DE102016209525A1

DE102016209525A1 - Sensor for detecting a pressure of a fluid medium

Info

Publication number: DE102016209525A1
Application number: DE102016209525.0A
Authority: DE
Inventors: Juergen Woersinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Es wird ein Sensor (10) zur Erfassung eines Drucks eines fluiden Mediums vorgeschlagen. Der Sensor (10) umfasst ein Sensorgehäuse (12), ein Drucksensormodul (18), das zumindest teilweise in dem Sensorgehäuse (12) angeordnet ist, einen Druckanschluss (14) mit einem Druckkanal (22) und ein Drosselelement (32) zum Drosseln eines in dem Druckkanal (22) herrschenden Drucks. Das Drosselelement (32) ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet.A sensor (10) for detecting a pressure of a fluid medium is proposed. The sensor (10) comprises a sensor housing (12), a pressure sensor module (18) which is at least partially disposed in the sensor housing (12), a pressure port (14) with a pressure channel (22) and a throttle element (32) for throttling a in the pressure channel (22) prevailing pressure. The throttle element (32) is substantially tubular.

Description

Stand der Technik State of the art

In verschiedenen Bereichen der Technik, wie beispielsweise den Naturwissenschaften oder der Medizintechnik, müssen eine oder mehrere Eigenschaften fluider Medien erfasst werden. Hierbei kann es sich grundsätzlich um beliebige physikalische und/oder chemische Eigenschaften der fluiden Medien, also der Gase und/oder Flüssigkeiten, handeln, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Strömungseigenschaften oder Ähnliches. Ein wichtiges Beispiel, auf welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist die Erfassung eines Drucks des fluiden Mediums. Drucksensoren sind beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage, 2010, Seiten 134–136 bekannt. In various fields of technology, such as the natural sciences or medical technology, one or more properties of fluid media must be recorded. This may in principle be any physical and / or chemical properties of the fluid media, ie the gases and / or liquids, such as temperature, pressure, flow characteristics or the like. However, an important example to which the present invention is not limited is the detection of a pressure of the fluid medium. Pressure sensors are off, for example Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition, 2010, pages 134-136 known.

Eine Druck- Dämpfungsfunktion ist üblicherweise erforderlich zur Vermeidung von Vorschädigung und mechanischen Brüchen der empfindlichen Silizium-Chip-Membran des Drucksensors, insbesondere bei kritischen Applikationen mit hohen Druckspitzen, Pulsationen und Neigung zu Dampfblasenbildung in flüssigen Medien. A pressure-damping function is usually required to avoid pre-damage and mechanical fractures of the sensitive silicon chip membrane of the pressure sensor, especially in critical applications with high pressure peaks, pulsations and tendency to vapor bubble formation in liquid media.

Die DE 10 2014 200 093 A1 beschreibt einen Sensor mit einem Drucksensorelement und einem Temperaturmessfühler. Ein Druckanschluss ist eine Temperaturmessfühlerkanal und ein Druckkanal schräg zu einer Längsachse des Druckanschlusses ausgebildet. Der schräge Druckkanal und der in das fluide Medium vorstehende Temperaturmessfühler bewirken eine geringe Druckdämpfung bzw. Drosselung. The DE 10 2014 200 093 A1 describes a sensor with a pressure sensor element and a temperature sensor. A pressure port is a temperature sensor channel and a pressure channel formed obliquely to a longitudinal axis of the pressure port. The oblique pressure channel and the protruding into the fluid medium temperature sensor cause a low pressure damping or throttling.

Ein weiterer Drucksensor ist aus der DE 10 2010 001 963 A1 bekannt. Der Drucksensor weist ein Sensorgehäuse mit einem Drucksensormodul und einem Druckanschluss mit einem Druckkanal auf. Im Bereich einer Öffnung des Druckkanals ist ein Drosselelement eingebaut. Das Drosselelement ist topfförmig ausgebildet und weist in seinem Boden eine Öffnung auf. Another pressure sensor is out of the DE 10 2010 001 963 A1 known. The pressure sensor has a sensor housing with a pressure sensor module and a pressure connection with a pressure channel. In the region of an opening of the pressure channel, a throttle element is installed. The throttle element is cup-shaped and has an opening in its bottom.

Trotz der durch diese Sensoren bewirkten Verbesserungen besteht nach wie vor ein Optimierungspotenzial bekannter Sensoren. So muss bei dem zuletzt beschriebenen Drucksensor das Drosselelement zusätzlich mittels vier Laserschweißpunkten in dem Druckanschluss gegen unbeabsichtigtes Herausfallen bei Sensorbetrieb gesichert werden. Dies erhöht die Kosten für die Herstellung derartiger Sensoren deutlich. Despite the improvements made by these sensors, there is still potential for optimization of known sensors. Thus, in the last-described pressure sensor, the throttle element must additionally be secured by means of four laser welding points in the pressure connection against unintentional falling out during sensor operation. This significantly increases the cost of manufacturing such sensors.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Es wird dementsprechend ein Sensor zur Erfassung eines Drucks eines fluiden Mediums vorgeschlagen, welcher die Nachteile bekannter Sensoren zumindest weitgehend vermeidet, der kostengünstiger herzustellen ist und zugleich Druckspitzen und Kavitationseffekte durch Dampfblasenbildung an der Sensorchipmembran vermeidet. Accordingly, a sensor for detecting a pressure of a fluid medium is proposed, which at least largely avoids the disadvantages of known sensors, which is less expensive to manufacture and at the same time avoids pressure peaks and cavitation effects due to vapor bubble formation on the sensor chip membrane.

Ein erfindungsgemäßer Sensor zur Erfassung eines Drucks eines fluiden Mediums umfasst ein Sensorgehäuse, ein Drucksensormodul, das zumindest teilweise in dem Sensorgehäuse angeordnet ist, einen Druckanschluss mit einem Druckkanal und ein Drosselelement zum Drosseln eines in dem Druckkanal herrschenden Drucks. Das Drosselelement ist rohrförmig ausgebildet. An inventive sensor for detecting a pressure of a fluid medium comprises a sensor housing, a pressure sensor module which is at least partially disposed in the sensor housing, a pressure port with a pressure channel and a throttle element for throttling a pressure prevailing in the pressure channel. The throttle element is tubular.

Unter einem Drucksensormodul ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein vormontiertes Modul mit einem Sensorelement, welches die eigentlichen Messsignale bezüglich des Drucks und/oder der Messwerte liefert, die zur Erfassung des Drucks des fluiden Mediums genutzt werden, und weiteren Bauteilen zu verstehen. Beispielsweise kann das Sensorelement eine als Messbrücke ausgebildete Sensormembran mit einem oder mehreren piezoresistiven Elementen und/oder anderen Arten von sensitiven Elementen umfassen, wie dies bei Drucksensoren üblich ist. Für weitere mögliche Ausgestaltungen von derartigen Drucksensoren kann auf den oben beschriebenen Stand der Technik, insbesondere auf Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage, 2010, Seiten 134–136 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich. Die weiteren Bauteile können beispielsweise Bauteile zur Signalverarbeitung, ein Gel als Schutz gegenüber dem fluiden Medium und Berührung, Bauteile der Aufbau- und Verbindungstechnik, insbesondere Bonddrähte, Kleber und dergleichen, ein Kunststoff-Moldkörper mit Stanzgitter und Kondensatoren sein. Bei den Bauteilen zur Signalverarbeitung kann es sich beispielsweise um eine anwendungsspezifisch integrierte Schaltung (application specific integrated circuit – ASIC) handeln, die auch als „Custom Chip“ bekannt ist. Eine derartige Schaltung ist eine elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert wird. Das Sensorelement und die integrierte Schaltung (ASIC) können sich auf zwei getrennten Chips oder auf einem gemeinsamen Chip befinden. Beispielsweise kann das Drucksensormodul zur Erfassung eines Drucks einen Glassockel sowie einen auf diesem angeordneten Siliziumchip als Sensorelement aufweisen, auf dessen Oberfläche beispielsweise eine Messbrücke vorgesehen ist, die beispielsweise in Form einer Wheatstone-Brücke aus piezoresistiven Widerstandselementen aufgebaut sein kann. Die für die Druckerfassung notwendige Membran kann durch Ätzen der Siliziumchiprückseite hergestellt sein. Das Sensorelement kann mit dem Glassockel verbunden sein und beinhaltet mindestens die Messbrücke. In the context of the present invention, a pressure sensor module is a preassembled module with a sensor element which supplies the actual measurement signals with respect to the pressure and / or the measured values which are used to detect the pressure of the fluid medium and other components. By way of example, the sensor element may comprise a sensor membrane designed as a measuring bridge with one or more piezoresistive elements and / or other types of sensitive elements, as is customary in pressure sensors. For further possible embodiments of such pressure sensors can on the above-described prior art, in particular Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition, 2010, pages 134-136 to get expelled. However, other embodiments are possible in principle. The other components may be, for example, components for signal processing, a gel as protection against the fluid medium and contact, components of the assembly and connection technology, in particular bonding wires, adhesive and the like, a plastic molded body with stamped grid and capacitors. The components for signal processing may, for example, be an application-specific integrated circuit (ASIC), which is also known as a "custom chip". Such a circuit is an electronic circuit which is realized as an integrated circuit. The sensor element and the integrated circuit (ASIC) may be on two separate chips or on a common chip. For example, the pressure sensor module for detecting a pressure may have a glass base and a silicon chip arranged thereon as a sensor element, on the surface of which, for example, a measuring bridge is provided, which may be constructed, for example, in the form of a Wheatstone bridge from piezoresistive resistance elements. The membrane necessary for the pressure detection can be produced by etching the silicon chip backside. The sensor element may be connected to the glass base and includes at least the measuring bridge.

Unter einer rohrförmigen Ausbildung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Ausbildung in Form eines länglichen Hohlkörpers zu verstehen. Unter länglich ist dabei zu verstehen, dass die Länge des Hohlkörpers deutlich größer als dessen Durchmesser ist. Unter deutlich größer ist dabei ein Faktor von mindestens 5, bevorzugt mindestens 7 und besonders bevorzugt mindestens 10 zu verstehen. Bevorzugt erstreckt sich das Drosselelement geradlinig. Unter im Wesentlichen rohrförmig sind Abweichungen von einer exakt geradlinigen Erstreckung mit einem Krümmungsradius von nicht mehr als 0,5 m zu verstehen. In the context of the present invention, a tubular design is understood to mean a design in the form of an elongate hollow body. Under elongated is to be understood that the length of the hollow body is significantly larger than its diameter. By significantly larger is meant a factor of at least 5, preferably at least 7 and particularly preferably at least 10. Preferably, the throttle element extends in a straight line. Substantially tubular is to be understood as meaning deviations from an exactly rectilinear extent with a radius of curvature of not more than 0.5 m.

Das Drosselelement bewirkt somit eine Querschnittsverengung des Druckkanals. Da das Drosselelement rohrförmig und somit hohl ausgebildet ist, weist dieses in seinem Inneren einen länglichen Dämpfungskanal auf, was eine besonders gute Drosselung bewirkt. The throttle element thus causes a cross-sectional constriction of the pressure channel. Since the throttle element is tubular and thus hollow, this has in its interior an elongated damping channel, which causes a particularly good throttling.

Die Drosselwirkung kann verstärkt werden, wenn das Drosselelement mindestens einen Innendurchmesser aufweist, der um einen Faktor 2 bis Faktor 10 und bevorzugt Faktor 3 bis Faktor 8 kleiner als ein Durchmesser des Druckkanals ist. The throttle effect can be enhanced if the throttle element has at least one inner diameter which is smaller by a factor 2 to factor 10 and preferably factor 3 to factor 8 smaller than a diameter of the pressure channel.

Das Drosselelement kann eine vorbestimmte Länge aufweisen. Eine Innenquerschnittsfläche des Drosselelements kann über die Länge konstant sein. Mit anderen Worten weist das Drosselelement an jeder Stelle entlang seiner Länge einen konstanten bzw. identischen Innenquerschnitt auf. The throttle element may have a predetermined length. An internal cross-sectional area of the throttle element may be constant over the length. In other words, the throttle element at each point along its length to a constant or identical inner cross-section.

Alternativ kann eine Innenquerschnittsfläche des Drosselelements über die Länge unterschiedlich sein. Mit anderen Worten kann das Drosselelement an unterschiedlichen Stellen entlang seiner Länge unterschiedliche Innenquerschnittsflächen aufweisen. So kann das Drosselelement an einer ersten Stelle entlang der Länge eine erste Innenquerschnittsfläche und an mindestens einer zweiten Stelle, die sich von der ersten Stelle unterscheidet, eine zweite Innenquerschnittsfläche aufweisen, wobei die zweite Innenquerschnittsfläche sich von der ersten Innenquerschnittsfläche unterscheidet und entsprechend größer oder kleiner ist. Alternatively, an internal cross-sectional area of the throttle element may be different over the length. In other words, the throttle element may have different inner cross-sectional areas at different points along its length. Thus, at a first location along the length, the throttle element may have a first inner cross-sectional area and at least a second location different from the first location, a second inner cross-sectional area, wherein the second inner cross-sectional area is different from the first inner cross-sectional area and correspondingly larger or smaller ,

Beispielsweise kann das Drosselelement ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende aufweisen. Das Drosselelement kann an dem ersten Ende und/oder an dem zweiten Ende eine Innenquerschnittsverengung aufweisen. For example, the throttle element may have a first end and a second end opposite the first end. The throttle element may have an internal cross-sectional constriction at the first end and / or at the second end.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Ausdrücke „erste“ und „zweite“ lediglich zum Unterscheiden der zugehörigen Bauteile bzw. Merkmale verwendet und nicht dazu, um eine bestimmte Gewichtung oder Reihenfolge der genannten Bauteile bzw. Merkmale anzugeben. In the context of the present invention, the terms "first" and "second" are used only for distinguishing the associated components or features and not for specifying a specific weighting or sequence of said components or features.

Alternativ kann das Drosselelement zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende eine Innenquerschnittsverengung aufweisen. Beispielsweise ist die Innenquerschnittsverengung in einem mittleren Drittel und bevorzugt in der Mitte bezüglich der vorbestimmten Länge angeordnet. Alternatively, the throttle element may have an internal cross-sectional constriction between the first end and the second end. For example, the inner cross-sectional constriction is arranged in a middle third, and preferably in the middle, with respect to the predetermined length.

Bevorzugt ist die Innenquerschnittsfläche des Drosselelements kreisförmig, so dass diese mittels des Innendurchmessers bestimmt werden kann. Grundsätzlich kann das Drosselelement jedoch eine beliebige Innenquerschnittsform aufweisen, wie beispielsweise oval, rechteckig, quadratisch, polygonal, polygonal mit abgerundeten Ecken. Preferably, the inner cross-sectional area of the throttle element is circular, so that it can be determined by means of the inner diameter. In principle, however, the throttle element may have any inner cross-sectional shape, such as oval, rectangular, square, polygonal, polygonal with rounded corners.

Der Druckanschluss kann an einem dem Drucksensormodul abgewandten Vorderende eine Öffnung in den Druckkanal aufweisen. Die Öffnung kann einen kleineren Durchmesser als der Druckkanal aufweisen. Das Drosselelement kann an die Öffnung angrenzend in dem Druckkanal angeordnet sein. Mit andeen Worten liegt das Drosselelement an einem verengten Eingang in den Druckkanal an und kann somit nicht mehr aus diesem herausfallen. Ein weitere Befestigungsprozess ist somit nicht mehr erforderlich. The pressure connection may have an opening in the pressure channel at a front end facing away from the pressure sensor module. The opening may have a smaller diameter than the pressure channel. The throttle element may be disposed adjacent to the opening in the pressure channel. In other words, the throttle element is located at a narrowed entrance in the pressure channel and thus can not fall out of this. A further fastening process is therefore no longer necessary.

Grundsätzlich kann der Druckanschluss im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse ausgebildet sein. Der Druckkanal kann sich koaxial zu der Rotationsachse erstrecken. Alternativ kann sich der Druckkanal geneigt zu der Rotationsachse erstrecken, beispielsweise in einem Winkel von 20 ° bis 50 °, beispielsweise 30 °. In principle, the pressure connection can be formed substantially rotationally symmetrical about a rotation axis. The pressure channel may extend coaxially with the axis of rotation. Alternatively, the pressure channel may extend inclined to the axis of rotation, for example at an angle of 20 ° to 50 °, for example 30 °.

Das Drosselelement kann eine vorbestimmte Länge aufweisen. Die vorbestimmte Länge kann 50 % bis 100 %, bevorzugt 70 % bis 100 % und noch bevorzugter 85 % bis 100 % einer Länge des Druckkanals sein, beispielsweise 90 %. Dadurch wird über einen Großteil des Druckkanals eine Drosselung bewirkt. The throttle element may have a predetermined length. The predetermined length may be 50% to 100%, preferably 70% to 100% and more preferably 85% to 100% of a length of the pressure channel, for example 90%. As a result, a throttling is effected over a large part of the pressure channel.

ln dem Druckanschluss kann weiterhin ein Temperaturmessfühlerkanal ausgebildet sein, in dem ein Temperaturmessfühler angeordnet ist. Unter einem Temperaturmessfühler ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Art von bekannten Temperatursensoren zu verstehen, insbesondere so genannte NTCs, d. h. temperaturabhängige elektrische Widerstände mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (NTC-negative temperature cofficient thermistor), deren elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert, insbesondere bei steigender Temperatur abnimmt. Denkbar sind jedoch auch PTCs, d. h. elektrische Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-positive temperature coefficient thermistor), deren Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. In the pressure port may further be formed a temperature sensor channel in which a temperature sensor is arranged. For the purposes of the present invention, a temperature sensor is to be understood as any type of known temperature sensor, in particular so-called NTCs, ie temperature-dependent electrical resistors with a negative temperature coefficient (NTC-negative temperature coefficient thermistor) whose electrical resistance varies with temperature, in particular with increasing temperature Temperature decreases. However, also conceivable PTCs, ie electrical resistors with a positive temperature coefficient (PTC-positive temperature coefficient thermistor) whose resistance increases with increasing temperature.

Für weitere mögliche Ausgestaltungen derartiger Temperatursensoren kann auf den oben beschriebenen Stand der Technik, insbesondere auf Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Aufl. 2010, Seite 137 , verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich, wie beispielsweise Temperaturdioden oder SMD-NTCs (SMD- surface mount device). For further possible embodiments of such temperature sensors can on the above-described prior art, in particular Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, page 137 , to get expelled. However, other embodiments are also possible in principle, such as temperature diodes or SMD NTCs (SMD surface mount device).

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Further optional details and features of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which are shown schematically in the figures.

Es zeigen: Show it:

1 eine Längsschnittansicht eines Sensors zur Erfassung eines Drucks eines fluiden Mediums gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 1 3 is a longitudinal sectional view of a fluid pressure detecting sensor according to an embodiment of the present invention;

2 eine Querschnittsansicht eines Drosselelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 a cross-sectional view of a throttle element according to a first embodiment of the present invention,

3 eine Querschnittsansicht eines Drosselelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3 a cross-sectional view of a throttle element according to a second embodiment of the present invention, and

4 eine Querschnittsansicht eines Drosselelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 a cross-sectional view of a throttle element according to a third embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks eines fluiden Mediums gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Sensor 10 kann beispielsweise zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoffleitung eines Verbrennungsmotors oder von Abgasen in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors ausgebildet sein. Der Sensor 10 weist ein Sensorgehäuse 12, einen Druckanschluss 14, ein Gehäuseunterteil 16 in Form eines Sechskants und ein Drucksensormodul 18 zur Erfassung des Drucks des fluiden Mediums auf. Das Drucksensormodul 18 ist zumindest teilweise innerhalb des Sensorgehäuses 12 angeordnet. Das Sensorgehäuse 12 ist auf dem Gehäuseunterteil 16 angeordnet. Das Sensorgehäuse 12 ist beispielsweise als Steckergehäuse zum Verbinden mit einem nicht näher gezeigten elektrischen Stecker ausgebildet. 1 shows a longitudinal sectional view of a sensor 10 for detecting a pressure of a fluid medium according to an embodiment of the present invention. The sensor 10 For example, it may be configured to sense a fuel pressure in a fuel line of an internal combustion engine or exhaust gases in an exhaust line of an internal combustion engine. The sensor 10 has a sensor housing 12 , a pressure connection 14 , a housing base 16 in the form of a hexagon and a pressure sensor module 18 for detecting the pressure of the fluid medium. The pressure sensor module 18 is at least partially within the sensor housing 12 arranged. The sensor housing 12 is on the housing base 16 arranged. The sensor housing 12 is designed for example as a connector housing for connection to an electrical connector not shown in detail.

Der Druckanschluss 14 kann zumindest teilweise aus Metall, Leichtmetall oder einer Legierung derselben hergestellt sein. Der Druckanschluss 14 kann beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Der Druckanschluss 14 kann als Drehteil, Druckgussteil, Kaltformteil oder Metallspritzgussteil hergestellt sein. Der Druckanschluss 14 kann rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Druckanschluss 14 als zylindrischer Druckstutzen ausgebildet. Zum Verbinden der Kraftstoffleitung oder an einer anderen dafür vorgesehenen Stelle weist der Druckanschluss 14 ein Außengewinde 20 auf. Der Druckanschluss 14 und das Gehäuseunterteil 16 können einstückig ausgebildet sein oder als zwei miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sein. In dem vorliegenden Beispiel sind der Druckanschluss 14 und das Gehäuseunterteil 16 als zwei miteinander verbundene Bauteile ausgebildet. Das Sensorgehäuse 12 ist mit dem Druckanschluss 14 bzw. dem Gehäuseunterteil 16 fest verbunden. Der Druckanschluss 14 weist einen Druckkanal 22 auf. Der Druckanschluss 14 weist eine Öffnung 24 in den Druckkanal 22 auf, die sich an einem dem Sensorgehäuse 12 abgewandten Vorderende 26, das dem fluiden Medium zuweist, des Druckanschlusses 14 befindet. Der Druckkanal 22 dient zum Zuführen des druckbeaufschlagten fluiden Mediums zu dem Drucksensormodul 18. Der Druckanschluss 14 kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse 28 ausgebildet sein. Der Druckkanal 22 kann sich koaxial oder geneigt zu der Rotationsachse 28 erstrecken. In dem vorliegenden Beispiel erstreckt sich der Druckkanal 22 in einem Winkel von 20 ° bis 50 ° zu der Rotationsachse 28, beispielsweise in einem Winkel von 30 °. ln dem Druckanschluss 14 ist weiterhin ein Temperaturmessfühlerkanal 30 ausgebildet, in dem ein nicht näher gezeigter Temperaturmessfühler angeordnet ist. Der Temperaturmessfühlerkanal 30 kann sich parallel zu dem Druckkanal 22 erstrecken. The pressure connection 14 may be at least partially made of metal, light metal or an alloy thereof. The pressure connection 14 may be made of aluminum or an aluminum alloy, for example. The pressure connection 14 can be made as a turned part, die-cast part, cold-formed part or metal injection molded part. The pressure connection 14 can be rotationally symmetrical about a rotation axis. For example, the pressure port is 14 designed as a cylindrical discharge nozzle. To connect the fuel line or at another designated location points the pressure port 14 an external thread 20 on. The pressure connection 14 and the lower housing part 16 may be integrally formed or formed as two interconnected components. In the present example, the pressure port is 14 and the lower housing part 16 formed as two interconnected components. The sensor housing 12 is with the pressure connection 14 or the lower housing part 16 firmly connected. The pressure connection 14 has a pressure channel 22 on. The pressure connection 14 has an opening 24 in the pressure channel 22 on, attached to a the sensor housing 12 opposite front end 26 that assigns to the fluid medium, the pressure port 14 located. The pressure channel 22 serves to supply the pressurized fluid to the pressure sensor module 18 , The pressure connection 14 may be substantially rotationally symmetric about an axis of rotation 28 be educated. The pressure channel 22 can be coaxial or inclined to the axis of rotation 28 extend. In the present example, the pressure channel extends 22 at an angle of 20 ° to 50 ° to the axis of rotation 28 , for example at an angle of 30 °. ln the pressure connection 14 is still a temperature sensor channel 30 formed, in which a not shown in detail temperature sensor is arranged. The temperature sensor channel 30 can be parallel to the pressure channel 22 extend.

Der Sensor 10 weist weiter ein Drosselelement 32 auf. Das Drosselelement 32 dient zur Dämpfung von hohen Druckpulsen und Kavitationseffekten durch Dampfblasenbildung in flüssigen Medien. Das Drosselelement 32 kann symmetrisch ausgebildet sein, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, und ist zwischen der Öffnung 24 in den Druckkanal 22 und dem Drucksensormodul 18 angeordnet. Mögliche Ausgestaltungen des Drosselelements 32 werden nachstehend ausführlicher beschrieben. The sensor 10 further includes a throttle element 32 on. The throttle element 32 serves to dampen high pressure pulses and cavitation effects by vapor bubble formation in liquid media. The throttle element 32 may be formed symmetrically, as described in more detail below, and is between the opening 24 in the pressure channel 22 and the pressure sensor module 18 arranged. Possible embodiments of the throttle element 32 will be described in more detail below.

2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drosselelements 32 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Wie in 2 gezeigt, ist das Drosselelement 32 im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet. Das Drosselelement 32 ist beispielsweise kreiszylindrisch und geradlinig ausgebildet. Somit ist das Drosselelement 32 als länglicher Hohlkörper ausgebildet und weist in seinem Inneren einen Dämpfungskanal 34 auf. Das Drosselelement 32 weist eine vorbestimmte Länge 36, einen Außendurchmesser 38, eine Wandstärke 40 und einen Innendurchmesser 42. Das Drosselelement 32 weist mindestens einen Innendurchmesser 42 auf, der um einen Faktor 2 bis Faktor 10 und bevorzugt Faktor 3 bis Faktor 8 kleiner als ein Durchmesser 44 des Druckkanals 22 ist. Beispielsweise weist der Druckkanal 22 einen Durchmesser 44 von 1,3 mm auf und das Drosselelement 32 weist einen Innendurchmesser 42 von 0,20 mm auf. Der Außendurchmesser 38 des Drosselelements 32 entspricht mit Passungstoleranzen dem Durchmesser 44 des Druckkanals 22, so dass das Drosselelement 32 im eingesetzten Zustand an den Wänden des Druckkanals 22 anliegt. Das Drosselelement 32 weist eine Wandstärke von mindestens 0,25 mm auf. Mit den obigen Größenangaben für den Durchmesser 44 des Druckkanals 22 und dem Innendurchmesser 42 des Drosselelements 32 weist das Drosselelement 32 eine Wandstärke 40 von 0,55 mm auf. Die vorbestimmte Länge 36 kann 50 % bis 100 %, bevorzugt 70 % bis 100 % und noch bevorzugter 85 % bis 100 % einer Länge 46 des Druckkanals 22 sein, beispielsweise 90 % oder 95 %. Beispielsweise weist der Druckkanal 22 eine Länge 46 von 14,5 mm auf und das Drosselelement 32 weist eine Länge 36 von 14,0 mm auf. Eine Innenquerschnittsfläche des Drosselelements 32 ist bei der ersten Ausführungsform über die Länge 36 konstant. Um zu verhindern, dass sich das Drosselelement 32 nach einem Einsetzten aus dem Druckkanal 22 löst, kann die Öffnung 24 einen kleineren Durchmesser 48 als der Druckkanal 22 aufweisen. 2 shows a cross-sectional view of a throttle element 32 according to a first embodiment of the invention. As in 2 shown is the throttle element 32 formed substantially tubular. The throttle element 32 is, for example, circular cylindrical and rectilinear. Thus, the throttle element 32 as an elongated hollow body formed and has in its interior a damping channel 34 on. The throttle element 32 has a predetermined length 36 , an outer diameter 38 , a wall thickness 40 and an inner diameter 42 , The throttle element 32 has at least one inner diameter 42 on, by a factor 2 to factor 10 and preferably factor 3 to factor 8 smaller than a diameter 44 of the pressure channel 22 is. For example, the pressure channel 22 a diameter 44 of 1.3 mm and the throttle element 32 has an inner diameter 42 of 0.20 mm. The outer diameter 38 the throttle element 32 corresponds with fitting tolerances the diameter 44 of the pressure channel 22 so that the throttle element 32 in the inserted state on the walls of the pressure channel 22 is applied. The throttle element 32 has a wall thickness of at least 0.25 mm. With the above sizes for the diameter 44 of the pressure channel 22 and the inside diameter 42 the throttle element 32 has the throttle element 32 a wall thickness 40 of 0.55 mm. The predetermined length 36 may be 50% to 100%, preferably 70% to 100%, and more preferably 85% to 100% of a length 46 of the pressure channel 22 be, for example, 90% or 95%. For example, the pressure channel 22 a length 46 of 14.5 mm and the throttle element 32 has a length 36 of 14.0 mm. An internal cross-sectional area of the throttle element 32 is in the first embodiment over the length 36 constant. To prevent the throttle element 32 after insertion from the pressure channel 22 can solve the opening 24 a smaller diameter 48 as the pressure channel 22 exhibit.

Beispielsweise weist die Öffnung 24 einen Durchmesser 48 von 1,1 mm auf. Das Drosselelement 32 ist wie in 1 gezeigt an die Öffnung 24 angrenzend in dem Druckkanal 22 angeordnet. For example, the opening points 24 a diameter 48 of 1.1 mm. The throttle element 32 is like in 1 shown at the opening 24 adjacent in the pressure channel 22 arranged.

3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drosselelements 32 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben und gleiche Bauteile und Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem Drosselelement 32 der zweiten Ausführungsform ist eine Innenquerschnittsfläche über die Länge 36 unterschiedlich. So weist das Drosselelement 32 ein erstes Ende 50 und ein dem ersten Ende 50 gegenüberliegendes zweites Ende 52 auf. Das erste Ende 50 ist dabei dasjenige Ende des Drosselelements 32, das in einem in den Druckkanal 22 eingesetzten Zustand des Drosselelements 32 der Öffnung 24 zuweist. Das Drosselelement 32 weist zwischen dem ersten Ende 50 und dem zweiten Ende 52 eine Innenquerschnittsverengung 54 auf. Die Innenquerschnittsverengung 54 ist in einem mittleren Drittel und bei dem vorliegenden Beispiel in der Mitte bezüglich der vorbestimmten Länge 36 angeordnet. Grundsätzlich kann die Position der Innenquerschnittsverengung 54 entlang der Länge 36 variieren. Der Innendurchmesser 42 wird bei dieser Ausführungsform an der Stelle der Innenquerschnittsverengung 54 bestimmt, so dass ein Innendurchmesser des Drosselelements 32 an einer anderen Stelle als an Innenquerschnittsverengung 54 größer ist. Die Innenquerschnittsverengung 54 kann beispielsweise durch eine Rollierung und somit ringförmig mit abgerundeten Änderungen des Wandverlaufs des Drosselelements 32 ausgebildet sein. 3 shows a cross-sectional view of a throttle element 32 according to a second embodiment of the invention. Hereinafter, only the differences from the previous embodiment will be described, and the same components and features are given the same reference numerals. In the throttle element 32 The second embodiment is an inner cross-sectional area over the length 36 differently. So has the throttle element 32 a first end 50 and the first end 50 opposite second end 52 on. The first end 50 is that end of the throttle element 32 in one in the pressure channel 22 inserted state of the throttle element 32 the opening 24 assigns. The throttle element 32 points between the first end 50 and the second end 52 an internal cross-sectional narrowing 54 on. The internal cross-sectional narrowing 54 is arranged in a middle third and in the present example in the middle with respect to the predetermined length 36. Basically, the position of the inner cross-sectional constriction 54 along the length 36 vary. The inner diameter 42 becomes in this embodiment at the location of the inner cross-sectional constriction 54 determined, so that an inner diameter of the throttle element 32 at a location other than internal cross-sectional narrowing 54 is larger. The internal cross-sectional narrowing 54 For example, by a rolling and thus annular with rounded changes in the wall profile of the throttle element 32 be educated.

4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drosselelements 32 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben und gleiche Bauteile und Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Drosselelement 32 weist an dem ersten Ende 50 die Innenquerschnittsverengung 54 auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Drosselelement 32 an dem zweiten Ende 52 eine Innenquerschnittsverengung 54 aufweisen. 4 shows a cross-sectional view of a throttle element 32 according to a third embodiment of the invention. Hereinafter, only the differences from the previous embodiment will be described, and the same components and features are given the same reference numerals. The throttle element 32 points to the first end 50 the internal cross-sectional narrowing 54 on. Alternatively or additionally, the throttle element 32 at the second end 52 an internal cross-sectional narrowing 54 exhibit.

Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird das Drosselelement 32 vor dem Anbringen des Gehäuseunterteils 16 und des Drucksensormoduls 18 von einem der Öffnung 24 gegenüberliegenden Ende 56 des Druckanschlusses 14 in der durch einen Pfeil 58 in 1 angegebenen Richtung in den Druckkanal 22 eingesetzt. Anschließend wird der Druckanschluss 14 mit dem Gehäuseunterteil 16 und dem Drucksensormodul 18 verbunden, beispielsweise verschweißt. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung sind sämtliche Größenangaben mit üblichen Passungstoleranzen zu verstehen. So umfasst beispielsweise eine Größenangabe von 1,3 mm Abweichung von nicht mehr als 0,02 mm. In all the embodiments described above, the throttle element 32 before attaching the housing base 16 and the pressure sensor module 18 from one of the opening 24 opposite end 56 of the pressure connection 14 in the by an arrow 58 in 1 indicated direction in the pressure channel 22 used. Then the pressure connection becomes 14 with the housing lower part 16 and the pressure sensor module 18 connected, for example, welded. In the context of the present description, all sizes are to be understood with customary fitting tolerances. For example, a size specification of 1.3 mm includes a deviation of not more than 0.02 mm.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014200093 A1 [0003]
DE 102010001963 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition, 2010, pages 134-136 [0008]
Konrad Reif (ed.): Sensors in motor vehicles, 1st ed. 2010, page 137 [0022]

Claims

Sensor ( 10 ) for detecting a pressure of a fluid medium, comprising a sensor housing ( 12 ), a pressure sensor module ( 18 ), which at least partially in the sensor housing ( 12 ), a pressure port ( 14 ) with a pressure channel ( 22 ) and a throttle element ( 32 ) for throttling one in the pressure channel ( 22 ) prevailing pressure, characterized in that the throttle element ( 32 ) is substantially tubular.

Sensor ( 10 ) according to claim 1, wherein the throttle element ( 32 ) at least one inner diameter ( 42 ) which is smaller than a diameter by a factor 2 to a factor of 10 and preferably a factor of 3 to a factor of 8 44 ) of the pressure channel ( 22 ).

Sensor ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the throttle element ( 32 ) a predetermined length ( 36 ), wherein an inner cross-sectional area of the throttle element ( 32 ) over the length ( 36 ) is constant.

Sensor ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the throttle element ( 32 ) a predetermined length ( 36 ), wherein an inner cross-sectional area of the throttle element ( 32 ) over the length ( 36 ) is different.

Sensor ( 10 ) according to claim 4, wherein the throttle element ( 32 ) a first end ( 50 ) and the first end ( 50 ) opposite second end ( 52 ), wherein the throttle element ( 32 ) at the first end ( 50 ) and / or at the second end ( 52 ) has an internal cross-sectional constriction.

Sensor ( 10 ) according to claim 4 or 5, wherein the throttle element ( 32 ) a first end ( 50 ) and the first end ( 50 ) opposite second end ( 52 ), wherein the throttle element ( 32 ) between the first end ( 50 ) and the second end ( 52 ) an internal cross-sectional constriction ( 54 ) having.

Sensor ( 10 ) according to claim 6, wherein the internal cross-sectional constriction ( 54 ) in a middle third, and preferably in the middle, with respect to the predetermined length ( 36 ) is arranged.

Sensor ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the pressure connection ( 14 ) on a sensor housing ( 12 ) facing away from the front end ( 26 ) an opening ( 24 ) in the pressure channel ( 22 ), wherein the opening ( 24 ) a smaller diameter ( 48 ) as the pressure channel ( 22 ), wherein the throttle element ( 32 ) to the opening ( 24 ) adjacent in the pressure channel ( 22 ) is arranged.

Sensor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the pressure connection ( 14 ) substantially rotationally symmetrical about an axis of rotation ( 28 ) is formed, wherein the pressure channel ( 22 ) coaxial, parallel or inclined to the axis of rotation ( 28 ).

Sensor ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the throttle element ( 32 ) a predetermined length ( 36 ), wherein the predetermined length ( 36 ) 50% to 100%, preferably 70% to 100% and more preferably 85% to 100% of a length ( 46 ) of the pressure channel ( 22 ).