CH702915A1

CH702915A1 - SENSOR WITH strain decoupled EINSPANNUNGSVORRICHTUNG.

Info

Publication number: CH702915A1
Application number: CH00389/10A
Authority: CH
Inventors: Josef Glaser
Original assignee: Kistler Holding Ag
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-09-30
Also published as: WO2011113166A3; WO2011113166A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einer axialen Ausrichtung umfassend ein Gehäuse (2) mit einem Messelement (3) in einer Aussparung (11) und einer radial ausserhalb des Gehäuses (2) angeordneten Einspannvorrichtung (4) mit zwei sich gegenüber liegenden, quer zur Achsrichtung verlaufenden Flächen (5, 6) sowie eine Spannhülse (8) zur Montage der Einspannvorrichtung (4) an ein Bauteil (9). Die Einspannvorrichtung (4) wird im montierten Zustand an seiner ersten Fläche (5) an einem Absatz (10) des Bauteils (9) abgestützt und an seiner zweiten Fläche (6) von der Spannhülse (8), welche mit dem Bauteil (9) verschraubt ist, eingespannt. Erfindungsgemäss ist die Einspannvorrichtung (4) zwischen den beiden Flächen (5, 6) rohrförmig ausgestaltet und zum Bauteil (9) hin radial beabstandet angeordnet. Zudem ist sie einzig in ihrem mittleren Bereich durch einen schmalen Steg (7) mit dem Gehäuse (2) verbunden, sodass die Einspannvorrichtung (4) im Einsatz weder eine axiale noch eine radiale Verspannung vom Bauteil (9) auf das Gehäuse (2) überträgt. Somit wird eine Fehlmessung des Messelements (3) verhindert.The invention relates to a sensor with an axial alignment comprising a housing (2) with a measuring element (3) in a recess (11) and a clamping device (4) arranged radially outside the housing (2) with two opposite, transversely to the axial direction extending surfaces (5, 6) and a clamping sleeve (8) for mounting the clamping device (4) to a component (9). The clamping device (4) is supported in its mounted state on its first surface (5) on a shoulder (10) of the component (9) and on its second surface (6) of the clamping sleeve (8), which with the component (9). is screwed, clamped. According to the invention, the clamping device (4) between the two surfaces (5, 6) is tubular and arranged radially spaced apart from the component (9). In addition, it is connected only in its central region by a narrow web (7) with the housing (2), so that the clamping device (4) in use neither axial nor radial strain from the component (9) transmits to the housing (2) , Thus, a false measurement of the measuring element (3) is prevented.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einer axialen Ausrichtung umfassend ein Gehäuse mit einem Messelement in einer Aussparung und einer radial ausserhalb des Gehäuses angeordneten Einspannvorrichtung mit zwei sich gegenüber liegenden, quer zur Achsrichtung verlaufenden Flächen sowie eine Spannhülse zur Montage der Einspannvorrichtung an ein Bauteil, wobei die Einspannvorrichtung im montierten Zustand an seiner ersten Fläche an einem Absatz des Bauteils abgestützt wird und an seiner zweiten Fläche von der Spannhülse, welche mit dem Bauteil verschraubt ist, eingespannt wird. The invention relates to a sensor with an axial alignment comprising a housing having a measuring element in a recess and a radially outside the housing arranged clamping device with two opposing transverse to the axial direction surfaces and a clamping sleeve for mounting the clamping device to a component , Wherein the clamping device is supported in the assembled state on its first surface on a shoulder of the component and is clamped on its second surface by the clamping sleeve, which is screwed to the component.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Die hier beschriebenen Sensoren werden beispielsweise an Strukturen eingesetzt, welche während des Messens starken Verformungen ausgesetzt sind. Beispiele sind Drucksensoren in Zylinderköpfen von Verbrennungsmotoren. Verformungen, die axial und/oder radial von der Struktur auf ein Gehäuse eines solchen Sensors einwirken, verformen auch die jeweils frontal angeordnete Membran eines solchen Sensors und verfälschen dadurch die Messung. The sensors described here are used for example on structures which are exposed during the measurement of strong deformations. Examples are pressure sensors in cylinder heads of internal combustion engines. Deformations which act axially and / or radially from the structure on a housing of such a sensor also deform the respectively frontally arranged membrane of such a sensor and thereby falsify the measurement.

[0003] Bekannte Lösungen betreffen beispielsweise Entkopplungen von Sensorgehäuse und Struktur im Bereich des Sensors. Dadurch werden aber nur radiale, nicht aber axiale Verformungen entkoppelt. Known solutions relate, for example, decoupling of the sensor housing and structure in the region of the sensor. As a result, only radial, but not axial deformations are decoupled.

[0004] Andere bekannte Lösungen betreffen ein Zurückversetzen des Sensors von der Wärmekammer. Die dadurch entstandene röhrenförmige Bohrung lässt aber eine Pfeifenschwingung zu, was sich auch störend auf die Messung auswirkt. Other known solutions relate to a displacement of the sensor from the heat chamber. The resulting tubular bore but allows a pipe vibration, which also interferes with the measurement.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen eingangs erwähnten Sensor mit Einspannvorrichtung anzugeben, der in heissen Gebieten einsetzbar ist, unempfindlich gegenüber axialen und radialen Verformungen des Bauteils ist sowie nicht durch Pfeifenschwingungen gestört wird. The object of the present invention is to provide a sensor with a clamping device mentioned above, which is used in hot areas, insensitive to axial and radial deformations of the component and is not disturbed by pipe vibrations.

[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, indem die Einspannvorrichtung zwischen den beiden Flächen rohrförmig ausgestaltet und zum Bauteil hin radial beabstandet angeordnet ist. Ihre einzige Verbindung zum Gehäuse bildet ein schmaler Steg, welcher im mittigen Bereich der Einspannvorrichtung angebracht ist. Die Einspannvorrichtung überträgt im Einsatz somit weder eine axiale noch eine radiale Verspannung vom Bauteil auf das Gehäuse und verhindert dadurch eine Fehlmessung des Messelements. The object is achieved according to the invention by the clamping device between the two surfaces is tubular and arranged radially spaced from the component. Your only connection to the housing forms a narrow web, which is mounted in the central region of the jig. The clamping device thus transmits in use neither an axial nor a radial tension from the component to the housing and thereby prevents incorrect measurement of the measuring element.

[0007] Weitere Erfindungsgemässe Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Further embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0008] Im Folgenden wird die Erfindung unter Beizug der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen <tb>Fig. 1<sep>ein Sensor mit einem Gehäuse und einem Messelement in einer dafür vorgesehenen Aussparung; <tb>Fig. 2<sep>ein Sensor nach Fig. 1im eingebauten Zustand nach dem Stand der Technik; <tb>Fig. 3<sep>ein frontdichtender Sensor im eingebauten Zustand nach dem Stand der Technik; <tb>Fig. 4<sep>ein verschraubter frontdichtender Sensor im eingebauten Zustand nach dem Stand der Technik; <tb>Fig. 5<sep>ein verbesserter schulterdichtender Sensor im eingebauten Zustand nach dem Stand der Technik; <tb>Fig. 6<sep>ein verbesserter frontdichtender Sensor im eingebauten Zustand nach dem Stand der Technik; <tb>Fig. 7<sep>ein erfindungsgemässer frontdichtender Sensor im eingebauten Zustand; <tb>Fig. 8<sep>ein erfindungsgemässer schulterdichtender Sensor im eingebauten Zustand; <tb>Fig. 9<sep>ein erfindungsgemässer schulterdichtender Sensor im eingebauten Zustand mit Hitzeschild.In the following the invention will be explained in detail with reference to the drawings. Show it <Tb> FIG. 1 <sep> a sensor with a housing and a measuring element in a recess provided for this purpose; <Tb> FIG. FIG. 2 shows a sensor according to FIG. 1 in the installed state of the prior art; FIG. <Tb> FIG. 3 <sep> a front-sealing sensor in the installed state of the prior art; <Tb> FIG. 4 <sep> a bolted front-sealing sensor in the installed state of the prior art; <Tb> FIG. 5 <sep> an improved shoulder-sealing sensor in the installed state of the prior art; <Tb> FIG. FIG. 6 shows an improved front-sealing sensor in the installed state of the prior art; FIG. <Tb> FIG. 7 <sep> an inventive front-sealing sensor in the installed state; <Tb> FIG. 8 <sep> a shoulder-sealing sensor according to the invention when installed; <Tb> FIG. 9 <sep> a shoulder-sealing sensor according to the invention when installed with heat shield.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

[0009] Fig. 1 zeigt einen gebräuchlichen Sensor 1 mit einem Gehäuse 2 mit einem Messelement 3 in einer darin vorgesehenen Aussparung 11. Das Gehäuse 2 ist axial aufgebaut und frontseitig mit einer Membran 14 verschlossen, hinter der in dieser Ausführung ein Druckstempel 15 angebracht ist. Dieser kann einen frontal auf die Membran 14 wirkenden Druck auf das Messelement 3 übertragen. Fig. 1 shows a conventional sensor 1 with a housing 2 with a measuring element 3 in a recess 11 provided therein. The housing 2 is constructed axially and the front side with a membrane 14, behind which in this embodiment, a plunger 15 is mounted , This can transmit a frontal acting on the membrane 14 pressure on the measuring element 3.

[0010] Üblicherweise werden piezoelektrische oder optische Messelemente 3 eingesetzt. Der Aufbau nach Fig. 1ist nur ein möglicher, typischer Aufbau eines Sensors 1. Andere Konstruktionen sind auch gebräuchlich und bilden ebenfalls die Grundlagen der weiter dargestellten Aufbauten. Usually piezoelectric or optical measuring elements 3 are used. The construction according to FIG. 1 is only one possible, typical construction of a sensor 1. Other constructions are also common and also form the basis of the further illustrated constructions.

[0011] Die Fig. 2 bis 6 bilden Sensoren 1 mit Einspannvorrichtungen nach dem Stand der Technik. In Fig. 2 ist ein Sensor 1 nach Fig. 1 dargestellt, der schlicht in ein Bauteil 9 eingeschraubt ist. Über das Montagegewinde 16 gelangen sowohl axiale als auch radiale Verformungen ins Gehäuse 2 zum Messelement 3. Figs. 2 to 6 form sensors 1 with clamping devices according to the prior art. In Fig. 2, a sensor 1 according to Fig. 1 is shown, which is simply screwed into a component 9. Both axial and radial deformations enter the housing 2 for the measuring element 3 via the mounting thread 16.

[0012] Fig. 3 zeigt einen stirndichtenden Sensor 1, der nicht direkt eingeschraubt ist wie der Sensor 1 in Fig. 2, sondern sich an einem vorderen Absatz 10 am Bauteil 9 abstützt. Gehalten wird das Gehäuse 2 rückseitig mittels einer Spannhülse 8, welche an einem Montagegewinde 16 am Bauteil 9 befestigt wird. Fig. 3 shows a front-sealing sensor 1, which is not screwed directly as the sensor 1 in Fig. 2, but is supported on a front shoulder 10 on the component 9. The housing 2 is held at the back by means of a clamping sleeve 8, which is fastened to a mounting thread 16 on the component 9.

[0013] In dieser Anordnung gelangen radiale Verformungen vom Bauteil 9 über den Absatz 10 über sehr kurze Wege zum Messelement, beispielsweise bei starker Erwärmung des Bauteils 9. Zudem stauchen axiale Verformungen beim Einschrauben einer für die Montage vorgesehene Spannhülse 8 das Gehäuse 2, was sich ebenfalls über die Membran 14 auf das Messelement 3 auswirkt. In this arrangement, radial deformations pass from the component 9 via the shoulder 10 over very short distances to the measuring element, for example, in severe heating of the component 9. In addition compress axial deformations when screwing a provided for mounting the clamping sleeve 8, the housing 2, which is also affects the measuring element 3 via the membrane 14.

[0014] In Fig. 4 ist ein weiterer stirndichtender Sensor 1 dargestellt. In Gegensatz zur Anordnung in Fig. 2oder 3 ist das Gehäuse 2 frontseitig in ein Rohr ausgestaltet, welches radial beabstandet zum Bauteil 9 angeordnet ist. Dadurch gelangen radiale Verformungen über den Absatz 10 kaum noch zum Messelement 3. Dafür stauchen axiale Verformungen zwischen dem Absatz 10 und dem Montagegewinde 16 das Gehäuse 1 im Bereich um das Messelement 3. Auch die axialen und radialen Verformungen am Montagegewinde 16 wirken sich auf kurzen Wegen auf das Messelement 3 aus. 4, another front-sealing sensor 1 is shown. In contrast to the arrangement in Fig. 2 or 3, the housing 2 is frontally designed in a tube which is radially spaced from the component 9 is arranged. As a result, radial deformations hardly reach the measuring element 3 via the shoulder 10. For this, axial deformations between the shoulder 10 and the mounting thread 16 compress the housing 1 in the area around the measuring element 3. The axial and radial deformations on the mounting thread 16 also have a short path on the measuring element 3.

[0015] Eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 3ist in Fig. 5gezeigt, allerdings als schulterdichtender Sensor. Bei diesen Sensoren 1 ist der vordere Bereich des Gehäuses 2 berührungsfrei zum Bauteil 9 angeordnet. Da der Gehäuseteil 2 im Bereich des Messelements 3 vollkommen freigestellt ist, ist das Messelement 3 nicht von störenden Verformungen betroffen. Der Nachteil einer solchen Anordnung ist aber, dass in heissen Prozessen die grosse, der Beheizung ausgesetzten Oberfläche der Stirnseite des Gehäuses 2 sowie der Membran 14 zur Überhitzung und schliesslich zur Zerstörung des Sensors 1 führen kann. A similar arrangement as in Fig. 3 is shown in Fig. 5, but as a shoulder-sealing sensor. In these sensors 1, the front region of the housing 2 is arranged without contact with the component 9. Since the housing part 2 is completely free in the area of the measuring element 3, the measuring element 3 is not affected by disturbing deformations. The disadvantage of such an arrangement, however, is that in hot processes, the large, exposed to the heating surface of the front side of the housing 2 and the membrane 14 can lead to overheating and finally to the destruction of the sensor 1.

[0016] In Fig. 6 wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass der Sensor 1 wieder stirndichtend ausgeführt wurde, wobei das Messelement 3 im Gehäuse 2 weit zurückversetzt angeordnet ist. Auch hier ist der gesamte das Messelement 3 umfassende Gehäusebereich 2 vollkommen freigestellt und somit nicht von Verformungen betroffen. Zwingend ist hier der freigestellte grosse axiale Abstand zwischen dem hinteren Ende des Montagegewindes 16 und der Membran 14. In dem langen, vor der Membran 14 vorherrschenden Kanal 17 entstehen Pfeifenschwingungen, welche sich wiederum störend auf die Messung auswirkt. Zudem kann Wärme, welche in den. Sensor 1 einfliesst, schlecht abgeführt werden. In Fig. 6, this problem has been solved in that the sensor 1 was performed again end sealing, wherein the measuring element 3 is arranged in the housing 2 set far back. Again, the entire housing element 2 comprising the measuring element 3 is completely free and thus not affected by deformations. Mandatory here is the exempted large axial distance between the rear end of the mounting thread 16 and the membrane 14. In the long, prevailing in front of the membrane 14 channel 17 arise pipe vibrations, which in turn interferes with the measurement. In addition, heat, which in the. Sensor 1 flows in, poorly dissipated.

[0017] Es zeigt sich, dass stets bei dem Versuch, ein Problem zu beheben, ein neues Problem auftritt. It turns out that always in the attempt to fix a problem, a new problem occurs.

[0018] Die nun beschriebenen Anordnungen von erfindungsgemässen Sensoren 1 der Fig. 7, 8 und 9 sollen nun sämtliche, oben aufgeführte Probleme beheben und keine neuen mehr generieren. The arrangements of sensors 1 according to the invention of FIGS. 7, 8 and 9 now described are intended to remedy all the problems listed above and to generate no new ones.

[0019] In Fig. 7 ist ein erfindungsgemässer stirndichtender Sensor 1 angegeben. Er umfasst wiederum ein Gehäuse 2 mit einem Messelement 3 in einer darin vorgesehenen Aussparung 11. Das Gehäuse 2 ist axial aufgebaut und frontseitig mit einer Membran 14 verschlossen, hinter der in dieser Ausführung ein Druckstempel 15 angebracht ist. Dieser kann einen frontal auf die Membran 14 wirkenden Druck auf das Messelement 3 übertragen, wie in Fig. 1 durch Pfeile dargestellt. Andere Aufbauten sind auch möglich. In Fig. 7, an inventive end-sealing sensor 1 is indicated. In turn, it comprises a housing 2 with a measuring element 3 in a recess 11 provided therein. The housing 2 has an axial construction and is closed at the front by a diaphragm 14, behind which a pressure stamp 15 is mounted in this embodiment. This can transmit a frontal acting on the membrane 14 pressure on the measuring element 3, as shown in Fig. 1 by arrows. Other constructions are also possible.

[0020] Radial ausserhalb des Gehäuses 2 ist eine Einspannvorrichtung 4 angeordnet mit zwei sich gegenüber liegenden, quer zur Achsrichtung verlaufenden Flächen 5, 6. Zur Montage ist eine Spannhülse 8 vorgesehen, welche im montierten Zustand die Einspannvorrichtung 4 an ein Bauteil 9 klemmt. Dabei wird die Einspannvorrichtung 4 an seiner ersten Fläche 5 an einem Absatz 10 des Bauteils 9 abgestützt und an seiner zweiten Fläche 6 von der Spannhülse 8, welche mit dem Bauteil 9 verschraubt ist, eingespannt. Die Fläche 6 entspricht in dieser Anordnung keiner Schnittfläche, da dieser Teil der Einspannvorrichtung 4 mit der Spannhülse 8 verbunden ist. Die theoretische Fläche 6 definiert aber das Ende der Einspannvorrichtung 4. Radially outside the housing 2, a clamping device 4 is arranged with two opposing, transverse to the axial direction surfaces 5, 6. For mounting a clamping sleeve 8 is provided, which clamps the clamping device 4 to a component 9 in the mounted state. In this case, the clamping device 4 is supported on its first surface 5 on a shoulder 10 of the component 9 and clamped on its second surface 6 of the clamping sleeve 8, which is bolted to the component 9. The surface 6 corresponds in this arrangement no sectional area, since this part of the clamping device 4 is connected to the clamping sleeve 8. The theoretical surface 6, however, defines the end of the clamping device 4.

[0021] Erfindungsgemäss ist die Einspannvorrichtung 4 zwischen den beiden Flächen 5, 6 rohrförmig ausgestaltet und umfasst zwei Teile 4a, 4b, welche jedes für sich axial viel länger sein muss als seine Wandstärke. Dadurch wird eine radiale Kraft, welche vom Bauteil 9 über eine der Flächen 5, 6 in die Teile 4a, 4b der Einspannvorrichtung eingeleitet werden, radial nicht übertragen. Zudem ist die Einspannvorrichtung 4 zum Bauteil 9 hin radial beabstandet angeordnet und mit dem Gehäuse 2 einzig in ihrem mittleren Bereich durch einen schmalen Steg 7 verbunden, sodass die Einspannvorrichtung 4 im Einsatz weder eine axiale noch eine radiale Verspannung vom Bauteil 9 auf das Gehäuse 2 überträgt. Dadurch wird eine Fehlmessung des Messelements 3 verhindert. According to the invention, the clamping device 4 is tubular between the two surfaces 5, 6 and comprises two parts 4a, 4b, which each must be axially much longer than its wall thickness. As a result, a radial force, which is introduced from the component 9 via one of the surfaces 5, 6 into the parts 4a, 4b of the clamping device, is not transmitted radially. In addition, the clamping device 4 is arranged radially spaced to the component 9 and connected to the housing 2 only in its central region by a narrow web 7, so that the clamping device 4 transmits neither an axial nor a radial strain from the component 9 to the housing 2 in use , As a result, an incorrect measurement of the measuring element 3 is prevented.

[0022] Entscheidend bei dieser Anordnung ist, dass im Bereich des Steges 7 sowie im ganzen Bereich der Einspannvorrichtung 4, welche sich axial beidseits des Stegs 7 über die langen, rohrförmigen Teile 4a, 4b erstreckt, ein Spalt 18 in axialer Richtung zum Bauteil 9 vorgesehen ist. Das Gehäuse 2 ist vorzugsweise ausser im Bereich des Steges 7 und der Kabelführung 12 beabstandet zu allen weiteren Komponenten 4, 8, 9 angeordnet. Decisive in this arrangement is that in the region of the web 7 and in the entire region of the clamping device 4, which extends axially on both sides of the web 7 over the long, tubular parts 4a, 4b, a gap 18 in the axial direction to the component. 9 is provided. The housing 2 is preferably spaced except in the region of the web 7 and the cable guide 12 to all other components 4, 8, 9 are arranged.

[0023] Eine Verformung kann somit über das Bauteil 9 nur an den Endbereichen über die Flächen 5, 6 über die beiden Teile der Einspannvorrichtung 4a, 4b und über den Steg 7 in das Gehäuse 2 gelangen. Die beiden Teile der Einspannvorrichtung 4a, 4b beidseits des Steges 7 wirken dabei als Feder, weil sie lang ausgestaltet sind im Gegensatz zu ihrer radialen Wandstärke WE. A deformation can thus pass through the component 9 only at the end regions over the surfaces 5, 6 via the two parts of the clamping device 4a, 4b and via the web 7 in the housing 2. The two parts of the clamping device 4a, 4b on both sides of the web 7 act as a spring, because they are designed to be long in contrast to their radial wall thickness WE.

[0024] Die axiale Länge LE der Einspannvorrichtung 4 sollte im optimalen Fall mindestens fünfmal, vorzugsweise mindestens zehn Mal so gross sein wie deren Wandstärke WE im rohrförmigen Bereich. The axial length LE of the clamping device 4 should be in the optimal case at least five times, preferably at least ten times as large as the wall thickness WE in the tubular region.

[0025] Die Wandstärke WE der Einspannvorrichtung 4 im rohrförmigen Bereich 4a, 4b sollte vorzugsweise mindestens dreimal, vorzugsweise mindestens fünfmal kleiner sein wie die Wandstärke WG des Gehäuses 2 im Bereich des Messelementes 3. Dadurch wird gewährleistet, dass die Einspannvorrichtung 4 viel weicher ist als das Gehäuse, wodurch weniger radiale Kräfte übertragen werden. The wall thickness WE of the clamping device 4 in the tubular region 4a, 4b should preferably be at least three times, preferably at least five times smaller than the wall thickness WG of the housing 2 in the region of the measuring element 3. This ensures that the clamping device 4 is much softer than the housing, whereby less radial forces are transmitted.

[0026] Der Steg 7 ist dabei axial vergleichsweise kurz gegenüber der axialen Länge LA der Aussparung 11 im Gehäuse 2 für das Messelement 3. Das Längenverhältnis sollte mindestens 1:2, vorzugsweise mindestens 1:4 sein. Dadurch wird verhindert, dass sich axiale Verzerrungen vom Bauteil 9 auf das Messelement 3 übertragen. The web 7 is axially comparatively short compared to the axial length LA of the recess 11 in the housing 2 for the measuring element 3. The aspect ratio should be at least 1: 2, preferably at least 1: 4. This prevents axial distortions from being transferred from the component 9 to the measuring element 3.

[0027] Vorzugsweise ist der Steg 7 mit dem Gehäuse 2 einstückig verbunden. Dies ist aber nicht zwingend, denn der Steg 7 kann auch als Ring ausgestaltet angebracht oder aufgesetzt sein. Preferably, the web 7 is integrally connected to the housing 2. However, this is not mandatory, because the web 7 can also be designed as a ring attached or attached.

[0028] Zudem kann der Steg 7 mit einem oder beiden der daran angrenzenden Teile der Einspannvorrichtung 4a, 4b mit entsprechend einer oder beiden der Abstützflachen 5, 6 einstückig verbunden sein. In Fig. 7 ist der Steg 7 mit dem Teil 4a der Einspannvorrichtung und der der Abstützflache 5 einstückig verbunden. Entsprechend ist die Spannhülse 8 mit dem daran angrenzenden rohrförmigen Teil 4b der Einspannvorrichtung an seiner Einspannfläche 6 einstückig verbunden. In addition, the web 7 with one or both of the adjoining parts of the clamping device 4a, 4b may be integrally connected to one or both of the Abstützflachen 5, 6. In Fig. 7, the web 7 is integrally connected to the part 4a of the jig and the Abstützflache 5. Accordingly, the clamping sleeve 8 is integrally connected to the adjoining tubular part 4b of the clamping device on its clamping surface 6.

[0029] Es könnten auch, wie hier nicht dargestellt, beide Teile der Einspannvorrichtung 4a, 4b mit dem Steg 7 einstückig und allenfalls dieser wiederum einstückig mit dem Gehäuse 2 verbunden sein. It could also, as not shown here, both parts of the jig 4a, 4b with the web 7 in one piece and at most this in turn be integrally connected to the housing 2.

[0030] Wie in Fig. 7 dargestellt ist der Steg 7 am vorderen Ende des Gehäuses 2 angebracht. Somit ist der Sensor 1 ein frontdichtender Sensor und die Abstützflache 5 ist die vorderste Front des Sensors 1. As shown in Fig. 7, the web 7 is attached to the front end of the housing 2. Thus, the sensor 1 is a front-sealing sensor and the Abstützflache 5 is the front-most front of the sensor first

[0031] In Fig. 8 ist eine andere Ausführung eines erfindungsgemässen Sensors 1 angegeben. Im Gegensatz der Ausführung in Fig. 7ist diese Ausführung schulterdichtend. Derer Frontbereich des Sensorgehäuse 2 ist axial nach aussen von einem Spalt umgeben, der Steg 7 ist zurückversetzt vom vorderen Ende des Gehäuse 2 angebracht. In Fig. 8, another embodiment of an inventive sensor 1 is indicated. In contrast to the embodiment in Fig. 7, this embodiment is shoulder-sealing. The front portion of the sensor housing 2 is surrounded axially outwardly by a gap, the web 7 is set back from the front end of the housing 2.

[0032] Ansonsten unterscheidet sich diese Ausführung in Fig. 8 von der in Fig. 7, dass der Teil 4a der Einspannvorrichtung ein Ring ist, der nicht mit dem Steg 7 verbunden ist. Ebenso könnte der Teil 4b der Einspannvorrichtung mit einer Einspannfläche 6 als Ring ausgestaltet und nicht mit der Spannhülse 8 einstückig verbunden sein. Otherwise, this embodiment differs in Fig. 8 from that in Fig. 7, that the part 4a of the jig is a ring which is not connected to the web 7. Likewise, the part 4b of the clamping device could be designed with a clamping surface 6 as a ring and not be integrally connected to the clamping sleeve 8.

[0033] In Fig. 9 ist eine weitere Anordnung eines erfindungsgemässen schulterdichtenden Sensors 1 angegeben. Dieser entspricht weitgehend der Ausführung in Fig. 8, wobei der Ring als Teil 4a der Einspannvorrichtung axial länger ausgestaltet ist und frontal über den Bereich des Gehäuses 2 hinausragt. In Axialrichtung vor dem Sensor 1 ist zudem ein Hitzeschild 13 angebracht, um die Wärmezufuhr zum Sensor zu reduzieren. In Fig. 9, a further arrangement of an inventive shoulder-sealing sensor 1 is indicated. This largely corresponds to the embodiment in Fig. 8, wherein the ring is designed as part 4a of the jig axially longer and protrudes frontally over the region of the housing 2. In the axial direction in front of the sensor 1, a heat shield 13 is also attached to reduce the heat input to the sensor.

[0034] Die erfindungsgemässen Anordnungen in den Fig. 7-9zeichnen sich alle durch eine Verformungsentkoppelte Einspannung aus mit einer Einspannvorrichtung 4, welche weder radial noch axial Verformungen oder Spannungen übertragen kann. Insbesondere können solche erfindungsgemässe Sensoren 1 als Druck, Kraft- oder Beschleunigungssensoren ausgestaltet sein, vorzugsweise mit piezoelektrischen Messelementen 3. Vorteilhafterweise sind diese Sensoren 1 wärmebeständig ausgestaltet zum Messen von Vorgängen in Brennräumen von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Zylinderköpfen. The inventive arrangements in Figs. 7-9 are all characterized by a deformation-decoupled clamping out with a clamping device 4, which can transmit neither radial nor axial deformations or stresses. In particular, such sensors 1 according to the invention can be designed as pressure, force or acceleration sensors, preferably with piezoelectric measuring elements 3. Advantageously, these sensors 1 are designed heat-resistant for measuring processes in combustion chambers of internal combustion engines, in particular in cylinder heads.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0035] <tb>1<sep>Sensor <tb>2<sep>Gehäuse <tb>3<sep>Messelement <tb>4<sep>Einspannvorrichtung <tb><sep>4a, 4b: rohrförmige Teile der Einspannvorrichtung <tb>5<sep>Erste Fläche der Einspannvorrichtung, Abstützflache <tb>6<sep>Zweite Fläche der Einspannvorrichtung, Einspannfläche <tb>7<sep>Steg <tb>8<sep>Spannhülse <tb>9<sep>Bauteil <tb>10<sep>Absatz <tb>11<sep>Aussparung <tb>12<sep>Kabelführung <tb>13<sep>Hitzeschild <tb>14<sep>Membran <tb>15<sep>Druckstempel <tb>16<sep>Montagegewinde <tb>17<sep>Kanal <tb>18<sep>Spalt <tb>LE<sep>Axiale Länge der Einspannvorrichtung <tb>LS<sep>Axiale Länge des Steges <tb><sep>Axiale Länge der Aussparung <tb>WE<sep>Wandstärke der Einspannvorrichtung <tb>WG<sep>Wandstärke des Gehäuses[0035] <Tb> 1 <sep> Sensor <Tb> 2 <sep> Housing <Tb> 3 <sep> measuring element <Tb> 4 <sep> jig <tb> <sep> 4a, 4b: tubular parts of the jig <tb> 5 <sep> First surface of the clamping device, supporting surface <tb> 6 <sep> Second surface of the jig, clamping surface <Tb> 7 <sep> Steg <Tb> 8 <sep> collet <Tb> 9 <sep> Component <Tb> 10 <sep> Paragraph <Tb> 11 <sep> recess <Tb> 12 <sep> cable management <Tb> 13 <sep> heat shield <Tb> 14 <sep> Membrane <Tb> 15 <sep> plunger <Tb> 16 <sep> mounting thread <Tb> 17 <sep> Channel <Tb> 18 <sep> gap <tb> LE <sep> Axial length of the jig <tb> LS <sep> Axial length of the bridge <tb> <sep> Axial length of the recess <tb> WE <sep> Wall thickness of the clamping device <tb> WG <sep> Wall thickness of the housing

Claims

1. Sensor with an axial alignment comprising a housing (2) with a measuring element (3) in a recess (11) and a radially outside of the housing (2) arranged clamping device (4) with two opposite, transverse to the axial direction surfaces (5, 6) and a clamping sleeve (8) for mounting the clamping device (4) on a component (9), wherein the clamping device (4) in the mounted state on its first surface (5) on a shoulder (10) of the component ( 9) is supported and on its second surface (6) of the clamping sleeve (8), which is bolted to the component (9) is clamped, characterized in that the clamping device (4) between the two surfaces (5, 6) is tubular and arranged radially spaced apart from the component (9) and is connected only in its central region by a narrow web (7) with the housing (2).

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the axial length LE of the clamping device (4) at least five times, preferably at least ten times as large as the wall thickness WE in the tubular region.

3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the wall thickness WE of the clamping device (4) in the tubular portion (4a, 4b) at least three times, preferably at least five times smaller than the wall thickness WG of the housing (2) in the region of the measuring element (3).

4. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the axial length LS of the web (7) at most half as large, preferably at most a quarter as large as the axial length LA of the recess (11) in the housing (2) the measuring element (3).

5. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) except in the region of the web (7) and the cable guide (12) spaced from other components (4, 8, 9) is arranged.

6. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the web (7) with the housing (2) is integrally connected.

7. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the web (7) with one or both of the adjoining parts of the clamping device (4a, 4b) with one or both of the Abstützflachen (5, 6) is integrally connected.

8. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping sleeve (8) with the adjoining tubular part of the clamping device (4b) is integrally connected to its clamping surface (6).

9. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the web (7) at the front end of the housing (2) is mounted to provide a front-sealing sensor.

10. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the web (7) set back from the front end of the housing (2) is mounted to provide a shoulder-sealing sensor.

11. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in the axial direction in front of the sensor, a heat shield (13) is mounted in order to reduce the supply of heat to the sensor.

12. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor is a pressure, force or acceleration sensor, in particular a piezoelectric sensor.

13. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor is designed heat-resistant for measuring operations in combustion chambers of internal combustion engines, in particular in cylinder heads.