DE4026418A1 - Brennkammer-druckfuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennkammer-Druckfühler für eine Maschine eines Motorfahrzeuges.

Es ist beim Betrieb von Brennkraftmaschinen hilfreich, den Druck in einer Brennkammer und insbesondere in einem Maschi­ nenzylinder zu kennen. Beispielsweise kann dieser Druckwert benutzt werden, den Zündzeitpunkt zu steuern, und so die Ma­ schine bessere Treibstoff-Verbrauchsergebnisse erzielen zu lassen. Brennkammerdruck kann auch benutzt werden, um Klop­ fen in der Maschine zu erfassen.

Es ist dem Fachmann bekannt, daß ein Druckfühlergerät, bei­ spielsweise ein piezoelektrischer Kraftring, benutzt werden kann, um Brennkammerdruck anzuzeigen. Eine Beschreibung einer solchen Anordnung kann in der US-PS 41 53 019 gefunden werden. In dieser Beschreibung sichert eine Zylinderkopf­ schraube einen Kraftring an der Maschine. Dadurch kann der Kraftring Lasten erfassen, die infolge von Brennkammerdruck durch den Zylinderkopf auf die Zylinderkopfschraube übertra­ gen werden.

Obwohl unter Kopfschrauben befestigte Kraftringe durch den Brennkammerdruck auf den Zylinderkopf einwirkende Lasten er­ fassen können, erfassen sie auch von außen einwirkende Kräf­ te, z. B. thermische Dehnungen und von außen wirkende Stöße oder Trägheitslasten. Das tritt oft auf, wenn die von außen einwirkenden Kräfte mit der vom Brennkammerdruck gemessenen Belastung vergleichbare Größe besitzen. Demzufolge müssen diese von außen einwirkenden Kräfte weggefiltert werden, so daß der Fühler ein sauberes Ausgangssignal liefert. Thermi­ sche Spannung, die eine Niederfrequenz-Charakteristik be­ sitzt, wird leicht ohne Beeinflussung des gewünschten Si­ gnals weggefiltert. Ein Wegfiltern von hochfrequentem Stoß­ rauschen führt jedoch eine Phasenverschiebung ein, die Unge­ nauigkeiten bei der Zeitgabe von Maschinensteuer-Betätigun­ gen verursachen kann. Zusätzlich ergibt eine solche Anord­ nung ein Signal, das nichtlinear ist infolge der fehlenden Elastizität der Kopfdichtung, die variabel belastet wird, wenn der Brennkammerdruck den Maschinenkopf relativ zum Ma­ schinenblock bewegt. Es ist deswegen erwünscht, eine lineare Druckfühleranordnung zu schaffen, die im Vergleich zu einem Schraubenbolzenfühler empfindlicher für Brennkammerdruck als für von außen einwirkende Kräfte ist, linearere Abhängigkeit besitzt und keine Phasen- oder Zeitverschiebung einführt.

Ein Schritt zu diesem Ziel hin wird durch den Fühler nach US-PS 46 01 196 dargestellt. Der Fühler dieses Patents benutzt ein Druckerfassungsgerät, das ein Hauptgehäuse und eine Sonde besitzt. Die Sonde liegt an einer Wand an, die sich in direkter Abhängigkeit von dem sich ändernden Brennkammer­ druck ausbiegt. Das Gehäuse liegt an einer anderen Wand an, die relativ fest steht. Dadurch ergibt sich bei Änderungen des Brennkammerdrucks eine Bewegung der Sonde relativ zum Gehäuse, und so wird ein Signal erzeugt. Dieser Anordnungs­ typ kann beispielsweise mit einem Kühlmitteldurchlaß im Ma­ schinenzylinderkopf verwirklicht werden, wobei das Gehäuse in einer oberen Wand zurückgehalten wird und die Sonde durch den Kühlmitteldurchlaß bis zu einer unteren Wand reicht, die einen Teil der Brennkammer bildet. Wenn der Fühler richtig plaziert ist, übermittelt die Relativbewegung zwischen der oberen und der unteren Wand infolge des sich ändernden Brenn­ kammerdrucks auf den Fühler eine Belastung, die viel größer ist, als irgendwelche durch von außen einwirkende Kräfte ver­ ursachte Belastungen. Dadurch wird das Signal/Rausch-Verhält­ nis des Fühlerausgangssignals sehr vergrößert.

Dabei wird jedoch bevorzugt der Fühler in die Nähe der Zylin­ dermitte relativ zu den anderen Zylindern gesetzt. Diese An­ ordnung ergibt ein stärkeres Signal als eine an anderen Stel­ len, weil der Zylinderkopf in der Nähe des Zentrums mehr aus­ biegt als an den Seitenwänden. Zusätzlich erzeugt diese Anord­ nung auch ein lineares Signal, das frei von Störungen durch benachbarte Zylinder ist. In einigen Situationen kann jedoch der in diesem Patent beschriebene Fühler nicht in die Nähe des Zentrums des Zylinders gesetzt werden. Ein bekann­ tes Beispiel, das diesen Fall aufzeigt, ist eine Maschine mit vier Ventilen für jeden Zylinder mit einer zentral zwi­ schen den Ventilen angeordneten Zündkerzenöffnung. Dadurch wird eine andere Anbringungsstelle nötig, die ein schwäche­ res Signal ergibt und den Fühler Störungen von benachbarten Zylindern aussetzt. Damit ist es vorteilhaft einen Fühler zu schaffen, der auch in diesen Situationen in der Nähe des Zentrums des Zylinders angeordnet werden kann.

Eine Anordnung nach dem Stand der Technik, die benutzt werden kann, um den Fühler in der Nähe des Zentrums eines Zy­ linders anzuordnen, wird in US-PS 46 02 506 beschrieben. Diese Schrift zeigt eine Anordnung, bei der ein ringförmiger Druckfühler durch die Zündkerze selbst auf einen Zündkerzen­ sitz gedrückt wird. Obwohl jedoch die Zündkerze an der Ober­ seite der Brennkammer zentral lokalisiert werden kann, mißt der Fühler die Spannung, die durch die Gewindegänge der Zünd­ kerze ausgeübt werden, statt der Bewegung zwischen einer dem Brennkammerdruck unterworfenen Wand und einer feststehenden Wand. Damit ergibt diese Anordnung nicht die Vorteile des er­ wähnten Fühlers nach US-PS 46 01 196. Insbesondere ist sein Ausgangssignal kleiner und neigt zur Nichtlinearität. Zusätz­ lich wird das ringförmige Fühlerelement durch die Zündkerze selbst unter Last gesetzt. Deswegen muß sie mit der gleichen axialen Vorlast arbeiten und ist weiter Torsionslasten durch die Drehung der Zündkerze ausgesetzt. Es ist auch ärgerlich, die Fühleranordnung stören zu müssen, wenn eine Zündkerze auszuwechseln ist.

Demzufolge ist es wünschenswert, eine Brennkammer-Druckfüh­ leranordnung dort anzuordnen, wo die Druckkammer-Druckbela­ stung höhere Werte erreicht als die von der Umgebung kommen­ den, von außen wirkenden Kräfte. Idealerweise sollte die Füh­ leranordnung in der Nähe des Zentrums des Zylinders gesetzt werden, um sicherzustellen, daß der Fühler ein starkes linea­ res Signal erzeugt, das nur minimal durch benachbarte Zylin­ der beeinflußt wird. Weiter sollte das Fühlerelement leicht zu installieren sein, von den anderen Maschinenkomponenten getrennt sein zum unabhängigen Betrieb und zur unabhängigen Wartung und frei von Torsionsbelastung, die ein Versagen des Fühlers verursachen kann.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Brennkammer-Druckfüh­ ler der in US-PS 46 01 196 gezeigten Art angewendet in einer Maschinenkomponente, insbesondere in einem Zylinderkopf der Maschine. Strukturell besitzt der Zylinderkopf eine erste Wand, die einen Anteil der Brennkammer bestimmt. Die erste Wand besitzt einen Montageklotz und kann in Abhängigkeit von sich änderndem Brennkammerdruck ausbiegen. Wenn sich der Brennkammerdruck so ändert, wird eine Last durch die erste Wand übertragen. In einigem Abstand von der ersten Wand be­ findet sich eine zweite Wand. Die zweite Wand besitzt eine Öffnung; jedoch bleibt die zweite Wand im Gegensatz zur ersten Wand bei sich änderndem Brennkammerdruck relativ starr. Der Montageklotz der ersten Wand und die Öffnung der zweiten Wand sind durch eine Ringwand miteinander verbunden, die einen Zugriffsschacht für den Montageklotz bestimmt.

Der Fühler ist in dem Zugriffsschacht untergebracht und be­ steht aus zwei Hauptelementen, einem ringförmigen Einsatz und einem ringförmigen Lastfühlerelement. Der ringförmige Einsatz befestigt den Fühler in dem Zugriffsschacht und hält das ringförmige Lastfühlerelement zur axialen Belastung zwi­ schen der ersten und der zweiten Wand parallel zu mindestens einem axial kompressiblen Abschnitt der Ringwand. Die durch den Brennkammerdruck erzeugte Belastung wird so durch die erste Wand übertragen und zwischen der Ringwand und dem Fühler aufgeteilt. Der durch den Fühler übertragene Teil der Belastung wird durch den ringförmigen Einsatz axial an das ringförmige Lastfühlerelement angelegt. Demzufolge erhält das ringförmige Lastfühlerelement einen vorbestimmten Anteil der Brennkammer-Druckbelastung und schafft so ein Ausgangs­ signal für den Brennkammerdruck.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die Maschi­ ne einen zentral an der Oberseite jedes Zylinders angeordne­ ten Zündkerzen-Einsetzschacht. Damit werden einige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erkennbar. Erstens ist das erzeugte Ausgangssignal groß und linear, weil der Fühler in der Nähe des Zentrums des Zylinders angeordnet ist, wo die Ausbiegung der ersten Wand am größten ist. Das ringförmige Lastfühlerelement erzeugt auch ein Signal, das frei von Stö­ rungen durch benachbarte Zylinder ist. Obwohl der Fühler in dem Zündkerzen-Einsetzschacht sitzt, ist er körperlich nicht mit der Zündkerze in Berührung. Damit sind Betrieb und War­ tung von der Zündkerze unabhängig. Diese Erfindung wird bei bestehenden Maschinenaufbauformen verwirklicht mit nur mini­ malen erforderlichen Zusatzbearbeitungen. Schließlich kann die Erfindung zwar in gewisser Weise als ein Spezialfall der Fühleranordnung nach US-PS 46 01 196 angesehen werden, hat jedoch Vorteile gegenüber der in dieser Patentschrift darge­ stellten Ausführung darin, daß sie keinen Durchbruch durch einen Kühlmittelschacht erfordert.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Maschi­ ne mit einem erfindungsgemäßen Verbrennungskammer- Druckfühler,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines unteren Abschnitts eines Brennkammer-Druckfühlers nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung ähnlich Fig. 2 einer an­ deren Druckfühlerausführung, und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Brennkammer-Druckfühlers.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 gezeigt, die einen Zylinderblock mit einem oder mehreren Zylindern 12 besitzt. Der Zylinderblock 12 besitzt eine obere Wand 13 mit Öffnun­ gen 14 an der Oberseite jedes Zylinders 12.

Ein Zylinderkopf 15 ist an dem Zylinderblock 11 in der übli­ chen Weise durch (nicht dargestellte) Kopfschrauben ange­ bracht. Der Zylinderkopf 15 besitzt eine untere Wand 16, die auf die obere Wand 13 des Blocks mit einer zwischenliegenden Standard-Maschinenkopfdichtung 9 aufgesetzt ist. In jedem Zy­ linder 12 befindet sich ein Kolben 17. Die untere Wand 16 er­ streckt sich über die Öffnung 14 jedes Zylinders 12 und schließt diese ab, während je ein oberer Kolbenabschnitt 18 die Öffnung am unteren Ende jedes Zylinders 12 abschließt. Zusammen bestimmen die untere Wand 16 und der obere Kolbenab­ schnitt 18 eine Brennkammer 19 für jeden Zylinder 12. Im Zy­ linderkopf 15 sitzen auch Einlaß- und Auslaßventile 8, die den Zutritt von Treibstoffgemisch in die Brennkammer 19 zulassen und Abgase aus dieser Brennkammer austreten lassen. Der Zylinderkopf 15 kann in normaler Weise aus Aluminium oder Stahl gefertigt sein.

Der Zylinderkopf 15 besitzt weiter eine obere Wand 20. Die untere Wand 16 enthält einen Montageklotz 21. Der Montage­ klotz 21 besitzt eine Öffnung 22, die zur Aufnahme einer Zündkerze mit Gewinde versehen ist. Der Montageklotz 21 be­ sitzt weiter einen oberen Abschnitt, der einen Zündkerzen­ sitz 23 bildet. Eine Zündkerze 24 ist mit einem unteren Ab­ schnitt 25 in die Öffnung 22 eingeschraubt und mit einem radial breiteren Abschnitt 28 versehen, der auf dem Zündker­ zensitz 23 in normaler Weise unter Zwischenlage einer übli­ chen Ringdichtung 27 aufsitzt. Eine obere Ringwand 31 schließt sich an die obere Wand 20 an und erstreckt sich von da nach unten. Eine untere Ringwand 32 erstreckt sich vom Montageklotz 21 nach oben bis zur oberen Ringwand 31. Die obere Ringwand 31 und die untere Ringwand 32 bilden zusammen eine kombinierte Ringwand 29, die einen (Zündkerzen-)Zugriff­ schacht 30 bestimmt. Die obere Ringwand 31 ist in radialer Richtung dünner als die untere Ringwand 32, und so bestimmt eine dazwischen gebildete Schulter einen Ringsitz 33 im Zu­ griffschacht 30. Außerhalb der Ringwand 29 befindet sich ein Kühlmitteldurchlaß 35.

Wie bereits festgestellt, ist die Zündkerze 24 in der Öffnung 22 am Boden des Zugriffschachtes 30 fest einge­ schraubt. Ein Fühler 36, der den Brennkammerdruck mißt, ist ebenfalls in den Zugriffschacht 30 eingesetzt, steht jedoch mit der Zündkerze 24 nicht in körperlicher Verbindung. Das ist ein Vorteil gegen den Stand der Technik, da jede Kompo­ nente beim Einsetzen mit unterschiedlichem Drehmoment befe­ stigt werden kann. Der Fühler 36 umfaßt einen Ringeinsatz 37, der in einer bevorzugten Ausführung aus einem starren Ma­ terial wie Edelstahl besteht. Ein hohes Steifigkeits/Massen- Verhältnis ist erforderlich, da diese Eigenschaft das beste Ausgangssignal ergibt und auch das Hochfrequenzansprechen fördert. Falls der Ringeinsatz 37 aus dem gleichen Material wie der Zylinderkopf 15 besteht, ergibt sich der Vorteil, daß Ringsatz 37 und Zylinderkopf 15 in gleicher Weise auf eine Änderung der thermischen Bedingungen reagieren und so die Notwendigkeit verringern, thermische Effekte aus dem Fühlerausgangssignal auszufiltern. Das ist jedoch für die Er­ findung nicht unbedingt nötig, das genannte Steifigkeits/Mas­ sen-Verhältnis ist wichtiger. So wird der Ringeinsatz 37 aus Stahl gefertigt, ob nun der Zylinderkopf 15 aus Stahl oder Aluminium besteht. Bezüglich des Steifigkeits/Massen-Verhält­ nisses scheinen ein Zündkerzenklotz und ein Zugriffschacht insbesondere, wenn diese an der Oberseite des Zylinders zen­ tral angebracht sind, ein sehr günstiges Verhältnis für ein gutes Hochfrequenzansprechen mit minimaler Phasenverschie­ bung zu ergeben infolge der niedrigen Äquivalentmasse.

Der Ringeinsatz 37 besitzt einen oberen Abschnitt 38, der an der oberen Wand 20 zur Befestigung des Fühlers 36 einge­ schraubt ist. Ein Drehmoment von 33,90 bis 67,79 Nm (25 bis 50 ft.-lbs.) sollte bei dem Ringeinsatz 37 angewendet werden, um ihn richtig anzuziehen und im wesentlichen Nicht­ linearitäten im Ausgangssignal infolge von Nachgeben der Ge­ windegänge zu beseitigen. Im Vergleich zu den typischen 23,05 Nm (17 ft.-lbs.), die bei einer Zündkerze angewendet werden, kann man den Vorteil erkennen, der in der Trennung des Fühlers 36 von der Zündkerze 24 liegt, da unterschiedli­ che Drehmomente zum jeweiligen optimalen Einsatz möglich sind. Der Ringeinsatz 37 besitzt auch einen unteren Ab­ schnitt 39, der an dem Ringsitz 33 anliegt. Der Ringeinsatz 37 hält ein bekanntes ringförmiges Lastfühlerelement 40, das insbesondere ein piezoelektrisches Bauelement ist. Das ring­ förmige Lastfühlerelement 40 nach Fig. 2 und 3 besitzt elek­ trisch leitende Elektroden 41 und 42 an seiner oberen bzw. unteren Fläche, zwischen denen eine lastabhängige Spannung erzeugt wird. Das ringförmige Lastfühlerelement 40 wird zwi­ schen den oberen Abschnitt 38 und dem unteren Abschnitt 39 des ringförmigen Einsatzes 37 mit elektrisch isolierenden Ke­ ramik-Abstandsringen 56 und 57 gehalten, um so axial durch den Brennkammerdruck belastet zu werden. Wenn ein Drehmoment auf den Fühler 36 übertragen wird, z. B. wenn er in den Zu­ griffschacht 30 eingesetzt oder aus ihm entnommen wird, redu­ ziert der Ringeinsatz 37 die Drehmomentbelastung auf das ringförmige Lastfühlerelement 40, indem er mindestens einen Teil des Drehmoments axial an dem Ringlastfühlerelement 40 in einer zu beschreibenden Weise vorbeileitet. Abänderungen dieser Erfindung können jedoch dafür sorgen, daß das ringför­ mige Lastfühlerelement 40 mit dem Ringsitz 33 in Eingriff steht. Weiter ist zu verstehen, daß andere Fühlerelemente für axiale Lasten zur Verwendung mit dieser Erfindung ausge­ legt werden können.

Das ringförmige Lastfühlerelement 40 besitzt auch an den Elektroden 41 und 42 angebrachte Drähte 53 bzw. 54, und zwar sind diese an der oberen und unteren Fläche beispielsweise durch Löten angebracht, um das Ausgangsspannungssignal zu übertragen. Ein Teil der Drähte 53 und 54 ist in einem axia­ len vertieften Gang 45 innerhalb des ringförmigen Einsatzes 37 aufgenommen. Fig. 4 zeigt, daß der restliche Anteil der Drähte 53 und 54 um eine Ringvertiefung 46 im Ringeinsatz 37 gewickelt ist. Die Drähte 53 und 54 führen nach oben zu einem nicht dargestellten Verbinder, der in einer Kammer 59 am oberen Ende des axialen Gangs 45 aufgenommen ist. Beim Zusammenbau der Einheit kann der Verbinder an den Enden der Drähte 53 und 54 außerhalb der Einheit angebracht werden und die Drähte 53 können dann durch die axiale Vertiefung 45 nach unten gezogen werden, um so den Verbinder in die Kammer 59 einzufügen. Das ringförmige Lastfühlerelement 40 kann dann so gedreht werden, daß die überschüssige Länge der Drähte 53 und 54 in der Ringvertiefung 46 aufgewickelt wird. Die Ringvertiefung 46 kann dann mit einem Kunststoff-Formma­ terial 60 aufgefüllt werden, um den nicht in der axialen Ver­ tiefung 45 sitzenden Anteil der Drähte 53 und 54 zu schüt­ zen. Man kann, wenn auch der Fühler 36 und die Zündkerze 24 getrennt angebracht und belastet werden, einen gemeinsamen Verbinder entwerfen, der für beide Elemente eingesetzt wird.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 biegt sich die untere Wand 16 in Reaktion auf die sich ändernde Belastung durch den Brennkammerdruck aus, wobei die maximale Bewegung am Be­ festigungsklotz 21 auftritt. Die obere Wand 20 bleibt jedoch relativ starr. Die Belastung wird so auf die untere Ringwand 32 übertragen. Die untere Ringwand 32 ist in Axialrichtung nicht sehr komprimierbar infolge ihrer in radialer Richtung vergleichsweise großen Dicke. Damit wird die Last durch die untere Ringwand 32 auf den Ringsitz 33 übertragen. Vom Ring­ sitz 33 wird die Last zwischen der oberen Ringwand 31 und dem Ringeinsatz 37 aufgeteilt, die beide an ihren oberen Enden mit der starren oberen Wand 20 in Eingriff sind. Das ringförmige Lastfühlerelement 40 ist in dem axialen Lastweg durch den Ringeinsatz 37 enthalten und der Anteil der gesam­ ten darauf einwirkenden Axialbelastung hängt von der relati­ ven Kompressibilität des Ringeinsatzes 37 zu der der oberen Ringwand 31 ab. So schafft das ringförmige Lastfühlerelement 40 ein Brennkammerdrucksignal, das zur Steuerung von Maschi­ nenfunktionen verwendet werden kann. Die Anordnung ergibt einen Vorteil gegen frühere Anordnungen, da die Erfindung bereits bestehende Strukturen in Brennkraftmaschinen benutzt und ihr Betrieb nicht von anderen Teilen abhängt, die auch in den gleichen Strukturen vorhanden sind. Es sollte auch be­ merkt werden, daß der Fühler 36 weiter von der Brennkammer 12 entfernt ist als die Zündkerze 24 und in Berührung mit der Ringwand 29 steht, die selbst mit Kühlfluid in Kontakt ist, so daß der Fühler 36 etwas kühler bleibt als der untere Abschnitt der Zündkerze 24. Da die untere Ringwand 32 axial nicht sehr kompressibel ist, kann sie funktionell und struk­ turmäßig als eine Fortsetzung des Befestigungsklotzes 21 an der unteren Wand 16 angesehen werden zum Eingriff mit der oberen Ringwand 31 und dem Fühler 36. Die untere Ringwand 32 bildet zusammen mit dem Befestigungsklotz 21 und dem Rest der unteren Wand 16 eine erste Wand, die sich bei änderndem Verbrennungsdruck im Zyinder 12 bewegt und den Fühler 36 und die obere Ringwand 31 in Reaktion darauf belastet gegen eine relativ unbewegliche zweite Wand, die durch die obere Wand 20 des Zylinderkopfes 15 bestimmt ist.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des unteren Abschnitts 39 des Ringeinsatzes 37 dargestellt. Der untere Abschnitt 39 be­ ginnt mit einer dünnen Ringverlängerung 47 des oberen Ab­ schnitts 38, die radial innerhalb des ringförmigen Lastfüh­ lerelements 40 durchläuft. Die Ringverlängerung 47 endet mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch 48 und bildet so eine Nut 49, die das ringförmige Lastfühlerelement 40, keramische Abstandsscheiben 56 und 57 und eine Ringhalte­ rung 61 aus inkompressiblem Stahl aufnimmt. Der Flansch 48 kann um die untere Fläche der Ringhalterung 61 durch bekann­ te Kaltformvorgänge umformt sein, nachdem die Elemente 56, 40, 57 und 61 über die Ringverlängerung 47 gesteckt wurden. Zusätzlich ist die Ringverlängerung 47 relativ kompressibel in Axialrichtung, verglichen mit dem Rest des Ringeinsatzes 37, so daß auf den Ringeinsatz 37 einwirkende Axiallasten auf das ringförmige Lastfühlerelement 40 übertragen werden; dabei behält diese Ringverlängerung jedoch eine gewisse Tor­ sionssteifigkeit, so daß Torsionslasten beim Einbau und Aus­ bau des Fühlers 36 nur in verringertem Maße auf das ringför­ mige Lastfühlerelement 40 übertragen werden.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung des unteren Abschnitts 39. Der untere Abschnitt 39 besitzt eine dünne Ringverlänge­ rung 50 des Abschnitts 38, die radial innerhalb des ringför­ migen Lastfühlerelements 40 durchläuft. Der untere Abschnitt 39 in Fig. 3 besitzt auch einen ringförmigen Halter 51. Die Ringverlängerung 50 und der ringförmige Halter 51 besitzen Längskeile 52, wie Fig. 4 zeigt, um eine axiale Gleitbewe­ gung zuzulassen, jedoch Relativverdrehung zu verhindern. Das ringförmige Lastfühlerelement 40 wird so zur Axialbelastung zwischen dem ringförmigen Halter 51 und dem oberen Abschnitt 38 zurückgehalten, wobei die Ringverlängerung 50 und der ringförmige Halter 51 Torsionsbelastung des ringförmigen Lastfühlerelements 40 reduzieren.

Durch richtige Bearbeitung des Zylinderkopfes 15 wird die Zeit und werden die Kosten zum Einbau des Fühlers 36 redu­ ziert. Normalerweise werden der Zugangschacht 30 und der Mon­ tageklotz 21 in zwei Schritten bearbeitet. Im ersten Schritt bearbeitet ein Werkzeug den Innendurchmesser der Öffnung 22, die Oberfläche des Zündkerzensitzes 23 und erforderlicherwei­ se den Innendurchmesser der Ringwand 29. In einem zweiten Schritt wird das Gewinde in die Öffnung 22 eingeschnitten. Zur Herstellung einer Maschine 10, die mit einem erfindungs­ gemäßen Fühler 36 ausgerüstet ist, wird der erste Schritt so erweitert, daß das Bearbeitungswerkzeug gleichzeitig die In­ nendurchmesser der oberen Ringwand 31 und der unteren Ring­ wand 32 mit dem Innendurchmesser der Öffnung 22 bearbeitet und weiter den Ringsitz 33 in dem Bund zwischen den Ringwän­ den 31 und 32 gleichzeitig mit dem Zündkerzensitz 32 bearbei­ tet. Falls die Gewindegänge des Ringeinsatzes 37 die gleiche Steigung wie die der Zündkerze 24 besitzen, kann der zweite Schritt so abgewandelt werden, daß gleichzeitig das Gewinde in die Öffnung 22 und die obere Ringwand 31 der Gesamtring­ wand 29 eingeschnitten wird. Falls die Gewindegänge des Ring­ einsatzes 37 mit einer geringeren Steigung versehen werden, um das zum richtigen Einschrauben des Ringeinsatzes 37 in die Ringwand 29 benötigte Drehmoment herabzusetzen, damit das Ausgsangssignal des Fühlers linear wird, wird das Gewinde­ schneiden normalerweise in zwei Vorgängen durchgeführt. Ande­ rerseits erfordert die Vorbereitung der Maschine 10 für den Fühler 36 erfindungsgemäßer Art nur eine Änderung der Werk­ zeugbestückung ohne neue Bearbeitungsschritte.

Claims (8)

1. Brennkammer-Druckfühler für eine Brennkraftmaschine (10) mit einer Brennkammer (19) und einem Gehäusebestandteil (15) mit einer ersten Wand (16), die einen Montageklotz (21) besitzt, einer zweiten Wand (20), die von der ersten Wand Abstand aufweist und eine Öffnung besitzt, und einer Ringwand (29), welche an die erste und an die zweite Wand anschließt und mindestens teilweise einen Zugriffschacht (30) von der Öffnung der zweiten Wand zu dem Montageklotz in der ersten Wand bestimmt, wobei die erste Wand im we­ sentlichen mindestens eine Seite der Brennkammer bestimmt und sich in Abhängigkeit von dem darin herrschenden unter­ schiedlichen Druck ausbiegt, und die zweite Wand relativ starr ist, nicht direkt dem Brennkammerdruck ausgesetzt und mindestens ein Abschnitt (31) der Ringwand in Abhän­ gigkeit von unterschiedlichem Brennkammerdruck kompressi­ bel ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (36) einen ringförmigen Einsatz (37) und ein ringförmiges Last­ fühlerelement (40) enthält, wobei der ringförmige Einsatz mit der zweiten Wand (20) innerhalb des Zugriffschachtes (30) in Eingriff bringbar ist, um den Fühler zu befesti­ gen, daß der Fühler mit der ersten Wand in Eingriff bring­ bar ist, um so axial das ringförmige Lastfühlerelement pa­ rallel zum kompressiblen Abschnitt der Ringwand zu beauf­ schlagen.

2. Brennkammer-Druckfühler nach Anspruch 1, bei dem die erste Wand einen in Anlage mit dem Fühler stehenden Ring­ sitz (33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (37) einen ersten Abschnitt (38) auf­ weist, der mit der zweiten Wand (20) in Gewindeeingriff bringbar ist.

3. Brennkammer-Druckfühler nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ringförmige Einsatz (37) einen zweiten Abschnitt (39) aufweist, der axial mit dem Ringsitz (33) in Eingriff bringbar ist, und daß das ringförmige Lastfüh­ lerelement (40) axial zwischen den ersten und zweiten Ab­ schnitten zurückgehalten ist, daß die ersten und zweiten Abschnitte weiter miteinander in Eingriff sind, um Tor­ sionslasten an dem ringförmigen Lastfühlerelement vorbei zu übertragen.

4. Brennkammer-Druckfühler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Abschnitt (39) eine in Radial­ richtung dünnere ringförmige Verlängerung (47) des ersten Abschnittes (38) umfaßt, die in einen Flansch (48) aus­ läuft und eine Nut (49) zur axialen Zurückhaltung des ringförmigen Lastfühlerelements (40) bestimmt, wobei die ringförmige Verlängerung axial kompressibel ist, so daß auf den ringförmigen Einsatz ausgeübte Axialbelastung auf das ringförmige Lastfühlerelement übertragen wird, die ringförmige Verlängerung jedoch in Torsionsrichtung starr bleibt, um Torsionsbelastung des ringförmigen Lastfühler­ elements zu reduzieren.

5. Brennkammer-Druckfühler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Abschnitt (39) eine dünnere ring­ förmige Verlängerung (50) des ersten Abschnitts (38) umfaßt und mit einem ringförmigen Halter (41) verkeilt ist, wodurch relative Axialbewegung zugelassen, aber rela­ tive Drehbewegung verhindert ist, daß das ringförmige Lastfühlerelement (40) zur Axialbelastung zwischen dem ringförmigen Halter und dem ersten Abschnitt zurückgehal­ ten ist, wobei die ringförmige Verlängerung und der ring­ förmige Halter Torsionsbelastung des ringförmigen Lastfüh­ lerelements reduzieren.

6. Brennkammer-Druckfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Lastfühlerele­ ment (40) ein piezoelektrisches Element ist, das elek­ trisch leitende Elektroden (41, 42) an seiner oberen und unteren Fläche besitzt.

7. Brennkammer-Druckfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verwendung in einer Maschine (10), in der die Brenn­ kammer (19) ein in einem Zylinderblock (11) ausgebildeter Zylinder (12) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäu­ sekomponente ein Zylinderkopf (15) ist, der mit dem Block in Anlage ist und ein Ende des Zylinders abschließt, daß der Montageklotz (21) ein Zündkerzen-Montageklotz ist, und daß der Zugriffschacht (30) der Zündkerzen-Zugriff­ schacht ist.

8. Brennkammer-Druckfühler nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zündkerzen-Zugriffschacht (30) in erster Linie zentral im Zylinderkopf (15) bezüglich der Mittellinie des Zylinders (12) angeordnet ist.