DE102005060652A1 - Kombiniertes Druck-Temperaturmessmodul - Google Patents

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Oliver Stoll
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul (10) zur Messung des Druckes oder des Druckes und der Temperatur eines Mediums (80). Eine Membran (18) ist durch das Medium (80) beaufschlagt und wirkt mit einem in einem Gehäuse (12) aufgenommenen Drucksensor (68) zusammen. Die Membran (18) wandelt den Druck des Mediums (80) in eine Kraft um, die mittels eines Übertragungselementes (52) an den Drucksensor (68) übertragen wird, und weist in einem zentralen Bereich (40) einen Hohlraum (44) zur Aufnahme eines Temperaturfühlers (46) auf.

Description

  • Stand der Technik
  • Für zukünftig beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzte Klimaanlagen steht zu erwarten, dass das bisher eingesetzte Kältemittel R134a aufgrund der EU-Gesetzgebung bis zum Jahre 2016 vollständig verboten werden wird. Daher stehen für zukünftige Klimaanlagen- und Klimagerätegenerationen solche Anlagen zu erwarten, die mit CO2 betrieben werden. Im Gegensatz zu konventionellen, noch mit R134a betriebenen Klimaanlagen werden bei CO2-betriebenen Klimaanlagen sowohl ein Druck- als auch ein Temperatursignal nach dem in der Klimaanlage vorgesehenen Verdichter für das Kältemittel für die Regelung benötigt. Daher wird zur Erfassung sowohl des Druckes als auch der Temperatur des Mediums, d. h. CO2, ein kombinierter Druck- und Temperatursensor eingesetzt.
  • Aus DE 101 09 095 A1 ist ein Kombinationssensor bekannt, der einen Drucksensor umfasst mit einem Gehäuse, wobei der Drucksensor mittels eines Schutzschirms geschützt ist. Der Drucksensor ist mit einem Temperatursensor kombiniert, wobei der Drucksensor als Frontmembransensor ausgebildet ist und der Temperatursensor fingerförmig auf den Schutzschirm aufgesetzt ist.
  • DE 102 32 315 A1 bezieht sich auf einen kombinierten Temperatur- und Druckfühler und ein Verfahren zur Ermittlung von physikalischen Kenngrößen. Es wird ein kombinierter Temperatur- und Druckfühler für fluidische Systeme offenbart, bei dem in einem gemeinsamen Grundkörper mindestens ein Kanal angeordnet ist und der Grundkörper druckdicht in einer Öffnung einer Wand befestigt ist. In dem im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Grundkörper ist zentrisch ein durchgehender Druckmesskanal angeordnet, wobei im Grundkörper etwa parallel zu dem Druckmesskanal mindestens ein Temperaturmesskanal exzentrisch verläuft. Die druckdichte Befestigung des Grundkörpers in der Öffnung der Wand ist lösbar, wobei der der Wand abgewandte Endbereich des Druckmesskanals in einer hülsenförmigen Verlängerung des Grundkörpers verläuft und weiter von der Wandung entfernt ist als das der Wandung abgewandte Ende des Temperaturmesskanals. An dem der Wandung abgewandten Ende der Verlängerung ist ein Drucksensor mit einer Membran angeordnet.
  • Die skizzierten Lösungen gemäß des Standes der Technik sind beide mit dem Nachteil behaftet, dass der Temperaturfühler exzentrisch zur Symmetrieachse des Sensorkörpers des kombinierten Druck- und Temperatursensors angeordnet ist. Durch die geringen Durchmesser, die in Klimaanlagen, insbesondere für Anwendungen in Kraftfahrzeugen, vorgesehen sind, können im Bereich der Sensorbohrung, in welche der kombinierte Druck- und Temperatursensor eingelassen wird, Gebiete mit verminderter Strömungsgeschwindigkeit entstehen. In diesen Gebieten mit verminderter Strömungsgeschwindigkeit kühlt das Messmedium wesentlich schneller ab und die Temperatur weicht erheblich von der eigentlichen Temperatur des Mediums ab. Bei einer exzentrischen Anordnung des Temperaturfühlers wie in DE 101 09 095 A1 und gemäß der Lösung in DE 102 32 315 A1 kann es vorkommen, dass das kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul beim Einschrauben genau in diesen Gebieten angeordnet wird und der Temperaturmessfinger in ein Gebiet mit verminderter Strömungsgeschwindigkeit hineinragt. Demzufolge ist die Genauigkeit des erhaltenen Temperatursignales von der zufälligen Position des Temperaturmessfingers nach dem Einschrauben abhängig. Dies stellt einen recht unbefriedigenden Zustand bei Einsatz der aus dem Stand der Technik bekannten kombinierten Druck- und Temperatursensoren dar.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Angesichts der Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul bereitzustellen, in welchem eine kostengünstige Drucksensorik implementiert ist und Druckerfassung und Signalaufbereitung in einem Chip integriert sind, wobei das kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul um einen zentral angeordneten Temperaturfühler erweiterbar sein soll.
  • Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, umfasst ein kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul eine als Stanz- oder Tiefziehbauteil ausgeführte Membran, die an der dem Medium zugewandten Stirnseite des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls angeordnet und dort vorzugsweise im Rahmen einer stoffschlüssigen Verbindung befestigt ist.
  • Eine Membran wandelt vorzugsweise den anliegenden Druck in ein Kraftsignal um und überträgt diese Kraft mittels eines Stößels, der ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann, auf einen durch den Stößel beaufschlagten Drucksensor, z.B. einen Silicium-Druckmesschip.
  • Das erfindungsgemäß vorgeschlagene kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul kann auf äußerst einfache Weise um einen Temperaturfühler erweitert werden. Dazu wird das Übertragungselement, welches den auf die Membran ausgeübten Druck an den Drucksensor überträgt, mehrteilig ausgebildet werden. In einen mit einer Durchgangsbohrung versehenen ersten Stößelteil kann ein Temperaturfühler eingelassen werden, der sich bis in die Spitze eines erhaben hervorstehenden Bereiches der Membran erstreckt. Damit dient das erste Stößelteil eines mehrteilig ausgebildeten Stößels zur Aufnahme des Temperaturfühlers, dessen Kopf innerhalb des erhaben hervorstehenden Bereiches der Membran in eine Vergussmasse, so z.B. eine Wärmeleitpaste, eingebettet werden kann. An der dem Kopf des Temperaturfühlers gegenüberliegenden Seite des ersten Stößelteiles können die Signalleitungen des Temperaturfühlers aus dem ersten Stößelteil herausgeleitet werden, durch einen rückwärtigen Bereich eines Hohlraums des kombinierten Druck und Temperaturmessmoduls geleitet und an der Rückseite eines den das Gehäuse des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls verschließenden, dem Medium abgewandten Headers kontaktiert werden. Das erste Stößelteil, in welchem optional der Temperaturfühler aufgenommen sein kann, wirkt mit einem Stößelteil zusammen, der bevorzugt an seinem dem Druckmesschip gegenüberliegenden Ende eine Verrundung aufweist. Durch die Zweiteilung des Stößels in einen ersten Stößelteil und einen zweiten Stößelteil können in vorteilhafter Weise die Fertigungsanforderungen an das erste Stößelteil herabgesetzt werden, da nur das zweite Stößelteil hinsichtlich der Verrundung relativ aufwändig zu bearbeiten ist.
  • Der Drucksensor, der in einem Hohlraum des Gehäuses des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls aufgenommen ist, wird bevorzugt an der innenliegenden Seite des Headers, der das Gehäuse verschließt, aufgenommen. Auf der Rückseite des Headers, die von außen zugänglich ist, befindet sich ein Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte oder eines Hybrids. Die Signalleitungen des Temperaturfühlers können direkt auf den Schaltungsträger kontaktiert, so z.B. gelötet, werden. Die Signale des Drucksensors können über die Durchkontaktierungen an den Schaltungsträger übertragen werden, z.B. im Wege des Drahtbondens. Auf dem Schaltungsträger können unter Umständen auch EMV-Schutzbeschaltungen oder ähnliches aufgebracht werden. Wird auf einen Schaltungsträger verzichtet, kann eine unter Umständen notwendige EMV-Schutzbeschaltung direkt auf Steckerpins beziehungsweise Steckstanzgitter aufgeklebt werden. Die Signalleitungen des Temperaturfühlers können gemäß dieser Variante auf Durchkontaktierungen kontaktiert werden, von denen die Temperatursignale mittels geeigneter Verfahren, wie z.B. durch angeprägte federnde Elemente oder Schneid/Klemmverbindungen auf die Steckerpins übertragen werden.
  • Als Temperaturfühler kann sowohl ein NTC-Element als auch Thermoelement als auch ein Platinwiderstandselement oder jeder andere temperaturabhängige Widerstand eingesetzt werden. Die Führung des die Druckkraft übertragenden Stößels erfolgt in einer sehr eng tolerierten Buche des Gehäuses des kombinierten Druck- und Temperatur messmoduls. Da die am medienseitigen Ende des Gehäuses angeordnete Membran lediglich eine thermische Fügestelle zum Stößel und eine thermische Fügestelle zum Gehäuse aufweist, wird der zentrale Bereich der Membran, in dem optional der Temperaturfühler aufgenommen wird, nicht durch die Druck-Kraftwandlung der Membran beeinflusst.
  • Zeichnung
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine Außenansicht des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls und
  • 2 eine Schnittzeichnung durch das in 1 dargestellte kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul.
  • Ausführungsvarianten
  • Der Darstellung gemäß 1 ist eine Außenansicht des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls zu entnehmen.
  • Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass ein kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul ein Gehäuse 12 umfasst, dessen eine Stirnseite die medienzugewandte Stirnseite 14 darstellt und dessen andere Stirnseite die medienabgewandte Stirnseite 16 ist. An der medienzugewandten Stirnseite 14 ist ein Drucksensor in Gestalt einer Membran 18 befestigt, die z.B. als ein Tiefziehbauteil aus Stahl gefertigt sein kann oder auch als Stanzteil hergestellt werden kann.
  • An der Umfangsfläche des Gehäuses 12 befinden sich beispielsweise einander gegenüberliegend um 180° versetzt angeordnete Ausnehmungen 20, über welche Signalleitungen 22 eines optional in das kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul 10 integ rierbaren Temperaturfühlers 46 herausgeführt werden kann. Das Gehäuse 12 ist an der medienabgewandten Stirnseite 16 durch einen Header 28 verschlossen.
  • Die von außen zugängliche Rückseite des Headers 28 ist durch Bezugszeichen 30 bezeichnet. In den Header 28 sind Durchkontaktierungen 24 mittels einer Einglasung 26 integriert, an welche die Signalleitungen 22 eines optional in das Gehäuse 12 integrierbaren Temperaturfühlers 46 angeschlossen sind. Gemäß 1 sind am Header 28 Steckerpins 32, 34 vorgesehen, von denen hier lediglich zwei dargestellt sind. Diese dienen dem Anschluss eines Temperaturfühlers, weitere – hier nicht dargestellte – Steckerpins dienen dem Abgleich eines Druckmesschips 68 (vergleiche 2) sowie zur Sensorfunktion hinsichtlich des Anschlusses der Sensormasse, Signalabgriff sowie Versorgungsspannung.
  • Der Darstellung gemäß 2 ist ein Schnitt durch das in 1 dargestellte kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul zu entnehmen.
  • An der medienzugewandten Stirnseite 14 befindet sich die Membran 18, die an Fügestellen 38 mit dem Gehäuse 12 des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 verbunden ist. Die Fügestelle 38 wird bevorzugt als eine stoffschlüssige Fügestelle im Wege eines thermischen Fügeverfahrens, wie z.B. dem Laserschweißen, erzeugt. Die Membran 18 umfasst einen zentralen Bereich 40 und weist eine Wandstärke 42 auf. An den Seitenflächen des zentralen Bereiches 40 ist die Membran 18 mit einem ersten Stößelteil 54 eines in der Ausführungsvariante gemäß 2 mehrteilig ausgebildeten Stößels 52 verbunden. Dadurch wird erreicht, dass die Kraft von der Membran 18 auf den Stößel 52 übertragen wird. Dies bietet den Vorteil, dass durch die gewählte Lösung die Druck-Kraft-Wandlung der Membran 18 nicht durch den optionalen Einbau des Temperaturfühlers 46 in das erste Stößelteil 54 des Stößels 52 beeinflusst wird. Der Druck, der auf die Membran 18 wirkt, wird unmittelbar auf das erste Stößelteil 54 des Stößels 52 und von diesem auf einen Drucksensor 68 übertragen, bei dem es sich z.B. um einen Si-Druckmesschip handeln kann.
  • In der in 2 dargestellten Ausführungsvariante des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 ist in den ersten Stößelteil 54 des Stößels 52 der Temperaturfühler 46 integriert. Dessen Kopf 48 ragt in einen von dem zentralen Bereich 40 gebildeten Hohlraum 44 der Membran 18 und wird von diesem umschlossen. Der Kopf 48 des Temperaturfühlers 46 ist in eine im Hohlraum 44 aufgenommene wärmeleitende Vergussmasse 50 eingebettet. In fertigungstechnisch einfach herstellbarer Weise ist das erste Stößelteil 54 des Stößels 52 mit einer Durchgangsbohrung 48 versehen, welche den Temperaturfühler 46 aufnimmt. Der erste Stößelteil 54 des Stößels 52 ist in einer eng tolerierten Gehäusebohrung 66 des Gehäuses 12 des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 aufgenommen. An der Rückseite umfasst das erste Stößelteil 54 eine Öffnung, aus welcher die Signalleitungen 22 des optional in den Stößel 52 integrierbaren Temperaturfühlers 46 herausgeführt werden können. Die Herausführung 60 der Signalleitungen 22 kann auch als seitliche Schlitzung ausgeführt werden. In der in 2 dargestellten Ausführungsvariante ist dem ersten Stößelteil 54 des Stößels 52 ein zweites Stößelteil 56 nachgeordnet. Im Falle des Einsatzes eines Temperaturfühlers 46 zur Integration in das erste Stößelteil 54 wird der Stößel 52 bevorzugt zweiteilig ausgeführt. Der zweite Stößelteil 56, der die Kraft, die die Membran 18 an den ersten Stößelteil 54 überträgt, an ein Widerlager 64 weiterleitet, ist von dem Widerlager 64 umschlossen. Das Widerlager 64 umfasst eine Verrundung 62, die sich auf dem Drucksensor 68 abstützt. Mittels der in 2 dargestellten Lösung eines mehrteilig ausgeführten Stößels 52 kann zur Verbesserung der Kraftübertragung an der Stirnseite des Widerlagers 64 die Verrundung 62 optimal angepasst werden, um Spannungsspitzen und eine lokale Bauteilüberlastung am Drucksensor 68 zu vermeiden.
  • Damit stellt lediglich das Bauteil 64 ein relativ aufwändig zu fertigendes, hochgenaue herzustellendes Drehteil dar und die in 2 dargestellte geteilte Anordnung des Stößels 52 ist somit kostengünstiger, da im Bereich des ersten Stößelteiles 54 die Genauigkeitsanforderungen geringer sein können.
  • Aufgrund der Teilung des Stößels 52 ist die Montage des Temperaturfühlers 46 aufgrund der besseren Zugänglichkeit wesentlich einfacher.
  • Alternativ zu dem in 2 dargestellten Aufbau des Stößels 52 kann dieser auch einteilig ausgeführt sein, insbesondere für den Fall, dass auf die Temperaturmessung verzichtet wird. Damit kann am ersten Stößelteil 54 auf die Herstellung einer Durchgangsbohrung 58 verzichtet werden und auch die Herausführung 60 für die Signalleitungen 22 am ersten Stößelteil 54 kann in diesem Falle entfallen. Aus der Darstellung gemäß 2 geht überdies hervor, dass im Falle der Integration eines Temperaturfühlers 46 in den Stößel 52 die Signalleitungen 22 des Temperaturfühlers 46 an der Teilungsstelle des Stößels 52 aus dem ersten Stößelteil 54 herausgeführt und durch einen Hohlraum 76 verlaufen. Durch die im Gehäuse 12 ausgebildeten Ausnehmungen 20 werden die Signalleitungen 22 nach außen geführt und mit den auf der Rückseite 30 des Headers 28 in einer Einglasung 26 aufgenommenen Durchkontaktierungen 24 kontaktiert.
  • Der Drucksensor 68, auf welchem sich die Verrundung 62 des Widerlagers 64, das seinerseits durch den zweiten Stößelteil 54 beaufschlagt wird, abstützt, ist an einer Anlagefläche 72 an einer Vorderseite 70 des Headers 28 aufgenommen.
  • Bei den Durchkontaktierungen 24, die im Header 28 aufgenommen sind, kann es sich um in der Einglasung 26 aufgenommene Metallstifte handeln, wobei der Header 28 aus einem leitfähigen Material wie Metall hergestellt werden kann. Alternativ kann der Header 28 auch aus einem nicht leitenden Material, wie z.B. Keramik oder Kunststoff hergestellt werden. Der Header 28 wird im Falle seiner Ausbildung als Metallbauteil im Wege eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens, wie dem Schweißen oder Löten, mit dem Gehäuse 12 des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 verbunden.
  • Die elektrische Kontaktierung für die Druck- und Temperaturmessung erfolgt bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgendermaßen. Der Drucksensor 68, bei dem es sich bevorzugt um einen Si-Druckmesschip handelt, wird vorab an der Vorderseite 70 des Headers 28 auf der dafür vorgesehenen Anlagefläche 72 montiert und dessen elektrische Kontakte z.B. im Wege des Drahtbondens auf die Durchkontaktierungen 24 durchgeführt. Der Temperaturfühler 46 ist in den ersten Stößelteil 54 eingeführt.
  • Der erste Stößelteil 54 wiederum ist mit der Membran 18 verschweißt, wobei die Membran ihrerseits an der Fügestelle 38 an der medienzugewandten Stirnseite 14 des Gehäuses 12 verschweißt ist. Die Signalleitungen 22 des Temperaturfühlers 46 werden seitlich des Stößels 52 durch die Ausnehmungen 20 aus dem umgebenden Gehäuse 12 herausgeführt. Der hintere Teil des Stößels 52 wird aufgesetzt und anschließend der Header 28 mit dem daran bereits vormontierten Drucksensor 68 unter Vorspannung aufgesetzt und seinerseits mit dem Gehäuse 12 verschweißt, falls der Header 28 aus einem metallischen Material gefertigt wird. Die Signalleitungen 22 des Temperaturfühlers 46 werden auf der Rückseite 30 des Headers 28, die von außen zugänglich ist, geleitet und dort mit dem Header 28 elektrisch verbunden.
  • Bei der elektrischen Kontaktierung bestehen folgende Ausführungsvarianten:
    Auf der Rückseite 30 des Headers 28 kann ein Schaltungsträger 74 aufgenommen sein, der z.B. als Leiterplatte oder als Hybrid ausgeführt werden kann. Die Signalleitungen 22 des Temperaturfühlers 46 können direkt auf den Schaltungsträger 74, der z.B. ein Keramikhybrid sein kann, kontaktiert, so z.B. gelötet, werden. Die Signale der Druckmessung können von den Durchkontaktierungen 24 auf den Schaltungsträger 74 übertragen werden, was z.B. im Wege des Drahtbondens erfolgen kann. Der Schaltungsträger 74 bietet daneben auch Platz für unter Umstände notwendige EMV-Schutzbeschaltungen (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) und können von der Leiterplatte 74 z.B. mittels einer S-Federnkonfiguration die Sensorsignale auf die Steckerpins 32, 34 übertragen. Alternativ kann auf den zuvor erwähnten Schaltungsträger 74 verzichtet werden. In diesem Falle wird eine unter Umständen erforderliche EMV-Schutzbeschaltung direkt auf die Steckerpins 32, 34 beziehungsweise Steckstanzgitter aufgeklebt. Daneben werden die Signalleitungen 22 des Temperaturfühlers 46 mit den Durchkontaktierungen 24 kontaktiert. Von den Durchkontaktierungen 24 werden die Druck- und Temperatursignale mittels angeprägter Federelemente oder Schneid/Klemmverbindungen auf die Steckerpins 32, 34 übertragen, von denen hier nur zwei dargestellt sind. Das Signal des Temperaturfühlers 46 kann von zwei Durchkontaktierungen 24, so z.B. im Wege des Drahtbondens, auf der Vorderseite 70 des Headers 28 auf zwei weitere Durchkontaktierungen 24 übertragen werden, deren rückwärtige Stirnfläche zur Verfügung steht und eine derartige Verbindungsmöglichkeit erlaubt. Ferner besteht die Möglichkeit, die Masse des Drucksensors 68 und die Masse des Temperaturfühlers 46 optional auf einen der Steckerpins 32, 34 oder auf zwei getrennte Steckerpins 32, 34 zu legen.
  • Das obenstehend anhand der 1 und 2 beschriebene kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul 10 zeichnet sich dadurch aus, dass bei höheren Drücken, wie sie z.B. beim Einsatz an CO2-Klimaanlagen auftreten, der Drucksensor 68 nicht dem unter Druck stehenden Medium 80 selbst ausgesetzt wird, sondern der Druck des Mediums 80 von der Membran 18 in eine Kraft umgewandelt wird und dann mittels eines ein- oder mehrteilig ausgebildeten Stößels 52 auf den Drucksensor 68 übertragen wird. Das kombinierte Druck-Messmodul 10 ist sowohl für die Erfassung eines Drucksignales einsetzbar als auch – nach Integration eines Temperaturfühlers 46 – einsetzbar, um sowohl ein Druck- als auch ein Temperatursignal des Mediums 80 zu erfassen.
  • Die Abdichtung der Membran 18 erfolgt lediglich über eine Fügestelle 38, die bevorzugt als Schweißnaht ausgebildet wird und es ist kein zusätzlicher Aufwand dahingehend erforderlich, in das kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul einen Temperaturfühler 46 zu integrieren. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich eine höhere Genauigkeit bei der Temperaturmessung unabhängig vom Einschraubzustand, so z.B. unabhängig vom Drehwinkel gegenüber dem das strömende Medium 80 führende Rohr, erreichen.
  • Das kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul 10 ist einfach aufgebaut und lässt sich fertigungstechnisch in Großserie produzieren. Aufgrund des gewählten Single-Chip-Konzeptes, d. h. der Druckmessung und der Signalaufbereitung bereits im Drucksensor 68, ist das vorgeschlagene kombinierte Druck- und Temperaturmessmodul 10 sehr kostengünstig herstellbar, wobei zur Integration einer Temperaturmessung nur wenige Zusatzbauteile erforderlich sind. Die Temperaturmessung kann insbesondere dann sehr günstig integriert werden, wenn der Temperaturfühler 46 als NTC-Element ausge führt wird. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 lässt sich eine sehr genaue Temperaturmessung erreichen, da insbesondere der Temperaturfühler 46 mit seinem Kopf 48 innerhalb des zentralen Bereiches 40 der Membran 18 liegt.
  • Die Modularität des vorgeschlagenen kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 gestattet einen identischen Aufbau desselben auch ohne Integration des Temperaturfühlers 46, wenn bei einem strömenden Medium 80 nur die Druckmessung von Interesse ist. In diesem Falle entfällt einfach der Temperaturfühler 46, und der Stößel 52 kann vereinfacht ausgebildet werden ohne Durchgangsbohrung 58 und ohne Schlitzung zur Herausführung 60 der Signalleitungen 22 für den Temperaturfühler 46. Das Gehäuse 12 des kombinierten Druck- und Temperaturmessmoduls 10 kann leicht an verschiedene Außengeometrien, die kundenseitig vorgegeben werden, angepasst werden.

Claims (10)

  1. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul (10) mit einer durch ein Medium (80) beaufschlagten Membran (18) und einem in einem Gehäuse (12) aufgenommenen Drucksensor (68), dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) den Druck des Mediums (80) in eine Kraft umwandelt, die mittels eines Übertragungselementes (52) an den Drucksensor (68) übertragen wird und in einem zentralen Bereich (40) einen Hohlraum (44) zur Aufnahme eines Temperaturfühlers (46) enthält.
  2. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) einen eingeformten Hohlraum (44) umfasst und entweder als Tiefziehteil oder als Stanzteil gefertigt ist.
  3. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) an einer medienzugewandten Stirnseite (14) mit dem Gehäuse (12) durch eine stoffschlüssige Verbindung (38) verbunden ist.
  4. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) innerhalb ihres zentralen Bereiches (40) mit dem Übertragungselement (52) stoffschlüssig verbunden ist.
  5. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (52) als einteiliger Stößel oder als mehrteiliger Stößel (54, 56) ausgebildet ist und mit einer Verbindung (62) auf den Drucksensor 68 wirkt.
  6. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (46) in das Übertragungselement (52) in tegrierbar ist, dessen Kopf (48) in den Hohlraum (44) im zentralen Bereich (40) der Membran (18) ragt.
  7. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (48) des Temperaturfühlers (46) im Hohlraum (44) der Membran (18) in eine wärmeleitende Vergussmasse (50) eingebettet ist.
  8. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) durch einen Header (28) verschlossen ist, an dessen Vorderseite (70) der Drucksensor (68) aufgenommen ist und in den Durchkontaktierungen (24) in Einglasungen (26) aufgenommen sind.
  9. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zugänglichen Rückseite (30) des Headers (28) ein Schaltungsträger (74) angeordnet ist, der mit dem Drucksensor (68) und/oder mit Signalleitungen (22) eines Temperaturfühlers (46) kontaktiert ist.
  10. Kombiniertes Druck- und Temperaturmessmodul gemäß der Ansprüche 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (52) zentrisch im Gehäuse (12) und der Temperaturfühler (46) zentrisch in einem Hohlraum (58) des Übertragungselementes (52) aufgenommen sind.
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