CN104121934A - 传感器单元 - Google Patents

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Abstract

一种传感器单元(1)，包括传感器(3)、连接到传感器(3)的传感器电子元件(5)、和连接到传感器电子元件(5)的第一连接单元(7)，其中传感器(3)、传感器电子元件(5)、和第一连接单元(7)被布置在管状壳体(6)中，且其中第一连接电子元件(7)能够接触在形状上相对应的第二连接单元(9)，其中以抗扭矩方式将具有内轮廓(12)的成型部件布置在壳体中，其中内轮廓(12)和第一连接单元(7)和/或第二连接单元(9)的外轮廓(74)至少部分地彼此对应，并且内轮廓(12)包括至少一个紧固部(14)，该紧固部(14)设置为防止第一连接单元(7)和/或第二连接单元(9)相对于成型部件(10)的任何扭曲。

Description

传感器单元
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的传感器单元。
背景技术
从现有技术已知各种传感器单元；这些传感器单元包括传感器、接连到该传感器的传感器电子元件、和连接到该传感器电子元件的第一连接单元，其中将传感器、传感器电子元件、和第一连接单元布置在管状壳体中，并且其中第一连接单元可以与第二连接单元接触。这里，借助于电缆连接，第二连接单元通常形成与控制站和/或评价电子元件的连接。在这种情况下(其中借助于连接单元不仅形成插入式连接而且形成机械稳定的连接，可防止该连接不受任何周围工艺的影响)，通常例如利用螺帽将第二连接单元拧紧入管状壳体中。
当把第二连接单元的螺纹连接紧固在管状壳体中时，在例如利用上述螺帽实施拧紧步骤的期间，可以将在圆周方向上起作用的扭矩从螺帽传递至第二连接单元，并且经由此部件将扭矩传递至第一连接单元并因此传递至连接到所述连接单元的构件(即，传感器电子元件以及连接到该传感器电子元件的传感器)。这种扭矩会导致错误的测量，尤其是当扭矩被传递至传感器的区域时。
此外，这种扭矩会对第一连接单元与传感器电子元件之间的连接和/或传感器电子元件与传感器之间的连接产生负面影响，当连接被中断时导致例如传感器单元的故障。
为了避免上述的错误测量和传感器故障，在现有技术中提出了对壳体进行处理使得该壳体具有一个或多个紧固区(例如通过切割)。为此目的，相应地使第二连接单元具备紧固区，以便将在把第二连接单元紧固在壳体中期间所产生的任何扭矩经由紧固区直接地传递至所述壳体。由此，可以避免将任何所导入的扭矩传递至第一连接单元、传感器电子元件、以及传感器。
在上述步骤中需要对各单独的壳体进行高成本处理以便插入适当的紧固区一般认为是不利的。
在基于现有技术获知的实施例(其中将扭矩从插头直接地传递至壳体)中，利用设置在壳体中的紧固区强制性地实现插座相对于这些紧固区的规定的对准。这种对准的成本相对较高，并且在以不足的精度执行对准的情况下，会导致在把插头插入壳体中时插头与插座之间的夹持效应。
发明内容
本发明的目的是提供一种传感器单元，该传感器单元避免基于现有技术而获得的缺点。
以具有权利要求1的特征的传感器单元中实现此目的。
有利的进一步开发是从属权利要求的目的。
根据本发明的传感器单元包括：传感器、连接到传感器的传感器电子元件、和连接到传感器电子元件的第一连接单元；其中传感器、传感器电子元件、和第一连接单元被布置在管状壳体中，并且其中第一连接单元可以与相应地具体化的第二连接单元接触；其特征在于：以抗扭矩的方式将成型部件(显示具有成型部件的内轮廓)布置在壳体中，其中内轮廓和第一连接单元和/或第二连接单元外轮廓以至少部分相互对应的方式而形成，并且内轮廓显示具有至少一个紧固区，通过形成该紧固区而防止第一连接单元和/或第二连接单元相对于成型部件的任何扭曲。
这样，根据本发明，对基于现有技术获知的传感器单元作进一步开发，使得不能直接地将任何扭矩从第二连接单元(例如插头)传递至壳体，但提供一个单独的成型部件，该成型部件的功用是将扭矩传递至壳体。
利用在壳体内部的单独的成型部件的抗扭矩装置(这里优选地形成摩擦配合连接，例如利用压印在壳体中的成型部件)，可以省略对壳体的任何高成本处理同时利用壳体来确保对插入扭矩的可靠补偿。例如，在通过紧固螺帽而插入该抗扭矩装置期间所产生的适当扭矩可以经由第二连接单元被直接传递至成型部件因此被传递至壳体，或者利用成型部件内轮廓的相应实施方式被传递至第一连接单元的外轮廓。
在上述情况的各情况下，可以可靠地避免导入扭矩在传感器电子元件和连接到所述传感器电子元件的传感器上的任何分散，以便可靠地防止任何由扭矩所导致的错误测量以及任何由扭矩所导致的机械问题。
为了获得对所导入扭矩的可靠补偿，这里优选地可在成型部件的内轮廓中设置若干个紧固区。优选地，成型部件可具有至少2个、优选4个或6个紧固区。
当成型部件具有配对的紧固区(彼此相对地布置并且平行延伸，例如通过形成如矩形、正六边形、或正八边形的内轮廓而具有这些紧固区)时，可以形成易于制造的同时允许连接到成型部件的连接单元相对于所述成型部件的安装位置的变化的内轮廓。
在另一个实施例中，内轮廓具有至少1个向外朝向的凹槽，外轮廓具有至少一个向内朝向且与凹槽接合的突出部，并且在此示例性实施例中形成至少一个紧固区。通过提供单个的这种凹槽和单个的这种对应的突出部，可以确定连接单元相对于成型部件的明确的安装位置。
通过在成型部件中设置多个向外朝向的凹槽可以形成例如具体化为星形的内轮廓。然后，具体化为星形的内轮廓相应地允许连接到成型部件的连接单元相对于成型部件的安装位置的变化，以便在安装期间提供增加的灵活性。
在传感器单元的一个优选实施例中，将成型部件压印、粘附、电焊(例如，通过激光焊接)、或锡焊(例如，通过钎焊)在壳体中。
通过将成型部件压印、粘附、焊接、或锡焊在壳体中，而实现快速且具成本效益的装配，由此确保将扭矩从成型部件可靠地传递至壳体。
由于成型部件被布置在传感器单元的壳体内部，因而提供例如由塑料制造成型部件的选择。
在一个特别简单的实施例中，成型部件是由塑料制成并且以注射成型工艺制造，从而在这里形成非常具有成本效益的变型。
在一个替代的实施例中，成型部件是由金属制成，并且优选地以压铸造工艺制造。由于成型部件不暴露于对壳体造成影响的工艺环境中，因而该成型部件例如可由铝制成。
在一个优选的实施例中，连接单元形成电性连接，其中第一连接单元具体化为插座且第二连接单元具体化为插头。
在一个优选的实施例中，具体化为插座的第一连接单元连接到成型部件，其中该插座优选地显示具有锁定元件，这些锁定元件以锁定的方式咬合成型部件以便将插座轴向固定在成型部件中。
在一个其中产生上述扭矩的优选实施例中，插头具体化为使得插头与插座接合并且可以利用螺帽将插头紧固在壳体中。
另外，通过成型部件的内轮廓的中心对称的实施例，可以实现连接单元相对于成型部件的明确的安装位置。
附图说明
下面基于示例性实施例并参照附图来详细说明本发明。其中：
图1是根据本发明的传感器单元的一个示例性实施例的纵向剖视图。
图2是图1的插头的透视图。
图3是从图1的壳体后部所观察的斜透视图。
图4a至图4d是成型部件的各种示例性实施例。
具体实施方式
图1示出了本发明实施例的传感器单元1的纵向剖视图。
传感器单元1包括基本上呈管状的壳体6，其中在传感器3的前面设置有例如陶瓷压力计。传感器3连接到传感器电子元件5，该传感器电子元件5被布置在壳体6内部且用于对所获得测量值进行评价和处理。在传感器电子元件5的后部，例如在传感器电子元件5的远离传感器3的端部，布置有第一连接单元7(具体化为插座)。插座7的功用是实现传感器电子元件5的电性接触和机械接触，其中借助于多个连接销而提供经处理的测量。此外，可以利用插座7来启动操作并且控制传感器单元1的。
在其后部，第一插座7与第二连接单元9(在本示例性实施例中具体化为插头)接触。插头9具有插头壳体91，由在插头壳体91内部的应变消除件95所支持的连接电缆94从插头壳体91的后部离开。利用螺帽93将插头9紧固在传感器单元1的壳体6中，螺帽93例如可具有用于密封壳体6的O型圈96。壳体6以及至少插头壳体91的连接至工艺环境的部分优选地是由不受腐蚀影响的惰性材料(诸如不锈钢或钛)所制成。
为了防止将在利用螺帽93将插头9紧固在传感器电子元件1的壳体6中期间所产生的扭矩传递至传感器电子元件5和传感器3，而利用成型部件10来支撑插座7，该成型部件10以抗扭矩方式被布置在壳体6中。为了支撑插座7，成型部件10包括径向地相对布置且平行延伸的紧固部，这些紧固部防止插座7的相对于成型部件10的任何扭曲。由于通过压印(impression)以抗扭矩方式将成型部件10支撑在壳体6中，因而由被紧固的螺帽93所产生的任何扭矩经由插头9被传递至插座7并且从插座7经由成型部件10被传递至壳体6，因此防止任何在传感器电子元件5和传感器3上的扭矩散布。
例如，通过压印或粘附成型部件10，而在壳体6内形成成型部件10的抗扭矩布置。
图2示出了插头9的透视图，在此附图中清楚地看到O型圈96被布置在螺帽93的前面用于密封壳体6。
图3示出了从后部观察的未插入插头9的传感器单元1的斜视图。
在图3中所示的视图中，特别清楚地看到插座7被支撑在成型部件10中。在本示例性实施例中，成型部件10具有基本上呈圆形的内轮廓，其中以径向相对的方式设置有2个平行延伸的紧固部14。插座7包括与成型部件10的内轮廓12相对应的外轮廓，其中也以径向相对的方式设置有平行延伸的紧固部75，这些紧固部75防止插座7相对于成型部件10的任何扭曲。为了在轴向方向上固定插座7，在这里设置有布置在外圆周的自锁式凸轮(闩凸轮，latching cam)73。自锁式凸轮73在径向方向上咬合成型部件10，以阻止插座7相对于成型部件10的任何轴向运动。在本示例性实施例中，插座7设置有三个这种自锁式凸轮73，其中不同的实施例也是可行的，例如两个相对布置的自锁式凸轮73。
图4a至图4d中示出了可在如图1中所示的传感器单元1中使用的成型部件10的各种实施例。
图4a示出了图3的成型部件10。如上所述，在此示例性实施例中成型部件10包括彼此相对布置的紧固区14，这些紧固区14平行地对齐并且在成型部件10的周界处在直径方向上延伸。因此，成型部件10的内轮廓12基本上呈圆形并且具有两个相对的区域部(如紧固部14)。
图4b示出了成型部件10的第二实施例，该成型部件10可以使用于如图1中所示的传感器单元1。在图示的实施例中，成型部件10包括具有4个紧固区14的内轮廓12，因此紧固区14是以正方形方式而布置并且形成正方形的内轮廓12。
图4c示出了成型部件10的第三实施例，其中内轮廓12具体化为采用正六边形的形状，即具有相同长度的六个紧固区14，其中紧固区14被配对地相对布置并且平行延伸。
图4d示出了成型部件10的第四示例性实施例，其中内轮廓12具体化为星形部，该星形部具有径向地向外延伸的多个凹槽16。因此，成型部件10的内轮廓12基本上呈星形，由此允许插座相对于成型部件10的多种不同的对准。
所有的上述成型部件10，如图4a至图4d中所示，相应地显示圆形的外轮廓，因此可以例如利用机加工工艺对这些成型部件10进行加工。例如可以利用切割工艺形成内轮廓。
就图示的成型部件10的特别有利的制造而言，根据所使用的材料而采用注射成型、压模铸造、或金属注射成型工艺，虽然可以利用切割和机械加工来制造该成型部件。这些制造工艺在制造技术中是非常确定的，并且可以在不需要任何大量后处理的工艺中获得各个成型部件。
附图标记的列表
1   传感器单元
3   传感器
5   传感器电子元件
6   壳体
7   第一连接单元/插座
9   第二连接单元/插头
10  成型部件
12  内轮廓
14  紧固区
16  凹槽
71  插孔(在附图中未标示出)
73  自锁式凸轮
74  外轮廓
75  紧固区
91  插头壳体
93  螺帽
94  连接电缆
95  应变消除件
96  密封件

Claims (15)

1.一种传感器单元(1)，包括传感器(3)、连接到传感器(3)的传感器电子元件(5)、和连接到传感器电子元件(5)的第一连接单元(7)，其中传感器(3)、传感器电子元件(5)、和第一连接单元(7)被布置在管状壳体(6)中，并且其中第一连接单元(7)能够接触相应地具体化的第二连接单元(9)，其特征在于，
具有内轮廓(12)的成型部件(10)以抗扭矩的方式将布置在壳体(6)中，其中内轮廓(12)与第一连接单元(7)和/或第二连接单元(9)的外轮廓(74)设置为至少部分地相互对应，并且内轮廓(12)包括至少一个紧固部(14)，所述紧固部(14)设置为防止第一连接单元(7)和/或第二连接单元(9)相对于成型部件(10)的任何扭曲。
2.根据权利要求1所述的传感器单元(1)，其特征在于所述成型部件(10)的内轮廓(12)具有至少2个、优选4或6个紧固区(75)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于成型部件(10)具有以成对方式彼此相对且平行延伸地布置的紧固区(75)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于成型部件(10)具有矩形、正六边形、或正多边形的内轮廓(12)。
5.根据权利要求1或2所述的传感器单元(1)，其特征在于内轮廓(12)包括至少一个向外朝向的凹槽(16)并且外轮廓(74)包括与所述凹槽接合的至少一个突出部。
6.根据权利要求5所述的传感器单元(1)，其特征在于内轮廓(12)具体化为星形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于成型部件(10)被压印、粘附、电焊、或锡焊在壳体(6)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于所述成型部件(10)是由塑料制成，优选地用注射成型工艺制造。
9.根据权利要求1至7中任一项所述传感器单元(1)的，其特征在于所述成型部件(10)由金属制成，优选由铝且优选通过压铸工艺制成，或者优选由钢且优选通过金属注射成型工艺制成。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器单元，其特征在于所述成型部件(10)是利用金属注射成型工艺制成。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器单元，其特征在于所述成型部件(10)是利用切割工艺制成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于所述连接单元(7,9)形成电性连接，并且第一连接单元(7)具体化为插座且第二连接单元(9)具体化为插头。
13.根据权利要求1所述的传感器单元(1)，其特征在于所述插座显示具有锁定元件，所述锁定元件以锁定方式咬合成型部件(10)以便轴向固定。
14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于插头(9)咬合插座(7)并且可以利用螺帽(93)将插头(9)紧固在壳体(6)上。
15.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元(1)，其特征在于内轮廓(12)设置成使所述连接单元相对于成型部件(10)的明确的装配位置得以确定。
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