DE4317312A1 - Pressure sensor in a plastics housing and method for its production - Google Patents

Pressure sensor in a plastics housing and method for its production

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Franz Schmich
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Abstract

A pressure sensor (2) in a plastics housing (1) is proposed, having a connection between an external pressure connection (18) and the pressure sensor (2), of such a design that a connecting tube (21) surrounds a sensor tube stub (5) to form a gap (22). According to the invention, for simple assembly and stress-free connection, an adhesive (23) is used for sealing the gap. <IMAGE>

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Drucksensor in einem Kunst stoffgehäuse mit Druckanschluß nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs. The invention relates to a pressure sensor in a plastic housing with a pressure connection according to the preamble of the main claim.

Drucksensoren sind als kleine standardisierte Bauteile be kannt, die durch Druckeinwirkung mechanisch veränderbare Bau teile enthalten, deren Veränderung für eine Druckmessung aus gewertet wird. Pressure sensors are as small standardized components be known, the parts by applying pressure mechanically changeable construction contain whose change for a pressure measurement from is counted. Beispielsweise werden Veränderungen piezoelek trisch, piezoresistiv oder kapazitiv erfaßt. For example, changes piezoelek symmetrical, piezoresistive or capacitive be detected. Das Sensorgehäu se eines Drucksensors weist daher neben einem Sensorrohr stutzen als Druckanschluß auch elektrische Anschlüsse auf. The Sensorgehäu se a pressure sensor therefore has in addition to a sensor tube clip as a pressure connection and electrical connections. Als Sensorgehäuse ist allgemein ein stabiles, hermetisches Metallgehäuse bekannt, wobei auch der Sensorrohrstutzen ein Metallrohrstutzen ist. As a sensor housing a stable hermetic metal housing is generally known, and the sensor is a metal pipe connection socket piece.

Für konkrete Anwendungsfälle ist es in der Regel erforder lich, einen solchen Drucksensor für die vorliegenden Gegeben heiten einsatzfähig zu machen. For specific applications, it is erforder Lich generally, such a pressure sensor for the present Where operational units to make. Es ist dazu bekannt, einen sol chen Drucksensor in ein Kunststoffgehäuse einzusetzen, wobei dieses Kunststoffgehäuse, insbesondere eine Verlängerung des Sensorrohrstutzens enthält und extern geeignete und an die Ausgänge der Druckquelle angepaßte Anschlußmittel aufweist. It is to known to use a sol chen pressure sensor in a plastic housing, said plastic housing, in particular an extension of the sensor pipe socket and having externally suitable and adapted to the outputs of the pressure source connection means.

Der Sensorrohrstutzen ist dabei mit dem Anschlußrohr am Kunst stoffgehäuse dicht zu verbinden. The sensor pipe socket is material housing with the connection pipe at the art to combine tight. Dazu ist es bekannt, das An schlußrohr über den Sensorrohrstutzen zu stecken und die Ab dichtung über einen dazwischen eingebrachten O-Ring oder ein Elastomer-Formteil durchzuführen. For this purpose it is known to put the con nection pipe on the sensor tube stub and carry out the seal from a interposed therebetween O-ring or an elastomer molding. Durch Fertigungstoleranzen besteht das Problem, daß beim Zusammenbau der Sensorrohrstut zen und das Anschlußrohr im Kunststoffgehäuse ggfs. nicht genau fluchten und nicht genau koaxial liegen, wodurch eine spannungsfreie Verbindung nicht immer gewährleistet ist. Due to production tolerances there is the problem that during assembly of the zen Sensorrohrstut and possibly the connecting pipe in a plastic housing. Are not exactly aligned and not coaxial lie exactly, creating a stress-free connection is not always guaranteed. Span nungen in der Verbindung können aber zu vorzeitigen mechani schen Ausfällen und zu Meßfehlern führen. Clamping voltages in the connection but can lead to premature mechanical failure rule and measurement errors.

Drucksensoren sind miniaturisierte Bauteile mit klein dimen sionierten Sensorrohrstutzen. Pressure sensors are miniaturized components with small dimen-dimensioned sensor socket piece. Dadurch sind die für eine Ab dichtung zu verwendenden O-Ringe oder Elastomerformteile eben falls klein in den Abmessungen und nur mit relativ großem Auf wand montierbar. Thus, the seal to be used for an Ab O-rings or elastomer moldings are flat if small wall in dimensions and only relatively large to assemble.

Das bekannte Kunststoffgehäuse wird auch dazu verwendet, zu sätzlich zum Drucksensor weitere elektrische und elektroni sche Bauteile aufzunehmen. The well-known plastic housing is also used to record to additionally to the pressure sensor further electrical and electronic-mechanical components. Deren Montage und Fixierung im Ge häuse ist relativ aufwendig und unabhängig von der Verbin dungs- und Abdichtungstechnik zwischen dem Sensorrohrstutzen und dem Anschlußrohr im Gehäuse. Their assembly and fixing in the housing is relatively complicated and Ge independent of the Verbin making and sealing technology between the sensor pipe socket and the connecting tube in the housing.

Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention

Der erfindungsgemäße Drucksensor in einem Kunststoffgehäuse mit Druckanschluß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch Verwen dung eines Klebers als Dichtmittel im Spalt zwischen dem Sen sorrohrstutzen und dem Anschlußrohr im Kunststoffgehäuse Ver setzungen und Winkelfehler im Klebstoff vor dessen Aushärtung aufgenommen werden. In contrast, the pressure sensor of the invention in a plastic housing with a pressure connection in accordance with the characterizing features of the main claim has the advantage that sorrohrstutzen by USAGE dung an adhesive as a sealant in the gap between the Sen and the connection tube in the plastic housing ratios Ver and angle errors are added before the hardening of the adhesive the advantage. Dadurch ergibt sich eine spannungsfreie Verbindung mit guten Dichteigenschaften. This results in a stress-free connection with good sealing properties. Zudem ist die Mon tage entsprechend dem beanspruchten Verfahren einfach und kostengünstig, wobei Dichtelemente, wie O-Ringe oder Elasto merformteile, entfallen können. In addition, the daily Mon is in accordance with the claimed process simple and inexpensive, said sealing elements such as O-rings or Elasto merformteile, can be omitted.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Gegenstands möglich. By the provisions recited in the dependent claims, advantageous refinements of the disclosed in the main claim subject matter are possible. Ein besonderer Vorteil besteht weiter darin, daß mit derselben Montagetechnik und parallel zur Mon tage des Drucksensors im Kunststoffgehäuse weiter elektrische und/oder elektronische Komponenten montierbar sind. A particular advantage also consists in that further electrical and / or electronic components can be mounted with the same assembly technique and parallel to Mon day of the pressure sensor in a plastic housing. Insbeson dere können durch diese Montage Kondensatoren für den EMV- Schutz (Elektro Magnetische Verträglichkeit) im Gehäuse inte griert werden. In particular can be grated by these mounting capacitors for EMC protection (Electromagnetic Compatibility) inte in the case.

Zeichnung drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu tert. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and erläu detail in the following description tert.

Die einzige Figur zeigt in einem Längsschnitt einen in ein Kunststoffgehäuse eingebauten Drucksensor. The single figure shows a built into a plastic casing pressure sensor in a longitudinal section.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment

In Fig. 1 ist mit 1 ein Kunststoffgehäuse bezeichnet, in das ein Drucksensor 2 eingebaut ist. In Fig. 1 a plastic housing is denoted by 1, into which a pressure sensor 2 is installed. Der Drucksensor 2 besteht aus einem zylindrischen Metallgehäuse 3 , an dessen Basisplat te 4 ein Sensorrohrstutzen 5 als Druckanschluß und Elektroan schlüsse 6 angebracht sind. The pressure sensor 2 consists of a cylindrical metal casing 3, te at the Basisplat 4, a sensor pipe socket 5 as a pressure port and Elektroan connections 6 are attached. Das Sensorgehäuse 3 ist, bis auf den Eingang, durch den Sensorrohrstutzen 5 hermetisch abge schlossen. The sensor housing 3 is, aside from the entrance hermetically abge through the sensor pipe socket 5 closed.

Das Kunststoffgehäuse 1 ist zweiteilig aufgebaut, aus einem Basisteil 7 und einem Gehäusedeckel 8 . The plastic housing 1 is constructed in two parts, a base part 7 and a housing cover. 8 Das Basisteil 7 ent hält eine wannenförmige Vertiefung 9 gegenüber dem Gehäuse deckel 8 . The base part 7 ent holds a trough-shaped depression 9 with respect to the housing cover. 8 In diese Vertiefung 9 ist das Sensorgehäuse 3 form schlüssig eingesetzt und durch einen Kleber fixiert. In this recess 9, the sensor housing 3 is inserted form-fit and fixed by an adhesive.

Neben dem Sensorgehäuse 3 im Basisteil 7 ist eine Dickschicht platte 10 mit Keramikchipkondensatoren 11 zum EMV-Schutz ein geklebt. In addition to the sensor housing 3 in the base part 7, a thick film is a plate glued with 10 ceramic chip capacitors 11 for EMI protection.

Am Basisteil 7 ist zudem extern eine Steckerkontur 12 ange formt, mit einem Metallstift 13 als Verbindung des externen Steckers zum Gehäuseinnenraum. On the base portion 7 also has an external plug 12 is formed contour, with a metal pin 13 as a connection of the external connector to the housing interior. Der Metallstift 13 , die Dick schichtplatte 10 bzw. die Keramikchipkondensatoren 11 und die Elektroanschlüsse am Sensorgehäuse 3 sind durch Bonden 14 , 15 elektrisch miteinander verbunden. The metal pin 13, the thick-film plate 10 or the ceramic chip capacitors 11 and the electrical connections to the sensor housing 3 are connected by bonding 14, 15 electrically.

Der Gehäusedeckel 8 ist auf Seitenwände 16 des Basisteils 7 aufgesetzt und in Nuten 17 mit Hilfe eines dort eingebrachten Klebstoffs 25 fixiert. The housing cover 8 is mounted on side walls 16 of the base 7 and fixed in grooves 17 by means of an adhesive introduced there 25th

Auf dem Deckelgehäuse 8 ist ein externer Druckanschluß 18 als Anschlußnippel angeformt, über den mit Hilfe einer O-Ringab dichtung 19 der Anschluß zu einer Druckquelle über eine Rohr verbindung 20 hergestellt wird. On the lid housing 8, an external pressure port 18 is formed as a connection fitting, the seal 19 over the connection to a pressure source via a pipe connection 20 is produced by means of a O-Ringab.

Zur Gehäuseinnenseite hin ist diese Rohrverbindung 20 in einem Anschlußrohr 21 verlängert. The housing inner side, this pipe connection is extended in a connecting tube 21 twentieth Das Anschlußrohr 21 ist so dimensioniert, daß es bei aufgesetztem Gehäusedeckel 8 auf den Sensorrohrstutzen 5 aufgesteckt ist und diesen in einem Überlappungsbereich umfaßt, wobei in diesem Bereich ein um laufender Spalt 22 gebildet ist. The connecting tube 21 is dimensioned so that it is placed in the housing cover 8 on the sensor pipe socket 5, and this includes in an overlapping region, wherein in this area a gap is formed around ongoing 22nd Dieser Spalt 22 ist in einem umlaufenden Bereich mit einem Kleber 23 ausgefüllt. This gap 22 is filled in a circumferential region with an adhesive 23rd

Innenflächen im Kunststoffgehäuse 1 , insbesondere die Dick schichtplatte 10 mit den Keramikchipkondensatoren 11 und der Drucksensor 2 mit dem Verbindungsbereich zum Anschlußrohr 21 sind mit Silikongel als Vergußmasse 24 abgedeckt und passi viert. Inner surfaces in the plastic housing 1, in particular, the thick-film ceramic board 10 with the chip capacitors 11 and the pressure sensor 2 to the connecting region to the connecting pipe 21 are covered with silicone gel as a sealing compound 24 passivated.

Die Herstellung und Montage der beschriebenen Anordnung er folgt dergestalt, daß bei abgenommenem Gehäusedeckel 8 das Sensorgehäuse von der Gehäusedeckelseite her in die Vertie fung 9 eingesetzt und dabei mit einem Klebertropfen fixiert wird. The manufacture and assembly of the arrangement described in such a way it follows that with the housing cover 8 of the sensor housing, the housing cover side in the Fung Vertie 9 is inserted and thereby fixed with an adhesive drops. In der gleichen Art wird die Dickschichtplatte 10 mon tiert und fixiert. In the same way, the thick-film plate 10 mon advantage and fixed. Um den Sensorrohrstutzen 5 wird anschlie ßend eine Kleberraupe gelegt. Around the sensor pipe socket 5, a bead of adhesive is subsequently placed ßend. Zudem wird die Vergußmasse 24 eingebracht. Moreover, the potting compound 24 is introduced. Bereits jetzt oder später kann am Auflagerand bzw. in den Nuten 17 für den Gehäusedeckel 8 Klebstoff 25 ver teilt werden. Already now or later for the housing cover 8 ver adhesive 25 can be divided on the support edge or in the grooves 17th

Nun wird der Gehäusedeckel 8 aufgesetzt, wodurch das Anschluß rohr 21 über den Sensorrohrstutzen 5 geschoben wird. Now, the casing cover 8 is fitted, whereby the connection tube 21 is slid over the sensor pipe socket. 5 Dabei er folgt eine Benetzung mit dem Kleber 23 , der sich in einem um laufenden Spaltbereich 22 verteilt und diesen ausfüllt. He is followed by a wetting with the adhesive 23, which is distributed in a to-gap area 22 and fills. An schließend werden die verwendeten Klebstoffe 23 , 25 und die Vergußmasse 24 zusammen ausgehärtet. The adhesives used 23, 25 and the encapsulant 24 are cured together on closing. Dabei ist die Verbindung zwischen dem Sensorrohrstutzen 5 und dem Anschlußrohr 21 spannungsfrei durchgeführt worden, da mögliche Toleranzen in der Schicht des Klebers 23 vor dem Aushärten aufgenommen sind. The connection between the sensor pipe socket 5 and the connecting pipe 21 is performed free of stress, because possible tolerances in the layer of the adhesive are added prior to curing 23rd

Für niedrige Drücke reicht eine Abdichtung zwischen dem Sen sorrohrstutzen 5 und dem Anschlußrohr 21 durch die Vergußmas se 24 aus, so daß der Verfahrensschritt mit dem Aufbringen der Kleberraupe am Sensorrohrstutzen 5 entfallen kann. For low pressures sufficient sealing between the Sen sorrohrstutzen 5 and the connecting pipe 21 through the Vergußmas se 24 so that the step can be omitted with the application of the adhesive bead on the sensor pipe socket. 5 Als Kleber 23 im Spalt 22 wird dann die Vergußmasse 24 , bevorzugt Silikongel, verwendet. 23 in the gap 22 is then used as the sealing compound adhesive 24, preferably silicone gel used.

Claims (10)

  1. 1. Drucksensor ( 2 ) in einem Kunststoffgehäuse ( 1 ) mit einem Druckanschluß ( 18 ), wobei der Drucksensor ( 2 ) ein Sensorge häuse ( 3 ) mit einem davon abstehenden Sensorrohrstutzen ( 5 ) aufweist, das Kunststoffgehäuse ( 1 ) ein den Sensorrohrstutzen ( 5 ) unter Bildung eines umlaufenden Spalts ( 22 ) umfassendes Anschlußrohr ( 21 ) enthält, mit Dichtmitteln im Spalt ( 22 ) zur Verbindung und Abdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtmittel für eine spannungsfreie Verbindung und Abdichtung der Spalt ( 22 ) zwischen Sensorrohrstutzen ( 5 ) und Anschluß rohr ( 21 ) in einem umlaufenden Bereich mit einem Kleber ( 23 ) ausgefüllt ist. 1. Pressure sensor (2) in a plastic housing (1) having a pressure port (18), wherein the pressure sensor (2) comprises a Sensorge housing (3) having a projecting therefrom sensor pipe (5), the plastic housing (1) a sensor tube stub ( 5) (to form a circumferential gap 22) comprehensive connecting pipe (21), (with sealing means in the gap 22) for connecting and sealing, characterized in that (as sealing means for a stress-free connection and sealing of the gap 22) (between the sensor pipe socket 5 is filled in) and connecting pipe (21) in a peripheral area with an adhesive (23).
  2. 2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgehäuse ( 1 ) zweiteilig aufgebaut ist und aus einem Basisteil ( 7 ) und mit diesem dicht verbundenen Gehäuse deckel ( 8 ) besteht, daß das Sensorgehäuse ( 3 ) im Basisteil ( 7 ) fixiert ist und der Sensorrohrstutzen ( 5 ) in Aufsetzrich tung des Gehäusedeckels ( 8 ) ausgerichtet ist, daß der Gehäuse deckel ( 8 ) eine Durchgangsöffnung ( 20 ) enthält, an deren Außenseite der externe Druckanschluß ( 18 ) gebildet ist und an deren Innenseite das den Sensorrohrstutzen ( 5 ) umfassende An schlußrohr ( 21 ) angeformt ist. 2. Pressure sensor according to claim 1, characterized in that the plastic housing (1) is constructed in two parts and consists of a base part (7) and lid consists (8) with this tightly connected to the housing so that the sensor housing (3) in the base part (7) fixed and the sensor pipe (5) in Aufsetzrich tung the housing cover (8) is aligned, that the housing cover (8) has a through opening (20), on the outer side of the external pressure port (18) is formed and on the inside of which the sensor pipe socket (5) An extensive circuit pipe (21) is formed.
  3. 3. Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil ( 7 ) an seiner Innenseite eine wannenförmige Ver tiefung ( 9 ) enthält, in der das Sensorgehäuse ( 3 ) von der Ge häusedeckelseite her eingesetzt und formschlüssig aufgenommen ist. 3. Pressure sensor according to claim 2, characterized in that the base part (7) comprises a trough-shaped Ver indentation (9) on its inside, in which the sensor housing (3) häusedeckelseite of the Ge forth is inserted and positively received.
  4. 4. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß zusätzlich zum Drucksensor ( 2 ) in einem weiteren Raum im Kunststoffgehäuse ( 1 ) elektrische und/oder elektronische Komponenten ( 10 , 11 ) enthalten sind. 4. Pressure sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that in addition to the pressure sensor (2) in a further room in the plastic housing (1) electric and / or electronic components (10, 11) are included.
  5. 5. Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Komponenten Keramikchipkondensatoren ( 11 ) auf einer Dickschichtplatte ( 10 ) sind. 5. Pressure sensor according to claim 4, characterized in that these components (11) are on a thick layer plate (10) ceramic chip capacitors.
  6. 6. Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickschichtplatte ( 10 ) in das Basisteil ( 7 ) von der Gehäu sedeckelseite her eingesetzt und dort durch eine Klebung fixiert ist. 6. Pressure sensor according to claim 5, characterized in that the thick-film plate (10) in the base part (7) of the sedeckelseite Gehäu forth inserted and fixed therein by gluing.
  7. 7. Drucksensor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen den An schlüssen ( 6 ) auf dem Sensorgehäuse ( 3 ) und den elektrischen Komponenten ( 10 , 11 , 13 ) durch Bonden hergestellt ist und als externer elektrischer Anschluß ein Stecker ( 12 ) am Basisteil ( 7 ) angeformt ist. 7. Pressure sensor according to one of claims 4 to 6, characterized in that the electrical connection between the on-circuits (6) on the sensor housing (3) and the electrical components (10, 11, 13) is produced by bonding and as an external an electrical connection plug (12) on the base part (7) is formed.
  8. 8. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Sensorgehäuse ( 3 ) ein Metallgehäuse ist. 8. Pressure sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor housing (3) is a metal housing.
  9. 9. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß Innenflächen im Kunststoffgehäuse ( 1 ) mit einer Vergußmasse ( 24 ), bevorzugt Silikongel, passiviert sind. 9. Pressure sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that inner surfaces of the plastic housing (1) are passivated with a sealing compound (24), preferably silicone gel.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors ( 2 ) in einem Kunststoffgehäuse ( 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse ( 3 ) in das Kunst stoffgehäuse ( 1 ), insbesondere von der Gehäusedeckelseite her, montiert wird und mit einem Klebertropfen fixiert wird, daß ggfs. die Dickschichtplatte ( 10 ) ebenfalls in der glei chen Art montiert und mit einem Kleber fixiert wird, daß in einem weiteren Verfahrensschritt um den Sensorrohrstutzen ( 5 ) eine Kleberraupe gelegt wird und wenigstens ein Teil der übri gen Oberfläche im Kunststoffgehäuse ( 1 ) mit einer Vergußmasse ( 24 ) passiviert wird, daß in einem weiteren Verfahrensschritt am Auflagerand (Nut 17 ) des Gehäusedeckels ( 8 ) Klebstoff ( 25 ) verteilt und der Gehäusedeckel ( 8 ) aufgesetzt wird, wodurch das Anschlußrohr ( 21 ) über den Sensorrohrstutzen ( 5 ) gescho ben und mit Kleber ( 23 ) benetzt wird, so daß ein umlaufender Spaltbereich zwischen Anschlußrohr ( 21 ) 10. A process for producing a pressure sensor (2) in a plastic housing (1) according to one of claims 1 to 9, as characterized by, that the sensor housing (3) plastic housing in the art (1), in particular of the housing cover side, mounted and is fixed with an adhesive bead that, if necessary. thick-film plate (10) also mounted in the sliding surfaces nature and is fixed with an adhesive that an adhesive bead is applied in a further process step to the sensor pipe (5) and at least a part of the übri gen surface in the plastic housing (1) with a sealing compound (24) is passivated, in that in a further method step the supporting edge (groove 17) of the housing cover (8) of adhesive (25) spread and the housing cover (8) is placed, whereby the connecting tube ( 21) (via the sensor tube stub 5) ben gescho and with adhesive (23) is wetted, so that a circumferential gap region between the connecting pipe (21) und Sensorrohrstutzen ( 5 ) mit Kleber ( 23 ) ausgefüllt wird und daß in einem letzten Verfahrensschritt die Klebstoffe ( 23 , 25 ) und die Vergußmas sen ( 24 ) zusammen ausgehärtet werden. and the sensor pipe (5) with adhesive (23) is filled in and that are cured in a last method step, the adhesives (23, 25) and the Vergußmas sen (24).
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