本發(fā)明涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述的壓電式壓力傳感器。
背景技術(shù):
壓電式壓力傳感器是眾所周知并被廣泛使用的。利用壓電式壓力傳感器并按照內(nèi)燃機(jī)的壓力指示,根據(jù)曲軸位置或時(shí)間來(lái)檢測(cè)存在于壓力室中的缸壓力。內(nèi)燃機(jī)包括四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),例如奧托發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)等。在船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中,可以借助于壓力傳感器對(duì)缸壓力進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。利用壓電式壓力傳感器可以快速地檢測(cè)壓力變化,其通常在150至250bar的范圍內(nèi),但是在預(yù)點(diǎn)火和發(fā)動(dòng)機(jī)突爆時(shí)也具有400bar和更高的壓力峰值。壓電式壓力傳感器也可用于對(duì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽輪機(jī)、蒸汽機(jī)等的壓力監(jiān)測(cè)中。
專利文獻(xiàn)CH394637A1公開了一種這樣的壓電式壓力傳感器。該壓電式壓力傳感器具有膜,該膜通過(guò)壓力室的孔直接伸入到壓力室中。膜的邊緣與壓電式壓力傳感器的殼體焊接在一起。由膜檢測(cè)到的壓力變化作用在在殼體中靠近膜設(shè)置的壓電式接收器上。壓力變化在壓電式接收器上產(chǎn)生電極化電荷,該電極化電荷作為信號(hào)通過(guò)電極來(lái)接收。該信號(hào)與壓力變化的大小是成比例的。電極設(shè)置在壓電式接收器上。信號(hào)通過(guò)電導(dǎo)體從電極傳導(dǎo)到用于信號(hào)線纜至分析單元的插拔連接的插座上。該插座被安裝在殼體的背向膜的一側(cè)。
壓電式接收器通過(guò)預(yù)緊套筒被機(jī)械地預(yù)緊。從結(jié)構(gòu)上說(shuō),這可以通過(guò)壓電式壓力傳感器的圓形對(duì)稱的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。殼體是圓柱形的。膜安裝在殼體的前側(cè),在其后面沿著殼體的縱軸線設(shè)有壓電式接收器。電導(dǎo)體中心地穿過(guò)壓電式接收器和殼體。預(yù)緊套筒關(guān)于縱軸線徑向地設(shè)置在壓電式接收器的外面。預(yù)緊套筒的后端與殼體焊接在一起,預(yù)緊套筒的前端與膜焊接在一起。由此使得預(yù)緊組件相對(duì)于襯套振動(dòng)密封和壓力密封地密封壓電式接收器。
在使用壓電式壓力傳感器的過(guò)程中膜可能會(huì)破裂。熱氣體會(huì)從壓力腔室到達(dá)預(yù)緊套筒。預(yù)緊套筒是薄壁的,并且在機(jī)械上不是非常有抵抗能力的,因此可能會(huì)在熱氣體的作用下快速地?cái)嗔?。由此使得熱氣體能夠到達(dá)壓電式接收器,并可能到達(dá)護(hù)套并對(duì)其造成傷害。在護(hù)套損壞的情況下,熱氣體能夠從壓電式壓力傳感器的殼體逸出到周圍環(huán)境中。熱氣體是可燃的,并可能與周圍的空氣一起燃燒并導(dǎo)致傷害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種壓電式壓力傳感器,其中,即使在膜破裂的情況下也不會(huì)有熱氣體從壓電式壓力傳感器的殼體逸出到周圍環(huán)境中。
本發(fā)明的目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明涉及一種壓電式壓力傳感器,其具有傳感器殼體,在該傳感器殼體中設(shè)有膜、壓電式接收器、電荷拾取部和預(yù)緊組件,膜檢測(cè)壓力變化;所檢測(cè)到的壓力變化在壓電式接收器上產(chǎn)生極化電荷;預(yù)緊組件具有預(yù)緊體和預(yù)緊套筒,并將壓電式接收器機(jī)械地預(yù)緊;電荷拾取部接收極化電荷;并且電荷拾取部通過(guò)第二間隙相對(duì)于預(yù)緊套筒電絕緣;在此,電荷拾取部在預(yù)緊體的朝向膜的一側(cè)通過(guò)第一電絕緣體與預(yù)緊體機(jī)械地連接,并壓力密封地使第二間隙與周圍環(huán)境分離。
在膜破裂的情況下,熱氣體可能會(huì)到達(dá)位于電荷傳導(dǎo)部和預(yù)緊套筒之間的第二間隙中。預(yù)緊組件壓力密封地使壓電式接收器相對(duì)于周圍信號(hào)線纜的護(hù)套被密封。由于預(yù)緊套筒是薄壁的并且在機(jī)械上不是非常有抵抗能力,因此可能會(huì)在熱氣體的作用下斷裂。由此使得熱氣體能夠到達(dá)護(hù)套,并且在護(hù)套損壞的情況下,熱氣體可以到達(dá)周圍環(huán)境中。根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)使電荷拾取部通過(guò)第一電絕緣體與預(yù)緊體壓力密封地機(jī)械連接,能夠使第二間隙壓力密封地與周圍環(huán)境分離。優(yōu)選該壓力密封的機(jī)械連接是材料配合的連接。優(yōu)選預(yù)緊體與壓電式壓力傳感器的傳感器殼體組件機(jī)械地連接。因此,電荷拾取部將直接或間接地僅通過(guò)至少一個(gè)材料配合的連接與傳感器殼體組件機(jī)械地連接。由此使得在膜斷裂的情況下不會(huì)有熱氣體逸出到周圍環(huán)境中。
附圖說(shuō)明
下面參照附圖示例性地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中:
圖1示出了壓電式壓力傳感器的第一截面圖,其具有傳感器組件、信號(hào)線纜組件和分析單元;
圖2示出了壓電式壓力傳感器的第二截面圖,其具有傳感器組件、信號(hào)線纜組件和分析單元;
圖3示出了根據(jù)圖1或圖2的傳感器組件的第一種實(shí)施方式的截面圖;
圖4示出了根據(jù)圖1或圖2的傳感器組件的第二種實(shí)施方式的截面圖;
圖5示出了根據(jù)圖1或圖2的傳感器組件的第三種實(shí)施方式的截面圖;
圖6示出了根據(jù)圖1或圖2的壓電式壓力傳感器的傳感器組件的第四種實(shí)施方式的截面圖;
圖7以截面圖示出了根據(jù)圖1的壓電式壓力傳感器的一部分;
圖8以截面圖示出了根據(jù)圖2的壓電式壓力傳感器的一部分;
圖9以斷面圖示出了根據(jù)圖7和圖8的壓電式壓力傳感器的一部分;
圖10示出了根據(jù)圖1、圖2、圖7至圖9的壓電式壓力傳感器的一部分的視圖;
圖11示出了根據(jù)圖1至圖10的壓電式壓力傳感器的一部分在傳感器組件與信號(hào)線纜組件機(jī)械連接之前的視圖;和
圖12示出了根據(jù)圖11的壓電式壓力傳感器的一部分在傳感器組件的電荷傳導(dǎo)部與信號(hào)線纜組件機(jī)械連接之后的視圖。
其中,附圖標(biāo)記列表如下:
AA′ 豎直軸線
A÷A′ 截面線
BB′ 水平軸線
B÷B′ 截面線
CC′ 縱軸線
1 壓電式壓力傳感器
2 傳感器組件
4 信號(hào)線纜組件
5 分析單元
20 傳感器殼體組件
20.1 傳感器殼體
20.2 加強(qiáng)元件
21 膜
22 壓電式接收器
22.1 第一支承元件
22.2 壓電式接收器元件
22.3 第二支承元件
23 電極組件
23.1 電荷拾取部
23.2 電荷傳導(dǎo)部
24 預(yù)緊組件
24.1 預(yù)緊套筒
24.2 預(yù)緊體
25 第一電絕緣體
26 補(bǔ)償元件
27 電絕緣套管組件
27.1 第一適配器元件
27.2 第二電絕緣體
27.3 第二適配器元件
40 連接元件殼體
40.1 連接元件殼體凸肩部
41 信號(hào)線纜
41.1 電信號(hào)導(dǎo)體
41.2 電絕緣元件
41.20 第二鎖定元件
41.3 信號(hào)線纜護(hù)套
42 支撐體
42.1 支撐體框架
43 電連接元件
43.00 第一鎖定元件
50 電路板殼體
51 電路板
51.1 電信號(hào)導(dǎo)體
52 支撐體
53 電連接元件
具體實(shí)施方式
圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的壓電式壓力傳感器1的截面圖。該截面沿著已完成插入并組裝好的壓電式壓力傳感器1的縱軸線CC′示出。圖1是完整的截面圖,其中將壓電式壓力傳感器1的豎直軸線AA′作為截面線A÷A′。圖2是完整的截面圖,其中將壓電式壓力傳感器1的水平軸線BB′作為截面線B÷B′。豎直軸線AA′和水平軸線BB′彼此垂直。壓電式壓力傳感器1及其組件在橫截面上關(guān)于縱軸線CC′基本上為圓形。形容詞“基本上”包括±10%的圓形形狀變化。但是在本發(fā)明的認(rèn)知中,壓電式壓力傳感器及其組件在橫截面上也可以是矩形、多邊形等。
壓電式壓力傳感器1的組件可以機(jī)械地相互接觸或者機(jī)械地彼此連接。在本發(fā)明中,機(jī)械接觸是指多個(gè)組件只是彼此直接碰觸,而機(jī)械連接是指多個(gè)組件材料配合、力配合或形狀配合地彼此固定。也就是說(shuō),機(jī)械接觸不是機(jī)械連接。機(jī)械接觸不是壓力密封的(druckdicht)。形容詞“壓力密封的”是指對(duì)抗10bar以上壓力變化的穩(wěn)定性。
壓電式壓力傳感器1具有傳感器組件2、信號(hào)線纜組件4和分析單元5。傳感器組件2或者通過(guò)信號(hào)線纜組件4與分析單元5電連接和機(jī)械連接,或者直接與分析單元5電連接和機(jī)械連接。
傳感器組件2設(shè)置在壓電式壓力傳感器1的前部區(qū)域中,其具有膜21、傳感器殼體組件20、壓電式接收器22和電極組件23。壓電式壓力傳感器1與壓力室的壁機(jī)械連接,并且膜21通過(guò)孔直接伸入到壓力室中。這種機(jī)械連接通過(guò)力配合或形狀配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。壓電式壓力傳感器1的前部區(qū)域在壓電式壓力傳感器1的使用過(guò)程中靠近壓力室而處于持續(xù)穩(wěn)定、強(qiáng)烈的電機(jī)振動(dòng)和高溫下。對(duì)于壓電式壓力傳感器1及其組件而言,形容詞“前部”是指朝向膜21的區(qū)域,而“后部”是指背向膜21的區(qū)域。
信號(hào)線纜組件4和分析單元5設(shè)置在壓電式壓力傳感器1的周圍環(huán)境的與前部區(qū)域相連的區(qū)域中。在壓力腔室的周圍環(huán)境處于大氣壓中,并且人員處于周圍環(huán)境空氣中。信號(hào)線纜組件4具有連接元件殼體40、信號(hào)線纜41、支撐體42和電連接元件43。關(guān)于信號(hào)線纜組件4的其他細(xì)節(jié)將在對(duì)圖7至圖12的說(shuō)明中給出。分析單元5具有位于電路板殼體50中的電路板51、支撐體52和電連接元件53。關(guān)于分析單元5的其他細(xì)節(jié)將在對(duì)圖9至圖12的說(shuō)明中給出。
傳感器組件2具有傳感器殼體組件20、傳感器殼體20.1和加強(qiáng)元件20.2。加強(qiáng)元件20.2防止了機(jī)械應(yīng)力的傳遞,該機(jī)械應(yīng)力由壓電式壓力傳感器1與壓力腔室壁的機(jī)械連接引起,該機(jī)械應(yīng)力經(jīng)過(guò)傳感器殼體組件20到達(dá)壓電式接收器22,并且會(huì)干擾對(duì)壓力變化的檢測(cè),并使信號(hào)發(fā)生失真。傳感器殼體20.1和加強(qiáng)元件20.2由機(jī)械上柔性的材料制成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等,并且彼此機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以構(gòu)成沒(méi)有加強(qiáng)殼體的傳感器組件,從而使得傳感器組件僅包括傳感器殼體。
圖3至圖6以放大的截面圖示出了根據(jù)圖1和圖2的壓電式壓力傳感器1的傳感器組件的多種實(shí)施方式。端側(cè)的膜21由機(jī)械上柔性的材料制成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。膜21的邊緣在整個(gè)周向上與加強(qiáng)殼體20.2機(jī)械連接。這種機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。由膜21檢測(cè)到的壓力變化作為法向力作用在壓電式接收器22上。壓電式接收器22關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在膜21的后面。
壓電式接收器22具有第一支承元件22.1、第二支承元件22.3和壓電式接收器元件22.2。壓電式接收器元件22.2關(guān)于縱軸線CC′設(shè)置在第一支承元件22.1和第二支承元件22.3之間。膜21與第一支承元件22.1平面地機(jī)械接觸。在根據(jù)圖3和圖4的傳感器組件2的實(shí)施方式中,第二支承元件22.3與壓電式接收器元件22.2平面地機(jī)械接觸。在根據(jù)圖5和圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,第一支承元件22.1和第二支承元件22.3與壓電式接收器元件22.2機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以在沒(méi)有第一支承元件和第二支承元件的情況下實(shí)現(xiàn)傳感器組件,從而使得壓電式接收器元件在一側(cè)與膜21并在另一側(cè)與電極組件23直接平面地機(jī)械接觸。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。
支承元件22.1、22.3將法向力作用均勻地分布在壓電式接收器元件22.2上。支承元件22.1、22.3是圓柱形的,并由導(dǎo)電的和機(jī)械上剛性的材料構(gòu)成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金、導(dǎo)電陶瓷、具有導(dǎo)電鍍層的陶瓷等。壓電式接收器元件22.2同樣是圓柱形的,并由壓電晶體材料制成,例如石英(SiO2單晶)、鍺酸鎵鈣(Ca3Ga2Ge4O14或CGG)、硅酸鎵鑭(La3Ga5SiO14或LGS)、電氣石、正磷酸鎵等。壓電式接收器元件22.2在結(jié)晶學(xué)上被如下地定向:其對(duì)于待接收的壓力變化具有較高的靈敏度。優(yōu)選壓電式接收器元件22.2被如下地定向:在受到法向力作用的相同表面上也產(chǎn)生正的和負(fù)的電極化電荷。該法向力可以被加載或卸載地作用在該表面上。在通過(guò)法向力進(jìn)行機(jī)械加載時(shí)將產(chǎn)生負(fù)的電極化電荷;在通過(guò)法向力進(jìn)行機(jī)械卸載時(shí)將產(chǎn)生正的電極化電荷。電極組件23在壓電式接收器22的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′被直接設(shè)置在壓電式接收器22的后面。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然也可以使用一個(gè)以上的壓電式接收器元件。
電極組件23具有圓柱形的電荷拾取部23.1(Ladungsabgriff)和桿形的電荷傳導(dǎo)部23.2。電極組件23由導(dǎo)電材料制成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。電荷拾取部23.1和電荷傳導(dǎo)部23.2可以是一體化的,或者機(jī)械地相互連接。任何形式的機(jī)械連接都是可以的,例如材料配合、形狀配合和力配合。電荷拾取部23.1和電荷傳導(dǎo)部23.2彼此電連接。負(fù)的極化電荷通過(guò)第二支承元件22.3被電極組件23作為信號(hào)接收,并被傳導(dǎo)至分析單元5上。正的極化電荷通過(guò)第一支承元件22.1和膜21被接地的加強(qiáng)殼體20.2接收。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以使用正的極化電荷作為信號(hào)。由此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將正的極化電荷以與接地電絕緣的方式傳導(dǎo)至分析單元上。這可以通過(guò)傳感器殼體組件與信號(hào)線纜的屏障件的材料配合的電連接(例如卷邊等)以及通過(guò)電磁屏障件與電路板殼體的電連接(例如卷邊(Crimpen)等)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
電荷拾取部23.1的前表面如下地與第二支承元件22.3的電荷輸出后表面平面地電接觸:使得在法向力作用的情況下也不會(huì)出現(xiàn)具有局部高電壓和泄漏電流的非接觸區(qū)域。在根據(jù)圖3和圖4的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷拾取部23.1和第二支承元件22.3的平面電接觸通過(guò)平面的機(jī)械接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。在根據(jù)圖5的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷拾取部23.1和第二支承元件22.3的平面電接觸通過(guò)電荷拾取部23.1和第二支承元件22.3的機(jī)械連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。在根據(jù)圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷拾取部23.1和第二支承元件22.3的平面電接觸通過(guò)與第二支承元件22.3一體化制造的電荷拾取部23.1來(lái)實(shí)現(xiàn)。
電極組件23通過(guò)第一電絕緣體25相對(duì)于加強(qiáng)殼體20.2電絕緣。第一電絕緣體25是中空?qǐng)A柱形的,并由電絕緣的且機(jī)械上剛性的材料(例如陶瓷、Al2O3陶瓷、藍(lán)寶石等)組成。第一電絕緣體25在電荷拾取部23.1的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在電荷拾取部23.1的后面。在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,第一電絕緣體25與電荷拾取部23.1平面地機(jī)械接觸。在根據(jù)圖4至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,第一電絕緣體25與電荷拾取部23.1機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。
補(bǔ)償元件26對(duì)壓電式壓力傳感器1的組成部件的不同的熱膨脹系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償元件26是中空?qǐng)A柱形的,并由機(jī)械上剛性的材料組成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金、陶瓷、Al2O3陶瓷、藍(lán)寶石等。補(bǔ)償元件26在第一電絕緣體25的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在第一電絕緣體25的后面。在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,補(bǔ)償元件26與第一電絕緣體25平面地機(jī)械接觸。在根據(jù)圖4至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,補(bǔ)償元件26與第一電絕緣體25機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓縮焊接、釬焊等。補(bǔ)償元件26是可選的并且也可以舍棄。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在沒(méi)有補(bǔ)償元件26的情況下實(shí)現(xiàn)壓電式壓力傳感器,這沒(méi)有以附圖示出。補(bǔ)償元件26也可以設(shè)置在壓電式壓力傳感器1的其他組件之間,這同樣未以附圖示出。因此,補(bǔ)償元件26可以被設(shè)置在預(yù)緊套筒24.1和壓電式接收器22之間,或者在壓電式接收器22和電荷拾取部23.1之間,或者在電荷拾取部23.1和第一電絕緣體25之間,或者在第一電絕緣體25和預(yù)緊體24.2之間。在此,補(bǔ)償元件26可以與壓電式壓力傳感器1的這些組件平面地機(jī)械接觸。
壓電式接收器22通過(guò)預(yù)緊組件24被機(jī)械地預(yù)緊。預(yù)緊組件24具有中空?qǐng)A柱形的預(yù)緊體24.2和中空?qǐng)A柱形的預(yù)緊套筒24.1。預(yù)緊組件24由機(jī)械上剛性的材料制成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。壓電式接收器22在預(yù)緊體24.2和預(yù)緊套筒24.1之間被機(jī)械地預(yù)緊。預(yù)緊體24.2設(shè)置在電荷拾取部23.1的背向膜21的一側(cè)。預(yù)緊體24.2在電荷拾取部23.1的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在補(bǔ)償元件26的后面。在缺少補(bǔ)償元件26的情況下,預(yù)緊體24.2在電荷拾取部23.1的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線AA′直接設(shè)置在第一電絕緣體25的后面。在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,補(bǔ)償元件26與預(yù)緊體24.2平面地機(jī)械接觸。在根據(jù)圖4至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,補(bǔ)償元件26與預(yù)緊體24.2機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。因此,電荷拾取部23.1和預(yù)緊體24.2通過(guò)設(shè)置在它們之間的第一電絕緣體25彼此電絕緣。
預(yù)緊體24.2的中部區(qū)域在整個(gè)周向上與加強(qiáng)殼體20.2電連接和機(jī)械連接。預(yù)緊體24.2的關(guān)于縱軸線CC′的外表面與加強(qiáng)殼體20.2的關(guān)于縱軸線CC′的內(nèi)表面電連接和機(jī)械連接。優(yōu)選該電連接和機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓縮焊接、釬焊等。預(yù)緊體24.2的前部邊緣在整個(gè)周向上與預(yù)緊套筒24.1的后端部機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。在根據(jù)圖5和圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,預(yù)緊套筒24.1的前端部附加地與第一支承元件22.1的外表面機(jī)械地連接。預(yù)緊套筒24.1關(guān)于縱軸線CC′徑向地設(shè)置在壓電式接收器22、第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26的外面。預(yù)緊套筒24.1關(guān)于縱軸線CC′徑向地設(shè)置在加強(qiáng)殼體20.2的里面。預(yù)緊套筒24.1通過(guò)第一間隙與加強(qiáng)殼體20.2間隔開。預(yù)緊套筒24.1通過(guò)第二間隙與壓電式接收器22、電荷拾取部23.1、第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26間隔開。預(yù)緊套筒24.1的前端部在整個(gè)周向上與膜21的后部邊緣機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。預(yù)緊組件24將壓電式接收器22、電荷拾取部23.1、第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26機(jī)械地預(yù)緊。該機(jī)械預(yù)緊是力配合的機(jī)械連接。
在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電極組件23通過(guò)電絕緣套管組件27相對(duì)于加強(qiáng)殼體20.2電絕緣。在根據(jù)圖4至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中不包括這種電絕緣套管組件27。電絕緣套管組件27具有第一適配元件27.1、第二電絕緣體27.2和第二適配元件27.3。該絕緣套管組件27在預(yù)緊體24.2的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在預(yù)緊體24.2的后面。
第一適配元件27.1是中空?qǐng)A柱形的,并由機(jī)械上剛性的材料制成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。第一適配元件27.1在預(yù)緊體24.2的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在預(yù)緊體24.2的后面。第一適配元件27.1的前邊緣在整個(gè)周向上與預(yù)緊體24.2的后端部機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。這種材料配合優(yōu)選是下述的配對(duì):其中,第一適配元件27.1由鈦制成,而預(yù)緊體24.2由材料標(biāo)號(hào)為1.4552的鐵合金制成,這種配對(duì)在實(shí)現(xiàn)材料配合期間即使在高溫下也與方向無(wú)關(guān)地具有較小的線性熱膨脹系數(shù)的差值。優(yōu)選該配對(duì)的這種差值小于10ppm,優(yōu)選小于5ppm。
第二電絕緣體27.2使第二適配元件27.3相對(duì)于加強(qiáng)殼體20.2電絕緣。第二電絕緣體27.2是中空?qǐng)A柱形的,并且由電絕緣的且機(jī)械上剛性的材料制成,例如陶瓷、Al2O3陶瓷、藍(lán)寶石等。第二電絕緣體27.2在第一適配元件27.1的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在第一適配元件27.1的后面。第一適配元件27.1的后部邊緣在整個(gè)周向上與第二電絕緣體27.2的前端部機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。這種材料配合優(yōu)選是下述的配對(duì):其中,第一適配元件27.1由鈦制成,而第二電絕緣體27.2由Al2O3陶瓷制成,這種配對(duì)在實(shí)現(xiàn)材料配合期間即使在高溫下也與方向無(wú)關(guān)地具有較小的線性熱膨脹系數(shù)的差值。優(yōu)選該配對(duì)的這種差值小于5ppm,優(yōu)選小于3ppm。
電荷傳導(dǎo)部23.2與第二適配元件27.3電連接和機(jī)械連接。第二適配元件27.3是中空?qǐng)A柱形的,并且由導(dǎo)電材料制成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。第二適配元件在第二電絕緣體27.2的背向膜21的一側(cè)關(guān)于縱軸線CC′直接設(shè)置在第二電絕緣體27.2的后面。第二適配元件27.3的前端部在整個(gè)周向上與第二電絕緣體27.2的后端部機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。這種材料配合優(yōu)選是下述的配對(duì):其中,第二適配元件27.3由材料標(biāo)號(hào)為1.3981或1.3982的鐵合金制成,并且第二電絕緣體27.2由Al2O3陶瓷制成,這種配對(duì)在實(shí)現(xiàn)材料配合期間即使在高溫下也與方向無(wú)關(guān)地具有較小的線性熱膨脹系數(shù)的差值。優(yōu)選該配對(duì)的這種差值小于5ppm,優(yōu)選小于3ppm。
電荷傳導(dǎo)部23.2關(guān)于縱軸線CC′中心地延伸穿過(guò)第一電絕緣體25、補(bǔ)償元件26、預(yù)緊體24.2和電絕緣套管組件27。電荷傳導(dǎo)部23.2關(guān)于縱軸線CC′通過(guò)第三間隙徑向地與第一電絕緣體25、補(bǔ)償元件26、預(yù)緊體24.2、第一適配元件27.1和第二電絕緣體27.2間隔開。電荷傳導(dǎo)部23.2通過(guò)這種間隔與這些組件電絕緣。第二適配元件27.3的后端部在整個(gè)周向上與電荷傳導(dǎo)部23.2的中部區(qū)域電連接和機(jī)械連接。該機(jī)械連接是直接的連接并通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。電荷傳導(dǎo)部23.2的后端部關(guān)于縱軸線CC′從第二適配元件27.3向外伸出。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)多種對(duì)該實(shí)施方式的可能的變型。因此,電荷傳導(dǎo)部和第二適配元件也可以一體化地制造。在這種實(shí)施方式中,電荷拾取部和電荷傳導(dǎo)部由于組裝地原因由兩部分組成,以便能夠?qū)㈦姾蓚鲗?dǎo)部如下地設(shè)置:其中心地延伸穿過(guò)第一絕緣元件、補(bǔ)償元件和預(yù)緊體。通過(guò)在電荷傳導(dǎo)部和第二適配元件之間設(shè)置中間套筒并使該中間套筒與電荷傳導(dǎo)部和第二適配元件材料配合地連接,也可以在電荷傳導(dǎo)部和第二適配元件之間實(shí)現(xiàn)間接的機(jī)械連接。在這種材料配合中,優(yōu)選將中間套筒與電荷傳導(dǎo)部以及中間套筒與第二適配元件配對(duì)為,該配對(duì)具有較小的線性熱膨脹系數(shù)的差值。優(yōu)選該配對(duì)的這種差值小于10ppm,優(yōu)選小于5ppm,優(yōu)選小于3ppm。
電極組件23支撐在與加強(qiáng)殼體20.2機(jī)械連接的預(yù)緊體24.2上。
a.在第一支撐區(qū)域中,電荷拾取部23.1通過(guò)第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26機(jī)械地支撐在預(yù)緊體24.2上。在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷拾取部23.1、第一電絕緣體25、補(bǔ)償元件26和預(yù)緊體24.2彼此機(jī)械地接觸。在根據(jù)圖4至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷拾取部23.1、第一電絕緣體25、補(bǔ)償元件26和預(yù)緊體24.2彼此機(jī)械地連接。第一支撐區(qū)域的至少一個(gè)機(jī)械連接是材料配合的連接,該連接是壓力密封的。最有利的是使第一支撐區(qū)域的所有機(jī)械連接都是壓力密封的材料配合連接。
b.在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷傳導(dǎo)部23.2在第二支撐區(qū)域中機(jī)械地支撐在電絕緣套管組件27上,在此,電荷傳導(dǎo)部23.2、電絕緣套管組件27和預(yù)緊體24.2彼此機(jī)械地連接。第二支撐區(qū)域的至少一個(gè)機(jī)械連接是材料配合的連接,該連接是壓力密封的。最有利的是使第二支撐區(qū)域的所有機(jī)械連接都是壓力密封的材料配合連接。
c.在根據(jù)圖3至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電荷拾取部23.1在第三支撐區(qū)域中通過(guò)壓電式接收器22機(jī)械地支撐在預(yù)緊套筒24.1上,在此,電荷拾取部23.1、壓電式接收器22、預(yù)緊套筒24.1和預(yù)緊體24.2彼此機(jī)械地連接。第三支撐區(qū)域的至少一個(gè)機(jī)械連接是材料配合的連接,該連接是壓力密封的。最有利的是使第三支撐區(qū)域的所有機(jī)械連接都是壓力密封的材料配合連接。
這種通過(guò)關(guān)于縱軸線CC′彼此間隔開的支撐區(qū)域在多個(gè)空間中進(jìn)行的多重機(jī)械支撐提高了信號(hào)傳導(dǎo)的機(jī)械穩(wěn)定性。在此,優(yōu)選傳感器組件2的所有機(jī)械連接是材料配合的連接。
在膜21破裂的情況下,熱氣體可能會(huì)從壓力腔室到達(dá)位于一側(cè)的預(yù)緊套筒24.1和另一側(cè)的加強(qiáng)殼體20.2之間的第一間隙中。當(dāng)預(yù)緊套筒24.1被熱氣體損壞時(shí),熱氣體可以進(jìn)入位于一側(cè)的預(yù)緊套筒24.1和另一側(cè)的壓電式接收器22、電荷拾取部23.1、第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26之間的第二間隙中。由于電極組件23通過(guò)電荷傳導(dǎo)部23.2與電絕緣套管組件27和預(yù)緊體24.2機(jī)械地連接,因此在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,電極組件23密封了第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26,從而使得熱氣體只能非常緩慢地到達(dá)位于一側(cè)的電荷傳導(dǎo)部23.2和另一側(cè)的第一電絕緣體25、補(bǔ)償元件26和預(yù)緊體24.2之間的第三間隙中。在此將這種密封理解為相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的平均指示缸壓力的抗壓強(qiáng)度。平均指示的缸壓力也被稱為指示平均壓力,并處于從150到250bar的快速壓力變化最大值的1/3到1/8的范圍內(nèi)。平均指示缸壓力是這樣的一種壓力:該壓力在膜21破裂和預(yù)緊套筒24.1損壞的情況下時(shí)間平均地出現(xiàn)在第二間隙中。電荷拾取部23.1和第一電絕緣體25之間的平面機(jī)械接觸通過(guò)形狀配合相對(duì)于第二間隙來(lái)密封第三間隙。第一電絕緣體25和補(bǔ)償元件26之間的平面機(jī)械接觸通過(guò)形狀配合相對(duì)于第二間隙來(lái)密封第三間隙。補(bǔ)償元件26和預(yù)緊體24.2之間的平面機(jī)械接觸通過(guò)形狀配合相對(duì)于第二間隙來(lái)密封第三間隙。在舍棄補(bǔ)償元件26的情況下,電極組件23僅密封第一電絕緣體25,從而使得熱氣體不會(huì)到達(dá)第三間隙中。電荷拾取部23.1和第一電絕緣體25之間的平面機(jī)械接觸通過(guò)形狀配合相對(duì)于第二間隙來(lái)密封第三間隙。第一電絕緣體25和預(yù)緊體24.2之間的平面機(jī)械接觸通過(guò)形狀配合相對(duì)于第二間隙來(lái)密封第三間隙。當(dāng)熱氣體還毀壞了第一電絕緣體25,從而使得第一電絕緣體破碎成多個(gè)小的斷裂塊并且熱氣體到達(dá)第三間隙中時(shí),則在根據(jù)圖3的傳感器組件2的實(shí)施方式中,第三間隙通過(guò)第二支撐區(qū)域被壓力密封地與周圍環(huán)境分離。在根據(jù)圖4至圖6的傳感器組件2的實(shí)施方式中,第三間隙通過(guò)第一支撐區(qū)域被壓力密封地與周圍環(huán)境分離。由此,在膜斷裂的情況下,不會(huì)有熱氣體逸出到周圍環(huán)境中。
圖7和圖8以放大的截面圖示出了根據(jù)圖1或圖2所示的已被插入且組裝好的壓電式壓力傳感器1的傳感器組件2和信號(hào)線纜組件4的一部分。圖7是完整的截面圖,其中的壓電式壓力傳感器1的豎直軸線AA′被作為截面線A÷A′。圖8是完整的截面圖,其中的壓電式壓力傳感器1的水平軸線BB′被作為截面線B÷B′。圖7和圖8示出了信號(hào)線纜組件4的連接元件殼體40、信號(hào)線纜41、支撐體42和電連接元件43。
信號(hào)線纜組件4的電連接元件43是中空?qǐng)A柱形的。電連接元件43由導(dǎo)電材料構(gòu)成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。電荷傳導(dǎo)部23.2與電連接元件43結(jié)合在一起。電荷傳導(dǎo)部23.2的后端部關(guān)于縱軸線CC′伸入到電連接元件43中。在該區(qū)域中,電荷傳導(dǎo)部23.2的關(guān)于縱軸線CC′的外表面和電連接元件43的關(guān)于縱軸線CC′的內(nèi)表面彼此電連接和機(jī)械連接。該電連接和機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊、卷邊等。電荷傳導(dǎo)部23.2在局部是與電連接元件43材料配合的。這種局部的材料配合可以通過(guò)點(diǎn)焊接或整個(gè)周向的線焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然也可以使用其他成型的電連接元件43。因此,電連接元件43可以是板狀的或半殼狀的。電荷傳導(dǎo)部23.2不伸入電連接元件43中。為了建立這種電連接和機(jī)械連接,電荷傳導(dǎo)部23.2被放置在板狀的或半殼狀的電連接元件43的上面。
信號(hào)線纜41的前端部被設(shè)置在信號(hào)線纜組件4的支撐體42中。支撐體42是中空?qǐng)A柱形的,并且由機(jī)械上穩(wěn)定的材料構(gòu)成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。支撐體42的后部區(qū)域在整個(gè)周向上與連接元件殼體40的后部邊緣機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。支撐體42的前部區(qū)域具有支撐體框架42.1。支撐體框架42.1具有至少一個(gè)窗口。如圖10所示,支撐體框架42.1由兩個(gè)平行于縱軸線CC′取向的橫梁組成,在這兩個(gè)橫梁之間在豎直軸線BB′上存在兩個(gè)窗口。電連接元件43可以通過(guò)該窗口從外部進(jìn)入,并且能夠利用接合工具達(dá)到。連接元件殼體40的前部邊緣在整個(gè)周向上與傳感器殼體20的后部邊緣機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。
信號(hào)線纜41具有電信號(hào)導(dǎo)體41.1、電絕緣元件41.2和信號(hào)線纜護(hù)套41.3。信號(hào)線纜護(hù)套41.3的前端部的關(guān)于縱軸線CC′的外表面與信號(hào)線纜組件的支撐體42的關(guān)于縱軸線CC′的內(nèi)表面機(jī)械地連接。任何形式的機(jī)械連接都是可以的,例如材料配合、形狀配合和力配合,在此優(yōu)選為卷邊。電信號(hào)導(dǎo)體41.1由導(dǎo)電材料構(gòu)成,例如純金屬、鎳合金、鈷合金、鐵合金等。電信號(hào)導(dǎo)體41.1的前端部和電連接元件43的后端部彼此電連接和機(jī)械連接。任何形式的電連接和機(jī)械連接都是可以的,例如材料配合、形狀配合和力配合。電絕緣元件41.2是中空?qǐng)A柱形的,并由在熱力學(xué)上達(dá)到至少200℃的溫度仍然穩(wěn)定的電絕緣材料組成,例如聚四氟乙烯、聚酰亞胺、六福丙烯偏二氟乙烯共聚物(FKM)等。電絕緣元件41.2在整個(gè)周向上包圍電連接元件43和電信號(hào)導(dǎo)體41.1之間的連接區(qū)域,并在整個(gè)周向上包圍電信號(hào)導(dǎo)體41.1。電絕緣元件41.2使電連接元件43和電信號(hào)導(dǎo)體41.1相對(duì)于支撐體42電絕緣。電絕緣元件41.2還能夠減弱電機(jī)振動(dòng)。
圖9示出了根據(jù)圖7或圖8的壓電式壓力傳感器1的傳感器組件2和信號(hào)線纜組件4的斷面圖。電連接元件43在外表面上具有第一鎖定元件43.00,其例如被構(gòu)造為徑向突出的鼻部43.00。電絕緣元件41.2在內(nèi)表面上具有第二鎖定元件41.20,其例如被構(gòu)造為凹槽41.20。第一鎖定元件43.00和第二鎖定元件41.20構(gòu)成具有縫隙的形狀配合或碰觸配合(Berührschluss)。該形狀配合或碰觸配合在將電連接元件43推入電絕緣元件41.2中時(shí)自動(dòng)地形成。該凹槽相對(duì)于縱軸線CC′傾斜地延伸。凹槽和鼻部被構(gòu)造為彼此相匹配的,鼻部伸入至凹槽中??p隙可以防止電機(jī)振動(dòng)從電信號(hào)導(dǎo)體41.1傳遞至電荷傳導(dǎo)部23.2,該電荷傳導(dǎo)部會(huì)將傳遞來(lái)的電機(jī)振動(dòng)作用在壓電式接收器元件22.2上并產(chǎn)生電極化電荷,由此會(huì)使得對(duì)壓力變化的檢測(cè)發(fā)生失真。縫隙大于5μm。該縫隙允許電連接元件43和電絕緣元件41.2之間發(fā)生較小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然可以按照其他方式實(shí)現(xiàn)鎖定元件,因此,可以使第一鎖定元件為凹槽,而第二鎖定元件為鼻部。
電信號(hào)導(dǎo)體41.1和電絕緣元件41.2沿著縱向方向CC′平行于信號(hào)線纜護(hù)套41.3延伸。信號(hào)線纜護(hù)套41.3保護(hù)電信號(hào)導(dǎo)體41.1和電絕緣元件41.2免于損害性的環(huán)境影響,例如污染物(灰塵、濕氣等)。信號(hào)線纜41可以具有同軸電磁屏障件,并能夠保護(hù)信號(hào)導(dǎo)體41.1免于電磁射線形式的電干擾和電磁干擾,并由此能夠?qū)崿F(xiàn)壓電式壓力傳感器1的電磁相容性。信號(hào)線纜41可以是幾厘米長(zhǎng),但也可以長(zhǎng)達(dá)幾米。
但是也可以完全地棄用信號(hào)線纜組件4,從而使傳感器組件2直接與分析單元5電連接和機(jī)械連接。然后使電荷傳導(dǎo)部23.2與分析單元5的電連接元件53材料配合地連接。傳感器殼體20.1與分析單元5的支撐體52是一體的。電路板殼體50則代替連接元件殼體40與傳感器殼體20.1機(jī)械地連接。這種實(shí)施方式可以具有如圖10所述的特征,從而使得分析單元5的支撐體52具有包括至少一個(gè)窗口的支撐體框架,電連接元件可以通過(guò)所述窗口從外部進(jìn)入,并能夠利用接合工具達(dá)到。這種實(shí)施方式也可以具有如圖9所示的特征,在此,分析單元5的支撐套筒52的第一鎖定元件可以與分析單元5的電絕緣元件的第二鎖定元件形成具有縫隙的形狀配合或碰觸配合。
信號(hào)線纜41的后端部與分析單元5電連接和機(jī)械連接。為此,分析單元5具有支撐體52。支撐體52是中空?qǐng)A柱形的,并且由機(jī)械穩(wěn)定的材料構(gòu)成,例如不銹鋼、鋼合金等。如圖1和圖2所示,支撐體52的后部邊緣在整個(gè)周向上與電路板殼體50的前部邊緣機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓縮焊接、釬焊等。信號(hào)線纜護(hù)套41.3的后端部的關(guān)于縱軸線CC′的外表面與分析單元5的支撐體52的關(guān)于縱軸線CC′的內(nèi)表面局部地機(jī)械連接。在此可以是任何形式的機(jī)械連接,例如材料配合、形狀配合和力配合,在此優(yōu)選是卷邊。信號(hào)線纜41的電信號(hào)導(dǎo)體41.1的后端部通過(guò)電連接元件53與電路板51的電信號(hào)導(dǎo)體51.1電連接和機(jī)械連接。任何形式的電連接和機(jī)械連接都是可以的,例如材料配合、形狀配合和力配合。電連接元件53和電信號(hào)導(dǎo)體51.1可以是一體化的。被電極組件23接收的信號(hào)通過(guò)電荷傳導(dǎo)部23.2被傳導(dǎo)至信號(hào)線纜組件4的電連接元件43,并從信號(hào)線纜組件4的電連接元件43通過(guò)信號(hào)線纜41的電信號(hào)導(dǎo)體41.1和電連接元件53被傳導(dǎo)至電路板51的電信號(hào)導(dǎo)體51.1上,并在該處被電放大和分析。該信號(hào)相對(duì)于膜21所檢測(cè)到的壓力變化的大小是成比例的。當(dāng)然,電路板和電路板的電信號(hào)導(dǎo)體也可以是信號(hào)線纜組件的組成部分。
圖11和圖12示出了用于制造壓電式壓力傳感器1的方法的步驟。根據(jù)圖3的實(shí)施方式的傳感器組件2和信號(hào)線纜組件4被制成為單獨(dú)的半成品。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于,傳感器組件2的變型可以與信號(hào)線纜組件4的變型或者直接與分析單元5構(gòu)成壓電式壓力傳感器1,由此可以降低制造成本。傳感器組件2的變型包括具有不同膜強(qiáng)度的膜21和/或具有不同使用溫度范圍的壓電式接收器22。信號(hào)線纜組件4的變型包括具有不同長(zhǎng)度的信號(hào)線纜41和/或具有或沒(méi)有電磁屏障件的信號(hào)線纜41和/或非常短的信號(hào)線纜41。其他的變形還有:傳感器組件2可以在沒(méi)有信號(hào)線纜組件4的情況下直接與分析單元5機(jī)械連接和電連接。
傳感器組件2具有設(shè)置在傳感器殼體組件20中的膜21、壓電式接收器22、電極組件23、預(yù)緊組件24、第一電絕緣體25、補(bǔ)償元件26、電絕緣套管組件27和加強(qiáng)殼體20.2。信號(hào)線纜組件4具有連接元件殼體40、信號(hào)線纜41、支撐體42和電連接元件43。電連接元件43和信號(hào)線纜41的前端部設(shè)置在支撐體42中。連接元件殼體40關(guān)于縱軸線CC′在支撐體42上被推動(dòng),并與連接元件殼體凸肩部40.1機(jī)械接觸地在外側(cè)貼靠在支撐體42的后端部上。因此在根據(jù)圖11的視圖中,支撐體42的后部區(qū)域被連接元件殼體40覆蓋,而帶有支撐體框架42.1的支撐體42的前部區(qū)域可以從外部看見并接近。
在第一方法步驟中,電荷傳導(dǎo)部23.2的后端部關(guān)于縱軸線CC′被推移至電連接元件43中,從而使得電荷傳導(dǎo)部23.2的后端部伸入到電連接元件43中,并且電荷傳導(dǎo)部23.2的關(guān)于縱軸線CC′的外表面與電連接元件43的關(guān)于縱軸線CC′的內(nèi)表面局部地機(jī)械接觸。
在下一個(gè)方法步驟中,電荷傳導(dǎo)部23.2的外表面和電連接元件43的內(nèi)表面彼此局部地電連接和機(jī)械連接。該電連接和機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。為此,接合工具通過(guò)支撐體框架42.1的窗口在電荷傳導(dǎo)部23.2和電連接元件43之間建立材料配合。該接合工具在圖11中未示出。該接合工具可以由具有電阻焊接設(shè)備的電極組成,然而也可以是卷邊工具、激光等。
在接下來(lái)的方法步驟中,將連接元件殼體40關(guān)于縱軸線CC′相對(duì)于傳感器殼體20推移,從而如圖7和圖8中所示出的那樣,使連接元件殼體40的前部邊緣與傳感器殼體20的后部邊緣機(jī)械地接觸并可以從外部接近。對(duì)連接元件殼體40的這種推移在圖12中以箭頭示出。由此,支撐體42的后部區(qū)域如圖7和圖8中所示出的那樣與連接元件殼體40的后部邊緣基本上是齊平的,并且可以從外部接近,而現(xiàn)在支撐體42的前部區(qū)域被支撐體框架42.1覆蓋。
現(xiàn)在,在接下來(lái)的方法步驟中,使連接元件殼體40局部地與傳感器殼體20.1連接。優(yōu)選連接元件殼體40的前部邊緣與傳感器殼體20.1的后部邊緣在整個(gè)周向上彼此機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。為此,接合工具在連接元件殼體40的前部邊緣和傳感器殼體20.1的后部邊緣之間建立材料配合。該接合工具在圖12中未示出。
在接下來(lái)的方法步驟中,支撐體42局部地與連接元件殼體40機(jī)械地連接。優(yōu)選支撐體42的后部區(qū)域在整個(gè)周向上與連接元件殼體40的后部邊緣機(jī)械地連接。該機(jī)械連接通過(guò)材料配合來(lái)實(shí)現(xiàn),例如焊接、擴(kuò)散焊接、熱壓接、釬焊等。為此,接合工具在支撐體42的后部區(qū)域和連接元件殼體40的后部邊緣之間建立材料配合。該接合工具在圖12中未示出。
在本發(fā)明的認(rèn)知中,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將不同的實(shí)施方式彼此結(jié)合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將根據(jù)圖3的傳感器組件的實(shí)施方式與根據(jù)圖4和/或圖5或者圖6的傳感器組件的實(shí)施方式相結(jié)合。由此,其可以實(shí)現(xiàn)這樣一種壓電式壓力傳感器:該壓電式壓力傳感器的所有直接參與信號(hào)傳導(dǎo)的組件均通過(guò)材料配合彼此連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以實(shí)現(xiàn)這樣一種壓電式壓力傳感器:該壓電式壓力傳感器的組件之間的所有機(jī)械連接均為材料配合的連接。還可以實(shí)現(xiàn)這樣一種壓電式壓力傳感器:其中的電荷傳導(dǎo)部直接與電路板材料配合地連接。