DE4407212C1 - Drucksensor - Google Patents
DrucksensorInfo
- Publication number
- DE4407212C1 DE4407212C1 DE19944407212 DE4407212A DE4407212C1 DE 4407212 C1 DE4407212 C1 DE 4407212C1 DE 19944407212 DE19944407212 DE 19944407212 DE 4407212 A DE4407212 A DE 4407212A DE 4407212 C1 DE4407212 C1 DE 4407212C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- pressure
- sealing element
- pressure sensor
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0075—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Drucksensor gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Derartige Drucksensoren weisen als Hauptbauelement eine
Membran, beispielsweise aus Keramik, Glas oder einem kri
stallinen Werkstoff und einen Grundkörper, beispielsweise
aus Keramik, auf, wobei die Membran in einem definierten
Abstand zum Grundkörper angeordnet und fixiert ist. Das aus
der Membran und dem Grundkörper gebildete Sensorelement wird
von einem Gehäuse aufgenommen und darin fixiert.
Aus der DE 40 18 638 A1 ist ein Drucksensor bekannt gewor
den, dessen Sensorelement aus Keramik besteht. Die Membran
ist in ihrem Randbereich mit einer ringförmigen, dünnen
Glasschicht versehen, die im Siebdruckverfahren aufgebracht
und durch einen Läpp-Prozeß zur Verbesserung der Oberflä
chenqualität nachbehandelt ist. Das Sensorelement wird von
hinten in ein rotationssymmetrisches Gehäuse eingesetzt und
zur Anlage an einem flanschartigen Aufnahmeteil des Gehäuses
angebracht. Zwischen dem flanschartigen Aufnahmeteil des
Gehäuses und der Membran ist im Bereich der ringförmigen
Glasschicht ein Dichtungsring angeordnet, der ein Eindringen
von Prozeßfluid in das Gehäuseinnere des Drucksensors ver
hindert.
Ein ähnliches Einspannprinzip ist aus der DE 36 29 628 A1
bekannt, die einen Drucksensor in Hochdruckausführung vor
schlägt. Hierbei wird die Membran axial an ihrem Randbereich
gegen ein flanschartiges Einsatzteil gedrückt und zur Ab
dichtung am Umfang verschweißt. Das Einsatzteil mit der
daran befestigten Membran ist seinerseits mit dem zylindri
schen Gehäuse dicht verschweißt.
Beiden Drucksensoren ist gemeinsam, daß die Membran im
Randbereich axial gegen ein Halterungsteil gedrückt wird,
wobei eine bestimmte Vorspannung realisiert werden muß, um
eine ausreichende Abdichtung sicherzustellen. Aufgrund nicht
zu vermeidender Unregelmäßigkeiten der Oberflächengeometrie
ist ein einspannabhängiges Fehlersignal nicht zu vermeiden.
Weiterhin besteht eine starke Abhängigkeit vom zu messenden
Prozeßdruck und der herrschenden Umgebungstemperatur. Um
einen möglichst großen Betriebstemperaturbereich überstrei
chen zu können, sieht man ein relativ großvolumiges Dich
tungssystem vor, um temperaturbedingte Längenänderungen
ausgleichen zu können. Bei den bisher bekannten Dichtungs
konzepten führt dies zwangsweise zu großen Spalten, Deh
nungsfugen, Nischen oder Hinterschneidungen. Dies zieht
insbesondere bei der Verwendung im Bereich der Lebensmittel
industrie aus hygienischen Gründen große Probleme nach sich.
So sind derartige Spalte, Dehnungsfugen etc. im industriel
len Prozeß nicht ausreichend sicher und vollständig zu
reinigen und damit bakterienfrei zu halten. Insbesondere
hinterschnittene Hohlräume lassen sich kaum mit vertretbarem
Aufwand im geforderten Ausmaß sauberhalten.
Bei dem im Hauptpatent DE 42 34 290
beschriebenen, den Oberbegriff des Anspruchs 1
bildenden Drucksensor ist deshalb das Sensorelement nicht
mehr axial im Randbereich der Membran, sondern rein radial
im Gehäuse durch Deformation eines Dichtungselements abge
stützt. Gleichzeitig wird die Membran bündig zur Stirnseite
des Gehäuses angeordnet, wobei der zwischen dem Gehäuse und
der Membran verbleibende Ringspalt relativ eng gehalten und
durch das Dichtungselement vollständig ausgefüllt ist.
Damit ist er einfach und sicher zu reinigen und auch für
Messungen in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie geeig
net.
Es wurde jedoch gefunden, daß sich eine Reihe von gängigen
Werkstoffen nicht als Werkstoffe für das Dichtungselement
eignen, sofern der Drucksensor häufigen Temperatur- und/oder
Lastwechseln ausgesetzt ist. Dies betrifft insbesondere
Elastomerwerkstoffe, wie NBR oder Silikon, die im Laufe der
Zeit zu Ermüdungserscheinungen neigen und rissig werden.
Zudem nimmt die Elastizität und damit die Dichtfähigkeit mit
sinkender Temperatur ab, so daß eine Reihe potentieller
Einsatzgebiete nicht in Frage kommt.
Speziell in der Lebensmitteltechnik sind zur Einhaltung
hygienischer Bedingungen in relativ kurzen Zyklen Hochtempe
raturprozesse zur Sterilisation oder Entkeimung erforder
lich, die insbesondere den Dichtungswerkstoff sehr stark
beanspruchen. Die sich unweigerlich einstellenden Risse und
Poren können in automatischen Reinigungsverfahren nicht mehr
hygienisch gereinigt werden. Deshalb müssen derartige Dich
tungen nach relativ kurzer Einsatzzeit ausgetauscht werden.
Aus der DE 42 34 289 C1 ist es bekannt, ein radiales Dich
tungselement zwischen dem Sensorelement und dem ihn umgeben
den Gehäuse vorzusehen und die für die angestrebte Dichtwir
kung erforderliche radiale Vorspannung durch einen im Gehäu
se angebrachten Druckring zu erzeugen. Das Dichtungselement
ist gegenüber der Stirnseite des Sensorelements axial zu
rückversetzt, nämlich im Bereich eines Grundkörpers, der die
Membran trägt. Es entsteht somit zwischen dem Sensorelement,
insbesondere im Bereich der Membran, ebenfalls ein Ring
spalt, wie er bei den vorstehend beschriebenen Drucksensoren
auftritt.
Auch bei dem in der US 4,986,129 beschriebenen Drucksensor
ist stirnseitig zwischen dem Sensorelement und dem Gehäuse
ein Ringspalt vorhanden, der nicht abgedichtet ist. Vielmehr
ist axial zurückversetzt eine Dichtebene in Form einer am
Gehäuseteil angebrachten Absatzstufe vorgesehen, an die
unter Zwischenlage eines Dichtungsrings eine am Sensor
vorhandene Schulter zur Anlage gebracht ist.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Druck
sensor der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen,
der die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist. Insbe
sondere soll ein Drucksensor geschaffen werden, dessen
Sensorelement ein von den Einspannungsverhältnissen unabhän
giges Meßsignal liefert und in einem großen Temperaturbe
reich sicher betrieben werden kann. Insbesondere soll er so
gestaltet sein, daß er einfach und sicher, insbesondere
mittels eines Hochtemperaturprozesses, zu reinigen ist und
damit auch in Langzeiteinsätzen in der Lebensmittel- oder
Pharmaindustrie verwendet werden kann.
Gelöst wird dieses Problem durch einen Drucksensor, wie er
durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind durch
die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Die Erfindung basiert auf der Idee, das Sensorelement nicht
mehr axial im Randbereich der Membran, sondern rein radial
im Gehäuse durch Deformation eines Dichtungselementes abzu
stützen. Gleichzeitig wird die Membran bündig zur Stirnseite
des Gehäuses angeordnet, wobei der zwischen dem Gehäuse und
der Membran verbleibende Ringspalt relativ eng gehalten und
durch das Dichtungselement vollständig, d. h. ohne Fuge oder
Hinterschneidung, abgedeckt ist.
Die zur Fixierung des Sensorelements erforderliche radiale
Vorspannung wird durch die Deformation des Dichtungselements
erreicht.
Das Gehäuse besitzt zu diesem Zweck eine Ausnehmung in Form
einer axialen Durchgangsöffnung, deren Durchmesser größer
ist als der Durchmesser des Sensorelements und im vorderen,
stirnseitigen Bereich des Gehäuses abnimmt, so daß sich der
Ringraum zwischen dem Gehäuse und dem Sensorelement in
Richtung auf die Stirnseite und damit auf den Ringspalt hin
verjüngt. Darin wird das Dichtelement von hinten eingesetzt.
Es handelt sich um ein steifes und widerstandsfähiges Form
element, das auf die Form des Ringspalts abgestimmt ist. Es
besteht aus einem Material, das unter bestimmten Druck- und
Temperaturbedingungen ein definiertes Kaltfließverhalten
besitzt. Dieses Kaltfließverhalten wird genutzt, um durch
Aufbringen eines hohen Einpreßdrucks bei der Montage her
stellbedingte Fugen, Spalte oder dergl. zwischen dem Dich
tungselement und dem Ringspalt vollständig auszufüllen. Die
eigentliche Vorspannkraft, die das Sensorelement im Gehäuse
fixiert, wird durch eine Deformation erreicht, die im ela
stischen Bereich, d. h. uriterhalb der Kaltfließgrenze liegt.
Für die Auslegung der Dichtung ist es deshalb erforderlich,
die spezifische Bauteilbelastung unterhalb der Bedingungen
für das Kaltfließen zu halten. Deshalb müssen spezifische
Maßnahmen vorgesehen werden, um die Haltekräfte, d. h. die
Vorspannung unter allen Betriebsbedingungen aufrecht zu
erhalten.
Es ist deshalb ein Federelement vorgesehen, daß axial wir
kend im Gehäuse eingesetzt ist. Längenänderungen des Dich
tungselements, beispielsweise thermisch bedingte Aus
dehnungen bei einem Hochtemperaturprozeß zur Sterilisation,
werden durch das Federelement aufgefangen, so daß die Druck
verhältnisse im Ringspalt in allen Betriebszuständen sicher
unterhalb der Kaltfließgrenze des Materials des Dichtungs
elements gehalten werden können.
Aufbauend auf diesem Grundprinzip ergeben sich eine Reihe
von Gestaltungsmöglichkeiten für die Anbringung des Sensor
elements im Gehäuse.
Die Erfindung wird näher anhand der in den Figuren darge
stellten bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Dort sind
auch weitere, spezifische Vorteile angeführt, die sich aus
der jeweiligen Ausführungsform ergeben. Es zeigen in schema
tisierter Schnittdarstellung:
Fig. 1 bis 4 Drucksensor mit verschieden gestalteten
Dichtungselementen.
Der Drucksensor gemäß Fig. 1 weist ein Sensorelement 1 auf,
welches - hier nicht dargestellt - aus einer Membran besteht,
die in einem definierten Abstand an einem Grundkörper ange
bracht ist. Die Membran kann aus Keramik, Oxydkeramik, Glas,
Quarz oder einem kristallinen Werkstoff bestehen. Der Grund
körper besteht aus einem ähnlichen Material, vorzugsweise
aus Keramik. Die Membran und der Grundkörper sind im Um
fangsbereich durch ein Verbindungsmaterial in einem defi
nierten Abstand parallel zueinander unter Bildung einer
dicht abgeschlossenen Kammer zusammengefügt. Die Membran
durchbiegung bei Beaufschlagung mit dem zu bestimmenden
Druck wird in an sich bekannter Weise, z. B. durch einen
Dünnschicht- oder Dickschicht-Dehnungsmeßstreifen oder durch
verschiedenartige kapazitive Anordnungen, erfaßt und elek
trisch ausgewertet. Hierzu ist rückseitig am Grundkörper
eine Elektronikschaltung angeordnet. Elektrische Anschluß
leitungen sind nach außen geführt.
Das Sensorelement 1 ist frontbündig in ein Gehäuse 2 einge
setzt. Hierzu weist das Gehäuse 2 eine Ausnehmung 5 in Form
einer axialen Durchgangsöffnung auf. Sie besitzt im hinteren
Teil des Gehäuses 2 einen weitgehend konstanten Durchmesser,
der größer ist als der Durchmesser des Sensorelements 1. Im
vorderen Bereich des Gehäuses 2 nimmt der Durchmesser konti
nuierlich ab, so daß bei eingesetztem Sensorelement 1 stirn
seitig zwischen dem Gehäuse 2 und dem Sensorelement 1 ein
relativ kleiner Ringspalt 6 als Abschluß eines zwischen dem
Gehäuse 2 und dem Sensorelement 1 gebildeten Ringraums 17
entsteht.
Ein Dichtungselement 4a ist im Ringraum 17 gedrückt gehal
ten. Hierzu dient ein Druckring 7a, der innerhalb der
Ausnehmung 5 zwischen dem Sensorelement 1 und dem Gehäuse 2
im Ringraum 17 angeordnet ist. Der Druckring 7a stützt sich
an seinem der Stirnseite abgewandten Ende über Federelemente
in Form zweier Tellerfedern 30 und einer Widerlagerplatte 31
an einem Verschlußdeckel 29 ab, welcher rückseitig mit dem
Gehäuse 2 verschraubt ist und dieses abschließt. Die Teller
federn 30 sind gegeneinanderliegend derart angeordnet, daß
sie am Umfang in Eindrehungen nach Art von Absätzen 9 und 10
des Druckrings 7a und der Widerlagerplatte 30 geführt sind.
Der Durchmesser der Absätze 9, 10, ist derart gewählt, daß
eine ungehinderte Bewegung der Tellerfedern 30 bei Last
wechseln, wie sie nachstehend näher beschrieben sind, ermög
licht wird.
Beim Zusammenbau des Drucksensors wird das Dichtungselement
4 unter hohem Einpreßdruck von hinten in den Ringspalt 6
gezwungen. Das Dichtungselement 4a wird dabei so stark
beaufschlagt, daß die Kaltfließgrenze überschritten wird, so
daß der Ringspalt 6 vollständig vom Material des Dichtungs
elements 4a durchsetzt ist und keinerlei Restspalte zwischen
dem Dichtungselement 4a und dem Gehäuse 2 einerseits und dem
Dichtungselement 4a und dem Sensorelement 1 andererseits
verbleiben. Ein exakt bündiges Ausfüllen des Ringspalts 6
ist deshalb in der Regel nicht erreichbar, vielmehr tritt
das Dichtungselement 4a stirnseitig aus dem Ringspalt 6
hervor. Dies ist erforderlich, um eine restspaltfreie Ab
dichtung des Ringspalts 6 in jedem Fall sicherzustellen.
Der stirnseitig herausragende Abschnitt des Dichtungsele
ments 4a besitzt im Querschnitt angenähert die Form eines
Kreissegments, im Extremfall die Form eines Halbkreises. Es
handelt sich demnach um ein Kreissegment mit dem Zentriwin
kel von maximal 180°. Ein weiteres Hervortreten des Dich
tungselements 4a aus dem Ringspalt 6 muß auf alle Fälle
vermieden werden, da ansonsten zwischen dem Dichtungselement
4a und den Stirnflächen des Gehäuses 2 und des Sensorele
ments 1 keilförmige Spalten entstehen, die unter allen
Umständen vermieden werden müssen, um ein unerwünschtes
Anlagern von Rückständen und Verschmutzungen zu vermeiden.
Als Material für das Dichtungselement 4a eignen sich prinzi
piell solche Polymere, die unter hohem Druck zum Kaltfließen
neigen. Neben der geforderten Korrosionsbeständigkeit kommt
es insbesondere darauf an, daß sie einfach zu reinigen sind
und je nach Anwendungsfall auch dauerhaft für Mikroorganis
men undurchlässig sind. Für die Einhaltung einschlägiger
Vorschriften, wie beispielsweise der deutschen Bestandteil
liste des Bundesgesundheitsamts oder des US-Codes der Fede
ral Drug Association, eignen sich insbesondere Polypropylen
(PP), unplastifiziertes Polyvinylchlorid (PVC), Acetal-Copo
lymerisat, Polycarbonat (PC) und Polyethylen (PE) mit hoher
Dichte.
Nach der Montage ist somit das Dichtungselement 4a durch
Kaltfließen ideal in den Ringspalt 6 eingepaßt. Um die
vollkommene Dichtheit unter allen Betriebszuständen zu
erhalten, muß das Dichtungselement 4a unter Vorspannung
gehalten werden, die einerseits dafür sorgt, daß das Sensor
element 1 durch elastische Deformation des Dichtungselements
4a fixiert ist. Sie sorgt für die erforderlichen Einspann
kräfte, die rein radial das Sensorelement 1 im Bereich der
Mantelfläche erfassen. Die Federelemente 30 sorgen dafür,
daß temperaturbedingte Volumenänderungen des Dichtungsele
ments 4a soweit kompensiert werden, daß einerseits beim
Absinken der Temperatur ein ausreichender Druck auf das
Dichtungselement 4a ausgeübt wird, um neu entstehende Rest
spalte durch Schrumpfung zu vermeiden und andererseits beim
Ansteigen der Temperatur die dadurch bedingte Volumenausdeh
nung soweit zugelassen wird, um ein erneutes, unbeabsichtig
tes Kaltfließen zu vermeiden. Ein derartiges Kaltfließen
würde einen unkontrollierten Materialaustritt aus dem Ring
spalt 6 bewirken. Die Tellerfedern 30 lassen somit eine
kontrollierte und begrenzte Axialverschiebung des Druckrings
7 zu und sorgen dadurch auch bei extremen Temperaturschwan
kungen für die Einhaltung der gewünschten Vorspannung des
Dichtungselements 4a.
In diesem Zusammenhang ist der konische Verlauf des Ring
spalts 17 von besonderer Bedeutung. Er sorgt dafür, daß das
Dichtungselement 4a bei axialer Belastung die gewünschte
Vorspannung in radialer Richtung erzeugt, welche für die
gewünschten Einspannkräfte für das Sensorelement 1 verant
wortlich ist.
Beim Zusammenbau des Drucksensors wird die für das Kalt
fließen erforderliche Kraft durch das Einschrauben des
Verschlußdeckels 29 aufgebracht, wobei zumindest kurzfristig
durch geeignete Maßnahmen, wie beispielsweise Erhitzen, die
Bedingungen für ein Kaltfließen des Dichtungselements 4
überschritten werden müssen. Dieser Zustand darf, wie ein
gangs beschrieben, während des späteren Betriebs nicht mehr
erreicht werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind
im Dichtungselement 4a zwei Dichtungsringe in Form von
O-Ringen 40, 41 integriert, die zwischen dem Gehäuse 2 und
dem Dichtungselement 4a einerseits und zwischen dem Sensor
element 1 und dem Dichtungselement 4a andererseits angeord
net sind und für eine zusätzliche Abdichtung zur Erhöhung
der Lekagesicherheit dienen.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ähnelt derjenigen der
Fig. 1. Sie unterscheidet sich durch die abweichende Ge
staltung des Druckrings 7b. Er besitzt eine zusätzliche
axiale Anlagefläche 8 für das Sensorelement 1, so daß dieses
zusätzlich auch in axialer Richtung abgestützt ist. Weiter
hin ist der Druckring 7b stirnseitig, dem Dichtungselement
4b zugewandt, konusförmig ausgestaltet, wobei ein radial
einwärts zurückweichender Konturverlauf gewählt wurde.
Hierauf abgestimmt ist auch das Dichtungselement 4b gestal
tet. Es besitzt im Querschnitt eine trapezförmige Gestalt.
Hierdurch verbessert sich die axiale Verteilung der radial
wirkenden Einspannkraft.
In Fig. 3 ist eine weitere Variante dargestellt. Sie bietet
weitere Vorteile, insbesondere bei der Montage. Hierzu ist
der Druckring 7c über in ein in diesem Bereich zusätzlich
angeordnetes Innengewinde 27 mit dem Gehäuse 2 verschraubt.
Der Druckring 7c ist in der Lage, den für die Montage erfor
derlichen Einpreßdruck zu erzeugen, so daß durch Kaltfließen
des Materials des Dichtungselements 4c ein Versiegeln des
Ringspalts 6 erreicht wird. Zum Druckausgleich infolge
thermisch bedingter Volumenänderungen eignet sich der Druck
ring 7c nicht, da er seine Position in Bezug auf das Dich
tungselement 4c nicht ändert. Es ist deshalb ein Keilring 36
vorgesehen, der den Druckring 7c durchsetzt und in das
Dichtungselement 4c hineingeführt ist. Rückseitig geht der
Keilring 36 in eine Keilplatte 35 über, die ihrerseits über
Tellerfedern 30 federnd abgestützt ist und somit für den
gewünschten Druckausgleich sorgt. Der Keilring 36 muß des
halb axial verschieblich in Bezug auf den Druckring 7c
gelagert sein. Die Abstützung der Keilplatte 35 erfolgt
wiederum über zwei Tellerfedern 30, die in Absätzen 9, 10
gehalten sind. Rückseitig erfolgt die Abstützung über die
Widerlagerplatte 31 und den Verschlußdeckel 29.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt, die sich
auf die Gestaltung der Kontur des Dichtungselements 4d bzw.
der Innenwandung 20 des Gehäuses 2 im Bereich des Dichtungs
elements 4d bezieht. Der Ringraum 17 ist auch bei diesem
Ausführungsbeispiel zur Stirnseite hin verjüngend gestaltet,
jedoch erfolgt die Verjüngung nicht durch eine im Quer
schnitt geradlinig verlaufende Kontur, sondern durch eine
S-förmige Gestaltung. Die radiale Anpreßkraft verändert sich
somit längs der Mantelfläche des Sensorelements 1. Aus den
in Fig. 4 dargestellten Kräftedreiecken ist zu erkennen,
daß die radiale Kraftkomponente im Bereich des Ringspalts
größer ist als in weiter innen liegenden Positionen. Damit
ist die Dichtkraft stirnseitig, d. h. im kritischen Ab
schnitt, am größten. Unter Kaltfließbedingungen ist zudem
gewährleistet, daß wenig Material aus weiter innen liegenden
Abschnitten in Richtung auf den Ringspalt 6 gezwungen wird,
so daß der Materialaustritt aus dem Ringspalt 6 gering
bleibt. Dies ist erwünscht, um unkontrolliertes Hervorquel
len von Dichtungsmaterial zu vermeiden.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, das der erfindungsgemäße
Drucksensor besonders vorteilhaft in denjenigen Bereichen
einzusetzen ist, bei denen aus hygienischen oder septischen
Gründen eine chemische und/oder biologische Reinigung durch
Hochtemperaturprozesse sicher und zuverlässig durchgeführt
werden muß.
Bezugszeichenliste
1 Sensorelement
2 Gehäuse
4 Dichtungselement
5 Ausnehmung
6 Ringspalt
7 Druckring
8 Anlagefläche
9 Absatz
10 Absatz
17 Ringraum
20 Innenwandung
27 Innengewinde
29 Verschlußdeckel
30 Tellerfeder
31 Widerlagerplatte
35 Keilplatte
36 Keilring
40 O-Ring
41 O-Ring.
2 Gehäuse
4 Dichtungselement
5 Ausnehmung
6 Ringspalt
7 Druckring
8 Anlagefläche
9 Absatz
10 Absatz
17 Ringraum
20 Innenwandung
27 Innengewinde
29 Verschlußdeckel
30 Tellerfeder
31 Widerlagerplatte
35 Keilplatte
36 Keilring
40 O-Ring
41 O-Ring.
Claims (9)
1. Drucksensor mit einem rotationssymmetrischen, nichtmetal
lischen Sensorelement, dessen Membran in einem definier
ten Abstand an einem Grundkörper angebracht ist, sowie
einem das Sensorelement in einer Ausnehmung aufnehmenden,
rotationssymmetrischen Gehäuse, wobei die Ausnehmung die
Form einer axialen Durchgangsöffnung besitzt, deren
Durchmesser im vorderen Bereich des Gehäuses abnimmt, so
daß zwischen dem Gehäuse und dem darin stirnseitig bündig
eingesetzten Sensorelement ein sich verjüngender Ringraum
vorhanden ist, der stirnseitig in einen Ringspalt über
geht und weiterhin ein Dichtungselement im Ringraum von
hinten axial unter Vorspannung gedrückt gehalten ist, so
daß es in axialer Richtung den Ringspalt zumindest voll
ständig durchsetzt und infolge seiner Deformation das
Sensorelement im Gehäuse fixiert ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Dichtungselement (4) aus einem kalt
fließfähigen Material besteht und unter hohem Einpreß
druck in den Ringraum (17) eingesetzt ist und daß zur
Erzeugung der Vorspannung Federelemente (30) vorgesehen
sind.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Dichtungselement (4) aus Polypropylen (PP), unplasti
fiziertem Polyvinylchlorid (PVC), Acetal-Copolymerisat,
Polycarbonat (PC) oder Polyethylen (PE) mit hoher Dichte
besteht.
3. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Dichtungselement (4) durch einen Druckring
(7) gehalten ist, der über die Federelemente (30) an
einem Verschlußdeckel (29) abgestützt ist.
4. Drucksensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß am Dichtungselement (4) zwischen
dem Gehäuse (2) und dem Dichtungselement (4) einerseits
und zwischen einem Sensorelement (1) und dem Dichtungsele
ment (4) andererseits jeweils ein Dichtungsring, insbe
sondere ein O-Ring (40, 41), integriert ist.
5. Drucksensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckring (7b) stirnseitig, dem Dichtungs
element (4) zugewandt konusförmig und radial einwärts
zurückweichend gestaltet ist.
6. Drucksensor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckring (7) eine axiale Anlage
fläche (8) für das Sensorelement (1) aufweist.
7. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß ein Druckring (7c) in ein im Gehäuse (2) ange
brachtes Innengewinde (27) eingesetzt ist und daß eine
Keilplatte (35) vorhanden ist, die über Federelemente
(30) an einem Verschlußdeckel (29) abgestützt ist und die
einen Keilring (36) trägt, der den Druckring (7c) durch
setzt und in das Dichtungselement (4c) hineinragt.
8. Drucksensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Federelemente Tellerfedern
(30) sind, die über eine Widerlagerplatte (31) am Ver
schlußdeckel (29) abgestützt sind.
9. Drucksensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (20) des
Gehäuses (2) im Bereich des Dichtungselementes (4) im
Querschnitt eine S-förmige Kontur aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944407212 DE4407212C1 (de) | 1992-10-12 | 1994-03-04 | Drucksensor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924234290 DE4234290C2 (de) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Drucksensor |
DE19944407212 DE4407212C1 (de) | 1992-10-12 | 1994-03-04 | Drucksensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4407212C1 true DE4407212C1 (de) | 1995-08-03 |
Family
ID=25919379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944407212 Expired - Fee Related DE4407212C1 (de) | 1992-10-12 | 1994-03-04 | Drucksensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4407212C1 (de) |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19628551A1 (de) * | 1995-08-04 | 1997-02-20 | Ifm Electronic Gmbh | Druckmeßgerät und Druckmeßanordnung |
DE10004614A1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-08-16 | Siemens Ag | Drucksensor zum Erfassen des Druckes einer Flüssigkeit |
DE10049996A1 (de) * | 2000-10-10 | 2002-04-11 | Endress Hauser Gmbh Co | Druckmessaufnehmer |
DE10243079A1 (de) * | 2002-09-16 | 2004-03-25 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Kapazitiver Drucksensor |
DE10253736A1 (de) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Bodedynamic Gmbh | Vorrichtung zur Abdichtung |
DE10324818A1 (de) * | 2003-06-02 | 2005-01-05 | Vega Grieshaber Kg | Abdichtung eines Sensorelementes |
DE10334854A1 (de) * | 2003-07-29 | 2005-03-10 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Drucksensor |
EP1531323A2 (de) * | 2003-11-14 | 2005-05-18 | VEGA Grieshaber KG | Befestigung für einen Drucksensor |
DE102004019389A1 (de) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckaufnehmer mit austauschbarem Prozessanschluss |
DE102004031582A1 (de) * | 2004-06-29 | 2006-02-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Duckaufnehmer |
EP2136192A1 (de) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | Hamilton Bonaduz AG | Sensor-Befestigungsanordnung |
CN1749720B (zh) * | 2004-09-15 | 2010-12-08 | Vega格里沙贝两合公司 | 包括相对于测量区的密封的传感器 |
EP2395336A1 (de) * | 2010-06-08 | 2011-12-14 | Sensata Technologies, Inc. | Hermetisch abgedichtete Druckmessungsvorrichtung |
DE102010029955A1 (de) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Drucksensor mit einer zylindrischen Druckmesszelle |
CN102735393A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | Vega格里沙贝两合公司 | 具有用于容纳传感器的壳体的测量单元 |
DE102014104479A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-15 | Steinel Normalien Ag | Gasdruckfeder |
WO2018099666A1 (de) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Druckaufnehmer mit einem prozessanschluss |
US10323998B2 (en) | 2017-06-30 | 2019-06-18 | Sensata Technologies, Inc. | Fluid pressure sensor |
US10488289B2 (en) | 2016-04-11 | 2019-11-26 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure sensors with plugs for cold weather protection and methods for manufacturing the plugs |
US10545064B2 (en) | 2017-05-04 | 2020-01-28 | Sensata Technologies, Inc. | Integrated pressure and temperature sensor |
US10557770B2 (en) | 2017-09-14 | 2020-02-11 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure sensor with improved strain gauge |
US10724907B2 (en) | 2017-07-12 | 2020-07-28 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure sensor element with glass barrier material configured for increased capacitive response |
US10871413B2 (en) | 2016-04-20 | 2020-12-22 | Sensata Technologies, Inc. | Method of manufacturing a pressure sensor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4986129A (en) * | 1989-03-30 | 1991-01-22 | AVL Gesellschaft fur Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik m.b.H. Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List | Pressure sensor |
DE4234289C1 (de) * | 1992-10-12 | 1993-11-25 | Fibronix Sensoren Gmbh | Drucksensor |
-
1994
- 1994-03-04 DE DE19944407212 patent/DE4407212C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4986129A (en) * | 1989-03-30 | 1991-01-22 | AVL Gesellschaft fur Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik m.b.H. Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List | Pressure sensor |
DE4234289C1 (de) * | 1992-10-12 | 1993-11-25 | Fibronix Sensoren Gmbh | Drucksensor |
Cited By (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19628551B4 (de) * | 1995-08-04 | 2004-04-15 | Ifm Electronic Gmbh | Druckmeßgerät und Druckmeßanordnung |
DE19628551A1 (de) * | 1995-08-04 | 1997-02-20 | Ifm Electronic Gmbh | Druckmeßgerät und Druckmeßanordnung |
DE10004614A1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-08-16 | Siemens Ag | Drucksensor zum Erfassen des Druckes einer Flüssigkeit |
DE10049996A1 (de) * | 2000-10-10 | 2002-04-11 | Endress Hauser Gmbh Co | Druckmessaufnehmer |
DE10243079A1 (de) * | 2002-09-16 | 2004-03-25 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Kapazitiver Drucksensor |
EP1540293B1 (de) * | 2002-09-16 | 2009-06-10 | Endress + Hauser GmbH + Co. KG. | Kapazitiver drucksensor |
DE10253736A1 (de) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Bodedynamic Gmbh | Vorrichtung zur Abdichtung |
EP1484590A3 (de) * | 2003-06-02 | 2006-04-05 | VEGA Grieshaber KG | Abdichtung eines Sensorelementes |
DE10324818A1 (de) * | 2003-06-02 | 2005-01-05 | Vega Grieshaber Kg | Abdichtung eines Sensorelementes |
EP1649257B1 (de) * | 2003-07-29 | 2008-11-05 | Endress + Hauser GmbH + Co. KG | Drucksensor |
US7448274B2 (en) | 2003-07-29 | 2008-11-11 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft Fur Mess- U. Regeltechnik Mbh + Co. Kg | Pressure sensor having a pressure measuring cell with a platform and a measuring membrane |
DE10334854A1 (de) * | 2003-07-29 | 2005-03-10 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Drucksensor |
US6955088B2 (en) | 2003-11-14 | 2005-10-18 | Thomas Kopp | Sensor, particularly a pressure sensor with a sensor fastening device |
DE10353323A1 (de) * | 2003-11-14 | 2005-06-23 | Vega Grieshaber Kg | Sensor, insbesondere Druck-Sensor mit einer Sensoreinrichtungs-Befestigungseinrichtung |
EP1531323A3 (de) * | 2003-11-14 | 2006-05-03 | VEGA Grieshaber KG | Befestigung für einen Drucksensor |
CN100470220C (zh) * | 2003-11-14 | 2009-03-18 | Vega格里沙贝两合公司 | 一种压力传感器及其安装方法 |
EP1531323A2 (de) * | 2003-11-14 | 2005-05-18 | VEGA Grieshaber KG | Befestigung für einen Drucksensor |
DE102004019389A1 (de) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckaufnehmer mit austauschbarem Prozessanschluss |
US7516666B2 (en) | 2004-04-19 | 2009-04-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Pressure pickup with exchangeable process connection |
DE102004031582A1 (de) * | 2004-06-29 | 2006-02-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Duckaufnehmer |
US7861598B2 (en) | 2004-06-29 | 2011-01-04 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Pressure transducer |
CN1749720B (zh) * | 2004-09-15 | 2010-12-08 | Vega格里沙贝两合公司 | 包括相对于测量区的密封的传感器 |
EP2136192A1 (de) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | Hamilton Bonaduz AG | Sensor-Befestigungsanordnung |
CN102331323A (zh) * | 2010-06-08 | 2012-01-25 | 森萨塔科技公司 | 流体压力感测装置和压力感测元件 |
US8499642B2 (en) | 2010-06-08 | 2013-08-06 | Sensata Technologies, Inc. | Hermetically sealed pressure sensing device |
CN102331323B (zh) * | 2010-06-08 | 2015-09-09 | 森萨塔科技公司 | 流体压力感测装置和压力感测元件 |
EP2395336A1 (de) * | 2010-06-08 | 2011-12-14 | Sensata Technologies, Inc. | Hermetisch abgedichtete Druckmessungsvorrichtung |
DE102010029955A1 (de) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Drucksensor mit einer zylindrischen Druckmesszelle |
CN102735393B (zh) * | 2011-04-13 | 2016-07-06 | Vega格里沙贝两合公司 | 具有用于容纳传感器的壳体的测量单元 |
CN102735393A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | Vega格里沙贝两合公司 | 具有用于容纳传感器的壳体的测量单元 |
EP2511685A1 (de) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | VEGA Grieshaber KG | Messzelle mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines Sensors, insbesondere eines Druckmessumformers |
US8714019B2 (en) | 2011-04-13 | 2014-05-06 | Vega Greishaber Kg | Measuring cell with a casing for housing a sensor, in particular a pressure transducer |
DE102014104479A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-15 | Steinel Normalien Ag | Gasdruckfeder |
US10488289B2 (en) | 2016-04-11 | 2019-11-26 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure sensors with plugs for cold weather protection and methods for manufacturing the plugs |
US10871413B2 (en) | 2016-04-20 | 2020-12-22 | Sensata Technologies, Inc. | Method of manufacturing a pressure sensor |
WO2018099666A1 (de) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Druckaufnehmer mit einem prozessanschluss |
US10545064B2 (en) | 2017-05-04 | 2020-01-28 | Sensata Technologies, Inc. | Integrated pressure and temperature sensor |
US11105698B2 (en) | 2017-05-04 | 2021-08-31 | Sensata Technologies, Inc. | Method of assembling a sensing device having a double clinch seal |
US10323998B2 (en) | 2017-06-30 | 2019-06-18 | Sensata Technologies, Inc. | Fluid pressure sensor |
US10969288B2 (en) | 2017-06-30 | 2021-04-06 | Sensata Technologies, Inc. | Fluid pressure sensor |
US10724907B2 (en) | 2017-07-12 | 2020-07-28 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure sensor element with glass barrier material configured for increased capacitive response |
US10557770B2 (en) | 2017-09-14 | 2020-02-11 | Sensata Technologies, Inc. | Pressure sensor with improved strain gauge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4407212C1 (de) | Drucksensor | |
DE4234290C2 (de) | Drucksensor | |
DE19628551B4 (de) | Druckmeßgerät und Druckmeßanordnung | |
DE102016204511B3 (de) | Druckmessgerät | |
AT400802B (de) | Haltevorrichtung für ein blutprobenentnahmeröhrchen einer blutabnahmevorrichtung | |
EP3168581B1 (de) | Hornantenne und radar-füllstandmessgerät mit einer hornantenne | |
EP1986926B1 (de) | Spritze | |
EP0759547A1 (de) | Drucksensor | |
EP0090872A1 (de) | Hochdruckaufnehmer | |
EP3274681B1 (de) | Drucksensor | |
DE102013111910A1 (de) | Drucksensor | |
EP0230491B1 (de) | Aufnehmer, insbesondere für Hochdruckmessungen | |
DE102007057386A1 (de) | Baugruppe und elektrochemischer Sensor mit einer solchen Baugruppe, insbesondere Leitfähigkeitssensor | |
DE3344799A1 (de) | Piezoresistives druckmesselement | |
EP1817560A1 (de) | Drucksensor | |
DE4234289C1 (de) | Drucksensor | |
WO2019076699A1 (de) | Anordnung aus einem messgerät und einem behälter | |
WO2018099666A1 (de) | Druckaufnehmer mit einem prozessanschluss | |
EP2511685B1 (de) | Messzelle mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines Sensors, insbesondere eines Druckmessumformers | |
DE102014106704A1 (de) | Drucksensor | |
EP0259732A1 (de) | Dichtung für Ventile | |
CH394637A (de) | Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Messwandlers | |
DE102018113935A1 (de) | Membrandrucksensor mit Messfeder-Stützrohr und darauf beschichtetem Drucksensor | |
EP3698114A1 (de) | Austauschbare prozessdichtung für einen druckmessaufnehmer | |
DE102018129497B4 (de) | Sensorgehäuse und Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
AF | Is addition to no. |
Ref country code: DE Ref document number: 4234290 Format of ref document f/p: P |
|
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120619 |
|
R142 | Lapse of patent of addition due to non-payment of renewal fees for parent patent |
Effective date: 20120809 Country of ref document: DE Ref document number: 4234290 |