DE202019102861U1

DE202019102861U1 - Drucksensorvorrichtung und Druckbehälter

Info

Publication number: DE202019102861U1
Application number: DE202019102861.0U
Authority: DE
Original assignee: ETO Sensoric KG
Current assignee: ETO Sensoric KG
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2019-06-04
Anticipated expiration: 2029-05-22

Abstract

Drucksensorvorrichtung (10a-c), insbesondere Druck- und Temperatursensorvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, einen Druck, insbesondere einen Überdruck, in einem Inneren (12a-c) eines Gehäuses (14a-c) zu sensieren, mit zumindest einer Drucksensoreinheit (16a-c), aufweisend zumindest einen Drucksensor (18a-c) und zumindest eine Drucksensor-Trägereinheit (20a-c), dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) zumindest eine Druckanlagefläche (22a-c) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in einem montierten Betriebszustand bei einer Druckbeaufschlagung zumindest eines Teils der Drucksensoreinheit (16a-c) durch eine die Druckbeaufschlagung erzeugende Druckkraft, insbesondere dichtend, an das Gehäuse (14a-c) angepresst zu werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Drucksensorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Druckbehälter nach dem Anspruch 32.
Es ist bereits eine Drucksensorvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, einen Druck, insbesondere einen Überdruck, in einem Inneren eines Gehäuses zu sensieren, mit zumindest einer Drucksensoreinheit, aufweisend zumindest einen Drucksensor und zumindest eine Drucksensor-Trägereinheit, vorgeschlagen worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion, insbesondere einer Montage, sowie hinsichtlich einer Kosteneffizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 32 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Drucksensorvorrichtung, insbesondere einer Druck- und Temperatursensorvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, einen Druck, insbesondere einen Überdruck, in einem Inneren eines Gehäuses zu sensieren, mit zumindest einer Drucksensoreinheit, aufweisend zumindest einen Drucksensor und zumindest eine Drucksensor-Trägereinheit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Drucksensor-Trägereinheit zumindest eine Druckanlagefläche aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in einem montierten Betriebszustand bei einer Druckbeaufschlagung zumindest eines Teils der Drucksensoreinheit durch eine die Druckbeaufschlagung erzeugende Druckkraft, insbesondere dichtend, an das Gehäuse angepresst zu werden. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein von der Drucksensorvorrichtung zu messender Druck in einem Inneren eines Gehäuses zugleich dazu verwendet werden, kann eine Dichtigkeit einer Montagestelle der Drucksensorvorrichtung an dem Gehäuse zumindest teilweise zu erzeugen und/oder sicherzustellen. Vorteilhaft kann dadurch eine Verbindung der Drucksensorvorrichtung mit dem Gehäuse, insbesondere die Montagestelle, frei von, insbesondere durch den Druck innerhalb des Gehäuses erzeugten, Zugbelastungen gehalten werden, wodurch insbesondere eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht werden kann. Dadurch können insbesondere Fehlmessungen und/oder Druckverluste vermieden werden. Zudem können vorteilhaft Montagekosten und/oder Bauteilkosten gering gehalten werden. Außerdem kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden, insbesondere indem das Gehäuse keine bestimmte, vorgegebene Schnittstelle für die Montage der Drucksensorvorrichtung benötigt. Insbesondere ist lediglich eine Öffnung in dem Gehäuse für eine Montage der Drucksensorvorrichtung ausreichend.
Die Drucksensoreinheit umfasst insbesondere zumindest ein Bauteil der Drucksensorvorrichtung, welches dazu vorgesehen ist, eine Druckmessung vorzunehmen, zumindest das Bauteil der Drucksensorvorrichtung, welches dazu vorgesehen ist, eine Montage eines die Druckmessung vornehmenden Bauteils an dem Gehäuse zu ermöglichen, zumindest das Bauteil der Drucksensorvorrichtung, welches dazu vorgesehen ist, das die Druckmessung vornehmende Bauteil zu haltern und/oder zumindest das Bauteil der Drucksensorvorrichtung, welches dazu vorgesehen ist, eine Dichtigkeit der in dem Gehäuse montierten Drucksensorvorrichtung zu gewährleisten. Der Drucksensor ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Druckwert zu bestimmen, welcher vorzugsweise zumindest höher ist als 1 bar. Die Drucksensor-Trägereinheit ist insbesondere zumindest zu einem Großteil aus einem Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, ausgebildet. Die Drucksensor-Trägereinheit ist insbesondere zumindest zu einem Großteil von einem, vorzugsweise einstückigen Metallteil, oder von zwei, vorzugsweise einstückigen, Metallteilen, vorzugsweise Metall-Frästeilen oder Metall-Gussteilen, gebildet. Unter einem „Großteil“ soll insbesondere zumindest 51 %, vorzugsweise zumindest 66 %, bevorzugt zumindest 80 % und besonders bevorzugt zumindest 90 % verstanden werden. Bevorzugt ist die Drucksensor-Trägereinheit als ein Stahltopf ausgebildet. Die Drucksensor-Trägereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, in dem montierten Betriebszustand zumindest teilweise in dem Gehäuse versenkt angeordnet zu sein. Die Drucksensor-Trägereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, in dem montierten Betriebszustand eine Installationsöffnung des Gehäuses, vorzugsweise vollständig, zu durchdringen. Insbesondere ist die Drucksensor-Trägereinheit zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling.
Unter einer „Druckanlagefläche“ soll insbesondere eine Fläche verstanden werden, welche zumindest im Wesentlichen korrespondierend zu einer Teilfläche des Gehäuses, insbesondere zu einer korrespondierenden Druckanlagefläche des Gehäuses, ausgebildet ist, an welcher die Drucksensorvorrichtung in dem montierten Betriebszustand vorzugsweise anliegt. Insbesondere ist die Druckanlagefläche dazu vorgesehen, bei einer Anpressung an eine Gehäusewandung des Gehäuses, insbesondere an eine Gehäuseinnenwandung des Gehäuses, eine Öffnung des Gehäuses, insbesondere die Installationsöffnung des Gehäuses, flüssigkeits- und/oder gasdicht, vorzugsweise druckdicht, abzudichten. Insbesondere ist die Druckanlagefläche einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit ausgebildet. Alternativ kann die Druckanlagefläche an einem separaten, insbesondere zwischen der Drucksensor-Trägereinheit und der Gehäusewandung anordenbaren, Befestigungselement der Drucksensorvorrichtung angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Druckanlagefläche mit der Gehäusewandung verklebt. Vorzugsweise ist die Drucksensor-Trägereinheit dazu vorgesehen, mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Klebeverbindung, mit der Gehäusewandung verbunden zu werden. Dadurch kann vorteilhaft ein Lösen der Drucksensorvorrichtung von dem Gehäuse bei einem Druckabfall oder bei einer Montage vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Drucksensor-Trägereinheit mit dem Gehäuse verschraubt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Drucksensorvorrichtung einen Dichtring, insbesondere einen O-Ring, umfassen, welcher dazu vorgesehen ist, die Drucksensor-Trägereinheit und das Gehäuse relativ zueinander abzudichten. Zudem ist alternativ denkbar, dass die Drucksensor-Trägereinheit lediglich durch einen Innendruck in dem Gehäuse in Position gehalten ist. In dem „montierten Betriebszustand“ ist die Drucksensorvorrichtung insbesondere an dem Gehäuse montiert. In dem montierten Betriebszustand ist die Drucksensorvorrichtung insbesondere in der Montageöffnung des Gehäuses befestigt. In dem montierten Betriebszustand herrscht insbesondere in dem Gehäuseinneren ein Überdruck. Insbesondere erzeugt der Überdruck in dem Gehäuseinneren die die Druckbeaufschlagung eines Teils der Drucksensoreinheit erzeugende Druckkraft. In dem montierten Betriebszustand ist insbesondere die Druckanlagefläche durch den Innendruck innerhalb des Gehäuses an die Gehäusewandung angepresst. In dem montierten Betriebszustand ist insbesondere die Montageöffnung des Gehäuses druckdicht durch die Drucksensorvorrichtung verschlossen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Drucksensor-Trägereinheit in einem ersten Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, in der die Druckanlagefläche angeordnet ist, einen, insbesondere parallel zu der Druckanlagefläche verlaufenden, ersten Durchmesser aufweist, welcher wesentlich größer ist als ein zu dem ersten Durchmesser parallel verlaufender zweiter Durchmesser der Drucksensor-Trägereinheit in einem zweiten Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, in dem der Drucksensor angeordnet ist, und/oder als ein zu dem ersten Durchmesser parallel verlaufender dritter Durchmesser, der dazu vorgesehen ist, in dem montierten Betriebszustand in der Installationsöffnung des Gehäuses angeordnet zu sein. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine einfache und sichere Befestigung der Drucksensorvorrichtung mittels eines Anpressens der Druckanlagefläche an die Gehäuseinnenwandung ermöglicht werden. Unter der Wendung „wesentlich größer“ soll insbesondere verstanden werden, dass der erste Durchmesser zumindest 20 %, vorzugsweise zumindest 40 %, bevorzugt zumindest 60 % und besonders bevorzugt zumindest 80 % größer ist als der zweite Durchmesser und/oder als der dritte Durchmesser. Insbesondere ist der erste Durchmesser größer als ein Durchmesser der Installationsöffnung des Gehäuses. Insbesondere sind der zweite und/oder der dritte Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Installationsöffnung des Gehäuses. Insbesondere ist der dritte Durchmesser zumindest 5 %, vorzugsweise zumindest 10 % und bevorzugt zumindest 20 % kleiner als ein Öffnungsdurchmesser der Installationsöffnung. Unter einem Durchmesser soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein mittlerer Durchmesser, vorzugsweise ein maximaler Durchmesser eines Objekts, eines Bereichs eines Objekts und/oder einer Öffnung verstanden werden. Unter dem „ersten Bereich“ soll insbesondere ein Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, welcher aus Punkten besteht, die die Druckanlagefläche ausbilden, vorzugsweise ein Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, welcher aus Punkten besteht, die einen Abstand von höchstens 1 mm von der Druckanlagefläche haben, verstanden werden. Vorzugsweise ist der Bereich der Druckanlagefläche der Bereich, der in dem montierten Betriebszustand in dem Gehäuseinneren angeordnet ist. Insbesondere ist der Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, in dem der Drucksensor angeordnet ist, in dem montierten Betriebszustand außerhalb des Gehäuseinneren angeordnet. Insbesondere sind zumindest der erste Bereich und der zweite Bereich einstückig miteinander ausgebildet. Insbesondere ist eine Maximalerstreckung der Drucksensor-Trägereinheit in jeder Raumrichtung, vorzugsweise zumindest in einer Richtung senkrecht zu der Auflagefläche, größer als eine Wandstärke des Gehäuses.
Wenn die Druckanlagefläche zumindest im Wesentlichen parallel zu einer einen Teil des Drucksensors ausbildenden Biegeplatte der Drucksensoreinheit ausgerichtet ist, können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine gleichmäßige Anpressung der Druckanlagefläche an die Gehäuseinnenwandung in dem montierten Betriebszustand erreicht werden. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Insbesondere ist die Biegeplatte einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit ausgebildet. Alternativ kann die Biegeplatte separat von der Drucksensor-Trägereinheit ausgebildet sein. Insbesondere bildet die Biegeplatte eine metallische oder keramische Membran aus. Vorzugsweise bildet die Biegeplatte eine Stahlmembran, insbesondere eine Edelstahlmembran, aus.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Druckanlagefläche und die einen Teil des Drucksensors ausbildende Biegeplatte der Drucksensoreinheit in einer senkrecht zu der Druckanlagefläche verlaufenden Richtung auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere können vorteilhaft zugleich eine einfache und/oder sichere Montage der Drucksensorvorrichtung an der Gehäuseinnenwandung sowie eine einfache Kontaktierung des Drucksensors und/oder ein einfaches Auslesen des Drucksensors, insbesondere von außerhalb des Gehäuses, ermöglicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Drucksensor-Trägereinheit in einer Querschnittsansicht zumindest in einem an die Druckanlagefläche anschließenden Bereich einen zumindest im Wesentlichen U-förmigen Verlauf aufweist. Dadurch können die zuvor bereits beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung weiter verbessert werden. Unter „im Wesentlichen U-förmig“ soll insbesondere mit einer Form, in welcher der lateinische (Groß-) Buchstabe „U“, insbesondere in der Schriftart „Arial“, erkennbar ist, verstanden werden.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Drucksensoreinheit in eine Gehäusewandung des, insbesondere druckbelastbaren, Gehäuses integrierbar ist und/oder dass die Drucksensoreinheit in dem montierten Betriebszustand dazu vorgesehen ist, die Gehäusewandung des, insbesondere druckbelastbaren, Gehäuses zumindest teilbereichsweise, vorzugsweise zumindest in dem Bereich der Installationsöffnung, zu ersetzen. Dadurch können die zuvor bereits beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung noch weiter verbessert werden. Insbesondere verschließt die Drucksensoreinheit eine Ausnehmung in der Gehäusewandung, insbesondere die Installationsöffnung, vollständig. Insbesondere dichtet die Drucksensoreinheit eine Ausnehmung in der Gehäusewandung, insbesondere die Installationsöffnung, vollständig ab. Vorteilhaft können dadurch Montagekosten und/oder Bauteilkosten niedrig gehalten werden.
Wenn die Drucksensorvorrichtung zumindest im Wesentlichen sensorgehäuselos ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine einfache Integration der Drucksensoreinheit in einen beliebigen das Gehäuse umfassenden Druckbehälter ermöglicht werden. Außerdem können vorteilhaft Herstellungskosten gering gehalten werden. Insbesondere soll unter einer im Wesentlichen sensorgehäuselösen Drucksensorvorrichtung eine Drucksensorvorrichtung verstanden werden, welche frei ist von einem den Drucksensor zumindest teilweise umgebenden Gehäuse, welches insbesondere die Aufgabe besitzt, den Drucksensor von Umwelteinflüssen zu schützen und/oder ein Montageelement zu einer kraftschlüssigen Montage, beispielsweise einer Schraubmontage oder einer Steckmontage, auszubilden und/oder zu haltern.
Wenn außerdem die Drucksensor-Trägereinheit frei von zu einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse vorgesehenen Elementen, insbesondere frei von Schraub- oder Steckverbindungselementen, ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine besonders einfache Montage ermöglicht werden und/oder es können vorteilhaft Produktionskosten der Drucksensoreinheit gering gehalten werden. Unter einer „kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung“ soll insbesondere eine lösbare Verbindung verstanden werden, wobei eine Haltekraft zwischen zwei Bauteilen vorzugsweise durch einen geometrischen Eingriff der Bauteile ineinander und/oder eine Reibkraft zwischen den Bauteilen übertragen wird. Unter einem „Schraubverbindungselement“ soll insbesondere ein Gewinde, beispielsweise ein Innengewinde oder ein Außengewinde, verstanden werden. Unter einem „Steckverbindungselement“ soll insbesondere eine Einsteckschräge und/oder ein Element einer Clips-Verbindung, wie beispielsweise ein Element einer Schnappverbindung oder einer Rastverbindung, insbesondere mit einer Raste und einer Gegenraste, verstanden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Drucksensor-Trägereinheit zumindest eine Biegeplatte umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem, insbesondere zumindest an der Biegeplatte, anliegenden Druck, insbesondere von dem in dem Gehäuseinneren vorherrschenden Druck, ausgewölbt zu werden. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache und/oder präzise Druckmessung ermöglicht werden. Insbesondere ist ein Ausmaß einer Wölbung der Biegeplatte ein Parameter, aus welchem ein an der Biegeplatte anliegender Druck ermittelt werden kann. Insbesondere ist die Biegeplatte flächig ausgebildet. Insbesondere verläuft eine Haupterstreckungsebene der Biegeplatte zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer vorgesehenen Hauptkraftrichtung des mittels der Drucksensorvorrichtung zu messenden Drucks. Insbesondere erstreckt sich die Biegeplatte in zumindest einer Raumrichtung, vorzugsweise in zumindest zwei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen, über zumindest 30 %, vorzugsweise über zumindest 50 % und bevorzugt über zumindest 70 % des gesamten zweiten Durchmessers der Drucksensor-Trägereinheit. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise ist die Biegeplatte dazu vorgesehen, nach außen, d.h. insbesondere in eine in dem montierten Betriebszustand außenliegende, vorzugsweise von dem Gehäuseinneren wegweisende, Richtung, ausgewölbt zu werden.
Wenn die Biegeplatte einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit ausgebildet ist, können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere kann eine einfache Herstellung ermöglicht werden, wodurch Stückzahlkosten vorteilhaft gering gehalten werden können. Zudem kann vorteilhaft eine hohe Stabilität und/oder Betriebssicherheit der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Alternativ ist jedoch auch vorstellbar, dass die Biegeplatte an die Drucksensor-Trägereinheit angenietet oder angeschraubt sein kann. Insbesondere bildet die Biegeplatte einen Teil des Drucksensors aus. Insbesondere ist der Drucksensor teilweise einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit ausgebildet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Drucksensor ein Drucksensorelement umfasst, das auf einer Seite, insbesondere einer Außenseite, der Biegeplatte befestigt ist. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Zudem kann eine besonders vorteilhafte Druckmessung erreicht werden. Insbesondere ist das Drucksensorelement auf die Biegeplatte aufgelötet, (mittels Laserschweißen) aufgeschweißt, aufgesputtert oder bevorzugt aufgeklebt oder aufgedruckt. Insbesondere ist das Drucksensorelement stoffschlüssig mit der Biegeplatte verbunden. Unter einer „Außenseite der Biegeplatte“ soll insbesondere eine, insbesondere zumindest in dem montierten Betriebszustand, druckabgewandte Seite der Biegeplatte verstanden werden.
Wenn der Drucksensor in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Drucksensorelement umfasst, welches als ein piezoresistiver Drucksensorchip ausgebildet ist, können vorteilhafte Druckmesseigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine besonders genaue Druckmessung und/oder eine Messung von besonders kleinen Druckunterschieden ermöglicht werden.
Wenn außerdem der Drucksensor in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Drucksensorelement umfasst, welches als ein Dehnungsmessstreifen (DMS) ausgebildet ist, können ebenfalls vorteilhafte Druckmesseigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann mittels einer Verwendung eines Dehnungsmessstreifens ein besonders einfacher Aufbau erreicht werden, wodurch insbesondere Stückzahlkosten niedrig gehalten werden können. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine hohe Druckmessdynamik erreicht werden. Insbesondere können vorteilhaft dynamische Vorgänge, welche beispielsweise Druckänderungen in einem hohen Frequenzbereich aufweisen, vermessen und/oder überwacht werden. Außerdem kann vorteilhaft eine einfache Umsetzung eines Drucks in ein elektrisches Signal ermöglicht werden.
Wenn zudem der Drucksensor in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Drucksensorelement umfasst, welches als ein Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgebildet ist, können vorteilhafte Druckmesseigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine hohe Langzeitstabilität erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders hohe Miniaturisierung erreicht werden, da Halbleiterdehnungsmessstreifen besonders klein ausgestaltet werden können. Insbesondere ist der Halbleiterdehnungsmessstreifen als ein, insbesondere dotierter, Siliziumdehnungsmesstreifen ausgebildet. Insbesondere ist der Dehnungsmesstreifen als ein Folien-DMS, als ein Dünnfilm-DMS oder als ein Dickfilm-DMS ausgebildet, wobei insbesondere der Dünnfilm-DMS Vorteile bezüglich Größe, Langzeitstabilität und Sensitivität aufweist und der Dickfilm-DMS Vorteile bezüglich geringer Produktionskosten aufweist.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Drucksensor-Trägereinheit ein Mittelteil umfasst, welches zwischen dem ersten Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, in der die Druckanlagefläche angeordnet ist, und dem zweiten Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, in dem der Drucksensor angeordnet ist, angeordnet ist, wobei der Mittelteil zumindest ein Spannungsentkopplungselement aufweist, das insbesondere dazu vorgesehen ist, auf den ersten Bereich wirkende, beispielweise mechanische, Spannungen von dem zweiten Bereich zu entkoppeln. Dadurch kann vorteilhaft eine Spannungsentkopplung der Drucksensorvorrichtung, insbesondere des Drucksensors, von dem Gehäuse erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders genaue und/oder störungsunanfällige Druckmessung ermöglicht werden. Insbesondere ist das Spannungsentkopplungselement zu einer Entkopplung, insbesondere durch das Gehäuse erzeugter, mechanischer Spannungen von dem Drucksensor vorgesehen. Insbesondere sind der Mittelteil und der erste Bereich einstückig miteinander ausgebildet. Insbesondere sind der Mittelteil und der zweite Bereich einstückig miteinander ausgebildet. Insbesondere ist denkbar, dass die Drucksensor-Trägereinheit ein weiteres Spannungsentkopplungselement aufweist, welches in dem Mittelteil der Drucksensor-Trägereinheit angeordnet ist und welches insbesondere getrennt von dem Spannungsentkopplungselement ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das weitere Spannungsentkopplungselement röhrchenförmig ausgebildet. Insbesondere ist das Spannungsentkopplungselement dazu vorgesehen, in dem montierten Betriebszustand zumindest zu einem Großteil in dem Inneren des Gehäuses angeordnet zu sein. Insbesondere ist das weitere Spannungsentkopplungselement dazu vorgesehen, in dem montierten Betriebszustand zumindest zu einem Großteil innerhalb der Installationsöffnung des Gehäuses angeordnet zu sein. Insbesondere ist das Spannungsentkopplungselement zumindest zu einem Großteil mit einer plastisch und/oder elastisch verformbaren Wärmeleitpaste gefüllt. Insbesondere erstreckt sich der Mittelteil der Drucksensor-Trägereinheit zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich der Drucksensor-Trägereinheit. Unter einer „Entkopplung“ der beiden Bereiche soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass Bewegungen und/oder Spannungen des ersten Bereichs, welche beispielsweise durch das Gehäuse erzeugt wurden, zumindest im Wesentlichen absorbiert und/oder umgeleitet werden, so dass diese nicht an den zweiten Bereich, insbesondere die Biegeplatte, übertragen werden. Unter „im Wesentlichen absorbiert und/oder umgeleitet“ soll in diesem Zusammenhang zumindest zu 90 %, vorzugsweise zumindest zu 95 % und bevorzugt zumindest zu 98 % absorbiert und/oder umgeleitet verstanden werden.
Wenn das Spannungsentkopplungselement als eine um die Drucksensor-Trägereinheit, insbesondere ringförmig, umlaufende Nut ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine besonders gute Spannungsentkopplung erreicht werden. Insbesondere verläuft die Nut in einer Ebene, welche parallel zu der Auflagefläche und/oder parallel zu einer Oberfläche der Biegeplatte im ungewölbten Zustand liegt. Insbesondere ist die Nut zu einer Seite geöffnet, wobei eine Öffnungsebene einer Öffnung der Nut vorzugsweise parallel zu der Auflagefläche und/oder parallel zu einer Oberfläche der Biegeplatte im ungewölbten Zustand verläuft.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher für sich alleine genommen oder auch in Kombination mit zumindest einem, insbesondere in Kombination mit einem, insbesondere in Kombination mit beliebig vielen der übrigen Aspekte der Erfindung betrachtet werden kann, weist die Drucksensoreinheit zumindest eine Transpondereinheit auf, welche elektronisch zumindest mit zumindest einem Teil des Drucksensors, insbesondere mit dem Drucksensorelement, verbunden ist. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Auslesen der Messdaten der Drucksensoreinheit ermöglicht werden. Insbesondere umfasst die Transpondereinheit einen Transponder, welcher dazu vorgesehen ist, eingehende Signale, insbesondere Funksignale, aufzunehmen, Signale, insbesondere Funksignale, auszusenden und/oder Signale, insbesondere Funksignale, insbesondere automatisch, zu beantworten und/oder weiterzuleiten. Insbesondere ist die Transpondereinheit als ein passiver Funktransponder ausgebildet. Vorzugsweise ist die Transpondereinheit frei von einer Wechselbatterie, d.h. insbesondere einer Batterie, welche nach Entladung ausgetauscht werden muss, ausgebildet. Dadurch können vorteilhaft Stückzahlkosten gering gehalten werden. Bevorzugt ist die Transpondereinheit frei von einer eigenen Stromversorgung ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch insbesondere eine Platzersparnis erreicht werden. Insbesondere ist die Transpondereinheit frei von elektrischen Kontaktelementen, welche für ein elektronisches Auslesen von Druckmessdaten vorgesehen sind. Alternativ könnte die Transpondereinheit als ein aktiver Transponder ausgebildet sein. Zudem ist alternativ ebenfalls vorstellbar, dass die Transpondereinheit Kontaktelemente aufweist, welche zu einer elektrischen Kontaktierung mittels einer elektrischen Leitung vorgesehen sind, wobei die elektrische Leitung zur Übermittlung von Messdaten und/oder von elektrischer Energie vorgesehen sein könnte.
Wenn die Transpondereinheit zumindest zu einem drahtlosen Versenden von Messdaten, insbesondere Druckmessdaten und/oder Temperaturmessdaten der Drucksensoreinheit, vorgesehen ist, können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann insbesondere auf ein aufwändiges Herstellen von Verdrahtungen zu einer elektrischen Kontaktierung für ein Auslesen von Messdaten verzichtet werden. Vorteilhaft können dadurch Montage- und/oder Produktionskosten gesenkt werden. Vorteilhaft kann ein Fernauslesen der Messdaten der Drucksensoreinheit ermöglicht werden.
Wenn zudem die Transpondereinheit zumindest zu einem drahtlosen Empfangen von elektrischer Energie, insbesondere elektrischer Ladeenergie und/oder Betriebsenergie, vorgesehen ist, können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung und/oder hinsichtlich einer Montage der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann insbesondere auf ein aufwändiges Herstellen von Verdrahtungen zu einer elektrischen Kontaktierung für eine Energieversorgung des Drucksensors verzichtet werden. Vorteilhaft können dadurch Montage- und/oder Produktionskosten gesenkt werden. Vorteilhaft kann eine Fernenergieversorgung des Drucksensors der Drucksensoreinheit ermöglicht werden. Insbesondere umfasst die Transpondereinheit zu dem drahtlosen Empfang der elektrischen Energie zumindest eine Induktionsspule, welche vorzugsweise dazu vorgesehen ist, mit einem externen magnetischen Induktionsfeld unter Erzeugung elektrischen Stroms wechselzuwirken.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Transpondereinheit als ein passives RFID-Element, insbesondere als ein passiver RFID-Transponder, vorzugsweise als ein passiver RFID-Tag, ausgebildet ist. Dadurch können vorteilhaft niedrige Stückzahlkosten erreicht werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Drucksensorvorrichtung zumindest eine Leiterplatte aufweist, welche in einem Nahbereich der Drucksensoreinheit, insbesondere der Transpondereinheit, anordenbar ist oder angeordnet ist und welche zumindest eine korrespondierende Transpondereinheit umfasst. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere umfasst die korrespondierende Transpondereinheit einen Transponder, welcher dazu vorgesehen ist, eingehende Signale, insbesondere Funksignale, aufzunehmen, Signale, insbesondere Funksignale, auszusenden und/oder Signale, insbesondere Funksignale, insbesondere automatisch, zu beantworten und/oder weiterzuleiten. Insbesondere ist die korrespondierende Transpondereinheit als ein aktiver Funktransponder ausgebildet. Insbesondere ist die korrespondierende Transpondereinheit mit einer konstanten Energiequelle, beispielsweise einer Batterie oder einem Netzanschluss, verbunden. Insbesondere kann die Leiterplatte relativ zu dem Drucksensor beweglich angeordnet sein. Alternativ kann die Leiterplatte relativ zu dem Drucksensor unbeweglich angeordnet sein. Insbesondere ist die korrespondierende Transpondereinheit dazu vorgesehen, drahtlos mit der Transpondereinheit zu kommunizieren, insbesondere zu einer Übermittlung von Daten und/oder elektrischer Energie. Es ist denkbar, dass die korrespondierende Transpondereinheit dazu vorgesehen ist, mit einer Mehrzahl an Transpondereinheiten von verschiedenen oder gleichen Drucksensorvorrichtungen drahtlos zu kommunizieren.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die korrespondierende Transpondereinheit zumindest dazu vorgesehen ist, Messdaten, insbesondere Druckmessdaten und/oder Temperaturmessdaten der Drucksensoreinheit, von der Drucksensoreinheit drahtlos zu empfangen. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Zudem können durch die drahtlose Kommunikation Produktionskosten und/oder Montagekosten gering gehalten werden.
Wenn die korrespondierende Transpondereinheit als ein RFID-Reader ausgebildet ist, können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere ist der RFID-Reader dazu vorgesehen, Daten aus der, dem Drucksensor zugeordneten Transpondereinheit, insbesondere aus dem RFID-Tag des Drucksensors, auszulesen und/oder die dem Drucksensor zugeordnete Transpondereinheit, insbesondere den RFID-Tag des Drucksensors, mit elektrischer Energie zu versorgen.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Drucksensorvorrichtung einen zusätzlichen Temperatursensor aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Vielseitigkeit der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch ein Druck-/Temperatur-Verhältnis mittels der Drucksensorvorrichtung bestimmt werden. Insbesondere ist der Temperatursensor dazu vorgesehen, eine Temperatur in dem Gehäuseinneren zu bestimmen. Insbesondere ist der Temperatursensor dazu vorgesehen, eine Temperatur in einem durch den Drucksensor überwachten Bereich, insbesondere einen Druckbehälter, zu bestimmen. Vorteilhaft kann durch eine Messung der Temperatur eine Plausibilität der Druckmessdaten des Drucksensors ermittelt werden. Insbesondere ist der Temperatursensor elektrisch mit der Transpondereinheit verbunden. Insbesondere ist der Temperatursensor frei von einer eigenen Stromversorgung, beispielsweise einer Batterie ausgebildet. Insbesondere ist die korrespondierende Transpondervorrichtung dazu vorgesehen, Temperaturmessdaten des Temperatursensors drahtlos auszulesen. Insbesondere ist die korrespondierende Transpondervorrichtung dazu vorgesehen, den Temperatursensor drahtlos mit elektrischer Energie zu versorgen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Temperatursensor direkt und fest mit der Drucksensor-Trägereinheit verbunden ist. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere ist der Temperatursensor direkt auf eine Oberfläche der Drucksensor-Trägereinheit aufgebracht.
Insbesondere ist der Temperatursensor dazu vorgesehen, eine Temperatur des Gehäuseinnenraums über eine Messung einer Temperatur einer Oberfläche der Drucksensor-Trägereinheit zu bestimmen. Vorzugsweise ist der Temperatursensor stoffschlüssig mit der Drucksensor-Trägereinheit verbunden, beispielsweise aufgeklebt, aufgelötet, (mittels Laserschweißen), aufgeschweißt, aufgesputtert oder aufgedruckt. Alternativ ist aber auch denkbar, dass der Temperatursensor kraft- und/oder formschlüssig mit der Drucksensor-Trägereinheit verbunden ist, wie beispielsweise mittels einer Schraubverbindung. Unter der Wendung „direkt verbunden“ soll insbesondere derart verbunden verstanden werden, dass der Temperatursensor die Drucksensor-Trägereinheit berührt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Temperatursensor in einem Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, insbesondere in einem außenliegenden Bereich der Drucksensor-Trägereinheit, angeordnet ist, welcher dazu vorgesehen ist, in dem montierten Betriebszustand frei von einer Druckbeaufschlagung, insbesondere durch einen in dem Gehäuseinneren vorherrschenden Druck, zu bleiben. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Lebensdauer des Temperatursensors gewährleistet werden. Zudem kann eine einfache elektrische Kontaktierung des Temperatursensors mit der Transpondereinheit ermöglicht werden, insbesondere indem vorteilhaft keine Durchführungen von einem innenseitig gelegenen Teil der Drucksensor-Trägereinheit zu einem außenseitig gelegenen Teil der Drucksensor-Trägereinheit notwendig sind.
Wenn der Temperatursensor zumindest an und/oder in einem Teil der Drucksensor-Trägereinheit angeordnet ist, welcher aus einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit größer als 100 W/(m*K), vorzugsweise größer als 150 W/(m*K), bevorzugt größer als 200 W/(m*K) und besonders bevorzugt größer als 300 W/(m*K) ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine kurze Reaktionszeit der Temperaturmessung erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders genaue Temperaturmessung ermöglicht werden, insbesondere trotz einer Anordnung des Temperatursensors außerhalb des Gehäuseinneren. Außerdem kann vorteilhaft eine kostengünstige Temperaturmessung ermöglicht werden.
Insbesondere ist der Temperatursensor an einem Teil der Drucksensor-Trägereinheit angeordnet, welcher aus Kupfer besteht. Insbesondere umfasst die Drucksensor-Trägereinheit zumindest ein Wärmeleitelement, welches aus dem Metall mit der Wärmeleitfähigkeit größer als 100 W/(m*K), vorzugsweise Kupfer, besteht und sich zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten der Drucksensor-Trägereinheit, insbesondere zwischen den in dem montierten Betriebszustand die Innenseite und die Außenseite der Drucksensor-Trägereinheit ausbildenden Seiten, erstreckt. Vorzugsweise ist das Wärmeleitelement als ein Ring, insbesondere ein Kupferring, ausgebildet, welcher bevorzugt zumindest teilweise in die Drucksensor-Trägereinheit integriert ist. Insbesondere ist in dem montierten Betriebszustand zumindest eine erste Oberfläche des Wärmeleitelements in Kontakt mit einem sich in dem Gehäuseinneren befindlichen Medium. Insbesondere ist zumindest eine zweite Oberfläche des Wärmeleitelements, welche insbesondere der ersten Oberfläche gegenüberliegend ist, in Kontakt mit dem Temperatursensor.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Temperatursensor zumindest auf einer Seite von einer Wärmeleitpaste umgeben ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders gute Wärmeverteilung im Bereich des Temperatursensors und somit eine besonders präzise Messung mit einer besonders kurzen Reaktionszeit ermöglicht werden. Insbesondere ist der Temperatursensor auf allen Seiten von der Wärmeleitpaste umgeben mit Ausnahme der Seite, die in Kontakt mit dem Wärmeleitelement steht.
Wenn der Temperatursensor zudem innerhalb des Spannungsentkopplungselements angeordnet ist, welches insbesondere zumindest teilweise mit einer Wärmeleitpaste aufgefüllt ist, können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion der Drucksensorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere ist der Temperatursensor in einem Bereich der Drucksensorvorrichtung angeordnet, welcher in dem montierten Betriebszustand innerhalb des Gehäuseinneren angeordnet ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Drucksensor-Trägereinheit zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil der Drucksensor-Trägereinheit zu einer Montage der Drucksensor-Trägereinheit an der Gehäusewandung des Gehäuses vorgesehen ist und ein zweiter Teil der Drucksensor-Trägereinheit zu einer Aufnahme der Drucksensoreinheit vorgesehen ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Modularität erreicht werden. Insbesondere können vorteilhaft verschiedene Biegeplatten und/oder verschiedene Drucksensoren mit verschiedenen Eigenschaften, beispielsweise Sensitivitäten, Messbereichen, etc, mit der Drucksensor-Trägereinheit kombiniert werden. Dadurch kann vorteilhaft die Drucksensorvorrichtung an verschiedene Messbedingungen angepasst werden. Außerdem kann vorteilhaft ein identischer Drucksensor und/oder eine identische Biegeplatte an verschieden ausgebildete Installationsöffnungen angepasst werden. Insbesondere sind der erste Teil und der zweite Teil der Drucksensor-Trägereinheit stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt.
Wenn der erste Teil der Drucksensor-Trägereinheit einen, insbesondere röhrchenförmig ausgebildeten, vorzugsweise den ersten Teil der Drucksensor-Trägereinheit, insbesondere in zumindest eine senkrecht zu der Auflagefläche verlaufende Richtung, durchdringenden, Druckkanal aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, einen in dem Inneren des Gehäuses herrschenden Druck an die Drucksensoreinheit des zweiten Teils der Drucksensor-Trägereinheit weiterzuleiten, kann vorteilhaft Raum für das weitere Spannungsentkopplungselement geschaffen werden. Zudem kann vorteilhaft ein zu messender Druck an verschiedene auf den ersten Teil der Drucksensor-Trägereinheit aufgesetzte zweite Teile der Drucksensor-Trägereinheit mit verschiedenen Biegeplatten und/oder Drucksensoren weitergeleitet werden. Außerdem können vorteilhaft Druckspitzen, welche den Drucksensor beschädigen können, durch den Druckkanal zumindest teilweise gedämpft werden.
Des Weiteren wird ein Druckbehälter vorgeschlagen, welcher insbesondere dazu vorgesehen ist, einem in seinem Inneren vorherrschenden Überdruck standzuhalten, mit einem Gehäuse mit einer Gehäusewandung und mit einer in der Gehäusewandung installierten Drucksensorvorrichtung, insbesondere einer Druck- und Temperatursensorvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Der Druckbehälter ist insbesondere als ein hermetisch, vorzugsweise druckdicht, gegenüber einer Umgebung des Druckbehälters abgeschlossenes Behältnis ausgebildet, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, mit einem flüssigen oder einem gasförmigen Medium gefüllt zu werden. Insbesondere liegt der Druck in dem Inneren des Druckbehälters über dem Umgebungsdruck.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Druckanlagefläche der Drucksensor-Trägereinheit derart ausgebildet ist, dass sie in dem montierten Betriebszustand mit einer Fläche einer Innenseite der Gehäusewandung korrespondiert, so dass das Innere des Gehäuses gegenüber einer Außenseite des Gehäuses abgedichtet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Dichtigkeit und damit eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht werden. Insbesondere können die Drucksensor-Trägereinheit und die Druckauflagefläche speziell angefertigt werden, um in eine vorhandene Installationsöffnung eines beliebigen Druckbehälters integriert werden zu können und die Installationsöffnung dabei dichtend verschließen zu können.
Wenn die Drucksensorvorrichtung, insbesondere die Drucksensoreinheit, zumindest teilweise in dem Inneren des Gehäuses und zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, können vorteilhaft einerseits eine hohe Dichtigkeit durch eine Ausnutzung des zu messenden Innendrucks zu einer Anpressung der Drucksensoreinheit an das Gehäuse und andererseits eine einfache Erreichbarkeit der Transpondereinheit zu einem Auslesen der Druckmessdaten erreicht werden. Insbesondere erstreckt sich die Drucksensoreinheit in dem montierten Betriebszustand um mindestens eine Erstreckung in das Gehäuse hinein, welche größer als eine halbe Wandstärke des Gehäuses, vorzugsweise größer als eine Wandstärke des Gehäuses und bevorzugt größer als zwei Wandstärken des Gehäuses ist. Insbesondere ragt die Drucksensoreinheit in dem montierten Betriebszustand um mindestens eine Erstreckung aus dem Gehäuse hinaus, welche größer als ein Viertel einer Wandstärke des Gehäuses, vorzugsweise größer als eine halbe Wandstärke des Gehäuses und bevorzugt größer als eine Wandstärke des Gehäuses ist.
Weiterhin wird eine Klimaanlage, insbesondere ein Kompressor einer Klimaanlage, oder ein Getriebe mit dem Druckbehälter und der Drucksensorvorrichtung vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Drucksensor sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Drucksensor zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Druckbehälters mit der Drucksensorvorrichtu ng,
2 eine schematische Querschnittansicht eines Teils des Druckbehälters und der Drucksensorvorrichtung,
3 eine schematische Querschnittansicht eines Teils eines Druckbehälters mit einer alternativen Drucksensorvorrichtung und
4 eine schematische Querschnittansicht eines Teils eines Druckbehälters mit einer weiteren alternativen Drucksensorvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Druckbehälter 58a. Der Druckbehälter 58a ist als ein Druckbehälter 58a einer Klimaanlage ausgebildet. Alternativ kann der Druckbehälter 58a als ein Druckbehälter 58a eines Getriebes ausgebildet sein. Der Druckbehälter 58a ist dazu vorgesehen, einem in seinem Inneren 12a vorherrschenden Überdruck standzuhalten. Der Druckbehälter 58a weist ein Gehäuse 14a mit einer Gehäusewandung 34a auf. Der Druckbehälter 58a weist eine Drucksensorvorrichtung 10a auf. Die Drucksensorvorrichtung 10a ist dazu vorgesehen, einen Überdruck, welcher in dem Inneren 12a des Gehäuses 14a vorherrscht, zu sensieren. Die Drucksensorvorrichtung 10a ist in der Gehäusewandung 34a installiert. Die Drucksensorvorrichtung 10a ist in die Gehäusewandung 34a integriert. Die Drucksensorvorrichtung 10a bildet im dargestellten Fall eine Druck- und Temperatursensorvorrichtung aus. Die Drucksensorvorrichtung 10a ist teilweise in dem Inneren 12a des Gehäuses 14a angeordnet. Die Drucksensorvorrichtung 10a ist teilweise außerhalb des Gehäuses 14a angeordnet.
2 zeigt eine Querschnittansicht der Drucksensorvorrichtung 10a und eines Teils der Gehäusewandung 34a des Druckbehälters 58a. Die Drucksensorvorrichtung 10a ist sensorgehäuselos ausgebildet. Die Drucksensorvorrichtung 10a weist eine Drucksensoreinheit 16a auf. Die Drucksensoreinheit 16a ist in die Gehäusewandung 34a des Gehäuses 14a integrierbar. Die Drucksensoreinheit 16a ist in dem montierten Betriebszustand dazu vorgesehen, die Gehäusewandung 34a des Gehäuses 14a teilbereichsweise zu ersetzen. Die Drucksensoreinheit 16a weist einen Drucksensor 18a auf. Die Drucksensoreinheit 16a weist eine Drucksensor-Trägereinheit 20a auf. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a ist als ein einstückiges Metallteil ausgebildet. Das Gehäuse 14a weist eine Installationsöffnung 60a auf. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a ist in der Installationsöffnung 60a des Gehäuses 14a angeordnet. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a weist eine Druckanlagefläche 22a auf. Die Druckanlagefläche 22a ist dazu vorgesehen, in einem montierten Betriebszustand bei einer Druckbeaufschlagung zumindest eines Teils der Drucksensoreinheit 16a durch eine die Druckbeaufschlagung erzeugende Druckkraft dichtend an das Gehäuse 14a angepresst zu werden. Die Druckanlagefläche 22a ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Die Druckanlagefläche 22a ist einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit 20a ausgebildet. Die Druckanlagefläche 22a kann aus einem identischen Material ausgebildet sein wie ein Rest der Drucksensor-Trägereinheit 20a. Die Druckanlagefläche 22a ist in einem montierten Betriebszustand an eine Innenseite der Gehäusewandung 34a angeklebt. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a weist eine Form eines Metalltopfs auf. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a zeigt in der Querschnittsansicht einen U-förmigen oder einen hutförmigen Verlauf. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a zeigt den U-förmige Verlauf in einem an die Druckanlagefläche 22a anschließenden Bereich. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a ist frei von zu einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse 14a vorgesehenen Elementen ausgebildet. Die Druckanlagefläche 22a ist derart ausgebildet, dass sie in dem montierten Betriebszustand mit einer Fläche einer Innenseite der Gehäusewandung 34a korrespondiert, so dass das Innere 12a des Gehäuses 14a gegenüber einer Außenseite 68a des Gehäuses 14a abgedichtet ist.
Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst einen ersten Bereich 28a. In dem erste Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a ist die Druckanlagefläche 22a angeordnet. Der erste Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a befindet sich in dem montierten Zustand in dem Inneren 12a des Gehäuses 14a. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a weist in dem ersten Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a einen parallel zu einer durch die Druckanlagefläche 22a gebildete Ebene verlaufenden ersten Durchmesser 24a auf. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst einen zweiten Bereich 30a. In dem zweiten Bereich 30a der Drucksensor-Trägereinheit 20a ist der Drucksensor 18a angeordnet. Der zweite Bereich 30a der Drucksensor-Trägereinheit 20a befindet sich in dem montierten Zustand außerhalb des Inneren 12a des Gehäuses 14a. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a weist in dem zweiten Bereich 30a der Drucksensor-Trägereinheit 20a einen parallel zu dem ersten Durchmesser 24a verlaufenden zweiten Durchmesser 26a auf. Der erste Durchmesser 24a in dem ersten Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a ist wesentlich größer als der zweite Durchmesser 26a in dem zweiten Bereich 30a der Drucksensor-Trägereinheit 20a. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a weist einen dritten Durchmesser 80a in einem Bereich der Drucksensor-Trägereinheit 20a, welcher in dem montierten Betriebszustand innerhalb der Installationsöffnung 60a des Gehäuses 14a angeordnet ist, d.h. in dem montierten Betriebszustand von der Gehäusewandung 34a ringsum umgeben ist, auf. Der erste Durchmesser 24a in dem ersten Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a ist wesentlich größer als der dritte Durchmesser 80a der Drucksensor-Trägereinheit 20a. Die Installationsöffnung 60a weist einen Öffnungsdurchmesser 62a auf. Der Öffnungsdurchmesser 62a ist größer als der dritte Durchmesser 80a. Der Öffnungsdurchmesser 62a ist größer als der zweite Durchmesser 26a. Der Öffnungsdurchmesser 62a ist kleiner als der erste Durchmesser 24a. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a ist in dem montierten Betriebszustand frei von einem Kontakt mit einer Seitenwand 66a der Installationsöffnung 60a. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a ist von der Seitenwand 66a der Installationsöffnung 60a beabstandet. Die Gehäusewandung 34a weist eine Wandstärke 84a auf. Die Wandstärke 84a ist, insbesondere in einem Bereich des Gehäuses 14a, in dem die Installationsöffnung 60a angeordnet ist, zumindest im Wesentlichen konstant. Die Wandstärke 84a bestimmt eine Öffnungserstreckung 64a der Installationsöffnung 60a
Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst ein Mittelteil 38a. Das Mittelteil 38a ist der Teil der Drucksensor-Trägereinheit 20a, welcher zwischen dem ersten Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a und dem zweiten Bereich 30a der Drucksensor-Trägereinheit 20a angeordnet ist. Das Mittelteil 38a ist in dem montierten Betriebszustand zu einem Großteil in der Installationsöffnung 60a angeordnet. Das Mittelteil 38a weist ein Spannungsentkopplungselement 40a auf. Das Spannungsentkopplungselement 40a ist dazu vorgesehen, auf den ersten Bereich 28a der Drucksensor-Trägereinheit 20a wirkende, beispielweise mechanische, Spannungen von dem zweiten Bereich 30a der Drucksensor-Trägereinheit 20a zu entkoppeln. Das Spannungsentkopplungselement 40a ist als eine um die Drucksensor-Trägereinheit 20a umlaufende Nut ausgebildet. Das Spannungsentkopplungselement 40a verläuft ringförmig um die Drucksensor-Trägereinheit 20a. Das Spannungsentkopplungselement 40a ist in dem montierten zustand innerhalb des Gehäuses 14a angeordnet. Das Spannungsentkopplungselement 40a ist in einem Bereich der Drucksensor-Trägereinheit 20a angeordnet, welcher auch im montierten Betriebszustand frei von einer Druckbeaufschlagung durch einen Innendruck des Druckbehälters 58a ist. Das Spannungsentkopplungselement 40a ist vollständig mit einer Wärmeleitpaste 50a gefüllt. Die Wärmeleitpaste 50a ist plastisch oder elastisch verformbar.
Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst eine Biegeplatte 32a. Die Biegeplatte 32a ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von einem anliegenden Druck ausgewölbt zu werden. Die Biegeplatte 32a ist als eine dünne Membran ausgebildet. Die Biegeplatte 32a ist als eine Stahlmembran ausgebildet. Die Biegeplatte 32a ist einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit 20a ausgebildet. Die Biegeplatte 32a bildet einen Teil des Drucksensors 18a aus. Die Biegeplatte 32a ist einstückig mit dem Drucksensor ausgebildet. Die Druckanlagefläche 22a ist parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Biegeplatte 32a ausgerichtet. Die Druckanlagefläche 22a und die Biegeplatte 32a, insbesondere die Haupterstreckungsebene der Biegeplatte 32a, sind in einer senkrecht zu der Druckanlagefläche 22a verlaufenden Richtung auf verschiedenen Ebenen angeordnet.
Der Drucksensor 18a umfasst ein Drucksensorelement 36a. Das Drucksensorelement 36a ist auf einer außenliegenden Seite der Biegeplatte 32a befestigt. Die außenliegende Seite der Biegeplatte 32a ist die Seite der Biegeplatte 32a, die auch in dem montierten Betriebszustand frei von einer Druckbeaufschlagung bleibt. Die außenliegende Seite der Biegeplatte 32a ist die Seite der Biegeplatte 32a, die auch in dem montierten Betriebszustand frei von einem Kontakt mit einem in dem Druckbehälter 58a befindlichen Medium bleibt. Das Drucksensorelement 36a ist auf die Biegeplatte 32a aufgedruckt oder aufgeklebt. Das Drucksensorelement 36a ist als ein elektrisches Drucksensorelement ausgebildet. Das Drucksensorelement 36a ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von einem Ausmaß einer Auswölbung der Biegeplatte 32a ein elektrisches Signal zu erzeugen und auszugeben, welches in einen in dem Gehäuse 14a herrschenden Druck umgerechnet werden kann. Das Drucksensorelement 36a ist als ein piezoresistiver Drucksensorchip ausgebildet. Das Drucksensorelement 36a ist als ein Dehnungsmessstreifen ausgebildet. Das Drucksensorelement 36a ist als ein Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgebildet.
Die Drucksensorvorrichtung 10a weist einen Temperatursensor 48a auf. Der Temperatursensor 48a ist dazu vorgesehen, eine Innentemperatur des Druckbehälters 58a zu bestimmen. Der Temperatursensor 48a ist frei von einem Kontakt mit dem sich im Inneren 12a des Gehäuses 14a befindlichen Medium ausgebildet. Der Temperatursensor 48a ist direkt mit der Drucksensor-Trägereinheit 20a verbunden. Der Temperatursensor 48a ist fest mit der Drucksensor-Trägereinheit 20a verbunden. Der Temperatursensor 48a ist auf die Drucksensor-Trägereinheit 20a aufgeklebt. Der Temperatursensor 48a ist in einem Bereich der Drucksensor-Trägereinheit 20a angeordnet, welcher dazu vorgesehen ist, in dem montierten Betriebszustand frei von der Druckbeaufschlagung zu bleiben. Der Temperatursensor 48a ist auf einer dem Medium in dem Inneren 12a des Druckbehälters 58a abgewandten Seite der Drucksensor-Trägereinheit 20a angeordnet. Der Temperatursensor 48a ist in dem montierten Betriebszustand vollständig in dem Inneren 12a des Gehäuses 14a angeordnet. Der Temperatursensor 48a ist innerhalb des Spannungsentkopplungselements 40a angeordnet. Der Temperatursensor 48a ist von mehreren Seiten von der Wärmeleitpaste 50a umgeben.
Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst einen Teilbereich, welcher aus einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit größer als 100 W/(m*K) ausgebildet ist. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst einen Teilbereich, welcher aus Kupfer ausgebildet ist. Die Drucksensor-Trägereinheit 20a umfasst ein Wärmeleitelement 76a. Das Wärmeleitelement 76a bildet den Teilbereich der Drucksensor-Trägereinheit 20a, welcher eine Wärmeleitfähigkeit größer als 100 W/(m*K) aufweist. Das Wärmeleitelement 76a ist als ein Metallring ausgebildet. Das Wärmeleitelement 76a durchdringt die Drucksensor-Trägereinheit 20a vollständig. Eine erste Seite 70a des Wärmeleitelements 76a ist dazu vorgesehen, in dem montierten Betriebszustand das in dem Inneren 12a des Gehäuses 14a angeordnete Medium zu kontaktieren. Eine zweite Seite 72a des Wärmeleitelements 76a berührt die Wärmeleitpaste 50a und/oder den Temperatursensor 48a. Die zweite Seite 72a des Wärmeleitelements 76a begrenzt das Spannungsentkopplungselement 40a teilweise. Der Temperatursensor 48a ist an dem Wärmeleitelement 76a befestigt. Der Temperatursensor 48a ist auf das Wärmeleitelement 76a aufgeklebt.
Die Drucksensoreinheit 16a weist eine Transpondereinheit 42a auf. Die Transpondereinheit 42a ist elektronisch mit einem Teil des Drucksensors 18a verbunden. Die Drucksensoreinheit 16a umfasst elektrische Leitungen 74a, welche dazu vorgesehen sind, das Drucksensorelement 36a elektrisch mit der Transpondereinheit 42a zu verbinden. Die elektrischen Leitungen 74a sind dazu vorgesehen, Messdaten des Drucksensorelements 36a an die Transpondereinheit 42a zu übermitteln. Die elektrischen Leitungen 74a sind dazu vorgesehen, das Drucksensorelement 36a mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Transpondereinheit 42a umfasst eine Transponderleiterplatte 78a. Die Transpondereinheit 42a umfasst ein Transponderelement 82a, welches zumindest dazu vorgesehen ist, an die Transpondereinheit 42a übermittelte Daten weiterzuleiten. Die Drucksensoreinheit 16a umfasst eine weitere elektrische Leitung 88a, welche dazu vorgesehen ist, den Temperatursensor 48a elektrisch mit der Transpondereinheit 42a zu verbinden. Die elektrische Leitung 88a ist dazu vorgesehen, Messdaten des Temperatursensors 48a an die Transpondereinheit 42a zu übermitteln. Die elektrische Leitung 88a ist dazu vorgesehen, den Temperatursensor 48a mit elektrischer Energie zu versorgen.
Die Transpondereinheit 42a ist als ein passives RFID-Element ausgebildet. Die Transpondereinheit 42a ist zu einem drahtlosen Versenden und Empfangen von Daten und/oder Energie vorgesehen. Die Transpondereinheit 42a ist zu einem drahtlosen Versenden von Messdaten vorgesehen. Das Transponderelement 82a ist als ein Sender- und/oder Empfängermodul für digitale oder analoge Daten ausgebildet. Die Transpondereinheit 42a ist zu einem drahtlosen Empfangen von elektrischer Energie vorgesehen. Die Transpondereinheit 42a umfasst eine Spule 86a. Die Spule 86a ist auf der Transponderleiterplatte 78a angeordnet. Die Spule 86a ist dazu vorgesehen, mit einem externen magnetischen Wechselfeld wechselzuwirken. Die Spule 86a ist dazu vorgesehen, dem externen magnetischen Wechselfeld Energie zu entnehmen und in elektrische Energie zum Betrieb zumindest des Drucksensorelements 36a und/oder des Temperatursensors 48a und/oder des Transponderelements 82a umzuwandeln.
Die Drucksensorvorrichtung 10a weist eine Leiterplatte 44a auf. Die Leiterplatte 44a ist in einem Nahbereich der Transpondereinheit 42a angeordnet. Unter einem „Nahbereich“ soll ein Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die einen Abstand von der Transponderleiterplatte 78a und/oder dem Transponderelement 82a aufweisen, der kleiner ist als eine Erstreckung der Drucksensor-Trägereinheit 20a in einer Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Drucksensor-Trägereinheit 20a. Die Leiterplatte 44a umfasst eine korrespondierende Transpondereinheit 46a. Die korrespondierende Transpondereinheit 46a ist als ein RFID-Reader ausgebildet. Die korrespondierende Transpondereinheit 46a ist dazu vorgesehen, Messdaten von der Drucksensoreinheit 16a drahtlos zu empfangen. Die korrespondierende Transpondereinheit 46a ist dazu vorgesehen, elektrische Energie drahtlos an die Transpondereinheit 42a zu übertragen. Die korrespondierende Transpondereinheit 46a ist dazu vorgesehen, ein magnetisches Wechselfeld zu erzeugen, welches von der Transpondereinheit 42a zumindest teilweise absorbiert und in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Die korrespondierende Transpondereinheit 46a ist dazu vorgesehen, Auslese- und/oder Messbefehle an die Transpondereinheit 42a und/oder den Drucksensor 18a und/oder den Temperatursensor 48a auszusenden. Die korrespondierende Transpondereinheit 46a weist ein korrespondierendes Transponderelement 98a auf. Das korrespondierende Transponderelement 98a ist zu einem Austausch von Daten, insbesondere Messdaten, mit dem Transponderelement 82a und/oder zu einem drahtlosen Versenden von Energie an die Transpondereinheit 42a vorgesehen.
In den 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines Druckbehälters 58b mit einem Gehäuse 14b, das eine Gehäusewandung 34b aufweist und einer alternativen Drucksensorvorrichtung 10b. Die Drucksensorvorrichtung 10b weist eine Drucksensoreinheit 16b auf. Die Drucksensoreinheit 16b weist einen Drucksensor 18b und eine Drucksensor-Trägereinheit 20b auf. Die Drucksensor-Trägereinheit 20b ist zweiteilig ausgebildet. Die Drucksensor-Trägereinheit 20b weist einen ersten Teil 52b und einen zweiten Teil 54b auf. Der erste Teil 52b der Drucksensor-Trägereinheit 20b ist zu einer Montage der Drucksensor-Trägereinheit 20b an der Gehäusewandung 34b des Gehäuses 14b vorgesehen. Der zweite Teil 54b der Drucksensor-Trägereinheit 20b ist zu einer Aufnahme der Drucksensoreinheit 16b vorgesehen. Der erste Teil 52b der Drucksensor-Trägereinheit 20b ist mit dem zweiten Teil 54b der Drucksensor-Trägereinheit 20b verschweißt. Der erste Teil 52b der Drucksensor-Trägereinheit 20b weist einen Druckkanal 56b auf. Der Druckkanal 56b ist dazu vorgesehen, einen in einem Inneren 12b des Gehäuses 14b herrschenden Druck an die Drucksensoreinheit 16b des zweiten Teils 54b der Drucksensor-Trägereinheit 20b weiterzuleiten. Der Druckkanal 56b ist dazu vorgesehen, einen in einem Inneren 12b des Gehäuses 14b herrschenden Druck an eine Biegeplatte 32b der Drucksensoreinheit 16b weiterzuleiten. Der Druckkanal 56b ist röhrchenförmig ausgebildet. Der Druckkanal 56b und/oder die Drucksensor-Trägereinheit 20b in einem Bereich des Druckkanals 56b weist einen Durchmesser 90b auf, welcher wesentlich kleiner, insbesondere zumindest 50 % kleiner ist als ein erster Durchmesser der Drucksensor-Trägereinheit 20b in einem ersten Bereich 28b der Drucksensor-Trägereinheit 20b, in der eine Druckanlagefläche 22b der Drucksensor-Trägereinheit 20b angeordnet ist. Der Durchmesser 90b des Druckkanals 56b und/oder der Drucksensor-Trägereinheit 20b in dem Bereich des Druckkanals 56b ist wesentlich kleiner, insbesondere zumindest 50 % kleiner, als eine Installationsöffnung 60b des Gehäuses 14b, in welche die Drucksensor-Trägereinheit 20b in einem montierten Zustand angeordnet ist.
Die Drucksensor-Trägereinheit 20b weist ein weiteres Spannungsentkopplungselement 96b auf. Das weitere Spannungsentkopplungselement 96b ist einstückig mit dem ersten Teil 52b der Drucksensor-Trägereinheit 20b ausgebildet. Das weitere Spannungsentkopplungselement 96b ist als eine ringförmige Nut ausgebildet. Das weitere Spannungsentkopplungselement 96b verläuft rund um den Druckkanal 56b auf einer Außenseite der Drucksensor-Trägereinheit 20b. Das als Nut ausgebildete weitere Spannungsentkopplungselement 96b ist in Radialrichtung um den Druckkanal 56b offen. Das weitere Spannungsentkopplungselement 96b ist in dem montierten Betriebszustand innerhalb der Installationsöffnung 60b des Gehäuses 14b angeordnet. Durch das weitere Spannungsentkopplungselement 96b kann vorteilhaft eine Spannungsentkopplung der Drucksensoreinheit 16b von dem Gehäuse 14b weiter verbessert werden. Der Druckkanal 56b mündet in einen Hohlraum 92b der Drucksensor-Trägereinheit 20b. Der Hohlraum 92b der Drucksensor-Trägereinheit 20b ist durch den ersten Teil 52b der Drucksensor-Trägereinheit 20b und den zweiten Teil 54b der Drucksensor-Trägereinheit 20b gebildet. Der Hohlraum 92b ist unterhalb der Biegeplatte 32b angeordnet. Der Hohlraum 92b weist eine Erstreckung parallel zu der Haupterstreckungsebene der Biegeplatte 32b auf, welche einer Erstreckung der Biegeplatte 32b in der Haupterstreckungsebene der Biegeplatte 32b entspricht. Der Druckkanal 56b verbindet das Innere 12b des Gehäuses 14b mit dem Hohlraum 92b der Drucksensor-Trägereinheit 20b.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines Druckbehälters 58c und einer weiteren alternativen Drucksensorvorrichtung 10c. Die Drucksensorvorrichtung 10c weist eine Drucksensoreinheit 16c auf. Die Drucksensoreinheit 16c weist eine Transpondereinheit 42c auf. Die Drucksensorvorrichtung 10c weist eine korrespondierende Transpondereinheit 46c auf. Die Transpondereinheit 42c weist ein Kontaktelement 94c auf. Das Kontaktelement 94c ist dazu vorgesehen, einen elektrischen Kontakt zwischen der Transpondereinheit 42c und der korrespondierenden Transpondereinheit 46c herzustellen. Das Kontaktelement 94c ist zu einem Energie- und/oder Datentransfer zwischen den Transpondereinheiten 42c, 46c vorgesehen. Das Kontaktelement 94c ist als eine elektrische Leitung ausgebildet.
Bezugszeichenliste

10: Drucksensorvorrichtung
12: Inneres
14: Gehäuse
16: Drucksensoreinheit
18: Drucksensor
20: Drucksensor-Trägereinheit
22: Druckanlagefläche
24: Erster Durchmesser
26: Zweiter Durchmesser
28: Erster Bereich
30: Zweiter Bereich
32: Biegeplatte
34: Gehäusewandung
36: Drucksensorelement
38: Mittelteil
40: Spannungsentkopplungselement
42: Transpondereinheit
44: Leiterplatte
46: Korrespondierende Transpondereinheit
48: Temperatursensor
50: Wärmeleitpaste
52: Erster Teil
54: Zweiter Teil
56: Druckkanal
58: Druckbehälter
60: Installationsöffnung
62: Öffnungsdurchmesser
64: Öffnungserstreckung
66: Seitenwand
68: Außenseite
70: Erste Seite
72: Zweite Seite
74: Leitung
76: Wärmeleitelement
78: Transponderleiterplatte
80: Dritter Durchmesser
82: Transponderelement
84: Wandstärke
86: Spule
88: Leitung
90: Durchmesser
92: Hohlraum
94: Kontaktelement
96: Weiteres Spannungsentkopplungselement
98: Korrespondierendes Transponderelement

Claims

Drucksensorvorrichtung (10a-c), insbesondere Druck- und Temperatursensorvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, einen Druck, insbesondere einen Überdruck, in einem Inneren (12a-c) eines Gehäuses (14a-c) zu sensieren, mit zumindest einer Drucksensoreinheit (16a-c), aufweisend zumindest einen Drucksensor (18a-c) und zumindest eine Drucksensor-Trägereinheit (20a-c), dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) zumindest eine Druckanlagefläche (22a-c) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in einem montierten Betriebszustand bei einer Druckbeaufschlagung zumindest eines Teils der Drucksensoreinheit (16a-c) durch eine die Druckbeaufschlagung erzeugende Druckkraft, insbesondere dichtend, an das Gehäuse (14a-c) angepresst zu werden.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) in einem ersten Bereich (28a-c) der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c), in der die Druckanlagefläche (22a-c) angeordnet ist, einen, insbesondere parallel zu der Druckanlagefläche (22a-c) verlaufenden, ersten Durchmesser (24a-c) aufweist, welcher wesentlich größer ist als ein zu dem ersten Durchmesser (24a-c) parallel verlaufender zweiter Durchmesser (26a-c) der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) in einem zweiten Bereich (30a-c) der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c), in dem der Drucksensor (18a-c) angeordnet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanlagefläche (22a-c) zumindest im Wesentlichen parallel zu einer einen Teil des Drucksensors (18a-c) ausbildenden Biegeplatte (32a-c) der Drucksensoreinheit (16a-c) ausgerichtet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanlagefläche (22a-c) und die einen Teil des Drucksensors (18a-c) ausbildende Biegeplatte (32a-c) der Drucksensoreinheit (16a-c) in einer senkrecht zu der Druckanlagefläche (22a-c) verlaufenden Richtung auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) in einer Querschnittsansicht zumindest in einem an die Druckanlagefläche (22a-c) anschließenden Bereich einen zumindest im Wesentlichen U-förmigen Verlauf aufweist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinheit (16a-c) in eine Gehäusewandung (34a-c) des Gehäuses (14a-c) integrierbar ist und/oder dass die Drucksensoreinheit (16a-c) in dem montierten Betriebszustand dazu vorgesehen ist, die Gehäusewandung (34a-c) des Gehäuses (14a-c) zumindest teilbereichsweise zu ersetzen.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zumindest im Wesentlichen sensorgehäuselose Ausbildung.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) frei von zu einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse (14a-c) vorgesehenen Elementen ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) zumindest eine Biegeplatte (32a-c) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem anliegenden Druck ausgewölbt zu werden.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeplatte (32a-c) einstückig mit der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (18a-c) ein Drucksensorelement (36a-c) umfasst, das auf einer Seite der Biegeplatte (32a-c) befestigt ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (18a-c) ein Drucksensorelement (36a-c) umfasst, welches als ein piezoresistiver Drucksensorchip ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (18a-c) ein Drucksensorelement (36a-c) umfasst, welches als ein Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (18a-c) ein Drucksensorelement (36a-c) umfasst, welches als ein Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) ein Mittelteil (38a-c) umfasst, welches zwischen einem ersten Bereich (28a-c) der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c), in der die Druckanlagefläche (22a-c) angeordnet ist, und einem zweiten Bereich (30a-c) der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c), in dem der Drucksensor (18a-c) angeordnet ist, angeordnet ist, wobei der Mittelteil (38a-c) zumindest ein Spannungsentkopplungselement (40a-c) aufweist, das insbesondere dazu vorgesehen ist, auf den ersten Bereich (28a-c) wirkende, beispielweise mechanische, Spannungen von dem zweiten Bereich (30a-c) zu entkoppeln.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannungsentkopplungselement (40a-c) als eine um die Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) umlaufende Nut ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinheit (16a-c) zumindest eine Transpondereinheit (42a-c) aufweist, welche elektronisch zumindest mit zumindest einem Teil des Drucksensors (18a-c) verbunden ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (42a; 42b) zumindest zu einem drahtlosen Versenden von Messdaten vorgesehen ist.
Drucksensorvorrichtung (10a; 10b) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (42a; 42b) zumindest zu einem drahtlosen Empfangen von elektrischer Energie vorgesehen ist.
Drucksensorvorrichtung (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (42a; 42b) als ein passives RFID-Element ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch zumindest eine Leiterplatte (44a-c), welche in einem Nahbereich der Drucksensoreinheit (16a-c), insbesondere der Transpondereinheit (42a-c), anordenbar ist oder angeordnet ist und welche zumindest eine korrespondierende Transpondereinheit (46a-c) umfasst.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierende Transpondereinheit (46a-c) zumindest dazu vorgesehen ist, Messdaten von der Drucksensoreinheit (16a-c) drahtlos zu empfangen.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierende Transpondereinheit (46a-c) als ein RFID-Reader ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Temperatursensor (48a-c).
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (48a-c) direkt und fest mit der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) verbunden ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (48a-c) in einem Bereich der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) angeordnet ist, welcher dazu vorgesehen ist, in dem montierten Betriebszustand frei von der Druckbeaufschlagung zu bleiben.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (48a-c) zumindest an einem Teil der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) angeordnet ist, welcher aus einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit größer als 100 W/(m*K) ausgebildet ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (48a-c) zumindest auf einer Seite von einer Wärmeleitpaste (50a-c) umgeben ist.
Drucksensorvorrichtung (10a-c) zumindest nach den Ansprüchen 15 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (48a-c) innerhalb des Spannungsentkopplungselements (40a-c) angeordnet ist, welches insbesondere zumindest teilweise mit einer Wärmeleitpaste (50a-c) aufgefüllt ist.
Drucksensorvorrichtung (10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensor-Trägereinheit (20b) zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil (52b) der Drucksensor-Trägereinheit (20b) zu einer Montage der Drucksensor-Trägereinheit (20b) an einer Gehäusewandung (34b) des Gehäuses (14b) vorgesehen ist und ein zweiter Teil (54b) der Drucksensor-Trägereinheit (20b) zu einer Aufnahme der Drucksensoreinheit (16b) vorgesehen ist.
Drucksensorvorrichtung (10b) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (52b) der Drucksensor-Trägereinheit (20b) einen Druckkanal (56b) aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, einen in dem Inneren (12b) des Gehäuses (14b) herrschenden Druck an die Drucksensoreinheit (16b) des zweiten Teils (54b) der Drucksensor-Trägereinheit (20b) weiterzuleiten.
Druckbehälter (58a-c), welcher insbesondere dazu vorgesehen ist, einem in seinem Inneren (12a-c) vorherrschenden Überdruck standzuhalten, mit einem Gehäuse (14a-c) mit einer Gehäusewandung (34a-c) und mit einer in der Gehäusewandung (34a-c) installierten Drucksensorvorrichtung (10a-c), insbesondere einer Druck- und Temperatursensorvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Druckbehälter (58a-c) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanlagefläche (22a-c) der Drucksensor-Trägereinheit (20a-c) derart ausgebildet ist, dass sie in dem montierten Betriebszustand mit einer Fläche einer Innenseite der Gehäusewandung (34a-c) korrespondiert, so dass das Innere (12a-c) des Gehäuses (14a-c) gegenüber einer Außenseite (68a-c) des Gehäuses (14a-c) abgedichtet ist.
Druckbehälter (58a-c) nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensorvorrichtung (10a-c) zumindest teilweise in dem Inneren (12a-c) des Gehäuses (14a-c) und zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses (14a-c) angeordnet ist.