WO2015044031A1 - Glühstiftkerze mit integriertem drucksensor - Google Patents

Glühstiftkerze mit integriertem drucksensor Download PDF

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WO2015044031A1
WO2015044031A1 PCT/EP2014/069923 EP2014069923W WO2015044031A1 WO 2015044031 A1 WO2015044031 A1 WO 2015044031A1 EP 2014069923 W EP2014069923 W EP 2014069923W WO 2015044031 A1 WO2015044031 A1 WO 2015044031A1
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WO
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housing
glow plug
sealing membrane
pressure sensor
opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/069923
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Stein
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to a glow plug for a
  • Internal combustion engine with an integrated pressure sensor for measuring the combustion chamber pressure of the internal combustion engine.
  • a combustion chamber pressure sensor can be integrated in a glow plug in a diesel engine.
  • the main function of the glow plug to heat the combustion chamber locally and to allow ignition of the fuel, in particular after the cold start must be ensured.
  • a pressure sensor must be integrated into the glow plug, which must be shielded from the hot fuel gases.
  • glow plugs with an integrated pressure sensor are already known.
  • DE 10 2008 009 429 AI discloses a glow plug with a pressure sensor, in which a glow plug of the glow plug protrudes from an opening in the housing via the housing end of the glow plug, wherein it is surrounded glow pin of a support tube.
  • For sealing against the combustion chamber is usually a bellows or a welded
  • the glow plug according to the invention with the features of claim 1 offers the advantage that by insulating the sealing membrane acting on the sealing membrane thermal forces and thus the
  • Thermoelectric voltages are reduced.
  • the insulation also reduces the thermal load on the pressure sensor, which is also the case
  • the means for insulating the sealing membrane comprise an air gap.
  • Such an air gap between the housing opening of the glow plug and the sealing membrane reduces the heat input to the sealing membrane, which is caused by hot gases in the combustion chamber, which can penetrate through the housing opening.
  • the air gap is formed by a shield which is arranged between the opening of the housing and the sealing membrane.
  • a shield may for example be formed by a second membrane and is a simple, effective and inexpensive means to form such an air gap. This creates a largely closed space, which thermally isolates the sealing membrane.
  • the shield is connected exclusively to the glow plug.
  • the shield can expand under thermal stress with the glow plug and there are no thermal stresses.
  • the shield is connected exclusively to the housing.
  • the second membrane can expand under thermal stress with the housing and there are no thermal stresses.
  • an air gap is formed, which is as far as possible tight and creates a largely closed space between the shield and the sealing membrane.
  • the sealing membrane has a ceramic coating for insulation.
  • a ceramic coating By a ceramic coating, the heat input is reduced in the sealing membrane, whereby the thermal load is reduced to the sealing membrane. Due to the lower thermal load also occur less thermal stresses, which increases the accuracy and durability. It is particularly preferred if the ceramic coating comprises yttrium-stabilized zirconium oxide.
  • the ceramic coating of the sealing membrane has a thickness of ⁇ to ⁇ .
  • Mr. Stein is there a preferred coating thickness here? 1 - ⁇ is a relatively wide range ...
  • an adhesion-promoting layer is applied between the sealing membrane and the ceramic coating.
  • an adhesion-promoting layer By means of an adhesion-promoting layer, a particularly stable coating can be achieved, or it is also possible to coat sealing membranes on which a stable, direct coating is not possible.
  • Layers of nickel-chromium-aluminum-yttrium (NiCrAlY) or cobalt-chromium-aluminum-yttrium (CoCrAlY) have proven to be particularly suitable, which offer a high protective effect against oxidation or corrosion in a high-temperature environment.
  • a further advantageous development is to combine the advantages of a ceramic-coated sealing membrane with the advantages of the insulating air gap.
  • An air gap in addition to the ceramic coating the temperature load is reduced to the coated sealing membrane, whereby a risk of damage to the coating, for example, a spalling by thermal cycling is further reduced.
  • the sealing membrane is curved. Due to the curved sealing membrane, the force is reduced in the longitudinal direction of the glow plug, resulting in lower measurement errors on the pressure sensor. It is particularly advantageous if the sealing membrane is designed convex in the direction of the opening in the housing of the glow plug.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a glow plug according to the invention with a pressure sensor and an air gap-insulated sealing membrane.
  • Fig. 2 shows another embodiment of a glow plug according to the invention with a pressure sensor, wherein the sealing membrane with a
  • Thermal barrier coating is coated.
  • Fig. 3 shows another embodiment of a glow plug according to the invention with a pressure sensor, wherein the sealing membrane is curved and is isolated via an air gap.
  • 4 shows a further exemplary embodiment of a glow plug according to the invention with a pressure sensor, wherein the sealing membrane is arched and coated with a thermal barrier coating.
  • the glow plug 10 has a housing 1, in which a pressure sensor 5 is arranged.
  • the pressure sensor 5 is fixed to an abutment 6.
  • an evaluation unit 7 is arranged in the housing, which has a
  • Plug terminal 8 on the housing 1 can be contacted.
  • the housing 1 has, at its end facing away from the plug connection 8, an opening 2, through which a heating pin 20 protrudes beyond the end 3 of the housing 1.
  • the heating pin 20 is at least indirectly fixed to the pressure sensor 5, so that a force acting on the heating pin 20 force is transmitted to the pressure sensor 5, which is designed for example as a piezoelectric sensor.
  • a sealing membrane 12th Between the opening 2 at the end 3 of the housing 1 and the pressure sensor 5 is a sealing membrane 12th
  • an air gap 15 is formed, which in the axial direction of the glow plug through the
  • the glow plug also has at the end 3 a sealing edge 33, via which a seal between the housing 1 and an internal combustion engine is achieved when the
  • the housing 1 further has on its outer side a thread, via which the Glow plug 10 in the internal combustion engine, in particular in a cylinder head of the engine, can be screwed.
  • the glow plug 10 is screwed into the cylinder head of the internal combustion engine and exposed to the combustion chamber pressure in a cylinder of the internal combustion engine.
  • the combustion chamber pressure in the cylinder of the internal combustion engine acts on the heating pin 20 and is transmitted from this heating pin 20 to the pressure sensor 5 of the glow plug 20.
  • the hot gas in a cylinder of the internal combustion engine also enters through the opening 2 at the end 3 of the housing 1 in the housing 1 of the glow plug 20 a. Even if the combustion chamber pressure is throttled through the opening, the hot combustion gases from the cylinder strike the shield 14.
  • the sealing membrane 12 is connected in a gastight manner to the housing 1 and the heating pin 20.
  • the air gap 15 between the shield 14, which is designed in this embodiment as a second membrane, and the sealing membrane 12 reduces the heat input and acting on the sealing membrane 12 pressure. This insulation reduces the pressure acting on the sealing membrane. Furthermore, there is less heating of the sealing membrane 12, resulting in lower thermal stresses between the sealing membrane 12, housing 1 and heating pin 20, so that a resulting from these thermal stresses noise signal for
  • Measurement accuracy for the pressure sensor 5 of the glow plug 10 according to the invention increases.
  • Fig. 3 shows an alternative embodiment of a glow plug according to the invention 10. In largely the same structure will be discussed below only the differences from the embodiment of FIG.
  • a sealing membrane 12 is provided which is gas-tightly connected to the housing 1 and the heating pin 20, wherein between the
  • the sealing membrane 12 is curved, wherein the sealing membrane 12 is formed convexly in the direction of the opening 2 in the housing 1. Due to the curved design, the introduction of force in the longitudinal direction, ie in the axial direction of the Glow plug 10 reduced. This measure will make one of the
  • Measurement accuracy of the pressure measurement of the pressure sensor 5 is further improved.
  • Embodiment no shield 14 is present, which between
  • the sealing membrane 12 has a ceramic coating 25, which is applied to the opening 2 of the facing side of the sealing membrane 12.
  • the ceramic coating 25 has a thickness of ⁇ to ⁇ , preferably ⁇ to ⁇ , and causes a thermal insulation of the sealing membrane 12.
  • an adhesive layer may be applied between the sealing membrane 12 and the ceramic coating an adhesive layer become.
  • the adhesion promoting layer is formed as an MCrALY layer, wherein M stands for a metal, preferably nickel (Ni) or cobalt (Co).
  • the ceramic coating 25 may comprise yttrium stabilized zirconia.
  • Sealing membrane 12 also has a double-sided ceramic coating
  • Fig. 4 is another alternative embodiment of a
  • Glow plug 10 of the invention disclosed In largely the same structure is discussed below only the differences from the embodiment of FIG. 2.
  • a sealing membrane 12 is provided which is gas-tightly connected to the housing 1 and the heating pin 20, wherein the sealing membrane 12 with a ceramic coating 25 and optionally with an additional
  • Coating 25 is coated.
  • the sealing membrane 12 is curved, wherein the sealing membrane 12 convex in the direction of the opening 2 in the housing first is trained. Due to the curved design of the sealing membrane 12, the introduction of force in the longitudinal direction, ie in the axial direction of the glow plug 10 is reduced. By this measure, an indexed by the sealing membrane 12 noise signal is further reduced, so that the measurement accuracy of the pressure measurement of the pressure sensor 5 is further improved.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (1), einem Drucksensor (5) und einem Heizstift (20), wobei das Gehäuse (1) an einem Ende (3) eine Öffnung (2) aufweist, durch die der Heizstift (20) aus dem Gehäuse (1) austritt und über das Ende (3) des Gehäuses (1) hinausragt. Der Drucksensor (5) ist in dem Gehäuse (1) angeordnet, wobei in dem Gehäuse (1) zwischen der Öffnung (2) und dem Drucksensor (5) eine Dichtmembran (12) angeordnet ist. Es sind Mittel (15, 25) zur Isolierung der Dichtmembran (12) vorgesehen, welche eine thermische Abkopplung der Dichtmembran (12) gegenüber heißer Gase bewirken, welche durch die Öffnung (2) des Gehäuses (1) in das Gehäuse (1) eintreten können.

Description

Glühstiftkerze mit integriertem Drucksensor
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze für einen
Verbrennungsmotor mit einem integrierten Drucksensor zur Messung des Brennraumdrucks des Verbrennungsmotors.
Stand der Technik
Gesetzliche Vorgaben erfordern die Einhaltung von Abgasgrenzwerten sowie die Überwachung der entsprechenden Systeme und Komponenten. Daher wird bei neuen Brennverfahren unter anderem der Brennraumdruck gemessen, um einen geregelten Betrieb des Verbrennungsprozesses in den Zylindern des
Verbrennungsmotors zu realisieren und so die Leistung des Motors und dessen Emissionen zu optimieren. Dabei kann ein Brennraumdrucksensor bei einem Dieselmotor in eine Glühstiftkerze integriert sein. Hierbei muss zum einen die Hauptfunktion der Glühstiftkerze, den Brennraum lokal aufzuheizen und ein zünden des Kraftstoffs insbesondere nach dem Kaltstart zu ermöglichen sichergestellt werden. Zum anderen muss ein Drucksensor in die Glühstiftkerze integriert werden, der von den heißen Brenngasen abgeschirmt werden muss. Aus dem Stand der Technik sind bereits Glühstiftkerzen mit einem integrierten Drucksensor bekannt. So offenbart die DE 10 2008 009 429 AI eine Glühkerze mit einem Drucksensor, bei der ein Glühstift der Glühstiftkerze aus einer Öffnung im Gehäuse über das Gehäuseende der Glühstiftkerze hervorragt, wobei er Glühstift von einem Stützrohr umgeben ist. Zur Abdichtung gegenüber dem Brennraum wird in der Regel ein Faltenbalg oder eine verschweißte
Metallmembran als Dichtelement verwendet. Bei der Verbindung des
Dichtelements mit dem Gehäuse bzw. dem Stützrohr kann es jedoch durch die zyklische thermische Belastung zu lokalen Thermospannungen kommen, welche die Messergebnisse der Druckmessung verfälschen können und somit zu ungenauen Messergebnissen führen. Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet demgegenüber den Vorteil, dass durch eine Isolierung der Dichtmembran die auf die Dichtmembran wirkenden thermischen Kräfte und somit auch die
Thermospannungen reduziert sind. Durch die Isolierung wird zusätzlich die thermische Belastung auf den Drucksensor gesenkt, was ebenfalls die
Messgenauigkeit verbessert und die Dauerhaltbarkeit erhöht.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Glühstiftkerze möglich.
Eine erste vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Mittel zur Isolierung der Dichtmembran einen Luftspalt umfassen. Ein solcher Luftspalt zwischen der Gehäuseöffnung der Glühstiftkerze und der Dichtmembran reduziert den Wärmeeintrag auf die Dichtmembran, welcher durch heiße Gase im Brennraum, welche durch die Gehäuseöffnung eindringen können, verursacht wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Luftspalt durch eine Abschirmung gebildet wird, welche zwischen der Öffnung des Gehäuses und der Dichtmembran angeordnet ist. Eine solche Abschirmung kann beispielsweise durch eine zweite Membran gebildet werden und ist ein einfaches, effektives und kostengünstiges Mittel, um einen solchen Luftspalt auszubilden. Damit wird einen weitestgehend abgeschlossenen Raum geschaffen, welcher die Dichtmembran thermisch isoliert.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Abschirmung ausschließlich mit dem Glühstift verbunden ist. Durch eine Fixierung der Abschirmung am Glühstift ohne eine weitere Befestigung an dem Gehäuse oder dem Stützrohr kann sich die Abschirmung bei thermischer Belastung mit dem Glühstift ausdehnen und es entstehen keine Thermospannungen. Beispielsweise durch einen schleifenden Kontakt der Abschirmung am Gehäuse oder am Stützrohr wird ein Luftspalt ausgebildet, der weitestgehend dicht ist und einen weitestgehend abgeschlossenen Raum zwischen der Abschirmung und der Dichtmembran schafft. Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Abschirmung ausschließlich mit dem Gehäuse verbunden ist. Durch eine Fixierung der Abschirmung am Gehäuse ohne eine zusätzliche Fixierung am Glühstift kann sich die zweite Membran bei thermischer Belastung mit dem Gehäuse ausdehnen und es entstehen keine Thermospannungen. Beispielsweise durch einen schleifenden Kontakt der Abschirmung am Glühstift wird ein Luftspalt ausgebildet, der weitestgehen dicht ist und einen weitestgehend abgeschlossenen Raum zwischen der Abschirmung und der Dichtmembran schafft.
In einer Weiterbildung der Glühstiftkerze ist vorgesehen, dass die Dichtmembran eine keramische Beschichtung zur Isolation aufweist. Durch eine keramische Beschichtung wird der Wärmeeintrag in die Dichtmembran reduziert, wodurch die thermische Belastung auf die Dichtmembran reduziert wird. Durch die geringere thermische Belastung treten auch weniger Thermospannungen auf, was die Messgenauigkeit sowie die Dauerhaltbarkeit erhöht. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die keramische Beschichtung Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid aufweist.
Herr Stein, was sind die Vorteile einer solchen Beschichtung mit Yttiurm stabilisiertem Zirkoniumoxid ?
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die keramische Beschichtung der Dichtmembran eine Dicke von Ιμηι bis ΙΟΟμηι aufweist.
Herr Stein, gibt es hier eine bevorzugte Beschichtungsdicke? 1 - ΙΟΟμιη ist ein relativ weiter Bereich...
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen der Dichtmembran und der keramischen Beschichtung eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht ist. Durch eine Haftvermittlungsschicht kann eine besonders stabile Beschichtung erreicht werden, bzw. es können auch Dichtmembrane beschichtet werden, auf denen eine stabile, direkte Beschichtung nicht möglich ist. Als besonders geeignet haben sich dabei Schichten aus Nickel-Chrom-Aluminium- Yttrium (NiCrAIY) oder Kobalt-Chrom-Aluminium-Yttrium (CoCrAIY) erwiesen, welche in einer Hochtemperaturumgebung eine hohe Schutzwirkung vor Oxidationen bzw. Korrosion bieten.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, die Vorteile einer keramisch beschichteten Dichtmembran mit den Vorteilen des isolierenden Luftspaltes zu kombinieren. Durch einen Luftspalt zusätzlich zur keramischen Beschichtung wird die Temperaturbelastung auf die beschichtete Dichtmembran reduziert, wodurch eine Gefahr der Beschädigung der Beschichtung, beispielsweise ein Abplatzen durch thermische Wechselbelastung weiter reduziert wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Glühstiftkerze besteht darin, dass die Dichtmembran gewölbt ausgeführt ist. Durch die gewölbte Dichtmembran wird die Krafteinleitung in Längsrichtung der Glühstiftkerze reduziert, was zu geringeren Messfehlern am Drucksensor führt. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Dichtmembran konvex in Richtung der Öffnung im Gehäuse der Glühstiftkerze ausgeführt ist.
Herr Stein, welchen Vorteil hat eine konvexe Dichtmembran gegenüber einen konkaven Dichtmembran?
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze mit einem Drucksensor und einer luftspaltisolierter Dichtmembran.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze mit einem Drucksensor, wobei die Dichtmembran mit einer
Wärmedämmschicht beschichtet ist.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze mit einem Drucksensor, wobei die Dichtmembran gewölbt ausgeführt ist und über einen Luftspalt isoliert wird. Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze mit einem Drucksensor, wobei die Dichtmembran gewölbt ausgeführt ist und mit einer Wärmedämmschicht beschichtet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
In Fig. 1 ist der brennraumseitige Abschnitt einer erfindungsgemäßen
Glühstiftkerze dargestellt. Die Glühstiftkerze 10 weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Drucksensor 5 angeordnet ist. Der Drucksensor 5 ist an einem Widerlager 6 fixiert. Auf der dem Drucksensor 5 abgewandten Seite des Widerlagers 6 ist in dem Gehäuse eine Auswerteeinheit 7 angeordnet, welche über einen
Steckeranschluss 8 am Gehäuse 1 kontaktierbar ist. Das Gehäuse 1 weist an seinem dem Steckeranschluss 8 abgewandten Ende 3 eine Öffnung 2 auf, durch welche ein Heizstift 20 über das Ende 3 des Gehäuses 1 hinausragt. Der Heizstift 20 ist zumindest mittelbar an dem Drucksensor 5 fixiert, so dass eine auf den Heizstift 20 wirkende Kraft auf den Drucksensor 5 übertragen wird, welcher beispielsweise als Piezosensor ausgeführt ist. Zwischen der Öffnung 2 am Ende 3 des Gehäuses 1 und dem Drucksensor 5 ist eine Dichtmembran 12
angeordnet. Zwischen der Dichtmembran 12 und der Öffnung 3 ist ein Luftspalt 15 ausgebildet, welcher in axialer Richtung der Glühstiftkerze durch die
Dichtmembran 12 und die Abschirmung 14, und in radialer Richtung durch den Heizstift 20 und das Gehäuse 1 begrenzt wird. Die Glühstiftkerze weist an dem Ende 3 ferner eine Dichtkante 33 auf, über welche eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 1 und einem Verbrennungsmotor erreicht wird, wenn die
Glühstiftkerze 10 in den Verbrennungsmotor eingeschraubt ist. Dass Gehäuse 1 weist ferner an seiner Außenseite ein Gewinde auf, über welches die Glühstiftkerze 10 in den Verbrennungsmotor, insbesondere in einen Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, eingeschraubt werden kann.
Im Betrieb des Verbrennungsmotors ist die Glühstiftkerze 10 in den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors eingeschraubt und dem Brennraumdruck in einem Zylinder des Verbrennungsmotors ausgesetzt. Der Brennraumdruck in dem Zylinder des Verbrennungsmotors wirkt auf den Heizstift 20 und wird von diesem Heizstift 20 auf den Drucksensor 5 der Glühstiftkerze 20 übertragen. Das heiße Gas in einem Zylinder des Verbrennungsmotors tritt ferner durch die Öffnung 2 am Ende 3 des Gehäuses 1 in das Gehäuse 1 der Glühstiftkerze 20 ein. Auch wenn der Brennraumdruck durch die Öffnung gedrosselt ist, treffen die heißen Verbrennungsgase aus dem Zylinder auf die Abschirmung 14. Um ein Austreten der Verbrennungsgase zu verhindern, ist die Dichtmembran 12 gasdicht mit dem Gehäuse 1 und dem Heizstift 20 verbunden. Der Luftspalt 15 zwischen der Abschirmung 14, welche in diesem Ausführungsbeispiel als eine zweite Membran ausgeführt ist, und der Dichtmembran 12 reduziert den Wärmeeintrag und den auf die Dichtmembran 12 wirkenden Druck. Durch diese Isolation wird der Druck, der auf die Dichtmembran wirkt, reduziert. Ferner kommt es zu einer geringeren Erwärmung der Dichtmembran 12, wodurch geringere thermische Spannungen zwischen Dichtmembran 12, Gehäuse 1 und Heizstift 20 entstehen, so dass ein aus diesen thermischen Spannungen resultierendes Störsignal für eine
Druckmessung mittels des Drucksensors 5 reduziert ist. Somit ist die
Messgenauigkeit für den Drucksensor 5 der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 10 erhöht.
Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 10. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eingegangen.
Wie in Fig. 1 ist eine Dichtmembran 12 vorhanden, welche gasdicht mit dem Gehäuse 1 und dem Heizstift 20 verbunden ist, wobei zwischen der
Dichtmembran 12 und der Abschirmung 14 ein Luftspalt ausgebildet ist. Die Dichtmembran 12 ist gewölbt ausgeführt, wobei die Dichtmembran 12 konvex in Richtung der Öffnung 2 im Gehäuse 1 ausgebildet ist. Durch die gewölbte Ausführung ist die Krafteinleitung in Längsrichtung, also in axialer Richtung der Glühstiftkerze 10 reduziert. Durch diese Maßnahme wird ein von der
Dichtmembran 12 indizierte Störsignal weiter reduziert, so dass die
Messgenauigkeit der Druckmessung des Drucksensors 5 weiter verbessert wird.
In Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 10 offenbart. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wird im
Folgenden nur auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eingegangen. Entgegen dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel keine Abschirmung 14 vorhanden, welche zwischen
Abschirmung 14 und Dichtmembran 12 einen Luftspalt 15 ausbildet. Statt dessen weist die Dichtmembran 12 eine keramische Beschichtung 25 auf, welche auf der der Öffnung 2 zugewandten Seite der Dichtmembran 12 aufgebracht ist. Die keramische Beschichtung 25 weist eine Dicke von Ιμηι bis ΙΟΟμηι, bevorzugt χχμηι bis νγμηι, auf und bewirkt eine thermische Isolierung der Dichtmembran 12. Um die Haftung der keramischen Beschichtung 25 zu verbessern, kann zwischen der Dichtmembran 12 und der keramischen Beschichtung 25 eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht werden. Die Haftvermittlungsschicht ist als MCrALY-Schicht ausgebildet, wobei M für ein Metall steht, bevorzugt Nickel (Ni) oder Kobalt (Co). Die keramische Beschichtung 25 kann beispielsweise Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid aufweisen.
Alternativ ist neben der einseitigen keramischen Beschichtung 25 der
Dichtmembran 12 auch eine beidseitige keramische Beschichtung der
Dichtmembran 12 möglich.
In Fig. 4 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 10 offenbart. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wird im Folgenden nur auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eingegangen.
Wie in Fig. 2 ist eine Dichtmembran 12 vorhanden, welche gasdicht mit dem Gehäuse 1 und dem Heizstift 20 verbunden ist, wobei die Dichtmembran 12 mit einer keramischen Beschichtung 25 und ggf. mit einer zusätzlichen
Haftvermittlungsschicht zwischen der Membran und der keramischen
Beschichtung 25 beschichtet ist. Die Dichtmembran 12 ist gewölbt ausgeführt, wobei die Dichtmembran 12 konvex in Richtung der Öffnung 2 im Gehäuse 1 ausgebildet ist. Durch die gewölbte Ausführung der Dichtmembran 12 ist die Krafteinleitung in Längsrichtung, also in axialer Richtung der Glühstiftkerze 10 reduziert. Durch diese Maßnahme wird ein von der Dichtmembran 12 indizierte Störsignal weiter reduziert, so dass die Messgenauigkeit der Druckmessung des Drucksensors 5 weiter verbessert wird.

Claims

Ansprüche
1. Glühstiftkerze (10) mit einem Gehäuse (1), einem Drucksensor (5) und einem Heizstift (20), wobei das Gehäuse (1) an einem Ende (3) eine Öffnung (2) aufweist, durch die der Heizstift (20) aus dem Gehäuse (1) austritt und über das Ende (3) des Gehäuses (1) hinausragt, wobei der Drucksensor (5) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, und wobei in dem Gehäuse (1) zwischen der Öffnung (2) im Gehäuse (1) und dem
Drucksensor (5) eine Dichtmembran (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (15, 25) zur Isolierung der Dichtmembran (12) vorgesehen sind, welche eine thermische Abkopplung der Dichtmembran (12) gegenüber heißen Gasen bewirken, welche durch die Öffnung (2) des Gehäuses (1) in das Gehäuse (1) eintreten können.
2. Glühstiftkerze (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15, 25) zur Isolierung der Dichtmembran (12) einen Luftspalt (15) umfassen.
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Luftspalt (15) durch eine Abschirmung (14), insbesondere eine zweite Membran, gebildet wird, welche zwischen der Öffnung (2) des Gehäuses (1) und der Dichtmembran (12) angeordnet ist.
4. Glühstiftkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abschirmung (14) ausschließlich mit dem Glühstift (20) verbunden ist
5. Glühstiftkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abschirmung (14) ausschließlich mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.
6. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15, 25) zur Isolierung der Dichtmembran (12) eine keramische
Beschichtung (25) aufweisen.
7. Glühstiftkerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
keramische Beschichtung (25) Yttrium stabilisiertes Zirkoniumoxid aufweist.
8. Glühstiftkerze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Beschichtung (25) eine Dicke von 1 μηι bis 100 μηι aufweist.
9. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dichtmembran (12) und der keramische Beschichtung (25) eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht wird.
10. Glühstiftkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Haftvermittlungsschicht ein NiCrAIY oder eine CoCrAIY Schicht aufweist.
11. Glühstiftkerze nach Anspruch 2 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15, 25) zur Isolierung der Dichtmembran (12) sowohl einen Luftspalt (15) als auch eine keramische Beschichtung (25) der
Dichtmembran (12) umfassen.
12. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dichtmembran (12) gewölbt, insbesondere konvex in Richtung der Öffnung (2) im Gehäuse (1), ausgeführt ist.
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