DE8614081U1

DE8614081U1 - Sensor

Info

Publication number: DE8614081U1
Application number: DE19868614081
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1987-09-24

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Sensor ist der Lichtleiter

I als Quarzstab mit einer vorgesetzten Saphirscheibe ausgebildet. Die |

Saphirscheibe wird dabei mechanisch durch eine Umbördelung der Me- I

tallhülse des Sensors gehalten. Durch die unterschiedlichen Wärme- ||

ausdehnungskoeffizienten der Saphirscheibe und der Metallhülse kann |j

sich die Saphirscheibe in extremen Situationen aus ihrer Halterung lösen, wodurch der Sensor gegenüber dem Brennraum nicht mehr völlig abgedichtet ist.

Vorteile der Erfindung

^- Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Kauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Saphirscheibe spaltfrei in den Kerzenstein des Sensors eingesintert ist. Der Kerzenstein uüd die Saphirscheibe versintern in ihren Berührungsbereichen und bilden somit eine nicht mehr lösbare Verbindung. Der Sensor ist gegenüber dem Brennraum druckdicht abgeschlossen. Ohne zusätzlichen Arbeitsgang wird die Saphirscheibe mit dem Kerzenstein beim Brand des Kerzensteins verbunden. Da die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Saphirscheibö und des Kerzensteins annähernd gleich sind, können sich die Teile weder voneinander lösen, noch können mechanische Verspannungen auftreten. Es ist deshalb ein gleichbleibender Wärmeübergang auch in verschiedenen Temperaturbereichen

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gesichert, so daß stets ein definierter und konstanter Wärmewert des SMsors vorliegt. Zusätzliche Sicherungsmittel sind nicht mehr erforderlich· Eine zusätzliche MetailhÜlse im Inneren des Sensorgehäuses gibt dem Lichtleitstab zusätzlichen Schutz vor Stoß und Schüttelbeanspruchungen. Der Öffnungswinkel des Lichtleiters zum Brennraum hin vergrößert sich, da die mechanische Halterung entfallen ist. Außerdem können die elektrischen Zuführungen als Leiterbahnen

angeordnet werden. Diese Leiterbahnen können im selben Arbeitsvorgang» d.h. während der Versinterung der Saphirscheibe mit dem Ker-(^ zenstein eingebrannt werden*

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch den brennraumseitigen Teil eines erfindungsgemäßen Sensors und die Figuren 2 bis 3 je eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist mit 10 das Einschraubteil eines zündkerzenartigen Gehäuses bezeichnet, das zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Sensors dient. In der Längsachse des Gehäuses ist ein Kerzenstein 11 angeordnet, in dessen etwa mittiger Längsbohrung 12 sich ein Glasstab befindet, der vorzugsweise von einer MetallhÜlse 14 umgeben ist. Als Glasstab 13 wird vorzugsweise ein Quarzglasstab verwendet. Am brennraumseitigen Ende des Glasstabs 13 befindet sich eine Saphirscheibe 15. Statt einer Saphirscheibe kann auch ein anderer lichtdurchlässi-

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gel· Körper aus hochtemperätürbestäridigem Material, insbesondere o(. -kriatäilineä,· Aluminiumoxid, verwendet werden. Die Saphirscheibe 15 und der Kerzen&tein 11 schließen brennraümseitig bündig ab. Zwischen der Saphirscheibe 15 und dem Kerzenstein 11 befindet sich eine Mittelelektrode 16, die in der Längsbohrung 12 bis zu einer Druckfeder 17 fuhrt. Die Druckfeder 17 stellt eine leitende Verbindung zwischen der Mittelelektrode 16 und einem nicht näher dargestellten €^-Cntr^Mischwn Anschluß dss Gehäuses dstrm Ass Süinschrstubi^eil 10 ist si~ ne Masseelektrode 18 angeordnet, die mit der Mittelelektrode 16 eine Zündfunkenstrecke bildet.

Die Saphirscheibe 15 ist vorteilhafterweise in den Kerzenstein 11 eingesintert. Der Kerzenstein 11 wird in bekannter Weise gebrannt. Wird die Saphirscheibe 15 bereits vor dem Brennen in den Kerzenstein

11 eingelegt und auf die Fläche der Saphirscheibe 15 oder des Kerzensteins 11 eine Emulsion au3 Platin aufgetragen, so kann in einem einzigen Arbeitsgang der Kerzenstein 11 gebrannt, die Saphirscheibe in einer nicht lösbaren Verbindung befestigt und die Leiterbahnen aus Platin angeordnet werden. Die Saphirscheibe 15 schmilzt während des Sintervorgangs nicht auf, sondern wird nur in den Randbereichen mit dem Kerzenstein 11 verbunden. Die Mittelelektrode 16 ist eine Leiterbahn aus der aufgetragenen Platinschicht. In der Längsbohrung

12 ist die Platinschicht auf den Kerzenstein 11 aufgebrannt. Es kann V- sowohl Dickschicht- als auch Dünnschichttechnik verwendet werden. Auch sind andere Werkstoffe für die Leiterbahn denkbar.

Beim Betrieb in einer Brennkraftmaschine kann die Strecke aus Mittelelektrode 16 und Masseelektrode 18 als Zündkerze verwendet werden, während gleichzeitig die optische Anordnung aus Glassstab 13 und Saphirscheibe 15 zur optischen Brennraumbeobachtung dient. Durch die Saphirscheibe 15 ist gewährleistet, daß das brennraumseitige Fenster nicht anschmilzt und eine unlösbare Verbindung mit dem Kerzenstein eingeht.

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In Figur 2 3ind gleiche Teile wieder mit den selben Ziffern bezeichnet. Das Saphirteilchen 15a hat einen größeren Durchmesser als der Glasstab 13a. Die Mittelelektrode 16a ist wieder als Platinschicht ausgebildet aber bis auf die brennraumabgewandte Stirnseite der Saphirscheibe 15a angeordnet. Die MptallhOlse 14a weist auf ihrem brennraumseitigen Ende eine Umbördelung 21 auf, mit der sie auf der Mittelelektrode 16a aufliegt. Dadurch wird eine Kontaktierung der

2 sind der KerzensSein 11, die Mittelelektrode 16a und die Saphirscheibe 15a in einem einzigen Arbeitsgang miteinander versintert.

In Figur 3 ist die Mittelelektrode 16b an der Innenwandung der Längsbohrung 12 .⁴es Kerzensteins 11 eingebrannt. Die Mittelelektrode 16b führt zu einem elektrisch leitenden Graphit-Talkumpaket 23, das eine elektrische Verbindung zwischen der Mittelelektrode 16b und einem nicht dargestellten elektrischen Anschluß bildet.

Bei der Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 4 ist die Mittelelektrode 16c nicht zwischen der Saphirscheibe 15c und dem Kerzenstein 11 angeordnet. Vielmehr ist im Kerzenstein 11 direkt über der Saphirscheibe 15c eine dünne Bohrung 25 ausgebildet, in der sich die Mittelelektrode 16c befindet. Sie ragt über beide Enden der Bohrung 25 hinaus. Die Metallhülse 14c liegt auf der Mittelelektrode 16c auf und bildet dadurch wieder die elektrische Verbindung zum nicht dargestellten elektrischen Anschluß. Ferner ist in Figur 4 eine Ausbildung des Sensors ohne zusätzliche Massenelektrode dargestellt. Die Zündfunkenstrecke wird direkt zwischen der Mittelelelektrode 16c und dem Einschraubteil 10 gebildet.

Claims

■ c &igr; n t ■ &agr; t t · . si r · ·* * R. 2061U 30.4.1986 Sf/Pi HOBEHT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Sensor zur Erfassung von physikalischen Vorgängen im Brennraum ( J einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem dem Brennraum zugewandten, in einem vorzugsweise zündkerzenartigen Schraubgehäuse (10) angeordneten Lichtleiter, der als brennraumseitig eingepaßter Glasstab (13) mit einem vorgesetzten lichtdurchlässigen Körper (15) aus hochtemperaturbeständigem Matrial aus oC -kristallinem Aluminiumoxid, insbesondere "Taphir, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (15) «sit dem Kerzenstein (11) des Gehäuses (10) fest verbunden ist, und daß die Verbindung eine Sinterverbindung 13t.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwj.3Chen dem Körper (15) und dem Kerzenstein (11) ein elektrisch leitendes Element (16) befindet, das mit wenigstens einer ihr brennraumseitig gegenüberliegenden Masseelektrode (18) eine Zündfunkenstrecke für

{■' die Brennkraftmaschine bildet.

3. Sensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (16) zwischen dem Kerzenstein (11) und dem Körper (15) in Schichttechnik auf dem Kerzenstein (11) oder auf dem Körper (15) angeordnet ist und die Verbindung eine Sinterverbindung ist.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß da3 Element von einer Feder kontaktiert wird, die mit ihrem ei-.n/en Ende an einer mit einer Masseeiektrode (18) eine Zündfunkenafcreöke bildenden Metällhülse (14) anliegt.

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5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß das Element (16) mit einem umgebördelten Ende einer Metallhülse verbunden ist.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (16) zu einem elektrisch leitenden Graphit-Tülkum-

.. Paket (23) führt, das mit den elektrischen Anschlüssen des Sensors

j verbunden ist.

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7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, j daß das Element (16) eine dünne Platinscliicht ist.

8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7&igr; dadurch gekennzeiciihet,

i daß die Platinschicht als Emulsion zwischen den Körper (15) und den

I Kerzenstein (11) gestrichen ist sowie anschließend eingesintert ist.

9· Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

&iacgr; daß der Werkstoff des Körpers (15) und die Zusammensetzung des Ker- ; zensteins (11) fast den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.

&igr; 10. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den

Kerzenetein (11) ein elektrisch leitendes Teil ragt, das mit einer i <J Metallhülse (14c) verbunden iet und mit wenigstens einer ihr brenn- >- raumseitig gegenüberliegenden Masseelektrode (18) eine ZUndfunken-I strecke für die Brennkraftmaschine bildet.

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