CN104870963A - 压力传感器组件以及用于装配压力传感器组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力传感器组件(1)，具有：传感器壳体(2)，其具有压力接口(5)并且在传感器腔(8)中容纳压力传感器；和压力平衡元件(9)，其用于相对于压力传感器组件(1)的外部环境(12)进行压力平衡。在此设置成，压力平衡元件(13)在流动技术上而言与传感器腔(8)并行地与压力接口(5)连接。此外，本发明涉及一种用于装配压力传感器组件(1)的方法。

Description

压力传感器组件以及用于装配压力传感器组件的方法

技术领域

本发明涉及一种压力传感器组件，具有：传感器壳体，所述传感器壳体具有压力接口并且在传感器腔中容纳压力传感器；和压力平衡元件，所述压力平衡元件用于相对于压力传感器组件的外部环境进行压力平衡。

背景技术

压力传感器组件用于测量在压力接口处提供的压力。压力借助布置在传感器腔中的压力传感器测量。为此目的，传感器腔与压力接口(通过该压力接口在压力传感器组件处存在压力)流动连接。压力传感器组件例如为压力软管传感器装置的组成部分。在这种压力软管传感器装置中，构造为压力软管的测量元件在流动技术上与至少一个压力传感器组件或布置在该压力传感器组件中的压力传感器流动连接。在此存在的流动连接通过压力接口建立。为此目的，压力接口例如实施为压力接管。

现在例如可将压力软管的一个端部套到该接管上或套到且固定在此处。特别优选地在压力软管的每个端部处设置压力传感器组件。压力软管本身可弹性变形，从而可借助至少一个压力传感器组件确定作用到压力软管上的力，该力在压力软管中引起可借助于压力传感器组件确定的压力变化。

此类压力软管传感器装置例如使用在机动车中以用于行人保护。为此，压力软管布置在机动车的前部区域中，尤其布置在机动车的前保险杠上或前保险杠中。以这种方式可借助压力软管传感器装置极其可靠地确定机动车碰撞到障碍物(例如行人等)上并且相应地对此做出反应。因此，压力软管传感器装置本身例如为驾驶员辅助装置的组成部分，其构造成在借助压力软管传感器装置确定碰撞时执行驾驶员辅助措施，尤其是制动等。

尤其在上述说明的压力软管传感器装置的范围中，压力传感器组件、尤其与压力软管一起为基本上封闭的系统。出于该原因，必须能够相对于压力传感器组件的外部环境实现压力平衡，其中，压力平衡尤其设置在压力接口与外部环境之间。在已知的压力传感器组件中现在将实现压力平衡的压力平衡元件布置在传感器腔中。因此保护压力平衡元件不受来自外部环境的并非所期望的影响，这些影响例如可由于高压水、蒸汽射流等产生。在这样的实施方式中，通到外部环境中的压力平衡孔始于传感器腔。在将压力传感器布置在传感器腔中之后要封闭传感器腔之前，现在必须将用于封闭压力平衡孔的压力平衡元件布置在传感器腔中。随后可将传感器腔封闭。

因此，压力平衡可以压力接口为出发点仅通过传感器腔进行。然而，这具有的缺点是，布置在传感器腔中的元件(例如压力传感器本身)可受到从压力接口方向侵入的湿气的损害。湿气例如通过扩散而到达上述说明的压力软管中并且紧接着在低温情况下冷凝，尤其是在传感器腔中冷凝。此外，借助于压力传感器测量的压力可由于压力平衡元件直接布置在传感器腔中而受到影响。

发明内容

与此相对，具有根据权利要求1的特征的压力传感器组件具有的优点是，可提高压力传感器的精度。此外，至少部分地防止湿气侵入到传感器腔中。这根据本发明通过以下方式实现，即，通过压力平衡元件在流动技术上而言与传感器腔并行地与压力接口连接。因此，并未如以前那样设置成，压力平衡元件布置在传感器腔中或将始于传感器腔的压力平衡孔封闭。相应地，与由现有技术已知的相比，压力平衡元件根据本发明在流动技术上来看布置得离压力传感器更远。这意味着，压力平衡元件对测量精度的影响更小，从而在压力接口处或在传感器腔中存在的压力可借助于具有更高精度的压力传感器来测量。

此外，通过压力平衡元件布置在传感器腔之外，避免了在传感器腔中的并非通过被强迫的压力变化、例如通过对压力软管的力加载引起的流体运动。尤其避免了在传感器腔中的仅因为借助于压力平衡元件的压力平衡造成的流体运动。然而，由于在传感器腔中的流体运动的降低，还避免了潮湿的流体和因此湿气进入到传感器腔中。相应地，传感器腔的内容物、尤其是压力传感器极其有效地得到保护而免受湿气的加载。

特别优选地，压力平衡元件构造为薄膜，尤其构造为流体密封的薄膜。因此，借助于压力平衡元件的压力平衡通过其弹性获得。优选地，薄膜是流体密封的，因此防止存在于传感器腔或压力软管中的流体流出。然而，薄膜当然还可实施为相对于其他介质是不能渗透的。

本发明的另一设计方案规定，压力接口与压力连接管路流动连接，从压力连接管路分岔出通到传感器腔中的传感器管路，并且压力平衡元件将设置在压力连接管路的壁中的压力平衡孔封闭。因此，压力连接管路例如直接始于压力接口。尤其是，压力接口至少局部地由压力连接管路形成。因此，通过压力平衡孔或借助于压力平衡元件的压力平衡尤其在压力连接管路与压力传感器组件的外部环境之间进行。

压力连接管路优选地具有笔直的走向，因此例如实施为孔。尤其可规定，压力连接管路在其背离压力接口的一侧上封闭，尤其是通过将压力连接管路实施为盲孔而封闭。压力平衡孔存在于压力连接管路的壁部中。在此，壁部可存在于实施为圆柱形的压力连接管路的周面中，或者(尤其是在盲孔的情况下)设置到其底部或其基部中。压力平衡孔在后一情况中例如具有比压力连接管路更小的直径，从而压力平衡孔总地作为阶梯孔存在。

通到传感器腔中的传感器管路现在从压力连接管路分岔出。优选地规定，传感器管路从压力连接管路中的该分岔在流动技术上而言比压力平衡孔通到压力连接管路中的部位更靠近压力接口。然而，还可规定，在压力接口和传感器管路的分岔之间的距离与在压力接口和压力平衡孔之间的距离在流动技术上而言是相等的，或者后者更小，也就是说，压力平衡孔在流动技术上而言比压力连接管路更靠近压力接口。

本发明的一种改进方案规定，压力平衡孔在压力连接管路的纵向中轴线的方向上延伸或垂直于该纵向中轴线。例如当压力连接管路在背离压力接口的一侧上封闭且压力平衡孔设置到该压力连接管路的底部中时，存在第一种情况。在后一种情况中，压力平衡孔存在于压力连接管路的周面中。当然，在此并非必须存在垂直的布置方式，即，在压力连接管路的纵向中轴线与压力平衡孔的纵向中轴线之间的角度为90°。相反，在纵向中轴线之间例如可有一个锐角，即，大于0°且小于90°的角。在这两种情况下，压力平衡孔优选地构造为圆柱形，即例如作为孔存在于传感器壳体中。

在一种特别优选的实施方式中，压力平衡孔在压力连接管路的与传感器腔对置的一侧上通到压力连接管路中。在此，例如压力平衡孔的纵向中轴线与传感器管路的纵向中轴线平行或叠合。

在另一实施方式中可规定，压力平衡元件安装在传感器壳体的外侧上并且至少局部地由传感器壳体的覆盖部覆盖。也就是说，压力平衡孔从压力连接管路开始，穿过传感器壳体直至压力传感器组件的外部环境。因此，压力平衡孔首先建立在压力连接管路与外部环境之间的流动连接，然而随后该流动连接又至少部分地被压力平衡元件中断。压力平衡元件布置在传感器壳体的外侧上，即，布置在压力平衡孔的背离压力连接管路的一侧上。压力平衡元件优选完全封闭压力平衡孔的该侧。

尤其当压力平衡元件作为薄膜存在时，其相对于机械负荷很敏感。然而，为了避免存在于传感器壳体的外侧处的压力平衡元件的损伤，压力平衡元件应至少局部地由传感器壳体的覆盖部覆盖。然而，覆盖部在此与压力平衡元件间隔开，使得还可为了压力平衡的目的毫无问题地实现压力平衡元件的运动、尤其是弹性变形。压力平衡元件被覆盖部覆盖可理解成，覆盖部在关于压力平衡孔的纵向中轴线的径向方向上具有与压力平衡元件至少相同的尺寸，然而优选地具有比压力平衡元件更大的尺寸。

本发明的一种改进方案规定，传感器壳体由第一壳体件和第二壳体件构成，其中，传感器腔由两个壳体件一起形成。即可规定，凹部或者存在于第一壳体件中，或者存在于第二壳体件中，该凹部在将壳体件装配彼此上时由相应另一壳体件封闭。在该相应另一壳体件中例如存在压力连接管路以及传感器管路，在装配之后该传感器管路通到传感器腔中。当然，替代地可规定，两个壳体件分别具有凹部，在将壳体件装配在彼此上之后两个壳体件的凹部一起呈现出传感器腔。

本发明的另一设计方案规定，压力接口设置在第一壳体件上，而压力传感器设置在第二壳体件上，并且压力平衡元件布置在第一壳体件的外侧上，而至少局部地覆盖压力平衡元件的覆盖部布置在第二壳体件上。传感器壳体的多件式的实施方式允许特别简单地装配压力传感器组件，因为在装配期间可仅将压力传感器布置在两个壳体件中的一个壳体件上并且随后使壳体件彼此连接。此外，多件式的实施方式允许简单地安装压力平衡元件。在此，压力平衡孔设置在第一壳体件中，从而压力平衡元件布置在第一壳体件的外侧上。在装配期间，现在首先将压力平衡元件固定在第一壳体件的外侧上，使得将压力平衡孔封闭。随后将第二壳体件布置在第一壳体件上，尤其是固定在该第一壳体件上，使得随后覆盖部保护压力平衡元件不受来自压力传感器组件的外部环境的外部影响。

最后可规定，第一壳体件和第二壳体件相互形状配合地连接，尤其是借助于接合在后面的连接方式相互连接。原则上当然可在两个壳体件之间存在任意的连接。然而，特别有利的是形状配合的连接，该形状配合的连接此外可构造成可松开。这例如可借助接合在后面的连接方式实现。为此目的，第一壳体件具有至少一个卡锁元件，例如卡锁舌，而第二壳体件具有至少一个与卡锁元件协同作用的卡锁配合元件，例如卡锁凹部，当两个壳体件装配在彼此上时，卡锁凸起卡锁地接合到卡锁凹部中。

当然，本发明还涉及一种压力软管传感器装置，尤其是用于机动车的压力软管传感器装置。压力软管传感器装置具有压力软管以及至少一个根据上述实施方式的压力传感器组件。压力软管连接到压力传感器组件的压力接口处。优选地设置有多个压力传感器组件，其中，压力软管连接到所有的压力传感器组件处。

此外，本发明涉及一种用于装配压力传感器组件、尤其是根据上述实施方式的压力传感器组件的方法，其中，压力传感器组件具有：传感器壳体，所述传感器壳体具有压力接口并且在传感器腔中容纳压力传感器；和压力平衡元件，所述压力平衡元件用于相对于压力传感器组件的外部环境进行压力平衡。在此规定，压力平衡元件在流动技术上而言与传感器腔并行地与压力接口连接。已经探讨了压力传感器组件的此类设计方案或此类做法的优点。不仅方法而且压力传感器组件都可根据上述实施方式进行改进，从而就此方面而言参照上述实施方式。

在本发明的一种优选的设计方案中，可规定，传感器壳体由第一壳体件以及第二壳体件组成，并且传感器腔由两个壳体件一起形成，其中，压力接口设置在第一壳体件上，压力平衡元件设置在第一壳体件的外侧上，而压力传感器设置在第二壳体件上，并且在将第一壳体件固定在第二壳体件上时，布置在第二壳体件上的压力平衡元件的覆盖部设置成至少局部地遮盖住。对此，上文已经指出。

也就是说，在第一壳体件固定在第二壳体件上之前，压力平衡元件存在于第一壳体件的外侧上，使得可从外部环境自由地触及压力平衡元件。这有助于压力传感器组件的良好的装配性，因为压力平衡元件可以简单的方式布置和固定在第一壳体件的外侧处以用于封闭压力平衡孔。随后使第二壳体件关于第一壳体件如此布置，即，压力平衡元件尽可能得到保护而不受来自外部环境的环境影响。为此目的，设置已经探讨过的至少局部的遮盖。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例进一步阐述本发明，而对本发明没有限制作用。其中：

图1示出了具有传感器壳体的压力传感器组件，传感器壳体由第一壳体件和第二壳体件组成，

图2示出了第二壳体件的视图，

图3示出了第一壳体件的视图，

图4示出了第一壳体件的另一视图，以及

图5示出了在替代的设计方案中的第一壳体件。

具体实施方式

图1示出了具有传感器壳体2的压力传感器组件1。传感器壳体2实施为多件式并且在此具有至少一个第一壳体件3和第二壳体件4。压力传感器组件1具有压力接口5，该压力接口例如构造为用于软管的连接凸缘。软管在此例如为压力软管传感器装置的组成部分。压力软管传感器装置在此具有至少一个压力传感器组件1。然而，优选地设置多个压力传感器组件1，其连接到压力软管的不同的端部上。两个壳体件3和4相互形状配合地连接，为此在壳体件4上设置有至少一个卡锁元件6且在壳体件3上设置有至少一个卡锁配合元件7。卡锁元件6例如实施为卡锁凸起，而卡锁配合元件7实施为用于容纳卡锁凸起的卡锁凹部。

在传感器壳体2中构造有在此不可见的传感器腔8以用于容纳压力传感器。传感器腔8与压力接口5流动连接。此外，压力传感器组件1具有在此仅可局部地识别的压力平衡元件9。压力平衡元件9布置在第一壳体件3的外侧上并且至少局部地被布置在第二壳体件4上的覆盖部10覆盖。

图2示出了第二壳体件4的视图。在此现在可看到传感器腔8，在将两个壳体件3和4装配在彼此上时该传感器腔被第一壳体件3封闭。清楚的是，在第二壳体件4上此外存在接触装置11，该接触装置用于电接触压力传感器。接触装置11在此处示出的实施方式中实施为用于插头的插接容纳部。

图3示出了第一壳体件3的视图。在此现在又可清楚地看到，如果第二壳体件4没有固定在第一壳体件3上并且因此覆盖部10没有至少局部地覆盖压力平衡元件9，可毫无问题地从压力传感器组件1的外部环境12触及压力平衡元件9。压力平衡元件9封闭在此不可见的构造在第一壳体件3中的压力平衡孔13。可看到，压力平衡元件9在周向上至少局部地由在轴向方向上突出的边条围住，从而附加地保护压力平衡元件9不受环境影响。然而，边条是可选的。

图4示出了第一壳体件3的剖视图。现在清楚的是，压力接口5与压力连接管路14流动连接或由该压力连接管路形成。压力连接管路14作为圆柱形凹部存在于传感器壳体2中，尤其存在于第一壳体件3中。压力连接管路尤其实施为盲孔，即，在背对压力接口5的一侧具有底部15。底部15被压力平衡孔13贯穿，其中，压力平衡孔13关于其纵向中轴线在径向方向上具有比压力连接管路14更小的尺寸。

从压力连接管路14分岔出传感器管路16，在将壳体件3和4装配在彼此上之后该传感器管路在位于一侧的压力连接管路14进而压力接口5与位于另一侧的传感器腔8之间建立流动连接。现在可清楚地看到，压力平衡元件9在流动技术上而言与传感器腔8并行地与压力接口5连接。传感器管路16或其纵向中轴线在此在此处示出的实施方式中垂直于压力连接管路14的纵向中轴线。然而，当然还可选择传感器管路16的其他的布置方案。

借助此处示出的压力平衡元件9和传感器腔8的并行布置方案实现很多优点。一方面防止布置在传感器腔8中的压力传感器受到借助压力平衡元件9执行的压力平衡的影响，从而改善测量精度。另一方面至少部分地防止由于压力平衡引起的在传感器腔8中的流动。因此，压力平衡可在流体没有从传感器腔8中流出或流入到传感器腔8中的情况下发生。相应地还在很大程度上防止湿气或潮湿的流体进入到传感器腔8中。相应地有效避免损坏布置在传感器腔8中的元件、尤其是压力传感器。

还明显简化了压力传感器组件1的装配。薄膜形式的压力平衡元件9可在壳体件3和4装配在彼此上之前固定在壳体件3处，因为可毫无问题地实现从外部环境12触及压力平衡元件9或壳体件3上的压力平衡元件9所应固定于的位置。在将壳体件3和4装配在彼此上时，覆盖部10以至少部分遮盖的方式到达压力平衡元件9，从而随后压力平衡元件9至少局部被遮盖住。因此，虽然可通过压力平衡元件9执行压力平衡，但防止了压力平衡元件9受到来自外部环境12的外部影响的损害。

图5示出了第一壳体件3的第二实施方式。下面应仅探讨区别之处，从而参照上述实施方式。压力平衡孔13在此处示出的实施方式中布置在压力连接管路14的与传感器腔8对置的一侧上或在该侧上通到压力连接管路14中。相应地，压力平衡元件9就布置在压力连接管路14的该侧上。在这样的实施方式中，可取消在第二壳体件4处的覆盖部10。然而，覆盖部可以其他的设计形式存在，以便在此处示出的位置中仍然能够实现覆盖压力平衡元件9。

Claims (10)

1.一种压力传感器组件(1)，具有：传感器壳体(2)，所述传感器壳体具有压力接口(5)并且在传感器腔(8)中容纳压力传感器；和压力平衡元件(9)，所述压力平衡元件用于相对于所述压力传感器组件(1)的外部环境(12)进行压力平衡，其特征在于，所述压力平衡元件(13)在流动技术上而言与所述传感器腔(8)并行地与所述压力接口(5)连接。

2.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力接口(5)与压力连接管路(14)流动连接，从所述压力连接管路分岔出通到所述传感器腔(8)中的传感器管路(16)，并且所述压力平衡元件(9)将设置在所述压力连接管路(14)的壁中的压力平衡孔(13)封闭。

3.根据上述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力平衡孔(13)在所述压力连接管路(14)的纵向中轴线的方向上延伸或垂直于该纵向中轴线。

4.根据上述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力平衡孔(13)在所述压力连接管路(14)的与所述传感器腔(8)对置的一侧上通到所述压力连接管路(14)中。

5.根据上述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力平衡元件(9)安装在所述传感器壳体(2)的外侧上并且至少局部地被所述传感器壳体(2)的覆盖部(10)覆盖。

6.根据上述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述传感器壳体(2)由第一壳体件(3)和第二壳体件(4)组成，其中，所述传感器腔(8)由两个壳体件(3、4)一起形成。

7.根据上述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力接口(5)设置在所述第一壳体件(3)上，而所述压力传感器设置在所述第二壳体件(4)上，并且所述压力平衡元件(9)布置在所述第一壳体件(3)的外侧上，而至少局部地覆盖所述压力平衡元件(9)的覆盖部(10)布置在所述第二壳体件(4)上。

8.根据上述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述第一壳体件(3)和所述第二壳体件(4)相互形状配合地连接，尤其是借助于接合在后面的连接方式相互连接。

9.一种用于装配压力传感器组件(1)、尤其是根据上述权利要求中一项或多项所述的压力传感器组件(1)的方法，其中，所述压力传感器组件(1)具有：传感器壳体(2)，所述传感器壳体具有压力接口(5)并且在传感器腔(8)中容纳压力传感器；和压力平衡元件(9)，所述压力平衡元件用于相对于所述压力传感器组件(1)的外部环境(12)进行压力平衡，其特征在于，所述压力平衡元件(9)在流动技术上而言与所述传感器腔(8)并行地与所述压力接口(5)连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述传感器壳体(2)由第一壳体件(3)以及第二壳体件(4)组成并且所述传感器腔(8)由两个壳体件(3、4)一起形成，其中，所述压力接口(5)设置在所述第一壳体件(3)上，所述压力平衡元件(9)设置在所述第一壳体件(3)的外侧上，所述压力传感器设置在所述第二壳体件(4)上，并且在将所述第一壳体件(3)固定在所述第二壳体件(4)上时，布置在所述第二壳体件(4)上的覆盖部(10)至少局部地遮盖所述压力平衡元件(9)且被布置。