CN113167426A - 传感器装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种传感器装置(1)，该传感器装置包括传感器壳体(2)和安装连接器(3)。这种传感器装置应该被钎焊到制冷系统上，而不会在系统操作期间对振动敏感，并且不会劣化布置在壳体中的传感器。为此目的，安装连接器(3)至少部分地由双金属材料制成，其中内层(10)由钢制成而外层(11)由铜制成。

Description

传感器装置

本发明涉及一种传感器装置，该传感器装置包括传感器壳体和安装连接器。

传感器装置特别是压力传感器装置，其可以用于确定在冷却系统中流动的制冷剂的压力，以监测此类系统的状态和/或控制其操作。在许多情况下，此类系统包括铜管和铜管道，因为它们具有高耐腐蚀性、长期可靠性和快速且廉价的安装成本。

为了将这种传感器装置与系统连接，常见的做法是将传感器装置钎焊到系统的管、管道或其他零件。为此目的，可以使用系统的零件上的孔，该孔在之前就已经被构建到零件中。

当系统的零件由铜制成时，使用由铜制成的安装连接器，而不是使用不相似材料是有好处的。在系统上安装传感器装置可以在远离侧仅仅使用丙烷炬和焊料进行。

为了使得可以在传感器装置与系统零件之间进行这种连接，现有技术的压力传感器设备设置有细且相对长的铜连接管。此连接管可以被钎焊到传感器装置，更准确地说，被钎焊到传感器装置的壳体。

由于铜材料的高导热系数，铜管的长度必须足够长，以防止在将压力传感器设备钎焊到系统中的过程中，从管的钎焊端到压力传感器的热量传递过多。温度过高可能劣化或甚至损坏位于壳体中的传感器元件。

然而，这种细且相对长的连接管在系统操作过程中对振动敏感，否则可能受到物理损伤。

本发明的根本目的是提供一种可以钎焊到系统上的传感器装置，并避免与振动或冲击情况有关的问题。

此目的通过如在开篇处描述的传感器装置而得以解决，其中，安装连接器至少部分地由双金属材料制成，其中内层由钢制成而外层由铜制成。

钢，优选地不锈钢，其导热系数低于铜。因此，双金属管向传感器装置的传感元件传导的热量远远少于现有技术方案。然而，安装连接器外侧的铜允许通过钎焊将传感器装置简单地连接到系统上。由于改进的热特性，安装连接器的长度可以减少，这既节省了空间，又提高了抵抗由振动或冲击引起的损坏的能力。

在本发明的实施例中，连接器是深拉伸零件。深拉伸是生产安装连接器的一种经济有效的方法。

在本发明的实施例中，深拉伸零件由覆铜不锈钢板材料制成。当钢板材料包覆有铜层时，铜与钢之间实现了持久可靠的连接。铜与钢之间的连接不受深拉伸工艺的影响。

另外或替代性地，深拉伸零件在深拉伸后被涂覆以铜层。如果所包覆的铜层不够厚，或者钢板材料在没有铜层的情况下被深拉伸时，可以使用这种涂覆。然后用铜层涂覆产生具有所期望的特性的安装连接器。

在本发明的实施例中，内层的厚度在0.2mm至2mm的范围内，特别是0.7mm至1.5mm。这种厚度一方面确保了足够的刚度，另一方面又将导热系数保持在足够低的水平。

在本发明的实施例中，外层的厚度在内层厚度的5％到20％范围内。这确保了良好的钎焊特性，并且同时低的导热系数。

在本发明的实施例中，连接器连接到壳体的安装区段，其中，安装区段包括凹部，并且连接器包括凸缘，其中，凸缘被布置在凹部中。然后，安装连接器可以在凸缘的径向外边缘处轴向地焊接到安装区段。这在安装连接器与壳体之间产生了可靠的连接。

在本发明的实施例中，凸缘没有铜。焊接区域中没有铜提高了安装连接器与安装区段之间的焊接强度。

在本发明的实施例中，安装区段包括台阶。台阶在安装连接器与传感器壳体的内部之间提供额外的距离。台阶的前部面可以用于将安装连接器固定到壳体上。

在本发明的实施例中，安装区段包括从该安装区段延伸的突出部。然后，安装连接器不但可以固定到安装区段上，而且可以围绕突出部。

在本发明的实施例中，突出部从台阶的前部面延伸。因此，它可以突出到安装连接器的内部。

在本发明的实施例中，安装连接器呈连接器管的形式。连接器管可以具有一定长度，使得在将安装连接器钎焊到系统期间产生的热量不会直接传递到传感器壳体。

在本发明的实施例中，连接器管具有圆柱形形式。在这种情况下，当将传感器装置安装到系统时，不必具有传感器装置相对于系统的预定角度位置。

在本发明的实施例中，连接器管至少包括具有第一直径的第一区段和具有小于该第一直径的第二直径的第二区段，其中，第一区段被布置成比第二区段更靠近壳体。这有助于将安装连接器焊接到壳体上。第一区段可以围绕突出部，例如，具有小间隙。这确保了焊接过程中的气体逸出。

在本发明的实施例中，连接器管至少包括第三区段，该第三区段具有小于第一直径和第二直径的第三直径，其中，第三区段被布置在连接器管的远离安装区域的端部处。第三圆柱形区段的直径适配成插入系统的接收部中。在第二区段与第三区段之间形成的台阶形成插入止挡表面。

在本发明的实施例中，第三区段包括在端部区段中的开口。开口允许流体进入传感器装置。

现在将参照附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了局部剖开的传感器装置的侧视图，

图2示出了壳体的一部分和安装连接器的截面视图，并且

图3示出了传感器装置的另一个实施例的侧视图。

图1示出了包括传感器壳体2和安装连接器3的传感器装置1。安装连接器3通过焊接或任何其他合适的连接方法固定到壳体2上。

壳体2包括台阶4。台阶4包括前部面5，安装连接器3安装在该前部面上。为此目的，前部面5包括凹部6，并且连接器3包括凸缘7，该凸缘径向向外地弯曲约90°。凸缘7插入到凹部6中。然后，可以通过激光束9产生焊缝8，其中，焊缝8被布置在凸缘7的径向最外端与凹部6的径向外边界之间。

安装连接器3由双金属材料制成。双金属材料包括由钢制成的内层10(优选地由不锈钢制成)和由铜制成的外层11。然而，外层11在到达凸缘7之前结束，即，凸缘7没有铜。

安装连接器3可以通过深拉伸来生产，即，它形成深拉伸零件。双金属材料可以呈钢板材料的形式，特别是由铜层包覆的不锈钢板材料。以此方式，铜与钢之间实现了不受深拉伸工艺影响稳定的连接。

替代性地或另外地，可以在第一步骤中通过对钢板材料(特别是不锈钢板材料)深拉伸来生产安装连接器，然后用铜层涂覆深拉伸零件。

内层10的厚度在0.2mm至2mm的范围内，特别是0.7mm至1.5mm。这提供了足够的机械刚度和低的导热系数，其目的将在下面解释。

外层11包括在内层10厚度的5％到20％范围内的厚度。以此方式，实现了安装连接器3的良好的钎焊特性，同时可以保持低的导热系数。

安装连接器3呈具有第一区段12、第二区段13和第三区段14的管的形式。第一区段12包括第一直径。第二区段13包括第二直径，并且第三区段14包括第三直径。第一直径大于第二直径和第三直径。第三直径小于第一直径且小于第二直径。因此，在第二区段13与第三区段14之间形成台阶15。当将安装连接器3插入系统(其中流体的特性应当被监测)的管、管道或其他零件的开口中时，这个台阶15形成插入止挡表面。

带有凹部6的前部面5形成壳体2的安装区段。突出部16从安装区段延伸。突出部16基本上具有圆柱形形式。第一区段12与突出部16之间形成小间隙17。此间隙允许焊接过程中的焊接气体逸出。突出部16有助于当安装连接器3连接到壳体2时的机械稳定性。

突出部16中设置有通道18。通道18形成用于进入壳体2的内部19的流体的小路径。流体可以经由设置在第三区段14(特别是在第三区段14的端面)中的开口20进入安装连接器3。

安装连接器3封闭开口20与突出部16之间的中空部21。

传感器装置1可以安装到系统(例如，制冷系统、冷却器和A/C或热泵系统)的管道、管或其他零件上。为此目的，管道、管或其他零件设置有孔，其中，传感器装置1的第三区段14插入该孔中。台阶15形成插入止挡部。

由于外层11由铜制成，因此可以通过使用丙烷炬和焊料容易地在安装连接器3与系统的零件之间进行钎焊。

在这种钎焊过程中产生热量。安装连接器3的结构的优点是，热量在到达壳体2之前，必须克服相当大的热阻。以此方式，可以降低可能存在在传感器或类似物的壳体内部中的热负荷。

通过使用钢(特别是不锈钢)作为内层10，使导热系数保持低。只有通过外层11才能实现良好的导热系数。然而，由于外层11具有相对较小的厚度，因此热阻也较高。

由于安装连接器3的导热系数低，因此安装连接器3可以保持短，从而降低由振动或冲击引起的损坏的风险。

另一方面，安装连接器3与壳体2之间的连接可以通过焊缝8进行，而不影响焊接连接器3的导热系数，并且确保了安装连接器3与壳体2之间的连接非常稳定。

优选地使用不锈钢，因为不锈钢的导热系数很低。

当深拉伸安装连接器3时，可以更容易地确定外层11(即，外部铜表面)的最终特性。外层11的特性不受深拉伸工艺的影响。

也可以在将内层10连接到壳体2之后再将外层11涂覆到安装连接器3上。

壳体，至少壳体的安装区段5、6，也可以由不锈钢制成。

图3示出了基本上与图1所示的实施例相对应的传感器装置的另一个实施例。然而，在此实施例中突出部16被省略。安装连接器3仍焊接到台阶中的凹部。

Claims (16)

1.一种传感器装置(1)，该传感器装置包括传感器壳体(2)和安装连接器(3)，其特征在于，该安装连接器(3)至少部分地由双金属材料制成，其中内层(10)由钢制成而外层(11)由铜制成。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，该连接器(3)是深拉伸零件。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，该深拉伸零件由覆铜不锈钢板材料制成。

4.根据权利要求2或3所述的传感器装置，其特征在于，该深拉伸零件在深拉伸后被涂覆以铜层。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器装置，其特征在于，该内层(10)的厚度在0.2mm至2mm的范围内，特别是0.7mm至1.5mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器装置，其特征在于，该外层(11)的厚度在该内层(10)厚度的5％到20％范围内。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于，该连接器(3)连接到该壳体(2)的安装区段(5，6)，其中，该安装区段(5，6)包括凹部(6)，并且该安装连接器(3)包括凸缘(7)，其中，该凸缘(7)被布置在该凹部(6)中。

8.根据权利要求7所述的传感器装置，其特征在于，该凸缘(7)没有铜。

9.根据权利要求7或8所述的传感器装置，其特征在于，该安装区段(5，6)包括台阶(4)。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的传感器装置，其特征在于，该安装区段(5，6)包括从该安装区段(5，6)延伸的突出部(16)。

11.根据权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，该突出部(16)从该台阶的前部面延伸。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的传感器装置，其特征在于，该安装连接器(3)呈连接器管的形式。

13.根据权利要求12所述的传感器装置，其特征在于，该连接器管具有圆柱形形式。

14.根据权利要求12或13所述的传感器装置，其特征在于，该连接器管至少包括具有第一直径的第一区段(12)和具有小于该第一直径的第二直径的第二区段(13)，其中，该第一区段(12)被布置成比该第二区段(13)更靠近该壳体(2)。

15.根据权利要求14所述的传感器装置，其特征在于，该连接器管至少包括第三区段(14)，该第三区段具有小于该第一直径和该第二直径的第三直径，其中，该第三区段(14)被布置在该连接器管的远离该安装区域(5，6)的端部处。

16.根据权利要求15所述的传感器装置，其特征在于，该第三区段(14)包括在端部区段中的开口(20)。

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