DE3938782A1 - Druckausgleichselement fuer ein geraet, insbesondere einen drucksensor, und verfahren zur herstellung eines derartigen druckausgleichselements - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckausgleichselement nach der Gattung des Anspruchs 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung eines Druckausgleichselements nach dem Verfahren gemäß Anspruch 7.

Es ist schon ein Druckausgleichselement bekannt (Fachzeitschrift "Research Disclosure", Ausgabe März 1987, Seite 149), welches als Luftaustausch zulassenden, jedoch Wasser abweisenden Körper eine Membrane aus PTFE (Polytetrafluorethylen) hat. Diese Membrane ist an der Stirnfläche eines im Querschnitt etwa quadratischen Dichtungs­ ringes durch Schweißen verbunden. Der Dichtungsring sitzt durch Eigenspannung in einer zylindrischen Öffnung eines Gerätegehäuses. Die Membrane befindet sich in dieser Montagestellung des Druckaus­ gleichselementes auf der dem Gehäuseinneren zugewandten Seite des Dichtringes.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist die Belastung der Membrane, da auf diese die auf den Dichtring einwirkenden Spann­ kräfte übertragen werden. Der Dichtring darf daher keine hohen Spannkräfte aufnehmen. Außerdem ist die Handhabung des Druckaus­ gleichselementes bei der Herstellung und Montage erschwert, weil eine Membrane der Gefahr einer Beschädigung unterliegt. Beim bekannten Druckausgleichselement ist deshalb die Membrane zum Gehäuseinneren hin angeordnet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Druckausgleichselement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sein Körper gegenüber den Einspannkräften widerstandsfähig ist und daher mit einer relativ starken Pressung des Dichtringes montiert werden kann. Dabei ist unwesentlich, welche Seite des Druckausgleichs­ elementes dem Gehäuseinneren zugewandt ist. Das Druckausgleichs­ element ist einfach zu fertigen und zu montieren.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckausgleichselementes möglich.

Vorteilhaft ist außerdem das im Anspruch 7 angegebene Herstellungs­ verfahren, gemäß dem eine Vielzahl von Druckausgleichselementen mit Dichtringen in einem Arbeitsgang vorzufertigen und danach durch Teilung zu trennen sind. Hierdurch wird eine erhebliche Kostenein­ sparung bei der Herstellung von erfindungsgemäßen Druckausgleichs­ elementen erzielt, die sehr kleine Abmessungen aufweisen können.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Drucksensor überwiegend im Schnitt mit einem in eine Gehäuseöffnung eingefügten Druckausgleichselement und Fig. 2 verschiedene Formen von Druckausgleichselementen mit angedeuteter Zwischenfertigungsstufe.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 1 dargestellte Drucksensor 10 ist zur Verwendung in Fahrzeug-Bremsanlagen bestimmt. Er weist ein mehrteiliges Gehäuse 11 auf. Das mit einer Anschlußbohrung 12 versehene Gehäuseunterteil 13 nimmt in seinem Innenraum 14 ein die Anschlußbohrung 12 dicht abschließendes Sensorelement 15 auf. Ein Gehäuseoberteil 16 ist unter Zwischenlage eines O-Ringes 17 in das Gehäuseunterteil 13 eingefügt und mit diesem durch einen Bördelvorgang dicht verbunden.

Das Gehäuseoberteil 16 weist eine von zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Bohrungen 18 und 19 gebildete Gehäuseöffnung auf. Diese stellt eine Verbindung zwischen dem Innenraum 14 des Drucksensors 10 und der Außenluft her. Die in den Innenraum 14 mündende Bohrung 19 ist stufenförmig erweitert. In den erweiterten Abschnitt der Bohrung 19 ist ein Druckausgleichselement 20 eingefügt. Dieses ist mit seiner Stirnseite an einem Absatz 21 der Bohrung 19 abgestützt. In radialer Richtung greift das Druckausgleichselement 20 mit einem elastischen Dichtring 22 am Innenumfang der Bohrung 19 an. Auf seiner vom Absatz 21 der Bohrung 19 abgewandten Seite ist das Sensorgehäuse 11 mit Rückhaltemitteln für das Druckausgleichselement 20 in Form einer Halteplatte 23 ausgestattet. Die Halteplatte 23 hat einen die vom Absatz 21 abgewandte Stirnseite des Druckausgleichs­ elements 20 weitgehend frei lassenden Durchbruch 24 zum Innenraum 14 des Sensorgehäuses 11. Die Halteplatte 23 sichert das Druckaus­ gleichselement 20 in axialer Richtung.

Das in Fig. 2 vergrößert dargestellte Druckausgleichselement 20 hat einen scheibenförmigen Körper 25 aus Polytetrafluorethylen, welches durch Vorbehandlung porös und daher luftdurchlässig ist, jedoch Wasser abweist. Das Druckausgleichselement 20 läßt daher den Luft­ austausch zwischen dem Innenraum 14 des Sensorgehäuses 11 und der Außenluft zu. Der Körper 25 des Druckausgleichselements 20 hat die Form eines Kreiszylinders mit wenigen Millimetern Durchmesser. Seine axiale Länge beträgt etwas mehr als die Hälfte des Durchmessers. Der Körper ist daher im Sinne geringer Verformung durch insbesondere radial angreifende Kräfte formsteif ausgebildet.

Die gesamte Mantelfäche des Körpers 25 ist von dem mit diesem z. B. durch Umspritzen oder Vulkanisieren fest verbundenen Dichtring 22 überdeckt. Beim in Fig. 2 links mit vollen Linien dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eines Druckausgleichselements 20 ist der lediglich umfangsseitig angeordnete Dichtring 22 mit einem umlaufen­ den Dichtwulst 26 halbkreisförmigem Querschnitts versehen. Beim rechts davon liegenden zweiten Ausführungsbeispiel eines Druck­ ausgleichselements 20′ hat der Dichtring 22′ zwei axial aufeinander­ folgende Dichtwülste 26′.

Das pillenförmig ausgebildete Druckausgleichselement 20 bzw. 20′ kann bei der Montage einfach gehandhabt werden. Es läßt sich nämlich mit beliebiger Stirnseite voraus in die Bohrung 19 des Gehäuseober­ teils 16 eindrücken. Dabei können der Dichtwulst 26 des Druckaus­ gleichselementes 20 bzw. die Dichtwülste 26′ des Druckausgleichs­ elementes 20′ einer relativ großen radialen Pressung unterworfen werden, welche einen wasserdichten Abschluß der Bohrung 19 gegen den Innenraum 14 des Sensorgehäuses 11 sicherstellt. Außerdem sichert diese Pressung den Sitz des Druckausgleichselementes 20 in der Bohrung 19. Die Pressung kann bereits in anderen Anwendungsfällen für die alleinige Lagesicherung des Druckausgleichselementes ausreichend sein. Beim vorliegenden Drucksensor 10 ist der Sitz des Druckausgleichselementes 20 in der Bohrung 19 zusätzlich durch die Halteplatte 23 sichergestellt, weil der Drucksensor hohen Beschleu­ nigungskräften ausgesetzt ist.

Wie in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet, kann die Herstellung von Druckausgleichselementen 20, 20′ nach einem in folgenden Schritten ablaufenden Verfahren erfolgen:
Ein aus entsprechend hergestelltem PTFE bestehender zylindrischer Stab 27 mit dem Durchmesser des Körpers 25 wird mantelseitig in einem Urformvorgang (z. B. Umspritzen gegebenenfalls mit Vulkani­ sieren) mit einer aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise Gummi, bestehenden Umhüllung aus einer Reihe mit in gegenseitigem axialen Abstand angeordneter Dichtringe 22 bzw. 22′ versehen. Diese Dichtringe 22 bzw. 22′ gehen eine sichere, dichte Verbindung mit der Oberfläche des zylindrischen Stabes 27 ein. In einem nachfolgenden Trennvorgang werden die einzelnen Druckausgleichselemente 20 bzw. 20′ vom zylindrischen Stab 27 als Teilstücke in rechtwinklig zur Stabachse verlaufenden Trennebenen abgetrennt. Man erhält dabei Druckausgleichselemente in Fertigform mit die gesamte Mantelfläche des Körpers 25 umhüllendem Dichtring 22 bzw. 22′.

Claims (7)

1. Druckausgleichselement (20) für ein Gerät, insbesondere einen Drucksensor (10) für Fahrzeug-Bremsanlagen, mit einem den Luftaus­ tausch zwischen dem Geräteinneren (14) und der Außenluft zulassenden Körper (25) und einem mit diesem fest verbundenen, elastischen Dichtring (20), welcher unter radialer Pressung in einer Gehäuse­ öffnung (Bohrung 19) des Gerätes aufgenommen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körper (25) formsteif als Scheibe ausgebildet und lediglich umfangsseitig vom Dichtring (22) dicht umhüllt ist.

2. Druckausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (22) die gesamte Mantelfläche des als Zylinder ausgebildeten Körpers (25) überdeckt und wenigstens einen umlaufen­ den, vom Körper wegweisenden Dichtwulst (26) aufweist.

3. Druckausgleichselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtwulst (26) halbkreisförmigen Querschnitt hat.

4. Druckausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (25) des Druckausgleichselements (20) mit seiner Stirnseite an einem Absatz (21) der Gehäuseöffnung (Bohrung 19) abgestützt ist.

5. Druckausgleichselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse (11) auf seiner vom Absatz (21) der Gehäuse­ öffnung (Bohrung 19) abgewandten Seite mit Rückhaltemitteln (Halte­ platte 23) für das Druckausgleichselement (20) ausgestattet ist.

6. Druckausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (25) ein abgetrenntes Teilstück eines zylindrischen Stabes (27) ist, dessen in einem Urformvorgang erzeugte Umhüllung aus einer Reihe mit gegenseitigem axialem Abstand angeordneter Dichtringe (22) besteht.

7. Verfahren zur Herstellung eines Druckausgleichselementes (20) für ein Gerät, insbesondere einen Drucksensor (10) für Fahrzeug-Brems­ anlagen, mit einem den Luftaustausch zwischen dem Geräteinneren (14) und der Außenluft zulassenden Körper (25) und einem mit diesem fest verbundenen, elastischen Dichtring (20), welcher unter radialer Pressung in einer Gehäuseöffnung (Bohrung 19) des Gerätes auf­ genommen ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem ersten Herstellungsschritt auf den Mantel eines zylindrischen Stabes (27) aus luftdurchlässigem Material mit axialem Abstand zueinander angeordnete Dichtringe (22) dicht auf­ geformt werden und in einem folgenden Herstellungsschritt Teilstücke des Stabes (27) mit Dichtring (22) in rechtwinklig zur Stabachse verlaufenden Ebenen abgetrennt werden.