DE4244460C1 - Druckmeßumformer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmeßumformer mit einem Drucksensor, der am Boden einer topfartigen Ausnehmung eines metallenen Druckzuführungskörpers ange­ bracht ist, und mit einer elektronischen Schaltungsan­ ordnung, die der Niederdruckseite des Drucksensors benach­ bart in einem Gehäuse des Druckmeßumformers angeordnet und über elektrische Verbindungsleitungen mit dem Drucksensor verbunden ist.

Ein Druckmeßumformer dieser Art ist in der US-PS 4 085 620 beschrieben. Bei diesem bekannten Druckmeßumformer befindet sich in dem Druckzuführungskörper am Boden nicht nur der Drucksensor, sondern auch eine Anschlußplatte und eine Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation. Über elektrische Verbindungsleitungen ist der Drucksensor bzw. die Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation an eine elektrische Verbindungseinheit angeschlossen. Diese Verbindungseinheit ist am Übergang von dem Druckzu­ führungskörper zu dem Gehäuse mit der elektronischen Schaltungsanordnung angebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmeß­ umformer so auszugestalten, daß im Falle einer Drucküber­ belastung des Drucksensors mit einhergehendem mechanischen Durchbruch die elektronische Schaltungsanordnung vor Beschädigungen geschützt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Druckmeßumformer der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß am Druck­ sensor niederdruckseitig ein Ende eines Schlauches be­ festigt, dessen anderes Ende in eine Richtung an dem Ge­ häuse mit der elektronischen Schaltungsanordnung vorbei­ weist; die topfartige Ausnehmung ist unter Umhüllung des Schlauches und der elektrischen Verbindungsleitungen mit Gießharz vergossen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Druckmeß­ umformers besteht darin, daß die elektronische Schaltungs­ anordnung vor mechanischen Beschädigungen geschützt ist, wenn im Falle einer Drucküberbelastung der Drucksensor zerstört und dadurch der Druck voll in Richtung auf die elektronische Schaltungsanordnung wirkt. Durch das Gieß­ harz wird nämlich diese Druckbelastung abgefangen, indem der Gießharz-Verguß gewissermaßen einen Schutzwall vor der elektronischen Schaltungsanordnung bildet, wobei der eingebettete Schlauch den Druck nach außen in eine unge­ fährliche Richtung leitet. Diese Sicherung der elektroni­ schen Schaltungsanordnung ist dabei in vorteilhaft einfacher Weise bewerkstelligt, weil sie lediglich durch Vergießen mit Gießharz unter Einbettung eines Schlauches erreicht ist.

Es ist zwar aus der GB 2 247 077 A ein Druckmeßumformer bekannt, bei dem zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen bei Überdruck ein Druckabbau durch eine nach außen führende Öffnung bewirkt wird, jedoch ist bei diesem Meßumformer die Öffnung ein Loch in der Rückwand, das durch einen bei Überdruck herausschleuderbaren Stöpsel verschlossen ist.

Ferner ist es an sich bekannt (DE 42 03 832 A1), bei einem Druckaufnehmer einen Gießharzverguß vorzunehmen, jedoch ist hierbei der Verguß vorgenommen worden, um die einzel­ nen Bestandteile des Aufnehmers, wie Druckaufnehmerchip, Sockel, inneren Leiter und Chipkontaktfläche integrierend so zu kapseln, daß mechanische Spannungen und Dehnungen verringert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckmeßumformer ist zur Erzielung einer festen Halterung des Gießharzes dieses vorteilhafterweise durch eine Aushöhlung in der Seitenwand der topfartigen Ausnehmung verankert.

Im Hinblick auf eine möglichst einfache Montage des erfindungsgemäßen Druckmeßumformers wird es als vorteil­ haft angesehen, wenn das eine Ende des Schlauches auf ein niederdruckseitiges Anschlußröhrchen des Drucksensors aufgeschoben ist.

Das andere Ende des Schlauches, also das Ende, das der Niederdruckseite des Druckumformers nicht zugewandt ist, kann in unterschiedlicher Weise aus dem Gießharz heraus­ geführt sein; wichtig ist, daß das andere Ende des Schlauches nicht in Richtung auf die elektronische Schaltungsanordnung bzw. das sie aufnehmende Gehäuse des Druckmeßumformers weist, weil sonst ein Überdruck die elektronische Schaltungsanordnung in unerwünschter Weise bei einem Durchbruch beaufschlagen könnte. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn sich im Boden der topfartigen Ausnehmung des Druckzuführungs­ körpers eine Bohrung befindet, die aus dem Druckzuführungs­ körper herausführt, und wenn sich in der Bohrung das andere Ende des Schlauches befindet. Diese Art der An­ bringung des anderen Endes des Schlauches ist vorteilhaft einfach in der Fertigung.

Um die Fertigung des erfindungsgemäßen Druckmeßumformers möglichst kostengünstig zu gestalten, wird die topfartige Ausnehmung des Druckzuführungskörpers in vorteilhafter Weise relativ flach ausgestaltet. Um trotzdem einen voll­ ständigen Verguß des Schlauches zu erreichen, ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Druckmeßumformers am oberen Rande der topfartigen Ausnehmung ein Rohr aus flexiblem Material gehalten, das eine Gießform für das Gießharz bildet.

Ebenfalls einer vereinfachten Herstellung des erfindungs­ gemäßen Druckmeßumformers dienlich ist es, wenn das An­ schlußröhrchen des Drucksensors an seinem dem Druck­ sensor zugewandten Ende eine Isolierbuchse trägt, durch die elektrische Anschlußstifte des Drucksensors hindurch­ ragen, und wenn auf der von dem Drucksensor abgewandten Seite der Isolierbuchse ein die elektrischen Verbindungs­ leitungen tragendes flexibles Leiterband endet, dessen Leiterbahnen mit den Anschlußstiften des Drucksensors elektrisch verbunden sind.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Schnitt durch den in bezug auf die Erfindung wesentlichen Teil eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Druckmeßumformers wiedergegeben.

Wie die Figur zeigt, ist in einem in ihr nur teilweise gezeigten Gehäuse 1 eines Druckmeßumformers 2 eine elektronische Schaltungsanordnung 3 untergebracht, die Leiterplatten 4 und 5 mit in der Figur aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nur teilweise dargestellten elektronischen Bauelementen enthält. So ist in der Figur eine Stromversorgungseinrichtung 6 zu erkennen, die als vergossener Block mittels Halteelementen 7 und 8 an der Leiterplatte 4 befestigt ist. Auch ein integriertes Bau­ teil 9 ist an der Leiterplatte 4 befestigt. Zwischen den Leiterplatten 4 und 5 verläuft ein flexibles Leiterband 10, um eine elektrische Verbindung der Leiterplatten 4 und 5 untereinander zu erreichen.

Das Gehäuse 1 weist auf seiner in der Figur unteren Seite einen Aufnahmestutzen 11 auf, in den ein Druckzuführungs­ körper 12 unter Zwischenlegung eines Dichtringes 13 einge­ schraubt ist. Der Druckzuführungskörper 12 weist einen Druckzuführungskanal 14 auf, der in seinem oberen Teil 15 erweitert ist.

An seinem in der Figur oberen Ende weist der Druck­ zuführungskörper 12 eine topfartige Ausnehmung 16 auf, an deren Boden 17 ein Drucksensor 18 durch Schweißen ange­ bracht ist. Der Drucksensor 18 ist in üblicher Weise mit einer Bondplatte 19 versehen.

Der Drucksensor 18 ist auf seiner Niederdruckseite mit einem Anschlußröhrchen 20 versehen, auf das eine Isolier­ buchse 21 aufgesteckt ist. Die Isolierbuchse 21 ist mit weiteren Durchgangslöchern für Anschlußstifte 22 des Drucksensors 18 sowie für ein Öleinfüllröhrchen 23 ver­ sehen. Auf der von dem Drucksensor 18 abgewandten Seite 24 der Isolierbuchse 21 liegt ein flexibles Leiterband 25 auf, das mit seinen einzelnen Leiterbahnen mit den An­ schlußstiften 22 des Drucksensors 18 elektrisch verbunden ist. Das Leiterband 25 führt zu Anschlüssen 26 und 27 auf der Leiterplatte 5.

Auf dem in der Figur oberen Ende des Anschlußröhrchens 20 des Drucksensors 18 befindet sich ein Ende 28 eines Schlauches 29, dessen anderes Ende 30 in eine Bohrung 31 eingesteckt ist, die in dem Boden 17 der topfartigen Aus­ nehmung 16 parallel zum Druckzuführungskanal 14 einge­ bracht ist. Diese Bohrung 31 führt über eine seitliche Öffnung 32 im Druckzuführungskörper 12 und einen Auslaß­ kanal 33 nach außen, so daß darüber eine Beaufschlagung des Drucksensors 18 auf seiner Niederdruckseite mit Atmosphärendruck erfolgt.

Die Figur zeigt ferner, daß im Bereich des oberen Randes der topfartigen Ausnehmung 16 des Druckzuführungskörpers 12 eine Aushöhlung 34 in der Seitenwand 35 der topfartigen Ausnehmung 16 vorgesehen ist. Eine weitere, ringförmige Ausnehmung 36 in der Seitenwand 35 dient zur Halterung eines Isolierrohres 37, das mit einem äußeren Ansatz 38 in die weitere Aushöhlung 36 eingeschnappt ist. Das Rohr 37 dient als verlorene Gußform, weil nach seiner Montage der Innenraum des Rohres 37 und die topfförmige Ausnehmung 16 mit Gießharz 39 gefüllt werden. Das Gießharz 39 selbst ist mittels der Aushöhlung 34 mit der Seitenwand 35 der topfartigen Ausnehmung 16 verankert. Bevor die Befüllung mit Gießharz erfolgt, ist über das Öleinfüllröhrchen 23 eine Befüllung des Drucksensors 18 mit einem inkompressib­ len Öl erfolgt und anschließend das Öleinfüllröhrchen 23 verschlossen worden.

Der Druckmeßumformer ist hinsichtlich seiner elektroni­ schen Schaltungsanordnung 3 vor einer gefährlichen Drucküberlastung und damit vor einer Beschädigung ge­ schützt, weil ein Überdruck über den Schlauch 28 nach außen geleitet wird. Dabei kann der Gießharzkörper ins­ gesamt nicht in Richtung auf die elektronische Schaltungs­ anordnung 3 in das Gehäuse 1 geschleudert werden, weil das Gießharz nach seiner Aushärtung in der einen Aus­ höhlung 34 fest verankert ist; hinzu kommt, daß auch das Rohr 37 in der weiteren Aushöhlung 36 fest verankert ist.

Claims (6)

1. Druckmeßumformer mit einem Drucksensor, der am Boden einer topfartigen Ausnehmung eines metallenen Druckzu­ führungskörpers angebracht ist, und mit einer elektronischen Schaltungsanordnung, die der Niederdruck­ seite des Drucksensors benachbart in einem Gehäuse des Druckmeßumformers angeordnet und über elektrische Verbindungsleitungen mit dem Drucksensor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß am Drucksensor (18) niederdruckseitig ein Ende (28) eines Schlauches (29) befestigt ist, dessen anderes Ende (30) in eine Richtung an dem Gehäuse (1) mit der elektronischen Schaltungsanordnung (3) vorbeiweist, und
daß die topfartige Ausnehmung (16) unter Umhüllung des Schlauches (29) und der elektrischen Verbindungsleitungen (25) mit Gießharz (39) vergossen ist.

2. Druckmeßumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz (39) durch eine Aushöhlung (34) in der Seitenwand (35) der topfartigen Ausnehmung (16) verankert ist.

3. Druckmeßumformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Boden (17) der topfartigen Ausnehmung (16) des Druckzuführungskörpers (12) eine Bohrung (31) be­ findet, die aus dem Druckzuführungskörper (12) hinaus­ führt, und daß sich in der Bohrung (31) das andere Ende (30) des Schlauches (24) befindet.

4. Druckmeßumformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Rande der topfartigen Ausnehmung (16) ein Rohr (37) aus flexiblem Material gehalten ist, das eine Gießform für das Gießharz (39) bildet.

5. Druckmeßumformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (28) des Schlauches (29) auf ein niederdruckseitiges Anschlußröhrchen (20) des Drucksensors (18) aufgeschoben ist.

6. Druckmeßumformer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußröhrchen (20) des Drucksensors (18) an seinem dem Drucksensor (18) zugewandten Ende eine Isolierbuchse (21) trägt, durch die elektrische Anschluß­ stifte (22) des Drucksensors (18) hindurchragen, und daß auf der von dem Drucksensor (18) abgewandten Seite der Isolierbuchse (21) ein die elektrischen Verbindungslei­ tungen tragendes flexibles Leiterband (25) endet, dessen Leiterbahnen mit den Anschlußstiften (22) des Drucksensors (18) elektrisch verbunden sind.