專利名稱：壓力傳送器和由傳感器單元和主體部件制造壓力傳送器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)壓力的壓力傳送器。特別地，本發(fā)明涉及這樣一種類型的傳送器，其擁有一個形成空腔的主體部件，和一個放置于該空腔中的壓力傳感器。主體和傳感器單元結(jié)合形成一個包含密封接縫區(qū)的裝配區(qū)，在密封接縫區(qū)處表面被密封地接合，如，通過焊接。
背景技術(shù)：
上述類型的傳送器經(jīng)常應(yīng)用在引導(dǎo)流體流動的壓力系統(tǒng)中，如在真空系統(tǒng)或在制冷系統(tǒng)中。
通常地，傳送器包含一個連接件，例如帶有用于連接到壓力系統(tǒng)上的螺桿螺紋或焊接凸緣。連接件從壓力系統(tǒng)到壓力傳感器單元典型地形成為流體輸送管道的部分，壓力傳感器單元與連接件密封裝配。通常地，傳感器單元被插入管道從而在其中形成一種閉合，隨后通過焊接它被密封地固定到連接件。這種傳送器可以進一步包含各種電子元件，用于把感應(yīng)的壓力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號。
在已知的傳送器中，連接件包含一個圓柱形的空腔，其具有圓形橫截面形狀，并且在它的整個深度上具有嚴(yán)格一致的半徑尺寸。相應(yīng)地，傳感器具有其直徑適應(yīng)圓柱形空腔的活塞的形狀。在加工傳送器的過程中，傳感器單元被壓入空腔中，隨后，從外邊把連接件和傳感器單元焊接在一起。為了在焊接過程中建立一個臨時固定的連接以將傳感器單元保持在連接件中的固定位置，傳感器單元和空腔的直徑彼此非常接近，從而形成一種干涉配合(過盈配合)，因此傳感器單元需要使用外力將其壓入空腔內(nèi)。這樣使得裝配工作復(fù)雜，并且需要窄的公差，由此需要昂貴的元件。而且，還發(fā)現(xiàn)通過焊接過程產(chǎn)生的氣體能夠被禁閉到材料中，并且潛在地導(dǎo)致連接件和傳感器之間的泄漏。氣體的禁閉被連接件和傳感器之間的干涉配合(過盈配合)所加強。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的壓力傳送器。因此，第一方面，本發(fā)明提供一種本文開始所描述類型的壓力傳送器，其中裝配區(qū)進一步包含相鄰于密封接縫區(qū)的間隙區(qū)，在該間隙區(qū)中傳感器單元和主體相互被切割，從而在傳感器單元和主體的相鄰表面之間形成一個間隙。由于各組件被切割而形成相鄰于密封接縫區(qū)的間隙，因此，來自于例如焊接或膠合過程中的氣體將被漸漸排掉，減少了由于被禁閉氣體而產(chǎn)生焊接氣孔的危險或減少膠合過程中產(chǎn)生長的淬火周期的危險。因此，該壓力傳送器可以被改進。
傳感器單元可以是測量壓力的普遍所知的類型，即，具有帶有底面部分的空腔和朝著一個開口向上延伸的側(cè)壁的類型，該開口被一種柔性膜所密封，傳感器單元的空腔典型地充滿液體壓力傳送油，并且該空腔進一步容納壓力靈敏電子元件。
主體可以形成一種用于將壓力傳送器連接到壓力系統(tǒng)的連接件，例如，通過螺桿螺紋或通過焊接凸緣，并且可以進一步容納電子元件或具有用于將電子元件固定到壓力傳送器的固定裝置。這樣的電子元件可以用于把感應(yīng)的壓力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號。
間隙的大小優(yōu)選地最多為0.1mm，比如大小為0.04mm。相鄰表面是傳感器單元和主體部件的表面，它們在傳感器單元被放置到主體中時是相鄰的。在密封接縫如焊接之前，相鄰表面是傳感器單元和主體在整個裝配區(qū)的表面。在密封接縫之后，相鄰表面可能只是傳感器單元和主體在間隙區(qū)內(nèi)的表面，因為這兩個元件可能在裝配區(qū)的剩余部分中被熔化在一起。
間隙可以由傳感器單元和具有凹進或凸起表面部分的主體中的至少一個來限定，以在傳感器單元和主體被最終密封地接合時在傳感器單元和主體之間形成間隙。
主體部分可以例如是一種用于連接到壓力系統(tǒng)的連接件，例如帶有螺桿螺紋或帶有焊接凸緣。主體部分中空腔可以形成貫通管道部分，該管道從壓力傳感器延伸在此被連接到壓力系統(tǒng)的點。壓力傳感器單元被插入，并被密封地固定到空腔以在其中形成一種閉合。
裝配區(qū)可以進一步包含表面接觸區(qū)，傳感器單元和主體相互之間被加工成為當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中并且在密封接合之前，于表面接觸區(qū)處在相鄰表面之間形成接觸。接觸區(qū)使得部件的裝配變得容易。在裝配過程中，傳感器單元被插入到空腔中，并在那里被壓下直到達到一個傳感器單元相對于主體的所要求的位置。在這一點上，相鄰表面在接觸區(qū)上彼此嚙合，由此形成兩個部件的初步固定，該初步固定可以使最終通過焊接的裝配變得容易。接觸區(qū)可以具有例如相應(yīng)于裝配區(qū)長度的1/6到1/2之間的長度，即，傳感器單元和主體可以在密封接合區(qū)總長度的約1/6到1/2長度上形成干涉配合，即，例如焊接的長度。實際尺寸取決于傳感器單元和主體之間接縫所需的長度。密封接縫區(qū)越長傳感器單元結(jié)合到主體上就越牢固。相鄰于表面接觸區(qū)，具有一個尺寸小于等于0.1mm的間隙是有利的。在通過焊接的裝配過程中，這種尺寸間隙一方面使氣體從密封接縫區(qū)中傳送出去變得容易，另一方面允許使用焊接過程來沿著間隙接合傳感器單元和主體。在密封接縫區(qū)之外間隙可以超過0.1mm。
裝配區(qū)可以進一步包含在表面接觸區(qū)和間隙區(qū)之間延伸的過渡區(qū)。在過渡區(qū)中，傳感器單元和主體相互被加工成為形成一個間隙，該間隙的尺寸沿著從接觸區(qū)向著間隙區(qū)的路徑變化。鄰近接觸區(qū)處，這個間隙可以等于0mm或接近等于0mm，鄰近間隙區(qū)處，該間隙可以等于或接近等于在間隙區(qū)中發(fā)現(xiàn)的間隙，如從0mm向0.02-0.12mm變化。該間隙可以線性變化，即，以固定的幅度沿著從表面接觸區(qū)向間隙區(qū)的路徑固定增長。過渡區(qū)可以優(yōu)選地形成在傳感器單元和主體的順滑傾斜相鄰表面之間，或通過傳感器單元和主體中的至少一個的傾斜表面形成。由于過渡區(qū)的存在，在傳感器單元被壓入空腔時傳感器單元呈楔式的與主體部件密封接觸，因此也就降低了傳感器單元和主體部件之間窄公差的必要性。過渡區(qū)可以由傳感器單元和主體中的至少一個的表面形成，當(dāng)傳感器單元被放入空腔時，所述表面相對于傳感器單元和主體中的另一個的相鄰表面部分形成一個角度。這個角度的尺寸能夠確保表面之間的相應(yīng)間隙處于小于等于0.1mm的尺寸范圍內(nèi)。該過渡區(qū)可以這樣限定一個楔形間隙，該間隙進一步增強氣體從裝配區(qū)中的排除，并且由此進一步降低由于被禁閉氣體而產(chǎn)生焊接氣孔的危險。在最后的密封裝配過程中，如，通過焊接或膠合，過渡區(qū)中的間隙的至少一部分可以被由最后的裝配過程產(chǎn)生的熔融物或粘膠劑所消除。
主體和/或傳感器單元可以優(yōu)選地由任何金屬材料制成，并且優(yōu)選地通過WIG(鎢極惰性氣體)焊接裝配。
優(yōu)選地，空腔是圓柱狀，傳感器單元具有活塞形狀。在這種情況下，相鄰表面分別由柱體和活塞的周邊內(nèi)、外表面組成。為了在接觸表面之間提供一個帶有楔形間隙的過渡區(qū)，傳感器單元和主體中至少一個的接觸表面可以具有至少兩個彼此間形成一個角度的表面部分。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，主體的空腔從主體部分的第一末端到相對的第二末端形成管道部分。如果主體形成一個用于將傳送器連接到壓力系統(tǒng)如制冷系統(tǒng)的連接件，第一末端可以具有固定裝置，例如螺桿螺紋或焊接凸緣，用來將主體連接到壓力系統(tǒng)?？涨缓徒佑|表面在垂直于管道的橫截面內(nèi)具有圓形形狀，為了在傳感器單元和主體之間提供密封連接，傳感器單元可以通過焊接連接到主體部分，并由此形成一種閉合，該閉合密封管道的第二末端。
第二方面，本發(fā)明為壓力傳送器提供壓力傳感器單元，所述傳感器單元包含帶有底面部分的空腔和朝著一個開口向上延伸的側(cè)壁，該開口被柔性膜所密封，其中側(cè)壁的外表面形成裝配面，在最后的裝配步驟中，裝配面與一個相聯(lián)的壓力傳送器主體部分的相應(yīng)裝配面裝配，其特征在于裝配面包含至少兩個非平行的表面部分，即，其中表面部分在裝配區(qū)域的一個截面上彼此之間形成一個角度α，其中0＜α＜90°，或者使得表面之間的角度在表面之間提供一個小于等于0.1mm的尺寸范圍的間隙。
第三方面，本發(fā)明為壓力傳送器提供一個主體部件，所述主體部件形成一個具有開口的空腔，開口用于接收壓力傳感器，在空腔中，一個裝配面在最后的裝配步驟中與相聯(lián)的傳感器的相應(yīng)裝配面裝配在一起，其特征在于，裝配面包含至少兩個非平行的表面部分，即，其中表面部分在裝配區(qū)域的截面上彼此形成一個角度α，其中0＜α＜90°，或者優(yōu)選地為0＜α＜3°，比如α＝2.3°，或者使得該角度在傳感器單元和主體之間提供一個間隙，該間隙處于小于等于0.1mm的范圍之內(nèi)。
第四方面，本發(fā)明提供一種用于構(gòu)成壓力傳送器的裝配裝置，所述裝置包含壓力傳感器單元，其包含帶有底面部分的空腔和朝著一個開口向上延伸的側(cè)壁，該開口被一種柔性膜所密封，其中側(cè)壁的外表面形成一個裝配面，其在最后裝配步驟中與相聯(lián)的壓力傳送器主體部分的相應(yīng)裝配面裝配在一起，和主體部分，其形成含有用于接收壓力傳感器的開口的空腔，在空腔中，裝配面在最后的裝配步驟中與傳感器的裝配面裝配在一起，其特征在于，當(dāng)傳感器單元被放置在空腔中密封裝配時，傳感器單元和主體相互之間被加工成為在至少裝配面的一部分中形成間隙。即，在焊接過程中被例如熔融物接合的表面的一部分中形成間隙。
與本發(fā)明第一方面相關(guān)的任何描述的特征可以與本發(fā)明的第二、第三和第四方面結(jié)合。


在下面，參照附圖本發(fā)明將得到進一步詳細(xì)地描述，其中，圖1表示在分解圖中壓力傳送器的橫截面圖，圖2表示裝配圖中圖1的壓力傳送器的視圖，圖3表示壓力傳送器裝配區(qū)的放大視圖，圖4表示壓力傳送器的壓力傳感器單元，圖5表示圖4中壓力傳感器單元裝配表面的放大視圖，圖6表示壓力傳送器的主體部件，圖7表示圖6中主體部件裝配面的放大視圖，圖8-9表示在通過焊接裝配過程中裝配區(qū)的放大視圖。
具體實施例方式
圖1表示壓力傳送器，其帶有形成有空腔2的主體部件1，空腔2具有一個開口3，用于接收壓力傳感器單元4。在圖2中，壓力傳感器單元被放置在空腔中，準(zhǔn)備在裝配區(qū)5中通過主體1和傳感器單元4的相鄰表面6、7(圖1中)被最后密封地裝配。如圖3的放大視圖中所最能看到的，當(dāng)傳感器單元被放置在空腔中時，傳感器單元4和主體1相互之間被加工成為在裝配區(qū)中形成間隙8。在圖3中，部件還沒有被密封裝配。裝配區(qū)包含一個表面接觸區(qū)10、一個間隙區(qū)11和一個過渡區(qū)12，其中當(dāng)傳感器單元4和主體1被裝配時在表面接觸區(qū)10處相互之間被加工成為在相鄰表面之間形成接觸，在間隙區(qū)11處相互之間被加工成為在相鄰表面之間形成0.1mm的間隙。通過把傳感器單元4初步固定在主體1中，表面接觸區(qū)支撐加工直到通過焊接進行最后的裝配，而過渡區(qū)在傳感器單元和主體之間提供一個楔形的間隙13。楔形間隙的尺寸在0到間隔區(qū)的間隙尺寸之間變化。在過渡區(qū)中，傳感器單元和主體中的至少一個有一個表面相對于傳感器單元和主體中的另一個的相鄰表面形成一個角度。傳感器單元和/或主體的相鄰表面的成角度部分在圖4、5和圖6、7中被進一步詳細(xì)地表示。
在圖4中，表示脫離主體1的傳感器4，在圖5中，示出表示傳感器單元的表面22的劃圈部分‘A’的放大視圖。表面22包含表面部分24，該表面部分24相對于表面部分25具有2.3°的傾斜度。當(dāng)傳感器單元4被放置在主體1中時，在表面部分24和主體1的相鄰表面部分之間形成楔形間隙。
在圖6中，表示脫離傳感器單元4的主體1，在圖7中，劃圈部分A的放大視圖表示主體1的裝配表面19。裝配表面19包含表面部分20，該表面部分20相對于表面部分18具有2.3°的傾斜度。當(dāng)傳感器單元4被放置在主體1中時，在表面部分20和傳感器單元4的相鄰表面部分之間形成楔形間隙。
圖4和6中的傳感器單元4和主體1與相應(yīng)的表面部分20、24可以用于接合，或者傳感器單元或主體可以與一個沒有任何傾斜表面部分的元件接合。
圖8-9表示在通過焊接進行裝配的過程中裝配區(qū)的放大視圖。在圖8中，熔融物25連接裝配區(qū)中的表面接觸區(qū)，在圖9中，熔融物連接裝配區(qū)的過渡區(qū)，間隙26相鄰于通過焊接形成的密封接縫區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳送器，其帶有形成有空腔的主體部件，和放置在空腔中的壓力傳感器單元，主體和傳感器單元聯(lián)合形成一個包含密封接縫區(qū)的裝配區(qū)，其特征在于，裝配區(qū)進一步包含相鄰于密封接縫區(qū)的間隔區(qū)，在該間隔區(qū)中傳感器單元和主體相互之間被加工成為在傳感器單元和主體部件的相鄰表面之間形成間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送器，其中，在密封接合之前，當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中時，傳感器單元和主體相互之間被加工成為在密封接縫區(qū)的相鄰表面之間形成間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳送器，其中裝配區(qū)包含表面接觸區(qū)，其中，當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中時，在密封接合之前，傳感器單元和主體相互之間被加工成為在相鄰表面之間形成接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳送器，其中裝配區(qū)包含在表面接觸區(qū)和間隔區(qū)之間延伸的過渡區(qū)，并且其中，當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中時，在密封接合之前，傳感器單元和主體相互之間被加工成為形成楔形間隙。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中傳感器單元和主體的相鄰表面在裝配區(qū)的截面上彼此形成一個角度α，其中當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中時，0＜α＜3度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中空腔是圓柱狀的，傳感器具有活塞的形狀，并且，其中相鄰表面分別由圓柱和活塞的外圍內(nèi)表面和外表面組成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的傳送器，其中傳感器單元和主體中的至少一個的相鄰表面包含至少兩個彼此形成角度α的表面部分，其中，在密封接合之前，0＜α＜3度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中的任一項的傳送器，其中，通過焊接，傳感器單元與主體部分密封地接合，并且，其中焊接過程中的熔融物接合表面接觸區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳送器，其中焊接過程中產(chǎn)生的熔融物接合表面過渡區(qū)的至少一部分。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的傳送器，其中，空腔從被連接到相聯(lián)壓力系統(tǒng)的第一末端到容納傳感器的相對的第二末端形成管道部分，并且，其中在密封接合前，當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中時，主體和傳感器單元的相鄰表面在垂直于管道的橫截面上具有圓形形狀。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的傳送器，其中主體形成連接傳送器到壓力系統(tǒng)的連接件。
12.用于壓力傳送器的壓力傳感器單元，所述傳感器單元包含帶有底面部分的空腔和朝著一個開口向上延伸的側(cè)壁，該開口用一種柔性膜所密封，其中，側(cè)壁的外表面形成裝配表面，其在最后的裝配步驟中與相聯(lián)的壓力傳送器主體部分的相應(yīng)裝配表面裝配在一起，其特征在于裝配表面包含至少兩個非平行的表面部分。
13.用于傳送器的主體部件，所述主體部件形成具有開口的空腔，該開口用于接收壓力傳感器，并且在空腔中，裝配表面在最后的裝配步驟中與相聯(lián)的傳感器的相應(yīng)裝配表面裝配在一起，其特征在于接觸表面包含至少兩個非平行的表面部分。
14.一種制造壓力傳送器的裝配裝置，所述裝置包含壓力傳感器單元，其包含底面部分和朝著一個開口向上延伸的側(cè)壁，該開口用一種柔性膜密封，其中，側(cè)壁的外表面形成裝配表面，其在最后的裝配步驟中與相聯(lián)的壓力傳送器主體部分的相應(yīng)裝配表面裝配在一起，和主體部分，其形成一個具有開口的空腔，該開口用于接收壓力傳感器，并且，在空腔中，裝配表面在最后的裝配步驟中與傳感器的裝配表面裝配在一起，其特征在于，當(dāng)傳感器單元被放置到空腔中進行密封接合時，傳感器單元和主體相互之間被加工成為在至少裝配表面的一部分之間形成間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓力傳送器，其帶有主體部件和被密封接合的傳感器單元。相鄰于密封接縫，在主體和傳感器單元的相鄰表面之間有間隙，當(dāng)主體和傳感器單元被通過例如焊接裝配時，該間隙使裝配過程更加容易，并且使得氣體從密封接縫區(qū)中排除更加容易。本發(fā)明還提供了一種主體部件，一種傳感器單元部分和一種包含用于制造上面提到的類型的傳送器的這些部件的裝置。
文檔編號G01L19/14GK1648628SQ20051005092
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者J·沃格勒, E·湯森 申請人:丹福斯有限公司