DE102007057653A1 - Metallic flat gasket e.g. inlet manifold gasket, for measuring e.g. pressure at combustion gas of internal combustion engine, has membrane forming boundary surface, over which state variable of medium is transferred to sensor element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine metallische Flachdichtung mit wenigstens zwei Lagen und einer in die Flachdichtung integrierten Sensoranordnung, eine Verwendung einer solchen Flachdichtung sowie ein Sensorelement zur Verwendung in einer solchen Flachdichtung.The The invention relates to a metallic flat gasket with at least two Layers and a sensor arrangement integrated into the flat gasket, a use of such a flat gasket and a sensor element for use in such a flat gasket.
Aus
Aus
In beiden Schriften können die Vorgänge in der Verbrennungskammer nur indirekt gemessen werden, da die gesamte Sensoreinrichtung auf der dem Brennraum abgewandten Seite der den Brennraum abdichtenden Sicke angeordnet ist.In both writings can be the processes in the combustion chamber be measured only indirectly, since the entire sensor device on the combustion chamber facing away from the side of the combustion chamber sealing Beading is arranged.
Wie der Stand der Technik zeigt, werden in jüngster Zeit metallische Flachdichtungen entwickelt, die über in die Flachdichtung integrierte Sensoren das Erfassen von Messdaten für an der Flachdichtung auftretende Parameter, wie Druck und Temperatur, ermöglichen. Solche Messungen werden beispielsweise in der Nähe von Brennräumen von Verbrennungsmotoren, in Abgassystemen oder für die Ladeluft, insbesondere in aufgeladenen Motoren, gewünscht.As The prior art shows, in recent times metallic Flat gaskets are developed, which are over in the flat gasket integrated sensors capture the measurement data for the gasket, such as pressure and temperature, enable. Such measurements are for example in near combustion chambers of internal combustion engines, in exhaust systems or for the charge air, in particular in charged engines, desired.
Die bisher bekannten metallischen Flachdichtungen mit integriertem Sensor sind jedoch dahingehend problematisch, dass sich durch die Integration eines Sensors die Dickenabmessung bzw. Einbaudicke der Flachdichtung in unerwünschtem Ausmaß erhöht. Dies kann insbesondere bei Zylinderkopfdichtungen zu Problemen führen, da die Zylinderkopfdichtung über ihre Einbaudicke Einfluss auf Motorparameter wie z. B. die Verdichtung hat.The previously known metallic flat gaskets with integrated sensor However, they are problematic because of the integration a sensor, the thickness or mounting thickness of the flat gasket increased to an undesirable extent. This can cause problems especially with cylinder head gaskets, because the cylinder head gasket influences its installation thickness on engine parameters such. B. has the compression.
Üblicherweise übersteigt die Dickenabmessung allein eines Distanzbleches (Sensorlage) der Flachdichtung, in welches ein Schlitz oder ein Loch eingebracht ist, 3 mm. Während der Drucksensor selbst noch einigermaßen platzsparend bzw. höhesparend eingebracht werden kann, „frisst" die Herausleitung des Sensorsignals enorm an Einbaudicke, da Leiterbahnen sowohl (elektrisch) isoliert (gegenüber dem Stahl der Dichtungslagen und gegenüber flüssigen und gasförmigen Medien) als auch druckfrei in die Flachdichtung, wie z. B. eine Zylinderkopfdichtung, integriert werden müssen.Usually exceeds the thickness dimension alone of a spacer plate (sensor layer) of the flat gasket, in which a slot or hole is inserted, 3 mm. While the pressure sensor itself still somewhat space-saving or can be introduced in a way that saves height, "eats" the lead-out of the sensor signal enormously at installation thickness, since traces both (electrically) isolated (compared to the steel of the gasket layers and towards liquid and gaseous Media) and pressure-free in the gasket, such. Legs Cylinder head gasket, must be integrated.
Ein weiterer Nachteil bei den bisher bekannten metallischen Flachdichtungen mit integriertem Sensor besteht darin, dass der Sensor entweder nicht austauschbar oder, insbesondere aufgrund seiner Position, nicht für Druckmessungen geeignet ist.One Another disadvantage of the previously known metallic flat gaskets with integrated sensor is that the sensor either not interchangeable or, in particular, due to its position, not suitable for pressure measurements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine metallische Flachdichtung mit einer in die Flachdichtung integrierten Sensoranordnung bereitzustellen, wobei die Flachdichtung eine reduzierte Einbaudicke aufweist.Of the Invention is based on the object, a metallic gasket with a sensor arrangement integrated in the flat gasket, wherein the flat gasket has a reduced installation thickness.
Dies wird mit einer metallischen Flachdichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This is with a metallic gasket according to claim 1 reached. Advantageous developments of the invention are in the dependent claims defined.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zur Verwendung in einer metallischen Flachdichtung bereitzustellen, welche so in die Flachdichtung integrierbar ist, dass ein Sensorelement der Sensoranordnung austauschbar ist.Of the The invention is further based on the object, a sensor arrangement for use in a metallic gasket, which can be integrated into the gasket so that a sensor element the sensor assembly is interchangeable.
Dies wird mit einer Sensoranordnung gemäß Anspruch 23 erreicht. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Sensoranordnung ist in Anspruch 24 definiert.This is with a sensor arrangement according to claim 23 reached. An advantageous development of the sensor arrangement is defined in claim 24.
Gemäß der Erfindung weist eine metallische Flachdichtung wenigstens zwei Lagen und eine in die Flachdichtung integrierte Sensoranordnung auf. Die Sensoranordnung weist ein Trägerelement, auf dem ein Sensorelement zum Erzeugen eines Messsignals und wenigstens eine Leiterbahn zum Übertragen des Messsignals angeordnet sind, und eine Membran auf, wobei in einem Bereich der Sensoranordnung, in dem das Sensorelement angeordnet ist, ein sensitiver Bereich der Sensoranordnung definiert ist. In einer ersten Lage ist eine Aussparung vorgesehen, in der das Trägerelement angeordnet ist. Eine zweite Lage weist wenigstens eine von einer Sicke umgebene Ausnehmung auf, so dass ein Kanal gebildet ist, über den ein Medienkompartiment für ein mittels der Flachdichtung gegen Austreten zu sicherndes Medium mit dem sensitiven Bereich der Sensoranordnung verbunden ist, wodurch das Medium an den sensitiven Bereich heranführbar ist. Die Membran bildet in dem sensitiven Bereich eine Grenzfläche zum Medienkompartiment, über die eine Zustandsgröße des Mediums an das Sensorelement weiterleitbar ist.According to the invention, a metallic flat gasket has at least two layers and a sensor arrangement integrated into the flat gasket. The sensor arrangement has a carrier element on which a sensor element for generating a measurement signal and at least one conductor track for transmitting the measurement signal are arranged, and a membrane, wherein in a region of the sensor arrangement in which the sensor element is arranged, a sensitive region of the sensor arrangement is defined is. In a first position, a recess is provided, in which the carrier element is arranged. A second layer has at least one recess surrounded by a bead, so that a channel is formed, via which a media compartment for a medium to be secured against escape by means of the flat gasket is connected to the sensitive area of the sensor arrangement, whereby the medium can be brought to the sensitive area. In the sensitive region, the membrane forms an interface with the media compartment, via which a state variable of the medium can be forwarded to the sensor element.
Das Medienkompartiment kann erfindungsgemäß beispielsweise ein einen Brennraum umschließender Durchgangsöffnungsbereich einer Zylinderkopfdichtung, ein einen Abgaskanal umschließender Durchgangsöffnungsbereich oder ein Einlasskrümmer in einem Zylinderkopf sein. Natürlich ist es auch denkbar, dass das Medienkompartiment keine Durchgangsöffnung umschließt, wenn das Medium z. B. nicht durch die Flachdichtung hindurchzuleiten ist und die Flachdichtung z. B. nur zum Realisieren eines Messpunktes oder in Verbindung mit einem Endverschluss verwendet ist.The Medienkompartiment according to the invention, for example a passage area surrounding a combustion chamber a cylinder head gasket, an exhaust duct enclosing Passage opening area or an intake manifold to be in a cylinder head. Of course it is also conceivable that the media compartment does not enclose a passage opening, if the medium z. B. does not pass through the gasket is and the flat gasket z. B. only to realize a measuring point or used in conjunction with an end closure.
Das Medium können beispielsweise Brenngase in einem Verbrennungsmotor, dessen Abgase, zuzuführende Luft oder z. B. auch Flüssigkeiten, wie z. B. Kühlwasser eines Verbrennungsmotors, sein. Andere Medien sind natürlich denkbar.The Medium, for example, fuel gases in an internal combustion engine, its exhaust gases, supplied air or z. As well as liquids, such as As cooling water of an internal combustion engine, be. Other Of course, media are conceivable.
Bevorzugt ist die zweite Lage eine Aktivlage.Prefers the second layer is an active layer.
Aktivlagen
können im Rahmen der Erfindung Lagen aus Federstahl, insbesondere
aus Edelstahl, sein. Aktivlagen können für die
Dichtfunktion neben einer oder mehreren Sicken auch noch eines oder mehrere
Stopperelemente, d. h. Verformungsbegrenzer für diese Sicke(n),
aufweisen. Bevorzugt sind dabei geprägte Stopper, wie sie
z. B. in der
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine dritte Lage vorgesehen, so dass die erste Lage zwischen der zweiten Lage und der dritten Lage angeordnet ist.According to one Embodiment of the invention, a third layer is provided, so that the first layer between the second layer and the third layer is arranged.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Lage eine Aktivlage.According to one Further development of the invention, the third layer is an active layer.
Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung ist die erste Lage eine Distanzlage.According to a development of the invention, the first layer is a distance.
Distanzlagen
sind im Rahmen der Erfindung Lagen aus Material mit hoher Zugfestigkeit,
insbesondere aus nichtfederndem Stahl, wobei diese Lagen bevorzugt
eine größere Materialstärke als Aktivlagen
aufweisen. Prinzipiell können Aktivlagen ebenfalls Verformungsbegrenzungselemente
enthalten, wie z. B. in der
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Membran an dem Trägerelement auf einer dem Kanal zum Medienkompartiment zugewandten Vorderseite dessen gebildet, wobei das Sensorelement auf eine dem Kanal abgewandte Rückseite des Trägerelements aufgebracht ist.According to one Further development of the invention is the membrane on the support element on a front side facing the channel to the media compartment formed, wherein the sensor element facing away from the channel Rear side of the support element is applied.
In Weiterbildung dessen ist die erste Lage innerhalb des Kanals im sensitiven Bereich ausgespart.In Continuing education is the first location within the canal in the spared sensitive area.
In Weiterbildung dessen sind das Trägerelement und die erste Lage benachbart zum ausgesparten Bereich der ersten Lage miteinander mediendicht und mechanisch beständig verbunden.In Training of which are the support element and the first Location adjacent to the recessed area of the first layer with each other Media-tight and mechanically resistant connected.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Membran von einer der Lagen gebildet. Dabei ist eine dritte Lage vorgesehen, welche zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage angeordnet ist. Diese dritte Lage bildet dabei die Membran.According to one Another embodiment of the invention is the membrane of one of the layers formed. In this case, a third layer is provided which is arranged between the first layer and the second layer is. This third layer forms the membrane.
Bevorzugt ist das Trägerelement bewegbar in der Aussparung aufgenommen, so dass das Trägerelement aus der Flachdichtung entfernt und wieder in diese eingeschoben werden kann. Vorteilhafterweise ist das Trägerelement dabei so ausgeführt, dass es federnde Eigenschaften aufweist und sich beim Einschieben an die Oberfläche anpassen kann.Prefers the support element is movably received in the recess, so that the carrier element is removed from the flat gasket and can be pushed back into this. advantageously, the support element is designed so that it has resilient properties and when inserted can adjust the surface.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Lage eine Distanzlage.According to one Further development of the invention, the third layer is a distance layer.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Lage auf einer dem Kanal zum Medienkompartiment zugewandten Vorderseite im sensitiven Bereich eingeprägt, so dass auf deren Vorderseite ein Vertiefungsabschnitt gebildet ist und auf einer dem Kanal abgewandten Rückseite im sensitiven Bereich ein Erhöhungsabschnitt gebildet ist.According to one Further development of the invention is the third layer on a channel towards the media compartment facing front in the sensitive area impressed, so that on the front of a recess portion is formed and on a side facing away from the channel back an elevation section is formed in the sensitive area.
In Weiterbildung dessen ist das Trägerelement auf einer der Rückseite der dritten Lage zugewandten Vorderseite im sensitiven Bereich eingeprägt, so dass auf dessen Vorderseite ein zu dem Erhöhungsabschnitt der dritten Lage komplementärer Vertiefungsabschnitt gebildet ist, in dem der Erhöhungsabschnitt lösbar in Eingriff ist.In Training of which is the support element on one of Rear side of the third layer facing front in the sensitive Imprinted area, so that on the front of a complementary recess portion to the elevation portion of the third layer is formed, in which the raised portion detachable is engaged.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass dadurch, dass an dem Trägerelement der Vertiefungsabschnitt vorgesehen ist, der beim Einschieben des Trägerelements mit dem Erhöhungsabschnitt der dritten Lage in Eingriff gelangt, einerseits eine sichere Fixierung des Trägerelements in der Flachdichtung und andererseits ein taktil fühlbarer Rastpunkt für das Trägerelement bereitgestellt ist, wodurch einem Monteur des Trägerelements die Montage erleichtert wird.In this context, it should be noted that the fact that on the support member of the recess portion is provided, which engages upon insertion of the support member with the elevation portion of the third layer, on the one hand a secure fixation of the support member in the gasket and on the other hand, a tactile tactile detent point for the carrier element is provided, whereby a fitter of the support member assembly is facilitated.
Bevorzugt ist das Trägerelement in Form einer Lanze, insbesondere in Form eines Streifens ausgebildet.Prefers is the support element in the form of a lance, in particular formed in the form of a strip.
In Weiterbildung dessen ist das Sensorelement an einem Längsende des Trägerelements angeordnet, wobei das andere Längsende des Trägerelements an einem Flachdichtungsaußenrand aus der Flachdichtung vorsteht. Die wenigstens eine Leiterbahn erstreckt sich von dem Sensorelement aus längs des Trägerelements bis zum anderen Längsende des Trägerelements hin, wobei bevorzugt an dem anderen Längsende des Trägerelements ein elektrischer Verbinder vorgesehen ist, der elektrisch an die wenigstens eine Leiterbahn angeschlossen ist.In Further development is the sensor element at one longitudinal end arranged the support element, wherein the other longitudinal end the support member at a flat seal outer edge protruding from the flat gasket. The at least one conductor extends extending from the sensor element along the support member until the other longitudinal end of the support element, preferably at the other longitudinal end of the carrier element an electrical connector is provided, which is electrically connected to the at least a conductor is connected.
In Weiterbildung dessen ist der elektrische Verbinder als Stecker oder als Buchse ausgeführt.In Training of which is the electrical connector as a plug or designed as a socket.
Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung ist der elektrische Verbinder als Spritzgussteil an das Trägerelement angegossen.According to a development of the invention is the electrical connector cast as an injection molded part to the support element.
Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung ist das Sensorelement als Drucksensor, Temperatursensor oder als Ladungskonzentrationssensor, wie z. B. als Ionenkonzentrationssensor, ausgeführt.According to A development of the invention is the sensor element as a pressure sensor, Temperature sensor or as a charge concentration sensor, such. B. as ion concentration sensor.
Die erfindungsgemäße Flachdichtung ist beispielsweise als Zylinderkopfdichtung, als Abgasdichtung oder als Einlasskrümmerdichtung ausgebildet. Hierbei kann generell zwischen Dichtungen mit und Dichtungen ohne Kühlmittelführung beziehungsweise Kühlmittelöffnungen unterschieden werden. Dichtungen, die neben Gasen auch noch Kühlmittel abdichten müssen, sind insbesondere Zylinderkopfdichtungen, aber beispielsweise auch wassergekühlte Abgaskrümmerdichtungen, wie sie häufig bei Schiffsmotoren eingesetzt werden. Gemäß der für diese Anwendungsfälle bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die metallische Flachdichtung eine dritte Lage auf.The Flat gasket according to the invention is, for example as a cylinder head gasket, as an exhaust gasket or as an intake manifold gasket educated. This can generally between seals with and seals without coolant guide or coolant openings be differentiated. Seals, in addition to gases, even coolants have to seal, in particular cylinder head gaskets, but also, for example, water-cooled exhaust manifold gaskets, as they are often used in marine engines. According to the preferred embodiment for these applications According to the invention, the metallic flat gasket has a third layer on.
Die erste Lage ist bevorzugt als Distanzlage ausgebildet und zwischen der zweiten und dritten Lage angeordnet. Die dritte Lage weist eine Aussparung auf, die vom Außenrand der Dichtung bis in den sensitiven Bereich reicht, die Aussparung wird von einer Sicke umgeben. Die Sicke ist dabei bevorzugt so ausgebildet, dass sie weiter entlang der Außenkante der Dichtung verläuft und somit für eine Abdichtung der Kühlmittel sorgt. Im Bereich der Aussparung wird der Träger, d. h. Messelement und Leiterbahn aufgenommen. Die Sicke, die von Dichtungsaußenrand um den sensitiven Bereich herum wieder in Richtung des Dichtungsaußenrandes verläuft, kreuzt die Leiterbahn nicht. Auf der anderen Seite der Distanzlage verläuft in der zweiten Lage eine Sicke, die vom Medienkompartiment um den sensitiven Bereich herum und wieder in Richtung des Medienkompartiments geführt ist. Durch ihre Duktilität bewirkt diese Distanzlage, dass die Linienpressung der Sicke jeweils nur über den Bereich zwischen abzudichtendem Bauteil und erster Lage, d. h. Distanzlage, wirkt. Die Sicke der zweiten Lage muss zwar die Leiterbahn prinzipiell kreuzen, ihre Linienpressung wirkt aber nur bis zur Distanzlage, wird von dieser also abgeschirmt, und wirkt somit nicht auf die Leiterbahn ein. Weder Leiterbahn noch Messelement erfahren somit jedweden Druck von den Dichtlinien, wodurch ihre Dauerhaltbarkeit gesichert wird.The first layer is preferably formed as a spacer and between the second and third layer arranged. The third layer has a Recess on, from the outer edge of the gasket to the sensitive Range is sufficient, the recess is surrounded by a bead. The Beading is preferably designed so that they continue along the outer edge of the seal runs and thus ensures a seal of the coolant. In the area the recess becomes the carrier, i. H. Measuring element and conductor track added. The beading of seal outside edge around the sensitive area around again in the direction of the seal outer edge runs, does not cross the track. On the other Side of the distance layer runs in the second position Beading, from the media compartment around the sensitive area around and again led in the direction of the media compartment. Through their ductility causes this distance, that the Line pressure of the bead only over the range between component to be sealed and first layer, d. H. Distance, works. The bead of the second layer must indeed cross the track, in principle, but their line pressure only works up to the distance position, is from this shielded, and thus does not affect the trace one. Neither trace nor measuring element thus experience any pressure from the sealing lines, which ensures their durability.
Sowohl bei dieser Ausführungsform als auch bei der ohne zusätzliche Kühlmittelsicken kann die Membran Teil einer Dichtungslage sein oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Entsprechend gibt es beide Varianten (mit und ohne Kühlmittelabdichtung) in Untervarianten mit oder ohne austauschbare Sensoranordnung.Either in this embodiment as well as in the no additional Coolant beads, the membrane part of a gasket layer be or be designed as a separate component. There is accordingly both variants (with and without coolant seal) in Subvariants with or without interchangeable sensor arrangement.
Die o. g. Sensoren können piezoresistive, resistive oder piezoelektrische Elemente bzw. Schaltungen usw. aufweisen. Die Sensoren können beispielsweise in Dick- oder Dünnschichttechnik aufgebracht werden. Jeder für die jeweils beabsichtigte Messung geeignete Sensortyp ist denkbar.The o. g. Sensors can be piezoresistive, resistive or piezoelectric Have elements or circuits, etc. The sensors can For example, applied in thick or thin film technology become. Any suitable for the intended measurement Sensor type is conceivable.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erfindungsgemäße Flachdichtung gemäß einer der zuvor genannten Ausgestaltungen für Temperaturmessungen, Druckmessungen oder Ladungskonzentrationsmessungen an Medien verwendet wird.in the Within the scope of the invention, it is provided that an inventive Flat gasket according to one of the aforementioned Embodiments for temperature measurements, pressure measurements or charge concentration measurements on media is used.
Gemäß der Erfindung weist eine Sensoranordnung zur Verwendung in einer metallischen Flachdichtung mit wenigstens zwei Lagen auf: ein lanzenförmiges Trägerelement mit einem ersten Längsende, ein Sensorelement zum Erzeugen eines Messsignals, wobei das Sensorelement an dem ersten Längsende an dem Trägerelement angebracht ist, wenigstens eine Leiterbahn und einen elektrischen Verbinder an einem zweiten Längsende des Trägerelements, wobei der Verbinder und das Sensorelement zum Übertragen des Messsignals über die Leiterbahn elektrisch verbunden sind, wobei das Trägerelement eine solche Abmessung aufweist, dass das Trägerelement lösbar in eine Aussparung in wenigstens einer Lage der Flachdichtung einschiebbar ist, und wobei das erste Längsende des Trägerelements eingerichtet ist zum kontaktierenden Zusammenwirken mit einer in einem Eingeschoben-Zustand des Trägerelements zu diesem benachbarten Lage der Flachdichtung, so dass dem Sensorelement über diese Lage eine Zustandsgröße eines mittels der Flachdichtung gegen Austreten zu sichernden Mediums zum Messen dieser Zustandsgröße zuführbar ist.According to the invention, a sensor arrangement for use in a metallic flat gasket with at least two layers comprises: a lance-shaped carrier element having a first longitudinal end, a sensor element for generating a measuring signal, wherein the sensor element is attached to the carrier element at the first longitudinal end, at least one conductor track and an electrical connector at a second longitudinal end of the carrier element, wherein the connector and the sensor element for transmitting the measurement signal via the conductor track are electrically connected, wherein the carrier element has a dimension such that the carrier element is releasably inserted into a recess in at least one layer of the flat gasket , and wherein the first longitudinal end of the support member is adapted for contacting co-operation with a in an inserted state of the support member to this adjacent layer of the gasket, so that the sensor element via this layer a state Gr Size of a medium to be protected against leakage by means of the flat gasket to be fed to measure this state variable.
In Weiterbildung dessen ist die Zustandsgröße ein Druck, eine Temperatur oder eine Ladungskonzentration, insbesondere eine Ionenkonzentration.In Training of which is the state quantity Pressure, a temperature or a charge concentration, in particular an ion concentration.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Trägerelement eine Membran auf und auf seiner Rückseite sind z. B. für Druckmessungen piezoresistive Messelemente in Dünnschichttechnik aufgedampft. Sobald Druck an der Membran ansteht, wird die Membran elastisch verbogen, wobei durch eine Längen- und Querschnittsänderung der piezoresistiven Meßelemente z. B. Druckwerte ermittelt werden können.According to one preferred embodiment of the invention, the carrier element a membrane on and on its back are z. For example Pressure measurements Piezoresistive measuring elements in thin-film technology evaporated. As soon as pressure is applied to the membrane, the membrane becomes elastically bent, wherein by a change in length and cross-section the piezoresistive measuring elements z. B. pressure values determined can be.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor mediendicht bzw. gasdicht und mechanisch beständig mit einer Distanzlage der Flachdichtung verschweißt, wobei spezielle Sickenführungen ermöglichen, dass Gasdruck zur Membran und über diese auf das Sensorelement gelangt und dennoch ein dichtes System gewährleistet ist.According to one Embodiment of the invention, the sensor is media-tight or gas-tight and mechanically resistant with a distance of the flat gasket welded, allowing special bead guides, that gas pressure to the membrane and over this on the sensor element and yet a dense system is guaranteed.
Diese Ausgestaltung der Erfindung realisiert eine metallische Flachdichtung mit stark reduzierter Einbaudicke, wobei jedoch das Trägerelement nicht austauschbar ist.These Embodiment of the invention realizes a metallic flat gasket with greatly reduced installation thickness, but with the support element not interchangeable.
Gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement austauschbar. Dabei ist die Sensorfunktion aufgeteilt, d. h. zum einen in die Funktion „Membran" und zum anderen in die Funktion „Elektronik mit Sensorelement". Die Funktion „Membran" ist hier einer Distanzlage zugeordnet, womit die Membran zwar selbst nicht austauschbar ist, aufgrund der Belastbarkeit und Robustheit der Distanzlage aber nicht zerstörbar ist, so dass auf die Austauschbarkeit der Membran verzichtet werden kann.According to one this alternative embodiment of the invention is the support element interchangeable. The sensor function is split, d. H. on the one hand in the function "membrane" and on the other in the function "electronics with sensor element ". The function" membrane "is here Distance assigned, whereby the membrane, although not interchangeable is due to the resilience and robustness of the distance but is not destructible, so on the interchangeability the membrane can be dispensed with.
Die Funktion „Elektronik mit Sensorelement" ist einem separaten Trägerelement zugeordnet, welches durch einfaches Herausziehen bzw. Hineinschieben ausgetauscht werden kann. Bevorzugterweise wird auch diese Funktion von einer sensitiven Oberflächenmembran abgegrenzt, die im eingebauten Zustand an der Rückseite der Membran in der Distanzlage anliegt. Das Trägerelement ist über Schrauben an Laschen an dem Flachdichtungsaußenrand befestigt.The Function "Electronics with sensor element" is a separate one Associated carrier element, which by simply pulling out or can be exchanged. Preferably also this function of a sensitive surface membrane demarcated, in the installed state at the back the membrane rests in the distance position. The carrier element is by screws on tabs on the flat seal outer edge attached.
Aufgrund der Ausbildung der Membran in der Distanzlage kann auf ein Einschweißen der Membran verzichtet werden, ohne im Hinblick auf das Abdichtpotential Nachteile zu erleiden. Hierdurch kann auf die für das Schweißen bei der nicht-austauschbaren Variante benötigte zusätzliche Einbauhöhe verzichtet werden. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann das Trägerelement somit sehr dünn ausgeführt sein.by virtue of the formation of the membrane in the distance position can be welded on the membrane can be dispensed with, without regard to the Abdichtpotential To suffer disadvantages. This allows the for welding with the non-exchangeable variant needed additional Installation height can be omitted. According to this Embodiment of the invention, the support member thus be very thin.
Diese Ausgestaltung der Erfindung kombiniert vorteilhaft eine reduzierte Einbaudicke der Flachdichtung mit einer Austauschbarkeit des Trägerelements. Mit anderen Worten ist das Sensorelement nicht direkt in Kontakt mit z. B. heißen Brenngasen, wodurch kein Dichtschweißen erforderlich ist. Die Flachdichtung kann deutlich dünner ausgeführt werden (gemäß einer Ausführungsform z. B. 1,7 mm). Das Trägerelement ist an einem Längsende mit einem Stecker umspritzt und kann als Zulieferteil bezogen werden und in eine erfindungsgemäß angepasste Flachdichtung integriert werden.These Embodiment of the invention advantageously combines a reduced Insertion thickness of the flat gasket with an interchangeability of the support element. In other words, the sensor element is not in direct contact with z. B. hot fuel gases, creating no seal welding is required. The flat gasket can be significantly thinner be carried out (according to one embodiment z. 1.7 mm). The carrier element is at a longitudinal end molded with a plug and can be purchased as a vendor part and in a inventively adapted flat gasket to get integrated.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.The Invention will now be described by means of embodiments and below With reference to the accompanying figures.
Nun
wird zur Beschreibung einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen metallischen Flachdichtung (im
Folgenden einfach „Flachdichtung") auf die
Die
Flachdichtung
In
den
Die
Sensoranordnung
In
In
einem Bereich der Sensoranordnung
In
der obersten Aktivlage
Ferner
ist in der obersten Aktivlage
In
der zwischen der Distanzlage
Die
zur obersten Aktivlage
Benachbart
zu dem Durchgangsöffnungsbereich A weist die zur obersten
Aktivlage
In
der Distanzlage
In
den
Darüber
hinaus ist in der untersten Aktivlage
In
der zwischen der Distanzlage
Ferner
ist in der zur untersten Aktivlage
Die
Abdichtung des Medienkompartiments resultiert also aus dem Zusammenspiel
der Sicken
Die
Abdichtung der nicht dargestellten Kühlmittelöffnungen
(und vergleichbarer Öffnungen) erfolgt mittels des Zusammenspiels
der Sicke
Darüber
hinaus ist in der zur untersten Aktivlage
Wie
insbesondere in den
Das
Sensorelement
Die
Distanzlage
Durch
diese Ausgestaltung ist die Membran
Wie
insbesondere in den
Auf
dem Trägerelement
An
das aus der Flachdichtung
Mit
anderen Worten weist die Sensoranordnung
Der
Verbinder
Das
Trägerelement
Das
erste Längsende
Gemäß einer
nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform zu der
ersten Ausführungsform ist das Trägerelement
Da
gemäß dieser Alternative an dem Trägerelement
Nun
wird unter Bezugnahme auf die
Die
Flachdichtung
Ferner
ist darauf hinzuweisen, dass die Flachdichtung
Wie
in
Genauer
gesagt weist gemäß dieser Ausführungsform
die Distanzlage
Somit
ist das Trägerelement
Wie
in
Die
Membran
Wie
in
Um
den Kanal im Querschnitt noch zu vergrößern, ist
gemäß einer nicht gezeigten, alternativen Gestaltung
in der Distanzlage
Um
das Trägerelement
Im
Vergleich zur Wechselwirkung von Elementen der Dichtung wie sie
am Ausführungsbeispiel der
Gemäß dieser
Ausführungsform sind die Leiterbahnen, welche das Sensorelement
Im
Fazit ist bei der fünflagigen Flachdichtung
Nun
wird unter Bezugnahme auf
Die
Flachdichtung
Ferner
ist darauf hinzuweisen, dass die Flachdichtung
Gemäß der
dritten Ausführungsform ist die Flachdichtung
Bei
der Flachdichtung
- 1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
- Flachdichtunggasket
- 10, 10', 10''10 10 ', 10' '
- obere Aktivlageupper active position
- 11, 11', 11''11 11 ', 11' '
- SickeBeading
- 12, 12', 12''12 12 ', 12' '
- Ausnehmungrecess
- 20, 20'20 20 '
- untere Aktivlagelower active position
- 21, 20'21 20 '
- SickeBeading
- 22, 22'22 22 '
- Aussparungrecess
- 23, 23'23 23 '
- SickeBeading
- 30, 30', 30''30 30 ', 30' '
- Distanzlagespacer layer
- 31''31 ''
- Kröpfungcranking
- 32', 32''32 ', 32 ''
- Aussparungrecess
- 33', 33''33 ', 33 ''
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 34', 34''34 ' 34 ''
- Stegweb
- 40, 40'40 40 '
- untere Aktivlagelower active position
- 41, 41'41 41 '
- Verformungsbegrenzerdeformation
- 42, 42'42 42 '
- Aussparungrecess
- 43, 43'43 43 '
- SickeBeading
- 50, 50', 50''50, 50 ', 50' '
- obere Aktivlageupper active position
- 51, 51', 51''51 51 ', 51' '
- SickeBeading
- 52, 52', 52''52 52 ', 52' '
- Ausnehmungrecess
- 53, 53', 53''53 53 ', 53' '
- Verformungsbegrenzerdeformation
- 60, 60', 60''60 60 ', 60' '
- Sensoranordnungsensor arrangement
- 61, 61', 61''61, 61 ', 61' '
- Membranmembrane
- 61a, 61a', 61a''61a, 61a ', 61a' '
- Vertiefungsabschnittrecess portion
- 61b61b
- Erhöhungsabschnittincreasing portion
- 63, 63', 63''63 63 ', 63' '
- Trägerelementsupport element
- 63a, 63a', 63a''63a, 63a ', 63a' '
- Längsendelongitudinal end
- 63b, 63b', 63b''63b, 63b ', 63b' '
- Längsendelongitudinal end
- 64, 64', 64''64 64 ', 64' '
- Sensorelementsensor element
- 6565
- elektrischer Verbinderelectrical Interconnects
- SS
- sensitiver Bereichsensitive Area
- AA
- Medienkompartiment bzw. DurchlassöffnungsbereichMedienkompartiment or passage opening area
- RR
- FlachdichtungsaußenrandFlat seal outer edge
- SWSW
- Laserschweißunglaser welding
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 102006034784 [0021] - DE 102006034784 [0021]
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DE102007057653A DE102007057653A1 (en) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | Metallic flat gasket e.g. inlet manifold gasket, for measuring e.g. pressure at combustion gas of internal combustion engine, has membrane forming boundary surface, over which state variable of medium is transferred to sensor element |
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- 2007-11-28 DE DE102007057653A patent/DE102007057653A1/en not_active Withdrawn
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