EP1562812A1 - Pressure sensor module - Google Patents
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- EP1562812A1 EP1562812A1 EP03750717A EP03750717A EP1562812A1 EP 1562812 A1 EP1562812 A1 EP 1562812A1 EP 03750717 A EP03750717 A EP 03750717A EP 03750717 A EP03750717 A EP 03750717A EP 1562812 A1 EP1562812 A1 EP 1562812A1
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Abstract
Description
DrucksensormodulPressure sensor module
Die Erfindung betrifft ein Drucksensormodul für elektronische Bremssysteme in Kraftfahrzeugen.The invention relates to a pressure sensor module for electronic brake systems in motor vehicles.
Es ist aus der WO 01/85511 AI bekannt, Drucksensoren in elektronischen Bremsensteuergeräten zu integrieren. Die in der genannten Schrift beschriebenen Ausführungsformen betreffen die Integration von Einzelsensoren, die mittels einer Clinch-Verbindung unmittelbar in einer Hydraulikeinheit befestigt sind.It is known from WO 01/85511 AI to integrate pressure sensors in electronic brake control devices. The embodiments described in the cited document relate to the integration of individual sensors which are fastened directly in a hydraulic unit by means of a clinch connection.
Aus der gattungsbildenden EP 1068120 Bl ist bereits ein Drucksensormodul bekannt, dessen Drucksensoren über Dicht- und Halteringe im Sensorgehäuse aufwendig befestigt sind. Zusätzlich bedarf es der Anordnung und der aufwendigen Herstellung von mehreren Bohr- und Gewindelöchern im Sensorbzw. Hydraulikgehäuse, um beide Gehäuse durch mehrere Schrauben miteinander verbinden zu können. Bei Unterschreitung des erforderlichen Anzugmoments der Schrauben kann es zu Undichtigkeiten und Schraubenlockerung kommen.From the generic EP 1068120 Bl a pressure sensor module is already known, the pressure sensors of which are fastened in the sensor housing by means of sealing and retaining rings. In addition, the arrangement and the complex production of several drill holes and threaded holes in the sensor or. Hydraulic housing to connect both housings with several screws. If the required torque of the screws is not reached, leaks and screw loosening can occur.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein möglichst einfach herzustellendes Drucksensormodul zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.It is therefore the object of the invention to create a pressure sensor module which is as simple to manufacture as possible and which does not have the aforementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird für ein Drucksensormodul der eingangs genannten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is the beginning for a pressure sensor module said genus solved by the characterizing features of claim 1.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen.Further advantages, features and possible applications of the invention result from the subclaims and the following description of several exemplary embodiments with reference to drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine SchnittZeichnung durch ein zylindrisches E- lement, das in einen Ausschnitt eines Sensorgehäuses und in einen Ausschnitt eines Hydraulikgehäuses gerichtet ist, die ausschließlich mittels einer durch Selbstverstemmung hervorgerufenen Gehäusedeformation mit dem Element verbunden sind,1 is a sectional drawing through a cylindrical element which is directed into a section of a sensor housing and into a section of a hydraulic housing, which are connected to the element exclusively by means of a housing deformation caused by self-caulking,
Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung des in Figur 1 gezeigten Elements, mit einer Befestigungskombination bestehend aus einer Selbstverstemmung im Hydraulikgehäuse und einer Pressverbindung des Elements im Sensorgehäuse,2 shows an alternative embodiment of the element shown in FIG. 1, with a fastening combination consisting of self-locking in the hydraulic housing and a press connection of the element in the sensor housing,
Fig. 3 abweichend von Figur 1, 2 eine Befestigungskombination, bestehend aus einer Schraubverbindung des Elements mit dem Sensorgehäuse und einer Selbst- verstemmbefestigung des Elements mit dem Hydraulikgehäuse,3, in deviation from FIG. 1, 2, a fastening combination consisting of a screw connection of the element with the sensor housing and a self-locking fastening of the element with the hydraulic housing,
Fig. 4 abweichend von Figur 1 eine Schweißverbindung des Elements mit einem kappenförmigen Oberteil,4, in deviation from FIG. 1, a welded connection of the element with a cap-shaped upper part,
Fig. 5 eine Gesamtansicht des Sensorgehäuses mit mehreren darin mittels Selbstverstemmung befestigten Elementen, wovon lediglich die an den Enden des Sensorgehäuses angeordnete Elemente mittels Selbstverstemmung mit dem Hydraulikgehäuse verbunden sind,Fig. 5 is an overall view of the sensor housing with several fastened therein by self-caulking Elements, of which only the elements arranged at the ends of the sensor housing are connected to the hydraulic housing by self-caulking,
Fig. 6 ausgehend von Figur 5 eine funktioneile Abwandlung der an den Enden des Sensorgehäuses angeordneten Elemente, die außer einer Befestigungsfunktion eine Durchflussfunktion erfüllen.6, starting from FIG. 5, shows a functional modification of the elements which are arranged at the ends of the sensor housing and which, in addition to a fastening function, fulfill a flow function.
Anhand den Figuren 1 bis 6 wird ein Drucksensormodul vorgestellt, das insbesondere für elektrohydraulische Bremsanlagen verwendet wird. Ein Drucksensormodul nimmt bekanntlich mehrere in einem Sensorgehäuse 13 angeordnete Drucksensoren auf, das mit seiner Flanschfläche an der Anschlussfläche eines Hydraulikgehäuses 12 derart befestigt ist, dass zwecks Druckerfassung mehrere im Sensorgehäuse 13 und in das Hydraulikgehäuse 12 angeordnete Druckkanäle 14 miteinander verbunden sind.A pressure sensor module, which is used in particular for electrohydraulic brake systems, is presented with reference to FIGS. 1 to 6. As is known, a pressure sensor module accommodates a plurality of pressure sensors arranged in a sensor housing 13, the flange surface of which is attached to the connection surface of a hydraulic housing 12 in such a way that a plurality of pressure channels 14 arranged in the sensor housing 13 and in the hydraulic housing 12 are connected to one another for the purpose of pressure detection.
Die Erfindung sieht vor, dass ein mit zwei Befestigungsabschnitten 1, 2 versehenes zylindrisches Element 3 zwischen der Flanschfläche 4 und der Anschlussfläche 5 angeordnet ist, das sich von dort mit seinen diametralen Befestigungsabschnitten 1, 2 in das Sensor- und Hydraulikgehäuse 13, 12 erstreckt. Wie aus den Figuren 1 bis 6 hervorgeht, mündet jeweils in die Flanschfläche 4 des Sensorgehäuses 13 eine erste Aufnahmebohrung 6 ein, in welcher sich der erste Befestigungsabschnitt 1 des zylindrischen Elements 3 kraft- und/oder formschlüssig erstreckt.The invention provides that a cylindrical element 3 provided with two fastening sections 1, 2 is arranged between the flange surface 4 and the connection surface 5, which extends from there with its diametrical fastening sections 1, 2 into the sensor and hydraulic housing 13, 12. As can be seen from FIGS. 1 to 6, a first receiving bore 6 opens into the flange surface 4 of the sensor housing 13, in which the first fastening section 1 of the cylindrical element 3 extends in a non-positive and / or positive manner.
Ferner geht aus den Figuren 1 bis 6 hervor, dass in die Anschlussfläche 5 des Hydraulikgehäuses 12 eine zweite Aufnahmebohrung 7 einmündet, in welcher der zweite Befesti- gungsabschnitt 2 des zylindrischen Elements 3 kraft- und/oder formschlüssig angeordnet ist. Zwischen den beiden Befestigungsabschnitten 1, 2 des zylindrischen Elements 3 ist ein Bund 8 mit zwei Ringflächen angeordnet, dessen dem Sensorgehäuse 13 zugewandte Ringfläche an einem Rand der ersten Aufnahmebohrung 6 anliegt und dessen der Hydraulikgehäuse 12 zugewandte zweite Ringfläche an einem Rand der zweiten Aufnahmebohrung 7 anliegt. Beide Aufnahmebohrungen 6, 7 sind koaxial zueinander ausgerichtet, wobei eine der beiden Aufnahmebohrungen 6, 7 eine Ausnehmung 9 aufweist, in die der Bund 8 vollständig eintaucht. In den Beispielen nach den Figuren 1 bis 6 ist die kreisrunde Ausnehmung 9 jeweils in der Flanschfläche des Sensorgehäuses 12 eingebracht.It can also be seen from FIGS. 1 to 6 that a second receiving bore 7 opens into the connection surface 5 of the hydraulic housing 12, in which the second fastening supply section 2 of the cylindrical element 3 is arranged non-positively and / or positively. Between the two fastening sections 1, 2 of the cylindrical element 3, a collar 8 with two annular surfaces is arranged, the annular surface facing the sensor housing 13 abutting an edge of the first receiving bore 6 and the second annular surface facing the hydraulic housing 12 abutting an edge of the second receiving bore 7 , Both receiving bores 6, 7 are aligned coaxially to one another, one of the two receiving bores 6, 7 having a recess 9 into which the collar 8 is completely immersed. In the examples according to FIGS. 1 to 6, the circular recess 9 is in each case made in the flange surface of the sensor housing 12.
Das von der Struktur her zylindrisch ausgeführte Element 3 ist an wenigstens einem der beiden Befestigungsabschnitte 1, 2 an seinem Umfang mit wenigstens einer Einschnürung 10 hoher Werkstoffhärte versehen, in die abhängig von der Eintauchtiefe des Elements 3 in wenigstens eine der beiden Aufnahmebohrungen 6, 7 entweder der gegenüber der Einschnürung 10 weichere Werkstoff des Sensorgehäuses 13 oder das gegenüber der Einschnürung 10 weichere Material des Hydraulikgehäuses 12 zu Dicht- und Befestigungszwecken verdrängt ist. Hierzu ist zumindest der mit der Einschnürung 10 versehene Befestigungsabschnitt 1, 2 des Elements 3 aus Stahl, vorzugsweise aus Automatenstahl, oder Messing hergestellt. Hingegen besteht das Sensorgehäuse 13 und/oder das Hydraulikgehäuse 12 aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus einer Aluminium-Knetlegierung. Hierzu eignet sich besonders gut ein Strangpressprofil.The structurally cylindrical element 3 is provided on at least one of the two fastening sections 1, 2 on its circumference with at least one constriction 10 of high material hardness, into which, depending on the immersion depth of the element 3, at least one of the two receiving bores 6, 7 either the material of the sensor housing 13 which is softer than the constriction 10 or the material of the hydraulic housing 12 which is softer than the constriction 10 is displaced for sealing and fastening purposes. For this purpose, at least the fastening section 1, 2 of the element 3 provided with the constriction 10 is made of steel, preferably of free-cutting steel, or brass. On the other hand, the sensor housing 13 and / or the hydraulic housing 12 consists of a light metal, preferably of a wrought aluminum alloy. An extruded profile is particularly suitable for this.
In der Figur β ist das zylindrische Element 3 vorteilhaft als Druckrohr zur Hindurchleitung des in dem Hydraulikge- häuse 12 anstehenden Drucks in Richtung des Sensorgehäuses 13 ausgebildet, so dass das Element 3 nicht nur eine Befestigungs- sondern auch eine Durchflussfunktion erfüllt.In FIG. 3, the cylindrical element 3 is advantageously used as a pressure pipe for passing the hydraulic housing 12 existing pressure in the direction of the sensor housing 13, so that the element 3 not only fulfills a fastening but also a flow function.
Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, dass das zylindrische Element 3 ein Messelement 11 zur Erfassung des Drucks in dem Hydraulikgehäuse 12 trägt, wozu das zylindrische E- lement 3 als Messrohr gestaltet ist, an dessen im Sensorgehäuse 13 angeordneten Rohrende das Messelement 11 befestigt ist.In addition, the invention provides that the cylindrical element 3 carries a measuring element 11 for detecting the pressure in the hydraulic housing 12, for which purpose the cylindrical element 3 is designed as a measuring tube to which the measuring element 11 is attached to the tube end arranged in the sensor housing 13.
Über die bereit zu den Figuren 1 bis 6 erläuterten Gemeinsamkeiten wird nachfolgend auf die Besonderheiten jeder abgebildeten Ausführungsform kurz eingegangen.The particulars of each embodiment shown are briefly discussed below about the similarities already explained for FIGS. 1 to 6.
Die Figur 1 weist als Besonderheit die ausschließlich aus einer Selbstverstemmung an den beiden Befestigungsabschnitten 1, 2 bestehende Befestigung des Elements 3 in der Hydraulik- und Sensorgehäuse 12, 13 auf, wozu zunächst der erste Befestigungsabschnitt 1 in die gestufte Aufnahmebohrung 6 eingepresst wird, so dass das gegenüber dem Element 3 weichere Material des Sensorgehäuses 13 von einem an die Einschnürung 10 angrenzenden Absatz 15 in die Einschnürung 10 verdrängt bzw. verdichtet wird. Das Element 3 übernimmt somit gewissermaßen die Funktion eines Verstemmstempels, dessen Vorschubbewegung durch eine am Bund 8 wirksame Axialkraft erzeugt wird. Nach der Befestigung der gewünschte Elemente 3 im Sensorgehäuse 13 wird das Sensorgehäuse 13 zu den Druckkanälen 14 im Hydraulikgehäuse 12 ausgerichtet und mit definierter Kraft zur Herstellung einer Selbstverstemmung (Self-clinch) mit den zweiten Befestigungsabschnitten 2 in die Druckkanäle 14 eingepresst.1 has as a special feature the fastening of the element 3 in the hydraulic and sensor housing 12, 13 consisting exclusively of self-caulking on the two fastening sections 1, 2, for which purpose the first fastening section 1 is first pressed into the stepped receiving bore 6, so that the material of the sensor housing 13, which is softer than the element 3, is displaced or compressed into the constriction 10 by a shoulder 15 adjoining the constriction 10. The element 3 thus takes over the function of a caulking punch, the feed movement of which is generated by an axial force acting on the collar 8. After the desired elements 3 have been fastened in the sensor housing 13, the sensor housing 13 is aligned with the pressure channels 14 in the hydraulic housing 12 and pressed into the pressure channels 14 with the second fastening sections 2 with a defined force in order to produce self-clinching.
In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wird abweichend vom Gegenstand nach Figur 1 der erste rohrförmige Befestigungsabschnitt 1 mit einer Presspassung versehen, so dass auf die Anordnung einer Einschnürung 10 im Bereich des ersten Befestigungsabschnitts 1 verzichtet werden kann. Der erste Befestigungsabschnitt 1 ist daher lediglich mit geringfügigem Übermaß zur ersten Aufnahmebohrung 6 gefertigt. Die gewählte Pressverbindung hat den Vorteil, dass das Sensorgehäuse 13 bei Wunsch oder Bedarf auch aus Stahl gefertigt werden kann. Die Verbindung des zweiten Befestigungsabschnitts 2 erfolgt durch eine Selbstverstemmung wie bereits zu Figur 1 beschrieben.In the embodiment of Figure 2 is different from 1, the first tubular fastening section 1 is provided with a press fit, so that the arrangement of a constriction 10 in the region of the first fastening section 1 can be dispensed with. The first fastening section 1 is therefore only made with a slight oversize to the first mounting hole 6. The selected press connection has the advantage that the sensor housing 13 can also be made of steel if desired or required. The second fastening section 2 is connected by self-caulking as already described for FIG. 1.
In der Figur 3 wird abweichend von den bisherigen Ausführungsbeispielen zur Verbindung des ersten Befestigungsabschnitts 1 mit dem Sensorgehäuse 13 ein Gewinde 16 verwendet. Die Abdichtung des Elements 3 im Sensorgehäuse 13 geschieht über einen Dichtkonus 17 am ersten Befestigungsabschnitt 1, der nach dem Eindrehen des Elements 3 in die erste Aufnahmebohrung 6 oberhalb des Gewindes 16 -an einem Kegeldichtsitz anliegt. Der zweite Befestigungsabschnitt 2 ist analog zu den vorangegangenen Beispielen mittels einer Selbstverstemmung unlösbar mit dem Hydraulikgehäuse 12 verbunden, so dass sich auch das Gewinde 16 nicht lösen kann.In FIG. 3, in contrast to the previous exemplary embodiments, a thread 16 is used to connect the first fastening section 1 to the sensor housing 13. The element 3 is sealed in the sensor housing 13 by means of a sealing cone 17 on the first fastening section 1, which, after the element 3 has been screwed into the first receiving bore 6, bears against a cone sealing seat above the thread 16. Analogous to the previous examples, the second fastening section 2 is permanently connected to the hydraulic housing 12 by means of self-locking, so that the thread 16 cannot loosen either.
Die Figur 4 zeigt ausgehend von einer Befestigung des Elements 3 in dem Hydraulik- und Sensorgehäuse 12, 13 nach Figur 1 am ersten Befestigungsabschnitt 1 ein kappenförmiges Oberteil 18 zur Aufnahme eines Messelements 11 angeschweißt. Dies hat den Vorteil, dass bei Wunsch oder Bedarf unterschiedliche Werkstoffe zur Anwendung gelangen können.FIG. 4 shows, starting from a fastening of the element 3 in the hydraulic and sensor housing 12, 13 according to FIG. 1, a cap-shaped upper part 18 for receiving a measuring element 11 welded onto the first fastening section 1. This has the advantage that different materials can be used if desired or required.
Die Figur 5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines blockförmigen Sensorgehäuses 13, mit mehreren parallel nebeneinander mittels Selbstverstemmung befestigten Rohrkör- per, wovon lediglich die an den beiden Enden des Sensorgehäuses 13 angeordneten Rohrkörper als die eingangs erwähnten Elemente 3 mittels einer Selbstverstemmung mit dem Hydraulikgehäuse 12 verbunden sind, die entsprechend der Ausführung nach Figur 4 gleichfalls an ihren Oberteilen Messelemente 11 aufnehmen können. Zwischen den beiden Elementen 3 sind die in den weiteren Aufnahmebohrungen 6 des Sensorgehäuses 13 angeordneten Rohrkörper lediglich als verstemmte Messelementträger 19 ausgeführt, die keine mechanische Verbindung mit dem Hydraulikgehäuse 12 aufweisen. Diese Messelementträger 19 stehen über Druckmessbohrungen 20 in der Flanschfläche 4 mit den Druckkanälen -14 des Hydraulikgehäuses 12 in Verbindung. Die Abdichtung der Flanschfläche 4 gegenüber der Anschlussfläche 5 erfolgt im Bereich der Druckmessbohrungen 20 entweder durch Einzeldichtungen 21 oder eine Dichtplatte 22.FIG. 5 shows a sectional side view of a block-shaped sensor housing 13 with a plurality of tubular bodies fastened in parallel next to one another by means of self-caulking. by, of which only the tubular bodies arranged at the two ends of the sensor housing 13 as the elements 3 mentioned at the outset are connected to the hydraulic housing 12 by means of self-caulking, which according to the embodiment according to FIG. 4 can also accommodate measuring elements 11 on their upper parts. Between the two elements 3, the tubular bodies arranged in the further receiving bores 6 of the sensor housing 13 are only designed as caulked measuring element carriers 19, which have no mechanical connection to the hydraulic housing 12. These measuring element carriers 19 are connected to the pressure channels -14 of the hydraulic housing 12 via pressure measuring holes 20 in the flange surface 4. The flange surface 4 is sealed off from the connection surface 5 in the area of the pressure measuring bores 20 either by means of individual seals 21 or a sealing plate 22.
In der Figur 6 werden abweichend vom Aufbau nach Figur 5 die beiden außenliegenden Elemente 3 lediglich als in das Sensor- und Hydraulikgehäuse 12, 13 eingestemmte Befestigungselemente genutzt, die über Querkanäle 23 mit zwei in das Sensorgehause 13 eingestemmte Rohrkörper verbunden sind, die den aus der Figur 5 bekannten Messelementträgern 19 entsprechen. Zwischen diesen beiden Messelementträgern 19 befinden sich weitere Messelementträger 19, die hinsichtlich ihrem Aufbau und ihrer Funktion den Erläuterungen zu Figur 5 entsprechen. Im Bereich der beiden außenliegenden Elemente 3 weist das Sensorgehäuse 13 eine breite Auflagefläche auf, die zur Aufnahme der erforderlichen Einpresskraft genutzt wird, um die beiden außenliegenden Elemente 3 mit dem Hydraulikgehäuse 12 zu verstemmen. Die breite Auflagefläche 24 wird seitlich von einem Gehäuserahmen 25 begrenzt, in dem sich die Messelementträger 19 und gegebenenfalls auch Komponenten oder die gesamte erforder- liehe Drucksensorelektronik befindet. Der Gehäuserahmen 25 wird von einem nicht abgebildeten Gehäusedeckel verschlossen.In FIG. 6, deviating from the construction according to FIG. 5, the two external elements 3 are only used as fastening elements which are caulked into the sensor and hydraulic housing 12, 13 and which are connected via transverse channels 23 to two tubular bodies which are caulked into the sensor housing 13 and which form the tube body 5 correspond to known measuring element carriers 19. Between these two measuring element carriers 19 there are further measuring element carriers 19 which correspond in terms of their structure and their function to the explanations for FIG. 5. In the area of the two outer elements 3, the sensor housing 13 has a wide contact surface, which is used to absorb the press-in force required to caulk the two outer elements 3 with the hydraulic housing 12. The wide contact surface 24 is laterally delimited by a housing frame 25 in which the measuring element carrier 19 and possibly also components or the entire required the pressure sensor electronics is located. The housing frame 25 is closed by a housing cover, not shown.
Durch die vorgeschlagene Erfindung wird ein besonders einfach an einem Hydraulikgehäuse zu befestigendes Drucksensormodul geschaffen, dessen zur Befestigung vorgeschlagenen Elemente 3 derart ausgestaltet ist, dass die Elemente 3 Zusatzfunktionen, wie zum Beispiel die Druckfortpflanzung in das Sensorgehäuse 13 und die Aufnahme der für die Druckerfassung erforderlichen Messelemente 11 oder auch eine Abdichtfunktion, übernehmen können. The proposed invention creates a pressure sensor module that is particularly easy to attach to a hydraulic housing, the elements 3 proposed for attachment being designed in such a way that the elements 3 perform additional functions such as, for example, pressure propagation into the sensor housing 13 and the accommodation of the measuring elements required for pressure detection 11 or a sealing function.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Befestigungsabschnitt1 mounting section
2 Befestigungsabschnitt2 fastening section
3 Element3 element
4 Flanschfläche4 flange surface
5 Anschlussfläche5 connection surface
6 Aufnahmebohrung6 location hole
7 Aufnahmebohrung7 location hole
8 Bund8 fret
9 Ausnehmung9 recess
10 Einschnürung10 constriction
11 Messelement11 measuring element
12 Hydraulikeinheit12 hydraulic unit
13 Sensorgehäuse13 sensor housing
14 Druckkanal14 pressure channel
15 Absatz15 paragraph
16 Gewinde16 threads
17 Dichtkonus17 sealing cone
18 Oberteil18 top
19 Messelementträger19 measuring element carrier
20 Druckmessbohrung20 pressure measuring bore
21 Einzeldichtung21 single seal
22 Dichtplatte22 sealing plate
23 Querkanal23 cross channel
24 Auflagefläche24 contact surface
25 Rahmen 25 frames
Claims
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