WO2012016811A1 - Vorrichtung zur erfassung eines brennraumdrucks einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung eines brennraumdrucks einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2012016811A1
WO2012016811A1 PCT/EP2011/062210 EP2011062210W WO2012016811A1 WO 2012016811 A1 WO2012016811 A1 WO 2012016811A1 EP 2011062210 W EP2011062210 W EP 2011062210W WO 2012016811 A1 WO2012016811 A1 WO 2012016811A1
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combustion chamber
housing
pressure transducer
mechanical
pressure
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PCT/EP2011/062210
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English (en)
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Holger Scholzen
Janpeter Wolff
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • G01L23/08—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 operated electrically
    • G01L23/10—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 operated electrically by pressure-sensitive members of the piezoelectric type
    • 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
    • G01L23/22—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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221—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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/222—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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices

Definitions

  • combustion chamber pressure sensors in which the combustion chamber pressure sensor is integrated in a glow plug are known from the prior art.
  • the integration into engine components is also discussed in principle, for example, in a spark plug, but such integration in gasoline engines with significant disadvantages, especially in the
  • a device for detecting a combustion chamber pressure of an internal combustion engine which can be used in particular in gasoline engines or gasoline engines.
  • a combustion chamber facing the opening of a sensor housing is closed by a membrane.
  • a mechanical-electrical transducer element is accommodated, and there is provided a transmission element for transmitting a deformation of the membrane to the mechanical-electrical transducer element.
  • Internal combustion engine has at least one housing, an adapter element accommodated in the housing and a mechanical-electrical housing arranged in the housing
  • the adapter element is operatively connected to a pressure transducer and at least one transmission element and comprises a stationary element connected to the housing and a movable element, wherein the movable element of the pressure transducer engages, and wherein the movable member is adapted to a by the combustion chamber pressure on the Pressure Transducer applied force at least partially transmitted to the mechanical-electrical transducer element.
  • a ring-shaped flexurally elastic web is formed, which ensures the relative movement of the movable element as a flexible membrane.
  • a mechanical-electrical transducer element is generally to be understood as an element which can convert mechanical effects, for example a force and / or a pressure effect and / or a change in length of the transducer element, into electrical signals.
  • mechanical effects for example a force and / or a pressure effect and / or a change in length of the transducer element.
  • the mechanical-electrical transducer element can also be other types of
  • a sensor housing is generally understood to mean an element which may be designed in one piece or also in several parts and which completely or partially surrounds the device or closes it to the outside.
  • the sensor housing can in particular the outer shape of the device determine and can protect the device by a suitable mechanical stability, in particular from mechanical damage or mechanical and / or chemical and / or electrical influences.
  • the sensor housing may further include one or more fasteners to fix the device, for example, in a wall of a combustion chamber of the internal combustion engine, for example, one or more threads.
  • a pressure transducer is generally to understand an element which is adapted to receive a force, pressure or deformation, which are caused by the pressure and / or pressure changes in the interior of the combustion chamber, and to the device, in particular directly or indirectly to the mechanical-electrical transducer element to forward.
  • the adapter element is configured to move one through the combustion chamber pressure to the
  • the movable element is designed as a sleeve with a first end face formed on a combustion chamber side opening and with a second end face formed on an inner side opening, wherein the pressure sensor can be fully or partially inserted into the combustion chamber side opening, so that the sleeve encloses the pressure transducer or a part of the pressure transducer.
  • the pressure transducer may have a projection, for example a cylindrical projection, in particular a circular cylindrical projection, which is completely or partially enclosed by the receptacle or a part of the receptacle. For example, at the transition between the transition between the
  • Projection and the remaining part of the pressure transducer shoulder be provided to a defined insertion of the pressure transducer in the
  • the receptacle may also be one or more differently shaped
  • the pressure sensor may comprise a glow module, so that the device as a whole can be configured as a glow plug.
  • a glow module is a module to understand how it is in self-igniting
  • Internal combustion engines can be used, for example in diesel engines, to effect or promote auto-ignition of the internal combustion engine,
  • the glow module may in particular comprise one or more Glühstrom füren, by means of which a heating of the Glühmoduls is effected.
  • the glow module may in particular be connected to the receptacle in such a way that the glow module protrudes completely or partially out of the receptacle into the combustion chamber.
  • the device can as
  • Pressure sensor also include at least one sensor tip. Under one
  • Sensor tip is basically to understand a pressure transducer, which, preferably without other functions of electrical type exhibited, is adapted to receive pressures and / or forces from the combustion chamber for their forwarding.
  • the sensor tip can in particular be designed as a purely mechanical component.
  • the sensor tip at least one
  • combustion chamber facing plug and / or cover which may be configured, for example, cylindrical.
  • a blanking plug can be provided, which can be inserted or placed in the receptacle and / or on the receptacle.
  • the plug may in particular, as well as the glow module, comprise a projection which can be inserted into an optionally annular designed receptacle.
  • the stationary element of the adapter element may be an annular part of the housing, for example a part of an inner housing which completely or partially encloses an interior space of the device and / or a sensor module of the device.
  • the movable element is generally an element to understand which a change in position relative to the stationary element, ie in terms of the housing, for example, with respect to an outer housing, perform, in particular due to a change in pressure in the combustion chamber. While the stationary designed part is thus part of the rest of the housing, the movable element may be part of a force path, via which a movement, a force or a pressure from the combustion chamber to the mechanical-electrical
  • Transducer element is transmitted.
  • the movable element in the form of the sleeve is suspended by means of a flexurally elastic web on the stationary element.
  • the flexurally elastic web is designed, for example, like a membrane.
  • the combustion chamber side recording of the movable element may be configured such that, for example, the
  • Transducer element may be arranged in particular at least one transmission element for transmitting force to the mechanical-electrical transducer element.
  • a force transmission can basically the transfer of forces, pressures,
  • the transmission element may be designed in particular rod-shaped or annular. Particularly preferred is the embodiment as a one-piece or multi-part V-cylinder, the outside of which may be cylindrical or stepped. For example, that can
  • Transmission element on the side facing away from the combustion chamber on the receptacle for example on the movable element of the receptacle, in particular the receiving ring to be supported.
  • the transmission element for example, in turn have a projection which projects into the interior side opening of the innraum disorderen recording.
  • a groove or a shoulder may be provided on which the Receiving ring and / or designed differently receiving recording can be supported.
  • the transmission element may in particular have at least one passage for performing at least one electrical supply line of the pressure transducer.
  • this may be at least one bore
  • This bore may be arranged parallel to an axis of the device, but may in principle be arranged at an angle to the axis, for example at an angle between 5 degrees and 70 degrees, in particular a Wnkel between 30 degrees and 60 degrees.
  • the supply line which, for example, centrally from the pressure transducer, for example, the Glühmodul, on the
  • Combustion chamber remote from the side thereof can be guided laterally on the preferably arranged on the axis of the device mechanical-electrical transducer element and / or on parts of the transmission element. Wrd the implementation is not required and the recording is open to the combustion chamber, so through the pressure transducer, in particular through the sensor tip (preferably the plug), the implementation of the combustion chamber
  • Passage can extend through the entire transmission element or even merely through parts thereof, for example, only by an optional compensation body of the transmission element, which will be described in more detail below.
  • the transmission element can be designed in one piece or also in several parts.
  • the transmission element comprises one or more compensation bodies for at least partial compensation of thermomechanical stresses.
  • the compensation element can be set up, for example, by a suitable choice of its length and / or its thermal expansion coefficient, so that the thermal expansions of the different transmission paths are at least largely identical, at least within typical temperature ranges to which the device can be exposed, for example within the scope of a tolerable deviation from not more than 20%, in particular not more than 10% and preferably not more than 5%. For example, you can
  • Compensation elements for a compensation of the type described above provide. For example, this can be done by suitable choice of material, for. B. by using ceramic materials with appropriate properties.
  • the housing may in particular be designed in several parts and have at least one outer housing and at least one of the outer housing at least partially enclosed inner housing.
  • the adapter element can
  • This inner housing may in particular comprise an inner housing wall, wherein the adapter element is arranged on the combustion chamber side in the inner housing wall.
  • the adapter element itself is part of the whole or in part, for example, with its part fixed to the housing
  • Interior housing wall is.
  • the inner housing wall can be closed on at least one fixation on a side facing away from the combustion chamber.
  • the mechanical-electrical transducer element can be supported on this fixation.
  • This multi-part embodiment can in particular realize the concept of the above-described multiple transmission paths. So can the actual Force path of the pressure transducer via the adapter element and optionally the transmission element to the mechanical-electrical transducer element lead.
  • a second transmission path, via which, however, preferably no or a significantly lower transmission of forces and / or linear expansion takes place, can lead via the pressure sensor and the inner housing as well as the fixation to the mechanical-electrical transducer element.
  • Compensating body can provide compensation for thermo-mechanical stresses between these transmission paths.
  • the inner housing wall may in particular have a cylindrical shape, in particular in the form of a hollow cylinder.
  • the movable element for example the receiving ring, can in particular extend from the inner housing wall into the interior of the inner housing and form the receptacle or a part of the receptacle there.
  • the receiving ring may have a T-shape, in particular in a sectional plane parallel to an axis of the device, wherein the base of the T connects the receiving ring with the inner housing wall and wherein the transverse line of the T forms the actual recording.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device according to the invention for detecting a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine for use in self-igniting
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the device for FIG
  • the combustion chamber is denoted symbolically in FIGS. 1 and 2 by the reference numeral 1 12 and is located in FIGS. 1 and 2 on the left of the device 1 10.
  • FIG. 1 shows this
  • Embodiment of the device 1 10 for use in non-self-igniting internal combustion engines shows.
  • the device 110 essentially comprises two assemblies, namely one
  • the pressure transducer 1 16 16 includes a glow module 1 18, the pressure transducer comprises 1 16 in the embodiment for non-self-igniting internal combustion engine sensor tip 120th in the form of a plug 122.
  • the plug 122 may be designed in particular in the form of a dummy plug and / or lid.
  • the sensor unit 1 14 comprises a housing 124, which in this exemplary embodiment has an exemplary multi-part design.
  • the housing 124 accordingly includes an outer housing 126 as well as one of these
  • the inner housing 128 encloses with a substantially cylindrical in this embodiment configured
  • Inner housing wall 130 an interior 132 of the housing 124, in which a sensor module 134 with a mechanical-electrical transducer element 136, such as a piezoelectric element, is added. This is on one
  • Fixing element 140 supported on the side facing away from the combustion chamber 1 12 side of the housing 124 and is electrically contacted by sensor contacts 138, which are passed for example by the fixing element 140.
  • an adapter element 142 is arranged within the outer housing 126.
  • the adapter element 142 comprises a stationary element 144 which is arranged relative to the housing 124 and which forms part of the housing
  • Inner housing wall 130 may be, and a spaced from the stationary member 144 movable member 146. Between the stationary member 144 and the
  • the movable member 146 is a flexurally elastic web 147 is formed.
  • the stationary member 144 is annular and fixed to the inner wall of the outer housing 126 or is itself part of the outer housing 126.
  • the movable member 146 is in the form of a sleeve 148 or a ring.
  • the sleeve 148 or the ring indicates a combustion chamber side opening on a first end face and on the opposite inner side opening on a second end face.
  • the first end surface forms a combustion chamber-side support surface 152 for the pressure sensor 116 and the second end surface forms an interior-side support surface 155 for a first transmission element 156.
  • Combustion chamber open, but is closed by the pressure transducer 1 16.
  • Another embodiment is possible in principle.
  • the pressure transducer 1 16 has in the illustrated embodiment
  • a fixation of the pressure transducer 1 16 in the combustion chamber side opening take place, for example, a frictional, a positive or a cohesive fixation.
  • a combination of different fixation types is possible.
  • the flexurally elastic web 147 is preferably as a ring-shaped or
  • the closed web 147 forms a gas-tight partition between the combustion chamber 112 and the interior 132.
  • Active compound is still facing the interior 132 facing first
  • the first transmission element 156 is on its side facing the pressure transducer 1 16 side also designed with a projection 158, which another, the combustion chamber 1 12 facing the combustion chamber side
  • the first transmission element 156 can serve, for example, as compensation body for compensation of thermo-mechanical stresses.
  • the inner housing 128 is secured to the inner housing wall 130.
  • the inner housing 128 is further connected to a fixing element 140.
  • the sensor module 132 is below the inner housing 128 between the movable member 146 and the fixing member 140 under
  • Transmission element 156 and further transmission element 154 extends to the mechanical-electrical transducer element 136 of the sensor module 134.
  • a second force path extends over the pressure transducer 1 16, the fixed element 144, and the fixing element 140. To compensate for different expansions of these transmission paths, the first executed as a compensation body
  • the pressure transducer comprises 16 16 in the diesel engine variant according to Figure 1, the glow module 118. This is basically einbaukompatibel respect to the pressure transducer 1 16 and the sensor tip 120 at the
  • the glow module 118 includes the actual glow plug 162, which is enclosed on the housing side by a support tube 164 which is fixedly connected to the glow plug 162, for example non-positively, positively or materially.
  • the support tube 164 has the projection 150, which is inserted into the combustion chamber-side opening of the sleeve 148 and there with a unspecified shoulder as
  • the glow module 118 is electrically contacted by means of one or more electrical leads 166, which also as Glühstromtechnisch be designated.
  • the Glühstromtechnisch can be guided by one or more bushings 168, for example, one or more holes in the transmission element 154, for example, the compensation body 156, preferably eccentrically. This implementation can be done either axially, as shown, or obliquely.
  • the eccentric passage causes the electrical supply line 166 also eccentrically through the interior 132 and thus exits laterally adjacent to the sensor module 134.
  • the electrical supply line 166 preferably does not represent a disturbing contour next to the sensor module 134. In particular, because of this electrical supply line 166, it is not necessary to make the adjacent components smaller or to carry out any other redesign of the components accommodated in the interior 132.
  • the electrical supply line 166 may be passed through a further passage 170, again an eccentric bore, through the fixing element 140,
  • the feedthroughs 168, 170 for the electrical supply line 166 can also in the
  • Sensor unit 1 14 be present if they, as shown in Figure 2, are shown for non-self-igniting internal combustion engines such as gasoline engines.
  • the bushings 168, 170 although without function, but can be used unchanged, since they are not hindering due to the sealing of the interior 132 by the pressure transducer 1 16.
  • the sensor module 134 On the side facing away from the combustion chamber 112 of the fixing element 140 is an electrical contacting of the sensor module 134 by means of the sensor contacts 138 and optionally (in the variant of Figure 1) of the electrical supply line 166 as in known from the prior art devices for combustion chamber pressure detection. Alternatively, it is also possible to lead the electrical supply line 166 laterally out of the rear region of the support tube 164 of the glow module 118, for example shortly before the compensation body. This variant is not shown.

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum (112) einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst mindestens ein Gehäuse (124), ein im Gehäuse (124) aufgenommenes Adapterelement (142) und ein im Gehäuse (124) angeordnetes mechanisch-elektrisches Wandlerelement (136), wobei das Adapterelement (126) mit einem Druckaufnehmer (116) und mit mindestens einem Übertragungselement (156) in Wirkverbindung steht. Das Adapterelement (16) umfasst ein mit dem Gehäuse (124) verbundenes ortsfestes Element (144) und eine bewegliches Element (146), wobei am beweglichen Element (146) der Druckaufnehmer (116) angreift, und wobei das bewegliche Element (146) eingerichtet ist, um eine durch den Brennraumdruck auf den Druckaufnehmer (116) ausgeübte Kraft zumindest teilweise an das mechanisch-elektrische Wandlerelement (136) zu übertragen. Das bewegliche Element (146) weist eine brennraumseitige Aufnahme für den Druckaufnehmer (116) und eine innenraumseitige Aufnahme für das Übertragungselement (156) auf. Zwischen dem ortsfesten Element (144) und dem beweglichen Element (146) ist ein ringförmig ausgeführter biegeelastischer Steg (147) ausgebildet.

Description

Beschreibung Titel
Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind für Diesel- Motoren Brennraumdrucksensoren bekannt, bei welchen der Brennraumdrucksensor in eine Glühstiftkerze integriert ist. Für Otto- Motoren wird grundsätzlich die Integration in Motorbauelemente zwar ebenfalls diskutiert, beispielsweise in eine Zündkerze, wobei eine derartige Integration jedoch bei Otto-Motoren mit deutlichen Nachteilen, insbesondere bei der
Sensorfunktion, verbunden ist. Aus der nachveröffentlichten Patentanmeldung DE 10
2009 026436.1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine bekannt, die insbesondere in Otto-Motoren bzw. Benzin-Motoren einsetzbar ist. Bei der dort vorgeschlagenen Vorrichtung ist eine dem Brennraum zuweisende Öffnung eines Sensorgehäuses durch eine Membran verschlossen.
Innerhalb des Sensorgehäuses ist ein mechanisch-elektrisches Wandlerelement aufgenommen, und es ist ein Übertragungselement zur Übertragung einer Verformung der Membran auf das mechanisch-elektrische Wandlerelement vorgesehen.
Trotz der Verbesserungen durch die DE 10 2009 026436.1 besteht nach wie vor ein Bedarf an einfach herstellbaren, flexiblen integrierten Brennraumdrucksensoren, insbesondere derartigen Brennraumdrucksensoren, welche-gegebenenfalls mit geringfügigen Modifikationen-sowohl für Diesel-Brennkraftmaschinen als auch für Otto-Brennkraftmaschinen einsetzbar sind. Insbesondere wäre eine erhöhte
Einbaukompatibilität wünschenswert, welche die Herstellkosten deutlich senken würde.
Offenbarung der Erfindung
Mit der vorgeschlagen Vorrichtung wird eine deutlich erhöhte Einbaukompatibilität erzielt. Weiterhin wird durch die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht, abgesehen von Bauteilen, die die Glühfunktion für eine Diesel-Variante betreffen, sowohl für Otto-
Motoren als auch für Diesel-Motoren gleichartige oder identische Bauteile zu verwenden. Auf diese Weise lassen sich Herstellungskosten und Lagerhaltungskosten sowie der Aufwand für die Bereitstellung unterschiedlicher Konstruktionen für selbstzündende Brennkraftmaschinen und nicht-selbstzündende Brennkraftmaschinen deutlich verringern.
Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks einer
Brennkraftmaschine weist mindestens ein Gehäuse, ein im Gehäuse aufgenommenes Adapterelement und ein im Gehäuse angeordnetes mechanisch-elektrisches
Wandlerelement auf. Das Adapterelement steht mit einem Druckaufnehmer und mit mindestens einem Übertragungselement in Wirkverbindung und umfasst ein mit dem Gehäuse verbundenes ortsfestes Element und eine bewegliches Element , wobei am beweglichen Element der Druckaufnehmer angreift, und wobei das bewegliche Element eingerichtet ist, um eine durch den Brennraumdruck auf den Druckaufnehmer ausgeübte Kraft zumindest teilweise an das mechanisch-elektrische Wandlerelement zu übertragen. Zwischen dem ortsfesten Element und dem beweglichen Element ist ein ringförmig ausgeführter biegeelastischer Steg ausgebildet, der als biegelastische Membran die Relativbewegung des beweglichen Elements gewährleistet.
Unter einem mechanisch-elektrischen Wandlerelement ist allgemein ein Element zu verstehen, welches mechanische Einwirkungen, beispielsweise eine Krafteinwirkung und/oder eine Druckeinwirkung und/oder eine Längenänderung des Wandlerelements, in elektrische Signale umwandeln kann. Im Folgenden wird im Wesentlichen Bezug genommen auf piezoelektrische Wandlerelemente. Alternativ oder zusätzlich kann das mechanisch-elektrische Wandlerelement jedoch auch andere Arten von
Wandlerelementen umfassen, die zur Umwandlung mechanischer in elektrische Signale eingerichtet sind. Da im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zuleitung zu einem Druckaufnehmer, beispielsweise einer Glühkerze oder einem Glühstift, seitlich an dem mechanisch-elektrischen Wandlerelement vorbeigeführt werden kann, kann das mechanisch-elektrische Wandlerelement insbesondere vollflächig ausgestaltet sein, beispielsweise als vollflächige Scheibe ohne zentrale Öffnung, beispielsweise als Kreisscheibe oder als Scheibe mit polygonalem Querschnitt.
Unter einem Sensorgehäuse ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein Element zu verstehen, welches einteilig oder auch mehrteilig ausgestaltet sein kann und welches die Vorrichtung vollständig oder teilweise umschließt bzw. nach außen abschließt. Das Sensorgehäuse kann insbesondere die äußere Form der Vorrichtung bestimmen und kann die Vorrichtung durch eine geeignete mechanische Stabilität insbesondere vor mechanischen Beschädigungen oder mechanischen und/oder chemischen und/oder elektrischen Einflüssen schützen. Das Sensorgehäuse kann weiterhin eine oder mehrere Befestigungselemente umfassen, um die Vorrichtung beispielsweise in einer Wand eines Brennraums der Brennkraftmaschine zu fixieren, beispielsweise ein oder mehrere Gewinde.
Unter einem Druckaufnehmer ist dabei allgemein ein Element zu verstehen, welches eingerichtet ist, um eine Kraft, einen Druck oder eine Verformung, welche durch den Druck und/oder durch Druckänderungen im Inneren des Brennraums verursacht werden, aufzunehmen und an die Vorrichtung, insbesondere direkt oder indirekt an das mechanisch-elektrische Wandlerelement, weiterzuleiten. Ausgestaltungen des
Druckaufnehmers werden unten noch näher beschrieben. Das Adapterelement ist eingerichtet, um eine durch den Brennraumdruck auf den
Druckaufnehmer aufgeübte Kraft zumindest teilweise an das mechanisch-elektrische Wandlerelement zu übertragen. In anderen Worten soll das Adapterelement mit der Aufnahme nicht nur zur mechanischen Aufnahme und vorzugsweise (mit Ausnahme von durch den Brennraumdruck hervorgerufenen Bewegungen) Fixierung des
Druckaufnehmers dienen, sondern auch selbst Bestandteil eines Kraftpfades sein, über welchen Drücke, Bewegungen, Längenänderungen oder Kräfte, welche durch den Druck im Brennraum bedingt sind, von dem Druckaufnehmer auf das mechanischelektrische Wandlerelement übertragen werden. Am beweglichen Element ist eine brennraumseitige Aufnahme für den Druckaufnehmer und eine innraumseitige Aufnahme für das Übertragungselement ausgebildete. Die Verbindungen des Druckaufnehmens und des Übertragungselements mit dem beweglichen Element können formschlüssig und/oder kraftschlüssig erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch prinzipiell auch eine stoffschlüssige Verbindung möglich. Besonders bevorzugt ist es, wenn das bewegliche Element als Hülse mit einer an einer brennraumseitigen Öffnung ausgebildeten ersten Stirnfläche und mit einer an einer innenraumseitigen Öffnung ausgebildeten zweiten Stirnfläche ausgeführt ist, wobei in die brennraumseitige Öffnung der Druckaufnehmer vollständig oder teilweise einfügbar ist, so dass die Hülse den Druckaufnehmer oder einen Teil des Druckaufnehmers umschließt. Beispielsweise kann der Druckaufnehmer einen Vorsprung, beispielsweise einen zylindrischen Vorsprung, insbesondere einen kreiszylindrischen Vorsprung, aufweisen, welcher von der Aufnahme oder einem Teil der Aufnahme ganz oder teilweise umschlossen wird. Beispielsweise kann am Übergang zwischen dem
Vorsprung und dem übrigen Bestandteil des Druckaufnehmers eine Schulter vorgesehen sein, um ein definiertes Einfügen des Druckaufnehmers in die
brennraumseitige Öffnung zu bewirken. Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Art der Aufnahme möglich. Alternativ oder zusätzlich zu einer ringförmigen Aufnahme kann die Aufnahme auch ein oder mehrere auf andere Weise gestaltete
Befestigungselemente zum Befestigen des Druckaufnehmers aufweisen.
Der Druckaufnehmer kann insbesondere ein Glühmodul umfassen, so dass die Vorrichtung insgesamt als Glühstiftkerze ausgestaltet werden kann. Unter einem Glühmodul ist dabei ein Modul zu verstehen, wie es in selbstzündenden
Brennkraftmaschinen eingesetzt werden kann, beispielsweise in Diesel-Motoren, um eine Selbstzündung der Brennkraftmaschine zu bewirken oder zu fördern,
beispielsweise in einer oder mehreren Glühphasen, beispielsweise Vorglühphasen. Das Glühmodul kann insbesondere eine oder mehrere Glühstromleitungen umfassen, mittels derer eine Aufheizung des Glühmoduls bewirkbar ist. Das Glühmodul kann insbesondere derart mit der Aufnahme verbunden sein, dass das Glühmodul vollständig oder teilweise aus der Aufnahme heraus in den Brennraum hineinragt.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Glühmodul kann die Vorrichtung als
Druckaufnehmer auch mindestens eine Sensorspitze umfassen. Unter einer
Sensorspitze ist dabei grundsätzlich ein Druckaufnehmer zu verstehen, welcher, vorzugsweise ohne sonstige Funktionen elektrischer Art aufzuweisen, zur Aufnahme von Drücken und/oder Kräften aus dem Brennraum zu deren Weiterleitung eingerichtet ist. Die Sensorspitze kann insbesondere als rein mechanisches Bauelement ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Sensorspitze mindestens einen dem
Brennraum zuweisenden Stopfen und/oder Deckel umfassen, welcher beispielsweise zylindrisch ausgestaltet sein kann. Insbesondere kann ein Blindstopfen vorgesehen sein, welcher in die Aufnahme und/oder auf die Aufnahme eingesetzt bzw. aufgesetzt werden kann. Der Stopfen kann insbesondere, wie auch das Glühmodul, einen Vorsprung umfassen, welcher in eine optional ringförmig ausgestaltete Aufnahme eingefügt werden kann. Verschiedene Ausgestaltungen sind möglich und werden unten noch näher beschrieben. Das ortsfeste Element des Adapterelements kann ein ringförmiges Teil des Gehäuses sein, beispielsweise ein Teil eines Innengehäuses, welcher einen Innenraum der Vorrichtung und/oder eines Sensormoduls der Vorrichtung vollständig oder teilweise umschließt. Unter dem beweglichen Element ist dabei allgemein ein Element zu verstehen, welches eine Lageänderung relativ zum ortsfesten Element, d.h. hinsichtlich des Gehäuses, beispielsweise hinsichtlich eines Außengehäuses, durchführen kann, insbesondere bedingt durch eine Änderung eines Drucks im Brennraum. Während der ortsfest ausgestaltete Teil somit Bestandteil des übrigen Gehäuses ist, kann das bewegliche Element Bestandteil eines Kraftpfades sein, über welchen eine Bewegung, eine Kraft oder ein Druck von dem Brennraum auf das mechanisch-elektrische
Wandlerelement übertragen wird. Das bewegliche Element in Form der Hülse ist mittels eines biegeelastischen Steges am ortsfesten Element aufgehängt. Der biegeelastische Steg ist beispielsweise membranartig ausgestaltet. In diesem oder auch in anderen Ausgestaltungen kann die brennraumseitige Aufnahme des beweglichen Elements derart ausgestaltet sein, dass beispielsweise das
Innengehäuse, in welchem das mechanisch-elektrische Wandlerelement
aufgenommen ist, nicht verschlossen wird, sondern dass die brennraumseitige Öffnung verbleibt. Eine derartig geöffnete Ausgestaltung erleichtert, wie unten noch näher ausgeführt wird, insbesondere die Durchführung einer oder mehrerer elektrischer Zuleitungen des Druckaufnehmer, falls dies erforderlich ist.
Zwischen der innraumseitigen Aufnahme und dem mechanisch-elektrischen
Wandlerelement kann insbesondere mindestens ein Übertragungselement zum Kraftübertrag auf das mechanisch-elektrische Wandlerelement angeordnet sein. Ein derartiger Kraftübertrag kann grundsätzlich den Übertrag von Kräften, Drücken,
Bewegungen oder ähnlichen, durch den Brennraumdruck hervorgerufenen
mechanischen Zustandsänderungen umfassen. Das Übertragungselement kann insbesondere stabförmig oder auch ringförmig ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung als einteiliger oder mehrteiliger V-Zylinder, dessen Außenseite zylindrisch oder auch gestuft ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann das
Übertragungselement auf der dem Brennraum abgewandten Seite auf der Aufnahme, beispielsweise auf dem beweglichen Element der Aufnahme, insbesondere dem Aufnahmering, abgestützt sein. Zu diesem Zweck kann das Übertragungselement beispielsweise seinerseits einen Vorsprung aufweisen, welcher in die innenraumseitige Öffnung der innraumseitigen Aufnahme hineinragt. Wiederum kann alternativ oder zusätzlich, auch eine Nut oder eine Schulter vorgesehen sein, auf welcher der Aufnahmering und/oder die auf andere Weise ausgestaltete Aufnahme abgestützt sein kann.
Das Übertragungselement kann insbesondere mindestens eine Durchführung zum Durchführen mindestens einer elektrischen Zuleitung des Druckaufnehmers aufweisen.
Insbesondere kann es sich hierbei um mindestens eine Bohrung handeln,
vorzugsweise um mindestens eine exzentrische Bohrung. Diese Bohrung kann parallel zu einer Achse der Vorrichtung angeordnet sein, kann jedoch auch grundsätzlich unter einem Winkel zu der Achse angeordnet sein, beispielsweise in einem Winkel zwischen 5 Grad und 70 Grad, insbesondere einem Wnkel zwischen 30 Grad und 60 Grad. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Zuleitung, welche beispielsweise zentral aus dem Druckaufnehmer, beispielsweise der dem Glühmodul, auf der dem
Brennraum abgewandten Seite desselben herausgeführt werden kann, seitlich an dem vorzugsweise auf der Achse der Vorrichtung angeordneten mechanisch-elektrischen Wandlerelement und/oder an Teilen des Übertragungselements vorbeigeführt werden kann. Wrd die Durchführung nicht benötigt und ist die Aufnahme zum Brennraum hin geöffnet, so kann durch den Druckaufnehmer, insbesondere durch die Sensorspitze (vorzugsweise den Stopfen), die Durchführung gegenüber dem Brennraum
abgeschlossen werden, so dass keine Brennraumgase unmittelbar durch die
Durchführung zu dem mechanisch-elektrischen Wandlerelement gelangen können. Die
Durchführung kann sich durch das gesamte Übertragungselement hindurch erstrecken oder auch lediglich durch Teile desselben, beispielsweise lediglich durch einen optionalen Kompensationskörper der Übertragungselements, welcher im Folgenden noch näher beschrieben wird.
Das Übertragungselement kann einteilig oder auch mehrteilig ausgestaltet sein.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Übertragungselement einen oder mehrere Kompensationskörper zur zumindest teilweisen Kompensation thermomechanischer Spannungen umfasst. So bestehen in der Regel innerhalb der Vorrichtung,
insbesondere innerhalb des Sensormoduls der Vorrichtung, unterschiedliche
Übertragungspfade für Kräfte und/oder Längenausdehnungen. Abgesehen von dem oben beschriebenen Kraftpfad, über welchen unmittelbar Kräfte, Bewegungen oder Drücke von dem Druckaufnehmer auf das mechanisch-elektrische Wandlerelement übertragen werden, sind auch Pfade durch das Gehäuse zu berücksichtigen. Da in den Übertragungspfaden unterschiedlichen Materialien aufgenommen sein können, welche unterschiedliche thermische Ausdehnungen aufweisen können, kann es bei den hohen Temperaturschwankungen, denen die Vorrichtung ausgesetzt sein kann, zu thermomechanischen Spannungen aufgrund dieser unterschiedlichen Ausdehnungen kommen. Diese thermomechanischen Spannungen können zu einer Verfälschung von Messergebnissen führen oder auch zu einer Beschädigung der Vorrichtung. Das Kompensationselement kann beispielsweise eingerichtet sein durch eine geeignete Wahl seiner Länge und/oder seines Wärmeausdehnungskoeffizienten, so dass zumindest innerhalb typischer Temperaturbereiche, denen die Vorrichtung ausgesetzt werden kann, die Wärmeausdehnungen der unterschiedlichen Übertragungspfade zumindest weitgehend identisch sind, beispielsweise im Rahmen einer tolerierbaren Abweichung von nicht mehr als 20 %, insbesondere bei nicht mehr als 10 % und vorzugsweise von nicht mehr als 5 %. Beispielsweise können
Temperaturschwankungen zwischen -40 Grad Celsius und 150 Grad Celsius vorliegen, wobei Spitzentemperaturen auch höher liegen können. Innerhalb der genannten Temperaturbereiche können die ein oder mehreren
Kompensationselemente für eine Kompensation der oben beschriebenen Art sorgen. Beispielsweise kann dies durch geeignete Materialauswahl erfolgen, z. B. indem keramische Werkstoffe mit entsprechenden Eigenschaften verwendet werden.
Das Gehäuse kann insbesondere mehrteilig ausgestaltet sein und mindestens ein Außengehäuse und mindestes ein von dem Außengehäuse zumindest teilweise umschlossenes Innengehäuse aufweisen. Das Adapterelement kann
dementsprechend zumindest teilweise Bestandteil des Innengehäuses sein. Dieses Innengehäuse kann insbesondere eine Innengehäusewand umfassen, wobei das Adapterelement brennraumseitig in der Innengehäusewand angeordnet ist. Dies umfasst den Fall, dass das Adapterelement selbst ganz oder teilweise, beispielsweise mit seinem ortsfest zu dem Gehäuse ausgestalteten Teil, Bestandteil der
Innengehäusewand ist. Beispielsweise kann brennraumseitig das Innengehäuse durch das Adapterelement, insbesondere dessen ortsfestem Teil, und vorzugsweise auch den Druckaufnehmer abgeschlossen sein, da, wie oben ausgeführt, vorzugsweise das Adapterelement hin zum Brennraum geöffnet ist und durch den Druckaufnehmer abgeschlossen werden kann. Die Innengehäusewand kann auf einer dem Brennraum abgewandten Seite durch mindestens eine Fixierung abgeschlossen sein. Das mechanisch-elektrische Wandlerelement kann auf dieser Fixierung abgestützt sein. Diese mehrteilige Ausgestaltung kann insbesondere das Konzept der oben beschriebenen mehreren Übertragungspfade realisieren. So kann der eigentliche Kraftpfad von dem Druckaufnehmer über das Adapterelement und optional das Übertragungselement zum mechanisch-elektrischen Wandlerelement führen. Ein zweiter Übertragungspfad, über welchen jedoch vorzugsweise keine oder eine erheblich geringere Übertragung von Kräften und/oder Längenausdehnungen erfolgt, kann über den Druckaufnehmer und das Innengehäuse sowie die Fixierung zum mechanisch-elektrischen Wandlerelement führen. Der oben beschriebene
Kompensationskörper kann für eine Kompensation thermomechanischer Spannungen zwischen diesen Übertragungspfaden sorgen. Die Innengehäusewand kann insbesondere eine Zylinderform aufweisen, insbesondere in Form eines Hohlzylinders. Das bewegliche Element, beispielsweise der Aufnahmering, kann sich insbesondere von der Innengehäusewand aus ins Innere des Innengehäuses erstrecken und dort die Aufnahme oder einen Teil der Aufnahme bilden. Der Aufnahmering kann insbesondere in einer Schnittebene parallel zu einer Achse der Vorrichtung eine T-Form aufweisen, wobei die Basis des T den Aufnahmering mit der Innengehäusewand verbindet und wobei der Querstrich des T die eigentliche Aufnahme bildet.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine für den Einsatz in selbstzündenden
Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Motoren; und Figur 2 ein zu Figur 1 alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung für den
Einsatz in nicht-selbstzündenden Brennkraftmaschinen, insbesondere in Otto- Motoren.
In den Figuren 1 und 2 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen 110 zur Erfassung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine gezeigt. Der Brennraum ist dabei in den Figuren 1 und 2 symbolisch mit der Bezugsziffer 1 12 bezeichnet und befindet sich in den Figuren 1 und 2 links der Vorrichtung 1 10. Dabei zeigt die Figur 1 ein
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 10 für den Einsatz in selbstzündenden Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Motoren, wohingegen Figur 2 ein
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 10 für den Einsatz in nicht-selbstzündenden Brennkraftmaschinen zeigt. Im Folgenden wird im Wesentlichen gleichzeitig Bezug genommen auf diese Ausführungsbeispiele, da, was einen Vorteil der vorliegenden Erfindung darstellt, viele Bestandteile der Vorrichtung 110 in beiden
Ausführungsbeispielen und in beiden Anwendungszwecken gleichermaßen verwendet werden können.
Die Vorrichtung 110 umfasst im Wesentlichen zwei Baugruppen, nämlich eine
Sensoreinheit 1 14 und einen die Sensoreinheit 1 14 brennraumseitig abschließenden Druckaufnehmer 116. Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 für selbstzündende Brennkraftmaschinen der Druckaufnehmer 1 16 ein Glühmodul 1 18 umfasst, umfasst der Druckaufnehmer 1 16 bei dem Ausführungsbeispiel für nicht- selbstzündende Brennkraftmaschinen eine Sensorspitze 120 in Form eines Stopfens 122. Der Stopfen 122 kann insbesondere in Form eines Blindstopfens und/oder Deckels ausgestaltet sein. Die Sensoreinheit 1 14 umfasst ein Gehäuse 124, welches in diesem Ausführungsbeispiel exemplarisch mehrteilig ausgebildet ist. Das Gehäuse 124 umfasst dementsprechend ein Außengehäuse 126 sowie ein von diesem
umschlossenes Innengehäuse 128. Das Innengehäuse 128 umschließt mit einer in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrisch ausgestalteten
Innengehäusewand 130 einen Innenraum 132 des Gehäuses 124, in welchem ein Sensormodul 134 mit einem mechanisch-elektrischen Wandlerelement 136, beispielsweise einem Piezoelement, aufgenommen ist. Dieses ist auf einem
Fixierelement 140 auf der dem Brennraum 1 12 abgewandten Seite des Gehäuses 124 abgestützt und ist durch Sensorkontakte 138 elektrisch kontaktierbar, welche beispielsweise durch das Fixierelement 140 hindurchgeführt werden.
Innerhalb des Außengehäuses 126 ist ein Adapterelement 142 angeordnet. Das Adapterelement 142 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein zu dem Gehäuse 124 angeordnetes ortsfestes Element 144, welches Bestandteil der
Innengehäusewand 130 sein kann, und ein vom ortsfesten Element 144 beabstandetes bewegliches Element 146. Zwischen dem ortsfesten Element 144 und dem
beweglichen Element 146 ist ein biegeelastischer Steg 147 ausgebildet. Das ortsfeste Element 144 ist ringförmig ausgeführt und an der Innenwand des Außengehäuses 126 befestigt oder ist selbst Teil des Außengehäuses 126. Das bewegliche Element 146 hat die Form einer Hülse 148 oder eines Ringes. Die Hülse 148 bzw. der Ring weist an einer brennraumseitigen Öffnung eine erste Stirnfläche und an der gegenüberliegenden innenraumseitigen Öffnung eine zweite Stirnfläche auf. Die erste Stirnfläche bildet eine brennraumseitige Stützfläche 152 für den Druckaufnehmer 116 und die zweite Stirnfläche eine innenraumseitige Stützfläche 155 für ein erstes Übertragungselement 156 aus. Durch die Öffnungen ist der Innenraum 132 hin zum
Brennraum offen, wird jedoch durch den Druckaufnehmer 1 16 verschlossen. Auch eine andere Ausgestaltung ist jedoch grundsätzlich möglich.
Der Druckaufnehmer 1 16 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein
Verbindungselement in Form eines Vorsprungs 150 mit einer zum Innenraum 132 weisenden innenraumseitigen Schulter 153 auf, welche sich an der brennraumseitigen Stützfläche152 des beweglichen Elements 146 abstützt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fixierung des Druckaufnehmers 1 16 in der brennraumseitigen Öffnung erfolgen, beispielsweise eine kraftschlüssige, eine formschlüssige oder auch eine stoffschlüssige Fixierung. Auch eine Kombination verschiedener Fixierungsarten ist möglich.
Der biegeelastische Steg 147 ist vorzugweise als ein ringförmiger oder
scheibenförmiger geschlossener Steg ausgeführt und bildet eine biegeelastische Membran, die die Relativbewegung des beweglichen Elements 146 in Bezug zum ortsfesten Element 144 gewährleistet. Der geschlossene Steg 147 bildet eine gasdichte Trennwand zwischen dem Brennraum 112 und dem Innenraum 132 aus.
Von dem Druckaufnehmer 116 werden Brennraumdrücke und/oder Kräfte auf das Adapterelement 142 und dort insbesondere auf die brennraumseitige Stirnfläche des beweglichen Elements 146 übertragen. Mit dem beweglichen Element 146 in
Wirkverbindung steht weiterhin das in den Innenraum 132 weisende erste
Übertragungselement 156. Das erste Übertragungselement 156 ist auf seiner dem Druckaufnehmer 1 16 zugewandten Seite ebenfalls mit einem Vorsprung 158 ausgeführt, welcher eine weitere, zum Brennraum 1 12 weisende brennraumseitige
Schulter 160 ausbildet. Die brennraumseitige Schulter 160 des Übertragungselements 156 greift an der innenraumseitigen Stützfläche 155 des beweglichen Elements 146 an. Dadurch wird die vom Druckaufnehmer 116 aufgenommene Kraft über das bewegliche Element 146 auf das erste Übertragungselement 156 und von dort auf ein weiteres Übertragungselement 154 des Sensormoduls 132 und wiederum von dort auf das Sensormodul 132 und das dort integrierte mechanisch-elektrische Wandlerelement 136 übertragen.
Das erste Übertragungselement 156 kann beispielsweise als Kompensationskörper zur Kompensation thermomechanischer Spannungen dienen.
Am ortsfesten Element 144 des Adapterelements 142 ist das Innengehäuse 128 mit der Innengehäusewand 130 befestigt. Das Innengehäuse 128 ist weiterhin mit einem Fixierelement 140 verbundnen. Das Sensormodul 132 ist innerhalb des Innengehäuses 128 zwischen dem beweglichen Element 146 und dem Fixierelement 140 unter
Vorspannung angeordnet.
Zur Übertragung von Kräften und/oder Brennraumdrücken auf das mechanischelektrische Wandlerelement 136 dient somit ein Kraftpfad, welcher sich von dem Druckaufnehmer 1 16 über das bewegliche Element 146 und das erste
Übertragungselement 156 und weitere Übertragungselement 154 hin zum mechanischelektrischen Wandlerelement 136 des Sensormoduls 134 erstreckt. Ein zweiter Kraftpfad erstreckt sich über den Druckaufnehmer 1 16, das ortsfeste Element 144, und das Fixierelement 140. Zur Kompensation unterschiedlicher Ausdehnungen dieser Übertragungspfade dient das als Kompensationskörper ausgeführte erste
Übertragungselement 156.
Während bei der Otto-Motor-Variante gemäß Figur 2 die Öffnung der Hülse 148 brennraumseitig lediglich durch die Sensorspitze 120 in Form des Stopfens 122 verschlossen ist, umfasst der Druckaufnehmer 1 16 bei der Diesel-Motor-Variante gemäß Figur 1 das Glühmodul 118. Dieses ist grundsätzlich einbaukompatibel bezüglich des Druckaufnehmers 1 16 bzw. der Sensorspitze 120 an der
brennraumseitigen Aufnahme der Hülse 148 des beweglichen Elements 146. Das Glühmodul 118 umfasst den eigentlichen Glühstift 162, welcher gehäuseseitig von einem Stützrohr 164 umschlossen ist, das fest mit dem Glühstift 162 verbunden ist, beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig. Das Stützrohr 164 weist den Vorsprung 150 auf, welcher in die brennraumseitigen Öffnung der Hülse 148 eingefügt ist und dort sich mit einer nicht näher bezeichneten Schulter als
innenraumseitige Schulter 153 an der brennraumseitigen Stützfläche 152 des beweglichen Elements 146 abstützt. Das Glühmodul 118 wird mittels einer oder mehrerer elektrischer Zuleitungen 166 elektrisch kontaktiert, die auch als Glühstromleitung bezeichnet werden. Die Glühstromleitung kann durch eine oder mehrere Durchführungen 168, beispielsweise eine oder mehrere Bohrungen, in dem Übertragungselement 154, beispielsweise dem Kompensationskörper 156, geführt sein, vorzugsweise exzentrisch. Diese Durchführung kann entweder axial erfolgen, wie dargestellt, oder schräg. Die exzentrische Durchführung bewirkt, dass die elektrische Zuleitung 166 auch exzentrisch durch den Innenraum 132 und somit seitlich neben dem Sensormodul 134 austritt. Die elektrische Zuleitung 166 stellt vorzugsweise neben dem Sensormodul 134 keine Störkontur dar. Insbesondere ist es wegen dieser elektrischen Zuleitung 166 nicht erforderlich, die benachbarten Bauteile kleiner zu gestalten oder eine sonstige Neukonstruktion der im Innenraum 132 aufgenommenen Bauelemente vorzunehmen.
Auf der dem Brennraum 1 12 abgewandten Seite des Sensormoduls 134 kann die elektrische Zuleitung 166 durch eine weitere Durchführung 170, wiederum eine exzentrische Bohrung, durch das Fixierelement 140 hindurchgeführt sein,
beispielsweise wiederum axial (wie in Figur 1 dargestellt) oder schräg zur Achse. Die Durchführungen 168, 170 für die elektrische Zuleitung 166 können auch in der
Sensoreinheit 1 14 vorhanden sein, wenn diese, wie in Figur 2 dargestellt, für nicht- selbstzündende Brennkraftmaschinen wie Otto- Motoren dargestellt werden. In diesem Fall sind die Durchführungen 168, 170 zwar ohne Funktion, können jedoch unverändert verwendet werden, da diese aufgrund der Abdichtung des Innenraums 132 durch den Druckaufnehmer 1 16 nicht hinderlich sind.
Auf der dem Brennraum 112 abgewandten Seite des Fixierelements 140 erfolgt eine elektrische Kontaktierung des Sensormoduls 134 mittels der Sensorkontakte 138 und optional (bei der Variante gemäß Figur 1) der elektrischen Zuleitung 166 wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Brennraumdruck-Erfassung. Alternativ ist es auch möglich, die elektrische Zuleitung 166 seitlich aus dem hinteren Bereich des Stützrohrs 164 des Glühmoduls 118 herauszuführen, beispielsweise kurz vor dem Kompensationskörper. Diese Variante ist nicht dargestellt.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Gehäuse (124), einem im Gehäuse (124) aufgenommenen Adapterelement (142) und einem im Gehäuse (124) angeordneten mechanisch-elektrischen Wandlerelement (136), wobei das
Adapterelement (126) mit einem Druckaufnehmer (116) und mit mindestens einem Übertragungselement (156) in Wirkverbindung steht und ein mit dem Gehäuse (124) verbundenes ortsfestes Element (144) und eine bewegliches Element (146) umfasst, wobei am beweglichen Element (146) der Druckaufnehmer (116) angreift, und wobei das bewegliche Element (146) eingerichtet ist, um eine durch den Brennraumdruck auf den Druckaufnehmer (116) ausgeübte Kraft zumindest teilweise an das mechanisch-elektrische Wandlerelement (136) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ortsfesten Element (144) und dem beweglichen Element (146) ein ringförmig ausgeführter biegeelastischer Steg (147) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der biegeelastische Steg (147) eine
Trennwand zum Innenraum (132) hin ausbildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element (146) eine
brennraumseitige Aufnahme für den Druckaufnehmer (116) und eine
innenraumseitige Aufnahme für das Übertragungselement (156) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das bewegliche Element (146) im
Wesentlichen die Form einer Hülse (148) mit einer brennraumseitigen Öffnung und einer innraumseitigen Öffnung aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei an der brennraumseitigen Öffnung eine
brennraumseitige Stirnfläche und an der innenraumseitigen Öffnung eine innenraumseitigen Stirnfläche ausgebildet ist, und wobei die brennraumseitige Stirnfläche eine erste Stützfläche (152) für den Druckaufnehmer (116) und die innenraumseitige Stirnfläche eine zweite Stützfläche (155) für das
Übertragungselement (156) bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Druckaufnehmer (116) eine
innenraumseitige Schulter (153) aufweist, mit der sich der Druckaufnehmer (116) an der ersten Stützfläche (152) abstützt, und wobei das Übertragungselement (156) eine brennraumdruckseitige Schulter (160) aufweist, mit der sich das
Übertragungselement (156) an der zweiten Stützfläche (155) abstützt.
7. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Übertragungselement (156) als Kompensationskörper zur zumindest teilweisen Kompensation thermomechanischer Spannungen ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (124) mindestens ein Außengehäuse (126) und mindestens ein von dem Außengehäuse (126) zumindest teilweise umschlossenes Innengehäuse (128) aufweist, welches mit einem Fixierelement (140 ) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Innengehäuse (128) mit einer
Innengehäusewand (130) mit dem ortsfesten Element (144) des Adapterelements (142) fest verbundnen ist, wobei das mechanisch-elektrische Wandlerelement (136) an dem Fixierelement (140) abgestützt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Sensormodul (132) zwischen dem
beweglichen Element (146) und dem Fixierelement (140) vorgespannt ist.
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