CN112041597B - 用于密封mems传感器组件中的两个填充以不同流体的室的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于密封MEMS传感器组件中的填充以流体的室(2)的密封设备(1),包括密封装置(4),其中,所述密封装置(4)包括通道(5),该通道与所述室(2)连接,其中,在所述通道(5)中布置有用于密封所述通道(5)的密封元件(6),使得所述通道(5)和/或所述密封元件(6)构造成使得所述密封元件(6)通过机械夹紧密封地固定在所述通道(5)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于密封MEMS传感器组件中的填充以流体的室的密封设备。
本发明还涉及一种压力传感器,尤其使用在空调或类似设施中,优选使用在车辆中。
本发明同样涉及一种用于密封MEMS传感器组件中的填充以流体的室的方法。
背景技术
虽然本发明通常可以应用于任意的流体,但本发明关于作为第一流体的油和作为第二流体的空气进行阐释。
虽然本发明通常可以应用于任意的传感器组件,但本发明关于压力传感器进行阐释。
虽然本发明通常可以用于任意的领域,但本发明关于车辆空调进行阐释。
车辆空调提高车辆乘客尤其在夏季月份的舒适性,其方式是,所述车辆空调在强烈的太阳入射的情况下降低车辆的内部温度。为此,在车辆空调中使用冷却剂。在此,已知的车辆空调也包括用于测量车辆中的空调的冷却剂的压力的压力传感器,以便能够探测泄露。在已知的压力传感器中,例如位于电路板上的压力传感器元件相对于冷却介质通过所谓的集油器物理地分开,以便通过冷却剂的作用保护传感器元件。在此,集油器填充以油并且随后密封地封闭。
发明内容
在实施方式中,本发明提供用于密封在MEMS传感器组件中的填充以流体的室的密封设备,包括密封装置,其中,密封装置包括通道,该通道与室连接,其中,在通道中这样布置有用于密封通道的密封元件,使得通道和/或密封元件构造成使得密封元件至少通过机械夹紧密封地固定在通道中。
在另外的实施方式中,本发明提供一种压力传感器,尤其使用在空调或类似设施中,优选使用在车辆中,所述压力传感器包括传感器元件,该传感器元件布置在室中并且由流体至少部分地围绕,其中,所述室借助于密封装置密封,其中,密封装置包括通道,该通道与所述室连接,其中,在通道中这样布置有用于密封通道的密封元件,使得通道和/或密封元件构造成使得密封元件至少通过机械夹紧密封地固定在通道中。
在另外的实施方式中,本发明提供了一种用于密封MEMS传感器组件中的两个填充以不同流体的室的方法,所述方法包括以下步骤:
-提供与闭合的室的流体连接,
-将密封装置布置在流体连接中,其中,密封装置包括与所述室连接的通道,
-将密封元件导入到通道中,并且
-至少通过机械夹紧将密封元件固定在通道中以用于密封所述通道。
由此实现的优点之一是,即使在MEMS传感器组件中的结构空间通常受限制,仍能够实现在两个室之间的非常密封的连接或者说一个室的非常密封的封闭,这相比于迄今已知的密封元件的纯压入明显更密封。另一优点是,可以提供简单的并且同时成本有利的密封,因为可以取消用于封闭或密封的另外的附加过程。
在下面描述或者由此可公开本发明的其他特征、优点和另外的实施方式:
根据有利的扩展方案,通道和密封元件这样构造,使得密封元件通过至少部分的形状锁合密封地固定在通道中。对此优点是,由此能够实现密封元件的简单和同时非常可靠的固定并且由此能够实现可靠的和持久的密封。
根据另外的有利的扩展方案,通道的壁厚构造成用于形成至少部分的形状锁合。由此在通过密封元件可靠地密封的同时能够实现通道的简单的和同时成本有利的构造。
根据另外的有利的扩展方案,密封元件具有小于通道的至少相邻于密封元件的区段的弹性。由此确保密封元件到通道中的简单导入或压入,因为该密封元件比在密封元件的相应的固定部位上的通道更硬地实施。
根据另外的有利的扩展方案,密封元件由金属、尤其是钢制造,和/或,通道由塑料制造。由此能够以特别简单的方式实现密封元件在通道中的导入和固定。同时,通道可以非常成本有利地、例如通过注塑制造。
根据另外的有利的扩展方案,通道在相邻于密封元件的区域中具有用于至少部分地接收密封元件的凹部。由此能够实现更可靠的固定,因为例如通过相应的凹部或者说沉割(Freistich)可以促进密封元件与通道的形状锁合。
根据另外的有利的扩展方案,密封元件呈球的形式构造并且通道具有基本上圆形的横截面。由此能够实现通道的简单的和成本有利的制造以及密封元件的装入。
根据另外的有利的扩展方案,密封装置具有适配于密封元件的导入斜边,该导入斜边尤其漏斗形地构造。对此优点是,能够实现密封元件到通道中的特别简单的装入或导入。如果例如密封元件构造为球,导入斜边可以构造为具有圆形横截面的漏斗。
根据另外的有利的扩展方案,球的直径大于通道的直径。由此以特别简单的方式实现机械夹紧和形状锁合的连接。
附图说明
本发明的其他重要的特征和优点由从属权利要求、附图和参照附图的与此相应的附图说明得出。
当然,前面提到的和后面还要阐释的特征不仅可以在相应说明的组合中使用,也可以在另外的组合中或单独地使用,而不偏离本发明的框架。
本发明的优选实施方案和实施方式在附图中示出并且在下面的说明中详细阐释,其中,相同的附图标记针对相同的或类似的或功能相同的构件或元件。
在此,以示意性方式:
图1以横截面示出根据本发明的实施方式的设备;
图2以横截面示出根据本发明的实施方式的压力传感器的一部分;和
图3示出根据本发明的实施方式的方法的步骤。
具体实施方式
图1以横截面示出根据本发明的实施方式的设备。
在图1中详细示出用于密封两个填充以不同流体的室2、3的设备1。室2、3通过密封装置4的通道5以流体的方式相互连接。在通道5中导入球6,该球的直径10大于通道5的内直径11。在此,球6由金属制造,通道5由塑料制造。在此,通道5的壁厚5’这样选择或者说这样构造该通道,使得能够在球6的位置的区域5a中实现通道5的弹性变形的一部分。由此能够实现塑料的松弛、即通道5在导入球6之后的回缩,这提供球6与通道5的形状锁合。附加地,为了促进形状锁合,可以在球6在通道5中的期望的固定位置的区域5a中布置有例如圆弓形构造的凹部7。该凹部7能够实现,球6在压力加载时附加地在其轴向位置中保持在通道5内部。
在图1中,在通道5的上端部布置有导入斜边8,该导入斜边漏斗形地构造并且该导入斜边用于提供球6到通道5中的简单导入。在这里,漏斗形的导入斜边8的角度为约45°,其中,漏斗的平行于通道5的轴线的高度关于通道5的总长度而言为约25%。在这里,球6到通道5中的压入深度为通道5的总长度的约50%。在此,壁厚5’相比于内直径11为约33%。总体上,所述数据的每个数据可以按照例如基于材料或类似物的要求相应地适配或改变。在此,各个偏差可以分别直至75%、尤其直至50%、优选直至25%。
图2以横截面示出根据本发明的实施方式的压力传感器的一部分。
在图2中详细示出,根据图1的设备1布置在压力传感器100的集油器模块100’中。详细地,布置有油框102,该油框包括用作为储油器的室2。通过该室2,一方面连接呈PorSi芯片101(PorSi表明多孔硅)的形式的传感器元件,另一方面在室2的背离传感器元件101的一侧上布置有用于密封该室的密封装置4,该密封装置包括通道5,该通道通过由钢制成的球6封闭并且由此使室2、储油器相对于第二室3密封。
图3示出根据本发明的实施方式的方法的步骤。
在图3中详细示出用于密封MEMS传感器组件中的两个填充以不同流体的室的方法。
在第一步骤S1中,提供与闭合的室的流体连接。在第二步骤S2中,将密封装置布置在流体连接中,其中,密封装置包括通道,该通道与所述室连接。在第三步骤S3中,将密封元件导入到通道中。在第四步骤S4中,通过机械夹紧将密封元件固定在通道中以用于密封通道。
总结而言,本发明的实施方式中的至少一个实施方式具有下列优点中的至少一个:
·使传感器元件和冷却介质物理分开。
·成本有利的制造。
·实现用于空调的具有PorSi传感器元件的压力传感器
·简单的可靠密封
·持久密封
虽然已参照优选实施例描述本发明,但本发明不局限与此,而是能够以不同方式改型。
Claims (13)
1.用于在MEMS传感器组件中的填充以第一流体的第一室(2)和填充以不同于所述第一流体的第二流体的第二室(3)之间密封的密封设备(1),所述密封设备(1)包括密封装置(4),其中,所述密封装置(4)包括:
通道(5),该通道具有与所述第一室(2)连接的第一端和与所述第二室(3)连接的第二端;和,
密封元件(6),所述密封元件以单个球的形状构型并且在所述通道(5)中布置用于密封所述通道(5),其中,
所述通道(5)和/或所述密封元件(6)构造成使得所述密封元件(6)通过机械夹紧持久密封地固定在所述通道(5)中,其中,
所述通道(5)包括:壁厚(5’),所述壁厚设计成能够在相邻于所述密封元件(6)的区段(5a)中实现弹性变形;和,在相邻于所述密封元件(6)的所述区段(5a)中的凹部(7),用于部分接收所述密封元件(6)并且将所述密封元件(6)保持在所述通道(5)的轴向位置中。
2.根据权利要求1所述的密封设备,其中,所述通道(5)和所述密封元件(6)构造成,使得所述密封元件(6)通过至少部分的形状锁合密封地布置在所述通道(5)中。
3.根据权利要求2所述的密封设备,其中,所述通道(5)的壁厚(5’)确定成用于形成所述至少部分的形状锁合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封设备,其中,所述密封元件(6)具有小于所述通道(5)的至少相邻于所述密封元件(6)的区段(5a)的弹性。
5.根据权利要求4所述的密封设备,其中,所述密封元件(6)由金属制造,和/或,所述通道(5)由塑料制造。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的密封设备,其中,所述通道(5)具有基本上圆形的横截面。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的密封设备,其中,所述密封装置(4)具有适配于所述密封元件(6)的导入斜边。
8.根据权利要求6所述的密封设备,其中,所述球的直径(10)大于所述通道(5)的直径(11)。
9.根据权利要求5所述的密封设备,其中,所述密封元件(6)由钢制造。
10.根据权利要求7所述的密封设备,其中,所述导入斜边漏斗形地构造。
11.压力传感器(100),所述压力传感器(100)包括:
传感器元件(101),该传感器元件布置在第一室(2)中并且由第一流体(102)至少部分地围绕;和
密封装置(4),所述密封装置在所述第一室(2)和填充以不同于所述第一流体的第二流体的第二室(3)之间密封,
所述密封装置(4)包括:
通道(5),该通道具有与所述第一室(2)连接的第一端和与所述第二室(3)连接的第二端;和
密封元件(6),所述密封元件以单个球的形状构型并且在所述通道(5)中布置用于密封所述通道(5),其中,
所述通道(5)和/或所述密封元件(6)构造成使得所述密封元件(6)通过机械夹紧持久密封地固定在所述通道(5)中,其中,
所述通道(5)包括:壁厚(5’),所述壁厚设计成能够在相邻于所述密封元件(6)的区段(5a)中实现弹性变形;和,在相邻于所述密封元件(6)的所述区段(5a)中的凹部(7),用于部分接收所述密封元件(6)并且将所述密封元件(6)保持在所述通道(5)的轴向位置中。
12.根据权利要求11所述的压力传感器(100),其中,所述压力传感器使用在空调中。
13.根据权利要求11或12所述的压力传感器(100),其中,所述压力传感器使用在车辆中。
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