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Stand der Technik
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In verschiedenen Bereichen der Technik kommen Druckmessvorrichtungen zum Einsatz, welche ausgestaltet sind, um Druck in fluiden Medien (z. B. Flüssigkeiten und/oder Gasen) zu messen. Ein wichtiges Einsatzgebiet ist dabei die Motor- und Kraftfahrzeugtechnik, bei welcher in verschiedenen Anwendungen Druckmessvorrichtungen unterschiedlicher Ausgestaltung zum Einsatz kommen. Derartige Druckmessvorrichtungen sind beispielsweise in Robert Bosch GmbH (Herausgeber): „Sensoren im Kraftfahrzeug“, 2001, Seiten 78-85, beschrieben. Die nachfolgend dargestellte Druckmessvorrichtung ist jedoch prinzipiell auch in anderen Bereichen der Naturwissenschaft und Technik einsetzbar.
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In der Kraftfahrzeugtechnik werden derartige Druckmessvorrichtungen insbesondere im Saugrohr einer Brennkraftmaschine eingesetzt, um einen optimalen Ansaugdruck messen zu können. So beschreiben beispielsweise
EP 0 923 717 B1 Ausführungsbeispiele derartiger Druckmessvorrichtungen, bei welchen neben einer Druckmesszelle ein Temperaturfühler in ein Gehäuse integriert ist. Derartige Druckmesszellen können, wie beispielsweise in der oben beschriebenen Veröffentlichung „Sensoren im Kraftfahrzeug“ dargestellt ist, auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhen. Beispielsweise kann dabei die Verformung einer Sensormembran in der Druckmesszelle durch den Druck des fluiden Mediums gemessen werden. Auch andere Messprinzipien sind jedoch einsetzbar.
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Die aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise
EP 0 923 717 B1 , bekannten Vorrichtungen sind optimiert für die Messung vergleichsweise unkritischer Gase (wie z. B. Ansaugluft) oder brennbarer Flüssigkeiten, wie beispielsweise Kraftstoff. Dementsprechend spielt die Problematik einer Abdichtung der Druckmessvorrichtungen, welche in das fluide Medium eingebracht werden (z. B. in Form von Steckfühlern) gegenüber dem Außenraum eine vergleichsweise geringe Rolle. Bei Anwendungen zur Messung des Drucks flüssigen Kraftstoffs wird dabei insbesondere ausgenutzt, dass die flüssigen Kraftstoffe vorhandene Dichtelemente, wie beispielsweise O-Ringe, quellen lassen, was die Abdichtwirkung zusätzlich verstärkt.
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Neben den beschriebenen Anwendungen erlebt jedoch auch der Markt für Druckgasbetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Erdgas-betriebene Fahrzeuge (compressed natural gas, CNG), derzeit eine zunehmende Belebung. Insbesondere bei CNG-Anwendungen zeigt es sich jedoch, dass die Abdichtung von Druckmessvorrichtungen, welche beispielsweise in einen Druckspeicher (z. B. ein Erdgas-Rail) eingebracht werden, eine besondere Rolle spielt. Dabei werden typischerweise Abrbeitsdrücke von ca. 10 bar eingesetzt. Da Erdgas eine erhebliche Gefahrenquelle darstellt, werden an derartige Abdichtungen besondere Anforderungen gestellt, welche sich insbesondere in Voraussetzungen für entsprechende Zertifizierungen bemerkbar machen.
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Dabei spielt es zum einen eine Rolle, dass vorhandene Dichtelemente nun nicht mehr dem oben beschriebenen Quellvorgang durch den Kontakt mit flüssigen Brennstoffen ausgesetzt sind, welcher die Dichtung zusätzlich fördern würde. Ein weiteres Problem im Gasbetrieb, insbesondere im CNG-Betrieb, besteht in der häufig erforderlichen Gasdekompression, welche häufig zu einer starken Temperaturerniedrigung auch im Bereich der Druckmessvorrichtung und deren Dichtungen führt. Während übliche Kraftstoffdrucksensoren und Drucksensoren im Ansaugrohr üblicherweise lediglich Temperaturen bis ca. -30 °C standhalten müssen, bewirkt diese Gas-bedingte Temperaturerniedrigung einen Anwendungsbereich bis hinunter zu -40 °C. Dementsprechend müssen geeignete Druckmessvorrichtungen für derartige Anwendungen, welche auch für „cold countries“ geeignet sein sollen, bis hinunter zu -40 °C eine ausreichende Lebensdauer, Dichtheit, Funktionalität und Belastbarkeit unter Beweis stellen. Die üblichen, bekannten Druckmessvorrichtungen und deren Dichtungen genügen diesen Anforderungen bislang nur unzureichend.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird daher eine Druckmessvorrichtung zur Erfassung des Druckes eines fluiden Mediums vorgeschlagen, welche die Nachteile der oben beschriebenen Druckmessvorrichtungen vermeidet. Die vorgeschlagene Druckmessvorrichtung ist insbesondere für die Verwendung zur Messung eines Gasdrucks eines explosiven und/oder brennbaren Gases in einem Kraftfahrzeug konzipiert, wie beispielsweise zur Messung eines Erdgasdruckes in CNG-Kraftfahrzeugen. Auch andere Anwendungen sind jedoch denkbar.
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Die vorgeschlagene Druckmessvorrichtung ist modular aufgebaut und weist eine Sensorbaugruppe mit einer darin aufgenommenen Druckmesszelle mit einem Innenrohr zur Aufnahme des Drucks des fluiden Mediums auf, sowie eine Sondenbaugruppe mit einem in das fluide Medium einbringbaren Außenrohr. Beispielsweise kann für den Aufbau der Druckmesszelle auf den oben beschriebenen Stand der Technik verwiesen werden. Auch andere Arten von Druckmesszellen sind jedoch einsetzbar. Beispielsweise kann die Druckmessvorrichtung als Steckfühler ausgestaltet sein, wobei die Sondenbaugruppe als Steckerteil in das fluide Medium, beispielsweise ein Erdgasrail, einsteckbar ist.
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Neben der Abdichtung dieses in das fluide Medium eingebrachten Außenrohrs gegenüber einer Wandung eines das fluide Medium aufnehmenden Behälters (welche unten weiter beschrieben wird) spielt insbesondere die Abdichtung der Sondenbaugruppe gegenüber der Sensorbaugruppe eine entscheidende Rolle. Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese „innere“ Abdichtung zu optimieren. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Simulationen und Tests durchgeführt, um die Dimensionierung der Abdichtung und der Montage und die Materialauswahl zu verbessern.
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Dementsprechend wird die Druckmessvorrichtung derart ausgestaltet, dass das Innenrohr der Druckmesszelle in einen mit dem fluiden Medium in Verbindung bringbaren Messkanal des Außenrohres hineinragt. Dieses Hineinragen kann auf ein Minimum beschränkt werden, beispielsweise auf wenige Zehntel mm. Alternativ ist jedoch auch ein Hineinragen über eine längere Strecke denkbar.
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Dabei ist zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr mindestens ein Dichtring vorgesehen, beispielsweise ein O-Ring, beispielsweise ein O-Ring mit kreisförmigem Querschnitt, welcher die Sondenbaugruppe gegenüber der Sensorbaugruppe abdichtet. Insofern entspricht die Druckmessvorrichtung weitgehend den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, wie beispielsweise der aus
EP 0 923 717 B1 bekannten Druckmessvorrichtung. Wie oben beschrieben, weisen diese bekannten Druckmessvorrichtungen lediglich ungenügende Abdichteigenschaften für den Einsatz in Druckgasen, insbesondere CNG, auf. So zeigt es sich, dass die üblichen, bei derartigen Druckmessvorrichtungen verwendeten Dichtringe, welche typischerweise aus Fluor-Polymer-Kautschuk (FKM, Viton) hergestellt werden, den für CNG üblichen Tests bei Temperaturen bis hinunter zu -40 °C nicht standhalten. Bei derartigen Belastungen zeigen die verwendeten Materialien Schrumpfungseffekte, Versprödung und andere Alterungseffekte.
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Erstaunlicherweise hat es sich jedoch gezeigt, dass Fluorsilikonkautschuk als Material für den mindestens einen Dichtring allen Anforderungen der Automobilindustrie gerecht wird, auch bei Temperaturen bis hinunter zu -40 °C. Es wurden Lebensdauertests, Zyklentests und Lagerungstests unter erhöhten Temperaturen durchgeführt, welche die Eignung dieses Materials nachgewiesen haben. Fluorsilikonkautschuk ist insbesondere unter der Bezeichnung „FVMQ“ erhältlich.
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Diese Testergebnisse sind umso erstaunlicher, da Fluorsilikonkautschuke üblicherweise für derartige Anwendungen nicht in Betracht gezogen werden. Dies liegt insbesondere daran, dass Fluorsilikonkautschuke als sehr weiche Materialien bekannt sind, welche zu einem Zerfließen und einer leichten Verformbarkeit neigen und denen daher üblicherweise nicht zugetraut wird, dass diese den beschriebenen mechanischen Belastungen und Temperaturbelastungen standhalten.
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Um die Abdichtung der Sondenbaugruppe gegenüber der Sensorbaugruppe unter Verwendung von Fluorsilikonkautschuken weiter zu verbessern, wurde eine an diese Materialien optimal angepasste Geometrie und mechanische Ausgestaltung der Druckmessvorrichtung gewählt. So hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn der mindestens eine Dichtring in einem Quellraum aufgenommen ist. Dabei ist der Druckmesskanal im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet mit einer zur Sensorbaugruppe hin weisenden Aufweitung, insbesondere einer im Wesentlichen zylindrischen Aufweitung. Das Innenrohr ist ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und ist in den Druckmesskanal eingepasst oder weist einen geringfügig (insbesondere nicht mehr als 1/10 mm) geringeren Durchmesser auf als der Druckmesskanal. Der Quellraum zur Aufnahme des mindestens einen Dichtrings wird vorteilhafterweise begrenzt durch die Aufweitung des Druckmesskanals, die Außenwand des Innenrohrs und einen auf das Innenrohr aufgeschobenen, im Wesentlichen zylindrischen Distanzring. Unter „im Wesentlichen“ können dabei leichte Abweichungen von der Zylinderform verstanden werden, beispielsweise leicht (vorzugsweise nicht mehr als 5 °) konische Verläufe und/oder Abschrägungen an den Kanten. Der Distanzring kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sich diese an ihrem dem Außenrohr abgewandten Ende an einem Bauteil der Sensorbaugruppe, beispielsweise einer Elektronikplatine, abstützt.
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Um zu vermeiden, dass das weiche Dichtringmaterial unter Druckbelastung mechanisch beschädigt wird, wurde in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Quellraum in seiner Geometrie optimiert. So hat es sich insbesondere gezeigt, wenn, bei der oben beschriebenen zylindrischen Ausgestaltung von Innenrohr, Druckmesskanal, Aufweitung und Distanzring, die Durchmesserdifferenzen von aneinander anliegenden Bauteilen in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, vorzugsweise bei ca. 0,1 mm, gewählt werden. Diese Ausgestaltung der Durchmesserdifferenzen, also eine Optimierung der Wahl der maximal auftretenden Spalte im Bereich des Quellraums, bewirkt, dass einerseits eine größtmögliche Auflagefläche vorhanden ist, um Druck auf den Dichtring auszuüben und diesen somit für optimale und gleichmäßige Abdichtung zu verformen. Andererseits sind die Spalte klein genug gewählt, dass der Fluorsilikonkautschuk nicht in diese eindringen kann, was auf Dauer zu einer Beschädigung des Dichtringes führen würde.
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Weiterhin hat es sich gezeigt, dass auch eine Optimierung der Höhe des mindestens einen Quellraums, also der Erstreckung entlang der Längserstreckung des Innenrohres, für die Verwendung von Fluorsilikonkautschuk erfolgen kann. Dabei hat es sich gezeigt, dass eine Höhe des Quellraums in einem Bereich zwischen dem 1, 1-fachen und dem 1,5-fachen des Schnurdurchmessers des Dichtrings, vorzugsweise eine Höhe von ca. dem 1,25-fachen des Schnurdurchmessers, eine optimale Abdichtung bewirkt. Diese Optimierung gilt insbesondere, wenn eine Querkompression des mindestens einen Dichtrings (bedingt durch die Dicke des Quellraums senkrecht zur Längserstreckung des Innenrohres) auf 70 % bis 90 %, idealerweise 80 %, erfolgt.
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Diese Ausgestaltungen haben sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn sehr „kleine“ Dichtringe verwendet werden. Unter „klein“ ist dabei eine Dimensionierung des mindestens einen Dichtrings zu verstehen, bei der das Verhältnis zwischen Innendurchmesser des Dichtrings und Schnurdurchmesser zwischen 0,7 und 1,1, vorzugsweise bei 0,9, liegt. Derartige Dichtringe bereiten aufgrund ihrer besonderen Geometrie in der Praxis besondere Probleme, da diese sich üblicherweise nur schwer komprimieren lassen und ungünstige Verformungseigenschaften aufweisen. Die oben beschriebene Verwendung von Fluorsilikonkautschuk, vorteilhafterweise in Kombination mit einer der beschriebenen Quellraumgeometrien, führt hingegen auch bei derartigen „kleinen“ Dichtringen zu einer optimalen, auch bei niedrigen Temperaturen bis -40 °C, zuverlässigen und stabilen Abdichtung.
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Neben dem beschriebenen mindestens einen Dichtring, welcher zur Abdichtung zwischen der Sondenbaugruppe und der Sensorbaugruppe dient, kann, wie oben beschrieben, noch mindestens ein zusätzlicher Dichtring zur Abdichtung des Außenrohres (beispielsweise gegenüber einem Gehäuse eines Erdgasrails) vorgesehen sein. Auch dieser Dichtring, welcher im Folgenden als Außendichtring bezeichnet wird, kann als Material vorzugsweise einen Fluorsilikonkautschuk, insbesondere FVMQ, aufweisen. Zwar ist das Dichtverhalten dieses mindestens einen Außendichtrings aufgrund des oben beschriebenen, größeren Verhältnisses zwischen Innendurchmesser und Schnurdurchmesser nicht in gleicher Weise kritisch wie beim mindestens einen Dichtring zwischen Sondenbaugruppe und Sensorbaugruppe. Die oben beschriebenen Vorteile der Verwendung des Fluorsilikonkautschuks, insbesondere seine hervorragenden Dicht- und Tieftemperatureigenschaften, also die Tatsache, dass dieses Material auch bei -40 °C noch weich und verformbar bleibt, lassen seine Anwendung auch für den mindestens einen Außendichtring vorteilhaft zu.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Druckmessvorrichtung ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt. Beispielsweise lassen sich dafür in der Automobilindustrie übliche thermoplastische Kunststoffe, wie beispielsweise Polyamide (z. B. PA-66), mit oder ohne Füllung (z. B. Glasfaserfüllungen) einsetzen.
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Dabei ist der mindestens eine Dichtring, sowie optional der mindestens eine Außendichtring, vorzugsweise in einem Bereich angeordnet, in welchem sich keine Trennnaht des Kunststoffs befindet. Dies lässt sich durch Optimierung der Werkzeuggeometrie beim Spritzguss erreichen. Die Trennnaht könnte die Dichteigenschaften des mindestens einen Dichtrings beziehungsweise des mindestens einen Außendichtrings negativ beeinflussen. Dies macht sich bei der oben beschriebenen Verwendung des weichen Fluorsilikonkautschuks besonders bemerkbar, wobei der Fluorsilikonkautschuk durch die Trennnaht sogar unter Umständen beschädigt werden könnte.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sensorbaugruppe und die Sondenbaugruppe nicht, wie beispielsweise aus
EP 0 923 917 B1 bekannt, miteinander verklebt, sondern sind durch eine Dicht- und Halteklebung miteinander verbunden. Dies erleichtert die Montage der Druckmessvorrichtung erheblich.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1A eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung;
- 1B eine vergrößerte Detaildarstellung des Dichtbereichs A der Druckmessvorrichtung gemäß 1A;
- 2A eine perspektivische Explosionsdarstellung der Komponenten der Druckmessvorrichtung gemäß 1A; und
- 2B eine perspektivische Darstellung der Druckmessvorrichtung gemäß 1A im zusammengebauten Zustand.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1A ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung 110 in Schnittdarstellung gezeigt. Die Druckmessvorrichtung 110 kann beispielsweise teilweise in Mehrkomponenten-Spritzgusstechnik ausgestaltet sein und ist für den Einsatz in CNG-Anwendungen konzipiert. Dementsprechend weist die Druckmessvorrichtung 110 eine außerhalb eines Erdgas-Rails anzuordnende Sensorbaugruppe 112 und eine Sondenbaugruppe 114 auf, welche teilweise in Form eines Steckfühlers in das Erdgasrail 116, welches in 1A angedeutet ist, einsteckbar ist. Die Sondenbaugruppe weist ein Außenrohr 118 auf, welches in das Erdgas 120 hineinragt.
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In der Sensorbaugruppe 112 ist eine Druckmesszelle 122 aufgenommen, welche beispielsweise nach Art der im obigen Stand der Technik beschriebenen Druckmesszellen aufgebaut ist. Die Druckmesszelle 122, welche in ein Sensorgehäuse 124 eingepasst ist, verfügt über elektrische Anschlüsse 126, mit welchen die Druckmesszelle 122 auf eine Leiterplatte 128 aufgesteckt ist. Auf der Leiterplatte 128 sind (in 1A nicht dargestellte) Leiterbahnen und Kontakte angeordnet, mit welchen die Druckmesszelle 122 elektrisch kontaktiert wird. Über elektrische Anschlüsse 130 in Form von Flachsteckern ist die Leiterplatte 128 mit einem Stecker 132 verbunden, so dass eine Stromversorgung und Auslesung der Messsignale möglich ist.
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Weiterhin verfügt die Druckmesszelle 122 über ein Innenrohr 134, welches durch eine Bohrung in der Leiterplatte 128 hindurchgeführt wird, welches in seinem Außen- und Innendurchmesser zylindrisch ausgeführt ist und welches in einen, ebenfalls zylindrisch ausgestalteten, Druckmesskanal 136 im Außenrohr 118 eingesteckt ist. Auf diese Weise steht die Druckmesszelle 122 mit dem Erdgas 120 in Verbindung und kann mit Druck beaufschlagt werden.
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Wie weiterhin zu erkennen ist, weist das Außenrohr 118 neben dem Druckmesskanal 136 noch eine Temperatursensoraufnahme 138 auf, in welche ein Temperatursensor 140 eingebracht ist. Beispielsweise kann es sich bei diesem Temperatursensor 140 um ein Halbleiter-Sensorelement handeln, beispielsweise einen NTC-Widerstand. Der Temperatursensor 140 ist über eine Fixierklebung 142 in der Temperatursensoraufnahme 138 fixiert. Über elektrische Anschlüsse 144 ist der Temperatursensor mit dem Stecker 134 und/oder der Leiterplatte 128 verbunden und kann mit Energie versorgt und/oder ausgelesen werden.
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Die Sondenbaugruppe 114 ist mittels einer Dicht- und Halteklebung 146, dessen Funktion unten weiter erläutert wird, mit der Sensorbaugruppe 112 verbunden. Weiterhin ist das Außenrohr 118, am stufenartigen Übergang zwischen Temperatursensoraufnahme 138 und Einlassöffnung des Druckmesskanals 136, umlaufend mit einer Einführschräge 148 ausgestattet. Diese Einführschräge 148 ermöglicht ein einfaches Einstecken des Außenrohrs 118 in das Erdgasrail 116. Zur Abdichtung zwischen Außenrohr 118 und Erdgasrail 116 weist das Außenrohr eine Ringnut 150 auf, welche ebenfalls mit abgerundeten Kanten ausgestattet ist, und in welche einen Außendichtring 152 eingebracht ist. Wie oben beschrieben, wird als Material für diesen Außendichtring 152 ebenfalls vorzugsweise Fluorsilikonkautschuk (FVMQ) verwendet. Die Ringnut 150 ist spritzgusstechnisch so ausgestaltet, dass diese keine scharfkantige Trennnaht aufweist, welche den Außendichtring 152 beschädigen könnte.
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Eine besondere Rolle bei der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung 110 gemäß 1A spielt der Dichtbereich zwischen Sensorbaugruppe 112 und Sondenbaugruppe 114, welcher in 1A mit dem Buchstaben A bezeichnet ist und welcher im Detail in 1B dargestellt ist. So ist in der Detaildarstellung in 1B zu erkennen, dass das Außenrohr 118 in seinem oberen, in die Sensorbaugruppe 112 hineinragenden Ende einen Stutzen 154 aufweist. In diesem Bereich des Stutzens 154 ist das Außenrohr 118 umfangsseitig mit einer Verengung 156 versehen, welche mit einer abgerundeten Schulter 158 endet. Im Inneren dieses Stutzens ist das Außenrohr 118, welches im Bereich seines Messkanals 136 einen Durchmesser DM aufweist, mit einer Aufweitung 160 versehen, welche ebenfalls zylinderförmig ist und welche einen Durchmesser DA aufweist, der größer ist als der Durchmesser DM . Am Übergang zwischen Messkanal 136 und Aufweitung 160 ist eine Einführschräge 162 vorgesehen, welche ein Einschieben des Innenrohres 134 in den Messkanal 136 ermöglicht.
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Das Innenrohr ist dabei ebenfalls zylindrisch ausgestaltet und weist einen Außendurchmesser DI auf, welcher vorzugsweise ca. 1/10 mm kleiner ist als der Innendurchmesser DM des Messkanals 136. Zwischen Innenrohr 134 und Außenrohr 118 bildet sich im Bereich der Aufweitung 160 ein Quellraum 164, in welchen ein Dichtring 166 aus Silikonkautschuk eingebracht ist. Der Dichtring 166 weist einen Schnurdurchmesser DS auf, welcher ungefähr dem Innendurchmesser DD des Dichtrings 166 entspricht. Dieser Innendurchmesser DD ist dabei geringfügig kleiner bemessen als der Außendurchmesser DI des Innenrohres 134, so dass der Dichtring 166 beim Aufschieben auf das Innenrohr 134 gedehnt wird. Weiterhin ist der Dichtring 166 in seinem Schnurdurchmesser DS größer bemessen als die Dicke DQ des Quellraums 164, welche sich aus der halben Differenz zwischen dem Außendurchmesser DI des Innenrohrs 134 und dem Durchmesser DA der Aufweitung 160 berechnet. Für die Dickenverhältnisse sei dabei auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Die Aufweitung 160 weist an ihrer unteren Schulter einen Radius 168 auf. Dieser Radius 168 soll verhindern, dass Material des Dichtrings 166 in eine Ecke eindringt, was gegebenenfalls zu einer Beschädigung des weichen Dichtrings 166 führen könnte.
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An seinem oberen Ende wird der Quellraum 164 beschränkt durch einen im Wesentlichen zylindrischen Distanzring 170, welcher einen Innendurchmesser DR aufweist, der wiederum ungefähr 1/10 mm größer ist als der Außendurchmesser DI des Innenrohres 134. Der Distanzring 170 ist an seinen inneren Kanten symmetrisch (für eine einfachere Montage) mit Einführschrägen 172 ausgestattet, welche ein leichteres Aufschieben auf das Innenrohr 134 ermöglichen.
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Das Innenrohr 134 ist durch eine Bohrung 174 der Leiterplatte 128 gesteckt. Nach Aufschieben des Distanzrings 170 auf das Innenrohr 134 stützt sich der Distanzring 170 an seinem oberen Ende an der Leiterplatte 128 ab. Wird nachfolgend der Dichtring 166 auf das Innenrohr 134 aufgeschoben, so wird, aufgrund des geringeren Durchmessers DD des Dichtrings 166 gegenüber dem Innenrohrdurchmesser DI , der Distanzring 170 fixiert. Anschließend wird von unten das Außenrohr 118 mit seinem Stutzen 154 auf den Dichtring 166 aufgeschoben, wobei dieser komprimiert wird und den Quellraum 164 ganz oder teilweise ausfüllt. Dabei ist üblicherweise der Quellraum 164 derart bemessen, dass ein gewisses Spiel für die Bewegung des Außenrohres 118 verbleibt, um Druckstöße auffangen zu können. Spätestens nach einigen Druckstößen wird das Außenrohr 118 jedoch in seine weitestmöglich obere Position geschoben sein, und es wird eine größtmögliche Verformung des Dichtrings 166 auftreten. Für eine Erleichterung des Aufschiebens des Stutzens 154 auf den Dichtring 166 ist der Stutzen 154 innen, d. h. im Bereich der Aufweitung 160, an seinem oberen umlaufenden Rand mit einer Einführschräge 176 ausgestattet.
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Die dargestellte Anordnung, welche den Dichtring 166 aus Fluorsilikonkautschuk verwendet und die oben beschriebene optimale Dimensionierung des Quellraums 164, hat sich in der Praxis als zuverlässig bis hinunter in den Bereich von -40 °C erwiesen, um eine Abdichtung zwischen der Sondenbaugruppe 114 und der Sensorbaugruppe 112 zu ermöglichen. Auf diese Weise wird verhindert, dass Erdgas durch den Messkanal 136, entlang der Außenwand des Innenrohrs 134, durch den Quellraum 164 in den Bereich der Leiterplatte 128 und von dort aus weiter in den Bereich außerhalb der Druckmessvorrichtung 110 gelangen kann.
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In den 2A und 2B sind perspektivische Darstellungen der Druckmessvorrichtung 110 dargestellt, wobei 2A eine Explosionsdarstellung vor dem Zusammenbau und 2B einen zusammengebauten Zustand zeigt.
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So ist bei der Explosionsdarstellung in 2A, welche gleichzeitig auch den Zusammenbau zeigt, zu erkennen, dass die Sensorbaugruppe 112 als monolithisches Zweikomponenten-Spritzgussbauteil ausgestaltet ist, mit zwei Bohrungen 178, über die die Druckmessvorrichtung 110 mit dem Erdgasrail 116 verbunden werden kann (beispielsweise durch Verschrauben). Weiterhin weist die Sensorbaugruppe 112 den bereits oben beschriebenen Stecker 132 auf.
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In die Sensorbaugruppe 112 ist die Druckmesszelle 122 mit ihren elektrischen Anschlüssen 126 eingebracht, welche auf die Leiterplatte 128 aufgesteckt wird. Dabei wird zwischen Druckmesszelle 122 und Sensorgehäuse 124 ein zusätzlicher Fixierkleber 180 eingebracht.
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Das Innenrohr 134 der Druckmesszelle 122 wird durch die Bohrung 174 in der Leiterplatte 128 geschoben. Anschließend wird der Distanzring 170 aufgeschoben, gefolgt von dem Dichtring 166. Auch die elektrischen Anschlüsse 144 des Temperatursensors 140 werden mit den entsprechenden Anschlüssen des Steckers 132 in der Sensorbaugruppe 112 verlötet. Anschließend wird der Temperatursensor 140 aufgesetzt, und es wird Klebstoff hinzugegeben.
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Nun wird die Sondenbaugruppe 114 mit der derart vorbereiteten Sensorbaugruppe 112 verbunden. Zu diesem Zweck werden, wie oben beschrieben, das Innenrohr 134 in den Druckmesskanal 136 eingeschoben, wodurch die in 1B beschriebene Dichtung hergestellt wird. Weiterhin wird der Temperatursensor 140 in die Temperatursensoraufnahme 138 eingeschoben und dort mittels der Fixierklebung 142 gehalten. Typischerweise kann die Temperatursensoraufnahme 138, wiederum mittels eines Zweikomponenten-Spritzgusses, aus besonders wärmeleitfähigem Kunststoff, beispielsweise Metall- und/oder Graphit-gefülltem Kunststoff, beispielsweise wieder Polyamid, hergestellt werden. Wie in 2A zu erkennen, weist die Sondenbaugruppe 114 eine Grundplatte 182 auf, welche an der Sensorbaugruppe 112 anliegt. Anschließend wird diese Grundplatte 182 mittels der Dicht- und Halteklebung 146 mit dem Gehäuse der Sensorbaugruppe 112 verbunden. Schließlich wird der Außendichtring 152 in die Ringnut 150 des Außenrohrs 118 geschoben. Nach dieser Montage ist die Druckmessvorrichtung 110 einsatzbereit. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Montageschritte auch in anderer Reihenfolge als der dargestellten Reihenfolge, oder beispielsweise auch in teilweise paralleler Durchführung der Verfahrensschritte, durchgeführt werden kann.
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In 2B ist die Druckmessvorrichtung 110 nochmals in zusammengebauter Darstellung gezeigt. Dabei ist nochmals deutlich zu erkennen, dass das Außenrohr 118 als Steckfühler wirkt, wie bereits in 1A beschrieben wurde, und dass die Sensorbaugruppe 112 mittels der Bohrungen 178 an dem Erdgasrail 116 (vergleiche 1A) befestigt werden kann. Der Stecker 132 ist dabei in spitzem Winkel zur Horizontalen ausgeführt, um ein leichteres Kontaktieren der Druckmessvorrichtung 110 bei im Erdgasrail 116 montierter Druckmessvorrichtung 110 zu ermöglichen.