳10的内壁固定连接，例如借助于焊接来连接。适配器元件26此外在第一区段部分31处在燃烧室侧与压力测头16连接和在与其相对的一侧处与补偿体25连接。为此，第一区段部分31用容纳体35实施成，在容纳体上安放压力测头16。在相对的一侧处，第一区段部分31具有支承36，其上支撑补偿体25。在补偿体25和固定元件28之间的轴向间距用套筒形的连接件27桥接，该连接件一方面与适配器元件26连接和另一方面与固定元件28连接，例如借助于焊接来连接。
除了上述力线路14以外，经由该力线路，力、运动或压力被直接从压力测头16传递到传感器元件20上，还要考虑通过外壳的线路。由于在传递线路中可能容纳不同的材料，它们可以具有不同的热膨胀，因此在装置可能承受的高的温度波动情况下会由于该不同的膨胀产生热机械的应力。该热机械的应力可以导致测量结果的歪曲或者也导致装置的损坏。为了避免这种情况，在传感器模块12之前在力线路14处连接有补偿体25。补偿体25例如可以通过合适地选择其长度和/或其热膨胀系数来设置，从而至少在装置可能承受的典型的温度范围内不同的传递线路的热膨胀至少在很大程度上是相同的。
在图1中示出的用于探测燃烧室压力的独立的（stand-alone）装置中，压力测头16与膜片18连接，膜片承受燃烧室的作用。该装置仅仅用于探测内燃机的燃烧室压力。在另一个没有示出的实施方式中，压力测头16例如由炽热头引火塞的灼热管形成，它暴露给内燃机的燃烧室。
传感器模块12借助于预紧力插在补偿体25和固定元件28之间。为此由陶瓷材料实施的传递元件21从压力测头侧支撑在补偿体25上。在固定元件侧，传感器模块12借助于也是由陶瓷材料实施成的支撑元件22支撑在固定元件28处。
为了更好地力传递和力分布，与棱角（角形）地实施成的传感器元件20相邻的、具有传递元件21和支撑元件22的部件实施成至少在与传感器元件20接触的面处也垂直于具有棱角的横截面的传感器模块12的轴向延伸，该棱角的横截面基本上与在垂直于传感器模块12的轴线延伸处存在的传感器元件20的棱角的横截面相匹配。在本实施例中，传感器元件20是以四个棱角的方式用方形的横截面实施成。与传感器模块12的轴向延伸相垂直地、与传感器元件20的横截面相匹配地，传递元件21也以四个棱角的方式用方形的横截面实施成。
按照图2，为了同轴地定向补偿体25和传感器模块12，补偿体25在指向传感器模块12的端面39处设置圆形的凹部42，其中容纳具有端面44的传递元件21。为此按照图3和4的传递元件21的四个棱角设有倒棱40，它们位于一个公共的虚拟的倒棱圆41上。圆形的凹部42的直径在此稍微大于在传递元件41处的虚拟的倒棱圆41的直径。由此在倒棱圆41和圆形的凹部42之间形成一个很小的间隙，它由于装配原因方便传递元件21插入圆形的凹部42中。通过选择的倒棱40的形状，可以将传递元件21在补偿体25内对中心。由此补偿体25的圆形的凹部42和传递元件21的虚拟的倒棱圆41轴向地位于一个公共的中心线上。
支撑元件22在与传感器元件20相邻处在传感器元件侧具有六面体形的部分51，它在与传感器模块12的轴向延伸相垂直的方向上具有与传感器元件20的横截面匹配的方形横截面。在相对的一侧处，支撑元件22具有在固定元件侧的部分52，其具有比第一部分51的横截面更大的、与传感器模块20的延伸相垂直的横截面。在本实施例中，在固定元件侧的部分52圆柱形地用圆周面56和圆形的端面54实施成，其中，支撑元件22以圆形的端面54支撑在固定元件28处。此外，在传感器元件侧的部分51和固定元件侧的部分52之间的过渡以锥形的过渡部分53实施成。由此，六面体形的部分51，锥形的过渡部分53和圆柱形的部分52叠合在一起，如在图2和3所示。
固定元件侧的部分52具有两个支撑面55.1和55.2，两个连接导线50.1和50.2支撑在该支撑面上。在本实施例中，两个支撑面55.1和55.2由在圆柱形的圆周面56处的两个部位形成。支撑面55.1，55.2在与传感器元件20的接触凸起39.1，39.2的轴向间距下形成用于连接导线50.1，50.2的限定的径向的位置定向。该通过支撑面55.1和55.2限定的径向的位置定向基本上通过接触凸起39.1，39.2的径向的位置定向来预先给定。
传感器模块12此外由收缩软管46围住，借此在装配过程期间固定传感器模块12的部件。在传感器模块12用收缩软管46包围收缩之后，该收缩软管承担在传感器模块12内部对传递元件21，传感器元件20和支撑元件22的固定并且因此对中心的作用。收缩软管46除了使传感器模块12的部件固定和对中心以外附加地承担将连接导线50.1和50.2锁止在支撑面55.1和55.2处，其中连接导线50.1和50.2被压到圆柱形的圆周面56上。
通过将两个连接导线50.1和50.2顶贴在固定元件侧的部分52的较大的横截面上，针对两个连接导线50.1和50.2在预装配的传感器模块12上形成一个限定的间距和一个限定的位置，其中该限定的位置通过收缩软管56附加地获得一个固定。
Claims (10)
1. 一种用于探测尤其是在内燃机的燃烧室中的压力的装置，该装置具有至少一个壳体(10)，设置在壳体（10）中的传感器模块（12）和固定在壳体(10)中的适配器元件(26)，其中，传感器模块(12)包括至少一个传感器元件(20)和至少一个支撑元件(22)，并且传感器元件(20)与大致上在传感器模块（12）的轴向上延伸的连接导线(50.1和50.2)电接触，其特征在于，支撑元件(22)具有一个部分(52)，在该部分处形成用于连接导线(50.1和50.2)的支撑面(55.1，55.2)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，与传感器模块(12)的纵向延伸垂直的所述部分(52)具有比传感器元件(20)的横截面更大的横截面，并且支撑面(55.1，55.2)设置在所述部分(52)的外表面(56)处。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述外表面(56)由所述部分(52)的圆柱形的圆周面形成并且所述支撑面(55.1，55.2)构造在圆柱形的圆周面(56)处。
4. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述部分(52)的较大的横截面在固定元件侧具有圆形的端面(54)，所述支撑元件(22)借此进行支撑。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述部分(52)在轴向上与传感器元件(20)相间隔地在固定元件侧构造在所述支撑元件(22)处，在所述支撑元件(22)处设置一个另外的传感器元件侧的部分(51)，并且在垂直于传感器模块(12)的轴向延伸的方向上，固定元件侧的部分(52)的横截面大于传感器元件侧的部分(51)的横截面。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述支撑元件(22)在接头侧的部分(51)和燃烧室侧的部分(52)之间具有锥形的过渡部分(53)。
7. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，传感器元件(20)和支撑元件(22)借助于收缩软管(46)被如此地固定，即所述收缩软管(46)将连接导线(50.1，50.2)压向所述支撑面(55.1，55.2)。
8. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，连接导线(50.1和50.2)实施成汇流排。
9. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，传感器模块(12)借助于预紧力被预张紧在一个补偿体(25)和固定元件(28)之间，并且所述固定元件(28)借助于套筒形的连接件(27)与适配器元件(26)固定连接。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述固定元件(28)具有用于轴向地穿过连接导线(50.1和50.2)的空隙(57)。
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