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Die
Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze
mit integriertem Druckmesselement sowie ein Verfahren zur Herstellung
einer derartigen Glühstiftkerze.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Glühstiftkerze, welche neben einem
Heizkörper
und einem Kerzengehäuse
ein Druckmessmodul mit mindestens einem Kraftmesselement aufweist.
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Im
Zuge der stetigen Verschärfung
der gesetzlichen Abgasvorschriften, insbesondere für Dieselmotoren,
verschärfen
sich die Anforderungen an eine verringerte Schadstoffemission von
selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen. Moderne Motormanagementsysteme sollen
einen niedrigen Kraftstoffverbrauch gewährleisten und gleichzeitig
eine hohe Lebensdauer aufweisen.
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Eine
Verbrennungsoptimierung im Brennraum eines Dieselmotors lässt sich
insbesondere durch den Einsatz einer geregelten Einspritzung von Kraftstoff
erzielen. Diese geregelte Einspritzung kann insbesondere gesteuert
werden durch elektronische Motorsteuerungsgeräte, welche sich bereits in
modernen Kraftfahrzeugen etabliert haben. Die erfolgreiche Ausführung einer
brennraumdrucksignalbasierten Motorregelung (combustion signal based
control system, CSC) hängt
jedoch von der Verfügbarkeit produktionstauglicher
Drucksensoren ab, welche hohen Anforderungen bezüglich Preis, Zuverlässigkeit, Genauigkeit
und Bauraum genügen
müssen.
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Derzeit
sind Messvorrichtungen weit verbreitet, welche so genannte „Stand-Alone"-Sensoren aufweisen. Für deren
Einsatz muss eine separate Bohrung in der Zylinderkopfwand vorgesehen
werden, was einen zusätzlichen
Montageaufwand bedeutet. Daneben benötigen Stand-Alone Sensoren zusätzliche
Bohrungen im Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine, was insbesondere
bei Vierventilmotoren heutiger Bauweise aufgrund der sehr beengten
Platzverhältnisse
erhebliche Probleme aufwirft. Weiterhin ist in der Re gel der Preis
derartiger Systeme vergleichsweise hoch, und die Lebensdauer derartiger
Systeme ist, zumeist bedingt durch die hohen Betriebstemperaturen,
deutlich kürzer
als eine typische Fahrzeuglebensdauer.
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Dementsprechend
gibt es im Stand der Technik Ansätze,
Brennraumdrucksensoren in bereits existierende Komponenten des Zylinderkopfes
zu integrieren. Ein Beispiel einer derartigen Integration sind Zündkerzen
mit integriertem piezoelektrischem Kraftmesselement, welche beispielsweise
aus
DE 694 05 788
T2 bekannt sind. Diese Druckschrift offenbart eine Zündkerze
mit eingebautem Drucksensor, wobei der Drucksensor mindestens einen
Druckeinführungskanal
aufweist, der die Verbrennungskammer eines zugehörigen Zylinders des Verbrennungsmotors
mit dem Drucksensor verbindet.
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Eine
derartige Sensorintegration in bereits existierende Komponenten
des Zylinderkopfs bringt einen deutlichen Preisvorteil mit sich
und macht auch einen Großserieneinsatz
wirtschaftlich möglich.
Bei derartigen Systemen entfällt
die Notwendigkeit des direkten Zugriffs zum Brennraum. Andererseits
hängt die
Signalgüte
derartiger Brennraumdrucksensoren stark vom Kraftverlauf im gesamten
mechanischen Verbund ab und genügt
in der Regel den gestellten Anforderungen nicht.
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Aus
DE 196 80 912 C2 ist
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren des Zylinderdrucks
in einem Dieselmotor bekannt. Die Vorrichtung weist einen Drucksensor,
einen Heizabschnitt einer Glühkerze,
welcher im Innenraum eines Zylinders des Dieselmotors aufgenommen
ist und durch den Zylinderdruck beaufschlagbar ist sowie ein Fixierglied
zum Fixieren des Heizabschnitts in einem Körper der Glühkerze auf. Dabei ist der Drucksensor zwischen
dem Heizabschnitt und dem Fixierglied der Glühkerze angeordnet. Über den
Heizabschnitt wird der Zylinderdruck auf den Drucksensor übertragen.
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Die
in
DE 196 80 912 C2 offenbarte
Vorrichtung weist jedoch insbesondere den Nachteil auf, dass der
Drucksensor unmittelbar mit dem Heizabschnitt in Verbindung steht
und somit hohen Temperaturbelastungen und Temperaturschwankungen ausgesetzt
ist. Weiterhin ist eine Montage der in der
DE 196 80 912 C2 beschriebenen
Vorrichtung aufwendig, da zunächst
der Heizabschnitt in den Körper der
Glühkerze
eingebracht werden muss, wonach anschließend der Drucksensor zentrisch
auf dem Heizabschnitt positioniert werden muss, um eine einwandfreie
Funktionalität
der Vorrichtung zu gewährleisten.
Anschließend
muss der Drucksensor auf der vom Zylinder abgewandten Seite der
Vorrichtung mittels der Fixiervorrichtung fixiert werden, was wiederum
das Risiko einer Deplatzierung des Drucksensors beinhaltet. Ein
Testen der Funktionalität
des Drucksensors ist erst im vollständig montierten Zustand der Glühkerze möglich.
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Aus
DE 102 18 544 A1 ist
eine Glühkerze
mit eingebautem Verbrennungsdrucksensor bekannt. Die Glühkerze weist
ein Gehäuse
mit einem Verbrennungsdrucksensor auf, welcher um einen Kern herum
konzentrisch angeordnet und durch den Kern vorgespannt ist. Der
Verbrennungsdruck in einem Motor wird über den Kern als Kraft übertragen,
wodurch die über
den Kern auf den Drucksensor ausgeübte Kraft auf den Drucksensor
vermindert wird. Der Verbrennungsdruck wird also in eine Verminderung
einer Vorlast auf den Drucksensor umgesetzt und kann mittels eines
elektrischen Signals des Drucksensors somit erfasst werden.
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Die
in
DE 102 18 544 dargestellte
Anordnung weist jedoch den Nachteil einer hohen Teileanzahl auf.
Weiterhin kann die Verbindung zwischen dem Kern und dem um diesen
Kern herum konzentrisch angeordneten Drucksensor bei der Montage
Schwierigkeiten bereiten, da es zu Verspannungen zwischen dem Kern
und dem Drucksensor kommen kann. Bauteiltoleranzen können sich
hierbei kritisch bemerkbar machen. Weiterhin ist auch der in der
DE 102 18 544 A1 dargestellte
Aufbau erst im vollständig montierten
Zustand testbar, so dass erst nach einer vollständigen Montage eventuelle Fehler
erkannt werden können.
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Vorteile der Erfindung
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Es
wird daher eine Glühstiftkerze
mit integriertem Druckmesselement sowie ein Verfahren zum Herstellen
einer derartigen Glühstiftkerze
vorgeschlagen, welches die Nachteile der aus dem Stand der Technik
bekannten Glühstiftkerzen
mit integriertem Druckmesselement vermeiden.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Glühstiftkerze aus zwei separaten
Modulen zusammenzusetzen. Die Glühstiftkerze
weist einen Heizkörper
und ein Kerzengehäuse
auf, welche Bestandteile eines ersten Moduls der Glühstiftkerze sind.
Weiterhin weist die Glühstiftkerze
ein Druckmessmodul auf, welches sich auf einer dem Heizkörper abgewandten
Seite an das Kerzengehäuse
anschließt.
In das Druckmessmodul ist mindestens ein Kraftmesselement integriert,
welches ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von einer Kraft erzeugen
kann. Das Druckmessmodul ist derart mit dem ersten Modul verbunden,
dass das mindestens eine Kraftmesselement direkt oder indirekt mit
dem Heizkörper
verbunden ist, dergestalt, dass über
den Heizkörper
eine Kraft auf das mindestens eine Kraftmesselement übertragbar
ist.
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Als
Kraftmesselement lassen sich eine Vielzahl von dem Fachmann bekannten
Bauelementen einsetzen. Besonders vorteilhaft lassen sich piezoelektrische,
piezoresisistive, kapazitive, induktive Kraftmesselemente und/oder
Messelemente mit Dehnungsmessstreifen (DMS) einsetzen. Grundsätzlich sind
jedoch auch andere mechanisch-elektrische Wandlerelemente einsetzbar.
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Die
erfindungsgemäße Glühstiftkerze
bietet gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen eine Reihe
von Vorteilen. Insbesondere bewirkt die Verwendung eines separaten Druckmessmoduls
und der modulare Aufbau, dass die äußeren Abmessungen des mindestens
einen Kraftmesselements nicht mehr durch den inneren Bauraum des
Kerzengehäuses
begrenzt ist. Dadurch ist eine größere Auswahl an Kraftmesselementen kommerziell
verfügbar,
wodurch Kosten der Produktion gesenkt werden können und Lieferengpässe vermieden
werden können.
Es lassen sich nun unter Umständen
auch Kraftmesselemente einsetzen, welche eine höhere Präzision, geringere Temperaturabhängigkeit
und andere vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, welche jedoch aufgrund
des geringen zur Verfügung
stehenden Bauraums in herkömmliche, aus
dem Stand der Technik bekannte Glühkstiftkerzen nicht integrierbar
wären.
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Weiterhin
bewirkt der modulare Aufbau der Glühstiftkerze, dass bei Konstruktion
und Montage eine hohe Kundenunabhängigkeit gewährleistet
ist, so dass beispielsweise auch ein und derselbe Typ von Glühstiftkerze
in unterschiedliche Motortypen integriert werden kann. Beispielsweise
genügt
zu diesem Zweck ein einfaches Austauschen des Druckmessmoduls.
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Bei
der Herstellung der Glühstiftkerze
können
insbesondere das erste Modul und das Druckmessmodul in separaten
Schritten, beispielsweise durch separate Hersteller oder in unterschiedlichen Fertigungsanlagen,
gefertigt werden. Bei der Herstellung des ersten Moduls wird der
Heizkörper
mit dem Kerzengehäuse
verbunden. Bei der Herstellung des Druckmessmoduls wird mindestens
ein Kraftmesselement in das Druckmessmodul integriert. Beide Module
sind insbesondere separat testbar, da die Funktionalität der beiden
Module vom jeweils anderen Modul unabhängig ist.
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Auf
diese Weise lassen sich im Fertigungsprozess frühzeitig Fehler entdecken und
beheben, was den Ausschuss erheblich senkt, Kosten senkt und die
Zuverlässigkeit
der Bauelemente erhöht.
Anschließend
werden das Druckmessmodul und das erste Modul miteinander verbunden,
dergestalt, dass über
den Heizkörper
eine Kraft auf das mindestens eine Kraftmesselement übertragbar
ist. Diese Verbindung kann insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise
durch Schweißen,
und/oder durch eine kraftschlüssige
Verbindung erfolgen.
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Zur Übertragung
der Kraft von dem Heizkörper
auf das mindestens eine Kraftmesselement kann insbesondere mindestens
ein Kraftübertragungselement
eingesetzt werden. Beispiels weise kann das mindestens eine Kraftübertragungselement
einen Kraftübertragungsstößel aufweisen.
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Dieses
zusätzliche
mindestens eine Kraftübertragungselement
bietet insbesondere den Vorteil, dass der Heizkörper und das mindesten eine
Kraftmesselement räumlich
voneinander getrennt werden können.
So kann insbesondere das Druckmessmodul außerhalb des Brennraums der
Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein, so dass das mindestens
eine Kraftmesselement geringstmöglichen
Temperaturbelastungen und Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
Da die Signalcharakteristik vieler kommerziell verfügbarer Kraftmesselemente
signifikant von der Betriebstemperatur und/oder Temperaturschwankungen
abhängt,
ist diese erfindungsgemäße Konstruktion
somit von erheblichem Vorteil für die
Signalqualität.
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Als
vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn das mindestens
eine Kraftmesselement mindestens eine sich senkrecht zu einer Achse
der Glühstiftkerze
erstreckende Aktorfläche
aufweist. Das mindestens eine Kraftmesselement kann beispielsweise
die Form einer Scheibe, beispielsweise einer Kreisscheibe, aufweisen
und kann radial an einem Gehäuse
des Druckmessmoduls fixiert sein. Dabei kann über das mindestens eine Kraftübertragungselement
in axialer Richtung direkt oder indirekt eine Kraft auf die mindestens
eine Aktorfläche
ausgeübt werden.
Beispielsweise kann die Glühstiftkerze
zusätzlich
mindestens eine Membran aufweisen, welche zwischen dem mindestens
einen Kraftübertragungselement
und dem mindestens einen Kraftmesselement angeordnet ist. Diese
Membran kann insbesondere ein integraler Bestandteil des mindestens einen
Kraftmesselements sein.
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In
der Ausgestaltung, in welcher mindestens ein Kraftübertragungselement
eingesetzt wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die
Glühstiftkerze zusätzliche
ein Schwingungsdämpfungselement
aufweist. Dieses Schwingungsdämpfungselement
kann insbesondere mindestens einen Hohlraum zwischen dem mindestens
einen Kraftübertragungselement und
dem Kerzengehäuse
ganz oder teilweise ausfüllen.
insbesondere wenn langgestreckte Kraftübertragungselemente, beispielsweise
ein Kraftübertragungsstößel, eingesetzt
werden, hat sich dies zur Unterdrückung von Schwingungen des
mindestens einen Kraftübertragungselements
als vorteilhaft erwiesen, um unerwünschte Vibrationen und somit
unerwünschte
Artefakte im elektrischen Signal des mindestens einen Kraftmesselements
zu vermeiden.
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Das
erste Modul und das Druckmessmodul können insbesondere durch eine
Schnittstelle, beispielsweise eine Trennwand voneinander getrennt sein.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Trennwand
mindestens eine Kraftübertragungsöffnung aufweist.
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Beispielsweise
kann es sich bei dieser Kraftübertragungsöffnung um
eine zentrale Bohrung handeln, durch welche ein Kraftübertragungsstößel in axialer
Richtung geführt
wird.
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Zeichnung
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze;
und
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Glühstiftkerze.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Glühstiftkerze 110 dargestellt.
Die Glühstiftkerze 110 weist
ein erstes Modul 112 (Glühstiftmodul) und ein Druckmessmodul 114 auf.
Beide Module sind entlang einer Schnittstelle durch eine Trennwand 116 voneinander
getrennt, welche Bestandteil des Druckmessmoduls 114 oder
auch des Glühstiftmoduls 112 sein
kann. Auch zwei Trennwände 116 sind
möglich,
wobei z. B. eine Trennwand Bestandteil des Glühstiftmoduls 112 und
eine Trennwand Bestandteil des Druckmessmoduls 114 ist.
Die Verbindung zwischen Druckmessmodul 114 und Glühstiftmodul 112 kann
beispielsweise durch Verschweißen
erfolgen. Auch eine Verschraubung durch entsprechende Überwurfmuttern
ist denkbar.
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Das
Glühstiftmodul 112 weist
ein Gehäuse 118 mit
einem im Wesentlichen zylinderförmigen
Innenraum 120 auf. An einem dem Druckmodul 114 abgewandten,
einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugewandten Ende des
Gehäuses 118 weist
das Gehäuse 118 einen
Dichtkonus 122 auf, in welchen ein (in diesem Ausführungsbeispiel keramischer)
Heizkörper 124 eingelassen
ist. Dabei ist der keramische Heizkörper 124 im Dichtkonus 122 derart
mit dem Gehäuse 118 verbunden,
beispielsweise durch Verkleben, dass der Innenraum 120 im Wesentlichen
gegen die Einflüsse
des Brennraums abgedichtet ist. Der keramische Heizkörper 124 kann auch
in ein metallisches Stützrohr
eingelötet
werden, welches anschließend
mit dem Gehäuse
verschweißt
wird oder in dieses eingepresst werden kann.
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Der
keramische Heizkörper 124 weist
an seinem vorderen, dem Brennraum zugewandten Ende eine Druckfläche 126 auf,
welche in diesem Ausführungsbeispiel
als Fläche
senkrecht zu einer Achse 128 der Glühstiftkerze 110 ausgestaltet
ist. Der Druck im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine bewirkt,
dass ein Kraft F (Bezugsziffer 130) auf den keramischen
Heizkörper
(wobei es sich sinngemäß auch um
einen metallischen Heizkörper
handeln kann) ausgeübt
wird. Diese Krafteinwirkung verursacht eine linear-elastische Einfederung
der im Kraftpfad befindlichen Bauteile der Glühstiftkerze 110. Diese
Einfederung liegt üblicherweise
im Mikrometerbereich. Über
diese linear-elastische Einfederung kann eine Kraft auf die Glühstiftkerze 110 übertragen werden,
welche direkt mit dem Brennraumdruck korreliert.
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Eine
Möglichkeit
der Erfassung dieser Kraft 130 besteht erfindungsgemäß darin,
dass im Druckmessmodul 114 ein Kraftmesselement 132 angeordnet
ist. Das Kraftmesselement 132 weist im Wesentlichen die
Gestalt einer senkrecht zur Achse 128 angeordneten Kreisscheibe
auf und weist eine Stirnfläche 134 mit
einer integrierten, miniaturisierten Membran auf, welche auf der
dem Heizkörper 124 zugewandten
Seite angeordnet ist. Das Kraftmesselement, bei welchem es sich,
wie oben beschrieben, beispielsweise um ein piezoresistives Kraftmesselement
handeln kann, weist zwei Signalleitungen 138 auf, welche
an dem Glühstiftmodul 112 abgewandten Ende
des Druckmessmoduls 114 axial aus einem Gehäuse 140 herausgeführt und
einer entsprechenden Signalverarbeitung (nicht dargestellt) zugeführt werden.
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Wird
eine Kraft auf das Kraftmesselement 132 ausgeübt, so wird
diese vom Kraftmesselement 132 in entsprechende elektrische
Signale, beispielsweise eine Spannung oder einen Strom, umgewandelt,
welche mittels der Signalleitungen 138 abgegriffen werden
können.
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Das
Kraftmesselement 132 ist in diesem Ausführungsbeispiel umfangsseitig
mit dem Gehäuse 140 verbunden,
beispielsweise durch Verkleben oder durch ein entsprechendes Gewinde.
Zusätzlich oder
alternativ kann das Kraftmesselement 132 auch von der dem
Heizelement 124 abgewandten Seite her unterstützt werden,
beispielsweise dadurch, dass das Gehäuse 140 ein Innengewinde
aufweist, in welches beispielsweise ein entsprechender Ring mit
einem Außengewinde
eingeschraubt werden kann.
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Im
Gegensatz zur oben beschriebenen
DE 196 80 912 C2 kann bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung
der Glühstiftkerze
110 somit
auf ein zusätzliches
Fixierglied hinter dem Kraftmesselement
132 verzichtet
werden. Das Kraftmesselement
132 wird viel mehr umfangsseitig
am Gehäuse
140 des
vom Glühstiftmodul
112 getrennten
Druckmessmoduls
114 fixiert. Dadurch unterscheidet sich
die erfindungsgemäße Ausgestaltung
auch wesentlich von der in der
EP 102 18 544 A1 dargestellten Anordnung.
Insbesondere ist, wie oben beschrieben, eine separate Herstellung
der beiden Module
112,
114 möglich. Es lassen sich auch
unterschiedliche Varianten des Glühstiftmoduls
112 und
des Druckmessmoduls
114 herstellen, deren Geometrien an
jeweils spezifische Kundenanforderungen angepasst sind. Dabei soll
jedoch die Schnittstellengeometrie, welche ein Zusammenfügen der
beiden Module
112,
114 entlang der Trennwand
116 ermöglicht,
typenunabhängig
sein, so dass sich ein „Baukasten" aus Glühstiftmodulen
112 und
Druckmessmodulen
140 ergibt.
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Bedingt
durch die Länge
des Kraftübertragungselements 142,
also insbesondere der Tatsache, dass das Kraftübertragungselement 142 eine Länge aufweist,
welche seinen Durchmesser erheblich übersteigt, können im
Anregungsspektrum für mechanische
Schwingungen Schwingungsmoden im zumeist unerwünschten Niederfrequenzbereich
auftreten. Durch derartige Eigenresonanzen wird die Auswertung der
Signale des Kraftmesselements 132 erschwert, bzw. vollständig verhindert.
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Um
dieses Problem zu beheben, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfindungsgemäß ein Schwingungdämpfungselement 146 vorgesehen. Dieses
Schwingungsdämpfungselement 146 ist
in diesem Ausführungsbeispiel,
im welchem ein zylinderförmiger
Kraftübertragungsstößel 142 als
Kraftübertragungselement
eingesetzt wird, vorteilhafterweise als Zylinderhülse ausgelegt
und füllt
einen Ringspalt zwischen dem Kraftübertragungsstößel 142 und dem
Gehäuse 118 des
Glühstiftmoduls 112 vollständig aus.
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Vorteilhafterweise
kann, um den Ringspalt vollständig
auszufüllen,
das Schwingungsdämpfungselement 146 ein
Harz, insbesondere ein elektrisch und/oder thermisch isolierendes
Harz, aufweisen kann. Dieses Harz kann in flüssigem Zustand in den Ringspalt
zwischen dem Kraftübertragungsstößel 142 und
dem Gehäuse 118 des
Glühstiftmoduls 112 eingefüllt werden
und anschließend
dort ausgehärtet
werden. Anstelle eines Harzes können
jedoch auch eine Vielzahl weiterer Werkstoffe eingesetzt werden,
welche im flüssigen
oder plastischen Zustand in den Ringspalt eingebracht werden können, um
anschließend
dort ausgehärtet
zu werden. Die Aushärtung
kann ganz oder teilweise erfolgen, so dass sich beispielsweise ein
elastisches oder ein plastisches Schwingungsdämpfungselement 146 ergibt.
Weiterhin kann die Aushärtung
auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch UV-Einwirkung
oder auch durch Wärmebehandlung.
Zahlreiche andere Möglichkeiten
sind denkbar und dem Fachmann bekannt.
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Weiterhin
ist in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 der
bei Glühstiftkerzen 110 üblicherweise verwendete
Stahlanschlussbolzen für
eine Glühstromzuleitung
zu dem keramischen Heizkörper 124 ersetzt
durch eine dünne
und/flexible Drahtglühstromzuleitung 148.
Die Drahtglühstromzuleitung 148 bewirkt,
dass der geringe zur Verfügung
stehende Bauraum innerhalb des Gehäuses 118 des Glühstiftmoduls 112 optimal
ausgenutzt wird. Diese Drahtglühstromzuleitung 148 kann über eine
radial Bohrung 150 aus dem Gehäuse 118 des Glühstiftmoduls 112 herausgeführt und
einer entsprechenden Energieversorgung zugeführt werden.
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In 2 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Glühstiftkerze 110,
beispielsweise zu der in 1 dargestellten Glühstiftkerze 110,
dargestellt. Die dargestellten Verfahrensschritte müssen nicht
notwendigerweise in der abgebildeten Reihenfolge durchgeführt werden,
und es können
zusätzliche,
in 2 nicht dargestellte Verfahrensschritte durchgeführt werden.
Einzelne Verfahrensschritte können
auch wiederholt durchgeführt
werden.
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In
Verfahrensschritt 210 wird ein erstes Modul 112 hergestellt,
welches einen Heizkörper 124 und
ein Gehäuse 118 aufweist.
Dabei wird der Heizkörper 124 mit
dem Kerzengehäuse 118 verbunden. In
Verfahrenschritt 212 wird dieses erste Modul 112 getestet,
wobei beispielsweise die Funktionalität des Heizkörpers 124 durch Beaufschlagung
mit einem entsprechenden Strom, beispielsweise über die Drahtglühstromzuleitung 148, überprüft wird.
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In
Verfahrensschritt 214 wird ein Druckmessmodul 114,
beispielsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1,
montiert, wobei insbesondere mindestens ein Kraftmesselement 132,
beispielsweise 132 der oben beschriebenen Art, in das Druckmessmodul 114 integriert
wird. Anschließend
wird in Verfahrensschritt 216 das Druckmessmodul 114 getestet.
Dieses Testen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass über die Öffnung 144 in
der Trennwand 116 die Membran 136 des Kraftmessmoduls 132 mittels
eines geeigneten Testelements mit einer definierten Kraft beaufschlagt
wird, wobei das durch das Kraftmesselement 132 generierte
elektrische Signal beispielsweise an den Signalleitungen 138 erfasst
werden kann. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Fehlfunktionen
des Druckmessmoduls 114 erkennen.
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Anschließend werden
in Verfahrensschritt 218 das Druckmessmodul 114 und
das Glühstiftmodul 112 miteinander
verbunden, beispielsweise durch Verschweißen oder durch Verbinden mittels
einer Überwurfmutter.
Diese Verbindung erfolgt derart, dass eine Kraft von dem Heizkörper 124 auf
das Kraftmesselement 132 übertragbar ist. Beispielsweise
kann zu diesem Zweck ein Verbinden der Kraftübertragungsstößel 142 durch
die zentrische Bohrung 144 in den Innenraum des Druckmessmoduls 114 geführt und
auf die Membran 136 aufgesetzt werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird die Kraft 130 vom Heizelement 124 vollständig oder
teilweise mittels eines Kraftübertragungselements 142,
welches in diesem Ausführungsbei spiel
als Kraftübertragungsstößel 142 ausgestaltet
ist, übertragen.
Dieser Kraftübertragungsstößel 142 überträgt die Kraft 130 axial
auf die Stirnfläche 134 des
Kraftmesselements 132. Zu diesem Zweck ist der Kraftübertragungsstößel 142 durch
eine zentrische Bohrung 144 geführt.
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- 110
- Glühstiftkerze
- 112
- Glühstiftmodul
- 114
- Druckmessmodul
- 116
- Trennwand
- 118
- Gehäuse des
Glühstiftmoduls
- 120
- Innenraum
- 122
- Dichtkonus
- 124
- keramischer
Heizkörper
- 126
- Druckfläche
- 128
- Achse
- 130
- Kraft
- 132
- Kraftmesselement
- 134
- Stirnfläche
- 136
- Membran
- 138
- Signalleitungen
- 140
- Gehäuse des
Druckmessmoduls
- 142
- Kraftübertragungsstößel
- 144
- Zentrische
Bohrung
- 146
- Schwingungdämpfungselement
- 148
- Drahtglühstromzuleitung
- 150
- radiale
Bohrung
- 210
- Herstellung
Glühstiftmodul
- 212
- Testen
des Glühstiftmoduls
- 214
- Montage
des Druckmessmoduls
- 216
- Testen
des Druckmessmoduls
- 218
- Verbinden
von Druckmessmodul
-
- und
Glühstiftmodul