專(zhuān)利名稱(chēng)：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓力傳感器，特別地，填充了液體的壓力傳感器。
背景技術(shù)：
一種壓力傳感器，特別是差壓傳感器，包括一基體，在其兩端各自安裝了優(yōu)選的環(huán)形膜或孔板，在基體端面和膜之間形成壓力腔。兩個(gè)壓力腔通過(guò)液壓路徑相連，壓力腔、液壓路徑、以及與它們相連的其它可能的部分被液壓液體填充。為了操作壓力傳感器，在由兩個(gè)壓力腔、液壓路徑以及可能存在的連接部分構(gòu)成的液壓系統(tǒng)中放置的液體的量必須盡可能精確。為此，例如，液壓系統(tǒng)完全由液壓液體填充，并且鋼球被壓入填充管嘴，鋼球的直徑大于填充管嘴的內(nèi)直徑，鋼球在填充管嘴中在壁的彈性形變之下保持停留。這樣，液壓系統(tǒng)被密封，但是球位置和被封閉液體的量存在變化。另外，壓力傳感器的這種密封不太適合陶瓷制成的基體的情況。
在現(xiàn)有技術(shù)的另一解決方案中，液壓系統(tǒng)的填充管嘴具有第一部分和第二部分，第一部分擁有大于密封球的半徑的第一半徑，第二部分的半徑小于密封球的半徑，這樣，在第一部分和第二部分之間的過(guò)渡處，形成止動(dòng)面，其能夠由球密封。球由螺桿固定在這個(gè)位置，該螺桿與在填充管嘴的第一部分的壁中形成的螺紋接合。
關(guān)于螺紋的提供，這種解決方案構(gòu)造復(fù)雜。另外，由于球表面或止動(dòng)面可能按照螺桿承受的壓力的函數(shù)而而發(fā)生彈性或塑性形變，所以它導(dǎo)致在封閉體積中的微小變化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種壓力傳感器，其具有改進(jìn)的密封系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)權(quán)利要求1的壓力傳感器得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它方面根據(jù)從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)以及附圖而得到。
本發(fā)明的壓力傳感器包括基體；至少一個(gè)隔膜，與基體一起封閉壓力腔；基體內(nèi)的液壓路徑，其與壓力腔相連；在基體表面中的基體盲孔，通道由此從基體盲孔的末端延伸并且與液壓路徑相連，其中通道的直徑小于基體盲孔的直徑，從而在基體盲孔和通道之間形成第一止動(dòng)面；可以插入基體盲孔的密封元件，其具有與第一止動(dòng)面互補(bǔ)的第二止動(dòng)面；和膨脹體，可以令其與密封元件接合，以徑向膨脹密封元件的外表面。
基體盲孔優(yōu)選地基本為圓柱形。
密封元件的外表面的外徑優(yōu)選地小于基體盲孔的內(nèi)徑，密封元件進(jìn)一步優(yōu)選地在其遠(yuǎn)離密封表面的后側(cè)面上具有盲孔，膨脹體可以插入該盲孔。膨脹體的外徑大于密封元件盲孔的內(nèi)徑，使得密封元件的外表面通過(guò)膨脹體的插入而壓向基體盲孔的外表面。
壓力傳感器的填充優(yōu)選地通過(guò)管道發(fā)生，直至液位上升到第一止動(dòng)面之上進(jìn)入基體盲孔。然后，密封元件插入基體盲孔，由于在所選擇的半徑下在密封元件的外表面和盲孔壁之間保持間隙，所以密封元件容易地將過(guò)量的液體推向旁邊。在第二止動(dòng)面接觸第一止動(dòng)面之后，對(duì)于給定的溫度，精確的預(yù)定量的液體被封閉入類(lèi)似的精確的預(yù)定體積中?，F(xiàn)在，當(dāng)膨脹體插入密封元件的盲孔中時(shí)，不再有密封元件的任何軸向偏移，而是僅有其部分外表面的徑向膨脹。這將密封元件牢固地固定在基體盲孔中，而不改變封閉體積。
為了改進(jìn)密封機(jī)能，密封元件的外表面優(yōu)選地被彈性構(gòu)造。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，一種選擇是在剛性支撐上涂覆一彈性層，另一種選擇是由合適的彈性材料形成整個(gè)密封元件。密封元件的精確細(xì)節(jié)是任意的并且基本上依賴(lài)于期望的壓力負(fù)荷。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，密封元件基本上由基體盲孔中的摩擦支承。然而，如果期望更大的壓力負(fù)荷，可以提供額外的合適的密封裝置。
在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，基體盲孔具有完全的圓柱形，其在基體盲孔和通道之間具有優(yōu)選的基本平坦的第一止動(dòng)面。然而，為了適應(yīng)給定應(yīng)用的精確細(xì)節(jié)而作出的改動(dòng)也是可能的。例如，第一止動(dòng)面可以是截錐或平截體外表面的形式，在這種情況中，第二止動(dòng)面具有互補(bǔ)的形式。第二止動(dòng)面的平截體或圓錐形使得氣體雜附物在密封元件插入基體盲孔期間易于移動(dòng)。
然而，在這種情況中，圓錐的外表面的傾角要被選擇為使得膨脹元件插入期間的軸向力不會(huì)導(dǎo)致密封元件在軸向方向上的移位。
為了密封元件的絕對(duì)密封，可以在基體盲孔的壁中提供凹口。這種凹口優(yōu)選地是環(huán)形。這些凹口應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地形成軸向止動(dòng)面，由于該軸向止動(dòng)面，密封元件的合適的鎖定裝置可以在膨脹體的插入時(shí)根據(jù)形狀而在機(jī)械上互鎖。


現(xiàn)在根據(jù)實(shí)施例以及附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，在附圖中圖1是本發(fā)明的差壓傳感器的截面圖；和圖2是本發(fā)明的壓力傳感器的密封系統(tǒng)的改進(jìn)形式。
具體實(shí)施例方式
差壓傳感器20包括優(yōu)選為圓柱形的基體26。在基體26的兩個(gè)端面都密封有膜24、25，以分別形成壓力腔21、22。在該實(shí)施例中，兩個(gè)壓力腔由壓力通道23相連。壓力腔21、22和壓力通道23通過(guò)通道13填充傳遞液體，于是包括兩個(gè)壓力腔21、22、壓力通道23和通道13的液壓系統(tǒng)被壓封密封。
在差壓傳感器的指定使用中，兩個(gè)膜24、25各自在它們遠(yuǎn)離基體的表面上分別負(fù)荷有第一和和第二測(cè)量壓力，其中膜24、25從它們靜止位置的偏移是第一和第二測(cè)量壓力之間的差的函數(shù)。
壓力差可以以合適的方式記錄，例如電容式或壓阻式，由于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員很熟悉其原理，所以這里不作具體闡釋。
特別對(duì)于差壓傳感器，為了膜24、25位于平衡位置且處于預(yù)定工作點(diǎn)處的參考溫度，液壓系統(tǒng)的填充量盡可能精確地對(duì)應(yīng)于預(yù)定值是很重要的。
液壓系統(tǒng)中液壓液體的預(yù)定填充量的加注由前面所述的密封系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)?；w在其外表面中具有孔或基體盲孔10，通道13通入其端面，其中通道13的直徑小于盲孔10的直徑。
在以液壓液體加注液壓系統(tǒng)之后，杯形密封元件被插入基體盲孔。該密封元件的底部與在通道13的開(kāi)口和外殼盲孔的壁之間形成的第一止動(dòng)面14互補(bǔ)。密封元件的端面用作第二止動(dòng)面51，其位于第一止動(dòng)面14之上。在這個(gè)實(shí)施例的情況中，密封元件在其外表面上具有一彈性層，優(yōu)選地是人造橡膠。密封元件5被這樣測(cè)定，首先在密封元件5的外表面和基體盲孔10的壁之間保持環(huán)形間隙，使得當(dāng)密封元件插入基體盲孔10時(shí)液壓液體能夠流經(jīng)密封元件。在第二止動(dòng)面51落在第一止動(dòng)面14上之后，液壓系統(tǒng)和環(huán)境之間的液體交換終止。密封元件5在其遠(yuǎn)離通道的后側(cè)面52中具有一盲孔53，膨脹體3被壓入該盲孔53。膨脹體3的外表面的外半徑比密封元件盲孔53的半徑大。至少在膨脹體3的端部中具有平截體部分，當(dāng)膨脹體3壓入密封元件5的盲孔53時(shí)，該平截體部分將密封元件5的外表面在其后部中徑向地向外推壓，使得在基體盲孔的壁和密封元件5的外表面之間實(shí)現(xiàn)摩擦阻力傳遞。
在膨脹體3的中部，提供了具有圓柱形外表面的部分。在這個(gè)部分中，膨脹體3具有最大半徑。當(dāng)膨脹體完全壓入盲孔53中時(shí)，基本上只有徑向力作用于它，使得它再也不能被向回推出盲孔。除了上述實(shí)施例，膨脹體也可以為球形，這導(dǎo)致相同的性能。球形的優(yōu)點(diǎn)在于，可以廉價(jià)地在商業(yè)上使用任意直徑的球。
優(yōu)選地，膨脹體3關(guān)于其反射面對(duì)稱(chēng)，該反射面與其對(duì)稱(chēng)軸垂直，即，在膨脹體3的后部上也提供了平截體。殘余軸向力的影響可以被相應(yīng)的軸向反作用力平衡，其中，殘余軸向力可以作用于前平截體，相應(yīng)的軸向反作用力作用于膨脹體后部的平截體。
根據(jù)需要，可以在基體盲孔10的壁內(nèi)提供凹口11，當(dāng)膨脹體3壓入密封元件盲孔53時(shí)，密封元件5的外表面上的突出可以與該凹口11接合。這樣，密封元件變?yōu)椴粌H由摩擦力而且由基于形狀的機(jī)械互鎖而支撐。
密封元件5和基體26的芯可以由不同材料制成；例如，密封元件可以具有鋼芯，而基體26可以包括陶瓷，例如金剛砂。在這種情況中，密封元件的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例的外表面具有彈性密封，其適于吸收由不同的熱膨脹引起的機(jī)械應(yīng)力。
圖2顯示了經(jīng)輕微改動(dòng)的密封裝置的實(shí)施例，其中基體盲孔10的圓柱壁具有環(huán)形槽11。另外，第一端面是平截體的形式，由此便于完全清除液壓液體中的氣泡，密封元件5的末端上的第二止動(dòng)面51類(lèi)似地為圓錐形，使得氣泡可以在密封元件插入期間基于它們的浮力而逃逸。為了使密封元件居中，可以在其前部提供徑向葉片。密封元件5具有彈性金屬制成的杯形芯，其涂覆了彈性密封材料優(yōu)選為橡膠制成的外套54。外套54的材料厚度大小被定為，在膨脹元件3壓入密封元件5的盲孔53之后，外套填充密封盲孔的壁中的環(huán)形槽11。
在所有實(shí)施例中，膨脹體3都可以沿其對(duì)稱(chēng)軸具有螺孔，以能夠利用旋入的螺釘而從密封元件中拆卸膨脹體，例如為了維護(hù)壓力傳感器。除了螺孔，也可以提供具有至少一個(gè)止動(dòng)面的孔用于接收軸向力，例如以卡口連接器的形式。
權(quán)利要求
1.壓力傳感器(20)，包括基體(26)；至少一個(gè)隔膜(24，25)，其與基體(26)一起封閉壓力腔；基體內(nèi)的液壓路徑(23)，其與壓力腔(21，22)相連；在基體(26)表面中的基體盲孔(10)，通道(13)從基體盲孔(10)的末端延伸并且與液壓路徑(23)相連，其中通道(13)的直徑小于基體盲孔(10)的直徑，從而在基體盲孔(10)和通道(13)之間形成第一止動(dòng)面(14)；可以插入基體盲孔(10)的密封元件(5)，其具有用于支持在第一止動(dòng)面(14)上的密封元件(5)的第二止動(dòng)面(51)，還具有徑向撓性的外表面；和膨脹體(3)，可以令其與密封元件(5)接合，以徑向膨脹密封元件(5)的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的壓力傳感器，其中密封元件(5)的外表面是徑向彈性的，并且在平衡位置中外表面的外徑小于基體盲孔(10)的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的壓力傳感器，其中密封元件(5)在其遠(yuǎn)離第二止動(dòng)面(51)的后側(cè)面(52)上具有盲孔(53)，膨脹體(3)可以插入該盲孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的壓力傳感器，其中膨脹體(3)的外徑大于密封元件盲孔(53)的內(nèi)徑，使得密封元件(5)的外表面通過(guò)膨脹體(3)的插入而壓向基體盲孔(10)的外表面。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的壓力傳感器，其中膨脹體(3)具有至少一個(gè)錐端部分。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的壓力傳感器，其中基體盲孔(10)在其外表面上具有至少一個(gè)凹口(11)，并且密封元件具有至少一個(gè)鎖定裝置(12)，可以利用膨脹體(3)令其與至少一個(gè)凹口(11)接合。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的壓力傳感器，其中基體具有陶瓷材料。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的壓力傳感器，其中第二止動(dòng)面(51)的形狀與第一止動(dòng)面(14)的形狀互補(bǔ)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的壓力傳感器，其中壓力傳感器是絕對(duì)壓力傳感器、相對(duì)壓力傳感器或差壓傳感器。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的壓力傳感器具有一用于傳送壓力的內(nèi)部液壓系統(tǒng)，并且具有一密封，使得能夠保證液壓系統(tǒng)的精確填充體積。壓力傳感器包括一基體；至少一個(gè)隔膜，與該基體一起封閉壓力腔；基體內(nèi)的液壓路徑，其與壓力腔相連；在基體表面中的基體盲孔，通道由此從基體盲孔的前面?zhèn)妊由觳⑶遗c液壓路徑相連，并且通道的直徑小于基體盲孔的直徑，從而在基體盲孔和通道之間形成第一止動(dòng)面；可以插入基體盲孔的密封元件，其具有與第一止動(dòng)面互補(bǔ)的第二止動(dòng)面和徑向撓性外表面；和膨脹體，可以令其與密封元件接合，以徑向膨脹密封元件的外表面。
文檔編號(hào)G01L19/00GK1596367SQ02823547
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者賴(lài)納·馬丁 申請(qǐng)人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司