DE102016220185A1 - Pressure sensor for a high pressure accumulator and high pressure accumulator - Google Patents

Pressure sensor for a high pressure accumulator and high pressure accumulator Download PDF

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Abstract

Drucksensor (8), insbesondere für einen Hochdruckspeicher (1) eines Einspritzsystems für Brennkraftmaschinen. Der Drucksensor (8) umfasst ein Gehäusestück (20) und ein Sensorelement (30). In dem Gehäusestück (20) ist eine Sensorbohrung (24) ausgebildet. In der Sensorbohrung (24) liegt der zu messende Druck eines Fluids an. Das Sensorelement (30) ist mittels Nanofoil (35) an dem Gehäusestück (20) angebracht.

Figure DE102016220185A1_0000
Pressure sensor (8), in particular for a high-pressure accumulator (1) of an injection system for internal combustion engines. The pressure sensor (8) comprises a housing piece (20) and a sensor element (30). In the housing piece (20) has a sensor bore (24) is formed. In the sensor bore (24) is to be measured pressure of a fluid. The sensor element (30) is attached to the housing piece (20) by means of nanofoil (35).
Figure DE102016220185A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor für einen Hochdruckspeicher, wobei der Hochdruckspeicher insbesondere für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine verwendbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Hochdruckspeicher mit einem derartigen Drucksensor.The present invention relates to a pressure sensor for a high pressure accumulator, wherein the high pressure accumulator is used in particular for an injection system of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a high-pressure accumulator with such a pressure sensor.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor für einen Hochdruckspeicher und einen Hochdruckspeicher mit einem solchen Drucksensor. Der Hochdruckspeicher ist dabei insbesondere für ein Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck in den Brennraum einer Brennkraftmaschine geeignet.The invention relates to a pressure sensor for a high pressure accumulator and a high pressure accumulator with such a pressure sensor. The high-pressure accumulator is suitable in particular for an injection system for injecting fuel under high pressure into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Hochdruckspeicher sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2008 040 901 A1 . Der bekannte Hochdruckspeicher weist einen Speicherraum zum Speichern von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff auf. Weiterhin sind neben den pumpen- und injektorseitigen Anschlüssen noch Aufnahmen für Anbaukomponenten vorhanden. Dabei sind üblicherweise die beiden Anbaukomponenten Raildrucksensor und Druckregelventil bzw. Druckbegrenzungsventil an den Hochdruckspeicher angebaut.High-pressure accumulator are known from the prior art, for example from the DE 10 2008 040 901 A1 , The known high-pressure accumulator has a storage space for storing high-pressure fuel. Furthermore, in addition to the pump and injector-side connections still recordings for add-on components available. In this case, usually the two add-on components rail pressure sensor and pressure control valve or pressure relief valve are attached to the high-pressure accumulator.

Weiterhin ist aus der DE 10 2011 088 044 A1 ein Drucksensor mit einem Gehäuse und einem Gehäusestück bekannt, wobei das Gehäusestück mit dem Gehäuse verschweißt ist. Auf dem Gehäusestück ist ein Sensorelement zur Messung des Drucks einer im Gehäusestück ausgebildeten Sensorbohrung angebracht.Furthermore, from the DE 10 2011 088 044 A1 a pressure sensor with a housing and a housing piece known, wherein the housing piece is welded to the housing. On the housing piece, a sensor element for measuring the pressure of a sensor hole formed in the housing piece is attached.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Drucksensor, insbesondere für einen Hochdruckspeicher eines Einspritzsystems für Brennkraftmaschinen, weist demgegenüber eine erhöhte Messgenauigkeit auf, indem die Verbindung zwischen dem Gehäusestück und dem Sensorelement verbessert ist.The pressure sensor according to the invention, in particular for a high pressure accumulator of an injection system for internal combustion engines, in contrast, has an increased accuracy of measurement by the connection between the housing piece and the sensor element is improved.

Dazu umfasst der Drucksensor ein Gehäusestück und ein Sensorelement. In dem Gehäusestück ist eine Sensorbohrung ausgebildet. In der Sensorbohrung liegt der zu messende Druck eines Fluids an. Das Sensorelement ist mittels Nanofoil an dem Gehäusestück angebracht.For this purpose, the pressure sensor comprises a housing piece and a sensor element. In the housing piece a sensor bore is formed. In the sensor bore is the pressure to be measured of a fluid. The sensor element is attached to the housing piece by means of nanofoil.

Liegt in der Sensorbohrung unter Hochdruck stehendes Fluid, beispielsweise Kraftstoff an, so verformt bzw. verwölbt sich das Sensorelement. Das Sensorelement kann beispielsweise Dehnmessstreifen aufweisen, die diese Verwölbung bzw. Dehnung messen. Ein Steuergerät kann daraus wiederum den Druck des Fluids bzw. Kraftstoffs in der bestimmen.If high pressure fluid, for example fuel, is present in the sensor bore, the sensor element deforms or warps. The sensor element can, for example, have strain gauges which measure this warping or expansion. A controller can in turn determine the pressure of the fluid or fuel in the.

Durch das Nanofoil, ein Multilayer hochreaktiver Stoffschichten, ergibt sich eine sehr feste und auch sehr dichte Verbindung zwischen dem Gehäusestück und dem Sensorelement. Das Sensorelement kann daher in einem separaten Schritt vorab gefertigt werden und weist somit die geforderte Messsensitivität auf. Für das Sensorelement kann somit eine Metalldünnschicht-Technologie verwendet werden, welche sich sehr gut zur Druckmessung insbesondere für Hochdruckspeicher eignet. Das Sensorelement wird dabei in einem separaten Schritt gefertigt, um wiederum die geforderte Sensitivität erreichen zu können. Der Schichtaufbau des Sensorelements erfolgt dabei nicht auf einem gedrehten Halbzeug oder einem dicken Stahlwafer, sondern auf einer Metallfolie. Die Metallfolie kann je nach geforderter Sensitivität verschiedene Dicken aufweisen.The Nanofoil, a multilayer of highly reactive layers of fabric, results in a very strong and very dense connection between the housing piece and the sensor element. The sensor element can therefore be manufactured in advance in a separate step and thus has the required measuring sensitivity. For the sensor element can thus be used a metal thin-film technology, which is very well suited for pressure measurement, especially for high-pressure accumulator. The sensor element is manufactured in a separate step in order to achieve the required sensitivity again. The layer structure of the sensor element does not take place on a turned semi-finished product or a thick steel wafer, but on a metal foil. The metal foil may have different thicknesses depending on the required sensitivity.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Sensorbohrung als Durchgangsbohrung ausgebildet. Das Sensorelement begrenzt demzufolge die Sensorbohrung. Der Druck des Fluids wirkt somit direkt auf das Sensorelement, so dass die Druckmessungen eine sehr geringe Ungenauigkeit aufweisen. Diese Ausgestaltung ist für vergleichsweise geringe Drücke geeignet.In an advantageous embodiment, the sensor bore is formed as a through hole. The sensor element consequently limits the sensor bore. The pressure of the fluid thus acts directly on the sensor element, so that the pressure measurements have a very low inaccuracy. This embodiment is suitable for comparatively low pressures.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist die Sensorbohrung als Sacklochbohrung ausgeführt. Dadurch ist die Sensorbohrung stirnseitig durch eine Membranwand des Gehäusestücks begrenzt. Der Druck des Fluids wirkt somit auf die Membranwand und damit mittelbar auf das Sensorelement, welches vorzugsweise auf der anderen Seite der Membranwand angebracht ist. Diese Ausgestaltung ist für vergleichsweise hohe Drücke geeignet.In another advantageous embodiment, the sensor bore is designed as a blind hole. As a result, the sensor bore is delimited on the front side by a membrane wall of the housing piece. The pressure of the fluid thus acts on the membrane wall and thus indirectly on the sensor element, which is preferably mounted on the other side of the membrane wall. This embodiment is suitable for comparatively high pressures.

In vorteilhaften Ausführungen besteht das Nanofoil aus Ni/Al, Al/Ti, Zr/Si, Zr/Al/Si oder Pd/Al Multilayer. Diese Kombinationen der einzelnen Schichten des Multilayers sind besonders reaktiv und ergeben so eine besonders gute stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäusestück und dem Sensorelement. Die Stoffe des Multilayers sind in einzelnen Schichten abwechselnd übereinander angeordnet und reagieren nach einem Startprozess durch Zünden miteinander und erzeugen so die benötigte Prozesstemperatur zum Fügen von Gehäusestück und Sensorelement.In advantageous embodiments, the nanofoil consists of Ni / Al, Al / Ti, Zr / Si, Zr / Al / Si or Pd / Al multilayer. These combinations of the individual layers of the multilayer are particularly reactive and thus result in a particularly good cohesive connection between the housing piece and the sensor element. The materials of the multilayer are alternately arranged one above the other in individual layers and, after a starting process, react with one another by ignition, thus generating the required process temperature for joining the housing piece and the sensor element.

In vorteilhaften Weiterbildungen weisen das Sensorelement und das Gehäusestück jeweils an den mit dem Nanofoil zusammenwirkenden Flächen eine Nickel-Schicht auf. Die Nickel-Schicht ist ein sehr guter Haftvermittler im Zusammenwirken mit dem Nanofoil. Dies erhöht die Festigkeit der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Gehäusestück und dem Sensorelement.In advantageous developments, the sensor element and the housing piece each have a nickel layer on the surfaces interacting with the nanofoil. The nickel layer is a very good adhesion promoter in interaction with the nanofoil. This increases the strength of the cohesive connection between the housing piece and the sensor element.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Hochdruckspeicher zum Speichern von unter Hochdruck stehendem Fluid, insbesondere Kraftstoff. Der Hochdruckspeicher weist einen Drucksensor auf, wie er vorangehend beschrieben wurde. Weiterhin weist der Hochdruckspeicher einen in einem Speicherrohr ausgebildeten Speicherraum, einen Zufuhranschluss zum Zuführen von unter Hochdruck stehendem Fluid und zumindest einen Abfuhranschluss zum Abführen von unter Hochdruck stehendem Fluid auf. Der Zufuhranschluss und der Abfuhranschluss münden in den Speicherraum, sind also fluidisch mit diesem verbunden. Der Speicherraum wiederum ist fluidisch mit der Sensorbohrung verbunden. Dadurch misst das Sensorelement also auch mittelbar den Druck in dem Speicherraum. Aus den oben beschriebenen Gründen ist der Drucksensor für sehr hohe Fluiddrücke geeignet, so dass er sich für Hochdruckspeicher mit entsprechend hohen Drücken besonders gut eignet.The invention further relates to a high-pressure accumulator for storing high-pressure fluid, in particular fuel. The high pressure accumulator has a pressure sensor as described above. Furthermore, the high-pressure accumulator has a storage space formed in a storage tube, a supply port for supplying pressurized fluid and at least one discharge port for discharging high-pressure fluid. The supply port and the discharge port open into the storage space, are thus fluidly connected thereto. The storage space in turn is fluidly connected to the sensor bore. As a result, the sensor element also indirectly measures the pressure in the storage space. For the reasons described above, the pressure sensor is suitable for very high fluid pressures, so that it is particularly well suited for high-pressure accumulator with correspondingly high pressures.

Der Drucksensor ist insbesondere für einen Hochdruckspeicher eines Einspritzsystems für Brennkraftmaschinen geeignet, wobei der Hochdruckspeicher unter Hochdruck stehenden Kraftstoff speichert. Die Entwicklung derartiger Hochdruckspeicher hat das Ziel zunehmend höhere Kraftstoffdrücke bereitstellen und abdichten zu können. Gleichzeitig müssen die Werte dieser Kraftstoffdrücke möglichst exakt über die Lebensdauer gemessen werden können, um eine gute Einspritzcharakteristik des Einspritzsystems zu erhalten. Daher ist der erfindungsgemäße Drucksensor für einen derartigen Hochdruckspeicher besonders gut geeignet. Dies gilt auch für die nachfolgenden Weiterbildungen.The pressure sensor is particularly suitable for a high-pressure accumulator of an injection system for internal combustion engines, the high-pressure accumulator storing high-pressure fuel. The development of such high-pressure accumulators has the goal to be able to provide and seal increasingly higher fuel pressures. At the same time, the values of these fuel pressures must be able to be measured as accurately as possible over the service life in order to obtain a good injection characteristic of the injection system. Therefore, the pressure sensor according to the invention is particularly well suited for such a high-pressure accumulator. This also applies to the following developments.

Figurenlistelist of figures

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

  • 1 schematisch einen Hochdruckspeicher im Längsschnitt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist,
  • 2 einen erfindungsgemäßen Drucksensor für einen Hochdruckspeicher im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind,
  • 3 einen weiteren erfindungsgemäßen Drucksensor im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind,
  • 4 einen weiteren erfindungsgemäßen Drucksensor im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 schematically a high-pressure accumulator in longitudinal section, as known from the prior art,
  • 2 a pressure sensor according to the invention for a high-pressure accumulator in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown,
  • 3 a further pressure sensor according to the invention in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown,
  • 4 a further pressure sensor according to the invention in longitudinal section, wherein only the essential areas are shown.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Im Längsschnitt der 1 ist mit 1 ein rohrförmiger Hochdruckspeicher bezeichnet, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Hochdruckspeicher 1 weist ein Speicherrohr 2 auf, welches einen Speicherraum 3 umgibt. Der Hochdruckspeicher 1 ist für ein Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen vorgesehen und wird üblicherweise auch als Rail bezeichnet.In longitudinal section of the 1 1 is a tubular high-pressure accumulator, as known from the prior art. The high-pressure accumulator 1 has a storage tube 2 on which a storage room 3 surrounds. The high-pressure accumulator 1 is intended for an injection system for internal combustion engines and is commonly referred to as a rail.

An dem Speicherrohr 2 des Hochdruckspeichers 1 sind mehrere Abfuhranschlüsse 4 für Kraftstoffdruckleitungen zu nicht dargestellten Injektoren ausgebildet. Weiterhin ist ein Zufuhranschluss 7 zu einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe an dem Speicherrohr 2 ausgebildet. Zusätzlich sind an dem Speicherrohr 2 Aufnahmen 5 und 6 für Anbaukomponenten 8 und 9 ausgebildet. Die Anbaukomponente 8 ist ein Drucksensor zur Ermittlung des Drucks in dem Speicherraum 3. Und die Anbaukomponente 9 ist ein Druckventil, vorzugsweise ein Druckregelventil zum Regeln des Drucks in dem Speicherraum 3. Das Druckventil 9 bzw. Druckregelventil 9 ist beispielsweise als elektromagnetisches Ventil ausgeführt und hat einen nicht dargestellten elektrischen Anschluss zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Steuergerät bzw. einer Stromversorgung.At the storage tube 2 the high-pressure accumulator 1 are several discharge ports 4 designed for fuel pressure lines to injectors, not shown. Furthermore, a supply port 7 to a high-pressure pump, not shown, on the storage tube 2 educated. In addition, on the storage tube 2 Recordings 5 and 6 for add-on components 8th and 9 educated. The attachment component 8th is a pressure sensor for detecting the pressure in the storage space 3 , And the attachment component 9 is a pressure valve, preferably a pressure regulating valve for regulating the pressure in the storage space 3 , The pressure valve 9 or pressure control valve 9 is designed for example as an electromagnetic valve and has an electrical connection, not shown, for connection to a control unit or a power supply, not shown.

Die Aufnahmeöffnung 6 für das Druckventil 9 ist über einen Ablaufkanal 5 mit einem Niederdruckanschluss 5a verbunden, so dass eine über das Druckventil 9 abgesteuerte Kraftstoffmenge zu einem Niederdruckrücklauf geführt werden kann. Dabei mündet der Ablaufkanal 5 derart in die Aufnahmeöffnung 6, dass bei an den Hochdruckspeicher 1 angesetztem Druckventil 9 eine Abdichtung zwischen dem Hochdruckteil und dem Niederdruckteil (Ablaufkanal 5) gewährleistet ist.The receiving opening 6 for the pressure valve 9 is via a drainage channel 5 with a low pressure connection 5a connected so that one via the pressure valve 9 diverted fuel quantity can be led to a low pressure return. The flow channel opens 5 in the receiving opening 6 that on to the high-pressure accumulator 1 attached pressure valve 9 a seal between the high pressure part and the low pressure part (drain channel 5 ) is guaranteed.

Im Beispielfall sind das Druckventil 9 und der Drucksensor 8 an voneinander abgewandten Enden des Hochdruckspeichers 1 angeordnet. Die Verteilung dieser Anbaukomponenten 8, 9 am Hochdruckspeicher 1 ist dabei grundsätzlich beliebig wählbar.In the example case, the pressure valve 9 and the pressure sensor 8th at opposite ends of the high-pressure accumulator 1 arranged. The distribution of these add-on components 8th . 9 at the high-pressure accumulator 1 is basically arbitrary.

Der Hochdruckspeicher 1 ist insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem, beispielsweise ein Common Rail System, geeignet. Von einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe wird Kraftstoff unter hohem Druck über den Zufuhranschluss 7 in den Speicherraum 3 des Hochdruckspeichers 1 gefördert, von wo aus er über die Abfuhranschlüsse 4 an nicht dargestellte Injektoren zum Einspritzen in die Brennräume von Brennkraftmaschinen verteilt wird.The high-pressure accumulator 1 is particularly suitable for a fuel injection system, for example a common rail system. From a high-pressure pump, not shown, fuel is at high pressure via the supply port 7 in the storage room 3 the high-pressure accumulator 1 from where he reached via the discharge connections 4 is distributed to injectors, not shown for injecting into the combustion chambers of internal combustion engines.

Der Hochdruckspeicher 1 weist das Speicherrohr 2 auf, in welchem der Speicherraum 3 zur Speicherung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs ausgebildet ist. Aufgrund der Zuführung des Kraftstoffs von der Hochdruckpumpe und der Abführung des Kraftstoffs an die Injektoren entstehen betriebspunktabhängige Strömungsverhältnisse des Kraftstoffs in dem Speicherraum 3 mit Druckschwingungen. Daher kann der Druck im Speicherraum 3 starken Schwankungen unterworfen sein. Für ein optimiertes Einspritzverhalten der Injektoren ist es erforderlich das Druckniveau im Speicherraum 3 möglichst exakt bestimmen zu können. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an den Drucksensor 8.The high-pressure accumulator 1 points the storage tube 2 in which the storage space 3 designed to store the fuel under high pressure. Due to the supply of the Fuel from the high-pressure pump and the discharge of the fuel to the injectors arise operating point-dependent flow conditions of the fuel in the storage space 3 with pressure oscillations. Therefore, the pressure in the storage space 3 be subject to strong fluctuations. For an optimized injection behavior of the injectors, it is necessary the pressure level in the storage space 3 to be able to determine as accurately as possible. The requirements for the pressure sensor are correspondingly high 8th ,

2 zeigt einen erfindungsgemäßen Drucksensor 8 des Hochdruckspeichers 1 im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Der Drucksensor 8 umfasst ein Gehäuse 10, welches ein Außengewinde 11 aufweist. Das Gehäuse 10 ist über das Außengewinde 11 in das Speicherrohr 2 des Hochdruckspeichers 1 eingeschraubt und mit einer Mutter 12 gegen Lösen gesichert. In alternativen Ausführungen können Gehäuse 10 und Speicherrohr 2 jedoch auch einstückig ausgeführt sein. 2 shows a pressure sensor according to the invention 8th the high-pressure accumulator 1 in longitudinal section, with only the essential areas are shown. The pressure sensor 8th includes a housing 10 which is an external thread 11 having. The housing 10 is over the external thread 11 in the storage tube 2 the high-pressure accumulator 1 screwed in and with a mother 12 secured against loosening. In alternative embodiments, housing 10 and storage tube 2 However, also be made in one piece.

In dem Gehäuse 10 ist zentral eine Längsbohrung 14 als Durchgangsbohrung ausgebildet, welche für den Einsatz in einem Hochdruckspeicher 1 hydraulisch mit dem Speicherraum 3 verbunden ist bzw. eine Erweiterung oder ein Teilvolumen des Speicherraums 3 darstellt. In die Längsbohrung 14 ist ein Gehäusestück 20 eingepresst. Dazu ist eine zylinderförmige Außenfläche 21 des Gehäusestücks 20 mit einem Übermaß gegenüber der Durchgangsbohrung 14 versehen, so dass zwischen der Außenfläche 21 und der Durchgangsbohrung 14 eine Kontaktpressung vorhanden ist. Diese Kontaktpressung ist die Grundlage für den Pressverband, also für die kraftschlüssige Verbindung von dem Gehäuse 10 mit dem Gehäusestück 20. Alternativ können das Gehäuse 10 und das Gehäusestück 20 auch einstückig als Gehäuse ausgeführt sein, oder das Gehäusestück 20 in das Gehäuse 10 eingeschraubt sein.In the case 10 is centrally a longitudinal bore 14 formed as a through hole, which for use in a high-pressure accumulator 1 hydraulically with the storage space 3 is connected or an extension or a partial volume of the memory space 3 represents. In the longitudinal bore 14 is a housing piece 20 pressed. This is a cylindrical outer surface 21 of the housing piece 20 with an excess over the through hole 14 provided so that between the outer surface 21 and the through hole 14 a contact pressure is present. This contact pressure is the basis for the interference fit, ie for the frictional connection of the housing 10 with the housing piece 20 , Alternatively, the housing 10 and the housing piece 20 also be made in one piece as a housing, or the housing piece 20 in the case 10 be screwed.

In der Ausführung der 2 weist das Gehäusestück 20 stirnseitig an seiner der Längsbohrung 14 abgewandten Seite eine Membranwand 23 auf. In dem Gehäusestück 20 ist eine Sensorbohrung 24 ausgebildet, welche in die Durchgangsbohrung 14 mündet. Die Sensorbohrung 24 ist demzufolge als Sacklochbohrung ausgebildet und wird von der Membranwand 23 begrenzt. Auf der der Sensorbohrung 24 gegenüberliegenden Fläche ist mit der Membranwand 23 ein Sensorelement 30 mittels Nanofoil 35 verbunden bzw. stoffschlüssig auf die Membranwand 23 aufgeklebt.In the execution of 2 points the housing piece 20 frontally at its longitudinal bore 14 opposite side a membrane wall 23 on. In the housing piece 20 is a sensor hole 24 formed, which in the through hole 14 empties. The sensor bore 24 is therefore formed as a blind hole and is of the membrane wall 23 limited. On the sensor bore 24 opposite surface is with the membrane wall 23 a sensor element 30 by means of Nanofoil 35 connected or cohesively on the membrane wall 23 glued.

Die Verbindung zwischen dem Gehäusestück 20 bzw. der Membranwand 23 und dem Sensorelement 30 wird erfindungsgemäß durch das reaktive Nanofoil 35 hergestellt. Das Nanofoil 35 besteht dabei aus Multilayers. Die Multilayer sind übereinander angeordnete dünne Schichten aus unterschiedlichen, meist zwei Materialien. Vorzugsweise werden dabei Nickel- und Aluminiumschichten abgewechselt. Alternativ können die Multilayer auch aus Aluminium-Titan, Zirconium-Silizium, oder Palladium-Aluminium bestehen. Auch drei unterschiedliche Schichten sind möglich, beispielsweise Zirconium-Aluminium-Silizium. Die Multilayer sind hoch reaktiv. Der Reaktionsstart wird durch Zünden über beispielsweise einen Laserpuls oder einen elektrischen Impuls ausgelöst. Nach dem Starten des Prozesses reagieren die unterschiedlichen Stoffe des Multilayers in wenigen Millisekunden miteinander und erzeugen so die benötigte Prozesstemperatur zum Fügen der verschiedenen Fügepartner Sensorelement 30 und Gehäusestück 20, so dass eine stoffschlüssige Verbindung entsteht. Die Fügepartner, beispielsweise Edelstahl aus 1.4542, weisen typischerweise eine Nickel-Schicht als „Haftvermittler“ bzw. Lot auf. Dadurch erhöht sich die Festigkeit der Verbindung zwischen Sensorelement 30 und Gehäusestück 20.The connection between the housing piece 20 or the membrane wall 23 and the sensor element 30 is inventively by the reactive nanofoil 35 produced. The nanofoil 35 consists of multilayers. The multilayers are superimposed thin layers of different, usually two materials. Preferably, nickel and aluminum layers are alternated. Alternatively, the multilayer may also consist of aluminum-titanium, zirconium-silicon, or palladium-aluminum. Also, three different layers are possible, such as zirconium-aluminum-silicon. The multilayers are highly reactive. The start of the reaction is triggered by ignition via, for example, a laser pulse or an electrical impulse. After starting the process, the different materials of the multilayer react with each other within a few milliseconds and thus generate the required process temperature for joining the various joining partners of the sensor element 30 and housing piece 20 , so that a cohesive connection is formed. The joining partners, for example stainless steel from 1.4542, typically have a nickel layer as "adhesion promoter" or solder. This increases the strength of the connection between the sensor element 30 and housing piece 20 ,

3 zeigt einen Drucksensor 8 mit einem einteiligen Gehäuse 10. Das Gehäusestück 20 ist demzufolge Bestandteil des Gehäuses 10 und als Endstück an diesem ausgebildet. Infolgedessen können auch die Längsbohrung 14 und die Sensorbohrung 24 als eine Bohrung betrachtet werden, obwohl sie in der Ausführung der 3 mit unterschiedlichen Durchmessern versehen sind. 3 shows a pressure sensor 8th with a one-piece housing 10 , The housing piece 20 is therefore part of the housing 10 and designed as an end piece to this. As a result, also the longitudinal bore 14 and the sensor hole 24 as a bore, although they are in the execution of 3 are provided with different diameters.

Die Sensorbohrung 24 ist als Sacklochbohrung ausgeführt, so dass stirnseitig das Gehäusestück 20 die Membranwand 23 aufweist, welche die Sensorbohrung 24 begrenzt. Gegenüberliegend zur Sensorbohrung 24 ist auf der Membranwand 23 das Nanofoil 35 angeordnet, welches das Sensorelement 30 zum Gehäuseteil 20 befestigt.The sensor bore 24 is designed as a blind hole, so that the front side of the housing piece 20 the membrane wall 23 which has the sensor bore 24 limited. Opposite to the sensor bore 24 is on the membrane wall 23 the nanofoil 35 arranged, which is the sensor element 30 to the housing part 20 attached.

4 zeigt einen weiteren Drucksensor 8 mit einem einteiligen Gehäuse 10. Die Sensorbohrung 24 ist in dieser Ausführung als Durchgangsbohrung ausgeführt, so dass stirnseitig das Gehäusestück 20 keine Membranwand 23 aufweist. Demzufolge begrenzt das Sensorelement 30 bzw. das Nanofoil 35 die Sensorbohrung 24. 4 shows another pressure sensor 8th with a one-piece housing 10 , The sensor bore 24 is designed in this embodiment as a through hole, so that the front side of the housing piece 20 no membrane wall 23 having. As a result, the sensor element limits 30 or the nanofoil 35 the sensor bore 24 ,

Üblicherweise ist die Ausführung der 3 für höhere Drücke geeignet, während die Ausführung der 4 genauere Messungen erzielt. Das Sensorelement 30 kann beispielsweise Dehnmessstreifen aufweisen, welche eine Verformung bzw. Verwölbung erfassen. Ein nicht dargestelltes Steuergerät kann ausgehend von dieser Verwölbung den Druck in der Sensorbohrung 24 und somit im Speicherraum 3 bestimmen.Usually, the execution of the 3 suitable for higher pressures while performing the 4 achieved more accurate measurements. The sensor element 30 For example, it can have strain gauges which detect a deformation or warping. An unillustrated control unit can, starting from this warping the pressure in the sensor bore 24 and thus in memory space 3 determine.

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Claims (7)

Drucksensor (8), insbesondere für einen Hochdruckspeicher (1) eines Einspritzsystems für Brennkraftmaschinen, wobei der Drucksensor (8) ein Gehäusestück (20) und ein Sensorelement (30) aufweist, wobei in dem Gehäusestück (20) eine Sensorbohrung (24) ausgebildet ist, wobei in der Sensorbohrung (24) der zu messende Druck eines Fluids anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (30) mittels Nanofoil (35) an dem Gehäusestück (20) angebracht ist.Pressure sensor (8), in particular for a high pressure accumulator (1) of an injection system for internal combustion engines, wherein the pressure sensor (8) has a housing piece (20) and a sensor element (30), wherein in the housing piece (20) a sensor bore (24) is formed , wherein in the sensor bore (24) to be measured, the pressure of a fluid to be measured, characterized in that the sensor element (30) by means of nanofoil (35) on the housing piece (20) is mounted. Drucksensor (8) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbohrung (24) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, wobei das Sensorelement (30) die Sensorbohrung (24) begrenzt.Pressure sensor (8) after Claim 1 characterized in that the sensor bore (24) is formed as a through hole, wherein the sensor element (30) limits the sensor bore (24). Drucksensor (8) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbohrung (24) als Sacklochbohrung (24) ausgeführt ist, so dass die Sensorbohrung (24) stirnseitig durch eine Membranwand (23) des Gehäusestücks (20) begrenzt ist.Pressure sensor (8) after Claim 1 characterized in that the sensor bore (24) is designed as a blind hole (24), so that the sensor bore (24) is delimited on the front side by a diaphragm wall (23) of the housing piece (20). Drucksensor (8) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (30) auf der der Sensorbohrung (24) abgewandten Seite der Membranwand (23) angebracht ist.Pressure sensor (8) after Claim 3 characterized in that the sensor element (30) on the sensor bore (24) facing away from the membrane wall (23) is mounted. Drucksensor (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofoil (35) aus Ni/Al, Al/Ti, Zr/Si, Zr/Al/Si oder Pd/Al Multilayer besteht.Pressure sensor (8) according to one of Claims 1 to 4 characterized in that the nanofoil (35) consists of Ni / Al, Al / Ti, Zr / Si, Zr / Al / Si or Pd / Al multilayer. Drucksensor (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (30) und das Gehäusestück (20) jeweils an den mit dem Nanofoil (35) zusammenwirkenden Flächen eine Nickel-Schicht aufweisen.Pressure sensor (8) according to one of Claims 1 to 5 characterized in that the sensor element (30) and the housing piece (20) each have a nickel layer on the surfaces cooperating with the nanofoil (35). Hochdruckspeicher (1) zum Speichern von einem unter Hochdruck stehendem Fluid, insbesondere Kraftstoff, mit einem Drucksensor (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Hochdruckspeicher 1 einen in einem Speicherrohr 2 ausgebildeten Speicherraum (3), einen Zufuhranschluss (7) zum Zuführen von unter Hochdruck stehendem Fluid und zumindest einen Abfuhranschluss (4) zum Abführen von unter Hochdruck stehendem Fluid aufweist, wobei der Zufuhranschluss (7) und der Abfuhranschluss (4) in den Speicherraum (3) münden, wobei der Speicherraum (3) fluidisch mit der Sensorbohrung (24) verbunden ist.High-pressure accumulator (1) for storing a fluid under high pressure, in particular fuel, with a pressure sensor (8) according to one of the preceding claims, wherein the high-pressure accumulator 1 has a storage space (3) formed in a storage tube 2, a supply port (7) for supplying of high pressure fluid and at least one discharge port (4) for discharging high pressure fluid, the supply port (7) and the discharge port (4) opening into the storage space (3), the storage space (3) fluidly communicating with the Sensor bore (24) is connected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109025971B (en) * 2018-04-28 2022-02-01 中国石油天然气股份有限公司 Drilling pressure detection device and diaphragm stress mechanism thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040901A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 Robert Bosch Gmbh Fuel pressure accumulator for an injection system for internal combustion engines
DE102011088044A1 (en) 2011-12-08 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Pressure sensor arrangement for detecting a pressure of a fluid medium in a measuring space

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4281221B2 (en) * 2000-06-29 2009-06-17 株式会社デンソー Pressure sensor
DE10228000A1 (en) * 2002-06-22 2004-01-08 Robert Bosch Gmbh Pressure measuring device
JP5383132B2 (en) * 2008-03-28 2014-01-08 株式会社デンソー Fuel pressure sensor mounting structure, fuel pressure detection system, fuel injection device, pressure detection device and pressure accumulation fuel injection device system used therefor
DE102014102717B4 (en) * 2014-02-28 2022-10-06 Endress+Hauser SE+Co. KG Component arrangement with at least two components and method for producing a component arrangement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040901A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 Robert Bosch Gmbh Fuel pressure accumulator for an injection system for internal combustion engines
DE102011088044A1 (en) 2011-12-08 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Pressure sensor arrangement for detecting a pressure of a fluid medium in a measuring space

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