DE102007006521A1 - Flachdichtung mit integrierter Sensorik - Google Patents

Flachdichtung mit integrierter Sensorik Download PDF

Info

Publication number
DE102007006521A1
DE102007006521A1 DE200710006521 DE102007006521A DE102007006521A1 DE 102007006521 A1 DE102007006521 A1 DE 102007006521A1 DE 200710006521 DE200710006521 DE 200710006521 DE 102007006521 A DE102007006521 A DE 102007006521A DE 102007006521 A1 DE102007006521 A1 DE 102007006521A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
sensor
sealing
sensors
sealing plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710006521
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Peter Dr. Werner
Alexander Stoll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ElringKlinger AG
Original Assignee
ElringKlinger AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ElringKlinger AG filed Critical ElringKlinger AG
Priority to DE200710006521 priority Critical patent/DE102007006521A1/de
Publication of DE102007006521A1 publication Critical patent/DE102007006521A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0818Flat gaskets
    • F16J15/0825Flat gaskets laminated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/064Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/223Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2287Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2205/00Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Flachdichtung mit einer mindestens eine Metallblechlage aufweisenden Dichtungsplatte sowie mindestens einem in die Dichtungsplatte integrierten Sensor zur Erfassung mindestens eines auf die Flachdichtung einwirkenden Betriebsparameters; damit der Sensor den im Betrieb unvermeidlichen Einflüssen zu widerstehen vermag, wird als Sensor ein in Dünnschichttechnologie auf eine Materiallage der Dichtungsplatte aufgebrachter Dünnschichtsensor verwendet, welcher entweder eine sensorische Schicht und eine diese überdeckende elektrisch isolierende Hartstoffschicht oder eine diamantartige, zumindest hauptsächlich amorphe und im Wesentlichen aus Kohlenstoff bestehende Schicht aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, und zwar insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, mit einer mindestens eine Materiallage, vorzugsweise eine Metallblechlage aufweisenden Dichtungsplatte sowie mindestens einem in die Dichtungsplatte integrierten Sensor zur Erfassung mindestens eines auf die Flachdichtung einwirkenden Betriebsparameters, wie z. B. Temperatur und/oder Druck.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zylinderkopfdichtungen diskutiert und erläutert werden, die Erfindung eignet sich aber auch für andere Flachdichtungen, bei denen es von Vorteil ist, wenn mit einer in eine Flachdichtung integrierten Sensorik Betriebsparameter eines Geräts ermittelt werden können, in welches die Flachdichtung eingebaut ist. Allerdings wird der Schwerpunkt der Erfindung in ihrer Anwendung auf Zylinderkopfdichtungen gesehen, wie sich aus dem Folgenden noch ergeben wird.
  • Eine in eine Zylinderkopfdichtung integrierte Sensorik zur Überwachung beispielsweise von Motorbauteil-Temperaturen oder zur indirekten Überwachung des Verbrennungsverlaufs in den Zylindern eines Hubkolben-Verbrennungsmotors, beispielsweise durch die Erfassung der auf Zylinder-nahe Bereiche einer Zylinderkopfdichtung einwirkenden, zeitlich variierenden Drücke (Pressungskräfte), erreicht bislang ihre Grenzen dann, wenn von einer Zylinderkopfdichtung eine geringe Einbaudicke gefordert wird, d. h. eine geringe Dicke im eingebauten Zustand, so wie dies bei modernen Motoren zunehmend der Fall ist, bei denen der durch die Zylinderkopfdichtung abzudichtende Dichtspalt zwischen Motorblock und Zylinderkopf immer schmäler (dünner) wird. Beispielsweise Temperatursensoren werden auf dem Markt nur mit Dicken von mindestens ca. 0,15 mm angeboten; auch ist die Fläche solcher üblichen Sensoren in der Regel so groß, dass sich diese Sensoren an den für die Erfassung des betreffenden Betriebsparameters erwünschten Stellen einer Zylinderkopfdichtung aus Platzgründen oft nicht unterbringen lassen. Schließlich bedürfen die üblichen Sensoren noch eines Schutzes gegen diejenigen Medien, denen die Zylinderkopfdichtung im Motorbetrieb ausgesetzt ist, und gegen eine Zerstörung aufgrund der auf die Zylinderkopfdichtung einwirkenden Pressungskräfte sowie Reibungseinflüsse aufgrund von Schiebebewegungen der gegen die Zylinderkopfdichtung anliegenden Dichtflächen von Zylinderkopf und/oder Motorblock gegenüber der Zylinderkopfdichtung, wie sie im Motorbetrieb auftreten.
  • Bezüglich Zylinderkopfdichtungen mit herkömmlicher Sensorik wird auf folgende Veröffentlichungen der ElringKlinger AG verwiesen: WO 91/18198 , DE-10 2004 051 341-A und DE-10 2005 022 117-A .
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die bekannten Flachdichtungen der eingangs erwähnten Art zu verbessern, insbesondere dahingehend, dass ihre Sensoren ohne aufwendige Schutzmaßnahmen den im Betrieb unvermeidlichen Einflüssen zu widerstehen vermögen.
  • Diese Aufgabe lässt sich erfindungsgemäß dadurch lösen, dass
    • (a) der Sensor ein in Dünnschichttechnologie auf eine Materiallage, insbesondere eine Metallblechlage der Dichtungsplatte aufgebrachter Dünnschicht-Sensor mit einer Gesamtdicke von höchstens 20 μm aus der Gruppe der folgenden Sensoren ist: Temperatur-, Druck-, Deformations- und kapazitive Abstandsmess-Sensoren, wobei
    • (b) der Sensor aufweist: (b.1) eine sensorische Schicht und mindestens eine diese überdeckende elektrisch isolierende Hartstoffschicht, oder (b.2) eine diamantartige, zumindest hauptsächlich amorphe und im Wesentlichen aus Kohlenstoff bestehende DLC-Schicht ("diamond-like-carbon"-Schicht).
  • Die Fraunhofer Technologie-Entwicklungsgruppe Stuttgart TEG in D-70569 Stuttgart beschreibt in dem Aufsatz "Intelligente Schichten für das Automobil von morgen", erschienen in JOT + Oberfläche, Journal für Oberflächentechnik 45 (2005), Nr. 9, Seiten 64–67, Dünnschichtsensoren, wie sie erfindungsgemäß in eine Flachdichtung integriert werden. In diesem Aufsatz werden die folgenden Anwendungen solcher Dünnschichtsensoren offenbart: Kombination eines Dünnschichtsensors mit einer Unterlegscheibe, insbesondere zur Einstellung und Kontrolle von mittels Zylinderkopfschrauben aufgebrachten Spannkräften und zur Verwendung als Klopfsensor (Erfassung einer klopfenden Verbrennung in einem Hubkolben-Verbrennungsmotor), sowie Integration eines solchen Dünnschichtsensors in eine Laufbahn eines Wälzlagers.
  • Ein solcher Dünnschichtsensor mit sensorischer Schicht und Hartstoffschicht lässt sich mit einer Gesamtdicke von weniger als 10 μm herstellen, wobei die Hartstoffschicht nur ca. 100 Nanometer dick sein kann. Aber auch ein Dünnschichtsensor in Gestalt einer DLC-Schicht lässt sich mit einer Dicke unter 10 μm (insbesondere mit einer Dicke im Bereich von 2 bis 8 μm) herstellen. Außer ihrer äußerst geringen Dicke haben die erfindungsgemäß einzusetzenden Dünnschichtsensoren aber auch den Vorteil hervorragender tribologischer Eigenschaften, nämlich einer extrem hohen Härte bei gleichzeitig niedrigem Reibkoeffizienten, und sie erfordern keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen gegen schädliche Einflüsse von Medien, denen eine erfindungsgemäße Flachdichtung im Betrieb ausgesetzt ist.
  • Wenn vorstehend davon die Rede ist, dass der Sensor auf eine Materiallage aufgebracht ist, so ist hierunter nicht zu verstehen, dass sich diese Materiallage über die ganze Dichtungsplatte erstrecken muss – der Sensor könnte auch auf einem Materialstreifen aufgebracht sein, welcher mit einer Lage der Dichtungsplatte verbunden ist.
  • Bei einem erfindungsgemäß einzusetzenden Dünnschichtsensor aus einer sensorischen Schicht und einer Hartstoffschicht lässt sich das Material für die sensorische Schicht ohne weiteres so auswählen, dass alle Funktionen, wie Haftung an der den Dünnschichtsensor tragenden Metallblechlage, sensorische Empfindlichkeit und elektrische Kontaktierung der sensorischen Schicht, mit nur einer einzigen Schicht verwirklicht werden können, und die gewünschten Sensoreigenschaften, wie hohe Härte und niedriger Reibkoeffizient, lassen sich durch die elektrisch isolierende Hartstoffschicht verwirklichen. Alle diese Eigenschaften weist auch ein erfindungsgemäß einzusetzender Dünnschichtsensor aus einer einzigen DLC-Schicht auf.
  • Wenn vorstehend von Deformations-Sensoren die Rede war, sind hierunter Sensoren zu verstehen, welche auf Dehnung, Stauchung und/oder Torsion ansprechen.
  • Außerdem sei noch erwähnt, dass auch solche Flachdichtungen als erfindungsgemäß anzusehen sind, bei denen ein Dünnschichtsensor nicht auf eine Metallblechlage aufgebracht ist, sondern auf eine für den jeweiligen Einsatzzweck hinreichend feste und temperaturbeständige Lage aus einem nicht-metallischen Material, wie z. B. einem geeigneten Kunststoff oder einem geeigneten keramischen Material.
  • Für einen erfindungsgemäß einzusetzenden mehrschichtigen Dünnschichtsensor empfehlen sich für die Hartstoffschicht insbesondere Al2O3 und ein Material, wie es unter der Marke SICON® von dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik, Braunschweig, Bundesrepublik Deutschland, angeboten wird, und für die sensorische Schicht NiCr, Cr oder TiN.
  • Bei einem erfindungsgemäß einzusetzenden Dünnschichtsensor aus einer DLC-Schicht ist die letztere eine im Wesentlichen amorphe Kohlenstoffschicht, die mit oder ohne an den Kohlenstoff angelagerten Wasserstoff vorliegen kann. Ihre Eigenschaften sind durch Dotierung mit Fremdelementen in weiten Grenzen beeinflussbar, wobei Dotierung und Herstellung einen erheblichen Einfluss auf die Nano-Struktur der Schicht haben. Mit Metall dotierte derartige DLC-Schichten besitzen in die amorphe Schicht eingebettete Nano-Kristalle. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die DLC-Schicht also eine amorphe Matrix aus C oder C:H und in die Matrix eingebettete Nano-Kristalle aus mit Metall dotiertem C oder C:H auf.
  • Soll ein erfindungsgemäß einzusetzender Dünnschichtsensor aus einer DLC-Schicht ein Kraftsensor sein, empfiehlt sich für die DLC-Schicht eine DiaForce®-Schicht, welche von der bereits erwähnten Fraunhofer Technologie-Entwicklungsgruppe Stuttgart TEG entwickelt wurde und angeboten wird. Während die üblichen Kraftsensoren nach dem Dehnungsmessstreifen-Prinzip für die Erzeugung eines Messsignals eine Deformation der Messstelle erfordern, erlaubt eine DiaForce®-Schicht die Verwendung an einem steifen Träger. Eine Änderung eines auf eine solche Schicht einwirkenden Drucks hat eine entsprechende Änderung des elektrischen Widerstands dieser Schicht zur Folge, und für die Erzeugung eines Messsignals sind nur Messströme von wenigen Mikroampere erforderlich.
  • Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass ein erfindungsgemäß einzusetzender Dünnschichtsensor aus einer DLC-Schicht nicht nur sehr hart, sondern auch elastisch ist, so dass er sowohl Druckspannungen als auch Zugspannungen aufnehmen kann.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung und der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung gezeigten erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung; in der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer im Wesentlichen metallischen, mehrlagigen Zylinderkopfdichtung für einen Mehrzylindermotor;
  • 2 einen Schnitt durch diese Zylinderkopfdichtung nach der Linie 2-2 in 1 und
  • 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in 1.
  • Die 1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Dichtungsplatte der Zylinderkopfdichtung, welche Brennraumöffnungen 12, Schraubenlöcher 14 für den Durchtritt von Zylinderkopfschrauben sowie weitere, nicht näher zu erläuternde Durchgangsöffnungen für den Durchtritt von Medien, wie Kühlwasser und Schmieröl, aufweist, wobei diese weiteren Durchgangsöffnungen sämtlich mit 16 bezeichnet wurden.
  • Wie sich aus den 2 und 3 ergibt, weist bei der dargestellten Ausführungsform die Dichtungsplatte 10 drei Metallblechlagen auf, nämlich zwei äußere sogenannte Decklagen 18 und eine zwischen diesen angeordnete mittlere Lage, bei der es sich um ein sogenanntes Trägerblech 20 handelt. Die beiden Decklagen 18 bestehen aus Federstahlblech und sind um jede Brennraumöffnung 12 herum mit höhenelastischen Abdichtsicken 22 versehen, welche in Richtung auf das Trägerblech 20 vorspringen – derartige Lagen werden üblicherweise als Funktionslagen bezeichnet. Das Trägerblech 20 ist um jede Brennraumöffnung 12 herum auf sich selbst zurückgefaltet und bildet so jeweils einen ringförmigen verdickten Bereich 24, der, wenn die Zylinderkopfdichtung im eingebauten Zustand gepresst ist, sowohl einen radial inneren Abdichtbereich um die betreffende Brennraumöffnung herum bildet, als auch einen sogenannten Stopper, durch den die Abdichtsicken 22 vor einer unzulässig hohen Abflachung geschützt werden.
  • Die 1 zeigt nun zwei erfindungsgemäße Dünnschichtsensoren 26 und 28, wobei es sich bei dem Sensor 26 um einen Kraftsensor zur Erfassung der auf die Zylinderkopfdichtung einwirkenden Pressungskräfte und bei dem Sensor 28 um einen Temperatursensor handeln soll. Elektrische Zuleitungen zu den beiden Sensoren wurden mit 30 bzw. 32 bezeichnet, und diese Zuleitungen sollen als auf das Trägerblech 20 z. B. aufgedruckte Folienleiterbahnen ausgebildet sein; diese Zuleitungen können aber auch von Bereichen der sensorischen Schicht gebildet werden.
  • Wie sich aus den 2 und 3 ergibt, sind die erfindungsgemäß einzusetzenden Dünnschichtsensoren 26 und 28 erfindungsgemäß im Inneren der Dichtungsplatte 10 angeordnet – jeder dieser Dünnschichtsensoren wird von einer der beiden Decklagen 18 überdeckt.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist der einen Kraftsensor bildende Dünnschichtsensor 26 in der Nachbarschaft eines Schraubenlochs 14 angeordnet und in der Draufsicht kreisringförmig gestaltet, so dass er dieses Schraubenloch umschließt; ein solcher Kraftsensor könnte aber auch an einer anderen Stelle der Dichtungsplatte 10 angeordnet sein, allerdings vorzugsweise in der Nähe einer Brennraumöffnung 12 oder zweier solcher Brennraumöffnungen. Mit solchen Kraftsensoren lassen sich z. B. Verbrennungsabläufe in den Zylindern überwachen.
  • Der einen Temperatursensor bildende Dünnschichtsensor 28 wird erfindungsgemäß möglichst nahe bei einer Brennraumöffnung 12 angeordnet, bei der dargestellten Ausführungsform allerdings radial außerhalb der Abdichtsicken 22, welche in der 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt wurden. Der Dünnschichtsensor 28 hat, wie die 1 erkennen lässt, eine mäanderförmige Gestalt und soll einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand haben, während es sich bei dem einen Kraftsensor bildenden Dünnschichtsensor 26 um einen piezoresistiven Sensor handeln soll.
  • Die Dünnschichtsensoren 26 und 28 können z. B. durch ein fotolithografisches Verfahren oder durch ein direkt schreibendes Laserverfahren erzeugt werden, aus dem Stand der Technik können aber auch andere Auftragsverfahren ausgewählt werden, so z. B. das Aufsputtern und das Plasma-CVD-Verfahren (CVD = chemical vapor deposition).
  • Zur Ermittlung der im Motorbetrieb auftretenden dynamischen Änderungen der Weite des Dichtspalts zwischen Zylinderkopf und Motorblock können aber auch kapazitive Abstandsmesssensoren eingesetzt werden, welche berührungslos die Relativbewegungen zwischen den Motorbauteilen erfassen.
  • Wenn es sich bei einem oder beiden Dünnschichtsensoren 26, 28 um einen solchen handelt, welcher aus einer sensorischen Schicht und einer elektrisch isolierenden Hartstoffschicht besteht, liegt die sensorische Schicht zwischen der Metallblechlage und der Hartstoffschicht; alternativ kann die sensorische Schicht in einen Hartstoff eingebettet sein.
  • Zu dem vorstehend erwähnten direkt schreibenden Laserverfahren sei noch bemerkt, dass dabei eine flächig aufgebrachte Dünnschicht mittels eines Lasers thermisch bereichsweise zerstört wird, so dass von der Dünnschicht nur die für den Einsatzzweck erforderlichen Bereiche auf einem Träger verbleiben.
  • Für die Dotierung der vorstehend erwähnten DLC-Schichten kommen Metalle wie Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W in Frage.
  • Bei dem Material SICON® handelt es sich um amorphen Kohlenstoff, wobei an den Kohlenstoff Wasserstoff angelagert ist, und dieser amorphe, wasserstoffhaltige Kohlenstoff ist z. B. dotiert mit Si, O, N, F und B.
  • Die Dotierung des DLC-Materials hat einen großen Einfluss z. B. auf den Temperaturverlauf des elektrischen Widerstands, aber auch auf die Änderung des elektrischen Widerstands aufgrund einer Druckbeaufschlagung der sensorischen Schicht.
  • Auf eine erfindungsgemäß zu verwendende sensorische Schicht lässt sich beispielsweise durch Aufsputtern eine Elektrode, z. B. aus Cr, aufbringen, welche sich mittels eines Lasers auch strukturieren lässt.
  • Bei erfindungsgemäßen Kraftsensoren liegt die Änderung des elektrischen Widerstands im Bereich von 1 Ohm/N, bei Temperatursensoren im Bereich von 2 Ohm/°K.
  • Erwähnt sei schließlich noch, dass sich bei einer im Wesentlichen metallischen Flachdichtung, wie der vorstehend beschriebenen Zylinderkopfdichtung, ein erfindungsgemäßer Dünnschichtsensor auch auf bzw. unter einer Sicke, einem Stopper und/oder innerhalb eines Bereichs eines Trägerblechs anbringen lässt, in dem das letztere auf sich selbst zurückgefaltet wurde, so wie dies bei dem Bereich 24 der vorstehend beschriebenen Zylinderkopfdichtung der Fall ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 91/18198 [0004]
    • - DE 102004051341 A [0004]
    • - DE 102005022117 A [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - "Intelligente Schichten für das Automobil von morgen", erschienen in JOT + Oberfläche, Journal für Oberflächentechnik 45 (2005), Nr. 9, Seiten 64–67 [0007]

Claims (8)

  1. Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung, mit einer mindestens eine Metallblechlage aufweisenden Dichtungsplatte sowie mindestens einem in die Dichtungsplatte integrierten Sensor zur Erfassung mindestens eines auf die Flachdichtung einwirkenden Betriebsparameters, dadurch gekennzeichnet, dass (a) der Sensor ein in Dünnschichttechnologie auf eine Materiallage der Dichtungsplatte aufgebrachter Dünnschichtsensor mit einer Gesamtdicke von höchstens 20 μm aus der Gruppe der folgenden Sensoren ist: Temperatur-, Druck-, Deformations- und kapazitive Abstandsmess-Sensoren, und dass (b) der Sensor aufweist (b.1) eine sensorische Schicht und mindestens eine diese überdeckende elektrisch isolierende Hartstoffschicht, oder (b.2) eine diamantartige, zumindest hauptsächlich amorphe und im Wesentlichen aus Kohlenstoff bestehende DLC-Schicht.
  2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht aus Al2O3 oder SICON® besteht.
  3. Flachdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorische Schicht aus NiCr, Cr oder TiN besteht.
  4. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die DLC-Schicht eine amorphe Matrix aus C oder C:H und in die Matrix eingebettete Nano-Kristalle aus mit Metall dotiertem C oder C:H aufweist.
  5. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die DLC-Schicht eine DiaForce®-Schicht ist.
  6. Flachdichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dünnschichtsensor eine Gesamtdicke von höchstens 10 μm aufweist.
  7. Flachdichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dünnschichtsensor unmittelbar auf eine Metallblechlage aufgebracht ist.
  8. Flachdichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dünnschichtsensor zwischen zwei Metallblechlagen der Dichtungsplatte angeordnet ist.
DE200710006521 2007-02-09 2007-02-09 Flachdichtung mit integrierter Sensorik Withdrawn DE102007006521A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710006521 DE102007006521A1 (de) 2007-02-09 2007-02-09 Flachdichtung mit integrierter Sensorik

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710006521 DE102007006521A1 (de) 2007-02-09 2007-02-09 Flachdichtung mit integrierter Sensorik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007006521A1 true DE102007006521A1 (de) 2008-08-14

Family

ID=39597518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710006521 Withdrawn DE102007006521A1 (de) 2007-02-09 2007-02-09 Flachdichtung mit integrierter Sensorik

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007006521A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202020100959U1 (de) 2019-11-27 2020-05-04 Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH Prozessdichtung mit integrierten thermoelektrischen Temperaturmessstellen
EP3828523A1 (de) 2019-11-27 2021-06-02 Temperaturmesstechnik Geraberg GmbH Prozessdichtung mit integrierten thermoelektrischen temperaturmessstellen und verfahren zur temperaturermittlung und selbstdiagnose

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991018198A1 (de) 1990-05-11 1991-11-28 Elring Dichtungswerke Gmbh Zylinderkopfdichtung
DE102004051341A1 (de) 2004-10-21 2006-05-04 Elringklinger Ag Zylinderkopfdichtung
DE102005022117A1 (de) 2005-05-12 2006-11-23 Elringklinger Ag Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991018198A1 (de) 1990-05-11 1991-11-28 Elring Dichtungswerke Gmbh Zylinderkopfdichtung
DE102004051341A1 (de) 2004-10-21 2006-05-04 Elringklinger Ag Zylinderkopfdichtung
DE102005022117A1 (de) 2005-05-12 2006-11-23 Elringklinger Ag Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Intelligente Schichten für das Automobil von morgen", erschienen in JOT + Oberfläche, Journal für Oberflächentechnik 45 (2005), Nr. 9, Seiten 64-67

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202020100959U1 (de) 2019-11-27 2020-05-04 Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH Prozessdichtung mit integrierten thermoelektrischen Temperaturmessstellen
EP3828523A1 (de) 2019-11-27 2021-06-02 Temperaturmesstechnik Geraberg GmbH Prozessdichtung mit integrierten thermoelektrischen temperaturmessstellen und verfahren zur temperaturermittlung und selbstdiagnose

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3122375C2 (de) Sensoranordnung
DE102006019942A1 (de) Kraftmessvorrichtung zur Messung der Kraft bei Festkörperaktoren, Verfahren zur Messung einer Kraft sowie Verwendung der Kraftmessvorrichtung
AT504485B1 (de) Piezoelektrischer drucksensor
EP1792155B1 (de) Drucksensor
DE112007000470T5 (de) Gleitelement
DE19925460A1 (de) Gleit- und/oder Wälz-Paarungen mit Dünnschichtsensorik
DE102013111910A1 (de) Drucksensor
EP3274681A1 (de) Drucksensor
EP1482218A1 (de) Zylinderkopfdichtung
EP2638379B1 (de) Einrichtung zur reibungsmessung
DE102007006521A1 (de) Flachdichtung mit integrierter Sensorik
DE202007001903U1 (de) Flachdichtung mit integrierter Sensorik
EP2904259B1 (de) Düsenbaugruppe für einen fluidinjektor und fluidinjektor
DE102014106704A1 (de) Drucksensor
EP3390683B1 (de) Beschichteter kolbenring mit schutzschicht
EP2138745B1 (de) Zylinderkopfdichtung
EP0392486A1 (de) Drucksensor für den Verbrennungsraum von Kolben-Verbrennungsmotoren
DE102020120113A1 (de) Präzisionsbauteil und Verfahren zur Aufbringung eines Sensorelements auf ein Präzisionsbauteil
DE102007015476A1 (de) Druckübertragungsmedium und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102007029683A1 (de) Mechanische Komponente mit einer Beschichtung und Verfahren zur Messung von Zustandsgrößen an mechanischen Komponenten
DE102005022117A1 (de) Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung
EP0702784A1 (de) Druckgeber zur druckerfassung im brennraum von brennkraftmaschinen
CH717633B1 (de) Druckaufnehmer zum Erfassen eines Brennraumdrucks bei Brennkraftmaschinen.
DE102017007079A1 (de) Ventilschaftdichtung eines Hubkolbenmotors, Hubkolbenmotor sowie Kraftfahrzeug
DE19755192A1 (de) Kapazitiver Druckaufnehmer zur Druckmessung im Brennraum von Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20140211