DE3147290C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, zur Erfassung von physikalischen Vor­ gängen im Brennraum einer Brennkraftmaschine, beispiels­ weise des Druckverlaufes oder des Auftretens von Klopfen im Brennraum optische Sensoren zu verwenden, bei denen ein Lichtleiter in einem zündkerzenartigen Gehäuse un­ tergebracht ist, das in die Zylinderwandung der Brenn­ kraftmaschine eingeschraubt wird. Ein derartiger Sensor ist beispielsweise aus der DE-OS 30 01 711.9 bekannt.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn ein derartiger Sensor funktionell mit einer Zündkerze ver­ einigt wird. Dann ist es erforderlich, zusätzlich zum Lichtleiter eine elektrische Leitung für die Zündener­ gie an das brennraumseitige Ende des Sensors vorzusehen. Bei der bekannten Anordnung ist hierzu ein Metallrohr vorgesehen, das den zentrischen, als Lichtleiter dienenden Glasstab über dessen ganze Länge umgibt.

Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß das zum Transport der Zündenergie erforderliche Metall­ rohr ein sehr großes Durchmesser/Längen-Verhältnis hat, so daß es teuer in der Herstellung ist und die Montage des Sensors Probleme aufwirft. Diese Probleme rühren im wesentlichen daher, daß es bei einer Massenfertigung nur unter großen Schwierigkeiten möglich ist, den ver­ hältnismäßig langen Glasstab in das Metallrohr einzu­ führen, da hierbei Zentrierungsprobleme auftreten und bei ungenauer Zentrierung der Glasstab abbricht. Außer­ dem können sich Probleme bei der Befestigung des Glas­ stabes im Metallrohr ergeben, insbesondere im Hinblick auf Dichtigkeit und Haltbarkeit.

Schließlich ist aus der DE-OS 18 15 697 noch eine Zünd­ kerze bekannt, die einen Widerstand aufweist, der aus einer heterogenen Mischung von leitendem Werkstoff besteht.

In der Schrift US-PS 28 41 979 ist eine Zündkerze mit einem mittigen, optischen Quarzstab als Lichtleiter dargestellt, der von einer durch­ gehenden Metallhülse als Mittelelektrode umgeben ist. Die Metallhülse ist direkt im Abschlußbolzen befestigt. Bei dieser Anordnung ergeben sich Probleme bei der Zentrierung des Lichtleiters und bei der Be­ festigung des Lichtleiters in der Metallhülse selbst.

Ferner ist aus der älteren Anmeldung gemäß der nachveröffentlichten Schrift DE-OS 31 08 460 eine Zündkerze mit einem mittigen Lichtleiter bekannt, der von einer mehrteiligen Metallelektrode umgeben ist. Die Metallelektro­ de besteht aus zwei Elektrodenteilen, die mit Hilfe einer Spezial­ schmelze, insbesondere zum Ausgleich von thermischen Ausdehnungen der Teile, miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor zu schaffen, der einen einfachen Zusammenbau für eine Herstellung unter Großserien­ bedingungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Sensor außerordentlich einfach und preisgünstig in seiner Her­ stellung ist. Die Zentrierung des Glasstabs wird vereinfacht, so daß der Sensor mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden kann. Mit Hilfe der Feder wird der Verbund aus Druckplatte, Packung und Zünd­ hülse elastisch gehalten. Radiale Belastungen des Glasstabes werden vermieden.

Durch die im Anspruch 2 angegebenen Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung des im Anspruch 1 angegebenen Sensors möglich. Die Ver­ wendung einer leitenden Packung zur Halterung einer Zündkerze hat nämlich nicht nur den Vorteil, daß eine besonders hohe Dichtigkeit gegenüber den unter hohem Druck stehenden Brenngasen erreicht wird, vielmehr kann durch Einstellung des elektrischen Widerstands dieser Packung zusätzlich die Wirkung eines Entstörwiderstands erreicht werden, so daß ein gesonderter Entstörwiderstand nicht mehr erfor­ derlich ist.

Ferner ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehen, den als Lichtleiter dienenden Glasstab am brennraumabgewandten Ende einzukleben. Dadurch wird nicht nur eine Dichtigkeit gegen die unter hohem Druck stehenden Brenngase erreicht, vielmehr kann durch die Verklebung am brennraumabgewandten Ende eine Vergußmasse verwendet werden, die nur relativ wenig temperaturbeständig ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Figur dargestell­ ten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Figur zeigt einen Sensor im Halbschnitt.

Bei dem dargestellten Sensor mit zusätzlicher Zündkerzenfunktion ist mit 1 ein metallischer Anschluß­ bolzen bezeichnet, der zur Einleitung von Zündenergie von außen dient. Zentrisch ist in dem Sensor ein Glasstab 2 angeordnet, der von der brennraumabgewandten Seite zur Brennraumseite durchgehend reicht. Der Glasstab 2 ist mit einer Vergußmasse 3 in den Anschlußbolzen 1 einge­ klebt. Der Anschlußbolzen ist in einem Kerzenstein 4 eingepreßt oder eingeschraubt. Der Kerzenstein 4 seiner­ seits ist in einem Metallgehäuse 5 gehalten, das an der Brennraumseite an eine Masseelektrode 6 ausläuft. Das Metallgehäuse 5 ist mit einem Gewinde 7 zum Ein­ schrauben des Sensors in eine Zylinderwandung einer Brennkraftmaschine ausgestattet. Im Kerzenstein 4 sind in der Achse hintereinander eine Druckfeder 8, eine Druck­ platte 9, eine Packung 10 aus elektrisch leitendem Pulver sowie eine Zündhülse 11 angeordnet. Die Zündhülse 11 be­ teht dabei aus hochwärmefestem Metall, vorzugsweise Stahl NiCr oder Nickel rein.

Die in den Anschlußbolzen 1 eingeleitete Zündenergie fin­ det ihren Weg über die Druckfeder 8, die Druckplatte 9, die Packung 10 und die Zündhülse 11, die der Masse­ elektrode 6 gegenübersteht. Durch die Druckfeder 8 ist der Verbund aus Druckplatte 9, Packung 10 und Zündhülse 11 elastisch gehalten. Die Packung 10 dichtet dabei den Verbund gegenüber den unter hohem Druck stehenden Brenn­ gasen des Brennraumes ab. Eine zusätzliche Dichtwirkung wird von der Vergußmasse 3 im Anschlußbolzen 1 erzeugt.

Beim Zusammenbau eines Sensors braucht der Glasstab 2 nicht besonders zentriert zu werden, da er von der Zündhülse 11 nur über einen begrenzten Bereich umschlossen wird. Das Anbringen der übrigen Elemente 1, 3, 8, 9, 10 erfolgt in einer in Großserien erprobten Weise, ohne daß dabei radiale Belastungen durch Fehlzentrierun­ gen auf den Glasstab 2 ausgeübt werden.

Die Packung 10 besteht aus einem wärmebeständigen Pulver, beispielsweise Talkum, Spinell oder dgl., wobei die elek­ trische Leitfähigkeit der Packung 10 durch eine leitende Beimengung, vorzugsweise Graphit. Kupferschliff oder Alumi­ nium-Schliff mit Aluminiumoxid, erzielt wird. Diese metallische Bei­ mengung kann so eingestellt werden, daß sich ein endlicher elek­ trischer Widerstand für die Packung 10 ergibt. Damit er­ langt die Packung 10 die Funktion eines Entstörwiderstandes, so daß bei Verwendung eines derartigen Sensors kein zu­ sätzlicher Entstörwiderstand erforderlich ist.

Claims (5)

1. Sensor zur Erfassung von physikalischen Vorgängen im Brennraum ei­ ner Brennkraftmaschine mit wenigstens einem dem Brennraum zugewandten, in einem zündkerzenartigen Metallgehäuse (5) angeordneten Lichtleiter, der als durchgehender zentrischer Glasstab (2) ausgebildet ist, wobei Mittel zur Übertragung von Zündenergie zu einer Elektrodenanordnung (6, 11) am brennraumseitigen Ende des Sensors vorgesehen und um den Glasstab (2) herum - von der Brennraumseite aus gesehen - eine metallische Zündhülse (11) aus hochwärmebe­ ständigem Material und ein metallischer Anschlußbolzen (1) hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zündhülse (11) und dem Anschlußbolzen (1) von der Brennraumseite her hintereinander eine elektrisch leitende Packung (10) aus elektrisch leitendem Pulver, eine Druckplatte (9) und eine Schraubenfeder (8) angeordnet sind.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver der Packung (10) derart eine elektrisch leitende Beimischung enthält, daß der elektrische Widerstand der Packung (10) dem eines Entstörwider­ standes entspricht.

3. Sensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasstab (2) am brennraumabgewandten Ende mit einer Vergußmasse (3) druckdicht in den Anschlußbolzen (1) eingeklebt ist.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbolzen (1) das Ende des Glasstabes (2) teilweise überdeckt.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbolzen (1) in einen Kerzenstein (4) eingeschraubt ist.