ADAPTOR BETWEEN A MILLIMETER WAVE SENSOR AND A CONVENTIONAL SPARK PLUG, ESPECIALLY FOR TDC MEASUREMENT IN OTTO ENGINES

Abstract: 1. Adapter between a millimetre wave sensor (1) and a commercially usual sparking plug, wherein a millimetre wave energy radiated from the sensor (1) is coupled by way of the porcelain insulator (7) of the sparking plug into a combustion space and the millimetre wave energy reflected from the combustion space is detected by the sensor (1), in particular for the measurement of the upper dead centre in the case of Otto engines, wherein the adapter consists of a clamping head (8), which engages around the hexagonal nut (13) of the sparking plug, a metal cylinder (9), which displays a hollow space (5) for the reception of the upper part of the sparking plug, as well as of a tightening device (10) for the tightening of clamping head (8) around the hexagonal nut (13) of the sparking plug, characterised by the following features : - Adjoining the hollow space (5) for the reception of the upper part of the sparking plug is a bore (6), which leads obliquely out of the metal cylinder (9), for the feeding through of the ignition cable, - guided through the metal cylinder (9) is a millimetre wave waveguide train (2) ; which closely above the collar (12) of the sparking plug housing opens at an oblique incident radiation angle (3) into the hollow space (5) filled out by the upper part of the sparking plug ; the incident radiation angle (3) in that case forms about a Brewster angle with the axis of symmetry of the sparking plug ; - annular grooves (4) are applied as flux traps above the incident radiation angle (3) in the wall of the hollow space (5).

Description: Adapter zwischen einem Millimeterwellen-Sensor und einer handelsüblichen Zündkerze, insbesondere zur OT-Messung bei Otto-Motoren Die Erfindung betrifft einen Adapter nac dem Oberbegriff des Anspruchs i. In der deutschen Patentanmeldung P 32 36 939.5 ist eine Millimeterwellensonde beschrieben zur Bestimmung des oberen Totpunkts bei Kolbenmotoren durch Einstrahlen von Millimeterwellen in den Zylinder und Auswerten des reflek tieren Signals. Aufgabe der Erfindung ist es, für eInen solchen Sensor einen Adapter anzugeben zur festen rechanischen Halterung auf einer handelsüblichen Zündkerze1 störungsfreien wtn- kopplung der Millimeterwellen in den Porzellan-Isolator der Zündkerze und durch sie hindurch bei gleichzeitigem Anschluss der Zündspannung zum Betrieb der Zündkerze. Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungen der Erfindung. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Der Adapter besteht aus einem Spannkopf 8, welcher um die Sechskantmutter 13 der Zündkerze fasst, einem Metall- zylinder 9 und einer Spannvorrichtung 10. Der Hillimeter- wellen-Sensor 1 wird auf das obere Ende des Metallzylin ders 9 aufgeflanscht. Ein Hohlraum 5 im Metallzylinder nimmt den oberen Teil der Zündkerze auf, derart, dass der Zylinder 9 auf dem Kragen 12 des Zündkerzengehäuses aufsitzt. Durch eine schräge Bohrung 6 ist das Hochspannungs-Zündkabel geführt. Ein Hohlleitersug 2 führt vom Sensor l durch den Metallzylinder 9 zum Porzellan-Isolator 7 der Zündkerze. Zur Vermeidung von Störungen und zusätzlichen Dämpfungen durch den Zündspannungsanschluss mündet der Millimeterwellen-Hchlleiterzug erst kurz oberhalb des Zündkerzenge- häuses in den von der Zündkerze ausgefüllten Hohlraum 5. Der flache Einstrahlwinkel (Brewster Winkel: 3 gewähr- leistet einen reflexionsarmen übertritt der Millimeterwolle in den Porzellan-Isolator 7. Oberhalb der Mündung 3 des Hohlleiterzugs sind ringförmige Nuten 4 in die Wand des Hohlraums 5 gefräst, die als sogenannte Stromfallen ausgelegt sind und einen Ubertritt der Millimeterwellen in den Bereich des Zündspannungsanschlusses verhindern soli An. Um eine ausreichende mechanische Stabilität und vibrationsfreie Fixierung des Adapters mit angeflanschtem Sensor an der Zündkerze zu erreichen, ist der Adapter mit einer Arretierung versehen, die mit einem Spannkopf 8 über den Secliskant 13 am Zündkerzengehäuse hinübergreift und den Metallzylinder 9 mittels einer Spannvorrichtung 10 fest auf den Kragen 12 des Zündkerzengehäuses presst. Spannkopf 8 und Spannvorrichtung 10 sind durch Verbindungsstangen 11 miteinander verbunden, welche durch den Metallzylinder 9 geführt sind. Der Spannkopf 8 ist so ausgeführt, dass er über den Sechskant 13 hinübergeschoben werden kann, nach einer Verdrehung um 300 am unteren konisch geformten Rand 14 der Zündkerze aufliegt und achsiale Zugkräfte in Richtung zum Zündspannungsanschluss aufnehmen kann. Die Spannvorrichtung 10 besteht aus drei durch Stahlkugeln 15 auf Abstand gehaltenen Stahlringen 16, 17 und 18. In entspannter Stellung ruhen die Kugeln in leichten Einsenkungen des mittleren verdrehbaren Stahlringn. Beim Verdrehen des mittleren Rings 17 werden die Kugeln 15 aus diesen Einsenkungen herausgehoben und bewirken eine Vergrösserung der Abstände zwischen den drei Ringen. Am oberen Ring 18 sind (über Tellerfedern einstellbar ge- federt) die Verbindungsstangen 11 befestigt, die diesen Hub auf den Spannkopf ö übertragen. Durch diese stabile Anbringung des Adapters an der Zündkerze wird ein guter Millimeterwellen-Ubergang ohne seitliche Abstrahlung an der Kontaktstelle zwischen Adapter und Kragen 12 des Zündkerzengehä.uses erreicht. Ausserdem werden Störungen bei der Signalauswertung vermieden, die durch Vibration bei losem Sitz des Adapters auf der Zündkerze entstehen könnten.

Claims: Patentansprüche 1. Adapter zwischen einem Millimeterwellen-Sensor und einer handelsüblichen Zündkerze, insbesondere für die Messung des oberen Totpunktes bei Otto-Motoren, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - Der Adapter besteht aus einem Spannkopf (8), welcher um die Sechskantmutter (13) der Zündkerze greift, einem Metallzylinder (9) und einer Spannvorrichtung (10) zum Verspannen von Spannkopf (8) und Metallzylinder (9) um die Sechskantmutter (13) der Zündkerze; - Der Metallzylinder (9) weist einen Hohlraum (5) auf zur Aufnahme des oberen Teils der Zündkerze sowie eine anschliessende schräge Bohrung (6) zum Durchführen des Zünd kabel; ; - Durch den Metallzylinder (9) ist ein Millimeterwellen- Hohlleiterzug (2) geführt, welcher knapp oberhalb des Kragens (12) des Zündkerzengehäuses in achrägem Einstrahlwinkel (3) in den vom oberen Teil der Zündkerze ausgefüllten Hohlraum (5) mündet, derart, daX eine Milli- meterwellen-Leistung in geeignetem Winkel in den Porzellan-Isolator (7) der Zündkerze übertritt; - In der Wand des Hohlraums (5) sind ringförmige Nuten (4) als Stromfallen angebracht. 2. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkopf (8) eine Sechskantöffnung aufweist entsprechend der Grösse der Sechskantmutter (13), derart, dass er über diese geführt werden kann und nach einer Verdrehung um vorzugsweise 300 am unteren konisch geformten L'and (l4) der Zündkerze aufliegt. 3. Adapter nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (io) am oberen Ende des Adapters angebracht ist, und dass Spannkopf (8) und Spannvorrichtunb (10) durch Verbindungsstangen' (11) miteinander verbunden sind, welche durch den Metallzylinder (9) hindurch geführt sind. 4. Adapter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgenden Aufbau: - Die Spannvorrichtung (10) besteht aus drei flachen Stahlringen (16, 17, 18), deren unterer (16) und oberer (18) fest mit dem Metallzylinder (9) bzw. den Verbindungsstangen (11) verbunden ist; - Der mittlere Stahlring (17) ist mittels Kugeln (15) drehbar gegen den unteren (16) und oberen (18) Ring gelagert; - Die Kugeln (15) ruhen in entspannter Stellung in leichten Einsenkungen, aus denen sie bei einer Verdrehung des mittleren Rings (17) herausgehoben werden.

Inventors: KUHRMANN, HELMUT, MENZEL, WOLFGANG, DR.-ING., SCHMIDT, LORENZ-PETER, DR.-ING., WIPPICH, HEINZ-GEORG, DIPL.-ING.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1984
Main classification: F02P17
IPC codes: G01M15, F02P17