DE102004024529A1 - Glow plug with integrated pressure sensor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze (101) für eine Brennstoffkraftmaschine, bestehend im Wesentlichen aus einem Kerzengehäuse (102), einem mit dem Kerzengehäuse (102) verspannten Glühstift mit Anschlussbolzen (104), sowie einem integrierten Drucksensor (106). Die Erfindung zeigt einen Gehäusedeckel (103), welcher mit einem durch den Gehäusedeckel (103) führenden Anschlussbolzen (104) fest verbunden ist, und die anschlussseitige Öffnung des Kerzengehäuses (102) zumindest teilweise abdeckt, wobei durch eine Verbindung des Gehäusedeckels (103) mit dem Kerzengehäuse (102) eine mechanische Vorspannung zwischen Glühstift und Kerzengehäuse (102) herstellbar ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Kalibrierung der mechanischen Vorspannung zwischen Kerzengehäuse (102) und Glühstift einer Glühstiftkerze (101).The invention relates to a glow plug (101) for a fuel engine, consisting essentially of a plug housing (102), a glow plug with connecting bolt (104) clamped to the plug housing (102), and an integrated pressure sensor (106). The invention shows a housing cover (103) which is fixedly connected to a terminal bolt (104) leading through the housing cover (103) and at least partially covers the connection-side opening of the plug housing (102), wherein a connection of the housing cover (103) the plug housing (102) is a mechanical bias between the glow plug and the plug housing (102) can be produced.
The invention also relates to a method for calibrating the mechanical preload between the plug housing (102) and glow plug of a glow plug (101).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze für eine Brennstoffkraftmaschine, bestehend im wesentlichen aus einem Kerzengehäuse, einem Glühstift mit Anschlussbolzen, wobei Kerzengehäuse und Glühstift mechanisch gegeneinander vorgespannt sind, und einem integrierten Drucksensor. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Kalibrierung der mechanischen Vorspannung zwischen Glühstift und Kerzengehäuse.The The invention relates to a glow plug for a fuel engine, consisting essentially of a candle housing, a glow plug with Terminal bolt, with candle housing and Glow plug mechanically biased against each other, and an integrated Pressure sensor. The invention also relates to a method for calibration the mechanical bias between glow plug and candle housing.

Dieselmotoren benötigen für ein gutes Start- und Warmlaufverhalten bei tiefen Temperaturen eine Wärmequelle, die entweder das Gasgemisch, die Ansaugluft oder den Brennraum vorwärmen. Für PKW-Motoren wird in der Regel die Verwendung von Glühstiftkerzen vorgeschlagen. Diese bestehen aus einem Kerzengehäuse und einem aus dem Kerzengehäuse ragenden Glühstift, der in seinem montierten Zustand in den Brennraum einer Brennstoffkraftmaschine hineinragt. In der Regel ragen die Glühstifte der Glühstiftkerzen um 4 mm in den Brennraum der Brennstoffkraftmaschine und erwärmen das Diesel-Luft-Gemisch.diesel engines need for a good start and warm-up behavior at low temperatures a heat source, which preheat either the gas mixture, the intake air or the combustion chamber. For passenger car engines is used in the Usually the use of glow plugs proposed. These consist of a candle housing and one from the candle housing projecting glow plug, the in its assembled state in the combustion chamber of a fuel-power engine protrudes. As a rule, the glow plugs of the glow plugs protrude by 4 mm into the combustion chamber of the fuel engine and heat the Diesel-air mixture.

Die elektrische Konnektierung erfolgt einerseits über eine Masseankopplung zwischen der Außenseite des Glühstifts und dem Kerzengehäuse, andererseits über ein Kontaktelement zwischen dem Inneren des Glühstifts und dem anschlussseitig aus der Glühstiftkerze herausführenden Anschlussbolzen.The Electrical Konnektierung takes place on the one hand via a ground coupling between the outside of the glow plug and the candle case, on the other hand about a contact element between the interior of the glow plug and the connection side from the glow plug leadout Connecting bolts.

Die erreichte Glühtemperatur und Nachglühzeit der Glühstiftkerze haben einen erheblichen Einfluss auf das Abgasverhalten und den Kraftstoffverbrauch der Brennstoffkraftmaschine.The reached annealing temperature and afterglow time the glow plug have a significant influence on the exhaust behavior and the Fuel consumption of the fuel engine.

Um die vorgegebenen Ziele, weiter Kraftstoff einzusparen und Emissionen zu senken, besteht ein zunehmendes Interesse darin, kostengünstige Sensoren zu entwickeln, die Informationen über den Verbrennungsverlauf direkt aus dem Brennraum des Motors liefern können. Aus diesen Informationen könnte z.B. die Einspritzmengenregelung vorgenommen werden. Die Verfolgung des Druckes innerhalb des Brennraums hätte wesentliche Vorteile beispielsweise gegenüber der Ionenstrommessung, die lediglich eine lokale Information liefert, da die Druckmesswerte bzw. deren Änderungen grösser und daher einfacher erfassbar sind.Around the given goals, to continue to save fuel and emissions There is an increasing interest in low cost sensors to develop the information about the combustion process can deliver directly from the combustion chamber of the engine. From this information, e.g. the injection quantity control can be made. The pursuit of the Pressure within the combustion chamber would have significant benefits, for example across from the ion current measurement, which provides only local information, because the pressure readings or their changes are greater and Therefore, are easier to detect.

Sensorintegrative Konzepte, bei denen ein Drucksensor an oder in der Glühstiftkerze angeordnet sind, haben den Vorteil, dass kein zusätzliches Bohrloch in der Brennstoffkraftmaschine vorgesehen sein muss. Dieser Vorteil vergrössert sich um so mehr, da bei modernen Brennstoffkraftmaschinen der Bauraum zum Anbringen von zusätzlichen Sensoren sehr eingeschränkt ist.Integrative sensor Concepts in which a pressure sensor on or in the glow plug are arranged, have the advantage that no additional borehole must be provided in the fuel engine. This advantage increases all the more so, as in modern fuel engines, the space for attaching additional Sensors very limited is.

Aus dem Stand der Technik werden Lösungen vorgeschlagen, die ein piezoelektrisches Element zwischen dem Kerzengehäuse und der Verschraubung am Zylinder einer Glühstiftkerze vorsehen, so beispielsweise aus der EP 1 096 141 A bekannt. Des weiteren wird in der Druckschrift WO 97/09 567 A ein zusätzlicher Drucksensor in der Glühstiftkerze vorgeschlagen, der zwischen einem Fixierungsglied und einem Zylinderdruckaufnahmeglied in einem Körper einer Glühstiftkerze zwischengeschaltet ist.From the prior art solutions are proposed which provide a piezoelectric element between the plug housing and the screw on the cylinder of a glow plug, such as EP 1 096 141 A known. Furthermore, the document WO 97/09 567 A proposes an additional pressure sensor in the glow plug, which is interposed between a fixing member and a cylinder pressure receiving member in a body of a glow plug.

Aus dem Stand der Technik ist eine mechanische Vorspannung des Drucksensors bekannt, so z.B. in DE 102 18 544 A , in der ein ringförmiger Piezodruckaufnehmer durch eine Verschraubung vorgespannt wird. Der Vorspanndruck wird bei einer Erhöhung des Drucks im Brennraum vermindert und die Verminderung bildet ein Maß für den Druck.From the prior art, a mechanical bias of the pressure sensor is known, such as in DE 102 18 544 A in which an annular piezoelectric pressure transducer is biased by a screw connection. The bias pressure is reduced as the pressure in the combustion chamber increases, and the decrease is a measure of the pressure.

Denkbar ist ebenfalls der Einsatz von Drucksensoren auf der Basis von optischen Messprinzipien, von Silicon-on-Insulator (SOI) oder von Metall-Dünnschicht (MDS) Technik.Conceivable is also the use of pressure sensors based on optical Measurement principles, from silicon-on-insulator (SOI) or metal thin-film (MDS) technique.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Glühstiftkerze vorzustellen, bei der sich eine gleichmäßig auf den Glühstift wirkende mechanische Vorspannung definiert einstellen lässt, sowie ein Verfahren zur Kalibrierung dieser Vorspannung.The The object of the invention is to present a glow plug, at which is a uniform on the glow plug Defines acting mechanical preload defined, as well a method for calibrating this bias.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird gelöst durch eine zumindest teilweise Abdeckung der anschlussseitigen Öffnung des Kerzengehäuses mit einem Gehäusedeckel, welcher mit einem durch den Gehäusedeckel führenden Anschlussbolzen fest verbunden ist, wobei durch eine Verbindung des Gehäusedeckels mit dem Kerzengehäuse eine mechanische Vorspannung zwischen Glühstift und Kerzengehäuse herstellbar ist.The Task is solved by an at least partial cover of the connection-side opening of the plug housing with a housing cover, which with a leading through the housing cover Terminal bolt is firmly connected, being connected by a connection of the housing cover with the candle case a mechanical bias between glow and candle housing produced is.

Die Aufgabe wird ferner außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Kalibrierung der Vorspannung zwischen dem Kerzengehäuse und dem Glühstift einer Glühstiftkerze, welcher über einen durch den Gehäusedeckel führenden Anschlussbolzen mit diesem fest verbunden ist und einen integrierten Drucksensor aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:

  • i) Beaufschlagung des Glühstifts mit einer definierten Kraft,
  • ii) Befestigung des Gehäusedeckels an dem Kerzengehäuse,
  • iii) Festlegung des Messwerts des Drucksensors als ersten Referenzwert,
  • iv) Entfernen der äußeren Kraft,
  • v) Festlegung des Messwerts des Drucksensors als zweiten Referenzwert,
  • vi) Erfassung der Differenz zwischen erstem und zweitem Referenzwert, welche der definierten Kraft entspricht.
The object is further achieved by a method for calibrating the bias voltage between the plug housing and the glow plug of a glow plug, which is connected via a leading through the housing cover terminal bolt with this and has an integrated pressure sensor, with the following process steps:
  • i) applying a defined force to the glow plug,
  • ii) fixing the housing cover to the plug housing,
  • iii) fixing the measured value of the pressure sensor as the first reference value,
  • iv) removing the external force,
  • v) determining the measured value of the pressure sensor as the second reference value,
  • vi) detecting the difference between the first and second reference values corresponding to the defined force.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ein Gehäusedeckel überdeckt das anschlussseitige Ende des Kerzengehäuses und verteilt dabei eine mechanische Spannkraft zwischen dem Gehäusedeckel und dem Kerzengehäuse gleichmäßig auf das Ker zengehäuse. Es gibt keine Vorzugsrichtung der Kraft, welche zu einer Messwertverzerrung bei der Druckmessung führen könnte.One Housing cover covered the terminal-side end of the plug housing and distributes one mechanical clamping force between the housing cover and the plug housing evenly on the Ker zengehäuse. There is no preferred direction of the force resulting in a measured value distortion lead in the pressure measurement could.

Gleichzeitig ist der Gehäusedeckel fest mit dem Glühstift bzw. dem Anschlussbolzen verbunden. Da über diesen die Stromzufuhr der Glühstiftkerze erfolgt, ist es notwenig, dass gegenüber dem Kerzengehäuse eine zuverlässige Isolation besteht. Die Verbindung zwischen Gehäusedeckel und Anschlussbolzen umfasst daher die Einbindung eines Isolators.simultaneously is the housing cover firmly with the glow plug or connected to the connecting bolt. Because of this the power supply the glow plug takes place, it is necessary that opposite the candle housing a reliable Isolation exists. The connection between the housing cover and connecting bolt therefore includes the inclusion of an insulator.

Die Befestigung an dem Kerzengehäuse, das Material und die geometrische Auslegung des Gehäusedeckels legen die durch den Gehäusedeckel erzeugte mechanische Vorspannung fest. Durch die Wahl entsprechender Parameter lässt sich ein großes Spektrum verschiedener Vorspannungen erzeugen, was Möglichkeiten zur Auswahl der Drucksensoren eröffnet und zu einer Flexibilität in Bezug auf die Auswahl der Sensorelemente führt.The Attachment to the candle housing, the Material and the geometric design of the housing cover put through the the housing cover generated mechanical preload fixed. By choosing appropriate Parameter leaves a big one Spectrum of different biases generate what possibilities opened to the selection of pressure sensors and to a flexibility with respect to the selection of the sensor elements.

Liegt im Brennraum ein erhöhter Druck vor, wird auf das in den Brennraum hineinragende Ende des Glühstifts eine Kraft (Druckkraft) ausgeübt. Diese wirkt der auf den Glühstift oder den Anschlussbolzen wirkenden mechanischen Vorspannung entgegen. Abhängig davon, ob der Glühstift gegenüber dem Kerzengehäuse beweglich oder fest eingespannt ist, entstehen unterschiedliche Nutzwege, entweder durch eine Relativbewegung des Glühstifts gegenüber dem Kerzengehäuse oder durch eine Zugspannung infolge einer Dehnung des Materials. Diese Nutzwege können optimal ausgenutzt werden, wenn die mechanische Vorspannung entsprechend wählbar ist.Lies in the combustion chamber an elevated Pressure is applied to the end of the combustion chamber glow plug a force (compressive force) exercised. This acts on the glow plug or the terminal bolt acting mechanical bias opposite. Depending on whether the glow plug across from the candle housing movable or firmly clamped, arise different Nutzwege, either by a relative movement of the glow plug across from the candle housing or by a tensile stress due to stretching of the material. These uses can be optimally utilized when the mechanical bias accordingly selectable is.

Der Gehäusedeckel kann des weiteren zur anschlussseitigen Abdichtung des Kerzengehäuses und zum Schutz eines Sensors dienen.Of the housing cover can further for connection-side sealing of the plug housing and to protect a sensor.

Die Verbindung zwischen Kerzengehäuse und Gehäusedeckel kann durch eine Klemmung erfolgen, wobei ein an einem federnden Gehäusedeckel angebrachtes Verschlusselement in eine Aussparung des Kerzengehäuses einschnappt. Durch eine plastische Verformung des Gehäusedeckels kann die Vorspannkraft verändert werden.The Connection between the candle housing and housing cover Can be done by clamping, with a spring on a housing cover attached closure element snaps into a recess of the plug housing. By a plastic deformation of the housing cover, the biasing force changed become.

In einer alternativen Ausführung sind Gehäusedeckel und Kerzengehäuse miteinander verschraubbar, wobei das Gewinde an der Außen- oder Innenseite des Kerzengehäuses vorgesehen sein kann. Mit dem Grad der Verschraubung, bzw. der Anzahl der Schraubdrehungen lässt sich die Vorspannkraft einstellen.In an alternative embodiment are housing cover and candle housing screwed together, with the thread on the outside or inside of the candle housing can be provided. With the degree of screwing, or the number the screw turns leaves to adjust the preload force.

Die Verbindung zwischen Kerzengehäuse und Gehäusedeckel kann außerdem über stoffschlüssige Verbindungen, wie Verschweißen oder Löten oder durch eine formschlüssige Verbindung, z.B. durch Crimpen, Bördeln, Falzen oder Sicken erfolgen.The Connection between the candle housing and housing cover can also use integral connections, like welding or soldering or by a form-fitting Compound, e.g. by crimping, crimping, folding or beading done.

Die Vorspannung muss in diesen Fällen bei der Montage eingestellt werden und kann im Nachhinein nur geringfügig durch eine plastische Verformung des Gehäusedeckels korrigiert werden.The Preload must be in these cases can be adjusted during assembly and can in retrospect only slightly by a plastic deformation of the housing cover can be corrected.

Vorzugsweise wird daher der Gehäusedeckel mittels eines Spannrings mit Nachspannmöglichkeit befestigt. Dieser greift beispielsweise über eine Klemmung in den Gehäusedeckel und das Kerzengehäuse ein und kann dann auf das gewünschte Maß zusammengezogen werden. Dieses Maß wird dann fixiert, beispielsweise mittels Verschrauben, Bördeln oder Verschweißen.Preferably Therefore, the housing cover attached by means of a clamping ring with Nachspannmöglichkeit. This For example, use one Clamping in the housing cover and the candle case and then can be contracted to the desired level become. This measure will then fixed, for example by means of screwing, crimping or welding.

Der Gehäusedeckel kann auch selbst als Spannring ausgebildet sein und eine Öffnung aufweisen, an der die Vorspannung einstellbar und fixierbar ist.Of the housing cover can also be designed as a clamping ring itself and have an opening, at which the bias is adjustable and fixable.

In einer vorteilhaften Ausführung der Glühstiftkerze wird der Druck über eine mit dem Glühstift oder dem Anschlussbolzen festverbundene Druckhülse auf einen oder mehrere bevorzugt innerhalb des Kerzengehäuses angeordnete Drucksensoren gegeben. Die Druckhülse kann auf den Glühstift oder den Anschlussbolzen aufgeschrumpft sein. Die Druckhülse dient zu einer gleichmäßigen Kraftverteilung auf das oder die Sensorelemente und kann durch geeignete Materialauswahl signalbeeinflussende Wärmedehnungen ausgleichen.In an advantageous embodiment the glow plug the pressure is over one with the glow plug or the connecting bolt firmly connected pressure sleeve to one or more preferably placed within the plug housing arranged pressure sensors. The pressure sleeve can on the glow plug or the connecting bolt shrunk. The pressure sleeve is used to a uniform force distribution on the or the sensor elements and can by suitable choice of materials signal-influencing thermal expansions compensate.

Der Drucksensor kann brennraumseitig von der Druckhülse vorgesehen sein und auf einer Auflagenfläche des Kerzengehäuses aufliegen. In diesem Fall wirkt die Vorspannung des Gehäusedeckels über den Anschlussbolzen und die Druckhülse auf den Sensor. Bei einer Druckerhöhung im Brennraum wird die Vorspannung vermindert und es erfolgt eine Entlastung des Drucksensors.The pressure sensor may be provided on the combustion chamber side of the pressure sleeve and rest on a support surface of the plug housing. In this case, the preload of the housing cover acts on the sensor via the connecting bolt and the pressure sleeve. With a pressure increase in the combustion chamber, the bias voltage is reduced and there is a Ent load of the pressure sensor.

In einer anderen Ausführungsvariante ist der Drucksensor zwischen Gehäusedeckel und der von der dem Brennraum wegweisenden Seite der Druckhülse angebracht. Die Vorspannung des Gehäusedeckels wirkt direkt auf den Drucksensor. Bei einer Druckerhöhung im Brennraum wird der Druck auf den Drucksensor durch die Druckhülse erhöht.In another embodiment is the pressure sensor between the housing cover and mounted from the side facing away from the combustion chamber of the pressure sleeve. The bias of the housing cover acts directly on the pressure sensor. At a pressure increase in Combustion chamber, the pressure on the pressure sensor is increased by the pressure sleeve.

Sensor-Signalleitungen können durch den Gehäusedeckel zur Anschlussseite der Glühstiftkerze geführt werden.Sensor signal lines can through the housing cover to the connection side of the glow plug guided become.

Zur Kalibrierung der gesamten Messvorrichtung wird zunächst eine festgelegte äußere Kraft auf den Glühstift beaufschlagt, danach der Gehäusedeckel befestigt und das Signal des Drucksensors als erster Referenzwert erfasst. Sodann wird die äußere Kraft entfernt und erneut das Signal des Drucksensors aufgenommen und als zweiter Referenzwert erfasst. Die Differenz der Referenzwerte entspricht der angelegten äußeren Kraft.to Calibration of the entire measuring device is first a fixed external force on the glow plug applied, then the housing cover attached and the signal of the pressure sensor as a first reference value detected. Then the external force removed and recaptured the signal from the pressure sensor and recorded as a second reference value. The difference of the reference values corresponds to the applied external force.

Alternativ kann entweder nach oder während der Befestigung des Gehäusedeckels die Vorspannung des Gehäusedeckels so gewählt werden, dass das Messsignal des Drucksensors einen vorbestimmten Wert anzeigt.alternative can either after or during the Attachment of the housing cover the bias of the housing cover so chosen be that the measurement signal of the pressure sensor a predetermined Indicates value.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen und Zeichnungen hervor.Further advantageous embodiments will become apparent from the following description as well as the claims and drawings.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, teilweise im Schnitt; 1 a schematic representation of a first embodiment of a glow plug according to the invention, partially in section;

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, teilweise im Schnitt; 2 a schematic representation of a second embodiment of a glow plug according to the invention, partially in section;

3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, teilweise im Schnitt; 3 a schematic representation of a third embodiment of a glow plug according to the invention, partially in section;

4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, teilweise im Schnitt; 4 a schematic representation of a fourth embodiment of a glow plug according to the invention, partially in section;

5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, teilweise im Schnitt; 5 a schematic representation of a fifth embodiment of a glow plug according to the invention, partly in section;

6 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, zumindest teilweise im Schnitt, 6 2 is a schematic representation of a sixth embodiment of a glow plug according to the invention, at least partially in section,

7 eine schematische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze, teilweise im Schnitt. 7 a schematic representation of a seventh embodiment of a glow plug according to the invention, partially in section.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 101, teilweise im Schnitt. Die Glühstiftkerze 101 umfasst ein Kerzengehäuse 102 und einen Gehäusedeckel 103, welcher fest verbunden mit einem Anschlussbolzen 104 ist. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a glow plug according to the invention 101 , partly in section. The glow plug 101 includes a candle housing 102 and a housing cover 103 , which firmly connected to a connecting bolt 104 is.

Unmittelbar am Anschlussbolzen 104 ist eine Druckhülse 105 angebracht. Drucksensoren 106 sind zwischen der Druckhülse 105 und einer Auflagefläche 107 des Kerzengehäuses 102 vorgesehen.Immediately on the connecting bolt 104 is a pressure sleeve 105 appropriate. pressure sensors 106 are between the pressure sleeve 105 and a support surface 107 of the candle housing 102 intended.

Der Gehäusedeckel 103 ist mittels einer Klemmvorrichtung 108 an dem Kerzengehäuse 102 befestigt. Dabei greifen am Gehäusedeckel 103 vorgesehene Befestigungselemente 109 in eine Aussparung 110 des Kerzengehäuses 102.The housing cover 103 is by means of a clamping device 108 on the candle case 102 attached. Thereby grip on the housing cover 103 provided fasteners 109 in a recess 110 of the candle housing 102 ,

Eine fluiddichtende Isolierung 111 sorgt für die elektrische Trennung zwischen Druckhülse 105 und Anschlussbolzen 104 einerseits und dem Gehäusedeckel 103 andererseits.A fluid-tight insulation 111 ensures the electrical separation between pressure sleeve 105 and connecting bolts 104 on the one hand and the housing cover 103 on the other hand.

Der Gehäusedeckel 103 hat federnde Eigenschaften. Durch eine plastische Verformung kann die Vorspannkraft, die auf die Druckhülse 105 und damit auf den Drucksensor 106 wirkt, verändert werden.The housing cover 103 has resilient properties. By a plastic deformation, the preload force acting on the pressure sleeve 105 and thus on the pressure sensor 106 works, be changed.

Eine Druckerhöhung in dem in der Figur nicht dargestellten Brennraum bewirkt eine Kraft auf den Anschlussbolzen 104 und die Druckhülse 105 in Anschlussrichtung 112, was zu einer Druckentlastung des Drucksensors 106 führt und somit zu einer Messsignalveränderung.An increase in pressure in the combustion chamber, not shown in the figure, causes a force on the connecting bolt 104 and the pressure sleeve 105 in the direction of connection 112 , resulting in a pressure relief of the pressure sensor 106 leads and thus to a measurement signal change.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 201, teilweise im Schnitt. Die Glühstiftkerze 201 umfasst ebenfalls ein Kerzengehäuse 202 und einen Gehäusedeckel 203, welcher fest mit einem Anschlussbolzen 204 verbunden ist. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a glow plug according to the invention 201 , partly in section. The glow plug 201 also includes a candle housing 202 and a housing cover 203 , which firmly with a connecting bolt 204 connected is.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist unmittelbar am Anschlussbolzen 204 eine Druckhülse 205 angebracht und die Drucksensoren 206 sind zwischen der Druckhülse 205 und einer Auflagefläche 207 des Kerzengehäuses 202 vorgesehen.Also in this embodiment is directly on the connecting bolt 204 a pressure sleeve 205 attached and the pressure sensors 206 are between the pressure sleeve 205 and a support surface 207 of the candle housing 202 intended.

Die Verbindung zwischen Gehäusedeckel 203 und Kerzengehäuse 202 erfolgt über eine Schraubverbindung 213, wobei das Kerzengehäuse 202 ein Außengewinde 214 aufweist.The connection between the housing cover 203 and candle housing 202 via a screw connection 213 , where the candle housing 202 an external thread 214 having.

Elektrische Sensor-Signalleitungen 215 werden durch den Gehäusedeckel 203 aus der Glühstiftkerze 201 herausgeführt.Electrical sensor signal cables 215 be through the housing cover 203 from the glow plug 201 led out.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 301, teilweise im Schnitt. Die Glühstiftkerze 301 umfasst ebenfalls ein Kerzengehäuse 302 und einen Gehäusedeckel 303, welcher fest verbunden mit einem Anschlussbolzen 304 ist. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of a glow plug according to the invention 301 , partly in section. The glow plug 301 also includes a candle housing 302 and a housing cover 303 , which firmly connected to a connecting bolt 304 is.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drucksensor 306 zwischen der Druckhülse 305 und dem Gehäusedeckel 303 vorgesehen. Erhöht sich der Druck in einem nicht in der Figur dargestellten Brennraum, so wirkt auf den Anschlussbolzen 304 und die Druckhülse 305 eine Kraft in Anschlussrichtung 312, was zu einer Erhöhung der Kraft auf den Drucksensor 306 führt und somit zu einer Messsignaländerung.In this embodiment, the pressure sensor is 306 between the pressure sleeve 305 and the housing cover 303 intended. Increases the pressure in a combustion chamber not shown in the figure, so acts on the connecting bolt 304 and the pressure sleeve 305 a force in the direction of connection 312 , resulting in an increase in the force on the pressure sensor 306 leads and thus to a measurement signal change.

Gehäusedeckel 303 und Kerzengehäuse 302 sind mit einer Schweißnaht 316 verbunden.housing cover 303 and candle housing 302 are with a weld 316 connected.

Die gleiche Sensoranordnung liegt im vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 401 vor, das in 4 gezeigt ist.The same sensor arrangement is in the fourth embodiment of a glow plug according to the invention 401 before, that in 4 is shown.

Der Drucksensor 406 ist zwischen der Druckhülse 405 und dem Gehäusedeckel 403 vorgesehen. Erhöht sich der Druck in einem nicht in der Figur dargestellten Brennraum, so wirkt auf den Anschlussbolzen 404 und die Druckhülse 405 eine Kraft in Anschlussrichtung 412, was zu einer Erhöhung der Kraft auf den Drucksensor 406 führt und somit zu einer Messsignaländerung.The pressure sensor 406 is between the pressure sleeve 405 and the housing cover 403 intended. Increases the pressure in a combustion chamber not shown in the figure, so acts on the connecting bolt 404 and the pressure sleeve 405 a force in the direction of connection 412 , resulting in an increase in the force on the pressure sensor 406 leads and thus to a measurement signal change.

Allerdings besteht in diesem Ausführungsbeispiel die Verbindung zwischen Kerzengehäuse 402 und Gehäusedeckel 403 wiederum in einer Verschraubung 413, wobei hier das Kerzengehäuse 402 ein Innengewinde 417 aufweist.However, in this embodiment, the connection between the plug housing 402 and housing cover 403 again in a screw connection 413 , where here the candle housing 402 an internal thread 417 having.

5 zeigt eine weitere Befestigungsmöglichkeit von dem Gehäusedeckel 503 an dem Kerzengehäuse 502. Eine Manschette 518 stellt eine formschlüssige Verbindung der Bauteile her, wobei diese z. B. durch Falzen, Sicken oder Crimpen fixiert werden kann. 5 shows a further possibility of attachment of the housing cover 503 on the candle case 502 , A cuff 518 establishes a positive connection of the components, said z. B. can be fixed by folding, beading or crimping.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist unmittelbar am Anschlussbolzen 504 eine Druckhülse 505 angebracht und die Drucksensoren 506 sind zwischen der Druckhülse 505 und einer Auflagefläche 507 des Kerzengehäuses 502 vorgesehen.Also in this embodiment is directly on the connecting bolt 504 a pressure sleeve 505 attached and the pressure sensors 506 are between the pressure sleeve 505 and a support surface 507 of the candle housing 502 intended.

In 6 ist eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Glühstiftkerze 601, teilweise im Schnitt, teilweise in Draufsicht gezeigt. In diesem Beispiel ist der Gehäusedeckel 603 als Spannring 619 ausgebildet, der in der Figur auch in Draufsicht dargestellt ist.In 6 is a schematic representation of a sixth embodiment of a glow plug according to the invention 601 partly in section, partly shown in plan view. In this example, the housing cover 603 as a clamping ring 619 formed, which is shown in the figure in plan view.

Der Spannring 619 besitzt vier Befestigungselemente 609, welche in Aussparungen 610 in dem Kerzengehäuse 602 eingreifen und eine Klemmverbindung herstellen. Mittels einer Öffnung 620 im Spannring 619, die durch Krafteinwirkung verkleinert werden kann, lässt sich der Vorspanndruck einstellen. Die Schließkraft kann zum Beispiel in Form einer Spannschraube 621 auf die Öffnung 620 im Spannring 619 gegeben werden.The clamping ring 619 has four fasteners 609 which are in recesses 610 in the candle case 602 engage and make a clamp connection. By means of an opening 620 in the clamping ring 619 , which can be reduced by force, the biasing pressure can be adjusted. The closing force can, for example, in the form of a clamping screw 621 on the opening 620 in the clamping ring 619 are given.

Die Öffnung 620 im Spannring 619 kann aber auch durch Falzen oder Schweißen geschlossen werden.The opening 620 in the clamping ring 619 but can also be closed by folding or welding.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist unmittelbar am Anschlussbolzen 604 eine Druckhülse 605 angebracht und die Drucksensoren 606 sind zwischen der Druckhülse 605 und einer Auflagefläche 607 des Kerzengehäuses 602 vorgesehen.Also in this embodiment is directly on the connecting bolt 604 a pressure sleeve 605 attached and the pressure sensors 606 are between the pressure sleeve 605 and a support surface 607 of the candle housing 602 intended.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Glühstiftkerze 701 mit einem Gehäusedeckel 703, der als Spannring 719 ausgebildet ist, gezeigt.In 7 is another embodiment of a glow plug 701 with a housing cover 703 acting as a clamping ring 719 is shown.

In diesem Fall deckt der Gehäusedeckel 703 allerdings nicht das Kerzengehäuse 702 anschlussseitig vollständig ab. Die Abdeckung erfolgt im wesentlichen durch eine stopfenartige Ausführung der Druckhülse 705, die mit einem Rand 722 aus dem Kerzengehäuse 702 in radialer Richtung 723 herausragt. Der Gehäusedeckel 703 umfasst einerseits den Rand 722 der Druckhülse 705, andererseits greift er in eine Aussparung 710 am Kerzengehäuse 702 und verbindet somit die fest mit dem Anschlussbolzen 704 verbundene Druckhülse 705 mit dem Kerzengehäuse 702. Der Spannring 719 hat eine Öffnung 720, die sich mit einer Spannschraube 721 verkleinern lässt, wodurch sich der Vorspanndruck des Anschlussbolzens 704 und damit des in der Figur nicht vollständig dargestellten Glühstifts 701 gegenüber dem Kerzengehäuse 702 variieren lässt.In this case, covers the housing cover 703 but not the candle case 702 completely on the connection side. The cover is essentially by a plug-like design of the pressure sleeve 705 that with a border 722 from the candle case 702 in the radial direction 723 protrudes. The housing cover 703 on the one hand covers the edge 722 the pressure sleeve 705 on the other hand it engages in a recess 710 on the candle housing 702 and thus connects the firmly with the connecting bolt 704 connected pressure sleeve 705 with the candle case 702 , The clamping ring 719 has an opening 720 , which is with a clamping screw 721 shrink, causing the biasing pressure of the connecting bolt 704 and thus of the glow plug not completely shown in the figure 701 opposite the candle housing 702 varies.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist unmittelbar am Anschlussbolzen 704 eine Druckhülse 705 angebracht und die Drucksensoren 706 sind zwischen der Druckhülse 705 und einer Auflagefläche 707 des Kerzengehäuses 702 vorgesehen.Also in this embodiment is directly on the connecting bolt 704 a pressure sleeve 705 attached and the pressure sensors 706 are between the pressure sleeve 705 and a support surface 707 of the candle housing 702 intended.

Claims (11)

Glühstiftkerze für eine Brennstoffkraftmaschine, bestehend im wesentlichen aus einem Kerzengehäuse, einem mit dem Kerzengehäuse verspannten Glühstift mit Anschlussbolzen, sowie einem integrierten Drucksensor, dadurch gekennzeichnet, dass die anschlussseitige Öffnung des Kerzengehäuses (102; 202; 302; 402; 502; 602; 702) zumindest teilweise von einem Gehäusedeckel (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703), welcher mit einem durch den Gehäusedeckel (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) führenden Anschlussbolzen (104; 204; 304; 404; 504; 604; 704) fest verbünden ist, abgedeckt ist, wobei durch eine Verbindung des Gehäusedeckels (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) mit dem Kerzengehäuse (102; 202; 302; 402; 502; 602; 702) eine mechanische Vorspannung zwischen Glühstift und Kerzengehäuse (102; 202; 302; 402; 502; 602; 702) herstellbar ist.Glow plug for a fuel engine, consisting essentially of a candle Housing, a tensioned with the plug housing glow plug with connecting bolt, and an integrated pressure sensor, characterized in that the connection-side opening of the plug housing ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ; 602 ; 702 ) at least partially from a housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ), which with a through the housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ) leading connecting bolt ( 104 ; 204 ; 304 ; 404 ; 504 ; 604 ; 704 ) is fixed, is covered by a connection of the housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ) with the candle housing ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ; 602 ; 702 ) a mechanical bias between glow plug and plug housing ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ; 602 ; 702 ) can be produced. Glühstiftkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Kerzengehäuse (102; 502) und Gehäusedeckel (103; 503) durch eine Klemmung erfolgt.Glow plug according to claim 1, characterized in that the connection between the plug housing ( 102 ; 502 ) and housing cover ( 103 ; 503 ) by a clamp. Glühstiftkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Kerzengehäuse (202; 402) und Gehäusedeckel (203; 403) durch eine Verschraubung (213; 413) erfolgt.Glow plug according to claim 1, characterized in that the connection between the plug housing ( 202 ; 402 ) and housing cover ( 203 ; 403 ) by a screw ( 213 ; 413 ) he follows. Glühstiftkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Kerzengehäuse (102; 202; 302; 402; 502; 602; 702) und Gehäusedeckel (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) vorliegt, insbesondere eine Verschweißung oder Lötung.Glow plug according to claim 1, characterized in that a cohesive connection between the plug housing ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ; 602 ; 702 ) and housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ), in particular a welding or soldering. Glühstiftkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Kerzengehäuse (102; 202; 302; 402; 502; 602; 702) und Gehäusedeckel (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) vorliegt, insbesondere eine Crimpung, Bördelung, Falzung oder Sickung.Glow plug according to claim 1, characterized in that a positive connection between the plug housing ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ; 602 ; 702 ) and housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ), in particular a crimping, flanging, folding or beading. Glühstiftkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Kerzengehäuse (602; 702) und Gehäusedeckel (603; 703) mittels eines Spannrings (619; 719) herstellbar ist, dessen Spannung mit einer Spannschraube (621; 721) einstellbar ist.Glow plug according to claim 1, characterized in that the connection between the plug housing ( 602 ; 702 ) and housing cover ( 603 ; 703 ) by means of a clamping ring ( 619 ; 719 ) can be produced, the voltage with a clamping screw ( 621 ; 721 ) is adjustable. Glühstiftkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (603; 703) als Spannring (619; 719) ausgebildet ist, der mittels mindestens eines Befestigungselements (609) in eine Aussparung (610; 710) des Gehäuses (602; 702) greift und dessen Spannkraft mit einer Spannschraube (621; 721) einstellbar ist.Glow plug according to claim 1, characterized in that the housing cover ( 603 ; 703 ) as a clamping ring ( 619 ; 719 ) is formed, which by means of at least one fastener ( 609 ) in a recess ( 610 ; 710 ) of the housing ( 602 ; 702 ) and its clamping force with a clamping screw ( 621 ; 721 ) is adjustable. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbolzen (104; 204; 504; 604; 704) oder der Glühstift fest mit einer Druckhülse (105; 205; 505; 605; 705) verbunden ist und mindestens ein Drucksensor (106; 206; 506; 606; 706) zwischen Kerzengehäuse (102; 202; 502; 602; 702) und Druckhülse (105; 205; 505; 605; 705) angeordnet ist.Glow plug according to one of claims 1 to 7, characterized in that the connecting bolt ( 104 ; 204 ; 504 ; 604 ; 704 ) or the glow plug firmly with a pressure sleeve ( 105 ; 205 ; 505 ; 605 ; 705 ) and at least one pressure sensor ( 106 ; 206 ; 506 ; 606 ; 706 ) between the plug housing ( 102 ; 202 ; 502 ; 602 ; 702 ) and pressure sleeve ( 105 ; 205 ; 505 ; 605 ; 705 ) is arranged. Glühstiftkerze nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbolzen (304; 404) oder der Glühstift fest mit einer Druckhülse (305; 405) verbunden ist und mindestens ein Drucksensor (306; 406) zwischen Gehäusedeckel (303; 403) und Druckhülse (305; 405) angeordnet ist.Glow plug according to at least one of claims 1-7, characterized in that the connecting bolt ( 304 ; 404 ) or the glow plug firmly with a pressure sleeve ( 305 ; 405 ) and at least one pressure sensor ( 306 ; 406 ) between the housing cover ( 303 ; 403 ) and pressure sleeve ( 305 ; 405 ) is arranged. Verfahren zur Kalibrierung der mechanischen Vorspannung zwischen dem Kerzengehäuse und dem Glühstift, welcher über einen durch den Gehäusedeckel führenden Anschlussbolzen mit diesem fest verbunden ist und einen integrierten Drucksensor aufweist, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritte: i) Beaufschlagung des Glühstifts mit eine definierten Kraft, ii) Befestigung des Gehäusedeckels (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) an dem Kerzengehäuse (102; 202; 302; 402; 502; 602; 702), iii) Festlegung des Messwerts des Drucksensors (106; 206; 306; 406; 506; 606; 706) als ersten Referenzwert, iv) Entfernen der äußeren Kraft, v) Festlegung des Messwerts des Drucksensors (106; 206; 306; 406; 506; 606; 706) als zweiten Referenzwert, vi) Erfassung der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzwert, welche der definierten Kraft entspricht.Method for calibrating the mechanical preload between the plug housing and the glow plug, which is fixedly connected via a connecting bolt leading through the housing cover and has an integrated pressure sensor, characterized by the following method steps: i) loading the glow plug with a defined force, ii) fastening of the housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ) on the candle housing ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ; 602 ; 702 iii) determination of the measured value of the pressure sensor ( 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506 ; 606 ; 706 ) as the first reference value, iv) removal of the external force, v) determination of the measured value of the pressure sensor ( 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506 ; 606 ; 706 ) as a second reference value, vi) detecting the difference between the first and the second reference value, which corresponds to the defined force. Verfahren zur Kalibrierung der mechanischen Vorspannung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verfahrenschritt ii) und iii) folgender zusätzlicher Verfahrensschritt erfolgt: – Nachspannen des Gehäusedeckels (103; 203; 303; 403; 503; 603; 703) bis der Messwert des Drucksensors (106; 206; 306; 406; 506; 606; 706) einen vorgegeben Wert erreicht.Method for calibrating the mechanical prestressing according to claim 10, characterized in that the following additional method step takes place between method steps ii) and iii): - retightening the housing cover ( 103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503 ; 603 ; 703 ) until the reading of the pressure sensor ( 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 506 ; 606 ; 706 ) reaches a predetermined value.
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