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Die
Erfindung betrifft ein Sensorgehäuse, insbesondere ein
Sensorgehäuse zur Aufnahme von zumindest einem Sensorelement.
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Die
DE 100 25 322 A1 offenbart
eine Druckerfassungsvorrichtung, die aus einem Kunstharzsteckergehäuse
und einem Stahlgehäuse besteht. Das Stahlgehäuse
ist mit dem Steckergehäuse zusammengefügt. Das
Steckergehäuse besitzt einen zylindrischen Hauptkörper
und einen Vorsprung, der von dem gesamten Umfangsbereich einer äußeren Umfangsoberfläche
an einer Seite von einem Ende des Hauptkörpers hervorsteht.
Der Vorsprung ist in einem Öffnungsbereich, mit dem das
Gehäuse ausgestattet ist, eingeführt, um dieses
zu schließen und/oder abzudichten. Ein Verriegelungskantenbereich
oder Öffnungskantenbereich des Öffnungsbereiches
ist geknickt beziehungsweise gebogen (im Gesenk bearbeitet), entlang
der Endoberfläche zu der Seitenoberfläche und
entlang einer Form eines Eckbereiches, der zwischen der Seitenoberfläche und
der Endoberfläche definiert wird. Hierbei ist ein Winkel,
der zwischen der äußeren Umfangsoberfläche
des Hauptkörpers und der Seitenoberfläche des Vorsprungs
definiert wird, als ein stumpfer Winkel eingestellt.
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Die
Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein zuverlässiges
und kostengünstiges Sensorgehäuse zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen
Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Sensorgehäuse mit
einem Gehäusekörper, der eine den Gehäusekörper
durchdringende Ausnehmung mit einem ersten axialen Ende und einem
zweiten axialen Ende umfasst zur Aufnahme von zumindest einem Sensor element.
Eine Membran ist mit dem Gehäusekörper stoffschlüssig
gekoppelt derart, dass das erste axiale Ende der Ausnehmung gasdicht durch
die Membran abgeschlossen ist. Ein Stutzen weist eine den Stutzen
durchdringende Kavität auf, wobei der Stutzen an einem
ersten axialen Ende der Kavität zumindest teilweise durch
die Membran abgeschlossen ist. Der Stutzen ist mit der Membran und/oder
mit dem Gehäusekörper stoffschlüssig
gekoppelt derart, dass das erste axiale Ende der Kavität gasdicht
abgeschlossen ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige
Ausbildung des Sensorgehäuses durch eine Einsparung von
Material beispielsweise dadurch, dass bei einem separaten Herstellen
des Gehäusekörpers und des Stutzens weniger Material zerspant
werden muss als bei einer möglichen einstückigen
Ausführung. Ferner kann durch die stoffschlüssige
Kopplung der Membran sowohl mit dem Gehäusekörper
als auch mit dem Stutzen gegebenenfalls auf eine separate Dichtung
verzichtet werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Stutzen aus einem korrosionsbeständigeren
Material ausgebildet als der Gehäusekörper. Dies
ermöglicht die Ausbildung eines sehr kostengünstig
ausgebildeten Sensorgehäuses. Da der Gehäusekörper
durch die Membran von dem zu untersuchenden Medium getrennt ist,
kann er aus einem kostengünstigen Material ausgebildet
sein und muss nicht in einem gleichen Maße wie beispielsweise
der Stutzen korrosionsbeständig ausgebildet sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Gehäusekörper
einen sechskantförmigen Querschnitt mit einer vorgegebenen Schlüsselweite
auf und ist ausgebildet zur Übertragung eines Drehmoments
auf den Stutzen. Dies ermöglicht eine kostengünstige
Ausführung des Sensorgehäuses dadurch, dass das
Sensorgehäuse mittels des sechskantförmigen Querschnitts
durch Standardwerkzeuge montiert werden kann und ferner die Schlüsselweite
nach Bedarf vorgegeben werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Stutzen in
einem Bereich eines zweiten axialen Endes der Kavität ein
Gewinde auf zum Anschrauben des Sensorgehäuses. Dies ermöglicht eine
einfache Montage des Sensorgehäuses.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Membran eine Dicke
von maximal 70 μm auf. Dies ermöglicht die Ausbildung
eines sehr sensitiven Drucksensors mittels des Sensorgehäuses
dadurch, dass die Membran wirkungsvoll eine Kraftübertragung
ermöglicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Membran eine
wellenförmige Oberflächenstruktur auf. Dies ermöglicht
sehr wirkungsvoll eine Kraftübertragung der Membran und
damit eine mittels des Sensorgehäuses sehr sensitiv ausgebildeten Drucksensor.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die stoffschlüssige
Kopplung des Gehäusekörpers mit der Membran ausgebildet
durch eine Schweißung und/oder eine Lötung und/oder
eine Klebung. Dies ermöglicht eine sehr zuverlässige Kopplung
des Gehäusekörpers mit der Membran.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die stoffschlüssige
Kopplung des Stutzens mit der Membran und/oder mit dem Gehäusekörper
ausgebildet durch eine Schweißung und/oder eine Lötung und/oder
eine Klebung. Dies ermöglicht eine sehr zuverlässige
Kopplung des Stutzens mit der Membran. Eine stoffschlüssige
Kopplung der Membran mit dem Gehäusekörper und
dem Stutzen kann ferner in einem Prozessschritt bewerkstelligt werden.
Beispielsweise kann die Membran zwischen dem Gehäusekörper
und dem Stutzen eingeklemmt und anschließend mit dem Gehäusekörper
und dem Stutzen verschweißt und/oder verlötet
und/oder verklebt werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform eines Sensorgehäuses mit
einem Innengewinde,
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2 eine
zweite Ausführungsform des Sensorgehäuses mit
einem Außengewinde,
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3 eine
dritte Ausführungsform des Sensorgehäuses,
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4A und 4B einen
Gehäusekörper des Sensorgehäuses.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend
mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform eines Sensorgehäuses 2.
Das Sensorgehäuse 2 umfasst einen Gehäusekörper 4,
eine Membran 6 und einen Stutzen 8.
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Der
Gehäusekörper 4 weist eine in der 1 angedeutete
Ausnehmung 10 auf mit einem ersten axialen Ende der Ausnehmung 12 und
einem zweiten axialen Ende der Ausnehmung 14. Der Gehäusekörper 4 ist
stoffschlüssig gekoppelt mit der Membran 6 derart,
dass das erste axiale Ende der Ausnehmung 12 durch die
Membran 6 gasdicht abgeschlossen ist. Bei der stoffschlüssigen
Kopplung handelt es sich beispielsweise um eine Schweißung
und/oder eine Lötung und/oder eine Klebung. In der 1 ist
die stoffschlüssige Kopplung beispielhaft angedeutet durch
eine erste Schweißnaht 24.
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Die
Ausnehmung 10 des Gehäusekörpers 4 ist
ausgebildet zur Aufnahme eines Sensorelements, welches in den Figuren
nicht dargestellt ist.
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Die
Membran 6 ist bevorzugt aus einer Stahlfolie gefertigt
und weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Dicke
D von unter 70 μm auf.
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Der
Stutzen 8 umfasst eine den Stutzen 8 durchdringende
Kavität 9 mit einem ersten axialen Ende der Kavität 16 und
einem zweiten axialen Ende der Kavität 18. In
der ersten Ausführungsform des Sensorgehäuses 2 ist
der Stutzen 8 stoffschlüssig gekoppelt an seinem
ersten axialen Ende der Kavität 16 mit der Membran 6,
beispielsweise durch eine Schweißung und/oder eine Lötung
und/oder eine Klebung. Die stoffschlüssige Kopplung des
Stutzens 8 mit der Membran 6 wird in 1 beispielhaft
angedeutet mittels einer zweiten Schweißnaht 26.
Die Membran 6 schließt das erste axiale Ende der
Kavität 16 des Stutzens 8 gasdicht ab.
An dem zweiten axialen Ende der Kavität 18 weist
der Stutzen 8 ein Innengewinde 20 auf. Das Innengewinde 20 ist
ausgebildet zum Anschrauben des Sensorgehäuses 4,
beispielsweise an einen Motorblock einer Brennkraftmaschine.
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Die
in 2 dargestellte zweite Ausführungsform
des Sensorgehäuses 2 korrespondiert zu der ersten
in der 1 dargestellten Ausführungsform des Sensorgehäuses 2 mit
dem Unterschied, dass der Stutzen 8 an seinem zweiten axialen
Ende der Kavität 18 ein Außengewinde 22 aufweist.
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In
einer in der 3 dargestellten dritten Ausführungsform
des Sensorgehäuses 2 umfasst das Sensorgehäuse 2 den
Gehäusekörper 4 mit der Ausnehmung 10,
die das erste axiale Ende 12 und das zweite axiale Ende 14 aufweist.
Die Membran 6 ist stoffschlüssig gekoppelt mit
dem Gehäusekörper 4 derart, dass sie
die Ausnehmung 10 an dem zweiten axialen Ende 14 gasdicht
abschließt. Die stoffschlüssige Kopplung zwischen
der Membran 6 und dem Gehäusekörper 4 erfolgt
beispielsweise durch eine Schweißung, wie dies durch die
erste Schweißnaht 24 in der 3 angedeutet
ist. Der Stutzen 8 mit dem ersten axialen Ende der Kavität 16 und
dem zweiten axialen Ende der Kavität 18 ist stoffschlüssig gekoppelt
an seinem ersten axialen Ende der Kavität 16 mit
dem Gehäusekörper 4, wie dies beispielhaft mittels
der zweiten Schweißnaht 26 angedeutet ist. Die
Membran 6 und der Gehäusekörper 4 schließen den
Stutzen 8 an sei nem ersten axialen Ende der Kavität 16 gasdicht
ab. Das zweite axiale Ende der Kavität 18 weist
in 3 ein Innengewinde 20 auf. Es ist jedoch
beispielsweise auch möglich, dass der Stutzen 8 der
dritten Ausführungsform des Sensorgehäuses 2 anstatt
des Innengewindes 20 ein Außengewinde 22 aufweist.
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Die 4A und 4B zeigen
jeweils den Gehäusekörper 4. 4A zeigt den Gehäusekörper 4 mit
der Ausnehmung 10 in einer Draufsicht. Der Gehäusekörper 4 weist
bevorzugt einen sechskantförmigen Querschnitt mit einer
vorgegebenen Schlüsselweite auf und ist ausgebildet zur Übertragung
eines Drehmoments auf den Stutzen 8. Die Schlüsselweite
des Gehäusekörpers kann beispielsweise 19, 21 oder 24 betragen,
sie kann jedoch auch einen anderen vorgegebenen Wert aufweisen.
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4B zeigt den Gehäusekörper 4 mit
dem ersten axialen Ende der Ausnehmung 12, dem zweiten
axialen Ende der Ausnehmung 14 und der angedeuteten Ausnehmung 10.
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Die
Ausführungsformen 1 bis 3 des Sensorgehäuses 2 können
insbesondere bezüglich ihrer Ausgestaltungen beliebig kombiniert
sein. Insbesondere kann das Gewinde des Stutzens 8, unabhängig davon,
ob es sich um ein Innengewinde 20 oder um ein Außengewinde 22 handelt,
jeweils ein metrisches Gewinde mit einem jeweils vorgegebenen Nennmaß sein.
Beispielsweise kann es sich bei dem Gewinde um ein metrisches Gewinde
mit dem Nennmaß M6, M8 oder M10 handeln. Desgleichen kann
die Schlüsselweite des sechskantförmigen Gehäusekörpers 4 jeweils
vorgegeben werden. Zusätzlich zu einer flexiblen Ausgestaltung
des Sensorgehäuses 2 bezüglich des Gewindes
des Stutzens 8 und der Schlüsselweite des sechskantförmigen
Gehäusekörpers 4 ermöglicht
das Sensorgehäuse 2 ein kostengünstiges Herstellen.
Durch das separate Herstellen des Gehäusekörpers 4 und
des Stutzens 8 muss beim Herstellen weniger Material zerspant
werden, so dass ein Ausschuss an Rohmaterial reduziert werden kann.
Es ist beispielsweise auch möglich den Gehäusekörper 4 aus
einem anderen Material herzustellen als den Stutzen 8.
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Dadurch,
dass der Gehäusekörper 4 nicht mit einem
zu untersuchenden Medium in Kontakt kommt, kann der Gehäusekörper 4 beispielsweise aus
einem Material hergestellt sein, das nicht so korrosionsbeständig
ist wie das Material des Stutzens 8 wodurch Kosten beim
Herstellen gespart werden können.
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Das
Sensorgehäuse 2 kann beispielsweise vorgesehen
sein als das Sensorgehäuse 2 eines Drucksensors.
Insbesondere kann das Sensorgehäuse 2 vorgesehen
sein als ein Sensorgehäuse 2 eines Mitteldrucksensors
zum Messen von Drücken beispielsweise zwischen 2 und 100
bar. Das Sensorgehäuse 2 kann beispielsweise vorgesehen
sein für einen Einsatz in einem Automobil, beispielsweise zum
Messen von Druck eines Getriebeöls, eines Motoröls
oder eines anderen Fluids.
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- 2
- Sensorgehäuse
- 4
- Gehäusekörper
- 6
- Membran
- 8
- Stutzen
- 9
- durchdringende
Kavität
- 10
- durchdringende
Ausnehmung
- 12
- erstes
axiales Ende der Ausnehmung
- 14
- zweites
axiales Ende der Ausnehmung
- 16
- erstes
axiales Ende der durchdringenden Kavität
- 18
- zweites
axiales Ende der durchdringenden Kavität
- 20
- Innengewinde
- 22
- Außengewinde
- 24
- erste
Schweißnaht
- 26
- zweite
Schweißnaht
- D
- Dicke
der Membran
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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