DE102009003149A1 - Druckausgleichseinheit zur Verwendung in einem Drucksensor - Google Patents

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    • Y10T137/7837Direct response valves [i.e., check valve type]

Abstract

Es wird eine Druckausgleichseinheit (110) zur Verwendung in einem Drucksensor (112) vorgeschlagen, insbesondere in einem Tankdrucksensor (114) eines Kraftfahrzeuges. Die Druckausgleichseinheit (110) umfasst ein Gehäuse (140) mit mindestens einem durchgängigen Kanal (146), wobei in einer Wand des Kanals (146) mindestens eine Öffnung (148) vorgesehen ist. Die Öffnung (148) ist über mindestens eine Luftdurchführung (170) in dem Gehäuse (140) mit einem Referenzdruckraum (130) des Drucksensors (112) verbindbar. Die Öffnung (148) ist durch mindestens eine gaspermeable und vorzugsweise flüssigkeitsdichte Filtermembran (154) verschlossen.

Description

  • Stand der Technik
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Offenbarung der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 eine perspektivische Darstellung einer Druckausgleichseinheit;
  • 2 eine perspektivische Darstellung eines Abdeckelements der Druckausgleichseinheit gemäß 1;
  • 3 eine Schnittdarstellung der Druckausgleichseinheit in Schnittrichtung parallel zur Längserstreckungsrichtung eines Kanals der Druckausgleichseinheit;
  • 4 eine Schnittdarstellung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kanals; und
  • 5 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Drucksensors mit Druckausgleichseinheit.
  • Ausführungsbeispiele
  • 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.
  • 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.
  • In dem Sensorgehäuse 116 ist ein Sensorelement 128 aufgenommen, beispielsweise ein mikromechanisches Sensorelement, beispielsweise ein Silizium-Druckmesschip.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102008004358 [0002, 0006, 0007, 0014]

Claims (10)

  1. Druckausgleichseinheit (110) zur Verwendung in einem Drucksensor (112), insbesondere einem Tankdrucksensor (114) eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Gehäuse (140) mit mindestens einem durchgängigen Kanal (146), wobei in einer Wand des Kanals (146) mindestens eine Öffnung (148) vorgesehen ist, wobei die Öffnung (148) über mindestens eine Luftdurchführung (170) in dem Gehäuse (140) mit einem Referenzdruckraum (130) des Drucksensors (112) verbindbar ist, wobei die Öffnung (148) durch mindestens eine gaspermeable und vorzugsweise flüssigkeitsdichte Filtermembran (154) verschlossen ist.
  2. Druckausgleichseinheit (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Filtermembran (154) durch mindestens ein Abdeckelement (156) überdeckt ist.
  3. Druckausgleichseinheit (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Luftdurchführung (170) zumindest teilweise durch mindestens einen Spalt und/oder durch mindestens einen Luftkanal (168) zwischen der Filtermembran (154) und dem Abdeckelement (156) gebildet wird.
  4. Druckausgleichseinheit (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Luftdurchführung (170) weiterhin mindestens eine Luftöffnung (172) in dem Gehäuse (140) umfasst, wobei die Luftöffnung (172) den Spalt und/oder den Luftkanal (168) mit dem Referenzdruckraum (130) verbindet.
  5. Druckausgleichseinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Referenzdruckraum (130) zumindest teilweise in dem Gehäuse (140) angeordnet ist.
  6. Druckausgleichseinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtermembran (154) im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckungsrichtung des Kanals (146) angeordnet ist.
  7. Druckausgleichseinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnung (148) auf einer dem Referenzdruckraum (130) gegenüberliegenden Seite des Kanals (146) angeordnet ist, wobei die Luftdurchführung (170) den Kanal (146) innerhalb des Gehäuses (140) zumindest teilweise umrundet.
  8. Druckausgleichseinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (140) als Deckel (134) ausgebildet ist und mindestens ein Verbindungselement (136) zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbinden des Deckels (134) mit einem Sensorgehäuse (116) eines Drucksensors (112) aufweist, insbesondere mindestens eine Klemmnase (138) und/oder mindestens eine Rastöffnung.
  9. Druckausgleichseinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kanal (146) einen Querschnitt von mindestens 10 mm2, vorzugsweise von mindestens 20 mm2 und besonders bevorzugt von mindestens 50 mm2 aufweist.
  10. Drucksensor (112) zur Erfassung eines Drucks in einem Messraum (126), insbesondere in einem Tank eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens ein mit dem Messraum (126) in Verbindung stehendes Sensorelement (128), weiterhin umfassend mindestens einen mit dem Sensorelement (128) in Verbindung stehenden, von dem Messraum (126) getrennten Referenzdruckraum (130), wobei der Drucksensor (112) weiterhin eine Druckausgleichseinheit (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
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