DE102005060651A1 - Kombinierter Druck- und Temperatursensor - Google Patents

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Oliver Stoll
Christian Roesser
Markus Ledermann
Stefan Warth
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245Housings for sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Druck- und Temperatursensor (10) zur Erfassung von Druck und Temperatur eines Mediums. Ein Sensorkörper (14) des kombinierten Druck- und Temperatursensors (10) umfasst eine Durchgangsbohrung (24) zu einer Membran (64) und eine Bohrung (42) zur Aufnahme eines Temperaturfühlers (28). Die Membran (64) wirkt mit einem Drucksensor (72) zusammen. An einer medienseitigen Stirnseite des Sensorkörpers (14) ist eine Abdeckung (18) befestigt, in der ein Hohlraum (36) zur Aufnahme des Temperaturfühlers (28) ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Für zukünftige in Kraftfahrzeugen eingesetzte Klimaanlagen steht der Ersatz der herkömmlichen R134a Klimaanlagen durch CO2-Klimaanlagen zu erwarten, da gemäß der EU-Gesetzgebung das in Klimaanlagen bisher eingesetzte Kältemittel R134a ab dem Jahre 2016 vollständig verboten werden wird.
  • Im Gegensatz zur konventionellen Klimaanlage, die mit dem Kältemittel R134a betrieben wird, wird bei der CO2-Klimaanlage sowohl ein Druck- als auch ein Temperatursignal nach dem Verdichter der Klimaanlage für die Regelung der Klimaanlage benötigt. Die Verwendung von zwei separaten Sensoren stellt einen erheblichen Aufwand dar, da zumindest zwei Stecker, mehrere Kabelstränge vorgehalten werden müssen sowie sich abzudichtende Dichtstellen an den Schnitt- und Verbindungsstellen der einzelnen Komponenten untereinander ergeben. Daher wird angestrebt, sowohl das Druck- als auch das Temperatursignal durch eine Kombination eines Druck- und Temperatursensors zu erhalten.
  • Kombinierte Druck- und Temperatursensoren sind zum Beispiel aus EP 1 521 061 A2 , DE 101 09 095 A1 sowie aus DE 197 45 244 A1 und EP 0 863 676 A2 bekannt. Bei der Lösung gemäß DE 101 09 095 A1 wird ein Frontmembransensor mit einem aufgesetzten Messfinger eingesetzt. Diese Lösung geht jedoch mit dem Nachteil einher, dass der Frontmembransensor im Membranbereich sehr empfindlich ist und ein Schutzschirm vorzuschalten ist. Bei dieser Lösung handelt es sich um eine in Rennsportapplikationen einge setzte Lösung, deren Standzeit extrem kurz ist. Die Lösung gemäß DE 197 45 244 A1 beschreibt ein separates Gewindestück für den Temperatursensor, welches mit einem einfachen O-Ring abgedichtet ist. Der O-Ring versprödet jedoch mit längerer Betriebszeit, so dass sich Undichtigkeiten einstellen.
  • Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lösungsmöglichkeit bezieht sich auf die Verwendung des Eingangswiderstandes einer Druckmessbrücke, die an einer Membran angebracht ist, um ein Temperatursignal zu erhalten. Aufgrund des Umstandes, dass die Membran relativ weit vom Messmedium entfernt ist, ist das erhaltene Temperatursignal zu ungenau. Um gemäß dieser Lösung dennoch möglichst weit im Messmedium zu messen, wird eine komplexe Aufbau- und Verbindungstechnik eingesetzt. Ragt der Sensor in den Messkanal, so engt er aufgrund seines Querschnittes den Kanal so weit ein, dass es zu erheblichen Druckabfällen kommen kann, was die Messung des Drucksignals beeinträchtigt.
  • Die oben skizzierten, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen stellen aus den dargelegten Gründen keine befriedigenden Lösungen dar.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfaches und insbesondere großserientaugliches Konzept für einen kombinierten Druck- und Temperatursensor bereitzustellen, der sich kostengünstig herstellen lässt.
  • Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird ein kombinierter Druck- und Temperatursensor vorgeschlagen, der an seinem dem zu messenden Medium ausgesetzten Ende eine Abdeckung in Gestalt einer Frontplatte aufweist, die einen fingerförmig ausgebildeten Ansatz aufweist, in dem ein Temperaturfühler untergebracht ist. Aufgrund des Umstandes, dass die an der die Stirnseite des Sensorkörpers angebrachte Abdeckung einen fingerförmigen Ansatz aufweist, ist der von diesem Ansatz umschlossene Temperaturfühler möglichst weit in das Medium, dessen Temperatur zu messen ist, eingeführt, so dass die tatsächliche Medientemperatur zuverlässig gemessen werden kann. Bevorzugt wird die Abdeckung als Frontplatte ausgeführt, welche im Wege des Tiefziehverfahrens gefertigt ist und so die Frontplatte samt eines an dieser ausgebildeten Montagekragens und der fingerförmige Ansatz in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.
  • Die Druckdichtheit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kombinierten Druck- und Temperatursensors wird dadurch gewährleistet, dass am Sensorkörper unterhalb eines Werkzeugansatzes, der zum Beispiel als Sechskantkopf ausgebildet sein kann, ein Kegeldichtsitz ausgebildet ist. Durch den Kegelsitz kann eine relativ großflächige Druckdichtung realisiert werden, die über die Standzeit des kombinierten Druck- und Temperatursensors gesehen erheblich zuverlässiger ist als der Einsatz eines O-Rings, wie bei der Lösung gemäß DE 197 45 244 A1 .
  • An der Abdeckung für die dem Medium zuweisende Stirnseite des Sensorkörpers des kombinierten Druck- und Temperatursensors wird bevorzugt ein umlaufender Kragen ausgebildet, welcher die Montage und Zentrierung der als Frontplatte ausgebildeten Abdeckung an der Stirnseite des Sensorkörpers erleichtert. Ferner bietet der Kragen die Möglichkeit des thermischen Fügens zwischen der Abdeckung und dem Sensorkörper des kombinierten Druck- und Temperatursensors. Bevorzugt wird die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung, in welcher der fingerförmige Ansatz ausgebildet ist, der den Temperaturfühler umschließt, an einer Anlagefläche des Sensorkörpers thermisch gefügt, so zum Beispiel laserverschweißt und darüber hinaus durch eine weitere thermische Verbindung im Bereich einer Öffnung, die mit einer Durchgangsbohrung im Sensorkörper fluchtet, ebenfalls thermisch gefügt. Die Abdeckung, die an der Stirnseite des Sensorkörpers ausgebildet ist, gibt durch ihre mit der Durchgangsbohrung zur Aufnahme des Drucksignals fluchtenden Öffnung die erwähnte Durchgangsbohrung frei. Über diese wirkt der Druck des Mediums auf eine die Durchgangsbohrung begrenzende Membran, die dem Drucksensor nachgeordnet ist.
  • Der im kombinierten Druck- und Temperatursensor eingesetzte Temperaturfühler wird zur Verbesserung der Temperaturankopplung in dem fingerförmigen Ansatz in einer wärmeleitenden Vergussmasse aufgenommen. Dieses Material hat neben der Verbesserung der Temperaturankopplung die Aufgabe, den Kopf des Temperaturfühlers während der Montage zu fixieren. Der Temperaturfühler ist als ein längliches Bauteil mit geringem Durchmesser ausgebildet, an dessen einem Ende Kontakte zur Kontaktierung des Temperaturfühlers ausgebildet sind und an dessen anderem Ende sich der Sensorkopf befindet, der innerhalb des fingerförmigen Ansatzes der Abdeckung von der Vergussmasse umschlossen ist. Bei der Vergussmasse handelt es sich zum Beispiel um einen Silikonkleber, der hervorragende Wärmeleitungseigenschaften hat. Anstelle des Silikonklebers kann auch eine Wärmeleitpaste oder ein Silberleitkleber eingesetzt werden.
  • Der Temperaturfühler wird bevorzugt mit einer Kunststoffumspritzung versehen, welche der Isolation unter Justage sowie der Verbesserung der Führung des Temperaturfühlers beim Einfügen in eine im Sensorkörper ausgebildete Temperaturfühlerbohrung dient.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich das Signal des Temperaturfühlers, welcher den Sensorkörper des kombinierten Druck- und Temperatursensors durchzieht, bis zum Stecker führen. Alternativ kann das erhaltene Signal des Temperaturfühlers in einer Auswerteschaltung ausgewertet und abgeglichen werden. Gemäß dieser Alternative wird hierzu eine digitale Auswerteschaltung mit einer digitalen Schnittstelle eingesetzt. Dies bietet die Möglichkeit, auf einen Steckerpin zu verzichten und die Genauigkeit der Temperaturmessung zu erhöhen.
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik dadurch aus, dass sich ein äußerst einfacher Aufbau ergibt sowie eine kostengünstige Fertigung möglich ist, da nur wenige Bauteile verwendet werden. Insbesondere lässt sich der erfindungsgemäß vorgeschlagene kombinierte Druck- und Temperatursensor sehr leicht in Großserie fertigen. Der vorgeschlagene Temperaturfühler, der in dem erfindungsgemäßen kombinierten Druck- und Temperatursensor eingesetzt wird, arbeitet unabhängig von der Druckmessung und zeichnet sich durch eine schnelle Ansprechzeit aus.
  • Zeichnung
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
  • 1 zeigt den Aufbau des kombinierten Druck- und Temperatursensorteils,
  • 1.1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Sensorkörpers mit geschnitten dargestellter, als Frontplatte ausgeführter Abdeckung mit fingerförmigem Ansatz für den Temperaturfühler,
  • 2 zeigt einen Schnitt durch den Sensorkörper gemäß 1 mit Darstellung der Bohrungen zur Messung des Drucks und zur Aufnahme des Temperaturfühlers,
  • 3 zeigt die Stirnseite des Sensorkörpers mit Durchgangsbohrung und eingeführtem Temperaturfühler,
  • 3.1 zeigt einen Schnitt durch die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung mit einer Vergussmasse in deren fingerförmigem Ansatz,
  • 4 zeigt die Position der thermischen Fügestellen zwischen der Abdeckung und einer Anlagefläche an der unteren Stirnseite des Sensorkörpers und
  • 5 zeigt einen Schnitt durch den fertig montierten und gefügten kombinierten Druck- und Temperatursensor.
  • Ausführungsbeispiele
  • Der Darstellung gemäß 1 ist eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kombinierten Druck- und Temperatursensors zu entnehmen.
  • Ein kombinierter Druck- und Temperatursensor 10 umfasst einen Werkzeugansatz 12, der in der Darstellung gemäß 1 als 6-Kantansatz ausgebildet ist. Unterhalb des Werkzeugansatzes 12 erstreckt sich ein Sensorkörper 14, der einen Gewindeabschnitt 16 aufweist. Der Gewindeabschnitt 16 läuft in einem Gewindeauslauf 22 aus. Am unteren Ende des Sensorkörpers 14 ist eine als Frontplatte ausgebildete Abdeckung 18 aufgenommen, die einen fingerförmigen Ansatz 20 zur Aufnahme eines Temperaturfühlers aufweist. Der Druckmessteil des kombinierten Druck- und Temperatursensors 10 wird durch eine den Sensorkörper 14 durchziehende, in 1 nicht dargestellte Durchgangsbohrung 24 dargestellt (vgl. 1.1), die eine Membran 64 beaufschlagt. Die Membran 64 wird bevorzugt als Stahlmembran ausgeführt, auf der eine Metalldünnschicht-Brückenschaltung aufgebracht ist, welche die Dehnung der Membran 64 aufgrund des Druckes in der Durchgangsbohrung 24 misst.
  • 1.1 zeigt den Sensorkörper des kombinierten Druck- und Temperatursensors gemäß 1 von dessen Unterseite mit geschnitten dargestellter, als Frontplatte ausgeführter Abdeckung.
  • Unterhalb des Gewindeauslaufes 22 des Gewindeabschnittes 16 am Sensorkörper 14 befindet sich eine ringförmig ausgebildete Anlagefläche 26. Die Anlagefläche 26 erleichtert die Montage der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 an der Unterseite des Sensorkörpers 14 und zentriert diese bereits beim Aufbringen auf die Anlagefläche 26. Die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung 18 umfasst eine Öffnung 34, die mit der in Zusammenhang mit 1 bereits erwähnten Durchgangsbohrung 24 zur Druckmessung fluchtet. Der im Sensorkörper 14 verlaufende Temperaturfühler 28 weist einen Kopf 32 auf, der im Hohlraum 36 des fingerförmigen Ansatzes 20 der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 endet. Der Temperaturfühler 28 wird bevorzugt von einer Kunststoffumspritzung 30 umgeben, welche der Isolation der Kontakte des Temperaturfühlers 28 sowie der Justage und einer Führung während des Montageprozesses des Temperaturfühlers 28 im Sensorkörper 14 dient. Die Wandstärke des Bauteils 18 im Bereich des fingerförmigen Ansatzes 20 entspricht auch der sonstigen Wandstärke der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18. Das Bauteil 18 wird bevorzugt als Tiefziehbauteil gefertigt, bei welchem in einem Arbeitsgang ein Kragen sowie der erwähnte fingerförmige Ansatz 20 hergestellt werden können.
  • 2 zeigt den Sensorkörper des kombinierten Druck- und Temperatursensors im Schnitt.
  • Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass im Sensorkörper 14 des kombinierten Druck- und Temperatursensors 10 einerseits die Durchgangsbohrung 24 zur Erfassung des Druckes des strömenden Mediums ausgebildet ist und andererseits eine parallel zu dieser verlaufende Bohrung 42, in welche der Temperaturfühler 28 eingeschoben wird. Die Länge des Temperaturfühlers 28 ist durch Bezugszeichen 44 bezeichnet. Der Temperaturfühler 28 weist am medienseitigen Ende den Kopf 32 auf und an dem anderen Ende Kontakte 48, über welche das erfasste Temperatursignal abgegriffen werden kann. Der Temperaturfühler 28 ist im Wesentlichen über seine gesamte Länge – abgesehen vom Kopf 32 – von einer Kunststoffumspritzung 30 umgeben. Durch die Kunststoffumspritzung 30 wird das Einführen des Temperaturfühlers 28 in die Bohrung 42 erleichtert. Dies vereinfacht die Montage erheblich und vermeidet eine Beschädigung des Temperaturfühlers 28 bei dessen Montage im Sensorkörper 14. Der Temperaturfühler 28 wird bevorzugt als NTC-Element ausgeführt, kann jedoch auch durch ein Thermoelement oder ein Platinwiderstand dargestellt werden. Durch die Kunststoffumspritzung 30 ist sichergestellt, dass die Kontakte 48 des Temperaturfühlers 28 voneinander isoliert bleiben und exakt in der Bohrung 42 für den Temperaturfühler 28 geführt sind. In der Fertigung kann der Temperaturfühler 28 durch die gewählte Lösung problemlos und ohne weitere Justierungsmaßnahmen oder Prozessschritte in die Bohrung 42 eingeschoben werden.
  • Am Sensorkörper 14 des kombinierten Druck- und Temperatursensors 10 befindet sich an der Außenseite der bereits erwähnte Gewindeabschnitt 16, der in einem Gewindeauslauf 22 endet. Darüber hinaus weist der Sensorkörper 14 einen Kegeldichtsitz 46 auf, welcher eine Abdichtung des Sensorkörpers 14 gegen das dessen Stirnseite umströmende Medium gewährleistet. Der Kegeldichtsitz liegt hinter der Temperaturmessstelle, d.h. dem Kopf 32 des Temperaturfühlers 28. Dies bietet die Möglichkeit, dass der Sensorkörper 14 in vorteilhaf ter Weise optimal vom Medium, dessen Druck und Temperatur zu messen sind, umspült wird. Die Kegeldichtung 46 bietet darüber hinaus den Vorteil – im Vergleich zu einem konventionellen O-Ring –, dass diese eine wesentlich größere Dichtfläche bildet und die Dichtkraft durch das Anzugsmoment am Werkzeugansatz 12 auf ein exaktes Maß eingestellt werden kann.
  • 3 zeigt in perspektivischer Darstellung das medienseitige Ende des Sensorkörpers.
  • Der bereits erwähnte Gewindeabschnitt 16 läuft in dem Gewindeauslauf 22 aus. An einer Stirnseite 40 des Sensorkörpers 14 ist die Anlagefläche 26 für die als Frontplatte ausgebildete Abdeckung 18 (vgl. 3.1) ausgebildet. In der Darstellung gemäß 3 ist der von der Kunststoffumspritzung 30 umgebene Temperaturfühler 28 in die Bohrung 42 im Sensorkörper 14 eingeführt. Aus der Kunststoffumspritzung 30 ragt lediglich der Kopf 32 des Temperaturfühlers 28 heraus. 3 ist auch die im Sensorkörper 14 verlaufende Durchgangsbohrung 24 zu entnehmen.
  • 3.1 zeigt in Schnittdarstellung die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung mit dem fingerförmigen Ansatz, in den eine Wärme leitende Vergussmasse eingebracht ist.
  • Wird die in 3.1 geschnitten dargestellte, als Frontplatte ausgeführte Abdeckung 18 in Pfeilrichtung an der Anlagefläche 26 des Sensorkörpers 14 gemäß 3 montiert, so taucht der Kopf 32 des Temperaturfühlers 28 in die zuvor in den fingerförmigen Ansatz 20 eingebrachte Wärme leitende Vergussmasse 50 ein. Die Innenseite des Hohlraums 36 ist mit Bezugszeichen 52 bezeichnet.
  • Der Darstellung gemäß 3.1 ist darüber hinaus entnehmbar, dass die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung 18 eine Öffnung 34 aufweist, die zur Durchgangsbohrung 24 im Sensorkörper 14 gemäß 3 fluchtet. Darüber hinaus ist an der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 ein Kragen 54 ausgeführt. Der Kragen 54 wird an seiner Innenseite 56 an der Anlagefläche 26 im Bereich der Stirnseite des Sensorkörpers 14 zum Beispiel mittels eines thermischen Fügeverfahrens wie dem Laserschweißen gefügt. Beim Fügen der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 gemäß 3.1 am Sensorkörper 14 taucht der Kopf 32 des Temperaturfühlers 28 in den Hohlraum 36 des fingerförmigen Ansatzes 20 der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 ein. Der fingerförmige Ansatz 20, der an der als Frontplatte ausgebildeten Abdeckung 18 ausgeführt ist, lässt sich in verschiedenen Längen ausführen, um verschiedene Eintauchtiefen des Temperaturfühlers 28 in das Medium zu erzielen. Zur Verbesserung der Temperaturankopplung wird mittels der wärmeleitenden Masse 50, wie zum Beispiel Silikonkleber, ein optimaler Wärmeübergang von dem fingerförmigen Ansatz 20 über dessen Wand 38, die wärmeleitende Vergussmasse zum Kopf 32 des Temperaturfühlers 28 erreicht. Durch die frontseitige Anbauposition, die variable Eintauchtiefe, die abhängig von der Länge ist, in der der fingerförmige Ansatz 20 an Abdeckung 18 ausgebildet ist und die Nähe zum Messmedium wird eine sehr genaue und schnelle Temperaturmessung gewährleistet.
  • 4 zeigt die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung im am Sensorkörper gefügten Zustand.
  • Die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung 18 ist gemäß der Darstellung in 4 mit ihrem Kragen 54 an der Anlagefläche 26 an der Unterseite des Sensorkörpers 14 zentriert. Ein Selbstzentrieren erfolgt bereits beim Aufschieben der als Frontplatte ausgebildeten Abdeckung 18 auf die Anlagefläche 26 an der Unterseite des Sensorkörpers 14. Dabei ist gewährleistet, dass die Öffnung 34 der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 mit der Druckbohrung 24 im Sensorkörper 14 (vgl. Darstellung gemäß 3) fluchtet. Zur Herstellung einer Abdichtung zwischen der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 und der Anlagefläche 26 des Sensorkörpers 14 wird bevorzugt ein thermisches Fügeverfahren eingesetzt. Es wird eine erste Umfangsfügestelle 60 zwischen der Anlagefläche 26 und der Innenseite 56 des Kragens 54 erzeugt. Darüber hinaus wird eine zweite Abdichtstelle durch eine zweite thermische Fügestelle 62 erzeugt, die sich rings um die Öffnung 34 an der Stirnseite des Sensorkörpers 14 erstreckt. Somit ist die Temperaturmessung des Mediums, in welches der fingerförmige Ansatz 20 eintaucht, unabhängig von der über die Öffnung 34 und die Durchgangsbohrung 24 erfolgenden Druckmessung mit dem vorgeschlagenen kombinierten Druck- und Temperatursensor 10. Aus 4 geht darüber hinaus hervor, dass der Hohlraum 36 des fingerförmigen Ansatzes 20, in welchen der Kopf 32 des Temperaturfühlers 28 eintaucht, innerhalb eines Füllbereiches 58 mit der Wärme leitenden Vergussmasse 50 befüllbar ist. Je nach Applikation kann der Hohlraum 36 über den gesamten Füllbereich 58 mit der Wärme leitenden Vergussmasse 50 versehen werden, wohingegen es auch möglich ist, lediglich einen Teil des Hohlraums 36 mit einer geringeren Menge der Wärme leitenden Vergussmasse 50 zu befüllen, wie in 3.1 dargestellt.
  • Der Darstellung gemäß 5 ist ein vollständig montierter kombinierter Druck- und Temperatursensor zu entnehmen.
  • Aus der Darstellung gemäß 5 geht hervor, dass die als Frontplatte ausgeführte Abdeckung 18 an der Anlagefläche 26 des Sensorkörpers 14 gefügt ist. Die in der als Frontplatte ausgebildeten Abdeckung 18 ausgeführte Öffnung 34 fluchtet mit der Durchgangsbohrung 24 des Sensorkörpers 14, an dessen Außenseite sich der bereits erwähnte Gewindeabschnitt 16 befindet, der in den Gewindeauslauf 22 ausläuft. Zwischen dem Kragen 54 der als Frontplatte ausgeführten Abdeckung 18 und der Anlagefläche 26 des Sensorkörpers verläuft die erste thermische Fügestelle 60; die zweite thermische Fügestelle 62 verläuft um die Öffnung 34 herum, so dass der fingerförmige Ansatz 20 gegen den Druck abgedichtet ist.
  • Der Temperaturfühler 28, sei es ein NTC-Element, sei es ein Thermoelement oder ein Platinwiderstand, erstreckt sich innerhalb der Bohrung 42 des Sensorkörpers 14 und ist durch die Kunststoffumspritzung 30 in dieser justiert. Der Kopf 32 des Temperaturfühlers 28 ragt in den Hohlraum 36 des fingerförmigen Ansatzes 20 hinein, während die Kontakte 48 durch den Werkzeugansatz 12 (zum Beispiel ein 6-Kant) geführt sind und oberhalb von diesen kontaktiert werden.
  • Die Durchgangsbohrung 24 des Druckmessteils des Sensorkörpers 14 ist von einer Membran 64 begrenzt. Eine Unterseite 66 der Membran 64 wird durch den Druck beaufschlagt und demzufolge eine Oberseite 38 der Membran, bei der es sich bevorzugt um eine Stahlmembran handelt, verformt. Die bevorzugt als Stahlmembran ausgeführte Membran wan delt den Druck in eine Kraft um, welche auf einen Stößel 70 übertragen wird. Der Stößel 70 wiederum drückt auf einen Siliciumchip 72, der in einem Chipträger 74 aufgenommen ist. Der Siliciumchip 72 umfasst zum Beispiel Silicium-Piezowiderstände und in diesen kann gleichzeitig auch eine Auswerteschaltung integriert sein. Die Signale können an Kontakten 76 an der Oberseite des Chipträgers 74 abgegriffen werden und in einem Steuergerät zum Beispiel für Fahrzeugklimaanlagen weiter verarbeitet werden.

Claims (10)

  1. Kombinierter Druck- und Temperatursensor (10) mit einem Sensorkörper (14), der eine Durchgangsbohrung (24) zu einer Membran (64) und eine Bohrung (42) zur Aufnahme eines Temperaturfühlers (28) aufweist und die Membran (64) mit einem Drucksensor (72) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass an einer medienseitigen Stirnseite des Sensorkörpers (14) eine Abdeckung (18) befestigt ist, in der ein Hohlraum (36) zur Aufnahme des Temperaturfühlers (28) ausgebildet ist.
  2. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (18) als Tiefziehteil gefertigt ist, in dem ein umlaufender Kragen (54) und ein fingerförmiger Ansatz (20) ausgeformt sind.
  3. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (18) mit einer Anlagefläche (26) des Sensorkörpers (14) an einer Fügestelle mit einer ersten stoffschlüssigen Verbindung (60) gefügt ist.
  4. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (18) eine Öffnung (34) umfasst, die mit der Durchgangsbohrung (24) des Sensorkörpers (14) fluchtet.
  5. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste stoffschlüssige Verbindung (60) am Kragen (54) der Abdeckung (18) verläuft und eine zweite stoffschlüssige Verbindung (62) der Abdeckung (18) mit dem Sensorkörper (14) um eine Öffnung (34) in der Abdeckung (18) liegt.
  6. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (28) in eine in den Hohlraum (36) eingebrachte wärmeleitende Vergussmasse (50) eingebettet ist.
  7. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (28) mit einer Kunststoffumspritzung (30) versehen ist, die über die Länge (44) oder über einen Teil der Länge (44) des Temperaturfühlers (28) erstreckt.
  8. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (14) einen Kegeldichtsitz (46) aufweist, der in Wirkrichtung des Mediums gesehen, hinter dem fingerförmigen Ansatz (20) der Abdeckung (18) liegt.
  9. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (28) als NTC-Element, Thermoelement oder Platinwiderstand ausgeführt ist.
  10. Kombinierter Druck- und Temperatursensor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Vergussmasse (50) ein Silikonkleber, ein Silberleitkleber oder eine Wärmeleitpaste ist.
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