ES2206212T3 - Disposicion para la medicion de la presion de un fluido. - Google Patents
Disposicion para la medicion de la presion de un fluido.Info
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Abstract
Disposición para la medición de la presión de un fluido con - una sección (10), que está dispuesta para el alojamiento en - una escotadura (12) abierta en, al menos, un lado, en la que la sección (10) está dimensionada en proporción a la escotadura (12) de forma que, - un espacio intermedio (14) para el alojamiento de fluido rodea la sección (10), al que está asignada una entrada de fluido dispuesta en una pared de la escotadura (12), en la que - primeras y segundas superficies (16a, 16b, 18a, 18b), que se encuentran en la sección (10) y que están en contacto con fluido, están dimensionadas y orientadas de forma que, las fuerzas ejercidas por la presión del fluido sobre las primeras superficies (16a, 18a), que empujan la sección (10) en dirección al lado abierto de la escotadura (12), son iguales o menores que las fuerzas ejercidas por la presión de fluido sobre las segundas superficies (16b, 18b), que alejan la sección (10) del lado abierto de la escotadura (12), en la que - la sección (10) lleva un sensor de presión (26).
Description
Disposición para la medición de la presión de un
fluido.
La presente invención se refiere a una
disposición para la medición de la presión de un fluido.
Particularmente, se trata en la invención de sensores de presión,
que están dispuestos directamente en una instalación hidráulica o en
un aparato de control hidráulico, por ejemplo, de una instalación
de freno de un vehículo.
De la práctica industrial se conoce el montaje de
sensores de presión en un taladro o escotadura en un aparato de
control hidráulico, que contiene, entre otros, disposiciones de
válvulas, en el que estos sensores de presión presentan una rosca
exterior, que se enrosca a una rosca interior correspondiente, que
está prevista en el taladro o escotadura. Este procedimiento es muy
costoso de fabricación, requiere tiempo de montaje y, además, no
posibilita que el sensor de presión se una directamente de forma
mecánica y eléctrica con un circuito conmutador de control sobre
una placa de circuitos impresos, que se agrega al aparato de
control hidráulico.
Como alternativa a este estado de la técnica, se
conoce, también, el encaje del sensor de presión en el taladro o
escotadura, en el que en una ranura anular dispuesta en el contorno
exterior del sensor de presión se pretensa un anillo elástico,
anillo de sujeción o similar, que encaja en un una ranura anular
correspondiente, formada de manera diametralmente opuesta en el
taladro o escotadura, tan pronto como el sensor de presión se
introduce de forma suficientemente profunda en el taladro o
escotadura. Por un lado, el desmontaje para efectos de
mantenimiento es muy complicado, porque el anillo de sujeción tiene
que estar dimensionado para poder resistir elevadas fuerzas de
presión de más de cien bar (de 60 a 120 bar). Por otro lado, una
sujeción libre de juego del sensor de presión en la dirección de
montaje en el taladro o escotadura, mediante un anillo de sujeción,
sólo puede llevarse a cabo con dificultad. No obstante, esto sería
necesario para evitar las cargas de tracción y empuje del sensor de
presión sobre la placa de circuitos con el circuito conmutador de
control.
Incluso si el sensor de presión está unido a
través de un conectador enchufable o contacto de enchufe con la
placa de circuitos impresos, los desplazamientos axiales superiores
a 50 \mum en funcionamiento pueden conducir a un incremento de la
resistencia de contacto de varios ohmios y, de este modo, a un
falseamiento considerable de la presión de fluido medida o, incluso
a una avería del conectador enchufable o del sensor de presión.
El documento DE-GM 1 879 755
describe un dispositivo de conmutación de intervalo de medida para
la medición de presiones de fluido o gas, en la que una corredera de
control cilíndrica puede desplazarse axialmente en una carcasa. En
un extremo axial de la carcasa se suministra medio a un espacio de
presión, que se dirige hacia taladros radiales en la carcasa. En la
corredera de control están configuradas aberturas de control, que
en una determinada posición de la corredera de control unen uno de
los taladros con un manómetro. Las superficies de las aberturas de
control opuestas axialmente están configuradas con igual tamaño. El
objetivo es desconectar o conectar un manómetro tras otro en caso de
presión creciente o decreciente.
Del documento DE 40 12 619 A1 se conoce una
instalación móvil para localizar puntos de fuga en canales de
desagüe, que presenta dos paredes dobles para hermetizar una cámara
de presión. La cámara de presión se llena de agua mediante un tubo
de alimentación axial, cuya caída de presión se mide para
determinar el punto de fuga. La instalación se mueve progresivamente
a través del canal de desagüe.
El documento US 5 402 824 describe una válvula
magnética con una carcasa cilíndrica, que está dispuesta en el
interior de una escotadura, en la que el diámetro exterior de la
carcasa se corresponde, básicamente, con el diámetro interior de la
escotadura. Para garantizar un sellado hermético de la carcasa en
la escotadura, se disponen diversas juntas tóricas en el contorno
exterior de la carcasa. En la carcasa se encuentran dos cámaras de
presión cilíndricas, que están unidas con un tubo hidráulico para
la entrada y salida de fluido hidráulico. Superficies de la carcasa
y de la junta tórica orientadas de forma perpendicular al eje
longitudinal y opuestas entre sí, que son impulsadas mediante la
presión de un fluido, presentan las mismas dimensiones.
Partiendo del estado de la técnica descrito
anteriormente, la invención se basa en el objetivo de proporcionar
una disposición para la medición de la presión de un fluido, que
permita un (des-)montaje sencillo en un tiempo mínimo, y que, en
funcionamiento, no origine cargas de tracción o empuje sobre un
conectador enchufable o una placa de circuitos impresos con un
circuito conmutador de control, con el que la disposición está
unida.
Para la solución de este problema, la invención
propone una disposición para la medición de la presión de un fluido
según la reivindicación 1.
Con ello, el conocimiento perteneciente a la
invención lleva a que la sección con el sensor de presión se
configure como un cuerpo con superficies que se distancian
lateralmente respecto a su eje longitudinal, en la que la suma de
las proyecciones ortogonales de superficies hacia el eje
longitudinal que, básicamente, están orientadas hacia una primera
dirección y que, en funcionamiento, están humedecidas por fluido,
cuya presión debe medirse, es, básicamente, igual o menor que la
suma de proyecciones ortogonales de superficies hacia el eje
longitudinal que, básicamente, están orientadas hacia una segunda
dirección opuesta a la primera dirección y que, en funcionamiento,
están humedecidas por un fluido, cuya presión debe medirse.
De esta forma, se consigue que, en áreas de
superficies iguales en funcionamiento, la sección con el sensor de
presión esté alojada en la escotadura, prácticamente, de forma
equilibrada en fuerza y presión. Para ello, al contrario que el
dispositivo descrito en el documento DE-GM 1 879
755, la sección no se desplaza en caso de presión creciente. En
caso de un desequilibrio insignificante a favor de las superficies,
en dirección del lado o abertura de introducción de la escotadura,
se consigue que, con presión creciente, la sección se presione de
forma cada vez más firme en dirección de la base de la escotadura.
Esto incrementa la propia seguridad de la disposición y, además, es
una diferencia importante respecto a las disposiciones del estado de
la técnica, en las que una presión (creciente) de fluido, por lo
general, tiende a presionar los sensores de presión hacia fuera de
sus taladros de montaje.
Además, la sección del sensor de presión puede
introducirse fácilmente en la escotadura, lo que posibilita tiempos
de montaje breves. El desmontaje, también, es muy rápido y
sencillo, puesto que ningún anillo de sujeción sujeta la sección
del sensor de presión. Mejor dicho, la sección del sensor de presión
en el asiento hermético se aloja de forma deslizante en la
escotadura y puede extraerse o introducirse, sin más, de la
escotadura.
En particular, la configuración según la
invención permite, especialmente también de forma sencilla, que en
caso de diversos sensores de presión existentes en un agregado
hidráulico, todos estén montados sobre la misma placa de circuitos
impresos para unirse, al mismo tiempo (casi con un asidero), al
aparato de control hidráulico.
En una forma de realización preferente de la
invención, primeras y segundas superficies, que se encuentran en la
sección del sensor de presión y en contacto con fluido, están
dimensionadas y orientadas de forma que, las fuerzas ejercidas por
la presión de fluido sobre las primeras superficies, que empujan la
sección del sensor de fluido en dirección del lado abierto de la
escotadura, son iguales que las fuerzas ejercidas por la presión de
fluido sobre las segundas superficies, que alejan la sección del
sensor de presión del lado abierto de la escotadura. Con ello,
durante el funcionamiento del sensor de presión, la sección del
sensor de presión no lleva a cabo ningún movimiento en dirección
axial. De este modo, la sección del sensor de presión puede unirse
sin problemas de forma eléctrica o mecánica con una placa de
circuitos impresos que debe agregarse al aparato de control
hidráulico, sea que se suelde o adhiera directamente o se contacte
mediante una conexión de enchufe. Durante el funcionamiento, la
sección del sensor de presión no ejerce cargas mecánicas (de
tracción o empuje) sobre la unión eléctrica o la placa de circuitos
impresos.
Preferiblemente, las primeras y segundas
superficies son simétricas entre sí respecto a un plano medio. Esto
sirve, especialmente, cuando la sección presenta un cuerpo de base
cilíndrico circular, desde el que las primeras y segundas
superficies se distancian radialmente o bajo un ángulo opuesto
diametralmente (respecto a un plano en ángulo recto hacia un eje
longitudinal central).
En una forma de realización preferente
actualmente, la sección del sensor de presión tiene, en un una zona
central, un primer collar con una superficie lateral básicamente
cerrada, y una primera y segunda superficie de cobertura, y en la
que la primera y segunda superficie de cobertura tienen,
básicamente, las mismas áreas de superficie. A distancias axiales
respecto a la primera y segunda superficie de cobertura del primer
collar están dispuestos un segundo y tercer collar, cuyas
dimensiones exteriores están dimensionadas de forma que el segundo
y el tercer collar contribuyen a la guía de la sección del sensor de
presión en la escotadura, y presentan superficies de cobertura
dirigidas hacia el primer collar que, básicamente, tienen las
mismas áreas de superficie.
Entre el primer y segundo collar y/o entre el
primer y tercer collar está dispuesta una junta.
Adicionalmente, la sección del sensor de presión
puede asegurase en la escotadura mediante un medio de sujeción,
preferiblemente, un anillo de sujeción.
Preferiblemente, la sección del sensor de presión
está dimensionada y dispuesta en la escotadura de forma que el
primer collar está dirigido hacia una entrada de fluido dispuesta en
la pared de la escotadura. Con ello no es forzosamente necesario
que, en estado montado de la sección del sensor de presión, ésta se
encuentre "a la misma altura" que la entrada de fluido
dispuesta en la pared de la escotadura. Mejor dicho, simplemente
debería asegurarse que, al entrar el fluido en la escotadura, no se
encuentra, en primer lugar, en una de las primeras o segundas
superficies. De este modo, el fluido debería alcanzar estas
superficies, prácticamente, al mismo tiempo, para que la sección
del sensor de fluido no se mueva en dirección axial cuando el flujo
entra.
En una forma de realización de la invención, que
puede fabricarse de modo especialmente sencillo, la sección del
sensor de presión tiene una configuración
simétrica-rotativa respecto a su eje longitudinal
central.
Preferiblemente, la sección del sensor de presión
tiene un sensor de presión en la zona del primer collar. Al mismo
tiempo, puede tratarse de un sensor de presión semiconductor.
En la invención, también, es posible que fuera
del segundo y/o tercer collar domine presión atmosférica ambiental.
Con otras palabras, la sección del sensor de presión está rodeada
de fluido impulsado a presión (cuya presión debe medirse),
únicamente, entre el segundo y tercer collar. Las zonas de la
sección del sensor de presión, que se encuentran más alejadas en
dirección axial pueden encontrarse en atmósferas ambientales libres
de presión - limitadas mediante el segundo y/o tercer collar y las
juntas correspondientes.
En una forma de realización preferente, la
sección del sensor de presión y/o, al menos, algunos de los
primeros, segundos o terceros collares tienen una configuración
cilíndrica o cónica, preferiblemente, cilíndrica circular o cónica
circular.
Las juntas dispuestas entre el primer y segundo
collar o entre el primer y tercer collar están formadas,
preferiblemente, de manera que, en funcionamiento, se comportan
como un fluido incompresible, cuando se apoyan contra las
superficies correspondientes en la sección del sensor de presión.
Con ello, se garantiza que no tenga lugar ningún falseamiento de la
medición mediante juntas flexibles. Otra propiedad de las juntas
debería ser que las zonas de las juntas cubiertas o humedecidas por
el fluido en funcionamiento sean, básicamente, diametralmente
opuestas. Para ello, sirven las mismas bases y reglas de dimensión
que para las primeras y segundas superficies de la sección del
sensor de presión.
De este modo, el sensor de presión se forma
mediante una sección del sensor de presión, que está rodeada por la
pared de la escotadura de forma hermética al fluido, en la que la
sección del sensor de presión tiene dos elementos de hermeticidad
(los primeros y terceros collares o las juntas correspondientes)
que tienen superficies de hermeticidad diametralmente opuestas.
Entre los segundos y terceros collares o las juntas correspondientes
se introduce, lateralmente, en una entrada en la pared de la
escotadura, el fluido, cuya presión de fluido debe medirse.
Otras propiedades, ventajas, características y
posibilidades de variación de la invención se explican mediante la
siguiente descripción de una forma de realización de la invención
preferente actualmente en referencia a los planos.
Fig.1 muestra una representación en sección
esquemática de la disposición según la invención para la medición
de la presión de un fluido.
La disposición para la medición de la presión de
un fluido mostrada en la fig. 1 es parte de un aparato de control
hidráulico de una instalación de freno de un vehículo -no
representado en detalle. Una sección del sensor de presión 10,
básicamente cilíndrica, está alojada en una escotadura 12.
Para ello, la sección del sensor de presión 10
está dimensionada y formada en proporción a la escotadura 12, de
forma que un espacio intermedio 14 para el alojamiento de fluido
rodea la sección del sensor de presión 10. A continuación, se
describe cómo está realizada en detalle.
La sección del sensor de presión 10, básicamente
cilíndrica, tiene un cuerpo longitudinal con superficies 16a, 16b,
18, 18b que se distancian lateralmente respecto a su eje
longitudinal-central L. Estas superficies 16a, 16b
18a, 18b que se distancian lateralmente son partes de un primer, un
segundo y un tercer collar anular 20, 22, 24. El primer collar
anular 20 está formado en éste de una sola pieza en una zona,
aproximadamente, central respecto a la longitud total de la sección
del sensor de presión 10 cilíndrica, y presenta una superficie
lateral 20a, básicamente, cerrada, una primera superficie de
cobertura 16a y una segunda superficie de cobertura 18a, en la que
la primera superficie de cobertura 16a y la segunda superficie de
cobertura 18a tienen, básicamente, áreas de superficie iguales y
superficies de proyección iguales -respecto al plano medio M.
La sección del sensor de presión 10 está
dispuesta en la escotadura 12, de forma que el primer anillo 20 se
dirige hacia una entrada de fluido para el fluido, cuya presión
debe medirse, dispuesta en la pared de la escotadura 12. La sección
del sensor de presión 10 tiene un sensor de presión 26 en la zona
del primer anillo 20. Este sensor de presión está unido a través de
dos hilos metálicos 26a, 26b con una conexión electrónica, que se
encuentra sobre una placa de circuitos impresos 28 por encima de la
sección del sensor de presión 10. Los hilos metálicos 26a, 26b,
dimensionados de forma correspondiente, pueden servir, también,
para sujetar de forma mecánica la sección del sensor de presión 10,
en conjunto, en la placa de circuitos impresos 28. Esto facilita,
especialmente, el montaje.
A distancias axiales respecto a la primera y
segunda superficie de cobertura 16a, 18a del primer collar 20 están
dispuestos el segundo 22 y el tercer collar 24. Sus diámetros
exteriores están dimensionados de forma que, el segundo y el tercer
collar 22, 24 contribuyen a guiar la sección del sensor de presión
10 en la escotadura 12 en asiento hermético. El segundo y tercer
collar 22, 24 tienen superficies de cobertura 18b, 16b dirigidas
hacia el primer collar 20 y sus superficies de cobertura 16a, 18a,
que tienen, del mismo modo, áreas de superficie básicamente
iguales.
La suma de las proyecciones ortogonales de la
superficies de cobertura 16a, 16b hacia el eje longitudinal L, que
están orientadas, básicamente, hacia una primera dirección (es
decir, en la fig. 1, hacia abajo) y, en funcionamiento, están
humedecidas por fluido, cuya presión debe medirse, es básicamente
igual a la suma de las proyecciones ortogonales de las superficies
de cobertura 18a, 18b hacia el eje longitudinal, que están
orientadas, básicamente, hacia una segunda dirección opuesta a la
primera dirección (es decir, en la fig.1, hacia arriba) y, en
funcionamiento, están humedecidas por fluido.
Por tanto, las fuerzas ejercidas por la presión
del fluido sobre las primeras superficies 16a, 16b, que empujan la
sección del sensor de presión 10 en dirección del lado abierto de
la escotadura 12 (en la fig. 1 hacia arriba) son iguales que las
fuerzas ejercidas por la presión de fluido sobre las segundas
superficies 18a, 18b, que alejan la sección del sensor de presión 10
del lado abierto de la escotadura 12 (en la fig. 1 hacia
abajo).
Entre el primer collar 20 y el segundo collar 22,
y entre el primer collar 20 y el tercer collar 24 está dispuesta
una junta 30, 32. Estas juntas están formadas de manera que, en
funcionamiento, se comportan como un fluido, cuando se apoyan
contra las superficies correspondientes en la sección del sensor de
presión 10. Además, la sección del sensor de presión 10 está
asegurada mediante un anillo de sujeción 36 en la escotadura 12
para evitar la caída desde la escotadura 12. Fuera del segundo y
tercer collar 22, 24 puede dominar la presión atmosférica
ambiental. Esto también se consigue, de forma que en la base de la
escotadura 12 esté prevista una abertura 38, que una la escotadura
12 con el ambiente.
Claims (14)
1. Disposición para la medición de la presión de
un fluido con
- una sección (10), que está dispuesta para el
alojamiento en
- una escotadura (12) abierta en, al menos, un
lado, en la que la sección (10) está dimensionada en proporción a
la escotadura (12) de forma que,
- un espacio intermedio (14) para el alojamiento
de fluido rodea la sección (10), al que está asignada una entrada
de fluido dispuesta en una pared de la escotadura (12), en la
que
- primeras y segundas superficies (16a, 16b, 18a,
18b), que se encuentran en la sección (10) y que están en contacto
con fluido, están dimensionadas y orientadas de forma que, las
fuerzas ejercidas por la presión del fluido sobre las primeras
superficies (16a, 18a), que empujan la sección (10) en dirección al
lado abierto de la escotadura (12), son iguales o menores que las
fuerzas ejercidas por la presión de fluido sobre las segundas
superficies (16b, 18b), que alejan la sección (10) del lado abierto
de la escotadura (12), en la que
- la sección (10) lleva un sensor de presión
(26).
2. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según la reivindicación 1, en la que
- primeras y segundas superficies (16a, 18a), que
se encuentran en la sección del sensor de presión (10) y están en
contacto con fluido, están dimensionadas y orientadas de forma que
las fuerzas ejercidas por la presión del fluido sobre las primeras
superficies (16a, 18a), que empujan la sección del sensor de
presión (10) en dirección del lado abierto de la escotadura (12),
son iguales a las fuerzas ejercidas por la presión del fluido sobre
las segundas superficies (16b, 18b), que alejan la sección del
sensor de presión (10) del lado abierto de la escotadura (12).
3. Disposición para la medición de la presión de
un fluido según la reivindicación 2, en la que
- las primeras superficies (16a, 18a) y las
segundas superficies (16b, 18b) son simétricas entre sí respecto a
un plano medio (M).
4. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones precedentes, en la
que
- la sección del sensor de presión (10) tiene en
una zona central un primer collar (20) con una superficie lateral,
básicamente cerrada, y una primera superficie de cobertura (16a) y
una segunda superficie de cobertura (18a), y en la que la primera
superficie de cobertura (16a) y la segunda superficie de cobertura
(18a) tienen áreas de superficie de proyección básicamente iguales
respecto a un plano medio (M).
5. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según la reivindicación precedente, en la que
- a distancias axiales hacia las primeras y
segundas superficies de cobertura (16a, 18a) del primer collar
(20), están dispuestos un segundo y un tercer collar (22, 24),
cuyas medidas exteriores están dimensionadas de forma que, el
segundo y tercer collar contribuyen a guiar la sección del sensor de
presión (10) en la escotadura (12) y presentan superficies de
cobertura (16b, 18b) dirigidas hacia el primer collar (20), que
tienen, básicamente, áreas de superficie de proyección iguales
respecto a un plano medio (M).
6. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según la reivindicación precedente, en la que
- entre el primer collar (20) y el segundo collar
(22) y/o entre el primer collar (20) y el tercer collar (24) está
dispuesta respectivamente una junta (30, 32).
7. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones precedentes, en la
que
- la sección del sensor de presión (10) está
asegurada en la escotadura (12), mediante un medio de sujeción,
preferiblemente, un anillo de sujeción (36).
8. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones 4 a 7, en la que
- la sección del sensor de presión (10) está
dispuesta en la escotadura (12), de forma que el primer collar (20)
está dirigido hacia la entrada de fluido dispuesta en la pared de
la escotadura (12).
9. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones precedentes, en la
que
- la sección del sensor de presión (10) presenta
una configuración rotacionalmente simétrica respecto a su eje
central (L).
10. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones 4 a 9, en la que
- la sección del sensor de presión (10) tiene el
sensor de presión (26) en la zona del primer collar (20).
11. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones 5 a 10, en la que
- fuera del segundo y/o tercer collar (22, 24)
reina la presión atmosférica ambiental.
12. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones 5 a 11, en la que
- la sección del sensor de presión y/o, al menos,
secciones individuales del primer, segundo o tercer collar (20, 22,
24) presentan una configuración cilíndrica o cónica,
preferiblemente, cilíndrica circular o cónica circular.
13. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones 5 a 12, en la que
- juntas (30, 32) dispuestas entre el primer
collar (20) y el segundo collar (22), o entre el primer collar (20)
y el tercer collar (24) están formadas de manera que, en
funcionamiento, se comportan como un fluido, cuando se apoyan
contra las superficies (16b, 18b) correspondientes en la sección del
sensor de presión (10).
14. Disposición para la medición de la presión de
un fluido, según una de las reivindicaciones precedentes, en la
que
- una sección del sensor de presión (10) es un
cuerpo longitudinal con superficies (16a, 16b, 18a, 18b), que se
distancian lateralmente respecto a su eje longitudinal (L), en la
que la suma de las proyecciones ortogonales de superficies (16a)
hacia el eje longitudinal (L) que, básicamente, están orientadas en
una primera dirección y, en funcionamiento, están humedecidas por
fluido, cuya presión debe medirse, es básicamente igual o menor que
la suma de las proyecciones ortogonales de superficies (18a) hacia
el eje longitudinal que, básicamente, están orientadas hacia una
segunda dirección opuesta a la primera dirección y, en
funcionamiento, están humedecidas por fluido, cuya presión debe
medirse.
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