DE8134813U1 - Sensor - Google Patents

Description

R. 17501

16. 1 1 .'1981 Wt/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Sensor

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 3.

Es ist bekannt, zur Erfassung von physikalischen Vorgängen im Brennraum einer Brennkraftmaschine, beispielsveise des Druckverlaufes oder des Auftretens von Klopfen im Brennraum optische Sensoren zu verwenden, bei denen ein Lichtleiter in einem zündkerzenartigen Gehäuse untergebracht ist, das in die Zylinderwandung der Brennkraftmaschine 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 vereinigt wird. Dann ist es erforderlich, zusätzlich zum Lichtleiter eine elektrische Leitung für die Zündenergie an das brennraumseitige Ende des Sensors vorzusehen. Bei der bekannten Anordnung ist hierzu ein Metallrohr

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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 Metallrohr 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 verhältnismäßig langen Glasstab in das Metallrohr einzuführen, da hierbei Zentrierungsprobleme auftreten und bei ungenauer Zentrierung der Glasstab abbricht. Außerdem können sich Probleme bei der Befestigung des Glasstabes im Metallrohr ergeben, insbesondere im Hinblick auf Dichtigkeit und Haltbarkeit.

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

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 3 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein einfacher Zusammenbau eines derartigen Sensors auch unter Großserienbedingungen möglich ist.

Durch die im Anspruch 2 angegebenen Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung des im Anspruch 1 angegebenen Sensors möglich. Die Verwendung einer leitenden Packung zur Halterung einer Zündhülse hat nämlich nicht nur den Vorteil, daß eine besonders hohe Dichtigkeit gegenüber den unter hohem Druck stehenden Brenngasen er-

reicht wird, durch Einstellung des elektrischen Widerstandes dieser Packung kann zusätzlich die Wirkung eines Entstörwiderstandes erreicht werden, so daß ein gesonderter Entstörwiderstand nicht mehr erforderlich ist.

Durch die in den Ansprüchen h bis 6 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 3 angegebenen Sensoren möglich.

So ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, den als Lichtleiter dienenden Glasstab am brennraumabgewandten Ende einzukleben, wodurch nicht nur eine Dichtigkeit gegen die unter hohem Druck stehenden Brenngase erreicht wird, vielmehr kann durch die Verklebung am brennraumabgewandten Ende eine Vergußmasse verwendet werden, die nur relativ wenig temperaturbeständig ist.

Weitere Vorteile ergeoen sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es aeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors im Halbschnitt; Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors im Halbschnitt.

Beschreibung der Ausfuhrungsbeispxele

Bei dem in Figur 1 dargestellten Sensor mit zusätzlicher Zürdkerzenfunkbion ist mit 1 .:in metallischer Anschluß-bolzen "bezeichnet, dei· zur Einleitung von Zündeneigie

von außen dient. Zentrisch ist in dem Sensor ein Glasstab 2 angeordnet, der von der brennraumabgevanaten Seite zur Brennraumseite durchgehend reicht. Der Glasstab 2 ist mit einer Vergußmasse 3 in den Anschlußbolzen 1 eingeklebt. Der Anschlußbolzen ist in einem Kerzenstein h eingepreßt oder eingeschraubt. Der Kerzenatein h seinerseits ist in einem Metallgehäuse 5 gehalben, das an der Brennrautaseite an eine Masseelektrode 6 ausläuft. Das Metallgehäuse 5 ist mit einem Gewinde T zum Einschrauben des Sensors in eine Zylinderwandung einer Brennkraftmaschine ausgestattet. Im Kerzenstein h sind in der Achse hintereinander eine Druckfeder 8, eine Druckplatte 9, eine Packung 10 aus elektrisch leitendem Pulver sowie eine Zu idhülse 11 angeordnet. Die Zündhülse 11 besteht dabei aus hochwärmefestern Metall, vorzugsweise Stahl Nie»* oder Nickel rein.

Die in den Anschlußbolzen 1 eingeleitete Zündenergie findet ihren Weg über die Druckfeder 8, die Druckplatte 9» die Packung 10 und die Zündhülse 11, die der Masseelektrode 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 s "ehsnden Brenngasen des Brennraumes ab. Eine zusätzliche Dichtwirkung wird von der Vergußmasse 3 im Ansohlußbrlzen 1 erzeugt.

Beim Zusammenbau eines Sensors gemäß Figur 1 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 Fehlzentrierungen auf den Glasstab 2 ausgeübt werden.

Die Packung 10 "besteht aus einem wärmebeständigem Pulver, beispielsweise Talkum, Spinell oder dgl., wobei die elektrische Leitfähigkeit der Packung 10 durch eine leitende Beimengung vorzugsweise Graphit, Kupferschliff oder Aluminium-Schliff mit Aluminiumoxid erzielt wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann diese metallische Beimengung so eingestellt werden, daß sich ein endlicher elektrischer Widerstand für die Packung 10 ergibt. Damit erlangt die Packung 10 die Funktion eines Entstörwiderstandes, so daß bei Verwendung eines derartigen Sensors kein zusätzlicher Entstörwiderstand erforderlich ist.

Bei dem in Figur 2 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors mit Zündkerzenfunktion ist statt eines durchgehenden Metallrohres ein Verbund aus zwei metallischen Teilen vorgesehen, nämlich einmal der Zündhülse 11, die bereits im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 beschrieben wurde und zum anderen eines kürzeren Metallrohres 12, das den brennraumabgewandten Teil des Glasstabes 2 umgibt. Für das Rohr 12 braucht dabei auch nur ein Material mit geringerer Wärmefestigkeit verwendet zu werden. Der Glasstab 2 ist in das Rohr Λ1 an der > rennrairmabgewandten Seite mit der Vergußmasse 3 eingeklebt. Beim Zusammenbau eines Sensors gemäß Figur 2 verden die Teile 1, 12, 11 nacheinander um den Glasstab 2 herum montiert, so daß aufgrund ihrer geringeren Länge gegenüber einem durchgehenden Rohr wiederum keine radialen Belastungen aufgrund von Fehlzentrierungen des Glasstabes 2 auftreten.

Zur besseren Halterung des Glasstabes 2 und gegebenenfalls des Rohres 12 kann der Anschlußbolzen 1 das brennraumabgewandte Ende des Glasstabes 2 teilweise überdecken, wie dies in Figur 2 angedeutet ist.

Weiterhin kann die Zündhülse 11 an ihrem brennraumabgevandten Ende konisch vergrößert ausgeführt sein, wobei diese konische Vergrößerung auf einer Schulter 13 des Kerzensteins h aufliegt. Hierdurch kann eine weitere Dichtfunktion erzielt werden.

Claims (3)

R. 1 7 16.11.1981 Wt/Hm % P ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1 Ansprüche

1. Sensor zur Erfassung von physikalischen Vorgängen im Brennraum einei Brennkraftmaschine mit wenigstens einem dem Brennraum zugewandten, in einem vorzugsweise zündkerzenartigen Metallgehäuse (5) angeordneten Lichtleiter, der als durchgehender zentrischer Glasstab (2) ausgebildet ist unI wobei ferner Mittel zur Übertragung von Zündenergie zu uinei Elektrodenanordnung (6, 11) am brennraumseitigen Ende des Sensors vorgesehen sind, dadurch

gekennzeichnet^, daß um den Glasstab (2) herum von der

Brennraumseite her hintereinander angeordnet sind:

a.) eine metallische Zündhülse (11) aus hochwärmebeständigem Material, vorzugsweise Stahl Ki-Cr legiert oder Nickel

b.) eine Packung (10) aus elektrisch leitendem Pulver, vorzugsweise Graphit, Kupferschliff oder Aluminiumschliff, Aluminiumoxid

c.) eine Druckplatte (9) mit Schraubenfeder (8) d.) ein metallischer Anschlußbolzen (1).

2. Sensor zur Erfassung von physikalischen Vorgängen im Brennraum einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem dem Brennraum zugewandten, in einem vorzugsweise zündkerzenartigen Metallgehäuse (5) angeordneten Lichtleiter, äer als durchgehender zentrischer Glasstab (2) ausgebildet ist und wobei ferner Mittel zur Übertragung von Zündenergie zu einer Elektrodenanordnung (6, 11) am brennraumseitigen Ende des Sensors vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß um den Glasstat (2) herum von der Brennraumseite her hintereinander angeordnet sind:

a.) eine metallische Zündhülse (11) aus hochwäriiebeständigem Material, vorzugsweise Stahl Hi-Cf legiert; oder Nickel
b.) ein metallisches Rohr (12) c.) ein metallischer Anschlußbolzen (1).

3. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gle.sstab (2) am brennraumabge— wandten Ende mit einer Vergußmasse (3) druckdicht in den Anschlußbolzen (1) bzw. das Rohr (12) eingeklebt ist..

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

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