DE10144367A1

DE10144367A1 - Druckmesskörper einer Druckmesseinrichtung

Info

Publication number: DE10144367A1
Application number: DE10144367A
Authority: DE
Inventors: Johannes Ante; Markus Gilch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: First Sensor Technology GmbH
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: DE10144367C2; US20030070488A1; US6877384B2

Abstract

Ein Druckmesskörper einer Druckmesseinrichtung weist ein Gehäuseteil (8), das einen Innenflächen aufweisenden Innenraum (9) hat, und einen Keramikkörper (1) auf, der eine Druckmembran (2) und mindestens eine Außenfläche aufweist, wobei der Keramikkörper (1) in dem Gehäuseteil (8) im Presssitz gehalten ist und wobei radiale Haltespannungen zwischen der Außenfläche des Keramikkörpers (1) und den Innenflächen des Gehäuseteils (8) bestehen. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Druckmesskörpers mit einem Gehäuseteil (8) und mit einem Keramikkörper (1), der eine Druckmembran (2) und mindestens eine Außenfläche aufweist, wobei zwischen Gehäuseteil (8) und Keramikkörper (1) radiale Haltespannungen aufgebaut werden, die den Keramikkörper (1) im Innenraum des Gehäuseteils (8) halten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmesskörper einer Druckmesseinrichtung mit einem Gehäuseteil, das einen Innenflächen aufweisenden Innenraum hat, und mit einem Keramikkörper, der eine Druckmembran und mindestens eine Außenfläche aufweist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Druckmesskörpers mit einem Gehäuseteil, das einen Innenflächen aufweisenden Innenraum hat, und mit einem Keramikkörper, der eine Druckmembran und mindestens eine Außenfläche aufweist.

Eine aus DE 199 46 163 bekannte Druckmesseinrichtung hat einen hutförmigen Keramikkörper, der eine Membran zur Druckmessung aufweist und von einem Gehäuseteil gegen einen Trägerkörper mit einem Dichtelement gespannt ist. Die hutförmige Ausbildung des Keramikkörpers dient u. a. dazu, den Keramikkörper mit der Hutkrempe am Gehäuseteil zu befestigen.

Am Gehäuseteil befindet sich ein Stecker, der ein die Membran abfühlendes Dehnungsmesselement kontaktiert. Bei der Montage muss deshalb auf eine geeignete Ausrichtung von Gehäuseteil und Keramikkörper geachtet werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckmesskörper bzw. ein Herstellverfahren der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die Montage vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs geschilderten Druckmesskörper dadurch gelöst, dass der Keramikkörper in dem Gehäuseteil im Presssitz gehalten ist, wobei radiale Haltespannungen zwischen der Außenfläche des Keramikkörpers und den Innenflächen des Gehäuseteils bestehen. Die Erfindung sorgt damit dafür, dass der Keramikkörper schon vor der Endmontage zuverlässig gegen Lageveränderungen gegenüber dem Gehäuseteil gesichert ist. Sie fixiert den Keramikkörper unverrückbar in dem Gehäuseteil, so dass auch durch spätere Montageschritte keine Lageveränderungen zwischen Keramikkörper und Gehäuseteil auftreten können. Die elektrischen Verbindungen zwischen auf der Druckmembran des Keramikkörpers angeordneten Meßeinrichtungen und dem Gehäuseteil sind dadurch vor ungewollten Beschädigungen geschützt.

Erfindungsgemäß wird der Keramikkörper bereits im Gehäuseteil selbst gehalten, so dass der Keramikkörper einfacher gestaltet werden und somit auf z. B. hutförmige Krempen oder vergleichbare aufwendige Gestaltungen verzichtet werden kann. Der Presssitz des Keramikkörpers im Gehäuseteil bewirkt radiale Druckspannungen innerhalb des Keramikkörpers, die von der Keramik sehr gut ausgehalten werden. Zugspannungen dagegen treten nicht auf. Außerdem können die zwei Komponenten des Druckmesskörpers, also Keramikkörper und Gehäuseteil, nun wesentlich größere Fertigungstoleranzen als bisher aufweisen. Somit sind kostengünstigere Herstellverfahren möglich, ohne dass eine Nachbearbeitung nötig wäre. Der Keramikkörper kann z. B. als Spritzgussteil oder heißgepresst hergestellt werden, das Gehäuseteil dagegen z. B. durch Kaltpressung. Diese Fertigungsverfahren sind für die Massenfertigung solcher Komponenten vorteilhaft.

Ein besonders wirkungsvoller Presssitz des Keramikkörpers im Gehäuseteil läßt sich dadurch erreichen, dass das Gehäuseteil an den Innenflächen, an denen der Keramikkörper anliegt, ein weicheres Material als das des Keramikkörpers aufweist. Das Einpressen des Keramikkörpers in den weicheren, z. B. metallischen Körper des Gehäuseteils führt dann zur Verdrängung des Materials an den Innenflächen des Gehäuseteils, so dass eine besonders stabile Verbindung zwischen Keramikkörper und Gehäuseteil entsteht.

Prinzipiell sind unterschiedliche zusammenwirkende Querschnitte von Gehäuseteilinnenraum und Keramikkörperaußenform möglich. So ist es z. B. denkbar, in den Innenraum eines Gehäuseteils mit quadratischem Grundriß einen kreiszylindrischen Keramikkörper einzupressen. In diesem Falle ergeben sich im wesentlichen vier Verbindungsflächen, in denen die Haltespannungen übertragen werden.

Größere Verbindungsflächen erhält man, wenn sowohl der Keramikkörper als auch der Innenraum des Gehäuseteils im wesentlichen zylindrisch sind. Dann tritt vorteilhafterweise eine nahezu gleichmäßige Lastverteilung an der Außenfläche des Keramikkörpers auf.

Die Begriffe zylindrisch bzw. Zylinder werden hier in mathematischem Sinne verwendet, nämlich für einen Körper, der von einer Zylinderfläche (Mantelfläche) und zwei parallelen Ebenen, den Grundflächen des Zylinders, begrenzt wird (vgl. Bronstein, Semendjajew, "Taschenbuch der Mathematik", Verlag Harry Deutsch, Thun 1985, Seite 199). Zylinder sind demnach auch solche Körper, deren Grundflächen nicht kreisförmig sind, sondern z. B. quadratisch oder polygonartig.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der radialen Haltespannung zu erreichen und gleichzeitig auch eine gleichmäßige Materialverdrängung entlang der Kontaktflächen zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, in regelmäßiger Abfolge entlang des Umfangs des Keramikkörpers bzw. des Innenumfangs des Gehäuseteils einerseits Bereiche vorzusehen, in denen Material verdrängt wird, und andererseits Bereiche, in die das verdrängte Material teilweise ausweichen kann. Dazu kann man z. B. die Außenflächen des Keramikkörpers in dem Bereich, in dem sie die Innenflächen des Gehäuseteils berühren und in dem Haltespannungen übertragen werden, polygonartig abflachen, und den Innenraum des Gehäuseteils kreisförmig ausbilden.

In dieser Ausgestaltung wird der maximale Durchmesser des Innenraums des Gehäuseteils in dem Bereich, in dem Haltespannungen bestehen, kleiner als der Außendurchmesser des im Querschnitt polygonalen Keramikkörpers dimensioniert und der minimale Durchmesser des Innenraums des Gehäuseteils in dem Bereich, in dem Haltespannungen bestehen, größer als der Innendurchmesser des von den Anlageflächen des Keramikkörpers gebildeten Polygons sein.

Auch die Innenflächen des Innenraums des Gehäuseteils können vorteilhafterweise so gestaltet werden, dass sie eine gleichmäßige Materialverdrängung und damit einen möglichst gleichmäßigen Aufbau der Haltespannungen begünstigen. Dazu ist prinzipiell jede regelmäßige Profilierung der Innenflächen geeignet.

Der einfachen Herstellbarkeit wegen bietet es sich an, die Innenflächen des Gehäuseteils, auf die Haltespannungen wirken, zu nuten. Damit wird eine gleichmäßige Materialverdrängung beim Einpressen des Keramikkörpers gewährleistet. Wenn die Nuten längs der Einpressrichtung des Keramikkörpers verlaufen, wird zusätzlich auch eine Führung des Keramikkörpers während des Einpressvorgangs im Innenraum des Gehäuseteils erzielt.

Alternativ zur Profilierung der Innenflächen des Gehäuseteils bzw. der Abflachung der Anlageflächen des Keramikkörpers ist es vorstellbar, zwischen den Innenflächen des Gehäuseteils und der Außenfläche des Keramikkörpers eine Wellhülse anzuordnen. Der Presssitz wird in diesem Falle vor allen Dingen durch die gegen den Materialwiderstand der Wellhülse erzwungene Verformung der Hülse erzeugt. Außerdem erreicht man eine Bauform, in der die Abmessungen des Keramikkörpers und des Innenraums des Gehäuseteils geringeren Anforderungen an die Maßhaltigkeit unterworfen sind.

Um die Verformungscharakteristik der am Keramikkörper gebildeten Membran nicht zu verfälschen, muss dafür gesorgt sein, dass durch das Befestigen des Keramikkörpers innerhalb des Gehäuseteils keine Verformungskräfte auf die Membran wirken.

Besonders einfach kann dies erreicht werden, wenn der Keramikkörper vorteilhafterweise so ausgebildet wird, dass er in dem Abschnitt, in dem die Druckmembran angeordnet ist, nicht im Gehäuseteil gehalten ist.

Für eine lagegenaue Montage ist es sinnvoll, eine Einschubposition des Keramikkörpers in dem Gehäuseteil festzulegen. Dazu bietet es sich an, am Gehäuseteil und/oder am Keramikkörper eine Einschubbegrenzung in Form eines Anschlags vorzusehen. Vorteilhafterweise ist der Keramikkörper so ausgebildet, dass er auf seiner bzw. seinen Außenfläche(n) einen stufenförmigen oder konischen Abschnitt aufweist, der mit einer entsprechenden Anschlagfläche des Gehäuseteils zusammenwirkt. Die mit einem konischen Abschnitt des Keramikkörpers zusammenwirkende Innenfläche des Gehäuseteils kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch den Gewindeauslauf eines Gewindes gebildet werden, das zugleich die erwähnte Nutung der Innenflächen des Gehäuseteils bildet.

Für die einwandfreie Funktion der Druckmesseinrichtung ist es unerläßlich, dass ein Druckverlust innerhalb der Meßeinrichtung verhindert wird. Daher werden die druckbeaufschlagten Bauteile gegeneinander druckdicht verbunden. Z. B. kann der Presssitz des Keramikkörpers im Gehäuseteils dazu genutzt werden, eine druckdichte Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen zu bewirken. Es ist dann nur noch eine Dichtung zwischen dem Gehäuseteil und einem Trägerkörper, der dem Keramikkörper Druck zuführt, erforderlich.

Wenn der Presssitz nicht abdichtet, muss eine geeignete Dichtung vorgesehen werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dabei zwischen dem Keramikkörper und dem Trägerkörper eine Dichtung angeordnet, so dass die Verbindung zwischen Keramikkörper und Gehäuseteil nicht druckdicht ausgeführt werden muss.

Die oben genannte Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren gelöst, bei dem zur Herstellung eines Druckmesskörpers mit einem Gehäuseteil, das einen Innenflächen aufweisenden Innenraum hat, und mit einem Keramikkörper, der eine Druckmembran und mindestens eine Außenfläche aufweist, zwischen Gehäuseteil und Keramikkörper radiale Haltespannungen aufgebaut werden, die den Keramikkörper im Innenraum des Gehäuseteils halten.

Es wird also ein Presssitz des Keramikkörpers innerhalb des Gehäuseteils hergestellt, der dafür sorgt, dass die Lage des Keramikkörpers relativ zum Gehäuseteil während weiterer Montageschritte nicht mehr ungewollt verändert werden kann. Zudem können Gehäuseteil und Keramikkörper mit großen Toleranzen hergestellt werden, was die Fertigung dieser Teile wesentlich vereinfacht.

Dieser Presssitz kann dadurch erreicht werden, dass beim Einsetzen des Keramikkörpers in den Innenraum des Gehäuseteils das Material des Gehäuseteils verdrängt wird. Dies ergibt eine stabile Verbindung zwischen Keramikkörper und Gehäuseteil, die jede Relativbewegung der beiden Bauteile zueinander dauerhaft verhindert.

Alternativ dazu ist es auch vorstellbar, die Verdrängung des Gehäuseteilmaterials oder auch nur eine Verspannung des Keramikkörpers innerhalb des Gehäuseteils dadurch zu erreichen, dass nach dem Einsetzen des Keramikkörpers in den Innenraum des Gehäuseteils Kräfte aufgebracht werden, die die Haltespannungen erzeugen.

Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass über ein Gehäuseteil mit konischen Außenflächen nach Einsetzen des Keramikkörpers in den Innenraum des Gehäuseteils ein Ring auf die Außenflächen des Gehäuseteils geschoben wird oder das Gehäuseteil mit eingesetztem Keramikkörper in ein weiteres Bauteil eingepresst wird. Der Vorteil dieser Konstruktionsweise beruht vor allem darauf, dass die schwer erreichbaren Innenflächen des Gehäuseteils nicht bearbeitet werden müssen, dass der Innenraum des Gehäuseteils nicht durch den Einpressvorgang in Mitleidenschaft gezogen wird und dass die Verbindung zwischen Gehäuseteil und Keramikkörper lösbar ausgestaltet werden kann. Auch kann so eine einfache Abdichtung zwischen Keramikkörper und Gehäuseteil erreicht werden.

Entscheidend für den sicheren Sitz des Keramikkörpers innerhalb des Gehäuseteils sind Haltespannungen, die aber nicht notwendigerweise durch Verformung oder Materialverdrängung einer der beiden Teile erzeugt werden müssen. Genauso gut können separate Spannelemente eingesetzt werden, die Haltespannungen zwischen Gehäuseteil und Keramikkörper erzeugen. Vorteilhafterweise wird dazu eine Wellhülse verwendet, die in den Innenraum des Gehäuseteils eingesetzt wird und in die der Keramikkörper gegen den Verformungswiderstand des Materials der Wellhülse eingepresst wird.

In allen vorgenannten Herstellungsverfahren werden die Haltespannungen durch das mechanische Aufbringen von Kräften erzeugt. Dadurch können, z. B. infolge von Bearbeitungsfehlern, lokale Spannungsspitzen entstehen, die zu Beschädigungen oder Materialermüdung führen können. Daher ist es besonders vorteilhaft, die Haltespannungen zwischen Gehäuseteil und Keramikkörper durch Thermoschrumpfung zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Keramikkörper im Längsschnitt,
Fig. 2 eine räumliche Darstellung des Keramikkörpers der Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Gehäuseteil,
Fig. 4 eine räumliche Darstellung des Gehäuseteils der Fig. 3 mit einem Schnitt in der Symmetrieachse,
Fig. 5 eine räumliche Darstellung eines zur Hälfte geschnittenen Gehäuseteils mit bereits eingesetztem und ebenfalls zur Hälfte geschnittenem Keramikkörper,
Fig. 6 eine Schnittansicht des Gehäuseteils mit eingesetztem Trägerkörper der Fig. 5,
Fig. 7 Beispiele für die Querprofilierung des Gehäuseteils an seinen Innenflächen,
Fig. 8 maximaler und minimaler Innendurchmesser eines nichtprofilierten Gehäuseteils in Abhängigkeit vom Außendurchmesser des Keramikkörpers und
Fig. 9 maximaler und minimaler Innendurchmesser einer Querprofilierung des Gehäuseteils in Abhängigkeit vom Außendurchmesser des Keramikkörpers,
Fig. 10 Ausführungsbeispiele einer Längsprofilierung des Gehäuseteils im Zusammenwirken mit dem Keramikkörper und
Fig. 11 den Einsatz einer Wellhülse zwischen einem nicht profilierten Gehäuseteil und einem Keramikkörper.
Der in Fig. 1 gezeigte Keramikkörper 1 ist für den Einsatz in einer Druckmesseinrichtung vorgesehen. Er hat gemäß der oben erwähnten Definition im wesentlichen zylindrische Abschnitte. An einer Stirnseite besitzt er eine Druckmembran 2, der über ein Sackloch 3, die längs einer nicht separat dargestellten Längsachse des Keramikkörpers 1 verläuft, Druck zugeführt wird. Ebenfalls nicht dargestellt sind Einrichtungen auf der Druckmembran 2, die deren Durchbiegung unter Druckeinwirkung messen.
Die Mantelfläche des Keramikkörpers 1 unterteilt sich in einen Bereich 4 mit einem größeren Außendurchmesser, einen Bereich 5 mit geringerem Außendurchmesser und einen konischen Übergang 6 zwischen diesen beiden Bereichen. Dabei ist die Mantelfläche des Bereichs 4, wie in Fig. 2 dargestellt, abgeflacht, so dass sich mehrere Polygonflächen 7 auf der Mantelfläche des Bereichs 2 ergeben.
Innerhalb des Druckmessfühlers ist der Keramikkörper 1 in einem metallischen Gehäuseteil 8 eingesetzt, wie es in Fig. 3 zu sehen ist. Dieses Gehäuseteil 8 ist ebenfalls im wesentlichen zylindrisch und besitzt entlang seiner Längsachse einen zu den Stirnseiten des Gehäuseteils 8 hin offenen Innenraum 9. Der Innenraum 9 untergliedert sich in folgende Abschnitte: einem zylindrischen Abschnitt 10 folgt ein Abschnitt 11, der sich konisch zu einem zylindrischen Bereich 12 öffnet, der eine Längsprofilierung 13 aufweist. Dadurch ist die Innenfläche des Gehäuseteils 8 im Bereich 12 profiliert. Anstelle der Längsprofilierung 13 könnte auch eine Querprofilierung oder eine glatte Ausführung vorgesehen sein, wie später noch erläutert wird. An den Bereich 12 schließt sich ein Abschnitt 14 an, der dem Anschluß eines später beschriebenen Trägerkörpers dient. In diesem letzten Abschnitt 14 trägt das Gehäuseteil 8 auf seiner Außenseite Schlüsselflanken 15, mit deren Hilfe das Gehäuseteil 8 montiert werden kann.
Fig. 5 und 6 zeigen in einer geschnittenen Darstellung den in das Gehäuseteil 8 eingesetzten Keramikkörper 1. Dieser wird bei der Montage des Druckmessfühlers von der Seite des Abschnitts 14 her in den Innenraum 9 des Gehäuseteils 8 eingeschoben. Der Abschnitt 4 des Keramikkörpers 1 muss dabei in den Bereich 12 des Gehäuseteils 8 unter Kraftaufwand eingepresst werden, weil der Außenradius des polygonförmigen Abschnitts 4 des Keramikkörpers 1 wegen seiner später erläuterten Bemessung größer ist als der Radius des Innenraums 9 des Gehäuseteils 8. Dabei verformt sich das metallische und damit gegenüber der Keramik des Keramikkörpers 1 weichere Material des Gehäuseteils 8, und es wird ein Presssitz des Keramikkörpers 1 innerhalb des Gehäuseteils 8 erreicht. Die Querprofilierung 16, ebenso wie die in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellte Längsprofilierung, begünstigt dabei durch ihre regelmäßige Abfolge von Stegen, die der vom Keramikkörper 1 übertragenen Einpresskraft ausgesetzt sind, und Nuten, die unbelastet bleiben, an der Innenfläche des Bereichs 12 eine gleichmäßige Verformung, die später noch eingehender beschrieben wird. So wird verhindert, dass sich der Keramikkörper 1 während des Einpressvorgangs ungewollt verdreht oder verkantet.
Im montierten Zustand sind die Polygonflächen 7 des Bereichs 4 des Keramikkörpers 1 mit den Innenflächen des zylindrischen Bereichs 12 des Gehäuseteils 8 durch Verformung verzahnt. Der Einpressvorgang ist beendet, wenn der konische Übergang 6 des Keramikkörpers 1 im konischen Abschnitt 11 an der Innenfläche des Gehäuseteils 8 zur Anlage kommt. Dann liegt lediglich der Bereich 5 des Keramikkörpers 1 berührungsfrei im Innenraum 9 des Gehäuseteils 8, und zwar im Abschnitt 10.
Der Presssitz des Keramikkörpers 1 im Gehäuseteil 8 wird im Bereich 12 des Gehäuseteils 8 bzw. im Bereich 4 des Keramikkörpers 1 erzeugt. Dort werden Haltespannungskräfte eingeleitet. Andere Bereiche des Keramikkörpers 1, insbesondere der Bereich 5, in dem die Druckmembran 2 angeordnet ist, bleiben von den durch den Presssitz auftretenden Haltespannungen innerhalb des Keramikkörpers 1 unbeeinflußt. Damit wird die Verformungscharakteristik der Druckmembran 2 durch die Haltespannungen nicht verändert.
Die Haltespannungen treten weiter bezüglich der Längsachse des Keramikkörpers 1 überwiegend radial auf, sie wirken also im wesentlichen als Druckspannung, die die Keramik des Keramikkörpers 1 gut aushält.
Die Druckmembran 2 des Keramikkörpers 1 ragt im Endzustand über die Stirnseite des Gehäuseteils 8 hinaus und ermöglicht so die leichte Zugänglichkeit für die oben bereits erwähnten druckfühlenden Einrichtungen auf der Druckmembran 2.
Fig. 6 zeigt weiter einen Trägerkörper 17, der in den Abschnitt 14 des Gehäuseteils 8 eingesetzt ist. Er dient unter anderem der Zuleitung des zu messenden Drucks zur Druckmembran 6. Zwischen Trägerkörper 17 und Keramikkörper 1 ist eine Dichtung 18 angeordnet. Durch diese Anordnung kann auf eine dichte Verbindung zwischen Keramikkörper 1 und Gehäuseteil 8 sowie auf weitere Dichteinrichtungen zwischen Trägerkörper 17 und Gehäuseteil 8 verzichtet werden.
Fig. 7 gibt Beispiele für die möglichen Querprofilierungen der Innenfläche des Gehäuseteils 8 im Bereich 12 an: die Fig. 7a bis 7d zeigen ein Sägezahnprofil, ein Zahnprofil mit plateauartigen Abflachungen, ein Profil mit gerundeten Erhebungen und eines mit ausgerundeten Vertiefungen. Allen gemeinsam ist, dass sie an ihrem Ende bezüglich der Einpressrichtung 23 in einen konischen Abschnitt 11 auslaufen.
Wird die Querprofilierung durch Einschneiden eines Gewindes erzeugt (Fig. 7e), so läßt sich der Gewindeauslauf 24 vorteilhaft als konischer Abschnitt 11 nutzen. Der konische Abschnitt 11 entsteht in diesem Fall dadurch, dass der konische Übergang 6 in einen Bereich des Gehäuseteils 8 mit ansteigendem Verformungswiderstand hineingedrückt wird, der durch die in Einpressrichtung 23 abnehmende Gewindegangtiefe im Material des Gehäuseteils 8 entsteht. Der Einpressvorgang des Keramikkörpers 1 in das Gehäuseteil 8 findet also entgegen den in Fig. 7a bis 7d gezeigten Beispielen keinen schlagartigen, sondern einen sich schrittweise einstellenden Anschlag.
Die folgenden Fig. 8 bis 10 zeigen Ausführungsbeispiele für einen Presssitz zwischen einem Keramikkörper 1 mit polygonförmig ausgestaltetem Bereich 4 und einem Gehäuseteil 8 mit zylindrischem Innenraum. Dieser ist als Innenraumkontur 19 dargestellt. Dabei werden in den Fig. 8 und 9 jeweils konstruktive Größt- und Kleinstmaße des Radius der Innenraumkontur 19 bei gegebenem Außendurchmesser des polygonförmig abgeflachten Bereichs 4 des Keramikkörpers 1 angegeben. Diese Figuren geben also Aufschluß über die Zulässigen Fertigungstoleranzen.
Fig. 8 stellt zwei Grenzverhältnisse dar, nämlich den kleinsten (Fig. 8a) und den größten zulässigen Radius (Fig. 8b) der Innenraumkontur 19 für das Gehäuseteil 8, dessen Innenfläche im Bereich 12 nicht profiliert ist, und in das ein Keramikkörper 1 mit demselben Radius der Polygonkontur 20 des Bereichs 4 eingepresst ist. Der kleinstmögliche Radius der Innenraumkontur 19 ist dadurch begrenzt, dass zwischen Innenraumkontur 19 und der Polygonkontur 20 noch Zwischenräume 21 verbleiben, in die beim Einpressen des Keramikkörpers 1 in das Gehäuseteil 8 das vom Bereich 4 des Keramikkörpers 1 verdrängte Material des Gehäuseteils 8 zum Teil ausweichen kann (Fig. 8a). Der größte Radius der Innenraumkontur 19 ist dadurch limitiert, dass sich die Ecken der Polygonkontur 20 gerade noch in die Innenflächen des Gehäuseteils 8 einarbeiten können. Dabei entstehen größtmögliche Zwischenräume 21, wie in Fig. 8b dargestellt.
Fig. 9 stellt die Verhältnisse eines Gehäuseteils 8 mit Querprofilierung 16 des Bereichs 12 dar. In konzentrischen Kreisen ist zum einen die Innenraumkontur 19 des Gehäuseteils 8 dargestellt, zum anderen der Nutgrund 22 der Querprofilierung 16. Dabei ergeben sich prinzipiell die gleichen Verhältnisse wie in Fig. 8. Gegenüber der profilfreien Ausbildung des Innenraums 9 des Gehäuseteils 8 entstehen bereits durch die Nuten der Querprofilierung 16 Expansionsräume für das beim Einpressen des Keramikkörpers 1 verdrängte Material des Gehäuseteils 8.
Fig. 10 zeigt zwei Möglichkeiten einer Längsprofilierung 13 eines Bereichs 12 des Gehäuseteils 8. Hier ergeben sich aufgrund der großen Formabweichungen zwischen der Polygonkontur 20 und der Innenkontur des Innenraums 9 des Gehäuseteils 8 infolge der Längsprofilierung 13 Zwischenräume 21, in die das vom Keramikkörper 1 verdrängte Material des Gehäuseteils 8 ausweichen kann. Gleichzeitig wirkt die Längsprofilierung 13 als Führung des Keramikkörpers 1 innerhalb des Gehäuseteils 8 gegen ein Verdrehen während des Einpressvorgangs.
Will man die Verformung des Gehäuseteils 8 beim Einpressen des Keramikkörpers 1 vermeiden, so kann ein eigenes Bauteil verwendet werden, das diese Funktion übernimmt. Wie Fig. 11 zeigt, kann in den Innenraum 9 des Gehäuseteils 8 eine Wellhülse 25 eingesetzt werden, in die anschließend der Keramikkörper 1 eingepresst wird. Hier entstehen die den Presssitz bewirkenden Haltespannungen dadurch, dass die Wellhülse 25 verformt wird. Weil in dieser Ausführungsform die Außenkontur des Bereichs 4 des Keramikkörpers 1 und die Innenkontur des Gehäuseteils 8 nicht genau aufeinander abgestimmt sein müssen, können beide Bauteile mit wesentlich größeren Toleranzen und sogar mit Formabweichungen gefertigt sein.

Claims

1. Druckmesskörper einer Druckmesseinrichtung, mit einem Gehäuseteil (8), das einen eine Innenfläche aufweisenden Innenraum (9) hat, und mit einem Keramikkörper (1), der eine Druckmembran (2) und mindestens eine Außenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper (1) in dem Gehäuseteil (8) im Presssitz gehalten ist, wobei radiale Haltespannungen zwischen der Außenfläche des Keramikkörpers (1) und der Innenfläche des Gehäuseteils (8) bestehen.

2. Druckmesskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (8) an der Innenfläche ein weicheres Material als das des Keramikkörpers (1), insbesondere Metall, aufweist, und der Presssitz aus der Verdrängung des Materials der Innenfläche infolge des Einsetzens des Keramikkörpers (1) in den Innenraum (9) des Gehäuseteils (8) resultiert.

3. Druckmesskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper (1) und der Innenraum (9) des Gehäuseteils (8)zylindrische Abschnitte aufweisen.

4. Druckmesskörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils in dem Bereich, in dem Haltespannungen bestehen, die Außenfläche des Keramikkörpers (1) polygonartig abgeflacht ist und der Innenraum (9) des Gehäuseteils (8) kreisförmigen Querschnitt hat.

5. Druckmesskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Durchmesser des Innenraums (9) des Gehäuseteils (8) im Bereich, in dem Haltespannungen bestehen, kleiner ist als der Außendurchmesser des von den Anlageflächen (7) des Keramikkörpers (1) gebildeten Polygons und der minimale Durchmesser des Innenraums (9) des Gehäuseteils (8) im Bereich, in dem Haltespannungen bestehen, größer ist als der Innendurchmesser des von den Anlageflächen (7) des Keramikkörpers (1) gebildeten Polygons.

6. Druckmesskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen des Gehäuseteils (8), auf die Haltespannungen wirken, genutet sind.

7. Druckmesskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Innenflächen des Gehäuseteils (8) und der Außenfläche des Keramikkörpers (1) eine Wellhülse (25) angeordnet ist.

8. Druckmesskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper (1) in einem Abschnitt (5), in dem die Druckmembran (2) angeordnet ist, nicht im Presssitz im Gehäuseteil (8) gehalten ist.

9. Druckmesskörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper (1) auf seiner bzw. seinen Außenfläche(n) einen konischen oder stufenförmigen Abschnitt (6) aufweist.

10. Druckmesskörper nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutung durch ein Gewinde gebildet ist, dessen Gewindeauslauf (24) als Übergang (11) dient.

11. Druckmesskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Trägerkörper (17), der dem Keramikkörper (1) Druck zuführt, wobei zwischen Keramikkörper (1) und Trägerkörper (17) eine Dichtung (18)angeordnet ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Druckmesskörpers mit einem Gehäuseteil (8), das einen Innenflächen aufweisenden Innenraum (9) hat, und mit einem Keramikkörper (1), der eine Druckmembran (2) und mindestens eine Außenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuseteil (8) und Keramikkörper (1) radiale Haltespannungen aufgebaut werden, die den Keramikkörper (1) im Innenraum (9) des Gehäuseteils (8) halten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltespannungen durch die Verdrängung von Gehäuseteilmaterials während des Einsetzens des Keramikkörpers (1) in den Innenraum (9) des Gehäuseteils (8) aufgebaut werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltespannungen bei bereits in den Innenraum (9) des Gehäuseteils (8) eingesetztem Keramikkörper (1) durch die Verdrängung des Gehäuseteilmaterials infolge von auf Außenflächen des Gehäuseteils (8) wirkenden Kräften erzeugt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenraum (9) des Gehäuseteils (8) eine Wellhülse (25) eingesetzt wird, in die anschließend der Keramikkörper (1) eingepresst wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssitz des Keramikkörpers (1) im Gehäuseteil (8) durch Thermoschrumpfung des Gehäuseteils (8) hergestellt wird.