DE4016872C2 - Druckaufnehmer - Google Patents
DruckaufnehmerInfo
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- DE4016872C2 DE4016872C2 DE19904016872 DE4016872A DE4016872C2 DE 4016872 C2 DE4016872 C2 DE 4016872C2 DE 19904016872 DE19904016872 DE 19904016872 DE 4016872 A DE4016872 A DE 4016872A DE 4016872 C2 DE4016872 C2 DE 4016872C2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckaufnehmer gemäß
dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.
Ein solcher Druckaufnehmer ist bekannt (VDI Berichte Nr. 677,
1988, Seiten 105 bis 113). Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet
des bekannten Druckaufnehmers ist die dynamische Messung des
Zylinderdrucks im Brennraum einer Brennkraftmaschine, um
daraus Daten für die Steuerung der Brennkraftmaschine zu
gewinnen. Bei dem bekannten Druckaufnehmer besteht der
Membranträger aus einem kreisringförmigen Rohrabschnitt, der
mit seiner Stirnseite an einem Gewindestutzen befestigt ist,
der beispielsweise in eine Zylinderwand einer Brennkraft
maschine geschraubt werden kann und eine mittige Axialboh
rung aufweist, durch die hindurch die Vorderseite der
Membran mit dem Druck im Inneren des Zylinders beaufschlagt
werden kann. Der Randabschnitt der Umfangswand des Gehäuses
ist ebenfalls mit dem Gewindestutzen fest verbunden, so daß
dieser für eine druckdichte Verbindung zwischen dem Membran
träger und der Umfangswand sorgt. Bei dem bekannten
Druckaufnehmer ist die DMS-Anordnung eine in Dünnfilm-Tech
nik ausgebildete Wheatstonesche Vollbrücke, deren Kontakt
flächen mit den Spitzen der Endabschnitte der Anschlußdrähte
durch eine Hartlötung verbunden sind.
Ein solcher Druckaufnehmer ist, wenn er beispielsweise zur
Messung des Zylinderdrucks dient, hohen und hochfrequent
schwankenden Temperaturen, verhältnismäßig hohen Drücken und
einer chemisch aggressiven Umgebung ausgesetzt. Dennoch soll
er die dynamischen Druckverläufe mit hoher Genauigkeit zu
erfassen in der Lage sein und über lange Zeit stabile
Meßsignale liefern sowie sicher arbeiten. Schließlich ist
eine kostengünstige Fertigung wünschenswert.
Durch die Veröffentlichung DE 25 34 916 A1 ist ein Druckaufneh
mer bekannt, der mit einem Meßelement versehen ist, das eine
flache, metallische Membran aufweist, die eine flache DMS-
Anordnung trägt. Die flache Membran ist mit ihrem nicht verdick
ten Umfangsabschnitt an einer Schulter eines becherförmigen Ge
häuses festgeklemmt. Die DMS-Anordnung weist einen flexiblen
Träger für metallische Dehnungsmeßstreifen auf, der mit flexi
blen Lappenteilen versehen ist, auf denen metallische Kontakt
flächen ausgebildet sind, die in elektrisch leitender Verbindung
mit den Dehnungsmeßstreifen stehen. Den Boden des Gehäuses bil
det eine am übrigen Gehäuse festgeklemmte Anschlußplatte, die
elektrische Anschlußstifte und metallische Leiterbahnen trägt.
Im Zuge der Montage des bekannten Druckaufnehmers werden die
Lappenteile der DMS-Anordnung derart zwischen der Anschlußplatte
und einer weiteren Schulter des Gehäuses eingeklemmt, daß die
Kontaktflächen auf den Lappenteilen in Berührung mit den Leiter
bahnen auf der Anschlußplatte stehen. Durch diese Art der Kon
taktierung der Kontaktflächen der DMS-Anordnung mit den elektri
schen Anschlußstiften entfällt die Notwendigkeit, Anschlußdrähte
an die metallischen Kontaktflächen anzulöten oder anzuschweißen.
Nachteilig ist jedoch, daß eine spezielle DMS-Anordnung mit ei
nem Träger, der elastische Lappenteile aufweist, erforderlich
ist. Ferner wird mit dem notwendigerweise zweiteiligen Gehäuse,
dessen Boden durch die angeklemmte Anschlußplatte gebildet ist,
nicht die Dichtheit und Druckfestigkeit erreicht, die mit einem
Metallmantelkabel erreicht wird, das mit seinem Metallmantel
fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsge
mäßen Druckaufnehmer dahingehend zu verbessern, daß er für
langdauernden Einsatz geeignet ist, d. h. sowohl mechanische
Langzeitstabilität aufweist als auch stabile Meßsignale
liefert. Zudem soll die Fertigung möglichst geringen Aufwand
und möglichst geringe Kosten verursachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen durch den
Druckaufnehmer gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Bei diesem ist
vorgesehen, daß jeder der frei vorstehenden Endabschnitte
der Anschlußdrähte im wesentlichen quer zur Achse des
Metallmantelkabels abgebogen ist und blattfederartig ela
stisch verformt ist, wobei die Spitze des Endabschnitts
aufgrund dieser Verformung in elastischer Anlage und allein
dadurch in Berührung mit der zugeordneten Kontaktfläche
gehalten ist. Zum anderen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
durch den Druckaufnehmer gemäß Patentanspruch 2 gelöst, bei
dem ebenfalls vorgesehen ist, daß die frei vorstehenden
Endabschnitte der Anschlußdrähte im wesentlichen quer zur
Achse des Metallmantelkabels abgebogen sind und blattfeder
artig elastisch verformt sind, so daß die Spitzen der
Endabschnitte aufgrund dieser Verformung an den zugeordneten
Kontaktflächen gehalten sind. Zusätzlich ist vorgesehen, daß
die Spitzen in dieser Lage durch ein elektrisch leitfähiges
Klebemittel gesichert sind.
Beiden erfindungsgemäßen Lösungen ist gemeinsam, daß die
Endabschnitte der Anschlußdrähte derart abgebogen sind, daß
sie einen Blattfederabschnitt bilden. Dieser Blattfederab
schnitt ist, während die Spitzen der Endabschnitte in
Kontakt mit der jeweils zugeordneten Kontaktfläche stehen,
elastisch verformt, so daß die Spitze in elastischer Anlage
an ihrer Kontaktfläche gehalten wird. Dies ist erreicht
unmittelbar durch entsprechende Ausbildung der ohnehin
vorhandenen Endabschnitte der Anschlußdrähte und ohne
Zuhilfenahme zusätzlicher Vorrichtungen. Das vorstehend
beschriebene elastische Andrücken der Spitzen an die
Kontaktflächen erfordert lediglich ein Andrücken des Meßele
mentes gegen die Spitzen in Richtung der Achse des
Metallmantelkabels. Bei zahlreichen Anwendungsfällen des
Druckaufnehmers bleibt diese elastische Anlage ununterbro
chen auch über Lange Betriebszeiten bestehen, so daß die
Berührung der Spitzen mit den zugeordneten Kontaktflächen
allein durch diese elastische Anlage gewährleistet ist. Wenn
jedoch die Betriebsbedingungen erwarten lassen, daß die
Elastizität der Blattfederabschnitte im Laufe der Zeit
verlorengeht und/oder daß die Spitzen trotz im wesentlichen
unveränderter elastischer Eigenschaften der Blattfederab
schnitte sich zumindest zeitweilig von den zugeordneten
Kontaktflächen lösen, ist gemäß der zweiten erfindungsge
mäßen Lösung vorgesehen, daß die Spitzen der Endabschnitte
in ihrer die Kontaktflächen berührenden Lage durch ein
elektrisch leitfähiges Klebemittel gesichert sind. Eine
weitere Gemeinsamkeit der beiden erfindungsgemäßen Lösungen
liegt darin, daß die Kontaktstellen, an denen sich die
Kontaktflächen und Spitzen berühren, während der Herstellung
des Druckaufnehmers nicht von außen zugänglich zu sein
brauchen, wie dies beispielsweise beim Löten der Fall wäre.
In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß der Membranträger aus einem kreisringförmigen
Rohrabschnitt und einem kreisringförmigen Flansch besteht,
wobei die Membran am der Kammer zugewandten Ende des
Rohrabschnitts und der Flansch am anderen Ende des Rohrab
schnitts angeordnet sind, so daß das Meßelement topfförmig
und auf der Membranrückseite eben ist. Dieses Meßelement ist
mit seinem Flansch in eine Bohrung im vom Boden des Gehäuses
abgewandten Randabschnitt von dessen Umfangswand dicht
eingepaßt und dort verschweißt. Das becherförmige Gehäuse
ist einstückig ausgebildet, wobei das Meßelement und das
Gehäuse in der Weise montiert werden, daß das Meßelement in
die vom Gehäuse umgrenzte Kammer eingeschoben wird, bis sein
Flansch in der Bohrung sitzt. Bei diesem Einschieben kommen
die Spitzen der Endabschnitte der Anschlußdrähte in Berüh
rung mit den Kontaktflächen, wodurch die bereits vorstehend
erläuterte, zuverlässige Kontaktierung erfolgt, ohne daß
danach irgendwelche zusätzlichen Montagemaßnahmen zum Zweck
der Kontaktierung notwendig sind. Auf diese Weise ist
einerseits für verhältnismäßig einfachen Zusammenbau des
Druckaufnehmers und andererseits für hohe Betriebszuverläs
sigkeit gesorgt, da die Kammer, der die Rückseite der
Membran und die DMS-Anordnung zugewandt sind, im wesentli
chen von lediglich zwei einstückig ausgebildeten Bauteilen
begrenzt ist, nämlich dem Meßelement und dem Gehäuse.
Dies erweist sich besonders dann als vorteilhaft, wenn der
Druckaufnehmer - wie dies bei der bevorzugten Ausführungs
form der Fall ist - als Druckaufnehmer für Absolutdruck
ausgebildet ist und demzufolge die Kammer evakuiert ist und
dauerhaft evakuiert bleiben soll. Bei dieser bevorzugten
Ausbildung des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers ist ferner
vorgesehen, daß in der Außenfläche des Rohrabschnitts des
Meßelementes zumindest eine Ringnut ausgebildet ist, in der
ein Getterstoff angeordnet ist, der dadurch zur funktionalen
Langzeitstabilisierung des Druckaufnehmers beiträgt, daß er
störende Restgase bindet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
des Druckaufnehmers;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Brückenschaltung des
Meßelementes des Druckaufnehmers gemäß Fig. 1;
Fig. 3 das Schaltungsschema der Brückenschaltung gemäß Fig.
2;
Fig. 4 eine ausschnittsweise Darstellung des Schichtaufbaus
einer Dünnfilm-DMS-Anordnung;
Fig. 5 eine ausschnittsweise, vergrößerte Draufsicht gemäß
A-B in Fig. 1 auf ein Ende eines Metallmantelkabels;
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, der den in
Fig. 1 rechten Endabschnitt eines Anschlußdrahtes des
Metallmantelkabels in Seitenansicht zeigt;
Fig. 7 eine Ansicht allein des Anschlußdrahtes gemäß C-D in
Fig. 6;
Fig. 8 eine Ansicht allein des Anschlußdrahtes von rechts in
Fig. 6; und
Fig. 9 eine ausschnittsweise Darstellung einer zweiten
Ausführungsform des Druckaufnehmers.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh
rungsform des Druckaufnehmers. Dieser umfaßt ein becherför
miges Gehäuse 2 aus Metall, das einen Boden 4 sowie eine im
wesentlichen zylindrische Umfangswand 6 aufweist, die an
ihrem in Fig. 1 unteren Ende in den Boden 4 übergeht und mit
diesem einstückig ausgebildet ist. In der Mitte des Bodens 4
ist eine in Richtung der Achse Z des Druckaufnehmers und des
Gehäuses verlaufende, zylindrische Bohrung 8 ausgebildet,
durch die abgedichtet ein Metallmantelkabel 10 verläuft. Das
Metallmantelkabel 10 umfaßt einen rohrförmigen Metallmantel
12 sowie vier durch das Innere des Metallmantels 12
verlaufende elektrische Anschlußdrähte 14, von denen in Fig.
1 lediglich drei dargestellt sind. Im übrigen ist das Innere
des Metallmantels 12 mit einer Füllung 16 gefüllt, die die
Anschlußdrähte 14 derart in ihrer Lage festhält und sichert,
daß diese sich innerhalb des Metallmantels 12 nicht
gegenseitig berühren und nicht den Metallmantel berühren.
Darüber hinaus sorgt die Füllung 16 für elektrische
Isolierung der Anschlußdrähte und druckdichten Abschluß des
Inneren des Metallmantelkabels 10. Bei der Füllung 16 kann
es sich handeln um mineralische Oxide, beispielsweise um ein
Gemisch mit einem hohen Anteil SiO2.
Am Boden 4 des Gehäuses 2 sind drei zueinander konzentrische
Vorsprünge 18, 20 und 22 angeformt, von denen der Vorsprung
18 den größten Durchmesser dieser Vorsprünge hat und am
wenigsten vorsteht, während der Vorsprung 22 den kleinsten
Durchmesser dieser Vorsprünge hat und am weitesten vorsteht.
Der Vorsprung 22 ist mit dem Metallmantel 12 verschweißt, so
daß auf diese Weise das Metallmantelkabel 10 mit dem Boden 4
druckdicht fest verbunden ist. Der aus dem Boden 4
vorstehende Abschnitt des Metallmantelkabels 10 ist umgeben
von einem metallischen zylindrischen Schutzrohr 24, das auf
den Vorsprung 20 passend aufgesetzt ist und mit der
Stirnseite des Vorsprungs 18 verschweißt ist. Einerseits
schützt das Schutzrohr 24 den aus dem Gehäuse 2 vorstehenden
Abschnitt des Metallmantelkabels 10, andererseits erleich
tert das Schutzrohr 24 die Handhabung des Druckaufnehmers.
Das Schutzrohr 24, das Metallmantelkabel 10 und die
Anschlußdrähte 14 sind in Fig. 1 abgebrochen dargestellt.
Die Länge dieser Elemente kann dem jeweiligen Einsatzgebiet
des Druckaufnehmers angepaßt sein. Die Anschlußdrähte 14
sind im Betrieb an eine geeignete Schaltung angeschlossen,
die die erforderliche Speisespannung liefert und der die
Signalspannung zugeführt wird.
Auf ihrer Außenseite trägt die Umfangswand 6 des Gehäuses 2
oberhalb des Bodens 4 eine Werkzeugangriffsfläche 26, die
beispielsweise an einem einstückig mit der übrigen Umfangs
wand 6 ausgebildeten Sechskant 28 ausgebildet ist. Oberhalb
des Sechskantes 28 weist die Umfangswand 6 auf ihrer
Außenseite ein Außengewinde 30 auf, das dazu dient, den
Druckaufnehmer in einer Gewindebohrung einer nicht darge
stellten Wand zu befestigen, die den Raum begrenzt, in dem
sich das Fluid befindet, dessen Druck mittels des Druckauf
nehmers gemessen werden soll. Bei dieser Wand kann es sich
beispielsweise um die Zylinderwand eines Zylinders einer
Brennkraftmaschine handeln.
Die Umfangswand 6 weist an ihrem oberen, vom Boden 4
abgewandten Ende einen Randabschnitt 32 auf, in dessen
Bereich die Außenseite der Umfangswand kreiszylindrisch
glatt ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß sich das
Außengewinde 30 nicht bis zur Stirnseite des Druckaufnehmers
erstreckt, um Anzugsmomente vom Randabschnitt 32 fernzuhal
ten. Der Randabschnitt 32 ist axial nach oben bzw. außen
durch eine ebene, ringförmige Stirnfläche 34 begrenzt, die
Element der Stirnseite des Druckaufnehmers ist.
Im Inneren des Gehäuses 2 ist eine Kammer 36 ausgebildet,
die einen ersten Kammerabschnitt 38 mit kleinerem Durchmes
ser im Bereich des Sechskants 28 sowie einen zweiten
Kammerabschnitt 40 mit größerem Durchmesser im Bereich des
Außengewindes 30 aufweist. Das Metallmantelkabel 10 verläuft
durch den ersten Kammerabschnitt 38 hindurch bis in den
zweiten Kammerabschnitt 40, wobei jedoch zwischen dem
Metallmantel 12 und der Innenseite des zweiten Kammerab
schnitts 40 ein Ringraum freigelassen ist. Die beiden
Kammerabschnitte 38 und 40 liegen koaxial bezüglich des
Gehäuses 2 und des Metallmantelkabels 10.
In der Kammer 36 ist ein Meßelement 42 angeordnet. Das
Meßelement 42 umfaßt eine flache, metallische, kreisförmige
Membran 44, die konzentrisch zur Achse Z des Druckaufnehmers
(sowie des Gehäuses 2 und des Metallmantelkabels 10)
und senkrecht zu dieser Achse angeordnet ist. Die Membran 44
ist einstückig ausgebildet mit einem ringförmigen, verdick
ten Membranträger 46, der aus einem kreisringförmigen,
zylindrischen Rohrabschnitt 48 und einem kreisringförmigen
Flansch 50 besteht. An seinem ersten, in Fig. 1 unteren Ende
geht der Rohrabschnitt 48 in die Membran 44 über, wobei sich
der Rohrabschnitt 48 von der Membran 44 aus lediglich nach
oben in Fig. 1 erstreckt, so daß das gesamte Meßelement 42
auf seiner der Kammer 40 zugewandten Unterseite eben ist. An
seinem in Fig. 1 oberen, zweiten Ende geht der Rohrabschnitt
48 in den Flansch 50 über, der radial über die Außenfläche
des Rohrabschnitts vorsteht und außen durch eine Mantel
fläche mit zueinander und zur Achse Z parallelen Mantel
linien begrenzt ist. Der Flansch 50 weist eine ringförmige,
ebene Stirnfläche 52 auf, die am fertig montierten Druckauf
nehmer bündig in die Stirnfläche 34 übergeht. Die von der
Stirnfläche 52 abgewandte Unterseite des Flansches 50 ist
als ebene Ringfläche ausgebildet.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, sind die Wandstärke des Rohrab
schnitts 48, die radiale Dicke des Flansches 50 und die
axiale Höhe des Flansches 50 wesentlich größer als die Dicke
der Membran 44, so daß das Volumen des Flansches 50 und auch
des Rohrabschnitts 48 wesentlich größer ist als das Volumen
der Membran 44.
Zwischen der Außenseite des Rohrabschnitts 48 und der
Innenseite der Umfangswand 6 des Gehäuses 2 ist ein
ringförmiger Zwischenraum freigelassen, der in freier
Verbindung mit der übrigen Kammer 36 steht. In der
Außenfläche des Rohrabschnitts 48 ist eine flache Ringnut 54
ausgebildet, die sich annähernd über die gesamte axiale Höhe
des Rohrabschnitts 48 erstreckt. Eingelegt in diese Ringnut
54 ist ein Blechring 56 aus einem Getterstoff, beispielswei
se aus Tantal oder Titan.
Im Randabschnitt 32 der Umfangswand 6 ist eine konzentrische
Bohrung 58 ausgebildet, die einen größeren Durchmesser als
der zweite Kammerabschnitt 40 hat und an ihrem inneren, in
Fig. 1 unteren Ende durch eine Ringschulter 60 begrenzt ist.
Auf dieser Ringschulter 60 sitzt der Flansch 50 auf, dessen
Mantelfläche mit der Bohrung 58 eine Preßpassung bildet. Der
Flansch 50 und der Randabschnitt 32 sind an der Passungsfuge
der vorgenannten Passung miteinander verschweißt, wie dies
durch die Schweißnaht 62 angedeutet ist. Diese Schweißung
sorgt für druckdichte Verbindung zwischen dem Meßelement 42
und dem Gehäuse 2. Die Preßpassung sorgt für genauest
mögliche Ausrichtung des Meßelementes 42 relativ zum Gehäuse
2 in Radialrichtung, d. h. radial zur Achse Z. Die Ring
schulter 60 sorgt für die kraftaufnehmende axiale Abstützung
des Meßelementes 42 am Gehäuse 2 und insbesondere für die
genaue Positionierung des Meßelementes 42 relativ zum
Gehäuse 2 in Axialrichtung.
Auf der Unterseite bzw. Rückseite der Membran 44 ist eine
flache Dehnungsmeßstreifenanordnung 64 fest angebracht, die
hier kurz als DMS-Anordnung bezeichnet wird. Die DMS-
Anordnung 64 ist in Dünnfilmtechnik hergestellt. Ihr
Schichtaufbau ist schematisch in Fig. 4 gezeigt. An der
ebenen Rückseite 66 der Membran 44 haftet eine isolierende
SiO2-Schicht 68. An dieser haftet eine Widerstandsschicht
70, in der vier elektrische Widerstände ausgebildet sind die
beispielsweise aus NiCr bestehen. An der Widerstandsschicht
70 haftet eine Leiterschicht 72, in der die elektrischen
Leiter und Kontaktflächen der DMS-Anordnung ausgebildet
sind, und die beispielsweise aus Ni besteht. An der
Leiterschicht 72 wiederum haftet eine Schutzschicht 74, die
wiederum beispielsweise aus SiO2 besteht. Die Herstellung
einer derartigen Dünnfilm-DMS-Anordnung ist an sich bekannt
und wird daher hier nicht näher erläutert.
Fig. 2 zeigt in Draufsicht die in der Widerstandsschicht 70
ausgebildeten elektrischen Widerstände sowie die in der
Leiterschicht 72 ausgebildeten Leiter und Kontaktflächen. Es
ist erkennbar, daß die in Fig. 2 gezeigte Schaltungskonfigu
ration zur geometrischen Mitte der Membran 44 symmetrisch
ist. Das zugeordnete Schaltungsschema ist in Fig. 3 gezeigt.
Die DMS-Anordnung 64 umfaßt vier jeweils einen Dehnungsmeß
streifen bildende Widerstände R1, R2, R3 und R4. Diese sind
in der in Fig. 3 erkennbaren Weise zu einer Wheatstoneschen
Vollbrücke geschaltet, der über zwei Kontaktflächen 76 und
78 die Speisespannung zugeführt wird, während über zwei
Kontaktflächen 80 und 82 die Signalspannung abgenommen wird.
Wenn die Widerstände in der in Fig. 2 gezeigten Weise auf
der Membran 44 angeordnet sind, führt eine Verformung der
Membran 44 durch auf die Membran von oben in Fig. 1
aufgebrachten Druck zu einer Erhöhung des elektrischen
Widerstandes der Widerstäde R2 und R4, wie dies in Fig. 3
durch Pfeile neben diesen Widerständen angedeutet ist, und
zu einer Verringerung des elektrischen Widerstandes der
Widerstände R1 und R3, wie dies ebenfalls durch Pfeile in
Fig. 3 angedeutet ist. Demzufolge addieren sich die Signale
der vier Dehnungsmeßstreifen bzw. Widerstände zur Signal
spannung. Die Höhe der Signalspannung ist ein Maß für den
Druck, mit dem die Vorderseite der Membran 44 beaufschlagt
ist. Die Auswertung dieser Signalspannung wird hier nicht
weiter erläutert.
Im folgenden wird die Kontaktierung näher erläutert, d. h.
die Art und Weise, in der an den Kontaktstellen zwischen den
Kontaktflächen 76, 78, 80 und 82 einerseits und den
Anschlußdrähten 14 andererseits für elektrisch leitende
Verbindung gesorgt ist. Die hierzu getroffenen Maßnahmen und
Ausbildungen sind für alle vier Anschlußdrähte 14 und alle
vier Kontaktflächen 76, 78, 80 und 82 gleich, so daß die
folgende Beschreibung für jede der vier Kontaktstellen gilt.
Jeder Anschlußdraht 14 steht aus dem Metallmantelkabel frei
in die Kammer 36 vor. Wie insbesondere die Fig. 6 bis 8
erkennen lassen, ist jeder dieser frei vorstehenden Endab
schnitte 84 kurz oberhalb des Endes des Metallmantels 12 im
wesentlichen quer zur Achse Z radial nach außen abgebogen.
Das freie Ende jedes Endabschnitts 84 ist unter Bildung
einer Spitze 86 zurückgebogen in eine zur Achse Z parallelen
Ausrichtung, so daß der Endabschnitt 84 in der Seitenansicht
(Fig. 6) die Form eines liegenden "Z" hat. Außerdem ist der
frei vorstehende Endabschnitt 84 zu einem flach-ovalen
Profil verformt, wie dies insbesondere Fig. 7 erkennen läßt,
wobei der Endabschnitt 84 dieses flach-ovale Profil prak
tisch über seine gesamte horizontale Erstreckung (bei
Betrachtung in den Fig. 1 und 6) sowie im Bereich der Spitze
86 hat. Durch diese Formgebung ist der Endabschnitt 84 als
blattfederartiges Element ausgebildet, das elastisch ver
formbar ist. Es wird blattfederartig elastisch verformt,
wenn auf die Spitze 86 eine Kraft im wesentlichen in
Richtung der Achse Z ausgeübt wird.
Die in Fig. 5 gezeigte Draufsicht auf das Metallmantelkabel
10 mit seinen Endabschnitten 84, bei der es sich um eine
Schnittdarstellung gemäß A-B in Fig. 1 unter Weglassung des
Gehäuses 2 handelt, läßt erkennen, daß die vier Endabschnit
te 84 der vier Anschlußdrähte 14 radial nach außen verlaufen
und im wesentlichen symmetrisch zur Achse Z des Metallman
telkabels 10 angeordnet sind. Die Abmessungen der Endab
schnitte 84 einschließlich ihrer Spitzen 86 und die
Abmessungen der in Fig. 2 erkennbaren Schaltungskonfigura
tion einschließlich der Orte und der Größen der Kontaktflä
chen 76, 78, 80 und 82 sind derart einander angeglichen, daß
die Spitzen 86 den gleichen radialen Abstand von der Achse Z
haben wie die genannten Kontaktflächen und daß die Abstände
der Spitzen 86 in Umfangsrichtung voneinander gleich den
Abständen der Kontaktflächen 76, 78, 80 und 82 in Umfangs
richtung voneinander sind, so daß bei richtiger Ausrichtung
in Umfangsrichtung dieser Kontaktflächen und der Spitzen 86
relativ zueinander, d. h. in Drehrichtung bezüglich der Achse
Z, diese Kontaktflächen und die Spitzen 86 in Berührung
miteinander bringbar sind. Wie noch erläutert werden wird,
wird während der Montage des Meßelementes 42 am Gehäuse 2
das Meßelement 42 von oben (in Fig. 1) in die Kammer 36 in
korrekter Ausrichtung eingesetzt. Dabei wird es in Richtung
der Achse Z zunächst so weit eingeschoben, bis die
Kontaktflächen 76, 78, 80 und 82 in Berührung mit den
Spitzen 86 treten,
und dann weiter eingeschoben, bis der Flansch 50 auf der Ringschulter 60 aufsitzt. Dabei werden die Endabschnitte 84 elastisch verformt, was wiederum zur Folge hat, daß die Spitzen 86 die Kontaktflächen 76, 78, 80 und 82 nicht nur berühren, sondern elastisch an diese angedrückt werden. In der dadurch erreichten Stellung wird das Meßelement 42 am Gehäuse 2 befestigt, so daß die elastische Anlage der Spitzen 86 an den zugeordneten Kontaktflächen dauerhaft beibehalten bleibt.
und dann weiter eingeschoben, bis der Flansch 50 auf der Ringschulter 60 aufsitzt. Dabei werden die Endabschnitte 84 elastisch verformt, was wiederum zur Folge hat, daß die Spitzen 86 die Kontaktflächen 76, 78, 80 und 82 nicht nur berühren, sondern elastisch an diese angedrückt werden. In der dadurch erreichten Stellung wird das Meßelement 42 am Gehäuse 2 befestigt, so daß die elastische Anlage der Spitzen 86 an den zugeordneten Kontaktflächen dauerhaft beibehalten bleibt.
In zahlreichen Anwendungsfällen reicht es, wenn allein durch
diese elastische Anlage die Berührung zwischen den Spitzen
86 und den zugeordneten Kontaktflächen aufrechtgehalten
wird. Es sind jedoch Einsatzbedingungen denkbar, bei denen
beispielsweise durch hohe thermische Belastung die Elastizi
tät der verformten, blattfederartigen Endabschnitte 84
allmählich verlorengeht oder bei denen beispielsweise durch
starke Schwingungsbelastung sich die Spitzen 86 kurzzeitig
von den zugeordneten Kontaktflächen lösen. Für derartige
Einsatzbedingungen können die Kontaktstellen zusätzlich
gesichert sein, wie dies bei dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Zur Sicherung der Kontaktstellen ist jede Spitze 86
zusätzlich mit der zugeordneten Kontaktfläche 76, 78, 80
bzw. 82 mittels eines Klebemittels 88 verklebt. Dieses
Klebemittel ist elektrisch leitfähig und besteht aus einem
Gemisch aus einem Kleber sowie elektrisch leitfähigen
Teilchen aus Metall. Der Kleber ist vorzugsweise ein
organischer Kleber, wobei wiederum ein Polyamidkleber
besonders geeignet ist. Auch Silikonkautschukkleber und
Epoxidkleber haben sich als geeignet erwiesen.
Die Sicherung der Kontaktstellen mittels eines derartigen
elektrisch Leitfähigen Klebemittels hat den Vorteil, daß
eine solche Klebeverbindung im Betrieb höher temperaturbe
lastbar ist als eine Weichlötverbindung, bei ihrer Herstel
lung jedoch die DMS-Anordnung 64 nicht so hoch temperaturbe
lastet wird wie beim Hartlöten und darüber hinaus keine
Zugänglichkeit der Kontaktstellen zur Herstellung der
Verbindung erfordert, wie dies beispielsweise beim Löten der
Fall wäre.
Der beschriebene Druckaufnehmer eignet sich insbesondere zu
Absolutdruckmessungen. Daher ist die Kammer 36 evakuiert. Um
die Kammer 36 evakuieren zu können, ist in der Umfangswand 6
eine Bohrung 90 ausgebildet, die nach dem Evakuieren der
Kammer 36 fest und druckdicht geschlossen worden ist.
Der Zusammenbau des vorstehend beschriebenen Druckaufnehmers
erfolgt auf folgende Weise. Zunächst wird den Endabschnitten
84 der Anschlußdrähte 14 des Metallmantelkabels 10 die
blattfederartige Ausbildung gegeben, wie sie insbesondere
die Fig. 5 bis 8 zeigen. Dann wird das Metallmantelkabel 10
in die Bohrung 8 des Gehäuses 2 eingesetzt und mit dessen
Vorsprung 22 verschweißt, so daß die Bohrung 8 durch das
eingeschweißte Metallmantelkabel 10 mechanisch fest und
druckdicht verschlossen ist. Als nächstes wird dann das
Schutzrohr 24 auf den Vorsprung 20 gesetzt und mit dem
Vorsprung 18 verschweißt.
Bevor das Meßelement 42 mit dem Gehäuse 2 verbunden wird,
wird auf die Kontaktstellen 76, 78, 80 und 82 der auf der
Unterseite der Membran 44 angeordneten DMS-Anordnung 64
jeweils Klebemittel 88 aufgebracht. Bevor dieses wesentlich
ausgehärtet ist, wird das Meßelement 42 in Richtung der
Achse Z und mit der vorstehend bereits erläuterten,
korrekten Ausrichtung in die Kammer 36 des Gehäuses 2
eingeschoben, bis die Unterseite des Flansches 50 auf der
Ringschulter 60 aufsitzt. Dabei werden die Kontaktstellen in
bereits vorstehend erläuterter Weise ausgebildet und durch
das Klebemittel 88 gesichert. Das Meßelement 42 wird in
seiner Lage am Gehäuse 2 mittels der Schweißnaht 62
befestigt. Nach Aushärtung des Klebemittels 88 und ggf.
einer thermischen Behandlung wird die Kammer 36 evakuiert
und schließlich die Bohrung 90 druckdicht verschlossen.
Die beschriebene Ausbildung des Druckaufnehmers ermöglicht
es, das Meßelement 42 und das Gehäuse 2 jeweils einstückig
auszubilden und unmittelbar miteinander zu verbinden, ohne
daß hierfür besonders komplizierte oder empfindliche Maßnah
men zur Kontaktierung in Kauf genommen zu werden brauchen.
Weder brauchen die Endabschnitte 84 eine solche Überlänge zu
haben, daß an den Kontaktstellen eine Verbindung hergestellt
werden kann, bevor das Meßelement 42 in die Kammer 36
eingesetzt wird, noch brauchen Maßnahmen getroffen zu werden
- beispielsweise zusätzliche Öffnungen in der Umfangswand 6
-, die allein während des Zusammenbaus dem Zweck dienen, an
den Kontaktstellen eine sichere Verbindung herzustellen. Die
jeweils einstückige Ausbildung von Meßelement 42 und Gehäuse
2 ist unter mehreren Gesichtspunkten vorteilhaft. Beim
Meßelement 42 wirkt sie sich insbesondere auf die Meßge
nauigkeit aus; beim Gehäuse 2 trägt sie insbesondere zur
Sicherheit beispielsweise im Falle eines Membranbruchs bei.
Von besonderer Bedeutung für die Langzeitstabilität der
gelieferten Meßsignale ist die Reinhaltung des Vakuums in
der Kammer 36, die durch den Getterstoff in der Ringnut 54
aufrechtgehalten wird.
Eine Besonderheit des beschriebenen Druckaufnehmers liegt in
der Art und Weise, wie die Vorderseite der vom Druck
ausgelenkten Membran 44 dem Druckfluid ausgesetzt ist.
Aufgrund der Tatsache, daß einerseits das Meßelement in
beschriebener Weise topfförmig ist, andererseits die Stirn
fläche 52 des Flansches 50 des Meßelementes 42 in der
Stirnseite des gesamten Druckaufnehmers liegt, ist die
Membranvorderseite zwar relativ zur Stirnseite des Druckauf
nehmers etwas eingezogen bzw. bezüglich des Druckfluids
zurückversetzt. Andererseits kann jedoch das Druckfluid
unbehindert zur Membran 44 gelangen und ist diese nicht etwa
durch verengte, drosselnde Querschnitte vom Druckfluid
getrennt. Die Konfiguration des Druckaufnehmers im Bereich
des Meßelementes 42 weist somit (im in Fig. 1 gezeigten
Längsschnitt) ein M-Profil auf, wobei die Schenkel durch die
Umfangswand 6 gebildet sind und mittels des Außengewindes 30
der Befestigung des Druckaufnehmers dienen, in der Mitte des
"M" zurückgesetzt die Membran 44 angeordnet ist und die
inneren Schenkel des "M" gebildet sind durch den Rohrab
schnitt 48 und im wesentlichen mit ihrer Wärmekapazität und
ihrem Abschirmeffekt für die Hochtemperatureignung des
Druckaufnehmers sorgt. Es ist gefunden worden, daß diese
Konfiguration sich eignet für die Erfassung dynamischer,
sich hochfrequent ändernder Druckverläufe trotz hoher
Betriebstemperatur, die beispielsweise 500°C betragen kann.
Aufgrund dieser Konfiguration gelangt der Druck praktisch
verzögerungsfrei zur Membran 44, so daß transiente Druckver
läufe genau erfaßbar sind. Selbst hochfrequent stark
schwankende Temperaturen im Druckfluid, wie sie im Zylinder
einer Brennkraftmaschine auftreten, werden vom beschriebenen
Druckaufnehmer toleriert. Zwar ist die Membran 44 direkt der
Wärmestrahlung ausgesetzt, jedoch nur unter einem begrenzten
Einfallswinkel, da der Rohrabschnitt 48 für eine partielle
Abschirmung der Wärmeeinstrahlung sorgt. Da das Druckfluid
innerhalb des topfförmigen Meßelementes 42 im wesentlichen
ruht, erfolgt keine Fluidströmung entlang der Vorderseite
der Membran 44 und somit auch kein konvektiver Wärmeüber
gang. Schließlich stellt der verdickte Membranträger 46 aus
dem Rohrabschnitt 48 und dem Flansch 50 mit seinem
verhältnismäßig großen Volumen einen Wärmespeicher dar,
dessen Temperatur sich trotz dynamischer Temperatur
änderungen im Druckfluid nicht wesentlich ändert und der auf
die Temperatur der einstückig damit ausgebildeten Membran 44
vergleichmäßigend wirkt. Diese Maßnahmen führen somit
insgesamt trotz sich hochfrequent ändernder Temperatur des
Druckmediums zu einem geringen Temperaturgradienten senk
recht zur Membran 44, einem geringen Temperaturgradienten in
Richtung der Membranebene und verhältnismäßig hoher zeitli
cher Konstanz der Membrantemperatur, so daß die Temperatur
einflüsse auf die Genauigkeit der Druckmessung gering sind.
Ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen Ausbil
dungdes Druckaufnehmers liegt darin, daß sich eine sehr
kompakte Bauweise ergibt. So Läßt sich beispielsweise das
Außengewinde als M10-Gewinde ausbilden, wobei dann die
oberhalb des Sechskants 28 gemessene Länge des Druckaufneh
mers in Richtung der Achse Z 12 mm beträgt.
Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die
weitgehend mit der vorstehend beschriebenen ersten Ausfüh
rungsform übereinstimmt. Es werden für gleiche Elemente
beider Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen verwendet. Im
folgenden wird lediglich der Unterschied zwischen der
zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 9 und der ersten
Ausführungsform erläutert. Die Besonderheit der zweiten
Ausführungsform liegt in der Ausbildung des Membranträgers
46 des Meßelementes 42, der bei der zweiten Ausführungsform
lediglich aus dem Flansch 50 besteht, d. h. kein dem
Rohrabschnitt 48 entsprechendes Element aufweist. Dadurch
ist die Höhe des Meßelementes 42 in Richtung der Achse Z
deutlich verringert, so daß der Innenraum des Meßelementes
42, d. h. der Raum oberhalb der Membran 44 in Fig. 9 auf eine
flache Scheibe reduziert ist und das gesamte Meßelement ein
flaches U-Profil hat. Diese Ausführungsform eignet sich für
Applikationen, bei denen die Temperaturbelastung, insbeson
dere die Temperaturwechselbelastung, des Meßelementes 42
geringer ist, so daß die vorstehend ausführlich für die
erste Ausführungsform erläuterten Maßnahmen, die die tempe
raturbedingten Einflüsse auf die Druckmessung verringern
sollen, nicht in gleichem Maße erforderlich sind.
Der Druckaufnehmer weist bei der Erfindung ein Meßelement
mit einer metallischen Membran und einem verdickten Membran
träger auf. Auf der Rückseite der Membran ist eine
DMS-Anordnung in Dünnfilm-Technik befestigt. Der Membranträ
ger ist in ein einstückiges, becherförmiges Gehäuse fest
eingesetzt, durch dessen Boden ein Metallmantelkabel ver
läuft. Die Anschlußdrähte des Metallmantelkabels sind quer
zur Achse desselben abgebogen und zu blattfederartigen
Elementen verformt. Sie stehen unter elastischer Vorspannung
und drücken die Spitzen der Endabschnitte elastisch gegen
die Kontaktflächen der DMS-Anordnung. Diese Kontaktstellen
können zusätzlich gesichert sein durch ein elektrisch
leitfähiges Klebemittel. Der kompakte Druckaufnehmer ist
geeignet für dynamische Absolutdruckmessungen auch bei hohen
und schwankenden Temperaturen, insbesondere zur Messung des
Drucks im Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Claims (30)
1. Druckaufnehmer, mit einem Meßelement, das eine flache,
metallische Membran und einen ringförmigen vedickten Mem
branträger aufweist, der die Membran an ihrem Rand trägt und
einstückig mit dieser ausgebildet ist, wobei die Membran auf
ihrer Vorderseite dem zu messenden Druck eines Fluids
ausgesetzt ist und auf der Rückseite der Membran eine flache
DMS-Anordnung aus zumindest einem metallischen Dehnungsmeß
streifen und zugehörigen metallischen Kontaktflächen fest
angebracht ist und wobei die durch den Druck des Fluids
bewirkte Auslenkung der Membran auf den zumindest einen
Dehnungsmeßstreifen übertragen wird und dessen dadurch
verursachte elektrische Widerstandsänderung als Maß für den
Druck gemessen wird, mit einem becherförmigen Gehäuse, das
eine von einem Boden und einer Umfangswand begrenzte Kammer
aufweist, in der das Meßelement angeordnet ist, wobei der
Membranträger druckdicht mit dem vom Boden abgewandten
Randabschnitt der Umfangswand verbunden ist und die Rück
seite der Membran dem Inneren der Kammer zugewandt ist, und
mit einem Metallmantelkabel, das einen rohrförmigen Metall
mantel, durch das Innere des Metallmantels verlaufende
Anschlußdrähte und eine die Anschlußdrähte im Metallmantel
festhaltende und isolierende Füllung aufweist, wobei das
Metallmantelkabel durch eine Bohrung im Boden des Gehäuses
verläuft und mit seinem Metallmantel fest mit dem Gehäuse
verbunden ist und wobei die Anschlußdrähte aus dem Metall
mantelkabel mit ihren Endabschnitten in die Kammer frei
vorstehen und die Spitzen der Endabschnitte jeweils in
elektrisch leitender Berührung mit der zugeordneten Kontakt
fläche der DMS-Anordnung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der frei vorstehenden Endabschnitte (84) der Anschluß
drähte (14) im wesentlichen quer zur Achse (Z) des
Metallmantelkabels (10) abgebogen und blattfederartig
elastisch verformt ist und daß die Spitze (86) des
Endabschnitts aufgrund dieser Verformung in elastischer
Anlage und allein dadurch in Berührung mit der zugeordneten
Kontaktfläche (76, 78, 80, 82) gehalten ist.
2. Druckaufnehmer, mit einem Meßelement, das eine flache,
metallische Membran und einen ringförmigen verdickten
Membranträger aufweist, der die Membran an ihrem Rand trägt
und einstückig mit dieser ausgebildet ist, wobei die Membran
auf ihrer Vorderseite dem zu messenden Druck eines Fluids
ausgesetzt ist und auf der Rückseite der Membran eine flache
DMS-Anordnung aus zumindest einem metallischen Dehnungsmeß
streifen und zugehörigen metallischen Kontaktflächen fest
angebracht ist und wobei die durch den Druck des Fluids
bewirkte Auslenkung der Membran auf den zumindest einen
Dehnungsmeßstreifen übertragen wird und dessen dadurch
verursachte elektrische Widerstandsänderung als Maß für den
Druck gemessen wird, mit einem becherförmigen Gehäuse, das
eine von einem Boden und einer Umfangswand begrenzte Kammer
aufweist, in der das Meßelement angeordnet ist, wobei der
Membranträger druckdicht mit dem vom Boden abgewandten
Randabschnitt der Umfangswand verbunden ist und die Rück
seite der Membran dem Inneren der Kammer zugewandt ist, und
mit einem Metallmantelkabel, das einen rohrförmigen Metall
mantel, durch das Innere des Metallmantels verlaufende
Anschlußdrähte und eine die Anschlußdrähte im Metallmantel
festhaltende und isolierende Füllung aufweist, wobei das
Metallmantelkabel durch eine Bohrung im Boden des Gehäuses
verläuft und mit seinem Metallmantel fest mit dem Gehäuse
verbunden ist und wobei die Anschlußdrähte aus dem Metall
mantelkabel mit ihren Endabschnitten in die Kammer frei
vorstehen und die Spitzen der Endabschnitte jeweils in
elektrisch leitender Berührung mit der zugeordneten Kontakt
flache der DMS-Anordnung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der frei vorstehenden Endabschnitte (84) der Anschluß
drähte (14) im wesentlichen quer zur Achse (Z) des
Metallmantelkabels (10) abgebogen ist und blattfederartig
elastisch verformt ist und daß die Spitze (86) des
Endabschnitts aufgrund dieser Verformung in Anlage an der
zugeordneten Kontaktfläche (76, 78, 80, 82) gehalten ist und
in dieser Lage durch eine elektrisch leitfähiges Klebemittel
(88) gesichert ist.
3. Druckaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß das elektrisch leitfähige Klebemittel (88) ein
Gemisch aus einem Kleber und elektrisch leitfähigen Teilchen
ist.
4. Druckaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Teilchen aus Metall bestehen.
5. Druckaufnehmer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kleber ein organischer Kleber ist.
6. Druckaufnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Kleber ein Polyamidkleber ist.
7. Druckaufnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Kleber ein Silikonkautschukkleber ist.
8. Druckaufnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Kleber ein Epoxidkleber ist.
9. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder der abgebogenen Endab
schnitte (84) ein flach-ovales Profil aufweist.
10. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die abgebogenen Endabschnitte
(84) bezüglich der Achse (Z) des Metallmantelkabels (10)
radial nach außen verlaufen.
11. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (86) der Endab
schnitte (84) im wesentlichen parallel zur Achse (Z) des
Metallmantelkabels (10) ausgerichtet sind.
12. Druckaufnehmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Endabschnitt (84) Z-Form hat.
13. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die DMS-Anordnung (64) eine
Dünnfilm-Anordnung ist.
14. Druckaufnehmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die DMS-Anordnung (64) vier Dehnungsmeßstreifen auf
weist, die elektrisch leitend zu einer Wheatstoneschen
Vollbrücke verbunden sind.
15. Druckaufnehmer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schaltungskonfiguration bezüglich
der geometrischen Mitte der Membran (44) symmetrisch ist.
16. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Membranträger (46) ein
Flansch (50) ist, der außen durch eine Mantelfläche mit
zueinander parallelen Mantellinien begrenzt ist, die senk
recht zur Membranebene verlaufen, und daß sich der Flansch
auf nur einer Seite der Membran (44) erstreckt, so daß das
Meßelement (42) im Querschnitt ein flaches U-Profil hat und
auf der Membranrückseite eben ist.
17. Druckaufnehmer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß der Flansch (50) ein geschlossener Kreisring ist.
18. Druckaufnehmer nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die radiale Dicke und die axiale Höhe
des Flansches (50) wesentlich größer sind als die Dicke der
Membran (44).
19. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Membranträger (46) aus einem
kreisringförmigen Rohrabschnitt (48) und einem kreisringför
migen Flansch (50) besteht, wobei die Membran an dem der Kammer
zugewandten, ersten Ende des Rohrabschnitts und der Flansch
am anderen, zweiten Ende des Rohrabschnitts angeordnet sind
und wobei die Membran, der Rohrabschnitt und der Flansch
konzentrisch zueinander angeordnet sind, und daß sich der
Rohrabschnitt auf nur einer Seite der Membran erstreckt, so
daß das Meßelement (42) topfförmig und auf der Membranrück
seite (66) eben ist.
20. Druckaufnehmer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich
net, daß der Flansch (50) radial über die Außenfläche des
Rohrabschnitts (48) vorsteht und außen durch eine Mantel
fläche mit zueinander parallelen Mantellinien begrenzt ist,
die senkrecht zur Membranebene verlaufen.
21. Druckaufnehmer nach Anspruch 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Rohrabschnitts (48),
die radiale Dicke des Flansches (50) und die axiale Höhe des
Flansches wesentlich größer sind als die Dicke der Membran.
22. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
gekennzeichnet durch einen ringförmigen Zwischenraum zwi
schen dem Rohrabschnitt (48) und der Innenseite der
Umfangswand (6) des Gehäuses (2).
23. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 19 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (36) zur Umgebung
dicht abgeschlossen und evakuiert ist und daß in der
Außenfläche des Rohrabschnitts (48) zumindest eine Ringnut
(54) ausgebildet ist, in der ein Getterstoff angeordnet ist.
24. Druckaufnehmer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß der Getterstoff als Blechring (56) in die zumindest
eine Ringnut (54) eingelegt ist.
25. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 16 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (50) mit seiner
Mantelfläche in eine Bohrung (58) im vom Boden (4)
abgewandten Randabschnitt (32) der Umfangswand (6) des
Gehäuses (2) dicht eingepaßt ist.
26. Druckaufnehmer nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch
eine Preßpassung zwischen der Mantelfläche und der Bohrung
(58).
27. Druckaufnehmer nach Anspruch 25 oder 26, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flansch (50) und der Randabschnitt
(32) an der Passungsfuge miteinander verschweißt sind.
28. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 25 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (58) an ihrem inne
ren Ende durch eine Ringschulter (60) begrenzt ist, auf der der
Flansch (50) aufsitzt.
29. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Umfangswand
(6) des Gehäuses (2) im Bereich des Flansches (50) des
Meßelementes (42) kreiszylindrisch glatt ist und daß sich an
diesen glatten Abschnitt ein Außengewinde (30) anschließt.
30. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einstückig
ausgebildet ist.
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DE4016872C2 true DE4016872C2 (de) | 1998-12-10 |
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ID=6407181
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DE19904016872 Expired - Fee Related DE4016872C2 (de) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Druckaufnehmer |
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