DE10163164B4 - pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Drucksensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, in dem ein Druckraum angeordnet ist, der durch eine flexible Membran in eine über einen Messdruckanschluss von einem Messmedium beaufschlagbare erste Druckkammer und eine von einem weiteren Medium beaufschlagbare zweite Druckkammer unterteilt ist, wobei die Membran abhängig von den in der ersten und zweiten Druckkammer herrschenden Drücken auslenkbar ist, mit einem mit der Membran verbundenen Permanentmagneten, der durch die Auslenkung der Membran relativ zu einem fest angeordneten magnetfeldempfindlichen Sensor bewegbar und von dem Sensor in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage des Permanentmagneten ein entsprechendes Signal erzeugbar ist, wobei der Permanentmagnet innerhalb und der magnetfeldempfindliche Sensor außerhalb der zweiten Druckkammer angeordnet ist und die zweite Druckkammer einen Referenzdruckanschluss aufweist, über den die zweite Druckkammer mit einem Referenzdruck beaufschlagbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Sockel (1) aufweist, in dem der Messdruckanschluss (4) und die erste Druckkammer (5) ausgebildet sind, wobei die erste Druckkammer (5) von der in ihrem radial umlaufenden Randbereich mit dem Sockel (1) dicht verbundenen Membran (6) verschlossen ist und die zweite Druckkammer (10) der ersten Druckkammer (5) axial gegenüberliegend in einem Druckboden (9) ausgebildet ist, dessen dem Sockel (1) zugewandte Öffnung durch die Membran (6) verschlossen und der mit seinem radial umlaufenden Randbereich dicht mit dem Sockel (1) verbunden ist und dass der Druckboden (9) eine von der Membran (6) wegragende topfartige Kappe (12) aufweist, in die der auf der Membran (6) befestigte Permanentmagnet (14) hineinragt und durch die Auslenkung der Membran (6) bewegbar ist.Pressure sensor, in particular for a motor vehicle, with a housing in which a pressure chamber is arranged, which is divided by a flexible membrane into a first pressure chamber which can be acted upon by a measuring medium via a measuring pressure connection and a second pressure chamber which can be acted upon by a further medium, the membrane depending can be deflected from the pressures prevailing in the first and second pressure chambers, with a permanent magnet connected to the membrane, which can be moved relative to a fixed magnetic field-sensitive sensor by the deflection of the membrane, and a corresponding signal from the sensor depending on the respective position of the permanent magnet can be generated, the permanent magnet being arranged inside and the magnetic field-sensitive sensor outside the second pressure chamber and the second pressure chamber having a reference pressure connection via which the second pressure chamber can be acted upon by a reference pressure, thereby indicates that the housing has a base (1) in which the measuring pressure connection (4) and the first pressure chamber (5) are formed, the first pressure chamber (5) being sealed with the base (1) in its radially peripheral edge region connected membrane (6) is closed and the second pressure chamber (10) of the first pressure chamber (5) is formed axially opposite in a pressure plate (9), the opening facing the base (1) is closed by the membrane (6) and the one with its radially circumferential edge area is tightly connected to the base (1) and that the pressure base (9) has a pot-like cap (12) projecting away from the membrane (6), into which the permanent magnet (14) attached to the membrane (6) projects and is movable by the deflection of the membrane (6).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucksensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a Pressure sensor according to the preamble of claim 1.
Aus der europäischen Patentanmeldung
Aus der
Auch aus der
Schließlich ist aus der
Derartige Drucksensoren können in Kraftfahrzeugen zur Sensierung von Filtersystemen wie einem Kraftstoffilter benutzt werden, wobei die erste Druckkammer von dem Kraftstoff vor dem Filter und die zweite Druckkammer von dem Kraftstoff nach dem Filter beaufschlagt wird. Die dabei gemessene Druckdifferenz gibt eine Aussage über den Grad der Verschmutzung des Filters und eine Information darüber, ob der Filter ausgetauscht werden muß.Such pressure sensors can in Motor vehicles for sensing filter systems such as a fuel filter be used, the first pressure chamber of the fuel before the filter and the second pressure chamber of the fuel after the Filter is applied. The measured pressure difference gives a statement about the degree of contamination of the filter and information about whether the filter must be replaced.
Weitere Anwendungen in Kraftstoffsystemen oder bei der Abgasrückführung sind ebenfalls möglich.Further applications in fuel systems or are in the exhaust gas recirculation also possible.
Dabei ist es wichtig, dass Undichtigkeiten nicht nur bei der Zuführung des Meßmediums zur ersten Druckkammer sondern auch bei Zuführung des weiteren Mediums zur zweiten Druckkammer auch nach einer langen Einsatzzeit des Drucksensors zuverlässig ausgeschlossen werden können. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die den Drucksensor beaufschlagenden Medien bei ihrem Austritt die Umgebung des Drucksensors oder generell die Umwelt schädigen können, wie dies auf Hydraulikflüssigkeiten oder gefährliche Medien wie Kraftstoffen zutrifft.It is important that leaks are not only when feeding of the measuring medium to the first pressure chamber but also when the further medium is fed to the second pressure chamber even after a long period of use of the pressure sensor reliable can be excluded. This is the case, for example, when the pressure sensor is applied Media as it emerges, the surroundings of the pressure sensor or in general harm the environment can, like this on hydraulic fluids or dangerous Media such as fuels applies.
Tritt in einem Kraftfahrzeug Kraftstoff aus einem Drucksensor aus, so kann dies zu einer Feuergefahr führen. Generell können aus Drucksensoren austretende Medien Steuereinrichtungen schädigen oder vorübergehend funktionsunfähig machen. Ein in Bezug auf eine Leckage besonders kritisches Bauteil stellt bei den Drucksensoren die Membran dar, da es in Folge häufiger Betätigung oder durch Materialfehler zu einem Membranbruch kommen kann, wodurch sofort eine groß Undichtigkeit entsteht.Occurs fuel in a motor vehicle from a pressure sensor, this can lead to a fire hazard. As a general rule can Media emerging from pressure sensors damage control devices or temporarily inoperable do. A component that is particularly critical with regard to leakage in the case of the pressure sensors, it represents the membrane, since it is frequently operated or a material breakage can lead to a diaphragm rupture, which means immediately a big leak arises.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Drucksensor der eingangs genannten Art zu schaffen der auf konstruktiv einfache Art eine zuverlässige Dichtheit des Drucksensors gewährleistet.The object of the invention is therefore to create a pressure sensor of the type mentioned in the structurally simple type a reliable tightness of the pressure sensor guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.
Zu einer guten Abdichtung der ersten Druckkammer führt es, wenn das Gehäuse einen Sockel aufweist, in dem der Meßdruckanschluß und die erste Druckkammer ausgebildet sind, wobei die erste Druckkammer von der in ihrem radial umlaufenden Randbereich mit dem Sockel z.B. durch Schweißen dicht verbundenen Membran verschlossen ist.For a good seal of the first Pressure chamber leads it when the housing has a base in which the measuring pressure connection and first pressure chamber are formed, the first pressure chamber of the radially peripheral edge area with the base e.g. sealed by welding connected membrane is closed.
Eine hohe Dichtheit der zweiten Druckkammer ist dadurch gegeben, dass die zweite Druckkammer der ersten Druckkammer axial gegenüberliegend in einem Druckboden ausgebildet ist, dessen dem Sockel zugewandte Öffnung durch die Membran verschlossen und der mit seinem radial umlaufenden Randbereich dicht mit dem Sockel verbunden ist. Damit wird zwischen Sockel und Druckboden ein fest verschlossener Druckraum gebildet.A high tightness of the second pressure chamber is given by the fact that the second pressure chamber of the first pressure chamber axially opposite is formed in a pressure plate, the opening facing the base through the membrane is closed and the one with its radially circumferential edge region is tightly connected to the base. So that between base and Pressure floor formed a tightly closed pressure chamber.
Um sowohl einen dichten Abschluß der zweiten Druckkammer als auch eine Bewegungsbahn des Permanentmagneten parallel zu dem magnetfeldempfindlichen Sensor zu ermöglichen, weist der Druckboden eine von der Membran wegragende topfartige Kappe auf, in die der auf der Membran befestigte Permanentmagnet hineinragt und durch die Auslenkung der Membran bewegbar ist.To both close the second Pressure chamber and a path of movement of the permanent magnet in parallel to allow the magnetic field sensitive sensor, the pressure plate points a pot-like cap protruding from the membrane into which the permanent magnet attached to the membrane protrudes through the deflection of the membrane is movable.
Durch die Verwendung eines berührungslosen magnetfeldempfindlichen Sensors, der mit einem beweglichen Permanentmagneten zusammenwirkt, können diese beiden Teile in voneinander abgedichteten Bereichen angeordnet sein. Undichtigkeiten an aus der zweiten Druckkammer austretenden Signalleitungen oder an einem beweglich aus der zweiten Druckkammer herausgeführten Sensorelement werden vermieden.By using a non-contact Magnetic field sensitive sensor with a movable permanent magnet cooperates, can these two parts are arranged in sealed areas his. Leaks at those emerging from the second pressure chamber Signal lines or on a movable from the second pressure chamber led out Sensor elements are avoided.
Um eine gleichmäßige Auslenkung der Membran und einen möglichst großen Bewegungsweg des Permanentmagneten zu erreichen, kann die Membran kreisförmig ausgebildet und der Permanentmagnet etwa zentrisch auf der Membran angeordnet sein.To ensure an even deflection of the membrane and one if possible huge The membrane can achieve the path of movement of the permanent magnet circular trained and the permanent magnet approximately centered on the membrane be arranged.
Um eine Beeinflussung des Magnetfelds des Permanentmagneten durch z.B. eine Membran aus einem magnetischen Werkstoff zu vermeiden, kann der Permanentmagnet auf einem mit der Membran verbundenen Abstandshalter aus einem nichtmagnetischen Werkstoff in einem Abstand zur Ebene der Membran sein.To influence the magnetic field the permanent magnet by e.g. a membrane made of a magnetic To avoid material, the permanent magnet can on a with the Membrane-connected spacers made of a non-magnetic material be at a distance from the plane of the membrane.
Ist der magnetempfindliche Sensor parallel neben der Bewegungsbahn des Permanentmagneten angeordnet, so wird über den gesamten Bewegungshub des Permanentmagneten ein starkes, gut auswertbares Signal erhalten.Is the magnetically sensitive sensor arranged parallel to the path of movement of the permanent magnet, so is about the entire movement stroke of the permanent magnet is a strong, easy to evaluate Receive signal.
Vorzugsweise ist der magnetempfindliche Sensor dabei ein Hall-Element.The magnetically sensitive sensor is preferably a Hall element.
Der Druckboden ist zum Erreichen einer Dichtigkeit mit seinem radial umlaufenden Randbereich mit dem Sockel verschweißt.The pressure floor is to be reached a tightness with its radially peripheral edge area welded to the base.
Der Druckboden und die Kappe sind vorzugsweise als einteiliges Bauteil hergestellt.The pressure floor and the cap are preferably manufactured as a one-piece component.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Druckboden und Kappe als separate Bauteile hergestellt und druckdicht miteinander verbunden sind, wobei Druckboden und Kappe durch Schweißen miteinander verbunden sein können. Beide Ausführungsmöglichkeiten führen zu einer hohen Dichtheit. Die Kappe kann ein Tiefziehteil sein.Another option is that of pressure floor and cap made as separate components and pressure-tight with each other are connected, the pressure base and cap being welded together can be connected. Both execution options to lead to a high level of tightness. The cap can be a deep-drawn part.
Bestehen Druckboden und Kappe aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, so können sie nicht die Magnetfeldlinien des Permanentmagneten und damit das von dem Sensor erzeugte Signal beeinflussen.Consist of pressure plate and cap a non-magnetic material, so they cannot cross the magnetic field lines of the permanent magnet and thus the signal generated by the sensor influence.
Zur Zuführung des weiteren Mediums zur zweiten Druckkammer kann der Referenzanschluß aus einem Druckrohr bestehen, das von einer Durchlaßöffnung im Druckboden zur Außenseite des Gehäuses führt.For feeding the additional medium to the second pressure chamber, the reference connection can consist of a pressure pipe, that of a passage opening in Pressure floor to the outside of the housing leads.
Sind dabei Druckrohr und Druckboden einteilig ausgebildet, so gewährleistet dies eine hohe Dichtheit.Are pressure pipe and pressure floor formed in one piece, so guaranteed this is a high level of tightness.
Ebenfalls zu einer hohen Dichtheit führt es, wenn der Druckboden ein Spritzgußteil ist, in das das als Einlegeteil ausgebildete Druckrohr eingespritzt ist.Also to a high tightness leads it when the pressure floor is an injection molded part is injected into which the pressure tube designed as an insert is injected.
Druckboden und/oder Druckrohr bestehen dabei vorzugsweise aus Metall oder aus einem Kunststoff.Pressure floor and / or pressure pipe exist preferably made of metal or a plastic.
In einer weiteren Ausbildung kann das Druckrohr in die Durchlaßöffnung eingesetzt und mittels eines auf dem Druckrohr angeordneten Dichtrings gegenüber der zylindrischen Innenwand der Durchgangsöffnung abgedichtet sein. Um dabei die Lage des Druckrohrs auf einfache Weise zu stabilisieren und damit aufgrund des Verschwenkens des Druckrohres am Dichtring entstehende Undichtigkeiten zu vermeiden, kann der Druckboden auf seiner der zweiten Druckkammer abgewandten Seite eine zur Durchlaßöffnung koaxiale Führungshülse aufweisen, durch deren Hülsenbohrung das Druckrohr geführt ist.In further training can the pressure pipe is inserted into the passage opening and by means of a sealing ring arranged on the pressure pipe opposite the be cylindrical inner wall of the through hole sealed. Around to stabilize the position of the pressure pipe in a simple manner and thus due to the pivoting of the pressure pipe on the sealing ring To avoid leaks that occur, the pressure floor can its side facing away from the second pressure chamber is a coaxial to the passage opening Have guide sleeve, through their sleeve bore led the pressure pipe is.
Einfach aufgebaut und leicht herstellbar ist es dabei, wenn Druckboden und Führungshülse einteilig ausgebildet sind.Simply constructed and easy to manufacture it is when the pressure plate and guide sleeve are made in one piece.
Ebenfalls kostengünstig herstellbar ist es, wenn Druckboden und Führungshülse zweiteilig hergestellt und mittels Schweißen oder Kleben miteinander verbunden sind.It is also inexpensive to manufacture if Pressure floor and guide sleeve in two parts manufactured and by welding or adhesive are connected.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt eines Drucksensors.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. The only figure in the drawing shows a cross section of a pressure sensor.
Der dargestellte Drucksensor weist
ein Gehäuse
mit einem Sockel
In den Sockel
Zum Gehäusering
Auf dem Randbereich
An seinem radial umlaufenden Rand
ist der Druckboden
Der aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehende
Druckboden
Durch Axialbewegung der Membran
Das Hall-Element
In dem Druckboden
Ein Druckrohr
Das Druckrohr
- 11
- Sockelbase
- 22
- Gehäuseringhousing ring
- 33
- Kontaktteilcontact part
- 44
- MeßdruckanschlußMeßdruckanschluß
- 55
- erste Druckkammerfirst pressure chamber
- 66
- Membranmembrane
- 77
- Ansatzapproach
- 88th
- Randbereichborder area
- 99
- Druckbodenpush back
- 1010
- zweite Druckkammersecond pressure chamber
- 1111
- Ringring
- 1212
- Kappecap
- 1313
- Abstandshalterspacer
- 1414
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 1515
- Ausnehmungrecess
- 1616
- Hall-ElementHall element
- 1717
- Halterholder
- 1818
- KontaktContact
- 1919
- Leitungmanagement
- 2020
- Kontaktstiftecontact pins
- 2121
- Durchlaßöffnungpassage opening
- 2222
- Innenrauminner space
- 2323
- Führungshülseguide sleeve
- 2424
- Druckrohrpressure pipe
- 2525
- Hülsenbohrungsleeve bore
- 2626
- Dichtringseal
- 2727
- Öffnung opening
- 2828
- Dichtmassesealant
Claims (20)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10163164A DE10163164B4 (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | pressure sensor |
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ID=7710303
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DE (1) | DE10163164B4 (en) |
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2001
- 2001-12-20 DE DE10163164A patent/DE10163164B4/en not_active Expired - Fee Related
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DE10163164A1 (en) | 2003-07-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |