DE102004013582A1

DE102004013582A1 - Drucksensorvorrichtung mit Temperatursensor

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Publication number: DE102004013582A1
Application number: DE102004013582A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kariya Yamashita; Kyutaro Kariya Hayashi; Yukihiro Kariya Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2024-03-20
Also published as: FR2852692A1; JP3870917B2; FR2852692B1; US6813952B2; KR100534560B1; DE102004013582B4; US20040182163A1; KR20040082977A; CN1532531A; CN1252455C; JP2004279371A

Abstract

Es wird eine Drucksensorvorrichtung geschaffen, welche aufweist: einen Drucksensor (2), einen Temperatursensor (21), ein Sensorgehäuse (3) zum Aufnehmen des Drucksensors (2) und eines Kontaktstifts (11), welcher den Drucksensor (2) mit einer äußeren Schaltung elektrisch verbindet, und einen auf dem Sensorgehäuse (3) befestigten Einleitanschluss (13), welcher einen Druckeinleitkanal (16) zum Einleiten eines Messobjekts zu dem Drucksensor (2) aufweist. Der Temperatursensor (21) weist einen Temperaturfühler (17) und ein Zuleitungsdrahtpaar (19) auf und ist in dem Druckeinleitkanal (16) angeordnet. Die Zuleitungsdrähte (19) des Temperatursensors (21) sind an den Kontaktstift (11) geschweißt und werden durch den Kontaktstift (11) gehalten. Einer der Zuleitungsdrähte (19) ist U-förmig ausgebildet und in den Druckeinleitkanal (16) eingefügt, wobei der U-förmige Zuleitungsdraht derart nach innen gepresst wird, dass an dem Zuleitungsdraht eine Reaktionskraft erzeugt wird, welche den Zuleitungsdraht und den Temperaturfühler (17) äußerlich gegen eine Innenwand des Druckeinleitkanals (16) drängt. Dies führt dazu, dass der Temperatursensor (21) in der Sensorvorrichtung (1) einer kleineren Größe fest eingespannt wird und eine Vibration des Temperatursensors (21) unterdrückt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucksensorvorrichtung zur Druckerfassung eines Messobjekts und insbesondere eine Drucksensorvorrichtung mit einem Drucksensor und einem Temperatursensor, welche sowohl den Druck als auch die Temperatur des Messobjekts erfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befestigen des Temperatursensors in der Drucksensorvorrichtung.

Eine Drucksensorvorrichtung mit einem Temperatursensor, d.h., die Drucksensorvorrichtung, in welche der Temperatursensor integriert ist, wird z.B. für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs verwendet. Als Messobjekt werden von der Vorrichtung sowohl der Druck als auch die Temperatur von Ansaugluft in einem Ansaugrohr des Motors erfasst, damit die Vorrichtung ein Messsignal an eine Steuereinheit ausgibt. Die Steuereinheit berechnet ein Steuer-/Regelsignal und gibt es an einen Motor des Fahrzeugs aus, so dass dieser gesteuert/geregelt wird.

Unter Bezugnahme auf 6 wird nachstehend eine herkömmliche Drucksensorvorrichtung beschrieben. Die Drucksensorvorrichtung 1 beinhaltet ein Sensorgehäuse 3, einen Kontaktstift 11, einen Drucksensor (welcher einen Drucksensorchip 5, einen verkapselter IC 2 usw. aufweist) und einen Temperatursensor 21. Der Kontaktstift 11 ist mit einer äußeren Schaltung wie z.B. einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs verbunden. Jeder der Drucksensoren 2 und 5 als auch der Temperatursensor 21 ist jeweils mit dem Kontaktstift 11 elektrisch verbunden. Genauer gesagt ist der Temperatursensor 21 mit dem Kon taktstift 11 an einem Verbindungsabschnitt 20 durch ein Zuleitungsdrahtpaar 19 verbunden. Der Zuleitungsdraht 19 erstreckt sich von dem Verbindungsabschnitt 20 aus. Der Temperatursensor 21 ist an einem Ende des Zuleitungsdrahts 19 und der Verbindungsabschnitt 20 an dem anderen Ende des Zuleitungsdrahts 19 angeordnet. Auf diese Weise ist der Temperatursensor 21 derart in einer Temperatursensorkammer 16b angeordnet, dass der Temperatursensor 21 mittels des Verbindungsabschnitts 20 durch den Zuleitungsdraht 19 gehalten wird. Mit anderen Worten, der Temperatursensor 21 weist in der Temperatursensorkammer 16b unter Verwendung des Zuleitungsdrahts 19 als Halterung einen schwebenden Zustand auf.

An dem Sensorgehäuse 3 ist ein Einleitanschluss 13 befestigt und an einem unteren Abschnitt (ein Druckeinleitkanal 16) des Einleitanschlusses 13 ist eine Trennplatte 40 derart gebildet, dass der Druckeinleitkanal 16 in zwei Teile geteilt wird, wobei ein Teil ein Druckeinleitdurchgang 16a und der andere Teil die Temperatursensorkammer 16b ist.

Weil wie oben erwähnt nur der Verbindungsabschnitt 20 als Halterung des Temperatursensors 21 dient, schwingt der Temperatursensor 21 mit dem Verbindungsabschnitt als tragendem Punkt in dem Falle mit, wo eine Vibration auf die Sensorvorrichtung 1 ausgeübt wird. Demgemäss wird wiederholt eine Belastung auf den Verbindungsabschnitt 20 ausgeübt, so dass der Zuleitungsdraht 19 an dem Verbindungsabschnitt 20 brechen kann. Ferner können der Zuleitungsdraht 19 oder der Temperatursensor 21 derart an eine Innenwand der Temperatursensorkammer 16b schlagen, dass der Zuleitungsdraht 19 oder der Temperatursensor 21 bricht.

Um das oben erwähnte Problem zu lösen, haben Erfinder der gleichen Anmelderin, wie der dieser Erfindung eine neue Temperatur- und Drucksensorvorrichtung vorgeschlagen, welche in der am 23. Oktober 2002 eingereichten japanischen Patentanmeldung (Nr. 2002-308982) offenbart ist. Unter Bezugnahme auf 7 wird nachstehend solche eine neue Sensorvorrichtung beschrieben. In dieser in 7 gezeigten Vorrichtung ist eine vibrationsreduzierende Einrichtung 41, wie z.B. ein aus Kunstharz bestehenden Puffer, zwischen einem Zuleitungsdraht 19 und einer Innenwand eines Druckeinleitkanals 16 vorgesehen, um die auf einen Temperatursensor 21 ausgeübte Vibration zu unterdrücken. Nachteilig ist dies jedoch in der Hinsicht, dass ein unteres Ende des Druckeinleitkanals des Einleitanschlusses in zwei Teile geteilt wird, eines zum durchleiten eines Messobjekts zu einem Drucksensor und das andere zum Halten des Temperatursensors. Dies führt dazu, dass solch ein unteres Ende des Einleitanschlusses eine größere Abmessung aufweist und es schwieriger wird, eine Sensorvorrichtung auf einem Verbrennungsmotor zu befestigen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kleinere Drucksensorvorrichtung mit einen Temperatursensor, in welcher der Temperatursensor zum Unterdrücken seiner Vibration starr gehalten wird und ein verfahren zum Befestigen und Halten des Temperatursensors in der Drucksensorvorrichtung vorzusehen.

Gemäß einer Eigenschaft dieser Erfindung weist eine Drucksensorvorrichtung auf: einen Drucksensor zur Druckerfassung eines Messobjekts, einen Temperatursensor zur Temperaturerfassung des Messobjekts, ein Sensorgehäuse zum Aufnehmen des Drucksensors und eines Kontaktstifts, wobei der Kontaktstift den Drucksensor und einer äußeren Schaltung elektrisch verbindet, einen Einleitanschluss, welcher an dem Sensorgehäuse befestigt ist und einen Druckeinleitkanal zum Einleiten des Messobjekts zu dem in dem Sensorgehäuse angeordneten Drucksensor aufweist, wobei der Temperatursensor in dem Druckeinleitkanal angeordnet ist. Der Temperatursensor weist ein Zuleitungsdrahtpaar und einen Temperaturfühler auf, wobei das Zuleitungsdrahtpaar an seinem einen Ende mit dem Kontaktstift und an dem anderen Ende mit dem Temperaturfühler derart verbunden ist, dass der Temperaturfühler sowohl mit der äußeren Schaltung elektrisch verbunden als auch in dem Druckeinleitkanal mechanisch gestützt und gehalten wird. Das Zuleitungsdrahtpaar besteht aus elastischem Metall und hält den Temperaturfühler derart in einem elastisch verformten Zustand, dass eine Reaktionskraft der Zuleitungsdrähte auf die Zuleitungsdrähte und den Temperaturfühler ausgeübt wird, um den Temperaturfühler gegen eine Innenwand des Druckeinleitkanals zu drängen und zu pressen.

Dies führt dazu, dass der die Zuleitungsdrähte und den Temperaturfühler aufweisende Temperatursensor starr in der Drucksensorvorrichtung befestigt ist, und zwar an einem Kontaktpunkt zwischen dem Temperaturfühler und der Innenwand und an einem weiteren Kontaktpunkt zwischen dem Zuleitungsdraht und der Innenwand des Kanals, anders als an dem Verbindungsabschnitt, an welchem die einen Enden der Zuleitungsdrähte an den Kontaktstift geschweißt sind. Demgemäss kann in dieser Sensorvorrichtung die auf den Temperatursensor ausgeübte Vibration unterdrückt und seine Lebensdauer verbessert werden.

Weil der Temperatursensor in dem Druckeinleitkanal angeordnet ist und starr an seiner Position unter Verwendung der Reaktionskraft der Zuleitungsdrähte gehalten wird, ist es möglich, das Messobjekt durch den Druckeinleitkanal zu dem Drucksensor zu leiten. Es ist deshalb nicht erforderlich, den Druckeinleitkanal in zwei Teile zu teilen, eines zum Durchlassen des Messobjekts zu dem Drucksensor und das andere zum Halten des Temperatursensors. Demgemäss kann ein Außendurchmesser des Druckeinleitkanals kleiner gebildet werden und es wird leichter, die Sensorvorrichtung einer kleineren Größe auf einem Verbrennungsmotor zu befestigen.

In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ende des Zuleitungsdrahts U-förmig gebildet. Dieser U-förmige Abschnitt des Zuleitungsdrahts wird bei Einfügung des Temperatursensors in den Druckeinleitkanal derart elastisch verformt, dass eine durch diesen verformten U-förmigen Abschnitt erzeugte Reaktionskraft auf den Zuleitungsdraht und den Temperaturfühler ausgeübt wird, um sie äußerlich gegen die Innenwand des Kanals zu drängen. Dies führt dazu, dass eine Vibration des Temperatursensors unterdrückt wird.

Eine weitere Eigenschaft dieser Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen des Temperatursensors in der Drucksensorvorrichtung der oben erwähnten Anordnung. Die Eigenschaft dieses Befestigungsverfahrens weist folgende Schritte auf: Derartiges Ausbilden eines Endes des Zuleitungsdrahts zu einer U-Form, dass ein Abstand zwischen dem Temperaturfühler und dem gegenüberliegenden Zuleitungsdraht größer als ein Innendurchmesser des Druckeinleitkanals wird, während ein Abstand der gegenüberliegenden Abschnitte des U-förmigen Zuleitungsdrahts kleiner als der Innendurchmesser ausgebildet wird; Verbinden von Enden des Zuleitungsdrahtpaars mit dem Kontaktstift; Einfügen des Temperatursensor (der Temperaturfühler und die Zuleitungsdrähte) in den Druckeinleitkanal des Einleitanschlusses; Befestigen des Einleitanschlusses an das Sensorgehäuse, wobei bei dem Schritt des Einfügens des Temperatursensors in den Druckeinleitkanal ein Teil der Zu leitungsdrähte derart elastisch verformt wird, dass an den Zuleitungsdrähten eine Reaktionskraft erzeugt wird und der Temperaturfühler unter Verwendung dieser Reaktionskraft gegen die Innenwand des Druckeinleitkanals gedrängt wird, um dadurch den Temperatursensor starr in der Sensorvorrichtung zu halten.

Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mehr ersichtlich, welche unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wird, und in der:

1A eine schematische Querschnittsansicht einer Drucksensorvorrichtung zeigt, welche einen Drucksensor und einen Temperatursensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

1B eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht einer Drucksensorvorrichtung entlang einer Strichpunktlinie IB-IB aus 1A zeigt;

1C eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht einer Drucksensorvorrichtung entlang einer Strichpunktlinie IC-IC aus 1B zeigt;

2A eine schematische Ansicht eines Temperaturfühlers und eines Zuleitungsdrahtpaars vor der Einfügung in den Druckeinleitkanal zeigt;

2B eine schematische Ansicht des obigen Temperaturfühlers und der Zuleitungsdrähte zeigt, nachdem sie in den Druckeinleitkanal eingefügt und in dem Druckeinleitkanal befestigt worden sind;

3A bis 3C schematische Ansichten der Zuleitungsdrähte gemäss ihrer Modifikationen zeigen;

4A und 4B schematische Ansichten der Zuleitungsdrähte gemäss einer weiteren Modifikation davon zeigen, bevor die Zuleitungsdrähte in den Kanal eingefügt werden;

5A bis 5D schematische Ansichten von Verfahren zum Befestigen des Temperaturfühlers und der Zuleitungsdrähte an dem Druckeinleitkanal gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

6 eine Querschnittsansicht einer Drucksensorvorrichtung zeigt, welche zum Stand der Technik gehört; und

7 eine Querschnittsansicht einer Drucksensorvorrichtung gemäß einer neuen Temperatur- und Drucksensorvorrichtung zeigt, welche von Erfindern der gleichen Anmelderin, wie der dieser Erfindung vorgeschlagen wurde und welche in der am 23. Oktober 2002 eingereichten japanischen Patentanmeldung (Nr. 2002-308982) offenbart ist.

1 zeigt eine Drucksensorvorrichtung 1 mit einem Temperatursensor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drucksensorvorrichtung 1 erfasst z.B. sowohl Druck als auch Temperatur von Ansaugluft als Messobjekt in einem Ansaugrohr eines Fahrzeugverbrennungsmotors. Die Vorrichtung 1 beinhaltet ein Sensorgehäuse 3. In dem Sensorgehäuse 3 ist ein verkapselter IC (integrierte Schaltung) 2 als Druckerfassungselement angeordnet, welches einen Druck-Sensorchip 5 aufweist. Der umgossene IC 2 beinhaltet einen eine Konkavität aufweisenden Befestigungsabschnitt 4, in welchem der Drucksensorchip 5 befestigt ist. Der Drucksensorchip 5 erfasst den Druck des Messobjekts. Der umgossene IC 2 beinhaltet ferner einen Signalprozessor-IC 6 und einen IC-Träger 7.

Der Signalprozessor-IC 6 verstärkt ein von dem Drucksensorchip 5 ausgegebenes Messsignal. Der IC-Träger 7 gibt ein verstärktes Messsignal des Signalprozessor-ICs 6 aus. Der Signalprozessor-IC 6 und der IC-Träger 7 sind derart mit einem Gussharz 8 wie z.B. einem Epoxidharzmaterial umgossen, dass sowohl der Signalprozessor-IC 6 als auch der IC-Träger 7 geschützt sind. Ruf diese Weise wird der umgossene IC 2 gebildet und umgossen.

Das Sensorgehäuse 3 besteht aus hitzebeständigen Harz wie z.B. Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyphenylensulfid (PPS). Ein schützendes Element (nicht gezeigt) bedeckt den Befestigungsabschnitt 4 derart, dass der Drucksensorchip 5 durch das schützende Element geschützt ist. Deshalb kann der Drucksensorchip 5 mit einer ausgezeichneten Leistung betrieben werden.

Eine druckempfangende Oberfläche des Drucksensorchips 5 liegt einem Öffnungsabschnitt des Befestigungsabschnitts 4 derart gegenüber, dass der Druck auf die druckempfangende Oberfläche ausgeübt wird. Der Drucksensorchip 5 und der IC-Träger 7 sind über einen Draht 9 wie z.B. einen Golddraht durch ein Drahtbondverfahren elektrisch miteinander verbunden. Der Drucksensorchip 5 beinhaltet eine aus Einkristallsilizium bestehende Membran und eine Vielzahl von auf der Membran angeordneten Diffusionswiderständen. Die Diffusionswiderstände sind über eine Brückenschaltung miteinander verbunden. Der Drucksensorchip 5 ist z.B. an einem Sockel 10 mittels eines Glasbondverfahrens oder dergleichen befestigt. Der aus Glas bestehende Sockel 10 ist ebenso an eine Bodenoberfläche des Befestigungsabschnitts 4 unter Verwendung von Siliziumharz oder dergleichen befestigt.

Der IC-Träger 7 ist mit einem Kontaktstift 11 elektrisch verbunden, welcher mit einer äußeren Schaltung (nicht gezeigt) wie z.B. einer ECU des Fahrzeugs verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt zwischen dem IC-Träger 7 und dem Kontaktstift 11 ist mit einem Vergusselement 12 versiegelt, welches aus Fluorvergussmasse, einem Polyamid, einem Epoxidharz und dergleichen besteht. Vorzugsweise besteht das Vergusselement 12 aus einem eine hohe chemische Beständigkeit aufweisenden Fluorharz.

Ein Einleitanschluss 13 ist durch ein Klebemittel 15 derart auf dem Sensorgehäuse 3 befestigt, dass sich eine Druckkammer 14 zwischen dem Sensorgehäuse 3 und dem Einleitanschluss 13 bildet. Der Einleitanschluss 13 besteht aus einem eine hohe chemische Beständigkeit aufweisenden Harzmaterial wie z.B. PBT oder PPS. Das Klebemittel 15 weist eine hohe Elastizität und eine hohe chemische Beständigkeit wie z.B. hartes Epoxidharz und dergleichen auf.

Der Einleitanschluss 13 erstreckt sich zu der gegenüberliegenden Außenseite des Sensorgehäuses 3. Ein Druckeinleitkanal 16 ist innerhalb des Einleitanschlusses 13 angeordnet. Der Druckeinleitkanal 16 führt derart von dem herausgestreckten Ende des Einleitanschlusses 13 zu der Druckkammer 14, dass das Messobjekt an die Druck empfangende Oberfläche des Drucksensorchips 5 eingeleitet wird. In diesem Druckeinleitkanal 16 ist ein Temperaturfühler 17 angeordnet, welcher z.B. aus einem zylindrischen NTC-Widerstand besteht.

Ein O-Ring 18 ist außerhalb des Einleitanschlusses 13 angeordnet. Die Drucksensorvorrichtung 1 ist an einem Befestigungsabschnitt eines Verbrennungsmotors des Fahr zeugs (nicht gezeigt) durch den O-Ring 18 luftdicht befestigt.

Der Temperaturfühler 17 besteht aus einem metallischen Material wie z. B. Co, Mn und Ni und ist mit einem Zuleitungsdrahtpaar 19a und 19b verbunden, welches aus Ni, Cu, Cu-Ni-Legierung usw. besteht. Die weiteren (offenen) Enden der Zuleitungsdrähte 19a und 19b sind unter Verwendung eines Schweißverfahrens mit dem Kontaktstift 11 an einem Verbindungsabschnitt 20 befestigt. Der Kontaktstift 11 wird mittels eines Verfahrens, das man Insert-Molding nennt, in dem Sensorgehäuse 3 angeordnet. Ein Temperatursensor 21 besteht aus dem Temperaturfühler 17 und den Zuleitungsdrähten 19, wobei der Temperaturfühler 17 und der Zuleitungsdraht 19b jeweils gegen eine Innenwand des Druckeinleitkanals 16 gepresst werden, wie es in 1B und 1C gezeigt ist.

Wenn ein Druck auf die Drucksensorvorrichtung 1 in Richtung eines in 1A gezeigten Pfeils ausgeübt wird, wird das Messobjekt in die druckempfangende Oberfläche des Drucksensorchips 5 in dem Sensorgehäuse 3 eingeleitet, und zwar durch den Druckeinleitkanal 16 des Einleitanschlusses 13. Eine Membran des Drucksensorchips 5 wird proportional dem Druck des Messobjekts verformt. Ein Wert eines Diffusionswiderstands (nicht gezeigt) des Drucksensorchips 5 ändert sich proportional der Verformung der Membran. Diese Wertänderung wird durch eine Brückenschaltung gemessen, damit diese eine Signalspannung ausgibt. Die Signalspannung wird dann von dem Signalprozessor-IC 6 verstärkt und an die äußere Schaltung durch den IC-Träger 7 und den Kontaktstift 11 ausgegeben. Die Temperatur des Messobjekts wird durch den Temperatursensor 21 erfasst, welcher in dem Druckeinleitkanal 16 angeordnet ist. Es wird ebenso ein Temperatursignal an die äußere Schaltung durch des Kontaktstifts 11 ausgegeben.

Wie oben erwähnt, besteht der Temperatursensor 21 aus dem Temperaturfühler 17 und dem Zuleitungsdrahtpaar 19a und 19b, wie es detaillierter in 2A und 2B gezeigt ist. Es wird nun ein Verfahren zum Befestigen des Temperatursensors 21 in der Sensorvorrichtung 1 beschrieben. Bevor der Temperatursensor 21 in den Druckeinleitkanal 16 eingefügt wird, wird zuerst ein unteres Ende des Zuleitungsdrahts 19b derart U-förmig ausgebildet, dass ein Abstand D1 zwischen dem Zuleitungsdraht 19b und einer Seitenoberfläche des Temperaturfühlers 17 größer als ein Abstand D3 der gegenüberliegenden Innenoberflächen des Druckeinleitkanals 16 (d.h. der Innendurchmesser des zylindrischen Kanals 16) wird, während ein Abstand D2 zwischen den gegenüberliegenden Abschnitten des U-förmigen Zuleitungsdrahts 19b kleiner oder gleich dem Innendurchmesser D3 ausgebildet wird. Dann werden die oberen (offenen) Enden der Zuleitungsdrähte 19a und 19b mit dem Kontaktstift 11 an dem Verbindungsabschnitt 20 mittels Schweißen oder dergleichen verbunden.

Als nächstes wird der Einleitanschluss 13 an dem Sensorgehäuse 3 befestigt, wobei der Temperatursensor 21 in den Druckeinleitkanal 16 des Einleitanschlusses 13 eingefügt ist, genauer gesagt, der U-förmige Zuleitungsdraht 19b und der Temperaturfühler 17 sind in den Kanal 16 zusammen mit dem Zuleitungsdraht 19a eingefügt.

Weil der Abstand D2 zwischen den gegenüberliegenden Abschnitten kleiner als der Innendurchmesser D3 des Kanals 16 ist, kann bei dieser Einfügung des Temperatursensors 21 in den Kanal 16 das U-förmige Ende des Zuleitungsdrahts 19b reibungslos in den Kanal 16 eingefügt werden. Wenn der Temperatursensor 21 weiter in den Kanal 16 eingefügt wird, wird folglich ein Ende des Temperaturfühlers 17 in Kontakt mit einem Wandende 16a des Kanals 16 sein. Wird der Temperatursensor 21 weiter in den Kanal 16 eingefügt, wird der U-förmige Zuleitungsdraht 19b elastisch verformt, und zwar werden der Temperaturfühler 17 und der gegenüberliegende Abschnitt des Zuleitungsdrahts 19b nach innen gepresst, so dass sowohl der Temperaturfühler 17 als auch der Zuleitungsdraht 19b weiter in den Kanal eingefügt werden, in welchem der elastisch verformte Zuleitungsdraht 19b und der Temperaturfühler 17 in Kontakt mit der Innenwand des Kanals 16 gehalten werden. Gemäß obiger Beschreibung wird der Temperatursensor 21 in den Kanal eingefügt und an einer erwünschten Position gehalten.

Wie bereits oben erwähnt, wird der Abstand D1 zwischen dem Zuleitungsdraht 19b und dem Temperaturfühler 17 derart gebildet, dass er vor der Einfügung in den Kanal 16 größer als der Innendurchmesser D3 des Kanals 16. Dementsprechend wird der obige Abstand zu dem Abstand D3 bei einer Bedingung reduziert, bei der Temperatursensor 21 derart in den Kanal 16 eingefügt und derart in dem Kanal 16 gehalten wird, dass eine Reaktionskraft an dem U-förmigen Abschnitt des Zuleitungsdrahts 19b erzeugt wird, um den Temperaturfühler 17 und den gegenüberliegenden Abschnitt des Zuleitungsdrahts 19b äußerlich gegen die Innenwand des Kanals 16 zu drängen. Dies führt dazu, dass der Zuleitungsdraht 19b und der Temperaturfühler 17 derart äußerlich gegen die Innenwand des Kanals 16 gepresst werden, dass der Temperatursensor 21 starr in dem Kanal 16 befestigt ist.

Des weiteren kann eine Vibration des Temperatursensors 21 unterdrückt werden, weil der Temperatursensor in der Sensorvorrichtung 1 an zusätzlichen Kontaktpunkten zu dem Verbindungsabschnitt 20 gehalten wird.

Weil es nicht erforderlich ist, einen Puffer zum Schützen oder zum Unterdrücken der Vibration des Temperatursensors vorzusehen, kann ferner ein Durchtritt für das Messobjekt in dem Druckeinleitkanal 16 verglichen mit einer Drucksensorvorrichtung, in welcher zwei Durchtritte wie in 7 vorgesehen sind, größer gebildet werden, oder demgegenüber kann der Außendurchmesser des Kanals 16 kleiner gebildet werden, selbst wenn der Temperatursensor in dem Durchtritt des Kanals 16 angeordnet wird. Dies macht es möglich, dass die Sensorvorrichtung 1 flexibler aufgebaut werden kann, um diese an dem Verbrennungsmotor zu befestigen, oder dass ein Schritt zum Befestigen der Sensorvorrichtung an dem Motor erleichtert werden kann.

In der obigen Ausführungsform wird der zylindrische Temperaturfühler 17 verwendet. Der Temperatursensor 21 wird unter Verwendung der Reaktionskraft des Zuleitungsdrahts 19b starr in der Sensorvorrichtung befestigt, wobei die Reaktionskraft den Zuleitungsdraht 19b und den Temperaturfühler 17 äußerlich gegen die Innenwand des Druckeinleitkanals 16 drängt. Eine Konfiguration des Temperaturfühlers 17 soll nicht als auf die Form des Zylinders beschränkt gelten und beide der Zuleitungsdrähte 19a und 19b können derart angeordnet werden, dass beide von ihnen in Kontakt mit der Innenwand des Druckeinleitkanals 16 gehalten werden.

Des Weiteren wird in der obigen Ausführungsform der U-förmige Zuleitungsdraht 19b beschrieben. Die Zuleitungsdrähte 19 sollen jedoch nicht als auf diese U-Form beschränkt gelten. Es sind alle sonstigen Formen der Zuleitungsdrähte derart möglich, dass irgendein Abschnitt des Zuleitungsdrahts/der Zuleitungsdrähte und/oder der Temperaturfühler durch die Reaktionskraft gegen die Innenwand des Kanals gepresst werden. Wie in 3A gezeigt, können z.B. die oberen Abschnitte 19c und 19d der Zuleitungsdrähte äußerlich gebogen sein oder sie sind, wie in 3B gezeigt, äußerlich herausgestreckt oder ferner, wie in 3C gezeigt, mäanderförmig gebildet. Wenn die Abschnitte der Zuleitungsdrähte teilweise gebogen sind, wie in den 3A, 3B oder 3C gezeigt, kann ferner ein durch die elastische Verformung der Drähte 19 an dem Verbindungsabschnitt 20 entstehender Druck bei der Einfügung des Temperatursensors 21 in den Druckeinleitkanal 16 entlastet werden.

In den obigen Änderungen der in den 3A bis 3C gezeigten Zuleitungsdrähte wird ein Abstand D1 zwischen Kontaktpunkten, an welchen die Zuleitungsdrähte bei Einfügung des Temperatursensor die Innenwand des Druckeinleitkanals 16 kontaktieren, zwischen den Zuleitungsdrähten 19c und 19d in einer Änderung gemäß 3A, zwischen den äußerlich herausgestreckten Abschnitten 19e und 19f in einer weiteren Änderung gemäß 3B und zwischen den äußerlich herausgestreckten Abschnitten 19g und 19h in einer weiteren Änderung gemäß 3C gebildet.

In den obigen Änderungen der Zuleitungsdrähte ist ein Abstand D2 der gegenüberliegenden Abschnitte des Zuleitungsdrahts an seinem unteren Ende kleiner als der Innendurchmesser D3 des Druckeinleitkanals 16. Es ist jedoch ebenso möglich, den Zuleitungsdraht derart zu bilden, dass der Abstand D2 größer als der Innendurchmesser D3 des Kanals wird. Bei dieser Änderung des Zuleitungsdrahts werden die gegenüberliegenden Abschnitte des Zuleitungsdrahts 19j, wie in der 4A und der 4B gezeigt, derart nach innen gepresst, dass der Abstand D2 kleiner (der Abstand D4) als der Innendurchmesser D3 des Kanals wird, und zwar vor einem Befestigungsschritt, bei dem der Temperatursensor (der Temperaturfühler 17 und die Zuleitungsdrähte 19) in den Kanal 16 eingefügt werden. Dies führt dazu, dass das nach innen gepresste Ende des Zulei tungsdrahts 19j reibungslos in den Kanal 16 eingefügt werden kann.

Weitere Ausführungsformen dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 5A bis 5D beschrieben.

5A zeigt eine Querschnittsansicht des Druckeinleitkanals 16, den Zuleitungsdraht 19b und den Temperaturfühler 17. In dieser Ausführungsform sind Konkavitäten 30a und 30b in der Innenwand des Kanals 16 derart vorgesehen, dass der Zuleitungsdraht 19b und der Temperaturfühler 17 (als auch der Zuleitungsdraht 19a) jeweils teilweise in diesen Konkavitäten 30a und 30b eingebettet sind. Die Konkavitäten 30a und 30b können z.B. leicht gebildet werden, wenn der Einleitanschluss 13 aus Harz geformt wird, in welchem Scheiben für solch eine Harzformung derart geformt sind, dass die Konkavitäten 30a und 30b gebildet werden.

Diese Konkavitäten 30a und 30b aus 5A werden entlang von Linien gebildet, an denen der Temperatursensor entlang in den Kanal 16 eingefügt wird. Die Konkavität 30a kann jedoch derart gebildet sein, dass der Temperaturfühler 17 teilweise eingebettet ist, wie in 5B gezeigt, wo der Temperaturfühler 17 teilweise in eine in der Innenwand des Kanals vorgesehene Konkavität 30c eingebettet ist, während der Zuleitungsdraht 19a nahe der Innenwand angeordnet ist. Gemäss dieser Ausführungsform wird der Temperaturfühler 17 in der Sensorvorrichtung zudem starr gehalten, weil die Vibration des Temperaturfühlers 17 ebenso in Längsrichtung unterdrückt wird. Natürlich kann eine weitere Konkavität (nicht gezeigt) in der Innenwand des Kanals in der in 5B gezeigten Ausführungsform derart gebildet werden, dass der Zuleitungsdraht 19a ebenso teilweise in solch einer Konkavität eingebettet ist.

Gemäss der oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Kontaktbereiche der Zuleitungsdrähte und des Temperaturfühlers bezüglich der Innenwand des Druckeinleitkanals 16 größer als bei der ersten Ausführungsform gebildet und deshalb kann die Vibration des Sensors 21 weiter unterdrückt werden. Zusätzlich kann der Durchtritt verbreitert werden, durch welchen das Messobjekt durchgeleitet wird oder demgegenüber kann der Außendurchmesser des Einleitanschlusses 13, d.h. der Kanal 16, kleiner gebildet werden, weil der Zuleitungsdraht/die Zuleitungsdrähte und der Temperaturfühler teilweise in der Innenwand des Druckeinleitkanals 16 eingebettet sind. Gemäss weiterer in den 5C und 5D gezeigten Ausführungsformen kann ein Konvexitätspaar 31 an der Innenwand des Kanals 16 derart gebildet werden, dass sowohl beide Seiten als auch ein unteres Ende des Temperaturfühlers 17 in Kontakt mit den Konvexitäten 31 kommen, was ebenso die Unterdrückung der Vibration verbessert. Ferner können weitere Konvexitäten (nicht gezeigt) an der Innenwand des Kanals derart gebildet werden, dass eine derartige Längsrille gebildet wird, dass der Zuleitungsdraht 19b durch diese Rille gehalten werden kann.

Eine Kombination aus den obigen Konkavitäten 30 und den Vorsprüngen 31 ist ebenso möglich. In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind der Zuleitungsdraht/die Zuleitungsdrähte und der Temperaturfühler teilweise in Kontakt mit der Innenwand des Druckeinleitkanals. Es ist jedoch ferner möglich, dass der Zuleitungsdraht/die Zuleitungsdrähte und/oder der Temperaturfühler durch befestigende Materialien, wie z.B. Epoxidkleber, fluoriertem Kleber usw., zusätzlich durch die Innenwand des Kanals befestigt und gehalten werden können. Wie bereits beschrieben, werden die Zuleitungsdrähte und der Temperaturfühler äußerlich gegen die Innenwand des Kanals gedrängt, wodurch die Befestigung leicht durchgeführt werden kann, wenn die Zuleitungsdrähte und der Temperaturfühler an der Innenwand des Kanals unter Verwendung des Klebemittels befestigt werden.

In den obigen Ausführungsformen ist des Weiteren der Temperaturfühler in dem Druckeinleitkanal angeordnet. Ein Temperaturfühlerkanal kann jedoch derart unabhängig in dem Einleitanschluss 13 vorgesehen werden, dass der Temperaturfühler in solch einem Kanal unabhängig von dem Druckeinleitkanal angeordnet werden kann.

Es sind wie oben viele weitere Ausführungsformen und Änderungen möglich und deshalb soll die vorliegende Erfindung nicht als auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt verstanden werden. Solche Änderungen und Modifikationen sollen als mit in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einbezogen verstanden werden, so wie er durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.

Vorstehend wurde eine Drucksensorvorrichtung mit einem Temperatursensor offenbart.

Es wird eine Drucksensorvorrichtung geschaffen, welche aufweist: einen Drucksensor 2, einen Temperatursensor 21, ein Sensorgehäuse 3 zum Aufnehmen des Drucksensors 2 und eines Kontaktstifts 11, welcher den Drucksensor 2 mit einer äußeren Schaltung elektrisch verbindet und einen auf dem Sensorgehäuse 3 befestigter Einleitanschluss 13, welcher einen Druckeinleitkanal 16 zum Einleiten eines Messobjekts zu dem Drucksensors 2 aufweist. Der Temperatursensor 21 weist einen Temperaturfühler 17 und ein Zuleitungsdrahtpaar 19 auf und ist in dem Druckeinleitkanal 16 angeordnet. Die Zuleitungsdrähte 19 des Temperatursensors 21 sind an den Kontaktstift 11 geschweißt und werden durch den Kontaktstift 11 gehalten. Einer der Zuleitungsdrähte 19 ist U-förmig ausgebildet und in den Druckein leitkanal 16 eingefügt, wobei der U-förmige Zuleitungsdraht derart nach innen gepresst wird, dass an dem Zuleitungsdraht eine Reaktionskraft erzeugt wird, welche den Zuleitungsdraht und den Temperaturfühler 17 äußerlich gegen eine Innenwand des Druckeinleitkanals 16 drängt. Dies führt dazu, dass der Temperatursensor 21 in der Sensorvorrichtung 1 einer kleineren Größe fest eingespannt wird und eine Vibration des Temperatursensors 21 unterdrückt werden kann.

Claims

Drucksensorvorrichtung, welche aufweist: einen Drucksensor (2) zur Druckerfassung eines Messobjekts; einen Temperatursensor (21) zur Temperaturerfassung des Messobjekts; ein Sensorgehäuse (3) zum Aufnehmen eines Kontaktstifts (11) und des Drucksensors (2), wobei der Kontaktstift (11) den Drucksensor (2) und eine äußere Schaltung elektrisch verbindet; und einen auf dem Sensorgehäuse (3) befestigten Einleitanschluss (13), welcher einen Druckeinleitkanal (16) zum Einleiten des Messobjekts zu dem in dem Sensorgehäuse (3) angeordneten Drucksensor (2) aufweist, wobei der Temperatursensor (21) einen Temperaturfühler (17) und ein Zuleitungsdrahtpaar (19) aufweist, der Temperatursensor (21) in dem Druckeinleitkanal (16) angeordnet ist, das elastisch verformbare Zuleitungsdrahtpaar (19) den Temperaturfühler (17) mit dem Kontaktstift (11) elektrisch verbindet, und wenigstens einer der Zuleitungsdrähte (19) elastisch verformt ist und derart in dem Druckeinleitkanal (16) gehalten wird, dass eine an dem Zuleitungsdraht (19) erzeugte Reaktionskraft derart auf den Temperaturfühler (17) ausgeübt wird, dass dieser gegen eine Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gedrängt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Reaktionskraft erzeugende Zuleitungsdraht (19) derart U-förmig gebildet ist, dass dieser Zuleitungsdraht und der Temperaturfühler (17) äußerlich gegen die gegenüberliegende Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gedrängt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Konkavität (30a, 30c) derart an der Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gebildet ist, dass der Temperaturfühler (17) wenigstens teilweise in der Konkavität (30a, 30c) eingebettet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Konkavität (30b) derart an der Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gebildet ist, dass der die Reaktionskraft erzeugende Zuleitungsdraht (19b) wenigstens teilweise in der Konkavität (30b) eingebettet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Konvexitätspaar (31) derart an der Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gebildet ist, dass wenigstens einer der Zuleitungsdrähte (19) und der Temperaturfühler (17) zwischen den Konvexitäten (31) angeordnet sind und fest durch die Konvexitäten gehalten werden.
Verfahren zum Befestigen eines Temperaturfühlers in einer Drucksensorvorrichtung, welche aufweist: einen Drucksensor (2) zur Druckerfassung eines Messobjekts; einen Temperatursensor (21) zur Temperaturerfassung des Messobjekts; ein Sensorgehäuse (3) zum Aufnehmen eines Kontaktstifts (11) und des Drucksensors (2), wobei der Kontaktstift (11) den Drucksensor (2) und eine äußere Schaltung elektrisch verbindet; und einen auf dem Sensorgehäuse (3) befestigten Einleitanschluss (13), welcher einen Druckeinleitkanal (16) zum Einleiten des Messobjekts zu dem in dem Sensorgehäuse (3) angeordneten Drucksensor (2) aufweist, wobei der Temperatursensor (21) einen Temperaturfühler (17) und ein Zuleitungsdrahtpaar (19) aufweist, der Temperatursensor (21) in dem Druckeinleitkanal (16) angeordnet ist, das elastisch verformbare Zuleitungsdrahtpaar (19) den Temperaturfühler (17) mit dem Kontaktstift (11) elektrisch verbindet, und das Verfahren folgende Schritte aufweist: Derartiges Biegen des Zuleitungsdrahtpaars, dass ein Abstand (D1) zwischen dem Temperaturfühler (17) und einem gegenüberliegenden Abschnitt des Zuleitungsdrahts (19) größer als ein Innendurchmesser (D3) des Druckeinleitkanals (16) wird, während ein Abstand (D2) gegenüberliegender Abschnitte des Zuleitungsdrahts (19) an dem unteren Ende des Temperatursensors (21) kleiner als der Innendurchmesser (D3) des Druckeinleitkanals (16) wird; Verbinden offener Enden der Zuleitungsdrähte (19) mit dem Kontaktstift (11); Einfügen des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16) des Einleitanschlusses (13); und Befestigen des Einleitanschlusses (13) an dem Sensorgehäuse (3), wobei bei dem Schritt des Einfügens des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16) der Zuleitungsdraht (19) derart elastisch verformt wird, dass an dem Zuleitungsdraht (19) eine Reaktionskraft erzeugt wird und der Temperaturfühler (17) gegen die Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gedrängt wird.
Verfahren zum Befestigen eines Temperaturfühlers in einer Drucksensorvorrichtung, welche aufweist: einen Drucksensor (2) zur Druckerfassung eines Messobjekts; einen Temperatursensor (21) zur Temperaturerfassung des Messobjekts; ein Sensorgehäuse (3) zum Aufnehmen eines Kontaktstifts (11) und des Drucksensors (2), wobei der Kontaktstift (11) den Drucksensor (2) und eine äußere Schaltung elektrisch verbindet; und einen auf dem Sensorgehäuse (3) befestigten Einleitanschluss (13), welcher einen Druckeinleitkanal (16) zum Einleiten des Messobjekts zu dem in dem Sensorgehäuse (3) angeordneten Drucksensor (2) aufweist, wobei der Temperatursensor (21) einen Temperaturfühler (17) und ein Zuleitungsdrahtpaar (19) aufweist, der Temperatursensor (21) in dem Druckeinleitkanal (16) angeordnet ist, das elastisch verformbare Zuleitungsdrahtpaar (19) den Temperaturfühler (17) mit dem Kontaktstift (11) elektrisch verbindet, und das Verfahren folgende Schritte aufweist: Derartiges Biegen des Zuleitungsdrahtpaars (19), dass ein Abstand (D1) zwischen gegenüberliegenden Abschnitten der Zuleitungsdrähte (19) größer als ein Innendurchmesser (D3) des Druckeinleitkanals (16) wird, während ein Abstand (D2) gegenüberliegender Abschnitte des Zuleitungsdrahts (19) an dem unteren Ende des Temperatursensors (17) kleiner als der Innendurchmesser (D3) des Druckeinleitkanals (16) wird; Verbinden offener Enden der Zuleitungsdrähte (19) mit dem Kontaktstift (11); Einfügen des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16) des Einleitanschlusses (13); und Befestigen des Einleitanschlusses (13) an dem Sensorgehäuse (3), wobei bei dem Schritt des Einfügens des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16) der Zuleitungsdraht (19) derartig elastisch verformt wird, dass an dem Zuleitungsdraht (19) eine Reaktionskraft erzeugt wird und der Temperaturfühler (17) gegen die Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gedrängt wird.
Verfahren zum Befestigen eines Temperaturfühlers in einer Drucksensorvorrichtung, welche aufweist: einen Drucksensor (2) zur Druckerfassung eines Messobjekts; einen Temperatursensor (21) zur Temperaturerfassung des Messobjekts; ein Sensorgehäuse (3) zum Aufnehmen eines Kontaktstifts (11) und des Drucksensors (2), wobei der Kontaktstift (11) den Drucksensor (2) und eine äußere Schaltung elektrisch verbindet; und einen auf dem Sensorgehäuse (3) befestigten Einleitanschluss (13), welcher einen Druckeinleitkanal (16) zum Einleiten des Messobjekts zu dem in dem Sensorgehäuse (3) angeordneten Drucksensor (2) aufweist, wobei der Temperatursensor (21) einen Temperaturfühler (17) und ein Zuleitungsdrahtpaar (19) aufweist, der Temperatursensor (21) in dem Druckeinleitkanal (16) angeordnet ist, das elastisch verformbare Zuleitungsdrahtpaar (19) den Temperaturfühler (17) mit dem Kontaktstift (11) elektrisch verbindet, und das Verfahren folgende Schritte aufweist: Derartiges Biegen des Zuleitungsdrahtpaars (19), dass ein Abstand (D1) gegenüberliegender Abschnitte des Zuleitungsdrahts (19) an dem unteren Ende des Temperatursensors (21) größer als der Innendurchmesser (D3) des Druckeinleitkanals (16) wird; Verbinden offener Enden der Zuleitungsdrähte (19) mit dem Kontaktstift (11); derartiges nach innen Pressen der gegenüberliegenden Abschnitte des Zuleitungsdrahts (19), dass solche gepressten gegenüberliegenden Abschnitte elastisch verformt werden und ein Abstand (D2) solcher gegenüberliegenden Abschnitte kleiner als der Innendurchmesser (D3) des Druckeinleitkanals (16) wird; Einfügen des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16) des Einleitanschlusses (13); und Befestigen des Einleitanschlusses (13) an dem Sensorgehäuse (3), wobei bei dem Schritt des Pressens der gegenüberliegenden Abschnitte des Zuleitungsdrahts (19) der Zuleitungsdraht (19) derart elastisch verformt wird, dass an dem Zuleitungsdraht (19) eine Reaktionskraft erzeugt wird und der Temperaturfühler (17) gegen die Innenwand des Druckeinleitkanals (16) gedrängt wird, nachdem der Temperatursensor (17) in die Drucksensorvorrichtung eingefügt und in der Drucksensorvorrichtung befestigt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Biegens wenigstens eines der Zuleitungsdrähte (19), der Zuleitungsdraht (19) derart gebogen wird, dass er U-förmig wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt aufweist: Derartiges Bilden einer Konkavität (30a) an der Innenwand des Druckeinleitkanals (16), vor dem Schritt des Einfügens des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16), dass der Temperaturfühler (17) wenigstens teilweise in der Konkavität (30a) eingebettet ist, nachdem der Temperatursensor (21) in den Druckeinleitkanal (16) eingefügt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt aufweist: Derartiges Bilden einer Konkavität (30b) an der Innenwand des Druckeinleitkanals (16), vor dem Schritt des Einfügens des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16), dass der die Reaktionskraft erzeugende Zuleitungsdraht (19) wenigstens teilweise in der Konkavität (30b) eingebettet ist, nachdem der Temperatursensor (21) in den Druckeinleitkanal (16) eingefügt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt aufweist: Derartiges Bilden eines Konvexitätspaars (31) an der Innenwand des Druckeinleitkanals (16), vor dem Schritt des Einfügens des Temperatursensors (21) in den Druckeinleitkanal (16), dass wenigstens einer der Zuleitungsdrähte (19) und der Temperaturfühler (17) zwischen den Konvexitäten (31) angeordnet werden.