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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von bekannten Drucksensoren, welche beispielsweise
zur Erfassung eines Drucks eines flüssigen und/oder gasförmigen
Mediums eingesetzt werden können. Derartige Drucksensoren
sind aus verschiedenen Einsatzgebieten bekannt. Im Folgenden wird
insbesondere Bezug genommen auf Anwendungen der Automobiltechnik,
beispielsweise Druckzellen für Saugrohr- bzw. Ladedrucke,
Bremsdrucke, Luftfederdrucke, Reifendrucke, Hydraulikvorratsdrucke,
Stoßdämpferdrucke, Kühlmitteldrucke,
Modulationsdrucke bei Getriebeautomaten, Bremsdrucke, Tankdrucke
oder Brennraumdrucke. Insbesondere wird Bezug genommen auf Anwendungen
in Tankdrucksensoren für Kraftfahrzeuge. Grundsätzlich
sind jedoch auch andere Anwendungen innerhalb oder außerhalb
der Automobiltechnik möglich. Für mögliche
Drucksensoren in der Automobiltechnik kann beispielsweise auf Robert
Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug, Ausgabe 2007, S. 74–76
und S. 128–130 verwiesen werden. Die dort beschriebenen
Drucksensoren können auch erfindungsgemäß modifiziert
und mit einer erfindungsgemäßen Druckausgleichseinheit
ausgestattet werden.
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In
vielen Drucksensoren, insbesondere Differenzdrucksensoren, wird
ein Druckunterschied zwischen einem Messraum, der mit einem Sensorelement
des Drucksensors direkt oder über eine Messdruckzuführung
in Verbindung steht, und einem Referenzdruckraum gemessen. In derartigen
Drucksensoren ist in vielen Fällen eine so genannte Druckausgleichseinheit
erforderlich, die dem Ausgleich eines Druckunterschieds zwischen
dem Referenzdruckraum und der Umgebung dienen soll. Beispielsweise wird
bei vielen Tankdrucksensoren ein Tankdruck von unten an eine Rückseite
einer Siliziummembran geführt, während ein in
der Umgebung herrschender Druck als Referenzdruck von oben, zum
Beispiel durch eine Öffnung in einem Sensorgehäuse,
auf die Vorderseite der Siliziummembran einwirkt. Um die Vorderseite
der Siliziummembran jedoch gegenüber Umwelteinflüssen,
wie beispielsweise Wasser und/oder Verschmutzungen zu schützen,
weist die Druckausgleichseinheit eine gaspermeable Filtermembran
auf, die in eine Referenzdrucköffnung eingebaut ist. Diese
gaspermeabel ausgestaltete Filtermembran dient als Druckausgleichselement,
ist in der Regel wasserabweisend und flüssigkeitsundurchlässig
ausgebildet und dient der Abdichtung der Referenzdrucköffnung
des Tankdrucksensors der Tankeinbaueinheit gegenüber beispielsweise
Flüssigkeiten. Durch diese Lösung soll unabhängig
von der Einbaulage des Druckausgleichselements das Eindringen beispielsweise
von Spritzwasser sowie anderer flüssiger oder fester Medien
in den Referenzdruckraum unterbunden werden. Ein Beispiel einer derartigen
Druckausgleichseinheit ist in der nachveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung mit der Nr.
DE 10 2008 004 358 beschrieben,
auf welche auch im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Bezug genommen
werden kann. Diese offenbart eine Druckausgleichseinheit mit einem
Gehäusedeckel und einer gaspermeablen Filtermembran, die
eine Luftöffnung überdeckt. Die Druckausgleichseinheit
umfasst ein kappenförmiges Abdeckelement, das die Filtermembran überdeckt.
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Eine
technische Herausforderung bekannter Druckausgleichseinheiten besteht
darin, dass Druckausgleichseinheiten einen großen Bauraum
benötigen. Eine Verkleinerung ist aber in vielen Fällen
nicht möglich, da Verkleinerungen dazu führen
können, dass Kapillareffekte in den Öffnungen
der Druckausgleichseinheit auftreten, durch welche es wiederum zu
einer Ansammlung und Anhaftung von Flüssigkeiten und/oder
Verschmutzungen in der Druckausgleichseinheit kommen kann, was zu
einer Beeinträchtigung der Funktionalität führen
könnte.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
werden daher eine Druckausgleichseinheit zur Verwendung in einem
Drucksensor sowie ein Drucksensor zur Erfassung eines Drucks in
einem Messraum vorgeschlagen, welche die Nachteile bekannter Druckausgleichseinheiten
bzw. Drucksensoren zumindest weitgehend vermeiden. Insbesondere kann
die Druckausgleichseinheit in einem Differenzdrucksensor eingesetzt
werden und/oder in einem Tankdrucksensor eines Kraftfahrzeugs, wobei
jedoch, wie oben dargestellt, auch andere Anwendungen möglich
sind.
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Die
Druckausgleichseinheit weist ein Gehäuse mit mindestens
einem durchgängigen Kanal auf. Beispielsweise kann dieser
Kanal als gerader oder gebogener Kanal aus gestaltet sein. Der Kanal
kann beispielsweise zwei oder mehr Öffnungen aufweisen, so
dass dieser in mindestens einer Richtung frei von einem Umgebungsmedium,
beispielsweise Umgebungsluft, durchströmbar ist. In einer
Wand des Kanals ist mindestens eine Öffnung vorgesehen,
beispielsweise eine runde oder polygonale Öffnung. Diese Öffnung
ist über mindestens eine Luftdurchführung in dem
Gehäuse mit einem Referenzdruckraum des Drucksensors verbindbar
und/oder verbunden. Der Referenzdruckraum des Drucksensors kann ganz
oder teilweise ebenfalls in dem Gehäuse der Druckausgleichseinheit
ausgebildet sein, kann jedoch auch ganz oder teilweise in anderen
Komponenten des Drucksensors aufgenommen sein. Die Luftdurchführung
kann beispielsweise ein oder mehrere Spalte, Kanäle, Öffnungen
oder Kombinationen der genannten und/oder anderer Elemente umfassen,
welche einen Druckausgleich zwischen dem Referenzdruckraum und der Öffnung
und/oder dem Kanal ermöglichen.
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Die Öffnung
ist durch mindestens eine gaspermeable und vorzugsweise flüssigkeitsdichte
Filtermembran verschlossen. Beispielsweise kann es sich bei dieser
Membran um eine flexible Kunststoffmembran oder natürliche
Membran handeln, wobei beispielsweise auf die
DE 10 2008 004 358 verwiesen
werden kann. Die Filtermembran kann beispielsweise porös
und/oder mit Öffnungen ausgestaltet sein, welche zwar einen
Durchtritt von Gasen, insbesondere in der Regel Luft und/oder gasförmigen
organischen Medien ermöglichen, andererseits jedoch einen
Durchtritt von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, zumindest
weitgehend verhindern. Die Filtermembran, wobei sinngemäß auch
mehrere Filtermembranen vorgesehen sein können, können
beispielsweise mit dem Gehäuse im Bereich der mindestens
einen Öffnung verbunden sein, beispielsweise verklebt sein
und/oder kraft- und/oder formschlüssig mit dem Gehäuse
verbunden sein. Beispielsweise kann die Membran auf einen Gehäuserand
derart aufgeklebt sein, dass die mindestens eine Öffnung verschlossen
wird.
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Die
Filtermembran kann beispielsweise durch mindestens ein Abdeckelement überdeckt sein,
beispielsweise, wie auch in
DE
10 2008 004 358 , durch ein kappenförmiges Abdeckelement.
Dieses Abdeckelement kann einstückig mit dem restlichen
Gehäuse ausgebildet sein, kann jedoch auch lediglich mit
dem Gehäuse verbindbar sein, beispielsweise durch eine
kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung.
Auch andere Verbindungsarten sind grundsätzlich alternativ
oder zusätzlich möglich. Beispielsweise kann das
Abdeckelement einen ebenen oder gekrümmten ausgebildeten Deckel
umfassen.
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Die
Luftdurchführung kann auf verschiedene Weisen gebildet
werden und kann beispielsweise die oben genannten Elementen oder
Kombinationen dieser und/oder anderer Elemente umfassen. Die Luftdurchführung
kann auch aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt sein. So kann
die Luftdurchführung insbesondere zumindest teilweise durch
mindestens einen Spalt und/oder durch mindestens einen Luftkanal
zwischen der Filtermembran und dem Abdeckelement gebildet werden.
Vorzugsweise liegt die Filtermembran jedoch zumindest teilweise
auf dem Abdeckelement auf, vorzugsweise flächig, so dass
sich die Filtermembran zumindest teilweise auf dem Abdeckelement
abstützen kann. Die Luftdurchführung kann weiterhin,
alternativ oder zusätzlich, mindestens eine Luftöffnung
in dem Gehäuse umfassen. Beispielsweise kann diese Luftöffnung
derart ausgestaltet sein, dass diese den mindestens einen Spalt
und/oder den mindestens einen Luftkanal zwischen der Filtermembran
und dem Abdeckelement direkt oder indirekt mit dem Referenzdruckraum
verbindet.
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Wie
oben beschrieben, kann die Filtermembran insbesondere im Bereich
der Öffnung mit dem Gehäuse verbunden sein. Beispielsweise
kann die Filtermembran auf einer Planfläche einer Erhebung, insbesondere
einer domförmigen Erhebung, befestigt sein, an welcher
mindestens ein Abdeckelement, insbesondere ein kappenförmiges
Abdeckelement gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform, befestigbar
ist, insbesondere verrastbar ist. Unter einer domförmigen
Erhebung kann allgemein eine Erhebung im Gehäuse der Druckausgleichseinheit
verstanden werden.
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Der
Referenzdruckraum kann, wie oben beschrieben, zumindest teilweise
in dem Gehäuse und/oder zumindest teilweise in anderen
Bauteilen des Drucksensors angeordnet sein. Insbesondere kann der
Referenzdruckraum zumindest teilweise in einer Richtung quer zur
Längserstreckungsrichtung des Kanals unterhalb des Kanals
angeordnet sein. Dieser Ausgestaltung kann besonders bauraum-sparend
realisiert werden. Die Öffnung kann beispielsweise auf
einer dem Referenzdruckraum gegenüber liegenden Seite des
Kanals angeordnet sein, wobei die Luftdurchführung den
Kanal innerhalb des Gehäuses zumindest teilweise umrundet.
Wie oben dargestellt, kann die Luftführung bei dieser Umrundung beispielsweise
den genannten Spalt und/oder Luftkanal zwischen der Filtermembran
und dem Abdeckelement umfassen, sowie gegebenenfalls die mindestens
eine Luftöffnung.
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Das
Gehäuse der Druckausgleichseinheit kann insbesondere zumindest
teilweise als Deckel ausgebildet sein, also als Element, welches
nachträglich auf ein Sensorgehäu se eines Drucksensors aufgebracht
werden kann und dieses zumindest teilweise abdeckt. So kann der
Deckel beispielsweise einen Referenzdruckraum, welcher ganz oder
teilweise in dem Sensorgehäuse aufgenommen ist, vollständig oder
teilweise abdecken und/oder einen Teil dieses Referenzdruckraumes
bereitstellen. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Gehäuse
mindestens ein Verbindungselement zum kraftschlüssigen
und/oder formschlüssigen Verbinden des Deckels mit einem Sensorgehäuse
des Drucksensors aufweist. Insbesondere kann dieses Verbindungselement
mindestens eine Klemmnase und/oder mindestens eine Rastnase und/oder
mindestens eine Klemmöffnung und/oder mindestens eine Rastöffnung
umfassen, so dass eine Klemmverbindung und/oder eine Rastverbindung
zwischen dem Sensorgehäuse und dem Deckel auf einfache
und schnelle Weise bei einem Montagevorgang erzeugt werden kann.
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Der
Kanal wird vorzugsweise mit einem Querschnitt ausgestattet, welcher
Kapillareffekte verhindert. So ist es besonders bevorzugt, wenn
der Kanal einen Querschnitt von mindestens 2 mm2,
insbesondere mindestens 10 mm2, vorzugsweise
von mindestens 20 mm2 und besonders bevorzugt
von 50 mm2 oder mehr aufweist. Weiterhin
kann der Kanal vorzugsweise eine Länge von mindestens 10
mm, vorzugsweise mindestens 10 mm und besonders bevorzugt mindestens
15 mm oder sogar mindestens 20 mm aufweisen. Auch andere Dimensionierungen sind
jedoch möglich. Auf diese Weise kann der Kanal einerseits
eine wirksame Abschirmung der Öffnung und der Filtermembran
gegenüber unmittelbarem Zutritt von Verschmutzungen und/oder
Flüssigkeiten bereitstellen, wie beispielsweise gegenüber
Wasser. Andererseits bietet der Kanal, unter Vermeidung von Kapillareffekten,
einen ausreichenden Querschnitt zum freien Zuströmen bzw.
Abströmen von Gasen zu bzw. von der Öffnung im
Rahmen eines Druckausgleichs.
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Wie
oben dargestellt, kann die Druckausgleichseinheit insbesondere in
einem Drucksensor zur Erfassung eines Drucks in einem Messraum eingesetzt
werden. Bei dem Messraum kann es sich insbesondere um einen Tank
eines Kraftfahrzeuges handeln, wobei jedoch auch andere Einsatzgebiete möglich
sind, wie oben dargestellt. Der Drucksensor umfasst mindestens ein
mit dem Messraum in Verbindung stehendes Sensorelement, insbesondere mindestens
ein Differenzdrucksensorelement. Bezüglich des Sensorelements
kann grundsätzlich auf alle bekannten Sensorprinzipien
oder Kombinationen verschiedener Sensorprinzipien verwiesen werden. Der
Drucksensor kann neben einem Sensorelement zur Erfassung eines Drucks auch
weitere Sensorelemente zur Erfassung anderer Arten von Parametern umfassen,
beispielsweise Temperaturen oder ähnlichem. Das Sensorelement
kann insbesondere als mikromechanisches Sensorelement ausgestaltet sein,
beispielsweise mit einer Sensormembran, insbesondere einer Siliziummembran.
Das Sensorprinzip kann insbesondere auf der der Messung durch Biegung
dieser Sensormembran basieren, beispielsweise durch Dehnungswiderstände
und/oder andere Sensoren, die die Verformung der Sensormembran messen
können. Bezüglich der Ausgestaltung des Sensorelements
kann beispielsweise auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen
werden, insbesondere auf Robert Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug,
Ausgabe 2007, S. 128–130. Das Sensorelement, insbesondere
dessen Sensormembran, kann beispielsweise direkt oder indirekt,
beispielsweise über eine Messdruckzuführung in
Form einer oder mehrerer Bohrungen, mit dem Messraum in Verbindung
stehen, so dass eine Seite der Membran mit dem Messdruck des Raumes
beaufschlagt wird. Das Sensorelement umfasst weiterhin mindestens
eine mit dem Sensorelement in Verbindung stehenden, von dem Messraum
getrennten Referenzdruckraum. Dieser Referenzdruckraum kann beispielsweise
mit der dem Messraum gegenüberliegenden Seite einer Sensormembran
in Verbindung stehen. Der Drucksensor umfasst weiterhin mindestens
eine Druckausgleichseinheit gemäß einer oder mehreren
der oben beschriebenen Ausführungsformen, welche direkt oder
indirekt mit dem Messraum in Verbindung stehen kann.
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Die
vorgeschlagene Druckausgleichseinheit und der vorgeschlagene Drucksensor
weisen gegenüber bekannten Druckausgleichseinheiten und Drucksensoren
zahlreiche Vorteile auf. So kann die Filtermembran als Druckausgleichsmembran
wirken und kann einen Überlastschutz bereitstellen, da
ein schneller und zuverlässiger Druckausgleich realisiert werden
kann. Die Filtermembran selbst ist gegen Überlast geschützt
und kann gleichzeitig einen schnellen Druckausgleich zwischen einer
Umgebung und dem Referenzdruckraum bereitstellen. Weiterhin kann
die beschriebene Druckausgleichseinheit mit vergleichsweise geringem
Bauraum realisiert werden. Im Gegensatz beispielsweise zu der in
DE 10 2008 004 358 beschriebenen
Ausgestaltung wird bei der vorgeschlagenen Ausführung in
der Regel lediglich Bauraum in die Höhe benötigt,
nicht hingegen in die Länge. Gleichzeitig kann eine genügend
große Öffnung für einen Kanal und/oder
Tunnel geschaffen werden, in welcher sich kein Wasser sammeln und/oder
durch Kapillareffekte haften bleiben kann. Schmutz und Staub kann
die genügend große Öffnung des Kanals
ebenfalls nicht verstopfen. Somit kann ein Atmen des Drucksensors
stets gewährleistet werden. Ein Schutz der Filtermembran,
welche als Druckausgleichsmembran ausgestaltet sein kann, vor mechanischer
Beschädigung ist gegeben, indem die Öffnung, über
welche die Filtermembran sitzt, innerhalb des Kanals, welcher als
Tunnel ausgestaltet sein kann, angeordnet wird. Die Filtermembran
kann beispielsweise im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckungsrichtung
des Kanals angeordnet sein. Auch andere Arten der Ausrichtung sind
jedoch grundsätzlich möglich.
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Durch
die Ausgestaltung der Druckausgleichseinheit, bei welcher sich die
durch die Filtermembran verschlossene Öffnung im Inneren
eines Gehäuses, beispielsweise eines Deckels, ausgebildeten
Kanals liegt, ist die Filtermembran besser gegen mechanische Beschädigen
geschützt, als in bekannten Ausführungen. Durch
die mögliche „gestapelte” Anordnung der
Filtermembran, beispielsweise über dem bisherigen Deckel,
wird lediglich ein Bauraum in die Höhe erhöht,
nicht hingegen die Länge des Sensorelements. Durch die
Ausgestaltung des Kanals, beispielsweise als gerader oder gebogener Tunnel,
kann gewährleistet werden, dass der Kanal auf beiden Seiten
offen ist, so dass Wasser und/oder flüssiges Medium durch
diesen Kanal abfließen kann und somit die Öffnung
frei bleibt. Beispielsweise kann die Öffnung auf einer
Oberseite des Kanals angeordnet werden, also auf einer Seite, welche
im eingebauten Zustand des Drucksensors oberhalb des Kanals angeordnet
ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass durch den
Kanal fließende bzw. strömende Verunreinigungen
nicht auf der Öffnung bzw. der Filtermembran anhaften können.
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Das
Gehäuse, beispielsweise der Deckel, mit dem integrierten
mindestens einem Kanal und der Öffnung, kann auf vergleichsweise
einfache Weise hergestellt werden. So können beispielsweise
bekannte und kostengünstige Kunststoffformgebungsverfahren
eingesetzt werden, wie beispielsweise Kunststoffspritzgießen.
Das Gehäuse kann in einem einzigen Arbeitsgang herstellbar
sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Druckausgleichseinheit;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Abdeckelements der Druckausgleichseinheit
gemäß 1;
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3 eine
Schnittdarstellung der Druckausgleichseinheit in Schnittrichtung
parallel zur Längserstreckungsrichtung eines Kanals der
Druckausgleichseinheit;
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4 eine
Schnittdarstellung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung
des Kanals; und
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5 eine
perspektivische Schnittdarstellung eines Drucksensors mit Druckausgleichseinheit.
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Ausführungsbeispiele
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In
den 1 bis 4 ist exemplarisch in verschiedenen
Darstellungen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Druckausgleichseinheit 110 gezeigt. Diese Druckausgleichseinheit
kann beispielsweise in einem in 5 in perspektivischer Schnittdarstellung
gezeigten Drucksensor 112 eingesetzt werden, welcher insbesondere
als Tankdrucksensor 114 ausgebildet sein kann. Im Folgenden
wird auf alle Figuren Bezug genommen, wobei zunächst anhand
der Darstellung in 5 die Funktionsweise des Drucksensors 112 beschrieben
wird.
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Der
Drucksensor 112 umfasst ein Sensorgehäuse 116,
welches beispielsweise als Spritzgussbauteil ausgestaltet sein kann.
Dieses umfasst einen elektrischen Stecker 118 zur elektrischen
Kontaktierung des Drucksensors 112. Weiterhin umfasst der Drucksensor 112 einen
Stutzen 120 mit einer Messdruckzuführung 122 in
Form eines Druckkanals. Der Stutzen 120 ist beispielsweise über
eine Formdichtung und/oder einen Dichtkonus 124 in eine
Wand eines Messraums 126 einbringbar, beispielsweise eines
Tanks eines Kraftfahrzeugs, so dass über die Messdruckzuführung 122 beispielsweise
ein Tankdruck erfasst werden kann. Die Druckausgleichseinheit 110 kann
insbesondere dicht mit dem Sensorgehäuse 116 verbunden
sein, insbesondere durch eine Klebung.
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In
dem Sensorgehäuse 116 ist ein Sensorelement 128 aufgenommen,
beispielsweise ein mikromechanisches Sensorelement, beispielsweise
ein Silizium-Druckmesschip.
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Dieses
Sensorelement 128 wird von einer Messseite her mit dem
Druck des Messraums 126 beaufschlagt. Auf einer gegenüberliegenden
Seite steht das Sensorelement 128 mit einem Referenzdruckraum 130 in
Verbindung. Das Sensorelement 128 kann beispielsweise eingerichtet
sein, um elektrische Drucksignale entsprechend eines Differenzdrucks
zwischen dem Messraum 126 und dem Referenzdruckraum 130 zu
erzeugen und über den Stecker 118 auszugeben.
Alternativ oder zusätzlich können die Sensorsignale
auch ganz oder teilweise bereits im Drucksensor 112 verarbeitet
werden.
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Wie
aus dem Stand der Technik bekannt, sollte ein Druckausgleich zwischen
dem Referenzdruckraum 130 und einer Umgebung 132 des
Drucksensors 112 erfolgen. Zu diesem Zweck weist der Drucksensor 112 die
in den 1 bis 4 in verschiedenen Detaildarstellungen
gezeigte Druckausgleichseinheit 110 auf, welche als Deckel 134 ausgestaltet
ist und auf das Sensorgehäuse 116 aufbringbar
und mit diesem verbindbar ist. Zum Zwecke der Verbindung kann der
Deckel 134 ein oder mehrere Verbindungselemente 136 umfassen,
welche im dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise
als Klemmnasen 138 ausgestaltet sein können. Das Sensorgehäuse 116 kann
entsprechende Gegenelemente umfassen, die mit den Verbindungselementen 136 zusammenwirken
und beispielsweise eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige
Verbindung bewirken. Auch andere Verbindungsarten sind jedoch grundsätzlich
möglich.
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Die
Druckausgleichseinheit 110 umfasst ein Gehäuse 140,
welches beispielsweise wiederum als Spritzgießgehäuse
hergestellt sein kann. Das Gehäuse 140 kann ein-
oder mehrteilig ausgestaltet sein. Wie beispielsweise aus 5 hervorgeht,
kann das als Deckel 134 ausgestaltete Gehäuse 140 an seinem
unteren, dem Sensorgehäuse 116 zuweisenden Ende
einen Hohlraum 144 umfassen, welcher zum Sensorgehäuse 116 hin
geöffnet ist und welcher gemeinsam mit dem Sensorgehäuse 116 im
in 5 dargestellten, zusammengebauten Zustand des Drucksensors 112 den
Referenzdruckraum 130 bildet.
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In
dem Gehäuse 140 kann, wie in den 1, 4 und 5 erkennbar,
optional eine Bohrung 142 ausgebildet sein. Diese kann
beispielsweise einer Entlüftung dienen, insbesondere während
eines Aushärtens eines Klebers unter hoher Temperatur. Anschließend
an diesen Herstellungsschritt kann die Bohrung 142 oder
eine Öffnung dieser Bohrung 142 verschlossen und/oder
abgedichtet werden, beispielsweise mittels einer Stahlkugel. Die
Bohrung 142 kann jedoch auch entfallen.
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Weiterhin
ist in dem Gehäuse 140 ein Kanal 146 ausgebildet.
Dieser Kanal 146 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
als durchgehender, an beiden Seiten geöffneter Tunnel ausgestaltet,
wie beispielsweise aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht.
Dabei zeigt 3 eine Schnittdarstellung durch
die Druckausgleichseinheit 110 in einer Schnittrichtung
parallel zu einer Längserstreckungsrichtung des Kanals 146,
wohingegen 4 eine Schnittdarstellung senkrecht
zu dieser Längserstreckungsrichtung zeigt.
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Weiterhin
ist in dem Gehäuse 140 auf einer vom Sensorgehäuse 116 wegweisenden
Oberseite des Kanals 146 in einer Wand des Kanals eine Öffnung 148 vorgesehen,
welche als Einlassöffnung wirkt. Wie beispielsweise aus
den 3 und 4 hervorgeht, kann sich diese Öffnung
von ihrer Breite her beispielsweise über die Hälfte
bis Dreiviertel der Breite des Kanals 146 erstrecken. Die Öffnung 148 erstreckt
sich vorzugsweise nicht über die gesamte Länge
des Kanals 146, wie insbesondere aus 3 hervorgeht.
Wie insbesondere in 3 erkennbar ist, ist die Öffnung 148 von
zwei Seiten des Kanals 146 frei zugänglich, wobei
ein Luftzutritt in 3 symbolisch mit der Bezugsziffer 150 bezeichnet
ist. Die Richtung des Luftzutritts in 3 ist dabei
willkürlich gewählt, da ein Druckausgleich grundsätzlich
in beide Richtungen stattfinden kann.
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Wie
insbesondere aus den 3 und 4 sowie
der perspektivischen Darstellung in 1 hervorgeht,
weist das Gehäuse 140 an seiner vom Sensorgehäuse 116 wegweisenden
Oberseite in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine
erhöht ausgebildete Planfläche 152 auf,
in welcher die Öffnung 148 angeordnet ist. Die Öffnung 148 ist
durch eine Filtermembran 154 verschlossen, welche als Druckausgleichsmembran
wirkt und welche beispielsweise auf die Planfläche 152 im
Bereich der Öffnung 148 aufgeklebt sein kann,
so dass die Öffnung 148 vollständig verschlossen
wird. Die Planfläche 152 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel im Bereich einer Außenseite
des Gehäuses 140 angeordnet. Die Planfläche 152 ist
jedoch nach außen, zur Umgebung 132 hin durch
ein Abdeckelement 156 in Form einer Kappe 158 vollständig überdeckt.
Dieses Abdeckelement 156 ist beispielsweise in eine Vertiefung 160 in
dem Gehäuse 140 eingelassen und mit dem Gehäuse 140 über
eine Klemmung 162 und/oder einer Verklebung 164 verbunden,
so dass vorzugsweise die Planfläche 152 durch
das Abdeckelement 156 vollständig von der Umgebung 132 abgeschottet
ist. Das Abdeck element 156 kann dicht mit dem Gehäuse 140 verbunden
sein, beispielsweise durch eine Klebung.
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Das
Abdeckelement 156 liegt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
direkt auf der Filtermembran 154 auf, so dass ein Schutz
gegen Überlast gewährleistet sein kann. In 2 ist
eine perspektivische Darstellung des Abdeckelements 156 in einer
Ansicht vom Gehäuse 140 her gezeigt. Hieraus geht
hervor, dass das Abdeckelement 156 beispielsweise an seiner
dem Gehäuse 140 zuweisenden Innenseite Luftkanäle 168 in
Längsrichtung und/oder in Querrichtung aufweisen kann.
Mittels dieser Luftkanäle 168 kann ein Abströmen
und/oder Zuströmen von Luft von bzw. zur Filtermembran 154 unterstützt werden.
Auf diese Weise kann ein Luftaustausch zwischen dem Kanal 146 bzw.
der Öffnung 148 und dem Referenzdruckraum 144 erfolgen.
Auch in diesem Fall ist die angedeutete Strömungsrichtung
der Luftdurchführung 170 wiederum willkürlich,
da ein Druckausgleich in beide Richtungen erfolgen kann.
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Die
Luftdurchführung 170 umfasst neben den Luftkanälen 168 im
dargestellten Ausführungsbeispiel weiterhin mindestens
eine Luftöffnung 172. Diese Luftöffnung 172 verbindet
die Luftkanäle 168 im dargestellten Beispiel direkt
oder indirekt mit dem darunter liegenden Referenzdruckraum 130 bzw. dem
Hohlraum 144 im Gehäuse 140. Insgesamt
ist der Hohlraum 144 bzw. im zusammengebauten Zustand des
Drucksensors 112, der Referenzdruckraum 130 unterhalb
des Kanals 146 angeordnet und beispielsweise auf der der Öffnung 148 gegenüberliegenden
Seite des Kanals 146. Die Luftdurchführung 170 umrundet
somit teilweise den Kanal 146. Die gestapelte Anordnung,
bei der der Referenzdruckraum 130 bzw. der Hohlraum 144 und
der Kanal 146 übereinander angeordnet sind, ist
besonders bauraumsparend zu realisieren. Auf diese Weise kann einerseits
eine kompakte Druckausgleichseinheit 110 bereitgestellt
werden, welche andererseits eine effiziente Abschirmung der Luftdurchführung 170 für
den Druckausgleich gegenüber Verschmutzungen und/oder Feuchtigkeit
bietet sowie vor direkter mechanischer Beschädigung schützt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102008004358 [0002, 0006, 0007, 0014]