CN103988022A - 压力测量预热塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有壳体的压力测量预热塞，在所述壳体中布置了用于对内燃机的燃烧混合气进行点火的点火棒（21）以及用于对所述内燃机的燃烧室压力进行检测的压力传感器（30）。所述压力测量预热塞具有接触单元（40），该接触单元包括用于接纳信号处理单元（60）的支架（41）以及具有处于插头壳体（50）中的连接触点（54）的插塞连接部（52）。设置了至少一个用于接纳所述点火棒（21）及所述压力传感器（30）的预热模块壳体（20）以及用于接纳所述支架（41）的电子模块壳体（80）。所述电子模块壳体（80）在预热模块侧的连接点（85）上与所述预热模块壳体（20）相连接并且在插头侧的连接点（86）上与所述插头壳体（50）相连接。

Description

压力测量预热塞

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述的特征的、用于装入到内燃机的气缸盖中的压力测量预热塞。

背景技术

由EP 1 637806 A2公开了一种具有预热模块和电子模块的压力测量预热塞，其中预热模块包括预热塞的构件并且电子模块包括一具有压力传感器的传感器单元和一用于与连接插头相接触的插头壳体。所述预热模块被实心的、与电子模块壳体相连接的预热塞壳体所包围。所述电子模块壳体包围着所述传感器单元并且部分地包围着所述插头壳体。所述传感器单元和所述插头壳体是两个彼此分开的、单独的构件。

由JP 2009 22 90 39 A1公开了一种具有预热塞壳体的压力测量预热塞，其中额外地将用于对传感器单元的信号进行预处理的信号处理单元集成到所述压力测量预热塞中。所述预热塞壳体在此接纳了点火棒、所述传感器单元和所述信号处理单元。在预热塞壳体上在燃烧室侧安置了额外的保护壳体，该保护壳体通过膜片固定并且与所述预热塞本体相连接。在连接侧，电插塞连接部连接到预热塞壳体上。

发明内容

具有权利要求1的限定特征的发明具有以下优点：所述压力测量预热塞能够模块化构造。由此预热模块和电子模块作为能够预装配的结构单元来制造，所述能够预装配的结构单元在装配预热模块壳体和电子模块壳体之前仅仅在一个位置上要求电接触所述预热模块和所述接触模块。

本发明的有利的改进方案可以通过从属权利要求的措施来实现。

为了实现所述电子模块壳体的连接，所述电子模块壳体具有预热模块侧的连接点和插头侧的连接点，其中所述电子模块壳体借助于所述预热模块侧的连接点与所述预热模块壳体相连接并且借助于所述插头侧的连接点与所述插头壳体相连接。

在预热模块壳体与电子模块壳体之间构造了接口，在该接口上至少在所述接触单元的预热模块侧的端面上构造了裸露的、预热模块侧的、用于与所述预热模块相接触、尤其是用于与所述传感器单元相接触的触点。另一种简化方案通过以下方式来实现：所述接口额外地在所述接触单元的预热模块侧的端面上具有裸露的、用于与所述预热模块的连接螺栓相接触的强电流触点。为了简化电子模块和预热模块的装配过程，所述裸露的、传感器侧的触点和/或所述强电流触点在所述压力测量预热塞未安装的状态中在所述预热模块侧的端面上从所述电子模块壳体中伸出来，使得所述裸露的传感器侧的触点和/或所述强电流触点可以自由地接近。

为了锁定所述电子模块壳体，所述电子模块壳体设有至少一个支架侧的支撑区段和至少一个插头侧的支撑区段，其中所述电子模块壳体借助于所述支架侧的支撑区段支撑在至少一个支架侧的支架区段上并且借助于所述插头侧的支撑区段支撑在至少一个插头侧的支架区段上或者在那里得到引导。为此，还在所述插头侧的支架区段上布置了一密封圈和一能够焊接的、金属的保持环，其中所述电子模块壳体借助于所述插头侧的支撑区段至少在所述密封圈上密封地包围着所述插头侧的支架区段并且被固定在所述保持环上。在此有利的是，所述支架侧的支撑区段形成至少一个具有至少一个第一内直径的、柱状的第一区段并且所述插头侧的支撑区段形成至少一个具有至少一个第二内直径的、柱状的第二区段，并且所述插头侧的支架区段的内直径大于所述支架侧的支撑区段的内直径。

为了在制造所述电子模块壳体时避免太长的孔，所述电子模块壳体由至少两个壳体件组成，其中所述第一壳体件构成所述具有至少第一内直径的、传感器侧的第一支撑区段并且所述第二壳体件构成所述具有至少第二内直径的、插头侧的支撑区段。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明中进行详细解释。附图示出：

图1是按本发明的设计为压力测量预热塞的压力测量装置的剖面图；

图2是按第一种实施方式的、图1的压力测量预热塞的接触模块的剖面图；并且

图3是按第二种实施方式的、图1的压力测量预热塞的接触模块的剖面图。

具体实施方式

在图1中示出的压力测量预热塞将常规的、用于装入在自行点火的内燃机中的预热塞与用于对内燃机的燃烧室压力进行检测的压力测量装置的、额外的压力测量功能统一起来。压力测量预热塞主要包括预热模块11和电子模块13，所述预热模块和所述电子模块至少部分地容置在一壳体中。所述壳体包括至少一个预热模块壳体20、一个电子模块壳体80以及一个插头壳体50。

预热模块11包括预热塞的真正的构件以及用于进行压力测量的传感器单元12。预热模块11包括被装入到预热模块壳体20中的点火棒或者说加热棒（Glühstift）21，其中点火棒21从预热模块壳体20中突出并且以突出的部分伸到内燃机的燃烧室中并且由此形成压力采集器。点火棒21在当前的实施例中是金属的预热管，在该预热管中布置了加热螺旋丝22，该加热螺旋丝与所述预热管并且与连接螺栓23相接触。此外，在预热管与连接螺栓23之间布置了电绝缘的密封元件24。也可以将点火棒21构造为陶瓷的加热元件。

传感器单元12被安置在预热模块壳体20的内部并且例如具有压电的压力传感器30、预热管侧的压块31和固定元件侧的压块32，其中压力传感器30定位在预热管侧的压块31与固定元件侧的压块32之间。传感器单元12此外包括套筒状的传递元件33以及固定元件34。套筒状的传递元件33围绕开口固定地与预热管21相连接并且利用一端面压到预热管侧的压块31上，从而传递元件33将在燃烧室中的、作用于预热管21的压力传递到压力传感器30上。为了构造固定的、用于压力传感器30的支座，固定元件34例如借助于环绕的第一焊缝35固定在预热模块壳体20上。为了构成由于作用到点火棒21上的压力而产生的轴向运动，点火棒21借助于弯曲弹性的膜片37例如借助于环绕的第二焊缝38与预热模块壳体20相连接。

电子模块13具有接触单元40，该接触单元在图2和3中详细地示出。接触单元40包括：用于接纳信号处理单元60或者信号处理单元60的开关电路、例如ASIC的支架41；以及用于与未示出连接插头相接触的电插塞连接部52。所述插塞连接部52在插头壳体50上例如具有环形的连接触点54并且在中心处具有用于与连接插头相接触的强电流触点55。

支架41和插头壳体50由电绝缘材料、例如由塑料构成，其中所述支架41沿着轴向的纵向延伸部成形到插头壳体50上。由此接触单元40沿着压力测量装置的轴向的纵向延伸部延伸。在制造技术上，有利的是，支架41和插头壳体50由相同的电绝缘材料制成，并且支架41是插头壳体50的一体的组成部分。由此支架41和插头壳体50例如可以借助于注塑来制造成一体的构件。但是也可以考虑，将支架41和插头壳体50构造为分开的构件，所述分开的构件以合适的方式至少通过电连接部来接触。

支架41具有用于接纳信号处理单元60或者信号处理单元60的开关电路的接纳区段70。在此，接纳区段70构造为一被装入到支架41的柱形构造的壳面中的凹槽71，该凹槽例如具有一额外的、带有基本上平坦的底面73的凹部72。所述凹槽71连同所述凹部72的底面73在此基本上平行于支架41的纵向延伸部的轴线延伸并且横向于支架41的轴向的纵向延伸部在支架41的外周上终止。所述凹部72的底面73例如在径向上最多大致处于支架41的中心处，从而一方面没有产生支架41的柱形区段的过度的减弱结构，而另一方面在支架41上构造了足够大的、用于接纳区段70的底面73。信号处理单元60定位在底面73上并且在此在凹部73中至少部分地下沉。

所述支架41基本上柱形地构成并且按照图2和3例如具有一带有第一直径D1的、支架侧的第一支架区段42并且在朝所述插头壳体50的方向在轴向上与所述第一支架区段隔开的情况下具有一具有第二直径D2的、支架侧的第二支架区段43，其中所述第一直径D1和所述第二直径D2基本上一样大。在所述插头壳体50上构造了一具有第三直径D3的插头侧的支架区段58。在所述插头侧的支架区段58上，布置了密封圈46和具有外直径D4的、能够焊接的、金属的保持环47，其中所述保持环47优选成形到所述插头壳体50的材料中。所述保持环47的、构造在较远的插头侧的支架区段58上的第三直径D3及外直径D4分别大于所述支架侧的支架区段42和43的两个直径D1和D2。

在所述支架41上，按照图1还构造了用于与所述预热模块11相接触的接口10。所述接口10由用于与所述传感器模块12相接触的、构造在所述支架侧的第一支架区段42的预热模块侧的端面48上的、裸露的、预热模块侧的触点63和用于与所述连接螺栓23相接触的、裸露的、预热模块侧的强电流触点66构成，其中对于所述传感器单元12的接触通过电的连接件25来进行并且对于所述连接螺栓23的接触通过另一电的连接件26来进行。

此外，将传感器侧的连接导线61和插头侧的连接导线62集成到所述支架41中并且集成到所述插头壳体50中。所述传感器侧的连接导线61以一端部通至所述裸露的、传感器侧的触点63。所述传感器侧的连接导线61的另一端部与用于所述信号处理单元60的传感器侧的连接触点67相连接。所述插头侧的连接导线62在一端部上与用于所述信号处理单元60的插头侧的连接触点68电连接并且此外穿过所述插头壳体50与所述插头连接部52的环形的连接触点54电连接。所述信号处理单元60的电的接触相应地借助于电的连接件69来进行，所述电的连接件69则与所述传感器侧的连接触点67和所述插头侧的连接触点68相接触。

此外在距所述传感器侧的和插头侧的连接导线61、62一径向的间距的情况下，强电流导线65轴向伸展穿过所述接触单元40，所述强电流导线在传感器侧通到所述裸露的强电流触点66。在插头侧，所述强电流导线65继续穿过所述插头壳体50通到在所述插塞连接部52上的强电流触点55。所述传感器侧的和插头侧的连接导线61、62和/或所述强电流导线65有利地被浇注到所述支架41中并且被浇注到所述插头壳体50中。所述在支架41的预热模块侧的端面48上存在的、传感器侧的触点63有利地由所述集成到支架41中的、传感器侧的连接导线61构成。相应地，所述同样在传感器侧的端面48上存在的强电流触点66可以由集成到所述支架41中的强电流导线65构成。

所述接触单元40至少部分地被所述管状的电子模块壳体80所包围，其中所述支架41完全地并且所述插头壳体50部分地被所述电子模块壳体80所包围。在所述电子模块壳体80上，布置了用于旋入到所述内燃机的气缸盖中的外螺纹83。所述电子模块壳体80在此可以构造为单构件的或者多构件的结构。

所述电子模块壳体80具有至少一个支架侧的支撑区段81和至少一个插头侧的支撑区段82，其中所述支架侧的支撑区段具有至少一个具有至少一个第一内直径d1的、圆柱状的第一区段，并且其中所述插头侧的支撑区段具有至少一个具有至少一个第二内直径d2的、圆柱状的第二区段。所述插头侧的支撑区段82的第二内直径d2在此大于所述支架侧的支撑区段81的第一内直径d1。由此产生具有至少一个圆柱梯级的、柱状的电子模块壳体80。所述支架侧的支撑区段81的第一内直径d1至少与所述支架侧的第一支架区段42的以及可能存在的支架侧的第二支架区段43的直径D1相匹配。所述插头侧的支撑区段82的第二内直径d2如此与所述插头侧的支架区段58的直径D3以及与所述保持环47的直径D4相匹配，使得所述电子模块壳体80以支架侧的支撑区段81至少包围着所述支架侧的第一支架区段42的直径D1和所述第二支架区段43的可能还存在的第二直径D2并且支撑在那里或者在那里被引导。所述电子模块壳体80的插头侧的支撑区段82的第二内直径d2如此与所述插头侧的支架区段58的直径D3以及与所述保持环47的外直径D4相匹配，使得所述至少一个插头侧的内直径d2包围着所述插头侧的支架区段58并且在此密封地包围着所述密封圈46并且抵靠在所述保持环47上。

所述接口10处于一垂直于压力测量预热塞的轴向的纵向延伸部的平面I-I中，在该平面中在所述压力测量预热塞的未安装的状态中所述在支架41的、预热模块侧的端面48上裸露的、传感器侧的触点63处于所述电子模块壳体80的外部并且由此可以在所述电子模块13上自由地接近。由此可以在所述接口10上在预装配电子模块13的情况下与所述预热模块11及所述传感器单元12进行电接触。

所述电子模块壳体80具有预热模块侧的连接点85和插头侧的连接点86。所述电子模块壳体80与所述插头壳体51的连接借助于所述插头侧的连接点86来实现，方法是：例如借助于环绕的焊缝87来将所述电子模块壳体80以所述插头侧的连接点86固定在所述保持环47上。所述电子模块壳体80与所述预热模块壳体20的进一步的连接在所述预热模块侧的连接点85处实现，方法是：例如通过另一道环绕的焊缝88来将所述预热模块20在预热模块侧的连接点85处固定在所述电子模块壳体80上。所述预热模块侧的连接点88在此至少处于所述平面I-I的附近。

在按图2的实施例中，所述电子模块壳体80一体地由能够焊接的、金属的材料构成。将所述电子模块壳体80推到所述支架41上并且在此用所述支架侧的支撑区段81在所述支架侧的第一支架区段42上并且在所述支架侧的第二支架区段43上得到引导以及用所述插头侧的支撑区段82在所述插头侧的支架区段58上得到引导。而后借助于所述焊缝87来将所述电子模块壳体80以插头侧的连接点86焊接在所述保持环47上。随后通过所述电的连接件25、26来实施所述裸露的、传感器侧的触点63及所述裸露的强电流触点66与所述压力传感器30的接头的电接触及与所述预制的预热模块12的连接螺栓23的接头的电接触。最后，借助于所述焊缝88在所述预热模块侧的连接点85处将所述预热模块壳体20与所述电子模块壳体80焊接在一起。

在按照图3的、也在图1中示出的实施例中，所述电子模块壳体80出于加工技术上的原因由第一壳体件91和第二壳体件92组成。这两个壳体件91和92出于强度原因由能够焊接的金属构成，其中所述第一壳体件91具有用于旋入到所述气缸盖中的外螺纹83。在所述第一壳体件91上构造了具有直径d1的、支架侧的支撑区段81，并且在所述第二壳体件92上构造了具有直径d2的、插头侧的支撑区段82。所述两个壳体件91和92在另一个连接点94上借助于例如环绕的焊缝95来连接。进一步的装配像例如在图2中的实施例中一样进行，方法是：所述插头侧的支撑区段82在所述插头侧的支架区段58上得到了引导并且所述支架侧的支撑区段81在所述支架侧的第一支架区段42上并且在可能存在的、支架侧的第二支架区段43上得到了引导。而后借助于所述焊缝87将所述电子模块壳体80以所述插头侧的连接点86焊接在所述保持环47上。随后通过所述电的连接件25、26来实施所述裸露的传感器侧的触点63及所述裸露的强电流触点66与所述压力传感器30的接头的电接触及与所述预制的预热模块12的连接螺栓23的接头的电接触。最后，借助于所述焊缝88来将所述预热模块壳体20与所述电子模块壳体80焊接在所述预热模块侧的连接点85上。

Claims (10)

1. 一种压力测量预热塞，具有：壳体，在该壳体中布置了用于对内燃机的燃烧混合气进行点火的点火棒（21）以及用于对所述内燃机的燃烧室压力进行检测的压力传感器（30）；接触单元（40），该接触单元具有用于容置信号处理单元（60）的支架（41）以及设有连接触点（54）的插塞连接部（52），其中所述点火棒（21）承受燃烧室压力并且将燃烧室压力至少间接地传递到所述压力传感器（30）上，并且其中设置了用于所述插塞连接部（52）的插头壳体（51），其特征在于，设置了至少一个用于容置所述点火棒（21）及所述压力传感器（30）的预热模块壳体（20）以及一用于容置所述支架（41）的电子模块壳体（80）。

2. 按权利要求1所述的压力测量预热塞，其特征在于，所述电子模块壳体（80）借助于至少一个预热模块侧的连接点（85）与所述预热模块壳体（20）相连接并且借助于至少一个插头侧的连接点（86）与所述插头壳体（51）相连接。

3. 按权利要求1或2所述的压力测量预热塞，其特征在于，在预热模块壳体（20）与电子模块壳体（80）之间构造了接口（10），该接口在所述接触单元（40）的、预热模块侧的端面（48）上具有裸露的、预热模块侧的触点（63）。

4. 按权利要求3所述的压力测量预热塞，其特征在于，所述接口（10）额外地具有在所述接触单元（40）的、预热模块侧的端面（48）上裸露的强电流触点（65）。

5. 按权利要求3或4所述的压力测量预热塞，其特征在于，在所述压力测量预热塞的未安装的状态中，在所述电子模块壳体（80）的外部能接近所述裸露的、预热模块侧的触点（63）和/或所述裸露的强电流触点（65）。

6. 按权利要求1所述的压力测量预热塞，其特征在于，所述电子模块壳体（80）以至少一个支架侧的支撑区段（81）支撑在所述支架（41）的、至少一个支架侧的支架区段（42、43）上或者在那里得到了引导。

7. 按权利要求1所述的压力测量预热塞，其特征在于，所述电子模块壳体（80）以至少一个插头侧的支撑区段（82）支撑在所述插头壳体（50）的、至少一个插头侧的支架区段（58）上或者在那里得到了引导。

8. 按权利要求7所述的压力测量预热塞，其特征在于，在所述插头侧的支架区段（58）上布置了密封圈（46）和能够焊接的保持环（47），并且所述电子模块壳体（80）借助于所述插头侧的支撑区段（82）密封地包围着所述密封圈（46）并且被固定在所述保持环（47）上。

9. 按权利要求6、7或8所述的压力测量预热塞，其特征在于，所述支架侧的支撑区段（81）形成至少一个具有至少一个第一内直径d1的、柱状的第一区段并且所述插头侧的支撑区段（82）形成至少一个具有至少一个第二内直径d2的、柱状的第二区段，并且所述插头侧的支架区段（82）的内直径d2大于所述支架侧的支撑区段（81）的内直径d1。

10. 按前述权利要求中任一项所述的压力测量预热塞，其特征在于，所述电子模块壳体（80）由至少两个壳体件（91、92）组成，其中所述第一壳体件（91）构成所述具有至少第一内直径d1的、支架侧的支撑区段（81）并且所述第二壳体件（92）构成所述具有至少第二内直径d2的、插头侧的支撑区段（82）。