Glühkomponente für Verbrennungskraftmaschinen mit keramischem Filterelement

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühkomponente für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem keramischen Filterelement gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Bei heute eingesetzten Verbrennungskraftmaschinen, seien es selbstzündende oder fremdgezündete Verbrennungskraftmaschinen, stellt der im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine herrschende Druck eine sehr wichtige Messgröße zur Motorsteuerung und zur Optimierung der Verbrennung dar. Aus diesem Grunde werden beispielsweise bei selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen Drucksensoren in Glühkomponenten, wie zum Beispiel Glühstiftkerzen integriert. Die Glühkomponenten, wie zum Beispiel die angesprochenen Glühstiftkerzen, können dabei im Idealfall in einer zusätzlichen Bohrung im Gehäuse oder im Glühstift selbst aufgenommen sein, um die Messung des Brennraumdruckes der Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen. Bei der Erzeugung eines Messkanals stellen sich drei wichtige Probleme:

Es steht erstens eine geringe Platzmenge an der Glühkomponente, wie zum Beispiel einer Glühstiftkerze zur Integration der Bohrung zur Verfügung, des Weiteren neigt der Messkanal aufgrund seines geringeren Durchmessers zum Verkoken, und schließlich treten in derartigen Messkanäle Pfeifenschwingungen auf.

Um dem Problem des Platzmangels abzuhelfen, könnte der Messkanal durch den keramischen Stift gebohrt werden. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn sich bei dem eingesetzten Heizelement um einen keramischen Stift mit einem außen liegend angeordneten Heizelement handelt.

Aus EP 0 412 428 Bl ist ein keramischer Verbundkörper, eine Matrix enthaltend bekannt, welche Einlagerungen von Hartstoffteilchen und/oder anderer Verstärkungskomponenten enthält. Eine Mischung aus einem siliziumorganischen Polymer mit einem metallischen Füllstoff, der mit den bei der Pyrolyse der Polymerverbindungen entstehenden Zersetzungsprodukten reagiert, wird einem Pyrolyse- und Reaktionsprozess unterworfen. Die Matrix ist

eine ein- oder mehrphasige, amorphe, teilkristalline oder kristalline Matrix aus Siliziumcar- bid (SiC), Siliziumnitrit (Si ₃ N ₄ ), Siliziumdioxid (SiO ₂ ) oder aus Mischungen davon und B ₂ O ₃ (Boroxid) und BN (Bornitrit) und B ₄ C (Borcarbid) mit C (Kohlenstoff) oder Borsilikatglas (SiO ₂ /B ₂ O ₃ ), oder zum Beispiel aus Oxycarbiden, Oxynitriden, Carbonitriden und/oder Oxycarbonitriden. Die Einlagerungen sind Hartstoffteilchen und/oder andere Verstärkungskomponenten, Carbide und/oder Nitride von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und/oder Wolfram.

Ein derartiges Material kann zur Herstellung eines keramischen Heizkörpers verwendet werden und bietet die Möglichkeit, den Messkanal im keramischen Heizkörper selbst zu integrieren.

Um jedoch das dritte technische Problem - wie oben aufgezählt -, das Verkokungsproblem des Messkanals zu lösen, sollte gewährleistet sein, dass keine Russpartikel in den kalten Bereich des Messkanals gelangen. Dieses Problem ist bisher noch nicht in zufriedenstellender Weise gelöst.

Vorteile der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Verhindern des Verkokens eines Messkanals innerhalb eines Heizkörpers aus keramischem Material.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an der Spitze eines Messkanals eines keramischen Heizkörpers einen Partikelfilter, der aus einem porösen, jedoch hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung annähernd identischem Material zum Material des Heizkörpers gefertigt ist, zu integrieren, um die Verkokung des kalten Bereiches des Heizkörpers und damit den Verschluss eines den Heizkörper durchziehenden Messkanals zu vermeiden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird weiterhin der Verkokung der porös ausgebildeten Spitze des Heizkörpers aufgrund des ständigen Glühvorgangs und der damit zusammenhängenden Verbrennung des Kohlenstoffes entgegengewirkt. Der Heizkörper einer Glühstiftkerze für eine selbstzündende Verbrennungskraftmaschine wird aus einem Keramik- Verbund- Werkstoff aus Precursor-Keramik gefertigt. Ausgangsmaterial ist ein Polysiloxan, ein Polymer aus Si, C, O und H, welches mit verschiedenen Füllstoffen vermischt wird. Zunächst wird ein Heizkörper aus einem Isolationsmaterial gefertigt, an dem anschließend eine Spitze aus einem Leitmaterial angespritzt werden kann. Das Isolationsmaterial, ggf. mit aus Leitmaterial angespritzter Spitze, wird mit einem weiteren Material Leitmaterial (Schaftmaterial) umspritzt. Dieser Ausgangskörper wird zentrisch gebohrt, so dass ein Messkanal erhalten wird. Der Messkanal wird mit einem porösen Material aufge- iüllt, wobei es sich um das erwähnte Isolationsmaterial oder das Leitmaterial, aus dem die

Spitze gefertigt ist, handeln kann. Danach wird der Messkanal nachgebohrt und der erhaltene Ausgangskörper rundgeschliffen. An diese Fertigungsschritte schließt sich die Wärmebehandlung (Pyrolyse) des Ausgangskörpers an.

Durch die Auswahl der eingesetzten Füllstoffe wird das elektrische und das physikalische Eigenschaftsprofil des nach der Pyrolyse resultierenden Keramik- Verbundstoffes des Heizkörpers der Glühstiftkerze exakt auf das Anforderungsprofil zugeschnitten. Die Verwendung eines sauerstoffhaltigen Polysiloxan-Precursors als Ausgangsmaterial ermöglicht die einfache Bearbeitbarkeit unter Luft und damit eine einiache Herstellung kostengünstiger Produkte. Das nach dem Durchlauf der Pyrolyse enthaltene Produkt, d.h. der Keramik- Verbund- Werkstoff besitzt dabei eine gute Festigkeit und eine hohe chemische Stabilität hinsichtlich von Oxidation und Korrosion.

Durch den Einsatz kondensationsvernetzender Harze sowie von Schaumstabilisatoren, kann die Porosität einer Keramik in weiten Bereichen eingestellt werden. So lässt sich die Porosität der Keramik im Bereich zwischen 1 Vol-% und 90 Vol-% einstellen, wobei ein mittlerer Porendurchmesser im Bereich zwischen 0,1 bis 1000 μm erreicht werden kann. Es lässt sich darüber hinaus eine bimodale Porositätsverteilung durch zusätzliche Verwendung von eine unterschiedliche Porosität erzeugenden Mitteln erreichen. Da die Größe der Russpartikel schwer vorhersagbar ist, können durch eine bimodale Porostätsverteilung in der Keramik zum Beispiel zweierlei Porendurchmesser erzeugt werden, zum Beispiel 0,1 μm und 10 μm, so dass ein erheblicher Teil der Russpartikel aufgrund der bimodalen Porositätsverteilung in der Keramik zurückgehalten werden kann.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Glühstiftkerze umfasst einen hohl ausgebildeten keramischen Heizkörper mit in diesem integrierten ausheizbaren Partikelfilter, wobei der Messkanal, in welchem der ausheizbare Partikelfilter aufgenommen ist, während des Formgebungsprozesses des Grünkörpers, d.h. des keramischen Rohmaterials erfolgt. In vorteilhafter Weise unterscheiden sich das Material des ausheizbaren Partikelfilters und das Material des keramischen Heizkörpers nur geringfügig voneinander. Die Verkokung des Messkanals wird aufgrund des in diesen am brennraumseitigen Ende angeordneten ausheizbaren Partikelfilters vermieden.

Durch die Integration eines ausheizbaren Partikelfilters an der dem Brennraum zuweisenden Seite der Glühstiftkerze, d.h. am brennraumseitigen Ende des Heizkörpers der Glühstiftkerze, wird ein Drucksensor erhalten, mit allen Vorteilen einer keramischen Glühstiftkerze hinsichtlich der Motorlebensdauerhaltbarkeit, t _1O oo < 2 s, womit die Zeitspanne bezeichnet ist, die eine Glühstiftkerze benötigt, bis an der dem Brennraum zuweisenden Spitze eine Temperatur von 1000 °C herrscht. Die Glühstiftkerze hat einen Außendurchmesser von < 4

mm, so dass den am Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine extrem beengten Bauraumverhältnissen in erforderlichem Maße Rechnung getragen werden kann.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1 ein Brennraumdrucksensorsystem mit einer Glühstiftkerze, die einen am brenn- raumseitigen Ende der Glühstiftkerze angeordneten Heizkörper umfasst und

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des Heizkörpers mit in diesem verlaufenden Messkanal sowie einem am brennraumseitigen Endes des Heizkörpers in den Heizkörper integrierten ausheizbaren Partikelfilter.

Ausführungsbeispiele

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist ein Brennraumdrucksensorsystem mit einer Glühstiftkerze zu entnehmen. Ein Brennraumdrucksensorsystem 10 umfasst eine Glühstiftkerze 12, in der ein Kraftmesselement 14 aufgenommen ist. Beidseits des Kraftmesselementes 14, welches ringförmig ausgebildet werden kann, befinden sich innerhalb der Glühstiftkerze 12 e- benfalls ringförmig ausbildbare Heizelemente 16, welche über Anschlussleitungen 48 mit einer Versorgungselektronik 20 in Verbindung stehen, über welche das Aufheizen der Heizelemente 16 gesteuert wird. Neben der Versorgungselektronik 20 ist außerhalb der Glühstiftkerze 12 eine Auswertungselektronik 18 aufgenommen, welche die ermittelten Brenn- raumdrucksignale des Kraftmesselementes 14 weiter verarbeitet.

Die Glühstiftkerze 12 umfasst ein Gehäuse 22, in dessen Innenraum 24 eine Drahtglühstromzuleitung 46 für einen von der Glühstiftkerze 12 umschlossenen Heizkörper 26 verläuft. Ferner ist im Gehäuse 22 der Glühstiftkerze 12 ein Dichtkonus 28 enthalten, welcher der Abdichtung des Innenraumes 24 der Glühstiftkerze 12 gegen den Heizkörper 26 dient, so dass verhindert wird, dass Brennraumgase in den Innenraum 24 des Gehäuses 22 der Glühstiftkerze 12 gelangen.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsvariante der Glühstiftkerze 12 weist diese an ihrem dem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine zuweisenden Ende eine kegelförmige Spitze 30 auf, die den Brennraumgasen ausgesetzt ist. Die Glühstiftkerze 12 gemäß

der in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsvariante ist symmetrisch zu ihrer Achse 34 aufgebaut. Das vom Kraftmesselement 14 erfasste Signal wird über Signalleitungen 36 vom Kraftmesselement 14 an die Auswertungselektronik 18 übertragen. Im Innenraum 24 der Glühstiftkerze 12 befindet sich darüber hinaus ein hülsenförmig ausgebildetes Kraftübertragungselement 38, welches an der Stirnseite des vom Dichtkonus 28 umschlossenen Heizkörpers 26 anliegt. An der anderen Stirnseite des hülsenförmig ausgebildeten Kraftübertragungselementes 38 liegt eines der Heizelemente 16 an. Zwischen dem weiteren der Heizelemente 16 und einem Vorspannelement 40 befindet sich ebenfalls ein hülsenförmig ausgebildetes Bauteil 42, welches die im Innenraum 24 der Glühstiftkerze 12 verlaufenden Leitungen 46 und 48 bzw. 36 umschließt.

Die in Figur 1 dargestellte Glühstiftkerze 12 umfasst einen Heizkörper 26, der aus einem Keramik- Verbund- Werkstoff aus Precursor-Keramik gefertigt wird. Ausgangsmaterial dieses Keramik- Verbund- Werkstoffes ist ein Polysiloxan, d.h. ein Polymer aus Si, C, O und H, welches mit verschiedenen Füllstoffen vermischt wird. Durch die Auswahl der Füllstoffe wird das elektrische und physikalische Eigenschaftsprofil des nach der Pyrolyse resultierenden Keramik- Verbund- Werkstoffes der Glühstiftkerze 12 exakt auf deren Anforderungsprofil zugeschnitten. Die Verwendung eines sauerstoffhaltigen Polysiloxan-Precursor-Materials als Ausgangsmaterial, ermöglicht eine einfache Verarbeitbarkeit unter Atmosphärenbedingung und damit eine Herstellung kostengünstiger Heizkörper 26 aus einem Keramikmaterial. Das aus der Pyrolyse hervorgehende Produkt, d.h. die nach der Pyrolyse vorliegende Zusammensetzung des Ausgangsmaterial Keramik- Verbund- Werkstoff mit den diesem beigemischten Füllstoffen, besitzt eine gute Festigkeit sowie eine hohe chemische Stabilität hinsichtlich von Oxidation und Korrosion und ist darüber hinaus gesundheitlich unbedenklich.

Der Darstellung gemäß Figur 2 ist in vergrößertem Maßstab ein keramischer Heizkörper einer Glühstiftkerze gemäß der Darstellung in Figur 1 zu entnehmen.

Der in Figur 2 dargestellte Heizkörper 26 umfasst eine erste Stirnseite 50 sowie eine in der Darstellung gemäß Figur 2 als eine Planfläche 54 ausgebildete zweite Stirnseite 52. Die zweite Stirnseite 52 des Heizkörpers 26 aus Keramik- Verbund- Werkstoff ist Brennraumgasen 86 ausgesetzt. Der Druck im Brennraum wirkt über einen Messkanal 58 auf das Kraftmesselement 14.

Der Heizkörper 26 weist eine Mantelfläche 56 auf. Ferner ist der Heizkörper 26 gemäß der Darstellung in Figur 2 zweiteilig aufgebaut und umfasst ein erstes Heizkörperteil 88 sowie ein zweites Heizkörperteil 90, welche entlang einer Stoßfuge 68 aneinander anliegen. Sowohl das erste Heizkörperteil 88 als auch das zweite Heizkörperteil 90 sind von dem Mess-

kanal 58 durchsetzt, der zum Beispiel durch eine Bohrung eines Grünkörpers, d.h. des keramischen Verbund- Werkstoffs in unbehandelten Zustand erhalten wird. Der Darstellung gemäß Figur 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass der Messkanal 58 einen Innendurchmesser 60 aufweist. Der Messkanal 58 weist hinsichtlich seines Durchmessers 60 ein Untermaß gegenüber einem Außendurchmesser 80 eines ausheizbaren Partikelfilters 74 auf. Dieses Untermaß erzeugt im zweiten Heizkörperteil 90 eine Ringfläche 78, an welcher der ausheizbare Partikelfilter 74 anliegt. Die Axialerstreckung des ausheizbaren Partikelfilters 74 ist durch Bezugszeichen 82 angedeutet, sein Außendurchmesser mit Bezugszeichen 80 bezeichnet. Der ausheizbare Partikelfilter 74 schließt bündig mit der zweiten Stirnseite 52 des Heizkörpers 26 ab und ist durch die mit Bezugszeichen 86 angedeuteten Brennraumgase beaufschlagt. Der Heizkörper 26 aus dem ersten Leitmaterial 64 weist einen Außendurchmesser 70 auf; gleiches gilt für das zweite Heizkörperteil 90, welches aus dem zweiten Leitmaterial 66 gefertigt ist und ebenfalls einen Außendurchmesser 70 aufweist.

Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht darüber hinaus hervor, dass das Innere des Messkanales 58 im in diesem Ausführungsbeispiel aus mehreren Materialien aufgebauten Heizkörpers 26 mit einem Isolationsmaterial 72 ausgefüllt ist. Zunächst wird ein Körper aus einem Isolationsmaterial 72 gefertigt, an dem eine Spitze aus dem zweiten Leitmaterial 66 angespritzt werden kann. Der erhaltene Verbund aus dem Isolationsmaterial 72 mit optional daran angespritzter Spitze aus zweitem Leitmaterial 66, wird anschließend mit dem ersten Leitmaterial 64 (Schaftmaterial) umspritzt. Anschließend wird der erhaltene, aus dem ersten Leitmaterial 64 (Schaftmaterial), dem zweiten Leitmaterial 66 (Spitze) und dem Standardisolationsmaterial 72 erhaltene Körper zentrisch gebohrt, so dass der Messkanal 58 entsteht. In diesen kann entweder in Pulverform das Standardisolationsmaterial 72 oder je nach den gewünschten Glüheigenschaften das zweite Leitmaterial 66 eingelullt werden. Anschließend folgt ein Nachbohren des Messkanals 58 und ein Rundschleifen des erhaltenen Grünkörpers, gefertigt aus dem ersten Leitmaterial 64 (Schaftmaterial), dem zweiten Leitmaterial 66 (Spitze) und dem Standardisolationsmaterial 72. Der Messkanal 58 dient der übertragung des im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine herrschenden Drucks auf das Kraftmesselement 14, welches zum Beispiel als Membran ausgeführt sein kann.

Zur Fertigung des im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 zweiteilig ausgebildeten Heizkörper 26 aus einem Keramik- Verbund- Werkstoff wird in den Grünkörper aus dem Keramik- Verbund- Werkstoff eine Bohrung eingebracht, welche den Durchmesser 60 des Messkanals 58 definiert. In einem anschließenden Prozessschritt wird entweder das Standardisolationsmaterial 72 in Pulverform oder das zweite Leitmaterial 66 in den Messkanal 58 eingefüllt. Entsprechend des zur Befüllung des Messkanals 58 gewählten Materials, sei es das Standardisolationsmaterial 72 oder das zweite Leitmaterial 66, lassen sich die Glüheigenschaften des so erhaltenen Heizkörpers 26 einstellen.

über eine drucklose Vernetzung in einem Temperaturbereich zwischen 150°C bis 200°C wird durch das Verdampfen der Kondensationsprodukte wie zum Beispiel Ethanol oder Wasser aus dem Standardisolationsmaterial 72 oder dem zweiten Leitmaterial 66 die benötigte Porosität eingestellt. Durch den in Figur 2 mit Bezugszeichen 76 bezeichneten L- förmigen Ansatz werden die beiden Schichten des ersten Leitmaterials 64 voneinander getrennt.

Die Einstellung der Porosität kann in einem Bereich zwischen 1 Vol.-% und 90 Vol.-% erfolgen. Eine Vergrößerung einer Aufnahmebohrung zur Aufnahme des ausheizbaren Partikelfilters 74 auf dessen Außendurchmesser 80, wird durch ein nochmaliges Anbohren des Keramik- Verbund- Werkstoffes erreicht. Danach wird der Heizkörper 26 in eine Glühstiftkerze 12 eingebaut. Der Heizkörper 26 kann zum Beispiel in das Kerzengehäuse in Form eines Vorpresslings eingepresst werden. Im rohrförmig ausgebildeten Gehäuse der Glühstiftkerze 12 können daneben weitere Bauteile wie zum Beispiel am brennraumfernen Ende eine Keramikhülse sowie ein Metallring eingelassen sein. Nachdem diese einzelnen Elemente in das rohrförmig ausgebildete Gehäuse der Glühstiftkerze 12 eingelassen wurden, wird mittels Krafteinwirkung der Glühstift in das brennraumseitige Ende des Kerzengehäuses eingepresst und ein Dichtmaterial verdichtet. Anschließend kann das Gehäuse 22 der Glühstiftkerze 12 mittels eines Dichtrings oder dergleichen verschlossen werden. In eine zentrale öffnung des Gehäuses 22 kann der Anschlussbolzen zur elektrischen Kontaktierung geführt sein. Nach einer endgültigen Einstellung einer definierten Presskraft kann der Dichtring durch eine Stoff-, kraft- oder formschlüssige Verbindung wie zum Beispiel Verstemmen, Schweißen, Pressverbund, Verschrauben, Löten oder Kleben fixiert werden.

Neben dem Einbringen eines aufschäumbaren Standardisolationsmaterials 72 in die zuvor in den Grünkörper aus Keramik- Verbund- Werkstoff eingebrachte Bohrung des Messkanals 58 kann auch ein Einlegeteil in den derart vorbearbeiteten Grünkörper eingelegt werden. In einem weiteren Herstellungsschritt kann dann das Material des ausheizbaren Partikelfilters 74 und das Standardisolationsmaterial 72 mit sehr geringem Druck eingespritzt werden, was zum Beispiel im Wege des Schaumspritzverfahrens erfolgen kann. Entsprechend der Zusammensetzung des eingespritzten, den ausheizbaren Partikelfilter 74 bildenden Materials, stellt sich die gewünschte Porosität in einem Bereich zwischen 1 Vol-% und 90 Vol-% ein, wobei auch ein mittlerer Porendurchmesser am ausheizbaren Partikelfilter 74 zwischen 0,1 μm bis 1000 μm eingestellt werden kann. Eine zusätzliche bimodale Porositätsverteilung lässt sich durch Verwendung von unterschiedliche Porositäten erzeugenden Mitteln erreichen.

Der ausheizbare Partikelfilter 74 wird auf dieselbe Art und Weise hergestellt wie der gesamte keramische Stift. Das Material, aus welchem der ausheizbare Partikelfilter 74 hergestellt wird, unterscheidet sich lediglich hinsichtlich seiner Porosität vom zweiten Leitmaterial 66, aus welchem das Figur 2 entnehmbare zweite Heizkörperteil 90 gefertigt ist.

In Bezug auf die Porosität, die sich am ausheizbaren Partikelfilter 74 schlussendlich einstellt, kann durch den Einsatz kondensationsvernetzender Harze sowie durch den Einsatz von geeigneten Schaumstabilisatoren die Porosität des ausheizbaren Partikelfilters 74 eingestellt werden. Werden in vorteilhafter Weise das erste Leitmaterial 64, aus welchem der erste Heizkörperteil 88 gefertigt ist und das zweite Leitmaterial 66, aus welchem der zweite Heizkörperteil (Spitze) und der ausheizbare Partikelfilter 74 gefertigt wird, annähernd chemisch identisch gewählt, insbesondere an der Spitze des Messkanals 58, die den Brennraumgasen 86 ausgesetzt ist, kann die Verkokung des kalten Bereiches und damit der Verschluss des Messkanals 58 im in Figur 2 aus dem ersten Leitmaterial 64 und dem zweiten Leitmaterial 66 gefertigte Heizkörper 26 auf wirkungsvolle Weise verhindert werden.

Außerdem kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Integration des ausheizbaren Partikelfilters 74 am brennraumseitigen Ende des Heizkörpers 26 eine Verkokung an dem dem Brennraum zuweisenden Ende des Heizkörpers 26 aufgrund des ständigen Glühvorgangs und der damit zusammenhängend ständigen Verbrennung von Kohlenstoff vermieden werden. Aufgrund des am brennraumseitigen Ende der Glühstiftkerze 12 herrschenden Temperaturniveaus von etwa 1000 °C bis 1.150 °C verbrennen die Russpartikel beim Glühen des Stiftes im Betrieb. Sollten sich Russpartikel an der Glühstiftkerze 12 angelagert haben, verbrennen diese, da die Glühstiftkerze 12 beim Start der Verbrennungskraftmaschine innerhalb der Zeitspanne t _1O oo von < 2 s eine Temperatur von 1000 °C erreicht, so dass Russpartikel nicht in den im Heizkörper 26 ausgebildeten Messkanal 58 hineinzuwandern vermögen.

Die Porosität am brennraumseitigen Ende des Heizkörpers 26, der durch die Brennraumgase 86 beaufschlagt ist, kann durch den Einsatz von bereits stark vorvernetztem oder teilpy- rolysiertem Material erreicht werden. Der ausheizbare Partikelfilter 74, aus dessen Ausgangsmaterial Kondensationsprodukte wie Ethanol und Wasser ausgetrieben werden, wodurch sich die voreinstellbare Porosität einstellt, kann auch aus vorvernetztem oder teilpyro- lysiertem Material gefertigt werden. In diesem Falle stellt sich die Porosität des ausheizbaren Partikelfilters 74 nicht durch eine Kondensationsreaktion ein, sondern durch die geringere Packungsdichte von teilpyrolysiertem Pulver. Auch gemäß dieser Ausführungsvariante ist sichergestellt, dass keine Rußpartikel in den kalten Bereich des Messkanals 58 gelangen und diesen über die Betriebsdauer der Glühstiftkerze 12 zusetzen. Mit kaltem Bereich ist der Bereich des Heizkörpers 26 aus Keramik- Verbund- Werkstoff gemeint, der der ersten Stirn-

seite 50 des gemäß des Ausführungsbeispieles in Figur 2 aus mehreren Materialien gefertigten Heizkörpers 26 näher liegt, d.h. von der durch die Brennraumgase 86 beaufschlagten zweiten Stirnseite 52 des Heizkörpers 26 entfernter ist. Je größer die chemische ähnlichkeit zwischen dem zweiten Leitmaterial 66 und dem Material, aus welchem der ausheizbare Partikelfilter 74 gefertigt ist, in Bezug auf das erste Leitmaterial 64, aus welchem der erste Heizkörperteil 88 gefertigt ist, desto besser ist der kalte Bereich des Messkanals 58, der sich im Wesentlichen durch das erste Heizkörperteil 88 erstreckt, gegen Verkokung durch sich anlagernde Rußpartikel geschützt. Der mit Standardisolationsmaterial 72 befüllte Messkanal 58 erstreckt sich bis in das zweite Heizkörperteil 90 (Spitze), welches aus dem zweiten Leitmaterial 66 gefertigt sein kann. Der Messkanal 58 hat die Aufgabe der Druckübertragung des Brennraumdruckes auf die Kraftmesseinheit 14, welche neben anderen möglichen Ausführungsvarianten als Membran ausgebildet sein kann. Demnach kann der integrierte ausheizbare Partikelfilter 74 des Heizkörpers 26 je nach gefordertem Einsatzprofil der Glühstiftkerze 12 sowohl aus dem in den Messkanal 58 eingefüllten Standardisolationsmaterial 72 in Pulverform, als auch aus in den Messkanal 58 eingefülltem in Pulverform vorliegenden zweiten Leitmaterial 66 gefertigt werden.

Bezueszeichenliste

Brennraumdrucksensorsystem per 26

Glühstiftkerze 72 Isolationsmaterial

Kraftmesselement 74 ausheizbarer Partikelfilter

Heizelemente 76 L-Form Isolationsmaterial

Auswertungselektronik 78 Ringfläche

Versorgungselektronik 80 Außendurchmesser ausheizba

Gehäuse rer Partikelfilter 74

Innenraum 82 Filterdicke

Heizkörper 84 Stützfläche

Dichtkonus 86 Brennraumgase kegelförmige Spitze 88 erstes Heizkörper-Teil

Kraft 90 zweites Heizkörper-Teil (Spit

Achse ze)

Signalleitungen Kraftmesselement

Kraftübertragungselement

Vorspannelement

Hülse

Außengewinde

Drahtglühstromzuleitung

Anschlussleitungen Heizelement

erste Stirnseite keramische

Heizkörper zweite Stirnseite keramische

Heizkörper

Planfläche

Mantelfläche

Messkanal

Durchmesser Messkanal

Untermaß erstes Leitmaterial zweites Leitmaterial (Spitze)

Stoßiuge

Außendurchmesser Heizkör-