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DE102015205671A1 - Brennraumdruckaufnehmer, internal combustion engine and method for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine - Google Patents

Brennraumdruckaufnehmer, internal combustion engine and method for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine Download PDF

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DE102015205671A1
DE102015205671A1 DE102015205671.6A DE102015205671A DE102015205671A1 DE 102015205671 A1 DE102015205671 A1 DE 102015205671A1 DE 102015205671 A DE102015205671 A DE 102015205671A DE 102015205671 A1 DE102015205671 A1 DE 102015205671A1
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DE
Germany
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combustion chamber
sensor element
pressure
chamber pressure
pressure tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102015205671.6A
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German (de)
Inventor
Albrecht Geissinger
Norbert Schneider
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2016/054979 priority patent/WO2016155995A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brennraumdruckaufnehmer (21) zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, der ein Sensorelement (10) umfasst, welches einen auf das Sensorelement (10) einwirkenden Druck (p) in eine elektrisch messbare Größe umwandelt. Das Sensorelement (10) ist dabei als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) eine Änderung seines elektrischen Widerstands (R) erfährt, und das Sensorelement (10) ist derart innerhalb eines Druckrohrs (8) angeordnet, dass eine Änderung des auf das Druckrohr (8) einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) bewirkt. Die Erfindung betrifft auch eine Verbrennungskraftmaschine, welche mindestens einen erfindungsgemäßen Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24) umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein elektrischer Widerstand (R) eines Sensorelements (10) gemessen wird, wobei das Sensorelement (10) als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) eine Änderung seines elektrischen Widerstands (R) erfährt, und wobei das Sensorelement (10) derart innerhalb eines in den Brennraum hinein ragenden Druckrohrs (8) angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr (8) einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) bewirkt.The invention relates to a combustion chamber pressure sensor (21) for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, which comprises a sensor element (10) which converts a pressure (p) acting on the sensor element (10) into an electrically measurable variable. The sensor element (10) is designed as an electrically conductive powder which undergoes a change in its electrical resistance (R) when the pressure (p) on the sensor element (10) changes, and the sensor element (10) is thus located within a pressure tube (8) arranged that a change of the pressure acting on the pressure tube (8) combustion chamber pressure causes a change of the pressure acting on the sensor element (10) pressure (p). The invention also relates to an internal combustion engine which comprises at least one combustion chamber pressure sensor (21, 22, 23, 24) according to the invention. The invention further relates to a method for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein an electrical resistance (R) of a sensor element (10) is measured, wherein the sensor element (10) is designed as an electrically conductive powder, which in a change of the sensor element (10) acting pressure (p) undergoes a change in its electrical resistance (R), and wherein the sensor element (10) is arranged within such a projecting into the combustion chamber pressure tube (8) that a change of the pressure tube ( 8) acting combustion chamber pressure causes a change in the pressure acting on the sensor element (10) pressure (p).

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennraumdruckaufnehmer zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, der ein Sensorelement umfasst, welches einen auf das Sensorelement einwirkenden Druck in eine elektrisch messbare Größe umwandelt. Die Erfindung betrifft ferner eine Verbrennungskraftmaschine, welche einen erfindungsgemäßen Brennraumdruckaufnehmer umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a combustion chamber pressure sensor for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, which comprises a sensor element which converts a pressure acting on the sensor element into an electrically measurable variable. The invention further relates to an internal combustion engine comprising a combustion chamber pressure sensor according to the invention. The invention also relates to a method for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Aufgrund immer strenger werdender Gesetzgebung bezüglich des Kraftstoffverbrauchs und der dabei entstehenden Schadstoff-Emissionen von Brennkraftmaschinen, speziell im Kraftfahrzeugbereich, sind Weiterentwicklungen der Verbrennungssteuerung sowie der zugehörigen Steuerungsbauteile notwendig. Als ein entscheidender Faktor der Verbrennung, der zu optimieren ist, wurde in der jüngsten Vergangenheit der Brennraumdruck identifiziert, der eine entscheidende Rolle beim Erreichen einer optimalen Verbrennung in einem Brennraum, insbesondere von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen, spielt. Due to increasingly stringent legislation on fuel consumption and the resulting pollutant emissions from internal combustion engines, especially in the automotive sector, further developments of the combustion control and the associated control components are necessary. As a decisive factor of combustion to be optimized, combustion chamber pressure has recently been identified which plays a crucial role in achieving optimum combustion in a combustion chamber, especially self-igniting internal combustion engines.

Um den Brennraumdruck einer Verbrennungskraftmaschine zu messen, werden beispielsweise Brennraumdrucksensoren in dem Brennraum der Brennkraftmaschine vorgesehen. Insbesondere besteht ein Bedarf an großserientauglichen Brennraumdrucksensoren, sowohl für Otto-Motoren als auch für Diesel-Motoren. Auch für neuartige Motorkonzepte, wie beispielsweise selbstzündende Otto-Motoren (HCCI-Motoren), sind Brennraumdrucksensoren wünschenswert.In order to measure the combustion chamber pressure of an internal combustion engine, for example, combustion chamber pressure sensors are provided in the combustion chamber of the internal combustion engine. In particular, there is a need for large-volume combustion chamber pressure sensors, both for gasoline engines and for diesel engines. For novel engine concepts, such as self-igniting gasoline engines (HCCI engines), combustion chamber pressure sensors are desirable.

Eine Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2010 038 798 A1 offenbart. Die Vorrichtung umfasst dabei ein Wandlerelement, insbesondere ein Piezoelement, welches von einem Druckaufnehmer beaufschlagt wird. Der Druckaufnehmer ragt dabei in den Brennraum hinein und übt in Abhängigkeit von dem in dem Brennraum herrschenden Druck eine Kraft auf das Wandlerelement aus.A device for detecting a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine is, for example, in the document DE 10 2010 038 798 A1 disclosed. The device comprises a transducer element, in particular a piezoelectric element, which is acted upon by a pressure transducer. The pressure sensor protrudes into the combustion chamber and exerts a force on the transducer element as a function of the pressure prevailing in the combustion chamber.

Aus der Druckschrift EP 1 517 086 B1 ist eine Druckmessglühkerze für einen Dieselmotor bekannt. Die Druckmessglühkerze umfasst dabei einen Kerzenkörper mit einem Heizstab zum Erwärmen des Brennraums, sowie einen Drucksensor zur Messung eines Brennraumdrucks in dem Brennraum. Der Drucksensor ist dabei an einer Stelle angeordnet, welche sich bei in dem Dieselmotor montierter Druckmessglühkerze außerhalb des Brennraums befindet. Der Heizstab der Druckmessglühkerze ist entlang seiner Längsachse beweglich gelagert und wird je nach in dem Brennraum herrschendem Druck auf den Drucksensor gepresst. Der Heizstab überträgt den Brennraumdruck also mechanisch auf den Drucksensor.From the publication EP 1 517 086 B1 is known a Druckmessglühkerze for a diesel engine. The pressure measuring glow plug comprises a plug body with a heating rod for heating the combustion chamber, and a pressure sensor for measuring a combustion chamber pressure in the combustion chamber. The pressure sensor is arranged at a location which is located outside of the combustion chamber when mounted in the diesel engine Druckmessglühkerze. The heating rod of the Druckmessglühkerze is movably mounted along its longitudinal axis and is pressed depending on the pressure prevailing in the combustion chamber pressure on the pressure sensor. The heating element thus transfers the combustion chamber pressure mechanically to the pressure sensor.

Eine Glühstiftkerze mit integrierter Druckmessung für einen Brennraumdruck einer Verbrennungskraftmaschine ist auch aus der Druckschrift EP 1 500 879 B1 bekannt. Die Glühstiftkerze umfasst eine in einem Glührohr angeordnete Heiz- und Regelwendel zum Erwärmen des Brennraums, sowie eine Druckmesseinrichtung zur Messung des Brennraumdrucks in dem Brennraum. Die Druckmesseinrichtung weist einen Druckaufnehmer auf, welcher sich bei in der Verbrennungskraftmaschine montierter Druckmessglühkerze außerhalb des Brennraums befindet. Mittels eines Druckkanals, welcher aus einer Rille gebildet ist, ist der Druckaufnehmer mit dem Brennraum verbunden.A glow plug with integrated pressure measurement for a combustion chamber pressure of an internal combustion engine is also from the document EP 1 500 879 B1 known. The glow plug comprises a heating and control coil arranged in an incandescent tube for heating the combustion chamber, and a pressure measuring device for measuring the combustion chamber pressure in the combustion chamber. The pressure measuring device has a pressure sensor, which is located outside of the combustion chamber when mounted in the internal combustion engine Druckmessglühkerze. By means of a pressure channel, which is formed from a groove, the pressure transducer is connected to the combustion chamber.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Brennraumdruckaufnehmer zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welcher ein Sensorelement umfasst, das einen auf das Sensorelement einwirkenden Druck in eine elektrisch messbare Größe umwandelt.A combustion chamber pressure sensor for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine is proposed, which comprises a sensor element which converts a pressure acting on the sensor element into an electrically measurable variable.

Erfindungsgemäß ist dabei das Sensorelement als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks eine Änderung seines elektrischen Widerstands erfährt, und das Sensorelement ist derart innerhalb eines Druckrohrs angeordnet, dass eine Änderung des auf das Druckrohr einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks bewirkt. Durch eine solche Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks ändert sich der elektrische Widerstand des Sensorelements.According to the invention, the sensor element is embodied as an electrically conductive powder, which undergoes a change in its electrical resistance when the pressure acting on the sensor element changes, and the sensor element is arranged within a pressure tube such that a change in the combustion chamber pressure acting on the pressure tube results in a change in the pressure on the sensor element acting pressure causes. By such a change of the pressure acting on the sensor element, the electrical resistance of the sensor element changes.

Vorzugsweise ist das Druckrohr elektrisch und mechanisch mit einem Gehäuse verbunden, welches ein Außengewinde aufweist. Somit ist der Brennraumdruckaufnehmer mittels des Außengewindes in eine Bohrung in der Verbrennungskraftmaschine einschraubbar, die ein entsprechendes Innengewinde aufweist. Zusätzlich besteht somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Druckrohr und der Verbrennungskraftmaschine, die zur Messung des Widerstands des Sensorelements genutzt werden kann.Preferably, the pressure tube is electrically and mechanically connected to a housing having an external thread. Thus, the Brennraumdruckaufnehmer by means of the external thread in a bore in the internal combustion engine can be screwed, which has a corresponding internal thread. In addition, there is thus an electrical connection between the pressure tube and the internal combustion engine, which can be used to measure the resistance of the sensor element.

Vorzugsweise ist das Druckrohr zumindest annähernd hohlzylindrisch ausgebildet, und an einer Stirnseite ist das Druckrohr mit einem Boden verschlossen.Preferably, the pressure tube is at least approximately hollow cylindrical, and on a Front side, the pressure tube is closed with a bottom.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Mittelektrode vorgesehen, die von der dem Boden abgewandten Seite in das Druckrohr hinein ragt.According to an advantageous embodiment of the invention, a central electrode is provided, which projects from the side facing away from the bottom into the pressure tube.

Die Mittelektrode erstreckt sich dabei vorteilhaft bis zu dem Sensorelement, das innerhalb des Druckrohrs angeordnet ist. Die Mittelektrode stellt eine elektrische Verbindung zu dem Sensorelement dar, die zur Messung des Widerstands des Sensorelements genutzt werden kann.The middle electrode extends advantageously up to the sensor element, which is arranged within the pressure tube. The center electrode is an electrical connection to the sensor element, which can be used to measure the resistance of the sensor element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einer äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode eine Isolationsschicht aufgebracht, die sich vorzugsweise zumindest annähernd über die ganze Mantelfläche der Mittelelektrode erstreckt.According to an advantageous embodiment of the invention, an insulating layer is applied to an outer circumferential surface of the center electrode, which preferably extends at least approximately over the entire lateral surface of the center electrode.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einer inneren Mantelfläche des Druckrohrs zumindest teilweise eine, vorzugsweise dünne, Isolierschicht vorgesehen.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least partially a, preferably thin, insulating layer is provided on an inner circumferential surface of the pressure tube.

Das Sensorelement liegt vorteilhaft an dem Boden des Druckrohrs an, also in einem Bereich, in dem keine Isolierschicht vorgesehen ist. Dadurch hat das Sensorelement ständig eine elektrische Verbindung zu dem Boden des Druckrohrs.The sensor element is advantageous at the bottom of the pressure tube, ie in a region in which no insulating layer is provided. As a result, the sensor element constantly has an electrical connection to the bottom of the pressure tube.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb des Druckrohrs zusätzlich ein Isoliermaterial vorgesehen, welches als elektrisch isolierendes Pulver ausgeführt ist.According to an advantageous embodiment of the invention, an insulating material is additionally provided within the pressure tube, which is designed as an electrically insulating powder.

Ferner wird eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welche mindestens einen erfindungsgemäßen Brennraumdruckaufnehmer umfasst.Further, an internal combustion engine is proposed which comprises at least one Brennraumdruckaufnehmer invention.

Ferner wird ein Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen. Dabei wird ein elektrischer Widerstand eines Sensorelements gemessen, wobei das Sensorelement als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks eine Änderung seines elektrischen Widerstands erfährt, und wobei das Sensorelement derart innerhalb eines in den Brennraum hinein ragenden Druckrohrs angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks bewirkt. Durch eine solche Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks ändert sich der elektrische Widerstand des Sensorelements.Furthermore, a method for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine is proposed. In this case, an electrical resistance of a sensor element is measured, wherein the sensor element is designed as an electrically conductive powder, which undergoes a change in its electrical resistance upon a change in the pressure acting on the sensor element, and wherein the sensor element arranged within such a projecting into the combustion chamber pressure tube is that a change in the combustion chamber pressure acting on the pressure tube causes a change in the pressure acting on the sensor element pressure. By such a change of the pressure acting on the sensor element, the electrical resistance of the sensor element changes.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Sensorelements innerhalb des Druckrohrs, welches auch als Glührohr fungieren kann, befindet sich das Sensorelement bei in der Verbrennungskraftmaschine montiertem Brennraumdruckaufnehmer innerhalb des Brennraums, und somit näher an der zu messenden Größe. Dadurch erfolgt ist Druckmessung mit erhöhter Geschwindigkeit möglich und auch verhältnismäßig schnell wechselnde Drücke, die in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine üblich sind, können gemessen werden.The inventive arrangement of the sensor element within the pressure tube, which can also act as a glow tube, the sensor element is located in the internal combustion engine mounted Brennraumdruckaufnehmer within the combustion chamber, and thus closer to the size to be measured. As a result, pressure measurement with increased speed is possible and also relatively rapidly changing pressures that are common in a combustion chamber of an internal combustion engine can be measured.

Die Ausführung des Sensorelements als elektrisch leitfähiges Pulver ermöglicht eine verhältnismäßig einfache Anpassung an den Brennraumdruck. Insbesondere folgt der Zusammenhang zwischen Druck und Widerstand des als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführten Sensorelements einer bekannten Kurve und ist insbesondere von einer Vorverdichtung des Pulvers sowie von dem verwendeten Material des Pulvers abhängig.The design of the sensor element as an electrically conductive powder allows a relatively simple adaptation to the combustion chamber pressure. In particular, the relationship between pressure and resistance of the sensor element embodied as an electrically conductive powder follows a known curve and depends in particular on a pre-compression of the powder and on the material used for the powder.

Der Brennraumdruckaufnehmer kann auch mit einer Glühstiftkerze kombiniert werden, das heißt, der Brennraumdruckaufnehmer kann auch zum Erwärmen des Brennraums genutzt werden. In diesem Fall wirkt das Druckrohr als Glührohr und das Sensorelement, welches als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wirkt als Heizmaterial. Bei einem Stromfluss wird dann das Pulver erhitzt, welches das Glührohr erhitzt, welches die Wärme dann an den Brennraum abgibt.The Brennraumdruckaufnehmer can also be combined with a glow plug, that is, the Brennraumdruckaufnehmer can also be used to heat the combustion chamber. In this case, the pressure tube acts as a glow tube and the sensor element, which is designed as an electrically conductive powder acts as a heating material. During a current flow, the powder is then heated, which heats the glow tube, which then delivers the heat to the combustion chamber.

Eine innerhalb des Druckrohrs vorgesehene Isolierschicht verhindert einen unkontrollierten Stromfluss von der Mittelelektrode durch das Sensorelement zu dem Druckrohr. An insulating layer provided within the pressure tube prevents uncontrolled flow of current from the center electrode through the sensor element to the pressure tube.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below.

Es zeigen:Show it:

1 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a longitudinal section through a Brennraumdruckaufnehmer according to a first embodiment,

2 eine qualitative Darstellung des Zusammenhangs zwischen auf ein Sensorelement einwirkendem Druck und elektrischem Widerstand des Sensorelements, 2 a qualitative representation of the relationship between the pressure acting on a sensor element and the electrical resistance of the sensor element,

3 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer zweiten Ausführungsform, 3 a longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer according to a second embodiment,

4 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer dritten Ausführungsform, 4 a longitudinal section through a Brennraumdruckaufnehmer according to a third embodiment,

5 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer vierten Ausführungsform, 5 a longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer according to a fourth embodiment,

6 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer fünften Ausführungsform und 6 a longitudinal section through a Brennraumdruckaufnehmer according to a fifth embodiment and

7 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer sechsten Ausführungsform. 7 a longitudinal section through a Brennraumdruckaufnehmer according to a sixth embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform dient zum Messen eines Brennraumdrucks in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. In 1 is a longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer 21 shown according to a first embodiment. The combustion chamber pressure transducer 21 According to the first embodiment is used to measure a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine.

Der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein Gehäuse 6 mit einem Außengewinde. Mittels des Außengewindes ist der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform in ein Gewinde in einer Bohrung in der Verbrennungskraftmaschine einschraubbar. The combustion chamber pressure transducer 21 According to the first embodiment, a housing comprises 6 with an external thread. By means of the external thread is the combustion chamber pressure transducer 21 according to the first embodiment screwed into a thread in a bore in the internal combustion engine.

Das Gehäuse 6 ist annähernd hohlzylindrisch ausgebildet. Ein elektrisch leitfähiger Anschlussbolzen 1 ragt durch eine Stirnseite in das Gehäuse 6 hinein. Der Außendurchmesser des Anschlussbolzens 1 ist geringer als der Innendurchmesser des Gehäuses 6. In radialer Richtung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem Gehäuse 6 ist eine Gehäusedichtung 4 vorgesehen. Auf der Stirnseite des Gehäuses 6, an welcher der Anschlussbolzen 1 hineinragt, liegt ferner eine Isolierscheibe 3 auf. Auf der dem Gehäuse 6 abgewandten Seite der Isolierscheibe 3 ist eine Anschlussdichtung 2 vorgesehen. The housing 6 is formed approximately hollow cylindrical. An electrically conductive connection bolt 1 protrudes through an end face in the housing 6 into it. The outer diameter of the connecting bolt 1 is less than the inner diameter of the housing 6 , In the radial direction between the connecting bolt 1 and the housing 6 is a housing seal 4 intended. On the front of the case 6 , on which the connecting bolt 1 protrudes, is also an insulating 3 on. On the case 6 opposite side of the insulating 3 is a connection seal 2 intended.

Ein Druckrohr 8, welches ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet ist, ragt von der entgegengesetzten Stirnseite in das Gehäuse 6 hinein. Der Außendurchmesser des Druckrohrs 8 entspricht annähernd dem Innendurchmesser des Gehäuses 6. Das Druckrohr 8 liegt somit an der Innenwand des Gehäuses 6 an. An dem dem Gehäuse 6 abgewandten Ende des Druckrohrs 8 ist dieses mit einem Boden 15 verschlossen. A pressure tube 8th , which is also formed as a hollow cylinder, protrudes from the opposite end face into the housing 6 into it. The outer diameter of the pressure tube 8th corresponds approximately to the inner diameter of the housing 6 , The pressure tube 8th thus lies on the inner wall of the housing 6 at. At the housing 6 opposite end of the pressure tube 8th is this with a floor 15 locked.

Innerhalb des Druckrohrs 8 ist eine Mittelelektrode 9 vorgesehen, welche annähernd stabförmig oder zylinderförmig ausgebildet ist. Die Mittelektrode 9 ist ebenfalls elektrisch leitfähig und ist mit dem Anschlussbolzen 1 verbunden. Die Mittelelektrode 9 weist einen Außendurchmesser auf, welcher geringer ist als der Innendurchmesser des Druckrohrs 8. Im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Anschlussbolzen 1 und der Mittelelektrode 9 ist eine Sensorelementdichtung 5 vorgesehen, welche den Anschlussbolzen 1 und die Mittelelektrode 9 umgibt, und welche an der Innenwand des Druckrohrs 8 anliegt. Inside the pressure tube 8th is a center electrode 9 provided, which is approximately rod-shaped or cylindrical. The middle electrode 9 is also electrically conductive and is connected to the connecting bolt 1 connected. The center electrode 9 has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the pressure tube 8th , In the area of the connection point between the connecting bolt 1 and the center electrode 9 is a sensor element seal 5 provided, which the connecting bolt 1 and the center electrode 9 surrounds, and which on the inner wall of the pressure tube 8th is applied.

Das Druckrohr 8 ist an seinem dem Gehäuse 6 abgewandten Ende mit einem Sensorelement 10 gefüllt. Das Sensorelement 10 ist als ein elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt. Insbesondere umfasst das Sensorelement 10 eine Mischung aus einem Pulver mit verhältnismäßig geringem elektrischem Widerstand und einem Pulver mit verhältnismäßig hohem elektrischem Widerstand. Bei dem Pulver des Sensorelements 10 mit verhältnismäßig hohem elektrischem Widerstand handelt es sich beispielsweise um MgO. Bei dem Pulver des Sensorelements 10 mit verhältnismäßig geringem elektrischem Widerstand handelt es sich beispielsweise um WC, intermetallische Phasen, Oxidkeramiken, Nichtoxidkeramiken, Kohlenstoffmodifikationen, Metalle, insbesondere refraktäre Metalle, oder Halbleiter.The pressure tube 8th is at his the housing 6 opposite end with a sensor element 10 filled. The sensor element 10 is designed as an electrically conductive powder. In particular, the sensor element comprises 10 a mixture of relatively low electrical resistance powder and relatively high electrical resistance powder. In the case of the powder of the sensor element 10 with relatively high electrical resistance is, for example, MgO. In the case of the powder of the sensor element 10 with relatively low electrical resistance are, for example, WC, intermetallic phases, oxide ceramics, non-oxide ceramics, carbon modifications, metals, especially refractory metals, or semiconductors.

Bei einer Änderung des auf das Sensorelement 10 einwirkenden Drucks p erfolgt eine Änderung des elektrischen Widerstands R des Sensorelements 10. Das Sensorelement 10 umgibt die Mittelelektrode 9 konzentrisch. When changing the on the sensor element 10 acting pressure p is a change in the electrical resistance R of the sensor element 10 , The sensor element 10 surrounds the center electrode 9 concentric.

In dem übrigen Innenraum des Druckrohrs 8 ist ein Isoliermaterial 7 vorgesehen. Das Isoliermaterial 7 befindet sich in erster Linie in dem Bereich des Druckrohrs 8, welcher sich innerhalb des Gehäuses 6 befindet. Das Isoliermaterial 7 ist vorliegend auch als Pulver ausgeführt, insbesondere als ein elektrisch nicht leitendes bzw. als ein isolierendes Pulver. Bei dem Pulver des Isoliermaterials 7 handelt es sich beispielsweise um MgO.In the remaining interior of the pressure tube 8th is an insulating material 7 intended. The insulating material 7 is located primarily in the area of the pressure tube 8th which is inside the housing 6 located. The insulating material 7 In the present case, it is also embodied as a powder, in particular as an electrically non-conductive or as an insulating powder. In the powder of the insulating material 7 For example, it is MgO.

Die Mittelelektrode 9 erstreckt sich von dem Anschlussbolzen 1 in Richtung auf den Boden 15 des Druckrohrs 8 zu. Eine Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 taucht dabei in das Sensorelement 10 ein und ist nur geringfügig von dem Boden 15 des Druckrohrs 8 beabstandet. The center electrode 9 extends from the terminal bolt 1 towards the ground 15 of the pressure tube 8th to. A front page 13 the center electrode 9 dives into the sensor element 10 one and is only slightly off the ground 15 of the pressure tube 8th spaced.

Der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie bereits erwähnt, in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Das bedeutet, insbesondere das Druckrohr 8 ragt in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine hinein. The combustion chamber pressure transducer 21 According to the first embodiment is, as already mentioned, arranged in a combustion chamber of an internal combustion engine. This means, in particular, the pressure tube 8th protrudes into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Ein innerhalb des Brennraums der Verbrennungskraftmaschine herrschender Brennraumdruck beaufschlagt das Druckrohr 8. Das Druckrohr 8 gibt den aufgenommenen Brennraumdruck auf das im Inneren befindliche Sensorelement 10 weiter. Das Sensorelement 10, welches als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, ändert aufgrund des einwirkenden Drucks p seinen elektrischen Widerstand R. A combustion chamber pressure prevailing inside the combustion chamber of the internal combustion engine acts on the pressure pipe 8th , The pressure tube 8th gives the recorded combustion chamber pressure on the sensor element located in the interior 10 further. The sensor element 10 , which is designed as an electrically conductive powder, changes due to the applied pressure p its electrical resistance R.

Der Zusammenhang zwischen dem auf das Sensorelement 10 einwirkenden Druck p und dem elektrischen Widerstand R des Sensorelements 10 ist in 2 qualitativ dargestellt. Dabei ist auf der X-Achse der Druck p aufgetragen und auf der Y-Achse der Widerstand R. Das in 2 dargestellte Diagramm umfasst drei Bereiche, nämlich einen ersten Bereich 31, einen zweiten Bereich 32, und einen dritten Bereich 33. The relationship between the on the sensor element 10 acting pressure p and the electrical resistance R of the sensor element 10 is in 2 presented qualitatively. The pressure p is plotted on the X axis and the resistance R on the Y axis 2 The diagram shown comprises three areas, namely a first area 31 , a second area 32 , and a third area 33 ,

In dem ersten Bereich 31 steht das Sensorelement 10 unter einem verhältnismäßig geringen Druck p. Das Pulver ist nur geringfügig komprimiert, und es bestehen keine durchgängigen Leitpfade zwischen den einzelnen Pulverkörnern. Der Anteil der leitfähigen Partikel in der Pulvermischung des Sensorelements 10 ist aber so hoch, dass sich bei einer weiteren Komprimierung des Pulvers elektrisch leitfähige Pfade bilden können. Bei Erhöhung des Drucks p kommt es zur Bildung von leitfähigen Pfaden und der Widerstand R des Sensorelements 10 sinkt. In the first area 31 is the sensor element 10 under a relatively low pressure p. The powder is only slightly compressed and there are no continuous guide paths between the individual powder grains. The proportion of conductive particles in the powder mixture of the sensor element 10 but is so high that can form electrically conductive paths in a further compression of the powder. Increasing the pressure p leads to the formation of conductive paths and the resistance R of the sensor element 10 sinks.

In dem zweiten Bereich 32 steht das Pulver des Sensorelements 10 unter einem höheren Druck p als im ersten Bereich 31. Das Pulver ist stärker komprimiert als im ersten Bereich 31, und es bestehen einzelne durchgängige Leitpfade zwischen den Partikeln des Pulvers. Bei einer weiteren Erhöhung des Drucks p bilden sich zusätzliche neue Leitpfade innerhalb der Pulvermischung aus, und infolgedessen reduziert sich der Widerstand R des Sensorelements 10 mit weiter zunehmendem Druck p. In the second area 32 stands the powder of the sensor element 10 under a higher pressure p than in the first range 31 , The powder is more compressed than in the first area 31 , and there are single continuous guide paths between the particles of the powder. As the pressure p is further increased, additional new conductive paths are formed within the powder mixture, and as a result, the resistance R of the sensor element is reduced 10 with further increasing pressure p.

In dem dritten Bereich 33 ist das Pulver des Sensorelements 10 noch weiter komprimiert. Das Pulver ist dabei auf eine praktisch maximal mögliche Dichte komprimiert. Das bedeutet, die Partikel liegen maximal dicht aneinander an und es bestehen mehrere Leitpfade zwischen den Partikeln der Pulvermischung. Bei einer weiteren Erhöhung des Drucks p werden die Kontaktflächen zwischen den einzelnen leitfähigen Partikeln des Pulvers durch eine elastische Deformation derselben vergrößert. Auf diese Art vergrößert sich die aneinander anliegende Fläche der Pulverpartikel, und infolgedessen wird der elektrische Widerstand R des Sensorelements 10 noch weiter verkleinert. In the third area 33 is the powder of the sensor element 10 compressed even further. The powder is compressed to a practically maximum possible density. This means that the particles are at most close to each other and there are several Leitpfade between the particles of the powder mixture. In a further increase of the pressure p, the contact surfaces between the individual conductive particles of the powder are increased by an elastic deformation of the same. In this way, the abutting surface of the powder particles increases, and as a result, the electrical resistance R of the sensor element 10 even further downsized.

Die Empfindlichkeit des Sensorelements 10 ist bei einem Betrieb in dem dritten Bereich 33 insbesondere von den E-Moduln der Partikel abhängig. Für eine Messung von verhältnismäßig kleinen Drücken p ist eine Pulvermischung vorzusehen, deren Partikel einen verhältnismäßig geringen E-Modul aufweisen. Für eine Messung von verhältnismäßig hohen Drücken ist eine Pulvermischung vorzusehen, deren Partikel einen verhältnismäßig hohen E-Modul aufweisen. The sensitivity of the sensor element 10 is in operation in the third area 33 in particular dependent on the moduli of elasticity of the particles. For a measurement of relatively small pressures p, a powder mixture is to be provided whose particles have a relatively low modulus of elasticity. For a measurement of relatively high pressures, a powder mixture is to be provided whose particles have a relatively high modulus of elasticity.

Ein Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in 3 dargestellt. Der Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt dabei dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird. A longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer 22 according to a second embodiment is in 3 shown. The combustion chamber pressure transducer 22 according to the second embodiment is similar to the Brennraumdruckaufnehmer 21 according to the first embodiment, which is why only the differences are discussed here.

Die innere Mantelfläche des Druckrohrs 8 ist annähernd vollständig mit einer Isolierschicht 12 überzogen. Lediglich der Boden 15 des Druckrohrs 8 ist frei von der Isolierschicht 12. Das Sensorelement 10 befindet sich in der Nähe des Bodens 15 des Druckrohrs 8 und ragt geringfügig von dem Boden 15 des Druckrohrs 8 weg in das Druckrohr 8 hinein. Das Sensorelement 10 liegt dabei auch seitlich an der Isolierschicht 12 an. The inner lateral surface of the pressure tube 8th is almost complete with an insulating layer 12 overdrawn. Only the floor 15 of the pressure tube 8th is free of the insulating layer 12 , The sensor element 10 is located near the ground 15 of the pressure tube 8th and slightly protrudes from the ground 15 of the pressure tube 8th away in the pressure tube 8th into it. The sensor element 10 lies also on the side of the insulating layer 12 at.

Anschließend an das Sensorelement 10 ist ein Leitmaterial 17 vorgesehen, welches einen Großteil des Druckrohrs 8 ausfüllt. Die Mittelelektrode 9 ragt in das Leitmaterial 17 hinein. Die Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 ist vorliegend jedoch deutlich weiter von dem Boden 15 des Druckrohrs 8 entfernt als bei dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführung. Insbesondere taucht die Mittelelektrode 9 nicht in das Sensorelement 10 ein.Subsequently to the sensor element 10 is a lead material 17 provided, which is a major part of the pressure tube 8th fills. The center electrode 9 protrudes into the guide material 17 into it. The front side 13 the center electrode 9 However, in the present case is significantly further from the ground 15 of the pressure tube 8th removed than with the combustion chamber pressure transducer 21 according to the first embodiment. In particular, the center electrode emerges 9 not in the sensor element 10 one.

Das Leitmaterial 17 ist vorliegend eine Pulverpackung aus einem elektrisch leitfähigen Pulver und weist eine verhältnismäßig geringen elektrischen Widerstand auf. Auch das Sensorelement 10 ist ein elektrisch leitfähiges Pulver, das Sensorelement 10 weist aber einen höheren elektrischen Widerstand auf als das Leitmaterial 17. Das Sensorelement 10 weist eine Höhe auf, welche etwa ein Zehntel bis ein Achtel der Länge des Druckrohrs 8 entspricht. Vorzugsweise beträgt die Höhe des Sensorelements 10 dabei zwischen 3 und 5 mm. The guide material 17 In the present case, a powder pack made of an electrically conductive powder has a relatively low electrical resistance. Also the sensor element 10 is an electrically conductive powder, the sensor element 10 but has a higher electrical resistance than the conductive material 17 , The sensor element 10 has a height which is about one-tenth to one-eighth the length of the pressure tube 8th equivalent. Preferably, the height of the sensor element is 10 between 3 and 5 mm.

Der Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform kann auch als Glühstiftkerze verwendet werden. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem hier nicht dargestellten Gehäuse 6 des Brennraumdruckaufnehmers 22 gemäß der zweiten Ausführungsform fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 durch die Mittelelektrode 9, durch das Leitmaterial 17, durch das Sensorelement 10, zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8, und von dort über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem Gehäuse 6. Dabei erfährt in erster Linie das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand R aufweist, eine Erwärmung. Das Sensorelement 10 gibt diese Erwärmung an das Druckrohr 8 ab, welches dadurch den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt. Die Isolierschicht 12 im Inneren des Druckrohrs 8 verhindert einen unkontrollierten Stromfluss von dem Leitmaterial 17 zu der Außenwand des Druckrohrs 8.The combustion chamber pressure transducer 22 according to the second embodiment can also be used as a glow plug. When applying a voltage between the terminal bolt 1 and the housing, not shown here 6 of the combustion chamber pressure transducer 22 According to the second embodiment, a current flows from the terminal bolt 1 through the center electrode 9 , through the conductive material 17 , through the sensor element 10 , to the floor 15 of the pressure tube 8th , and from there over the outer wall of the pressure tube 8th to the housing 6 , In the first place experiences the sensor element 10 , which has the largest electrical resistance R, a heating. The sensor element 10 gives this warming to the pressure tube 8th which makes the Combustion chamber of the internal combustion engine heated. The insulating layer 12 inside the pressure tube 8th prevents uncontrolled flow of current from the conductive material 17 to the outer wall of the pressure tube 8th ,

Einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß einer dritten Ausführungsform ist in 4 dargestellt. Auch der Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß der dritten Ausführungsform ähnelt dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen wird. A longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer 23 according to a third embodiment is in 4 shown. Also the combustion chamber pressure transducer 23 according to the third embodiment is similar to the combustion chamber pressure transducer 21 according to the first embodiment, which is why the differences are discussed here in the first place.

Das Druckrohr 8 umfasst wieder ein Sensorelement 10, welches als leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wobei die Mittelelektrode 9 bis in das Sensorelement 10 hineinragt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem Sensorelement 10 darstellt. Das Sensorelement 10 nimmt, ähnlich wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform, etwa ein Zehntel bis ein Achtel der Gesamthöhe des Druckrohrs 8 ein. Der verbleibende Raum innerhalb des Druckrohrs 8 ist mit einem Isoliermaterial 7 gefüllt, welches ebenfalls als Pulver ausgeführt ist. The pressure tube 8th again includes a sensor element 10 , which is designed as a conductive powder, wherein the center electrode 9 into the sensor element 10 protrudes and an electrical connection between the connecting bolt 1 and the sensor element 10 represents. The sensor element 10 takes, similar to the combustion chamber pressure transducer 22 according to the second embodiment, about one tenth to one eighth of the total height of the pressure tube 8th one. The remaining space inside the pressure tube 8th is with an insulating material 7 filled, which is also designed as a powder.

Die Mittelelektrode 9 taucht derart in das Druckrohr 8 und in das Sensorelement 10 ein, dass der Abstand zwischen der Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 und dem Boden 15 des Druckrohrs 8 relativ gering ist, vorzugsweise etwa so groß wie der Radius des Druckrohrs 8 oder kleiner. An der inneren Mantelfläche des Druckrohrs 8 ist eine Isolierschicht 12 aufgebracht. Vorliegend ist die Isolierschicht 12 auf der kompletten inneren Mantelfläche des Druckrohrs 8 vorgesehen, es ist aber auch denkbar, dass lediglich ein dem Boden 15 benachbarter Teil der inneren Mantelfläche des Druckrohrs 8, insbesondere der Bereich, in dem das Sensorelement 10 vorgesehen ist, mit der Isolierschicht 12 versehen ist. The center electrode 9 dives into the pressure pipe 8th and in the sensor element 10 one that the distance between the front side 13 the center electrode 9 and the floor 15 of the pressure tube 8th is relatively small, preferably about as large as the radius of the pressure tube 8th or smaller. On the inner lateral surface of the pressure tube 8th is an insulating layer 12 applied. The present is the insulating layer 12 on the entire inner surface of the pressure tube 8th provided, but it is also conceivable that only one to the ground 15 adjacent part of the inner circumferential surface of the pressure tube 8th , in particular the area in which the sensor element 10 is provided with the insulating layer 12 is provided.

Auch der Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß der dritten Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 über die Mittelelektrode 9 durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird vor allem das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand aufweist, erhitzt und gibt dabei die Wärme an das Druckrohr 8 ab, welches daraufhin den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt. Also the combustion chamber pressure transducer 23 according to the third embodiment acts as a glow plug. When applying a voltage between the terminal bolt 1 and the housing, not shown 6 a current flows from the terminal bolt 1 over the center electrode 9 through the sensor element 10 to the ground 15 of the pressure tube 8th and further over the outer wall of the pressure tube 8th to the housing, not shown 6 , Here, above all, the sensor element 10 , which has the greatest electrical resistance, heated and thereby gives the heat to the pressure tube 8th which then heats the combustion chamber of the internal combustion engine.

Ein Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß einer vierten Ausführungsform ist in 5 in einem Längsschnitt dargestellt. Auch der Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß der vierten Ausführungsform ist in weiten Teilen gleich aufgebaut wie der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, und deshalb wird auch an dieser Stelle in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen. A combustion chamber pressure transducer 24 according to a fourth embodiment is in 5 shown in a longitudinal section. Also the combustion chamber pressure transducer 24 According to the fourth embodiment is constructed in many parts the same as the Brennraumdruckaufnehmer 21 according to the first embodiment, and therefore, at this point, the differences are primarily addressed.

Innerhalb des Druckrohrs 8 ist ein als Pulver ausgeführtes Sensorelement 10 vorgesehen, welches im Bereich des Bodens 15 des Druckrohrs 8 angeordnet ist. Die Mittelelektrode 9 taucht dabei in das Sensorelement 10 ein. Die Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 befindet sich innerhalb des Sensorelements 10. Der Abstand der Stirnseite 13 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 ist dabei verhältnismäßig klein, insbesondere kleiner als der Radius des Druckrohrs 8.Inside the pressure tube 8th is a designed as a powder sensor element 10 provided, which in the area of the soil 15 of the pressure tube 8th is arranged. The center electrode 9 dives into the sensor element 10 one. The front side 13 the center electrode 9 located inside the sensor element 10 , The distance of the front side 13 to the ground 15 of the pressure tube 8th is relatively small, in particular smaller than the radius of the pressure tube 8th ,

Der an das Sensorelement 10 anschließende Raum innerhalb des Druckrohrs 8 ist mit einem Isoliermaterial 7 gefüllt, welches ebenfalls als Pulver ausgebildet ist. Eine Isolierschicht 12, welche in anderen Ausführungsformen des Brennraumdruckaufnehmers 22, 23 vorgesehen ist, ist bei dem Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß der vierten Ausführungsform nicht vorgesehen. The to the sensor element 10 subsequent space inside the pressure tube 8th is with an insulating material 7 filled, which is also formed as a powder. An insulating layer 12 , which in other embodiments of the combustion chamber pressure transducer 22 . 23 is provided is at the combustion chamber pressure transducer 24 not provided according to the fourth embodiment.

Auch der Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß der vierten Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 des Brennraumdruckaufnehmers 24 gemäß der vierten Ausführungsform fließt ein Strom durch den Anschlussbolzen 1, durch die Mittelelektrode 9, durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird insbesondere das Sensorelement 10, welches den höchsten elektrischen Widerstand aufweist, erwärmt. Das Sensorelement 10 gibt dabei die Wärme über das Druckrohr 8 an den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ab. Also the combustion chamber pressure transducer 24 according to the fourth embodiment acts as a glow plug. When applying a voltage between the terminal bolt 1 and the housing, not shown 6 of the combustion chamber pressure transducer 24 According to the fourth embodiment, a current flows through the terminal bolt 1 , through the center electrode 9 , through the sensor element 10 to the ground 15 of the pressure tube 8th and further over the outer wall of the pressure tube 8th to the housing, not shown 6 , In this case, in particular, the sensor element 10 , which has the highest electrical resistance, heated. The sensor element 10 gives the heat over the pressure tube 8th to the combustion chamber of the internal combustion engine.

Einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß einer fünften Ausführungsform ist in 6 dargestellt. Auch der Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß der fünften Ausführungsform ähnelt dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen wird. A longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer 25 according to a fifth embodiment is in 6 shown. Also the combustion chamber pressure transducer 25 according to the fifth embodiment is similar to the combustion chamber pressure transducer 21 according to the first embodiment, which is why the differences are discussed here in the first place.

Das Druckrohr 8 umfasst ein Sensorelement 10, welches als leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wobei die Mittelelektrode 9 bis in das Sensorelement 10 hineinragt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem Sensorelement 10 darstellt. Das Sensorelement 10 nimmt, ähnlich wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform, etwa ein Zehntel bis ein Achtel der Gesamthöhe des Druckrohrs 8 ein. Der verbleibende Raum innerhalb des Druckrohrs 8 ist mit einem Isoliermaterial 7 gefüllt, welches ebenfalls als Pulver ausgeführt ist. The pressure tube 8th includes a sensor element 10 , which is designed as a conductive powder, wherein the center electrode 9 into the sensor element 10 protrudes and an electrical connection between the connecting bolt 1 and the sensor element 10 represents. The sensor element 10 takes, similar to the combustion chamber pressure transducer 22 according to the second embodiment, about one tenth to one eighth of the total height of the pressure tube 8th one. The remaining space inside the pressure tube 8th is with an insulating material 7 filled, which is also designed as a powder.

Die Mittelelektrode 9 taucht derart in das Druckrohr 8 und in das Sensorelement 10 ein, dass der Abstand zwischen der Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 und dem Boden 15 des Druckrohrs 8 relativ gering ist, vorzugsweise etwa so groß wie der Innenradius des Druckrohrs 8 oder kleiner. The center electrode 9 dives into the pressure pipe 8th and in the sensor element 10 one that the distance between the front side 13 the center electrode 9 and the floor 15 of the pressure tube 8th is relatively small, preferably about as large as the inner radius of the pressure tube 8th or smaller.

An der äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode 9 ist eine Isolationsschicht 19 aufgebracht. Die Isolationsschicht 19 erstreckt sich dabei annähernd über die ganze Mantelfläche der Mittelelektrode 9 bis zu der Stirnseite 13 oder bis kurz vor die Stirnfläche 13, beispielsweise bis 1 mm vor der Stirnseite 13.On the outer surface of the center electrode 9 is an insulation layer 19 applied. The insulation layer 19 extends approximately over the entire lateral surface of the center electrode 9 up to the front side 13 or until just before the face 13 , for example, up to 1 mm in front of the front side 13 ,

Auch der Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß der fünften Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 über die Mittelelektrode 9 durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird vor allem das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand aufweist, erhitzt und gibt dabei die Wärme an das Druckrohr 8 ab, welches daraufhin den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt. Also the combustion chamber pressure transducer 25 according to the fifth embodiment acts as a glow plug. When applying a voltage between the terminal bolt 1 and the housing, not shown 6 a current flows from the terminal bolt 1 over the center electrode 9 through the sensor element 10 to the ground 15 of the pressure tube 8th and further over the outer wall of the pressure tube 8th to the housing, not shown 6 , Here, above all, the sensor element 10 , which has the greatest electrical resistance, heated and thereby gives the heat to the pressure tube 8th which then heats the combustion chamber of the internal combustion engine.

Einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß einer sechsten Ausführungsform ist in 7 dargestellt. Auch der Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß der sechsten Ausführungsform ähnelt dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen wird. A longitudinal section through a combustion chamber pressure transducer 26 according to a sixth embodiment is in 7 shown. Also the combustion chamber pressure transducer 26 according to the sixth embodiment is similar to the combustion chamber pressure transducer 21 according to the first embodiment, which is why the differences are discussed here in the first place.

Das Druckrohr 8 umfasst ein Sensorelement 10, welches als leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wobei die Mittelelektrode 9 bis in das Sensorelement 10 hineinragt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem Sensorelement 10 darstellt. Das Sensorelement 10 füllt dabei den verbleibenden Raum innerhalb des Druckrohrs 8 zumindest annähernd vollständig aus. The pressure tube 8th includes a sensor element 10 , which is designed as a conductive powder, wherein the center electrode 9 into the sensor element 10 protrudes and an electrical connection between the connecting bolt 1 and the sensor element 10 represents. The sensor element 10 fills the remaining space inside the pressure tube 8th at least approximately complete.

Die Mittelelektrode 9 taucht derart in das Druckrohr 8 und in das Sensorelement 10 ein, dass der Abstand zwischen der Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 und dem Boden 15 des Druckrohrs 8 relativ gering ist, vorzugsweise etwa so groß wie der Innenradius des Druckrohrs 8 oder kleiner. The center electrode 9 dives into the pressure pipe 8th and in the sensor element 10 one that the distance between the front side 13 the center electrode 9 and the floor 15 of the pressure tube 8th is relatively small, preferably about as large as the inner radius of the pressure tube 8th or smaller.

An der äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode 9 ist eine Isolationsschicht 19 aufgebracht. Die Isolationsschicht 19 erstreckt sich dabei annähernd über die ganze Mantelfläche der Mittelelektrode 9 bis zu der Stirnseite 13 oder bis kurz vor die Stirnfläche 13, beispielsweise bis 1 mm vor der Stirnseite 13.On the outer surface of the center electrode 9 is an insulation layer 19 applied. The insulation layer 19 extends approximately over the entire lateral surface of the center electrode 9 up to the front side 13 or until just before the face 13 , for example, up to 1 mm in front of the front side 13 ,

Auch der Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß der sechsten Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 über die Mittelelektrode 9 durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird vor allem das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand aufweist, erhitzt und gibt dabei die Wärme an das Druckrohr 8 ab, welches daraufhin den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt. Also the combustion chamber pressure transducer 26 according to the sixth embodiment acts as a glow plug. When applying a voltage between the terminal bolt 1 and the housing, not shown 6 a current flows from the terminal bolt 1 over the center electrode 9 through the sensor element 10 to the ground 15 of the pressure tube 8th and further over the outer wall of the pressure tube 8th to the housing, not shown 6 , Here, above all, the sensor element 10 , which has the greatest electrical resistance, heated and thereby gives the heat to the pressure tube 8th which then heats the combustion chamber of the internal combustion engine.

Die Ummantelung der äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode 9 mit der Isolationsschicht 19, wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß der fünften Ausführungsform und dem Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß der sechsten Ausführungsform, ist einfacher durchführbar als das Aufbringen einer Isolierschicht 12 auf die innere Mantelfläche des Druckrohrs 8, wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform und dem Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß der dritten Ausführungsform.The casing of the outer surface of the center electrode 9 with the insulation layer 19 as with the combustion chamber pressure transducer 25 according to the fifth embodiment and the combustion chamber pressure transducer 26 According to the sixth embodiment, is easier to carry out than the application of an insulating layer 12 on the inner surface of the pressure tube 8th as with the combustion chamber pressure transducer 22 according to the second embodiment and the combustion chamber pressure transducer 23 according to the third embodiment.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen des fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the described embodiments and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of professional practice.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010038798 A1 [0004] DE 102010038798 A1 [0004]
  • EP 1517086 B1 [0005] EP 1517086 B1 [0005]
  • EP 1500879 B1 [0006] EP 1500879 B1 [0006]

Claims (11)

Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26), zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend ein Sensorelement (10), welches einen auf das Sensorelement (10) einwirkenden Druck (p) in eine elektrisch messbare Größe umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (10) als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) eine Änderung seines elektrischen Widerstands (R) erfährt, und dass das Sensorelement (10) derart innerhalb eines Druckrohrs (8) angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr (8) einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) bewirkt.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ), for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a sensor element ( 10 ), which points to the sensor element ( 10 ) acting pressure (p) converts to an electrically measurable size, characterized in that the sensor element ( 10 ) is designed as an electrically conductive powder, which in a change of the sensor element ( 10 ) (p) experiences a change in its electrical resistance (R), and that the sensor element ( 10 ) within a pressure tube ( 8th ) is arranged that a change of the pressure pipe ( 8th ) acting on a combustion chamber pressure a change of the on the sensor element ( 10 ) acting pressure (p) causes. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (8) elektrisch und mechanisch mit einem Gehäuse (6) verbunden ist, welches eine Außengewinde aufweist.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) According to claim 1, characterized in that the pressure tube ( 8th ) electrically and mechanically with a housing ( 6 ), which has an external thread. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (8) zumindest annähernd hohlzylindrisch ausgebildet und an einer Stirnseite mit einem Boden (15) verschlossen ist.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the pressure tube ( 8th ) formed at least approximately hollow cylindrical and at one end face with a bottom ( 15 ) is closed. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelektrode (9) von der dem Boden (15) abgewandten Seite in das Druckrohr (8) hinein ragt. Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to claim 3, characterized in that a middle electrode ( 9 ) from the ground ( 15 ) facing away from the pressure tube ( 8th ) protrudes into it. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelektrode (9) sich bis zu dem Sensorelement (10) erstreckt.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to claim 4, characterized in that the middle electrode ( 9 ) up to the sensor element ( 10 ). Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode (9) ist eine Isolationsschicht (19) aufgebracht ist.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to one of claims 4 to 5, characterized in that on an outer circumferential surface of the center electrode ( 9 ) is an insulation layer ( 19 ) is applied. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer inneren Mantelfläche des Druckrohrs (8) zumindest teilweise eine Isolierschicht (12) vorgesehen ist.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that on an inner circumferential surface of the pressure tube ( 8th ) at least partially an insulating layer ( 12 ) is provided. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (10) an dem Boden (15) anliegt.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to one of claims 3 to 7, characterized in that the sensor element ( 10 ) on the ground ( 15 ) is present. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Druckrohrs (8) ein Isoliermaterial (7) vorgesehen ist, welches als elektrisch isolierendes Pulver ausgeführt ist.Combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to one of the preceding claims, characterized in that inside the pressure tube ( 8th ) an insulating material ( 7 ) is provided, which is designed as an electrically insulating powder. Verbrennungskraftmaschine, umfassend mindestens einen Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Internal combustion engine, comprising at least one combustion chamber pressure transducer ( 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein elektrischer Widerstand (R) eines Sensorelements (10) gemessen wird, wobei das Sensorelement (10) als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) eine Änderung seines elektrischen Widerstands (R) erfährt, und wobei das Sensorelement (10) derart innerhalb eines in den Brennraum hinein ragenden Druckrohrs (8) angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr (8) einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) bewirkt.Method for measuring a combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein an electrical resistance (R) of a sensor element ( 10 ), wherein the sensor element ( 10 ) is designed as an electrically conductive powder, which in a change of the sensor element ( 10 ) (p) experiences a change in its electrical resistance (R), and wherein the sensor element ( 10 ) within a pressure tube protruding into the combustion chamber ( 8th ) is arranged that a change of the pressure pipe ( 8th ) acting on a combustion chamber pressure a change of the on the sensor element ( 10 ) acting pressure (p) causes.
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