DE102013211479A1 - Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines Mediums - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines Mediums Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines Mediums, wobei die Vorrichtung (1) mindestens einen Drucksensor (2) und mindestens einen Temperaturfühler (4) sowie Gehäuse (6) umfasst, wobei das Gehäuse (6) mindestens eine Gehäusebasis (8) mit mindestens einer Druckbohrung (10) zur Beaufschlagung des Drucksensors (2) mit dem Druck des Mediums aufweist. Der Temperaturfühler (4) ist zumindest teilweise einer in die Gehäusebasis (8) eingelassenen Hülse (12) aufgenommen, wobei die Hülse (12) sich von der Gehäusebasis (8) in einen das Medium führenden Raum (14) hinein erstreckt und die Hülse (12) sich in den das Medium führenden Raum (14) hinein zumindest abschnittsweise verjüngt.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Kombinationssensoren bekannt, mittels derer mehrere Parameter erfasst werden können, beispielsweise mehrere Parameter eines gasförmigen oder flüssigen Mediums. Beispielsweise beschreibt DE 101 09 095 A1 einen Kombinationssensor, der einen Drucksensor mit einem Gehäuse und einem eine Druckmembran schützenden Schutzschirm umfasst. Ferner ist mit dem Drucksensor ein Temperatursensor kombiniert. Der Drucksensor ist als Frontmembransensor ausgebildet, und der Temperatursensor ist als Messfinger auf den Schutzschirm aufgesetzt. Der Messfinger erstreckt sich im Wesentlichen in Axialrichtung vor dem Schutzschirm. Der Temperatursensor ist von einer Hülle, insbesondere einer Edelstahlhülle umgeben.
  • In Druck- und Temperatursensoren zur Messung von flüssigen Medien und/oder von hohen Drücken werden die Temperaturfühler gekapselt beispielsweise innerhalb eines Gewindeanschlusses verbaut. Bei Druck-Temperatursensoren, die zur Messung von Parametern eines gasförmigen Mediums bei geringem Druck eingesetzt werden, sind die Temperaturfühler in der Regel ohne Kapselung verbaut.
  • Bei der Messung von flüssigen Medien wie z. B. Kraftstoff oder Öl wird durch die Wärmekapazität des flüssigen Mediums eine ausreichende Temperaturansprechzeit realisiert. Aufgrund der verringerten Wärmekapazität gasförmiger Medien und aufgrund deren reduzierter Wärmeübertragung, die auf eine geringere Strömungsgeschwindigkeit zurückzuführen ist, ist diese Auslegungsmöglichkeit für die Messung von gasförmigen Medien, wie z. B. Luft oder Erdgas (compressed natural gas, CNG) weniger oder gar nicht geeignet. Die Temperaturmessung wird durch die Wärmeübertragung von der Umgebung über den Gewindeanschluss überlagert, d. h. eine ausreichend schnelle und genaue Temperaturmessung lässt sich aufgrund der verringerten Wärmekapazität und guter Wärmeleitung zum Gewindestutzen, insbesondere bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten eines gasförmigen Mediums, in der Regel nicht oder nur unzureichend erreichen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Demgemäß wird eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines Mediums vorgeschlagen, welche die Nachteile bekannter Vorrichtungen dieser Art zumindest teilweise vermeidet. Hierzu weist die Vorrichtung mindestens einen Drucksensor und mindestens einen Temperaturfühler auf. Ebenso umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse, welches mindestens eine Gehäusebasis mit mindestens einer Druckbohrung zur Beaufschlagung des Drucksensors mit dem Druck des Mediums aufweist, wobei der Drucksensor bevorzugt fluchtend zu der Druckbohrung in der Gehäusebasis positioniert ist. Der Temperaturfühler ist zumindest teilweise einer in die Gehäusebasis eingelassenen Hülse aufgenommen und die Hülse erstreckt sich von der Gehäusebasis in einen das Medium führenden Raum hinein. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Hülse sich in den das Medium führenden Raum hinein zumindest abschnittsweise verjüngt. Beispielsweise kann die Hülse sich in den das Medium führenden Raum zumindest abschnittsweise konisch verjüngen. Auch andere geometrische Formen einer Verjüngung sind jedoch möglich, wobei beispielsweise eine zumindest abschnittsweise kontinuierliche Verjüngung und/oder auch eine stufenweise Verjüngung mit einer oder mehreren Stufen in Betracht kommen.
  • Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass mit der Verjüngung der Hülse eine Material- und ebenso eine Gewichtsersparnis erzielt werden kann. Weiterhin kann in vorteilhafter Weise die Hülse dahingehend optimiert werden, dass sie in Richtung ihres freien Endes, in dem das Material der Hülse maximal möglich oder bis auf einen vorgegebenen vorbestimmten Durchmesser verjüngt sein kann, in dem das Medium führenden Raum weniger Material um den Temperaturfühler herum aufweist und demnach die Wärmeenergie des vorbeiströmenden Mediums besonders effektiv aufgenommen und an den Temperaturfühler weitergegeben werden kann. Dementsprechend kann sich auch beispielsweise eine Wandstärke der Hülse in einer Richtung in den das Medium führenden Raum hinein kontinuierlich oder stufenweise verringern. Auch eine konstante Wandstärke ist jedoch grundsätzlich möglich, da insgesamt durch die Verjüngung der Hülse, also durch die Verringerung des Durchmessers oder Äquivalentdurchmessers der Hülse, eine Verringerung der Wärmekapazität in den das Medium führenden Raum hinein erzielt werden kann.
  • Darüber hinaus kann die Hülse an ihrem gehalterten Ende, in dem das Material der Hülse noch nicht oder lediglich geringfügig verjüngt ist, eine erhöhte Stabilität aufweisen, beispielsweise aufgrund des an dieser Stelle hohen Durchmessers oder Äquivalentdurchmessers und/oder aufgrund der hohen Wandstärke an dieser Stelle.
  • Die Gehäusebasis kann allgemein ein Bauteil sein, welches eine mechanische Stabilität der Vorrichtung gewährleistet. Beispielsweise kann die Gehäusebasis ein Bauteil sein, welches mindestens ein Befestigungselement zum Befestigen der Vorrichtung an und/oder in einer Wand eines das Medium führenden Behälters und/oder Rohres aufweist. Beispielsweise kann die Gehäusebasis mindestens ein Außengewinde aufweisen, mittels dessen die Vorrichtung vollständig oder teilweise in die Wand eingeschraubt werden kann. Die Gehäusebasis kann beispielsweise aus einem Block eines metallischen Materials hergestellt sein.
  • Die Hülse kann beispielsweise ein in die Gehäusebasis eingelassenes Ende und ein freies Ende aufweisen, welches in den Raum hineinragt. Das eingelassene Ende kann beispielsweise in die Gehäusebasis eingesteckt sein. Zusätzlich kann beispielsweise eine formschlüssige, eine kraftschlüssige oder eine stoffschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Die Hülse kann separat gefertigt und anschließend in einem Montageprozess in die Gehäusebasis eingelassen sein. Die Hülse kann aus demselben Material wie die Gehäusebasis ausgestaltet sein, kann jedoch auch ganz oder teilweise aus einem anderen Material hergestellt sein, beispielsweise einem Material mit einer geringeren Wärmekapazität und/oder einer höheren thermischen Leitfähigkeit. Auf diese Weise kann beispielsweise eine separate Optimierung der thermischen Eigenschaften erfolgen.
  • Des weiteren kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Gehäusebasis eine zu dem das Medium führenden Raum hin geöffnete Aussparung aufweist und wobei die Druckbohrung in die Aussparung mündet und die Hülse, in einem hierfür vorgesehenen Verbindungsbereich, die Aussparung, beispielsweise in einen Boden der Aussparung, eingelassen ist. Die Aussparung kann beispielsweise eine im Wesentlichen zylindrische Aussparung sein, beispielsweise eine zylindrische Bohrung, welche aus einer Richtung des das Medium führenden Raums in einen Grundkörper der Gehäusebasis eingebracht ist.
  • Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die thermische Masse der Gehäusebasis zumindest weitgehend von der thermischen Masse der Hülse mit dem Temperaturfühler entkoppelt werden. Wird diese in ihrem freien Ende sehr dünnwandig ausgebildete Hülse in einer erhöhten Axiallänge ausgeführt, kann aufgrund einer sich einstellenden größeren geometrischen Entfernung zwischen dem von der Hülse umschlossenen Temperaturfühler und dem Verbindungsbereich eine Verfälschung der Messergebnisse des Temperaturfühlers aufgrund eines zu schnellen Ableitens von Wärmeenergie in die Gehäusebasis der Vorrichtung vermieden werden. Durch eine geeignet getroffene Wahl des Materials und der Wandstärke sind ebenfalls eine Reduktion der Wärmeleitfähigkeit und damit eine genauere Temperaturmessung möglich. Die Wandstärke bzw. die Materialauswahl werden vorzugsweise hinsichtlich der Funktion und der Fertigbarkeit optimiert.
  • Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn in der Gehäusebasis eine Verankerungsbohrung zur Aufnahme der Hülse vorgesehen ist, wobei die Hülse mit ihrem der Gehäusebasis zuweisenden Ende in die Verankerungsbohrung eingelassen ist. Hierdurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine kurzbauende Verbindungsstelle schaffen, welche zudem eine erforderliche Dichtheit aufweist. Hierbei kann es beispielsweise weiter vorgesehen sein, dass die Hülse formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Gehäusebasis in der Verankerungsbohrung verbunden ist, insbesondere verschweißt, verlötet oder verklebt ist. Die Hülse kann entsprechend in einem bevorzugt separaten Herstellungsvorgang erzeugt und anschließend durch geeignete Verbindungsprozesse, insbesondere stoffschlüssige Verbindungsprozesse, wie beispielsweise das Löten, das Hartlöten oder das Schweißen innerhalb der Verankerungsbohrung im Boden der Aussparung mit der Gehäusebasis verbunden werden.
  • Ebenso kann es die Vorrichtung in vorteilhafter Weise vorsehen, dass die Hülse schräg zu einer Rotationsachse der Vorrichtung angeordnet ist. Hierdurch kann die Hülse in einem Randbereich des Bodens der Aussparung mit der Gehäusebasis verbunden werden, wodurch die Hülse weiter eine möglichst geringe Anlagefläche oder Kontaktfläche zu einer Seitenwand der Aussparung aufweist. Dies kann dem Gedanken der Vermeidung einer unbeabsichtigten Wärmeübertragung von der Gehäusebasis auf die Hülse – und umgekehrt – in vorteilhafter Weise Rechnung tragen. Weiterhin kann durch die schräge Anordnung der Hülse zur Rotationsachse die Hülse derart angeordnet sein, dass ein Kopfbereich der Hülse, in welchem ein Kopf des Temperaturfühlers angeordnet ist, auf der Rotationsachse angeordnet ist. Hierdurch kann beispielsweise eine weitgehende Unabhängigkeit der Positionierung des Temperaturfühlers von einer Rotationsstellung der Vorrichtung um die Rotationsachse gewährleistet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Hülse in einem montierten Zustand der Vorrichtung einen von 90 ° verschiedenen Winkel, beispielsweise Anstellwinkel, in Bezug auf eine Hauptströmungsrichtung des Mediums aufweisen. Hierdurch lassen sich die von der Hülse durch die Anströmung mit dem Medium aufgenommenen Kräfte besser in die Gehäusebasis einleiten, wodurch die Hülse einem geringeren Biegemoment standhalten muss und folglich mit einer dünneren Wandstärke ausgebildet werden kann. Eine entsprechend dünnere Ausgestaltung der Wandstärke der Hülse hat ebenfalls Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit der Hülse und kann sich weiter vorteilhaft auf eine schnelle und genaue Temperaturerfassung auswirken.
  • Zusätzlich zu der Gehäusebasis und der Hülse kann das Gehäuse weiterhin mindestens einen Sockel und mindestens ein Steckerteil aufweisen, wobei der Sockel bevorzugt ein Polygon, beispielsweise einen Sechskant, umfasst und wobei sich der Drucksensor beispielsweise in den Sockel hinein erstreckt. Beispielsweise kann der Drucksensor einen mikromechanischen Drucksensor aufweisen, beispielsweise einen Drucksensorchip, welcher beispielsweise ganz oder teilweise innerhalb des Sockels angeordnet sein kann. Bevorzugt kann der Sechskant zur Aufnahme des Drucksensors eine Durchgangbohrung aufweisen, in welche der Drucksensor einsetzbar ist. Beispielsweise kann der Drucksensor derart gelagert sein, insbesondere in der Gehäusebasis, dass dieser keine Verbindung mit dem Sockel, beispielsweise dem Sechskant, aufweist. Der Drucksensor kann bevorzugt mit der Druckbohrung der Gehäusebasis fluchten auf der Gehäusebasis aufgesetzt und mit dieser verbunden sein, beispielsweise unlösbar. Weiterhin kann der Sockel, insbesondere der Sechskant, mit der Gehäusebasis unlösbar verbunden, insbesondere verschweißt, sein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine einfache Möglichkeit zur kompakten und platzsparenden Bauweise sowie zur sicheren Montage bereitgestellt.
  • Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass die Gehäusebasis mindestens ein Verbindungselement, insbesondere ein Außengewinde, zum Befestigen der Gehäusebasis in einer Wand des das Medium führenden Raumes aufweist. Hierdurch kann die Gehäusebasis in eine ein Innengewinde aufweisende Öffnung der Wand des das Medium führenden Raumes eingeschraubt werden und ein die Öffnung gleichzeitig abdichtendes Anzugmoment über das Gewinde erzeugt werden. Ergänzend kann ein Dichtelement, beispielsweise eine O-Ring-Dichtung und/oder eine Scheibendichtung, beispielsweise aus Gummi und/oder einem anderen elastischen Material, mit dem Anzugmoment zwischen dem Sechskant und der Außenseite der Wand um die Öffnung herum verklemmt werden, wodurch eine weitere vorteilhafte Möglichkeit der Abdichtung der Öffnung geschaffen wird.
  • Ebenso hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Hülse auf ihrer Außenseite wenigstens in dem sich verjüngenden Abschnitt eine konische Form aufweist, welcher sich auf der Außenseite der Hülse zur Gehäusebasis hin erweitert. Die Ausgestaltung der Hülse mit einer auf der Außenseite konischen Form hat sich hinsichtlich der Eigensteifigkeit der Hülse günstige Form herausgestellt. Weiterhin lässt sich eine konische, insbesondere Kegelstumpf-artige Form der Hülse auf besonders einfache Weise fertigen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann es bei der Vorrichtung weiter vorgesehen sein, dass die Hülse auf ihrer Innenseite wenigstens einen konischen Abschnitt aufweist. Hierdurch lässt sich der Temperaturfühler beim Zusammenfügen der Hülse und der Gehäusebasis in vorteilhafter Weise leichter in die Hülse einführen, bzw. die Hülse sich leichter auf den in die Gehäusebasis eingesetzten Temperaturfühler aufstecken. Hierbei kann sich der konische Abschnitt auf der Innenseite der Hülse insbesondere zur Gehäusebasis hin erweitern, wodurch der Zusammenbau der Vorrichtung bei seiner Herstellung vereinfacht wird.
  • Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass der mindestens eine sich verjüngende Abschnitt, beispielsweise der konische Abschnitt, auf der Außenseite der Hülse, also beispielsweise auf einer von der Rotationsachse weg weisenden Seite der Hülse, einen anderen Öffnungswinkel und/oder einen anderen Winkel zu der Rotationsachse aufweist als auf einer gegenüberliegenden Seite.
  • Beispielsweise kann eine Wandstärke der Hülse auf dem der Gehäusebasis zuweisenden Ende der Hülse größer sein, als an dem freien Ende der Hülse. Hierdurch wird im Anbindungsbereich durch die größere Wanddicke der Hülse eine höhere Stabilität und Steifigkeit bewirkt und im Bereich der Spitze der Hülse, in welcher der Temperaturfühler angeordnet sein kann, durch die dünnere Wandstärke der Hülse eine schnellere Wärmeübertragung und Wärmeweiterleitung auf den Temperaturfühler sichergestellt.
  • Es ist auch von Vorteil, wenn die Hülse an ihrem abstehenden freien Endabschnitt eingerichtet ist, um eine Wärmeenergie des Mediums aufzunehmen und auf den Temperaturfühler in der Hülse zu übertragen. Die Übertragung der von dem Medium aufgenommenen Wärmeenergie erfolgt hierbei bevorzugt ohne einen Übertrag der aufgenommenen Wärmeenergie auf die Gehäusebasis. Hierdurch wird die vorteilhafte Möglichkeit geschaffen eine möglichst unverfälschte und genaue Messung der Temperatur des Mediums durchzuführen. Dementsprechend hat es sich weitere als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Hülse aus einem Material gefertigt ist, welches insbesondere eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, bevorzugt aus einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit größer als 40 W/m·K, weiter bevorzugt größer als 100 W/m·K, insbesondere Aluminium. Hierdurch wird dem Gedanken einer zuverlässigen und genauen Erfassung der Temperatur durch eine hohe Wärmeübertragung von der Hülse auf den Temperaturfühler in vorteilhafter Weise Rechnung getragen.
  • Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Hülse wenigsten einen zwischen der Gehäusebasis und dem freien Endabschnitt angeordneten weiteren Abschnitt aufweist, welcher eingerichtet ist, um eine Übertragung der von dem Endabschnitt aufgenommenen Wärmeenergie auf die Gehäusebasis zu verhindern. Der weitere Abschnitt der Hülse ist bevorzugt aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus einer Keramik oder aus Glas, und/oder insbesondere aus einem zur thermischen Isolation geeigneten Stoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von bevorzugt weniger als 10 W/m·K, gefertigt. Hierdurch wird dem Gedanken der Vermeidung einer unbeabsichtigten Wärmeübertragung von der Gehäusebasis auf die Hülse – und umgekehrt – in vorteilhafter Weise Rechnung getragen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 näher beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (1) eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Wie der Darstellung der Figur dabei im Detail entnommen werden kann, weist die Vorrichtung 1 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines Mediums, mindestens einen Drucksensor 2 und mindestens einen Temperaturfühler 4 sowie ein Gehäuse 6 auf. Das Gehäuse 6 umfasst mindestens eine Gehäusebasis 8 mit mindestens einer Druckbohrung 10 zur Beaufschlagung des Drucksensors 2 mit dem Druck des Mediums.
  • Weiterhin ist der Darstellung zu entnehmen, dass der Temperaturfühler 4 zumindest teilweise in einer in die Gehäusebasis 8 eingelassenen Hülse 12 aufgenommen ist, wobei die Hülse 12 sich von der Gehäusebasis 8 in einen das Medium führenden Raum 14 hinein erstreckt. Beispielsweise kann der Temperaturfühler 4 mit einem wärmeleitfähigen Material, beispielsweise einem Silberleitkleber und/oder einem Gel, in der Hülse 12 fixierbar sein. Gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist es weiter vorgesehen, dass sich die Hülse 12 in den das Medium führenden Raum 14 hinein zumindest abschnittsweise verjüngt, insbesondere mindestens einen sich in den das Medium führenden Raum 14 hinein verjüngenden konischen Abschnitt 16 aufweist.
  • Weiterhin ist der Darstellung im Detail zu entnehmen, dass die Hülse 12 gemäß der bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung 1 auf ihrer Innenseite 18 ebenfalls einen konischen Abschnitt 16 aufweist. Eine zylindrische Ausgestaltung des Inneren der Hülse 12 ist jedoch auch möglich. Hierbei kann es wie dargestellt weiter bevorzugt vorgesehen sein, dass die Hülse 12 auf ihrer Innenseite 18 einen anderen Öffnungswinkel als auf ihrer Außenseite 20 aufweist. Weiterhin kann sich auch eine Wandstärke der Hülse 12 in den das Medium führenden Raum 14 hinein zumindest abschnittsweise verringern.
  • Aus der Darstellung gemäß der 1 geht weiterhin hervor, dass die Gehäusebasis 8 ein Außengewinde 22 aufweisen kann, welches zur Montage der Vorrichtung 1 in eine hierfür vorgesehene Öffnung 24 in einer Wand 26 des das Medium führenden Raumes 14 eingeschraubt werden kann. Grundsätzlich kann die Vorrichtung 1 kraft- oder formschlüssig in der Öffnung 24 montiert werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 in die Öffnung 24 gesteckt werden und mit Klammern und/oder Bügeln fixiert werden. Auch eine andere Montage der Vorrichtung 1 in der Öffnung 24 ist grundsätzlich möglich. Im Bereich der Öffnung 24 in der Wand 26 des das Medium führenden Raumes 14 ist insbesondere ein entsprechendes Innengewinde 28 vorgesehen, welches in bekannter Weise mit dem Außengewinde 22 der Gehäusebasis 8 in gegenseitiger Wirkverbindung steht. Zur leichteren Montage der Vorrichtung 1 weist diese, wie in der 1 gezeigt, bevorzugt einen mit der Gehäusebasis 8 unlösbar verbundenen Sechskant 30 auf, welcher bevorzugt mit der Gehäusebasis 8 verschweißt ist. Weiterhin kann beispielsweise eine in der 1 dargestellte, nicht näher bezeichnete Ringdichtung, insbesondere eine ringförmige oder scheibenförmige Gummidichtung, zwischen dem Sechskant 30 und der Wand 26 zur weiteren Abdichtung der Öffnung 24 angeordnet sein.
  • Auf der der Gehäusebasis 8 gegenüber liegenden Oberfläche des Sechskants 30 ist ein Sockel 32 eines Steckerteils 34 angeordnet, wobei innerhalb des Sockels 32 ein elektronischer Schaltungsträger 36 angeordnet ist, welcher die elektrische Verbindung der Steckkontakte 38 in dem Steckerteil 34 mit nicht bezifferten Anschlüssen des Drucksensors 2 und des Temperaturfühlers 4 bereitstellt.
  • Weiterhin ist der Darstellung zu entnehmen, dass die Gehäusebasis 8 eine Aussparung 40 aufweist, welche sich bis in den Bereich des Außengewindes 22 in die Gehäusebasis 8 hinein erstreckt. Am Boden 42 der Aussparung 40 ist die Druckbohrung 10 angeordnet, welche den Innenraum 44 der Aussparung 40 mit den Drucksensor 2 verbindet, so dass dieser mit dem druckführenden Medium beaufschlagt wird.
  • Darüber hinaus ist eine Verankerungsbohrung 46 für die Hülse 12, in der der Temperaturfühler 4 aufgenommen ist und die endseitig von der Gehäusebasis 8 absteht, in die Gehäusebasis 8 innerhalb eines Anbindungsbereichs 48 in der Gehäusebasis 8 eingelassen. Die Hülse 12 erstreckt sich von dem Anbindungsbereich 48 bevorzugt durch den Innenraum 44 der Aussparung 40 in der Gehäusebasis 8 aus derselben heraus bis in den das Medium führenden Raum 14, wo die Hülse 12 von dem strömenden Medium umströmt wird. Der gesamte aus der Aussparung 40 herausragende sowie der im Innenraum 44 der Aussparung 40 freistehende Teil der Hülse 12, das heißt im Wesentlichen deren gesamte Länge L von einer Spitze 50 zum Anbindungsbereich 48, kann gleichmäßig vom gasförmigen Medium gekühlt oder erwärmt werden. Der Wärmestrom von der Gehäusebasis 8 an die Hülse 12 wird über die lange und dünne Hülse 12, die aus einem geeigneten Material gefertigt ist, so stark reduziert, dass der Temperaturfühler 4 im Wesentlichen der Temperatur des zu messenden gasförmigen Mediums folgt und sich demzufolge eine verbesserte Temperaturmessung erreichen lässt, insbesondere bei gasförmigen Medien.
  • Ebenso ist die in der Figur dargestellte die Hülse 12 schräg zu der Rotationachse 52 des Gehäuses 6, bzw. der Gehäusebasis 8 angeordnet. Mit anderen Worten, die Hülse 12 weist einen Anstellwinkel zur Hauptströmungsrichtung 54 des Mediums im dem das Medium führenden Raum 14 auf. Hierdurch kann der Anbindungsbereich 48 bevorzugt an einem Randbereich des Bodens 42 der Aussparung 40 angeordnet werden, wobei die Hülse 12 weiter eine möglichst geringe Anlagefläche oder Kontaktfläche zu der Seitenwand 56 der Aussparung 40 aufweist. Was dem Gedanken der Vermeidung einer unbeabsichtigten Wärmeübertragung von der Gehäusebasis 8 auf die Hülse 12 – und umgekehrt – in vorteilhafter Weise Rechnung trägt.
  • Durch eine geeignete Wahl des Materials der Hülse 12 und eine dementsprechende Auslegung der Wandstärke derselben ist eine Reduktion der Wärmekapazität und insbesondere der Wärmeleitung möglich. Durch die Entkopplung des Temperaturfühlers 4 von der Gehäusebasis 8 durch Vergrößerung der Entfernung zwischen dem Ort des Temperaturfühlers 4 und dessen Anschlussbereichs innerhalb der Gehäusebasis 8, eine Reduktion der thermischen Masse und der Wärmeleitfähigkeit durch Verringerung der Wandstärke und geeigneter Auswahl des Materials ist eine weitestgehend ungestörte Temperaturmessung mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung erreichbar. Bei der Auswahl des Materials wird ein Material mit möglichst geringer Wärmeleitung und geringer spezifischer Wärmekapazität ausgewählt, unter den Randbedingungen einer kurzbauenden Verbindungsstelle und einer Dichtheit des Verbindungsprozesses. So kann beispielsweise ein sehr dünnes Stahlblech gut an Stahl geschweißt, gelötet oder hartgelötet werden. Alternativ oder zusätzlich zu Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Cu, Al oder Au können insbesondere auch Materialien mit geringer Wärmeleitung eingesetzt werden, wie beispielsweise Sintermetalle, Keramik, Glas oder Kunststoffe.
  • Die in der Darstellung gemäß der 1 gezeigte Hülse 12 wird vorzugsweise in einem separaten Herstellungsvorgang erzeugt und kann anschließend durch geeignete Verbindungsprozesse, insbesondere stoffschlüssige Verbindungsprozesse, wie z. B. Löten, insbesondere Hartlöten, und/oder Schweißen, innerhalb der Verankerungsbohrung 46 im Boden 42 der Aussparung 40 mit der Gehäusebasis 8 verbunden werden.
  • 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 10109095 A1 [0001]

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines Mediums, wobei die Vorrichtung (1) mindestens einen Drucksensor (2) und mindestens einen Temperaturfühler (4) aufweist, wobei die Vorrichtung (1) ein Gehäuse (6) aufweist, wobei das Gehäuse (6) mindestens eine Gehäusebasis (8) mit mindestens einer Druckbohrung (10) zur Beaufschlagung des Drucksensors (2) mit dem Druck des Mediums aufweist, wobei der Temperaturfühler (4) zumindest teilweise einer in die Gehäusebasis (8) eingelassenen Hülse (12) aufgenommen ist, wobei die Hülse (12) sich von der Gehäusebasis (8) in einen das Medium führenden Raum (14) hinein erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) sich in den das Medium führenden Raum (14) hinein zumindest abschnittsweise verjüngt.
  2. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gehäusebasis (8) einen zu dem das Medium führenden Raum (14) hin geöffnete Aussparung (40) aufweist, wobei die Druckbohrung (10) in die Aussparung (40) mündet und wobei die Hülse (12) in einem Boden (42) der Aussparung (40) eingelassen ist.
  3. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Gehäusebasis (8) eine Verankerungsbohrung (46) zur Aufnahme der Hülse (12) vorgesehen ist, wobei die Hülse (12) mit ihrem der Gehäusebasis (8) zuweisenden Ende in die Verankerungsbohrung (46) eingelassen ist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse (12) schräg zu einer Rotationsachse (52) der Vorrichtung (1) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6), zusätzlich zu der Gehäusebasis (8) und der Hülse (12), weiterhin mindestens einen Sockel (32) und mindestens ein Steckerteil (34) aufweist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gehäusebasis (8) mindestens ein Verbindungselement (22), insbesondere ein Außengewinde (22), zum Befestigen der Gehäusebasis (8) in einer Wand (26) des das Medium führenden Raumes (14) aufweist.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse (12) wenigstens in einem sich verjüngenden Abschnitt (16) eine konische Form aufweist, welcher sich auf der Außenseite (20) der Hülse (12) zur Gehäusebasis (8) hin erweitert.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse (12) auf ihrer Innenseite (18) wenigstens einen konischen Abschnitt (16) aufweist.
  9. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der konische Abschnitt (16) auf der Innenseite (18) der Hülse (12) sich zur Gehäusebasis (8) hin erweitert.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der konische Abschnitt (16) auf der Außenseite (20) der Hülse (12) einen anderen Öffnungswinkel als der konisch Abschnitt (16) auf der Innenseite (18) der Hülse (12) aufweist.
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