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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Druckmesseinrichtung zur Anordnung in einer
Kammer einer Brennkraftmaschine. Speziell betrifft die Erfindung
eine Druckmessglühkerze
zur Anordnung in einer Vor-, Wirbel- oder Brennkammer einer luftverdichtenden, selbstzündenden
Brennkraftmaschine.
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Aus
der
DE 103 43 521
A1 ist eine Druckmessglühkerze
für einen
Dieselmotor bekannt. Die bekannte Druckmessglühkerze weist einen Kerzenkörper zum
Einsetzen in einen Zylinder des Dieselmotors auf. Außerdem weist
die bekannte Druckmessglühkerze
einen im Kerzenkörper
angeordneten Heizstab und eine Sensoranordnung auf. Die Sensoranordnung
steht unter einer Vorspannung zwischen dem Kerzenkörper und
einem mit dem Heizstab in Verbindung stehenden Kontaktrohr, wobei
ein mit dem Kontaktrohr verschraubtes Spannelement vorgesehen ist.
Die Sensoranordnung liegt einerseits an dem Spannelement und andererseits
an dem Kerzenkörper
an. Die Sensoranordnung dient zum Messen eines Druckes im Brennraum
des Zylinders, der über
den Heizstab und das Kontaktrohr übertragen wird. Ferner weist
die bekannte Druckmessglühkerze eine
Membran auf, die einerseits mit dem Kerzenkörper und andererseits mit dem
Heizstab verbunden ist, um die Sensoranordnung gegenüber dem
Brennraum abzudichten.
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Die
aus der
DE 103 43
521 A1 bekannte Druckmessglühkerze hat den Nachteil, dass
bei der Montage der Druckmessglühkerze
eine Vielzahl von Einzelteilen aufeinander abgestimmt zusammengefügt und positioniert
werden muss. Die Montage gestaltet sich deshalb relativ aufwändig. Ferner
besteht der Nachteil, dass die Funktionsfähigkeit der Druckmessglühkerze erst
nach der vollständigen
Montage überprüft werden
kann. Insbesondere führen
Fehler, die in Bezug auf eine einzelne Funktion der Druckmessglühkerze,
insbesondere die Druckmessung, auftreten, dazu, dass die gesamte
montierte Druckmessglühkerze
als Ausschussteil behandelt werden muss.
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Offenbarung
der Erfindung
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Druckmesseinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Montage
der Druckmesseinrichtung vereinfacht und insbesondere eine Vormontage
von Teilen der Druckmesseinrichtung ermöglicht ist.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen
Druckmesseinrichtung möglich.
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Das
Zentrierelement der Druckmesseinrichtung weist einen Zentrierabschnitt
auf, auf den der Drucksensor und gegebenenfalls weitere Bauteile der
Druckmesseinrichtung aufgebracht, insbesondere aufgesteckt, werden
können.
Das Zentrierelement ermöglicht
dadurch eine Vormontage von Bauteilen, die bei der montierten Druckmesseinrichtung
direkt oder indirekt zur Druckmessung dienen. Dabei ist gegebenenfalls
auch eine Funktionsüberprüfung eines solchen
Zwischenprodukts bei der Herstellung der Druckmesseinrichtung möglich, so
dass in Bezug auf die Druckmessung mögliche Fehlerquellen bereits vor
der Endmontage der Druckmesseinrichtung erkannt werden können. Ferner
ermöglicht
der Zentrierabschnitt eine Zentrierung der auf den Zentrierabschnitt
aufgebrachten Bauteile, insbesondere des Drucksensors, so dass die
Endmontage der Druckmesseinrichtung erleichtert ist. Ferner können erforderliche
Spaltmaße
von Spalten, die beispielsweise in Bezug auf das Gehäuse der
Druckmesseinrichtung zur elektrischen Isolation erforderlich sind,
auf Grund der durch den Zentrierabschnitt des Zentrierelements gewährleisteten
Zentrierung und Positionierung zuverlässig eingehalten werden. Das
Zentrierelement gewährleistet
diese Positionierung und Zentrierung auch während des Betriebs der Druckmesseinrichtung,
beispielsweise beim Auftreten von Erschütterungen oder auf das Gehäuse einwirkenden Schlägen.
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Vorteilhaft
ist es, dass ein erstes Kontaktplättchen vorgesehen ist, das
zum elektrischen Verbinden einer ersten Messleitung mit dem Drucksensor
dient und eine durchgehende Aussparung aufweist, dass ein zweites
Kontaktplättchen
vorgesehen ist, das zum elektrischen Verbinden einer zweiten Messleitung
mit dem Drucksensor dient und eine durchgehende Aussparung aufweist,
und dass die Kontaktplättchen
zusammen mit dem Drucksensor auf den Zentrierabschnitt des Zentrierelements
gefügt
sind, wobei der Drucksensor zwischen den Kontaktplättchen angeordnet
ist. Das Aufstecken der Kontaktplättchen mit dem Drucksensor
auf den Zentrierabschnitt des Zentrierelements kann dabei im Rahmen
einer Vormontage erfolgen. Dieses vormontierte Zwischenprodukt kann
dann zur Endmontage in das Gehäuse
der Druckmesseinrichtung eingesetzt werden. Durch den Zentrierabschnitt
ist dann eine Positionierung, insbesondere Zentrierung, der Kontaktplättchen und
des Drucksensors im Gehäuse der
Druckmesseinrichtung gewährleistet.
Dabei kann gegebenenfalls ein definierter Ringspalt zwischen dem
Drucksensor und den Kontaktplättchen
zu dem elektrisch leitenden Gehäuse
der Druckmesseinrichtung gewährleistet
werden, so dass die Funktionsfähigkeit
der Druckmesseinrichtung auch nach dem Auftreten von Erschütterungen
oder Schlägen
auf das Gehäuse
gewährleistet
ist. Dabei ist es vorteilhaft, dass der Zentrierabschnitt eine oder
mehrere Aussparungen aufweist, in die die Kontaktnasen der Kontaktplättchen eingreifen,
um eine verdrehsichere Positionierung der Kontaktplättchen in
Bezug auf den Zentrierabschnitt des Zentrierelements und somit auch
in Bezug auf das Gehäuse
der Druckmesseinrichtung zu ermöglichen.
Dadurch wird auch ein Verdrehen von elektrischen Messleitungen,
die an die Kontaktplättchen
geführt
sind, verhindert. Um den Einfluss von mechanischen Kräften auf
die Messleitungen weiter zu verringern, können diese auch in den Aussparungen
des Zentrierabschnitts geführt sein.
Dadurch wird verhindert, dass eine Verbindung zwischen einer Messleitung
und einer Kontaktnase eines Kontaktplättchens oder eine Verbindungsstelle innerhalb
einer Messleitung bricht oder auf andere Weise auf Grund mechanischer
Belastung beschädigt
wird.
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In
vorteilhafter Weise weist das Zentrierelement eine durchgehende
Ausnehmung auf, die sich insbesondere durch den Zentrierabschnitt
des Zentrierelements erstreckt, wobei eine Stromleitung in der durchgehenden
Ausnehmung des Zentrierelements durch das Zentrierelement geführt ist.
Dadurch wird zum einen eine definierte Lage der Stromleitung innerhalb
des Gehäuses
der Druckmesseinrichtung gewährleistet.
Zum anderen ermöglicht
das Zentrierelement eine gewisse Abschirmung der Stromleitung, insbesondere
in Bezug auf den Drucksensor. Speziell bei einer als Druckmessglühkerze ausgestalteten
Druckmesseinrichtung, bei der die Stromleitung als Glühstromleitung
dient, ist auf Grund des erheblichen Stromflusses durch die Glühstromleitung
eine elektromagnetische Beeinflussung eines Sensorsignals des piezoelektrischen
Drucksensors möglich.
Durch eine geeignete Wahl der Werkstoffe des Zentrierelements können die
elektrischen Felder, die durch den Strom durch die Stromleitung
verursacht sind, so weit gedämpft
werden, dass die Beeinflussung des Sensorsignals des Drucksensors
verhindert oder zumindest verringert ist. Dadurch wird eine zuverlässige Druckmessung auch
während
des Heizbetriebs der Druckmessglühkerze
ermöglicht.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die durchgehende Ausnehmung
des Zentrierelements als innenliegende und in Bezug auf die vorhandene
beziehungsweise verbleibende Wandstärke des Zentrierelements mittig
angeordnete Ausnehmung ausgebildet ist, so dass das Minimum der Wandstärke in den
radialen Richtungen maximal ist, um eine optimierte Abschirmung
in jeder radialen Richtung zu erzielen.
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Neben
dem Drucksensor und den Kontaktplättchen können auch weitere Bauteile
der Druckmesseinrichtung auf dem Zentrierabschnitt aufgesteckt sein.
Insbesondere können
ein oder mehrere Isolierelemente vorgesehen sein. Insbesondere kann ein
Isolierelement vorgesehen sein, das eines der Kontaktplättchen gegenüber dem
Fixierelement elektrisch isoliert.
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Das
Zentrierelement kann aus einer Keramik mit einem hohen Anteil an
Aluminiumoxid bestehen. Ferner kann das Zentrierelement aus einem
Aluminiumoxid oder einem Gemisch mit Aluminiumoxid, insbesondere
mit mehr als 99 % Aluminiumoxid, bestehen. In vorteilhafter Weise
kann das Zentrierelement auch aus einem Steatit, also einem Werkstoff
auf der Basis von Speckstein (Protoenstatit, Mg(Si4O10)(OH)2), bestehen.
Als Werkstoff für
das Zentrierelement eignet sich auch Zirkoniumoxid, insbesondere
vollstabilisiertes Zirkoniumoxid (FSZ), teilstabilisiertes Zirkoniumoxid
(PSZ) oder polykristallines tetragonales Zirkoniumoxid (TZP), wobei
Stabilisatoren wie Magnesiumoxid, Calciumoxid oder Yttriumoxid zum
Einsatz kommen können.
Ein weiterer Werkstoff für
das Zentrierelement ist Zirkoniumoxidverstärktes Aluminiumoxid (ZTA),
wobei unterschiedliche Mischungen mit verschiedenen Anteilen von Zirkoniumoxid
und Aluminiumoxid gewählt
werden können.
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Zeichnung
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen,
in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen sind, näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtung
in einer schematischen Schnittdarstellung;
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2 einen
Ausschnitt der Druckmesseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung
in einer Explosionsdarstellung und
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3 einen
Ausschnitt aus der Druckmesseinrichtung des Ausführungsbeispiels der Erfindung aus
der in 2 mit III bezeichneten Blickrichtung.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Druckmesseinrichtung 1 in einer axialen Schnittdarstellung.
Die Druckmesseinrichtung 1 ist dabei als Druckmessglühkerze 1 für eine luftverdichtende,
selbstzündende
Brennkraftmaschine ausgestaltet. Ein stabförmiges Heizelement 2 der
Druckmessglühkerze 1 ragt
bei Vor- und Wirbelkammermotoren in die Kammer der Brennkraftmaschine
und bei Motoren mit Direkteinspritzung in eine Brennkammer des Motors.
Die erfindungsgemäße Druckmessglühkerze 1 eignet
sich jedoch auch für
andere Anwendungsfälle.
Ferner kann die Druckmesseinrichtung 1 auch als Druckmesszündkerze
oder Druckmesseinspritzventil für
gemischverdichtende, fremdgezündete
Brennkraftmaschinen ausgestaltet sein.
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Die
Druckmessglühkerze 1 weist
ein Gehäuse 3 mit
einem Dichtkonus 4 auf. Das stabförmige Heizelement 2 ist
abschnittsweise von einem Kraftübertragungselement 5 umgeben
und mit diesem verbunden. Das stabförmige Heizelement 2 bildet
zusammen mit dem Kraftübertragungselement 5 einen Heizkörper 6 der
Druckmessglühkerze 1.
Das stabförmige
Heizelement 2 des Heizkörpers 6 ist
mittels eines Kontaktelements 7 mit einer als Glühstromleitung 8 ausgebildeten
Stromleitung 8 verbunden. Die Glühstromleitung 8 ist
auf geeignete Weise mit einem Steuergerät oder dergleichen verbunden.
Ferner ist das Kraftübertragungselement 5 des
Heizkörpers 6 direkt
oder indirekt mit dem Gehäuse 3 elektrisch
verbunden, wobei über
das Gehäuse 3 im
montierten Zustand der Druckmessglühkerze 1 eine Verbindung mit
elektrischer Masse 9 herstellbar ist. Durch die Glühstromleitung 8 können relativ
große
Ströme,
beispielsweise von mehreren Ampere, fließen, um die zum Aufheizen des
Heizelements 2 des Heizkörpers 6 benötigte Energie
zu dem Heizelement 2 zu führen.
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Innerhalb
des Gehäuses 3 ist
eine Metallmembran 10 vorgesehen, die einerseits mit dem Kraftübertragungselement 5 und
andererseits mit einer Hülse 14,
insbesondere einem Sensorkäfig 14, verbunden
ist. Dabei ist der Durchmesser der Metallmembran 10 im
Bereich der Verbindung mit dem Kraftübertragungselement kleiner
als der Durchmesser der Metallmembran 10 im Bereich der
Verbindung mit der Hülse 14,
so dass eine Vorspannung der Metallmembran 10 in axialer
Richtung, das heißt
in Richtung einer Achse 15, möglich ist. Die Hülse 14 ist
auf geeignete Weise, beispielsweise durch eine Schweißnaht, mit
dem Gehäuse 3 verbunden.
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Die
Druckmessglühkerze 1 weist
ferner ein in einem Innenraum 11 des Gehäuses 3 angeordnetes Fixierelement 16 auf,
das auf geeignete Weise, insbesondere durch eine Schweißnaht, mit
der Hülse 14 verbunden
ist. Das Kraftübertragungselement 5 des Heizkörpers 6 weist
einen Bund 17 auf, an dem eine ringförmige Stirnfläche 18 vorgesehen
ist. Der Bund 17 des Kraftübertragungselements 5 befindet
sich dabei innerhalb des Gehäuses 3 der
Druckmessglühkerze 1.
An der Stirnfläche 18 des
Bundes 17 des Kraftübertragungselements 5 stützt sich
ein Zentrierelement 19 ab, wobei eine Stirnfläche 20 des
Zentrierelements 19 teilweise an der Stirnfläche 18 des Bundes 17 anliegt.
Das Zentrierelement 19 weist einen Zentrierabschnitt 21 auf,
der in den 2 und 3 dargestellt
ist. Auf den Zentrierabschnitt 21 des Zentrierelements 19 sind
nacheinander ein erstes Kontaktplättchen 22, ein Drucksensor 24,
ein zweites Kontaktplättchen 23 und
ein Isolierelement 25 aufgesteckt. Der Drucksensor 24 ist
somit von den Kontaktplättchen 22, 23 umgeben,
wobei das Isolierelement 25 das zweite Kontaktplättchen 23 in
Bezug auf das Fixierelement 16, das aus einem leitenden Werkstoff,
insbesondere einem Stahl, ausgebildet ist, elektrisch isoliert.
Das Isolierelement 25 liegt dabei unmittelbar an dem Fixierelement 16 an.
Der Drucksensor 24 steht über das erste Kontaktplättchen 22 und
einem zylinderförmigen
Teil 26 des Zentrierelements 19 mit dem Kraftübertragungselement 5 des Heizkörpers 6 in
Wirkverbindung. Außerdem
stützt sich
der Drucksensor 24 über
das zweite Kontaktplättchen 23 und
das Isolierelement 25 an dem Fixierelement 16 ab.
Bei einer Beaufschlagung des Drucksensors 24 mittels des
Kraftübertragungselements 5 erzeugt
ein beispielsweise piezoelektrischer Teil des Drucksensors 24 eine
Messladung, die mittels aus dem Gehäuse 3 zu einer geeigneten
Auswerteschaltung führender
Messleitungen 28, 29 messbar ist. Der Drucksensor 24,
die Kontaktplättchen 22, 23,
das Isolierelement 25 und der Zentrierabschnitt 21 des
Zentrierelements 19 sind dabei in dem Innenraum 11 des Gehäuses 3 angeordnet,
der gegenüber
der Kammer abgedichtet ist.
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Durch
einen in der Kammer herrschenden Druck wird eine Beaufschlagung
des stabförmigen Heizelements 2 des
Heizkörpers 6 in
einer axialen Richtung 27, das heißt in Richtung der Achse 15 des Gehäuses 3,
erreicht. Die dabei auf das Heizelement 2 einwirkende Kraft
wird zumindest im Wesentlichen über
das Kraftübertragungselement 5,
das Zentrierelement 19 und das erste Kontaktplättchen 22 auf
den Drucksensor 24 übertragen,
wobei sich dieser über das
zweite Kontaktplättchen 23 und
das Isolierelement 25 an dem Fixierelement 16 abstützt. Dadurch wird
in Abhängigkeit
von dem Druck in der Kammer eine gewisse elektrische Ladung des
Drucksensors 24 erzeugt, die über die Messleitungen 28, 29 messbar
ist.
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Das
Fixierelement 16 ist so mit der Hülse 14 verbunden,
dass eine gewisse Vorspannung der Metallmembran 10 im drucklosen
Zustand vorgegeben ist. Durch die Vorspannung der Metallmembran 10 wird
ein Anliegen der einzelnen Bauteile innerhalb des Kraftpfads, das
heißt
insbesondere des zylinderförmigen
Teils 26 des Zentrierelements 19, des ersten Kontaktplättchens 22,
des Drucksensors 24, des zweiten Kontaktplättchens 23,
des Isolierelements 25 und des Fixierelements 16,
erreicht, wodurch Hystereseeffekte bei der Druckmessung verhindert
oder zumindest verringert sind.
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Im
Inneren des Gehäuses 3 ist
außerdem
ein Führungselement 30 vorgesehen.
Die Messleitungen 28, 29 sowie die Glühstromleitung 8 sind
mechanisch mit dem Führungselement 30 verbunden.
Die Messleitungen 28, 29 sowie die Glühstromleitung 8 werden
sowohl durch das Zentrierelement 19, wie es anhand der 2 und 3 näher beschrieben
ist, als auch durch das Führungselement 30 geführt und
in Bezug auf das Gehäuse 3 positioniert.
Daher ist auch bei Erschütterungen
oder beim Auftreten von Schlägen
auf das Gehäuse 3 ein
Kurzschluss oder eine Beschädigung
der Messleitungen 28, 29 oder der Glühstromleitung 8 verhindert.
Die durch die Führung der
Messleitungen 28, 29 erreichte Schüttelbeständigkeit
verhindert auch ein Einkoppeln von Störanteilen in die Messleitungen 28, 29,
speziell im Bereich einiger Kilohertz. Außerdem werden mechanische Verbindungsstellen
innerhalb der Messleitungen 28, 29 und/oder der
Glühstromleitung 8,
beispielsweise bei der Montage der Druckmessglühkerze 1 in einem Bereich 31 der
Messleitungen 28, 29 und der Glühstromleitung 8,
in Bezug auf mechanische Belastungen geschützt. Außerdem wird ein Verdrehen der Messleitungen 28, 29 sowie
der Glühstromleitung 8 durch
die Führung
sowohl im Bereich des Zentrierelements 19 als auch im Bereich
des Führungselements 30 verhindert.
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Das
Führungselement 30 kann
weitere Funktionen aufweisen. Insbesondere kann das Führungselement 30 elektronische
Bauteile aufweisen, die die über
die Messleitungen 28, 29 messbare Ladung des Drucksensors 24 in
ein geeignetes Ausgangssignal umsetzen.
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Das
bolzenförmige
Zentrierelement 19 weist den zylinderförmigen Teil 26 und
den Zentrierabschnitt 21 auf. Im Rahmen einer Vormontage
werden nacheinander das erste Kontaktplättchen 22, der Drucksensor 24,
das zweite Kontaktplättchen 23 und das
Isolierelement 25 auf den Zentrierabschnitt 21 des
Zentrierelements 19 aufgefügt. Der Zentrierabschnitt 21 des
Zentrierelements 19 weist eine erste Aussparung 35 und
eine zweite Aussparung 36 auf. Das erste Kontaktplättchen 22 wird
so auf den Zentrierabschnitt 21 gefügt, dass eine Kontaktnase 37 des
ersten Kontaktplättchens 22 in
der ersten Aussparung 35 angeordnet ist. Dadurch greift
die Kontaktnase 37 des ersten Kontaktplättchens 22 im vormontierten
Zustand in die erste Aussparung 35 ein, so dass eine Verdrehsicherung
für das
erste Kontaktplättchen 22 ausgebildet
ist. Ein Endabschnitt 38 der Messleitung 28 ist
beispielsweise durch Löten
oder Schweißen
mit der Kontaktnase 37 des ersten Kontaktplättchens 22 verbunden.
Das zweite Kontaktplättchen 23 wird
so auf den Zentrierabschnitt 21 des Zentrierelements 19 gefügt, dass
eine Kontaktnase 39 des zweiten Kontaktplättchens 23 in
die zweite Aussparung 36 des Zentrierabschnitts 21 eingreift, um
eine Verdrehsicherung für
das zweite Kontaktplättchen 23 zu
schaffen. Ferner ist ein Endabschnitt 40 der Messleitung 29 durch
Schweißen
oder Löten mit
der Kontaktnase 39 des zweiten Kontaktplättchens 23 verbunden.
Im montierten Zustand verlaufen die Messleitungen 28, 29 durch
die erste Aussparung 35 beziehungsweise die zweite Aussparung 36, so
dass die Messleitungen 28, 29 in den Aussparungen 35, 36 geführt sind.
Ferner werden die Kontaktplättchen 22, 23,
der Drucksensor 24 und das Isolierelement 25 durch
das Aufstecken auf den Zentrierabschnitt 21 des Zentrierelements 19 positioniert,
insbesondere in radialer Richtung fixiert, so dass speziell ein
Kontakt zwischen den Kontaktplättchen 22, 23 sowie
dem Drucksensor 24 mit der Hülse 14 zur Vermeidung
eines Kurzschlusses mit dem Gehäuse 3 verhindert
ist.
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Ferner
ist die Glühstromleitung 8 sowohl durch
den zylinderförmigen
Teil 26 als auch den Zentrierabschnitt 21 des
Zentrierelements 19 geführt,
wie es anhand der 3 näher beschrieben ist.
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Das
erste Kontaktplättchen 22 weist
eine durchgehende Aussparung 41 auf, durch die sich der Zentrierabschnitt 21 im
montierten Zustand erstreckt. Ferner weist auch das zweite Kontaktplättchen 23 eine
durchgehende Aussparung auf, durch die sich der Zentrierabschnitt 21 im
montierten Zustand erstreckt. Der Drucksensor 24 weist
eine durchgehende Aussparung 43 auf, um den Drucksensor
auf den Zentrierabschnitt 21 des Zentrierelements 19 zu
fügen,
wobei der Zentrierabschnitt 21 zum Positionieren des Drucksensors 24 im
Eingriff mit der Aussparung 43 des Drucksensors 24 steht.
Entsprechend steht der Zentrierabschnitt 21 auch im Eingriff
mit sowohl der Aussparung 41 des ersten Kontaktplättchens 22 als
auch der Aussparung 42 des zweiten Kontaktplättchens 23.
Das Isolierelement 25 weist ebenfalls eine durchgehende
Aussparung 44 auf, so dass das Isolierelement 25 auf
den Zentrierabschnitt 21 des Zentrierelements 19 aufgebracht
werden kann.
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3 zeigt
eine auszugsweise Darstellung der Druckmessglühkerze 1 des Ausführungsbeispiels
der Erfindung aus der in 2 mit III bezeichneten
Blickrichtung. Das Zentrierelement 19 weist eine durchgehende
Ausnehmung 45 auf, die sich sowohl durch den Zentrierabschnitt 21 als
auch den zylinderförmigen
Teil 26 des Zentrierelements 19 erstreckt. Dabei
ist die durchgehende Ausnehmung 45 als innenliegende Ausnehmung 45 ausgebildet
und in Bezug auf den in der 3 dargestellten
Querschnitt des Zentrierabschnitts 21 zumindest im Wesentlichen
mittig angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige, allseitige
Abschirmung der Glühstromleitung 8 zu
erreichen. Dadurch wird eine Beeinflussung der bei der Druckmessung
erzeugten elektrischen Ladung des Drucksensors 24, die über die Messleitungen 28, 29 messbar
ist, verhindert oder zumindest verringert.
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Das
Zentrierelement 19 ist vorzugsweise aus einem elektrisch
isolierenden Werkstoff gebildet. Dabei eignet sich eine Keramik
mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand, um ein Abfließen einer
Ladung von dem piezoelektrischen Drucksensor 24 zu verhindern.
Das Zentrierelement 19 kann einstückig und damit kostengünstig hergestellt
werden. Insbesondere kann das Zentrierelement 19 aus Hoch-Aluminiumoxid-haltigen
Keramiken oder aus einem Aluminiumoxid, insbesondere mit einer Zusammensetzung
von mehr als 99 % Aluminiumoxid, bestehen. Als Werkstoff für das Zentrierelement 19 kann
auch ein Steatit auf der Basis von Speckstein (Protoenstatit, Mg(Si4O10)(OH)2)
dienen. Als Werkstoff kann auch ein oder eine Kombination von mehreren
Zirkoniumoxiden, insbesondere vollstabilisiertes Zirkoniumoxid,
teilstabilisiertes Zirkoniumoxid oder polykristallines tetragonales
Zirkoniumoxid dienen. Dabei sind Stabilisatoren wie Magnesiumoxid, Calciumoxid
oder Yttriumoxid zur Stabilisierung des Zirkoniumoxids von Vorteil.
Außerdem
eignet sich als Werkstoff für
das Zentrierelement 19 auch ein Zirkoniumoxidverstärktes Aluminiumoxid,
wobei Mischungen mit verschiedenen Anteilen von Zirkoniumoxid und
Aluminiumoxid möglich
sind. Diese Werkstoffe können
auch miteinander kombiniert werden.
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Der
beschriebene modulare Aufbau des Zentrierelements 19 mit
dem Drucksensor 24, den Kontaktplättchen 22, 23 und
dem Isolierelement ermöglicht
eine kurze axiale Gesamtbaulänge des
zur Druckmessung dienenden Druckmessmoduls, das neben diesen Bauteilen
auch die Metallmembran 10, einen Teil des Kraftübertragungselements 5,
die Hülse 14 und
das Fixierelement 16 umfasst. Dadurch können störende Eigenfrequenzen des Druckmessmoduls
in Richtung höherer
Frequenzen verschoben werden, um eine hohe Zuverlässigkeit
der Druckmessung zu erreichen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.