EP2994734A1 - Adapter - Google Patents

Adapter

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Publication number
EP2994734A1
EP2994734A1 EP14725607.7A EP14725607A EP2994734A1 EP 2994734 A1 EP2994734 A1 EP 2994734A1 EP 14725607 A EP14725607 A EP 14725607A EP 2994734 A1 EP2994734 A1 EP 2994734A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adapter
sensor
engine
base plate
cavity
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Withdrawn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
EP14725607.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Porep
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.)
Porep GmbH
Original Assignee
Porep GmbH
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 Porep GmbH filed Critical Porep GmbH
Publication of EP2994734A1 publication Critical patent/EP2994734A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0681—Protection against excessive heat
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/26—Details or accessories
    • G01L23/28—Cooling means

Definitions

  • the invention relates to an adapter for connecting a sensor detecting a combustion parameter of an engine to a motor opening communicating with the combustion chamber of the engine and having an internal thread.
  • Such an adapter is known for example from EP 0 811 832 AI.
  • Sensors for measuring combustion parameters of an engine are regularly screwed directly into openings made in the engine block which communicate with the combustion chamber of the engine.
  • the problem here is that the sensors are often insufficiently secured or only by operated with great effort modifications to the engine block against vibrations occurring on the engine block.
  • the sensors thus connected to the engine are exposed to high mechanical loads, in particular lateral forces, which can damage the sensor.
  • leaks can occur at the interface between engine and sensor.
  • the object of the invention is therefore to provide an adapter for any type of sensors for detecting combustion parameters of an internal combustion engine, in particular for heat-sensitive sensors, which is secured against vibrations.
  • the subclaims reflect advantageous embodiments of the invention.
  • the basic idea of the invention is to provide a base plate pierced by the connection piece, which is pressed against the engine block by a clamping nut acting on the base plate, which screws on an external thread provided on the connection piece.
  • the adapter is attached on the one hand by the threaded with the internal thread of the engine block opening external thread on the engine and on the other hand tightened by tightening the clamping nut and pressing the base plate on the engine block with the engine.
  • the adapter is enlarged by the base plate
  • the enlarged by the base plate adapter pad is suitable for providing one or more heat sink to heat-sensitive sensors to protect against the sensors damaging temperatures.
  • the adapter thus has a heat sink connected to the base plate.
  • connecting piece and the sensor receptacle are preferably formed in two pieces and connected to one another only by a joining pressure, a clamping element is provided for clamping the connecting piece and sensor receptacle.
  • This arrangement optionally using further conforming shapes (e.g., tapered surfaces), also ensures that the mutually movable parts are optimally aligned with each other and joined together regardless of the depth of penetration of the fitting into the engine block aperture.
  • a heat-conducting ring surrounding the fitting may be provided which is in sliding contact relative to the fitting and the heat sink with the fitting and with the heat sink is.
  • the heat-dissipating ring is acted upon by the force of a spring which is supported on the clamping nut and is arranged adjacent to the sensor receptacle.
  • valve connection communicating with the cavities and finally with the combustion chamber of the engine is also provided, with a valve, which is provided in a freely rotatable manner on the valve connection, being particularly preferred. Due to the free rotation of the valve connection space problems on the engine can be prevented.
  • Figure 1 is a sectional view through an equipped with a sensor and an indexing valve, connected to an engine block adapter.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the adapter of FIG. 1 from obliquely above with a view of the sensor;
  • FIG. 3 is a perspective view of the adapter of Figure 1 from below diagonally.
  • FIG. 1 shows a particularly preferred embodiment of the invention according to the invention in cross section, wherein the details of the structure are explained with reference to an exemplary mounting instructions of the adapter:
  • the base plate 2 After mounting the connector 1 by screwing in the equipped with an internal thread opening of the motor block M, the base plate 2 is loosely placed on the engine block M. Next, the washer 3 is pressed with the clamping nut 4 on the base plate 2 and a frictional connection is made.
  • the position on the engine block M can be chosen freely, so that a completely free orientation of the sensor S in relation to the engine block M is given.
  • the spring 5 is thrown over the fitting. It follows the heat transferring 6, which is always pressed by this spring against the sensor receptacle 9.
  • the position within the structure is variable because the position automatically adjusts to the engine depending on the circumstances.
  • the sensor receptacle 9 itself has a lateral connection for suitable sensors, for. B. pressure sensors, which is preferably connected via a T-channel with the medium to be measured.
  • the massive increase in the vibration resistance by means of the base plate 2 additionally enables the heat dissipation of heat possibly introduced by the first cavity arranged in the connection piece and the measuring channel arranged in the second absorption cavity.
  • the cylinder blocks are always cooled and so can at a connection of the adapter to the cylinder block, the heat through the sensor receptacle 9 to the heat sink 7, from the sensor holder 9 via the heat transfer ring 6 on the heat sink 7, then from the heat sink 7 to the base plate 2 and there transferred to the cylinder block.
  • springs are optionally mounted during assembly, which prevent natural oscillations of the heat sink 7.
  • the springs are threaded onto the lag screws.
  • a blind plug can also be mounted as an alternative.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the adapter of FIG. 1 from obliquely above with a view of the sensor S, which is embedded in the heat sink 7 such that the sensor S remains accessible from the outside.
  • Fig. 3 shows a perspective view of the adapter of FIG. 1 obliquely from below, in which it can be seen that the connector 1 in the adapter remains vertically movable and can be accurately inserted into the engine block M - the tension of the adapter with the engine block M. takes place as described above.
  • Fig. 4 shows the overall structure of the adapter of Fig. 2 with the not visible from the outside, inner elements of the adapter in a semi-transparent view.
  • the tensioning element 11 clamping the sensor receptacle 9 with the connecting piece 1 is connected to the base plate 2, so that a uniform element is created which has a high mechanical stability, is secured against vibrations and is connected to the adapter by cooling Sensors possible.
  • Termination valve (alternatively blind plug)

Landscapes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Adapter zum Anschließen eines einen Verbrennungsparameter eines Motors (M) erfassenden Sensors (S) an eine mit dem Verbrennungsraum des Motors (M) kommunizierende, ein Innengewinde aufweisenden Motoröffnung, mit einem Anschlussstück (1), das ein mit dem Innengewinde der Motoröffnung schraubendes erstes Außengewinde und einen zur Kommunikation mit der Motoröffnung eingerichteten ersten Hohlraum aufweist, einer Sensoraufnahme (9) zur Aufnahme des Sensors (S), wobei die Sensoraufnahme (9) einen mit dem ersten Hohlraum kommunizierenden zweiten Hohlraum aufweist, einer von dem Anschlussstück (1) durchstoßenen Basisplatte (2), einer auf die Basisplatte (2) wirkenden Spannmutter (4), die auf einem am Anschlussstück (1) eingerichteten zweiten Außengewinde schraubt, zum Anpressen der Basisplatte (2) an den Motor (M), gekennzeichnet durch einen mit der Basisplatte (2) verbundenen Kühlkörper (7) und einen das Anschlussstück (1) umgebenden wärmeableitenden Ring (6), der mit dem Kühlkörper (7) in gleitendem Kontakt ist.

Description

Adapter Die Erfindung betrifft einen Adapter zum Anschließen eines einen Verbrennungsparameter eines Motors erfassenden Sensors an eine mit dem Verbrennungsraum des Motors kommunizierende, ein Innengewinde aufweisenden Motoröffnung.
Ein derartiger Adapter ist beispielsweise aus der EP 0 811 832 AI bekannt.
Sensoren zur Messung von Verbrennungsparametern eines Motors werden regelmäßig direkt in in den Motorblock eingebrachte Öffnungen, die mit dem Verbrennungsraum des Motors kommunizieren, eingeschraubt. Problematisch hierbei ist, dass die Sensoren häufig nur unzureichend oder nur durch mit sehr viel Aufwand betriebene Modifikationen am Motorblock gegen am Motorblock auftretende Vibrationen gesichert sind. Zum einen sind die derart mit dem Motor verbundenen Sensoren hohen mechanischen Lasten, insbesondere Querkräften ausgesetzt, die den Sensor beschädigen können. Zum anderen können Undichtigkeiten an der Schnittstelle zwischen Motor und Sensor auftreten.
Darüber hinaus besteht das Problem, dass wärmeempfindliche Sensoren oftmals nicht direkt in den Motorblock hineingeschraubt werden können und eines Adapters bedürfen, der für einen hinreichenden Abstand zwischen wärmeempfindlichem Sensor und Motorblock sorgt. Aber auch derartige Adapter sind - wie oben genannt - nur unzureichend gegen Vibrationen gesichert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Adapter für jegliche Art von Sensoren zum Erfassen von Verbrennungsparametern eines Verbrennungsmotors insbesondere für wärmeempfindliche Sensoren bereitzustellen, der gegen Vibrationen gesichert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Adapter mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder. Grundgedanke der Erfindung ist die Bereitstellung einer vom Anschlussstück durchstoßenen Basisplatte, die durch eine auf die Basisplatte wirkende Spannmutter, die auf einem am Anschlussstück eingerichteten Außengewinde schraubt, an den Motorblock gepresst wird. So wird der Adapter einerseits durch das mit dem Innengewinde der Motorblocköffnung schraubenden Außengewinde am Motor befestigt und andererseits durch Anziehen der Spannmutter und Anpressen der Basisplatte am Motorblock mit dem Motor verspannt.
So wird zum einen erreicht, dass der Adapter eine durch die Basisplatte vergrößerte
Auflagefläche und durch Verspannen gegen Vibrationen gesicherte Befestigung erhält. Zum anderen kann gegebenenfalls durch Bereitstellen von entsprechenden Dichtungen
sichergestellt werden, dass die Motorblocköffnung dauerhaft sicher verschlossen ist.
Darüber hinaus eignet sich die durch die Basisplatte vergrößerte Adapteranschlussfläche zum Bereitstellen eines oder mehrerer Kühlkörper um wärmeempfindliche Sensoren vor die Sensoren schädigenden Temperaturen zu schützen.
Erfindungsgemäß weist der Adapter also einen mit der Basisplatte verbundenen Kühlkörper auf.
Sind das Anschlussstück und die Sensoraufnahme bevorzugt zweistückig ausgebildet und nur durch einen Fügedruck miteinander verbunden, ist ein Spannelement zum Verspannen von Anschlussstück und Sensoraufnahme vorgesehen. Diese Anordnung, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Passformen (z.B. konische ausgebildete Flächen), stellt auch sicher, dass die zueinander beweglichen Teile optimal aufeinander ausgerichtet und unabhängig von der Eindringtiefe des Anschlussstücks in die Motorblocköffnung miteinander verbunden werden.
Für den Fall, dass die Wärmeabfuhr durch den mit der Basisplatte verbundenen Kühlkörper nicht ausreichend ist, ist erfindungsgemäß zum Schutz des Sensors ein das Anschlussstück umgebender wärmeableitender Ring vorgesehen sein, der relativ zum Anschlussstück und dem Kühlkörper mit dem Anschlussstück und mit dem Kühlkörper in gleitendem Kontakt ist. Bevorzugt ist der wärmeableitende Ring durch die Kraft einer sich an der Spannmutter abstützenden Feder beaufschlagt der Sensoraufnahme benachbart angeordnet.
Schließlich ist auch ein mit den Hohlräumen und schließlich mit dem Verbrennungsraum des Motors kommunizierender Ventilanschluss vorgesehen, wobei besonders bevorzugt ein am Ventilanschluss frei drehbar angeordnetes Ventil vorgesehen ist. Durch die freie Drehbarkeit des Ventilanschlusses können Platzprobleme am Motor verhindert werden.
Erfindungsgemäß ist also keine Modifikation des Motorblocks erforderlich.
Die Erfindung wird anhand eines in den beigefügten Figuren dargestellten besonders ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene Ansicht durch einen mit einem Sensor und einem Indizierventil ausgestatteten, an einem Motorblock angeschlossenen Adapter;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Adapters aus Fig. 1 von schräg oben mit Blick auf den Sensor; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Adapters aus Fig. 1 von schräg unten; und
Fig. 4 die innenliegenden Elemente des Adapters freilegende halbtransparente Ansicht des Adapters aus Fig. 2. Fig. 1 zeigt ein besonders bevorzugt ausgestaltetes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung im Querschnitt, wobei die Einzelheiten des Aufbaus anhand einer beispielhaften Montageanleitung des Adapters erläutert werden:
Nach Montage des Anschlussstücks 1 durch Eindrehen in die mit einem Innengewinde ausstattete Öffnung des Motorblocks M wird die Basisplatte 2 lose auf den Motorblock M aufgelegt. Als nächstes wird die Unterlegscheibe 3 mit der Spannmutter 4 auf die Basisplatte 2 gepresst und eine kraftschlüssige Verbindung erfolgt. Die Position auf dem Motorblock M kann frei gewählt werden, so dass eine völlig freie Ausrichtung des Sensors S im Verhältnis zum Motorblock M gegeben ist.
Als nächstes wird die Feder 5 über das Anschlussstück geworfen. Es folgt der Wärmeübertragungsring 6, der durch diese Feder immer gegen die Sensoraufnahme 9 gepresst wird. Die Position innerhalb der Konstruktion ist variabel, da sich die Position je nach Gegebenheit am Motor automatisch einstellt.
Jetzt erfolgt die Montage des gleichzeitig Stützfunktion ausübenden Kühlkörpers 7. Dieser dient gleichzeitig als Führung für die Sensoraufnahme 9 die über den Dichtring 8 mit dem Anschlussstück 1 druckdicht verbunden wird. Die Sensoraufnahme 9 selbst hat einen seitlichen Anschluss für geeignete Sensoren, z. B. Drucksensoren, die bevorzugt über einen T-Kanal mit dem zu messenden Medium verbunden wird.
Die massive Erhöhung der Vibrationsfestigkeit mittels der Basisplatte 2 ermöglicht zusätzlich die Wärmeabfuhr von evtl. durch den von im Anschlussstück angeordneten erstem Hohlraum und in der Sensoraufnahme angeordneten zweitem Hohlraum gebildeten Messkanal eingebrachter Wärme. Bei Motoren z.B. sind die Zylinderblöcke immer gekühlt und so kann bei einem Anschluss des Adapters an den Zylinderblock die Wärme über die Sensoraufnahme 9 an den Kühlkörper 7, von der Sensoraufnahme 9 über den Wärmeübertragungsring 6 auf den Kühlkörper 7, vom Kühlkörper 7 dann auf die Basisplatte 2 und von dort auf den Zylinderblock übertragen werden.
Sofern eine hohe Wärmeübertragung gewünscht ist zwischen den Teilen Sensoraufnahme 9 / Kühlkörper 7 und Wärmeübertragungsring 6 / Kühlkörper 7 Wärmeleitpaste zu verwenden.
Als nächstes ist eine Vormontage des Kopfstückes bestehend aus den Teilen Spannelement 11, Ventilaufnahme 12, Dichtring 13 und Abschlussventil 14 vorzunehmen. Das vormontierte Kopfstück wird nun auf die Sensoraufnahme 9 unter Verwendung der Dichtringe 8 und 10 mittels Zugschrauben gepresst, die der gesamten Konstruktion zusätzlich verbesserten Halt und zusätzlich erhöhte Vibrationsfestigkeit gibt.
Zwischen dem Spannelement 11 und dem Kühlkörper 7 werden bei der Montage gegebenenfalls noch Federn montiert, die Eigenschwingungen des Kühlkörpers 7 verhindern. Die Federn werden auf die Zugschrauben aufgefädelt. Anstelle des Abschlussventils 14 kann auch alternativ ein Blindstopfen montiert werden.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Adapters aus Fig. 1 von schräg oben mit Blick auf den Sensor S, der in den Kühlkörper 7 derart eingebettet ist, dass der Sensor S von außen weiterhin zugänglich bleibt.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Adapters aus Fig. 1 von schräg unten, bei der zu erkennen ist, dass das Anschlussstück 1 im Adapter vertikal beweglich bleibt und in den Motorblock M passgenau eingebracht werden kann - die Verspannung des Adapters mit dem Motorblock M erfolgt wie oben beschrieben.
Schließlich zeigt Fig. 4 den Gesamtaufbau des Adapters aus Fig. 2 mit den von außen nicht ersichtlichen, innenliegenden Elementen des Adapters in einer halbtransparenten Ansicht. Insbesondere ist zu erkennen, dass das die Sensoraufnahme 9 mit dem Anschlussstück 1 verspannende Spannelement 11 mit der Basisplatte 2 verbunden ist, sodass ein einheitliches Element geschaffen wird, das eine hohe mechanische Standfestigkeit aufweist, gegen Vibrationen gesichert ist und eine Kühlung von mit dem Adapter verbundenen Sensoren ermöglicht.
Bezugszeichenliste:
1 Anschlussstück
2 Basisplatte
3 Unterlegscheibe
4 Spannmutter
5 Feder
6 Wärmeübertragung sring Kühlkörper/Stützkonstruktion
Dichtring
Sensoraufnahme
Dichtring
Spannelement
Ventilaufnahme
Dichtring
Abschlussventil (alternativ Blindstopfen)

Claims

ANSPRÜCHE
1. Adapter zum Anschließen eines einen Verbrennungsparameter eines Motors (M) erfassenden Sensors (S) an eine mit dem Verbrennungsraum des Motors (M) kommunizierende, ein Innengewinde aufweisenden Motoröffnung, mit
- einem Anschlussstück (1), das ein mit dem Innengewinde der Motoröffnung schraubendes erstes Außengewinde und einen zur Kommunikation mit der Motoröffnung eingerichteten ersten Hohlraum aufweist,
- einer Sensoraufnahme (9) zur Aufnahme des Sensors (S), wobei die
Sensoraufnahme (9) einen mit dem ersten Hohlraum kommunizierenden zweiten Hohlraum aufweist,
- einer von dem Anschlussstück (1) durchstoßenen Basisplatte (2),
- einer auf die Basisplatte (2) wirkenden Spannmutter (4), die auf einem am Anschlussstück (1) eingerichteten zweiten Außengewinde schraubt, zum Anpressen der Basisplatte (2) an den Motor (M), gekennzeichnet durch einen mit der Basisplatte (2) verbundenen Kühlkörper (7) und einen das Anschlussstück (1) umgebenden wärmeableitenden Ring (6), der mit dem Kühlkörper (7) in gleitendem Kontakt ist.
2. Adapter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Spannelement (11) zum
Verspannen von Anschlussstück (1) und Sensoraufnahme (9).
3. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeableitende Ring (6) durch die Kraft einer sich an der Spannmutter abstützenden Feder (5) beaufschlagt der Sensoraufnahme (1) benachbart angeordnet ist.
4. Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit dem zweiten Hohlraum kommunizierenden Ventilanschluss.
Adapter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein am Ventilanschluss frei drehbar angeordnetes Ventil (14).
EP14725607.7A 2013-05-08 2014-04-10 Adapter Withdrawn EP2994734A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310104743 DE102013104743B3 (de) 2013-05-08 2013-05-08 Adapter zum Anschließen eines einen Verbrennungsparameter eines Motors erfassenden Sensors
PCT/DE2014/100123 WO2014180465A1 (de) 2013-05-08 2014-04-10 Adapter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2994734A1 true EP2994734A1 (de) 2016-03-16

Family

ID=50771370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14725607.7A Withdrawn EP2994734A1 (de) 2013-05-08 2014-04-10 Adapter

Country Status (3)

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EP (1) EP2994734A1 (de)
DE (1) DE102013104743B3 (de)
WO (1) WO2014180465A1 (de)

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Non-Patent Citations (1)

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