ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК G01L19/12 

Изобретение относится к конструкции измерительных приборов, а именно приборов для измерения критического давления, и может использоваться как датчик давления масла в системе смазки двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

Наиболее близким по технической сущности является датчик давления, описанный в свидетельстве на полезную модель РФ №19579 (опубл. 10.09.2001 г.), состоящий из металлического электропроводного основания, изоляционного колпачка и чувствительного механизма, реагирующего на повышенное давление и содержащего нормальнозамкнутую группу электрических контактов. Основание образовано резьбовой частью для закрепления на двигателе и более широкой установочной частью, соединенными последовательно и снабженными внутренним осевым сквозным каналом, сообщающимся через расширяющийся переход с открытой полостью установочной части. Установочная часть выполнена в виде стакана с низким бортом, ступенчато утоньшающимся от днища, в ее полости на уровне первой ступени борта размещены вдоль оси датчика последовательно мембрана чувствительного механизма и край неподвижного контакта. Колпачок снабжен кольцевым наружным фланцем, расположенным со сдвигом относительно торца стенки колпачка, при этом цилиндрическая аксиальная поверхность фланца расположена смежно поверхности второй ступени борта установочной части, а торец стенки колпачка установлен на неподвижном контакте около его края. Таким образом, между фланцем колпачка, его стенкой, второй ступенью борта установочной части, радиальной поверхностью перехода между ступенями борта установочной части и поверхностью неподвижного контакта образован кольцевой зазор, в котором установлен эластичный уплотнитель, сжимаемый при осевом воздействии на фланец колпачка. Края борта установочной части отогнуты к оси датчика с упором в поверхность фланца, обращенную из полости установочной части, фиксируя конструкцию в единый узел и герметизируя полость колпачка. Неподвижный контакт выполнен тарельчатым и установлен с образованием зазора между его центральной частью и плоской мембраной, в зазоре расположен толкатель, проходящий через отверстие в неподвижном контакте и примыкающий к мембране одним торцом. Другим торцом толкатель воздействует на подвижный контакт, прилегающий к неподвижному контакту с подпружиниванием электропроводящей пружиной относительно выводной клеммы, размещенной на внутренней поверхности торца колпачка с выходом наружу.

Недостатком описанного решения датчика давления является низкая надежность его герметизации, поскольку уплотнение колпачка относительно основания осуществляется по противолежащим поверхностям, одной из которых является поверхность фланца колпачка с нормальными условиями уплотнения, а другая поверхность не может быть однозначно определена, поскольку состоит из радиальной поверхности перехода между ступенями борта установочной части и поверхности неподвижного контакта, поджатого через мембрану ко дну установочной части. В идеальном случае высота первой ступени (расстояние от дна установочной части до радиальной поверхности перехода между ступенями борта установочной части) должна быть равна суммарной толщине мембраны и края неподвижного контакта с учетом факта давления при поджимании колпачка к основанию, при этом радиальная поверхность перехода между ступенями борта установочной части и поверхность неподвижного контакта должны располагаться в одной плоскости и обеспечивать хорошие условия уплотнения. Однако, поскольку неизбежен разброс допусков на каждый указанный размер, упомянутые поверхности фактически расположены в разных плоскостях, что приводит к перекосу уплотнителя и, как следствие, к ненадежности герметизации. В результате образуются несколько путей утечки масла, находящегося под давлением в масляной магистрали двигателя, как через исправный датчик, так и в случае разрушения мембраны. В первом случае, при исправном датчике, утечка происходит через стык мембраны с днищем установочной части, стык мембраны и неподвижного контакта с первой ступенью борта установочной части, стык уплотнителя с радиальной поверхностью перехода между ступенями борта установочной части, стык фланца колпачка со второй ступенью установочной части и стык краев бортов установочной части, отогнутых к оси датчика, с фланцем. При разрушении мембраны образуется дополнительный путь утечки масла через стык мембраны с неподвижным контактом, стык неподвижного контакта с первой ступенью борта установочной части, стык уплотнителя с радиальной поверхностью перехода между ступенями борта установочной части, стык фланца колпачка со второй ступенью установочной части и стык краев бортов установочной части, отогнутых к оси датчика, с фланцем. Помимо ускоренного расхода масла его попадание на горячий выпускной коллектор может вызвать задымление и даже возгорание.

Задачей изобретения является повышение надежности герметизации датчика давления.

Указанная задача в датчике давления, состоящем из металлического электропроводного основания, изоляционного колпачка и чувствительного механизма, содержащего нормальнозамкнутую группу электрических контактов, где основание образовано резьбовой частью и установочной частью, соединенными последовательно и снабженными внутренним осевым сквозным каналом, на установочной части размещены вдоль оси датчика последовательно мембрана чувствительного механизма и край неподвижного контакта, на мембране установлен толкатель, взаимодействующий через отверстие в тарельчатом неподвижном контакте с подвижным контактом, подпружиненным к неподвижному контакту электропроводящей пружиной относительно выводной клеммы, размещенной в торце колпачка с выходом наружу, часть стенки колпачка установлена на неподвижном контакте, колпачок снабжен кольцевым наружным фланцем, между торцом фланца колпачка и установочной частью основания образован кольцевой зазор, в котором установлен эластичный уплотнитель, сжимаемый при осевом давлении на фланец колпачка, краевой ободок установочной части отогнут к оси датчика с упором в поверхность фланца, обращенную от установочной части, формируя осевое давление и фиксируя конструкцию в единый узел, решается тем, что внутренняя поверхность стенки колпачка выполнена со ступенчатым переходом, воздействующим на край неподвижного контакта, установочная часть основания снабжена кольцевой канавкой, в которой расположена часть стенки колпачка с наружным фланцем, при этом эластичный уплотнитель расположен между торцом фланца колпачка и дном канавки.

Край мембраны может быть снабжен электропроводящей накладкой.

На неподвижном контакте может быть выполнен краевой борт, прилегающий к установочной части основания с образованием электрического соединения.

Мембрана расположена, в частности, в кольцевом выступе основания, прилегающем к неподвижному контакту с образованием электрического соединения.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показан датчик давления с осевым разрезом; на фиг.2, 3 представлены варианты выполнения электрического соединения неподвижного контакта с основанием: на фиг.2. краевой борт неподвижного контакта прилегает к основанию, на фиг.3 кольцевой выступ основания прилегает к неподвижному контакту.

Датчик давления, состоит из металлического электропроводного основания 1, изоляционного колпачка 2 и чувствительного механизма, содержащего нормальнозамкнутую группу электрических контактов 3, 4. Основание 1 образовано резьбовой частью 5, выполненной снаружи и предназначенной для установки датчика на двигатель, и установочной частью 6, соединенными последовательно и снабженными внутренним осевым сквозным каналом 7 с расширением, направленным в полость датчика. На установочной части 6 размещены вдоль оси датчика последовательно мембрана 8 чувствительного механизма, как правило, эластичная, и край неподвижного контакта 3. Край мембраны 8, как правило, снабжен электропроводящей накладкой 9. В другом случае на неподвижном контакте 3 может быть выполнен краевой борт, прилегающий к установочной части 6 основания с образованием электрического соединения (фиг.2). Также возможно расположение мембраны 8 в кольцевом выступе основания 1, прилегающем к неподвижному контакту 3 с образованием электрического соединения (фиг.3). На мембране 8 установлен толкатель 10, взаимодействующий через отверстие в тарельчатом неподвижном контакте 3 с подвижным контактом 4. Подвижный контакт 4 подпружинен к неподвижному контакту 3 электропроводящей цилиндрической пружиной 11 относительно выводной клеммы 12, размещенной в торце колпачка 2 с выходом наружу. Внутренняя поверхность стенки колпачка 2 выполнена со ступенчатым переходом 13, воздействующим на край неподвижного контакта 3. Колпачок 2 снабжен кольцевым наружным фланцем 14, а установочная часть 6 основания 1 снабжена кольцевой канавкой 15, в которой расположена часть стенки колпачка 2 с наружным фланцем 14, при этом эластичный уплотнитель 16 расположен между торцом фланца 14 колпачка 2 и дном канавки 15 в кольцевом зазоре. Эластичный уплотнитель 16 сжимается при осевом давлении на фланец 14 колпачка. Установочная часть 6 снабжена краевым ободком 17, отогнутым к оси датчика с упором в поверхность 18 фланца 14, обращенную от установочной части 6, формируя осевое давление и фиксируя конструкцию в единый узел.

Датчик установлен на двигателе посредством резьбовой части 5 основания 1, при этом сквозной канал 7 основания 1 сообщается с масляной магистралью. В исходном состоянии при неработающем двигателе давление в масляной магистрали отсутствует. Сигнализация об отсутствии давления подключена через электрическую цепь корпус двигателя (масса) - основание 1 датчика - неподвижный контакт 3 - подвижный контакт 4 - пружина 11 - выводная клемма 12 - устройство сигнализации - выключатель зажигания - "плюс" аккумулятора. При запуске двигателя масляный насос создает в магистрали давление, которое через масло в канале 7 основания 1 датчика воздействует на мембрану 8, выгибая ее в сторону колпачка 2 и смещая одновременно толкатель 10 вдоль оси датчика. Вместе с толкателем 10 смещается подвижный контакт 4, его электрическая связь с неподвижным контактом 3 разрывается, отключая сигнализацию об отсутствии давления в масляной магистрали системы смазки двигателя. При падении давления в масляной магистрали, например в случае отказа масляного насоса, контакты 3, 4 датчика давления вновь соединяются, замыкая цепь питания устройства сигнализации.

Герметизация датчика в данной конструкции обеспечена надежно, поскольку уплотняемые поверхности торца фланца колпачка и дна канавки определены однозначно.

Использование: как датчик давления масла в системе смазки двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. Сущность: датчик давления состоит из металлического электропроводного основания 1, изоляционного колпачка 2 и чувствительного механизма, содержащего нормальнозамкнутую группу электрических контактов 3, 4. На установочной части 6 основания 1 размещены вдоль оси датчика последовательно мембрана 8 чувствительного механизма и край неподвижного контакта 3. На мембране 8 установлен толкатель 10, взаимодействующий через отверстие в тарельчатом неподвижном контакте 3 с подвижным контактом 4. Внутренняя поверхность стенки колпачка 2 выполнена со ступенчатым переходом 13, воздействующим на край неподвижного контакта 3. Колпачок 2 снабжен кольцевым наружным фланцем 14, а установочная часть 6 основания 1 снабжена кольцевой канавкой 15, в которой расположена часть стенки колпачка 2 с наружным фланцем 14, при этом эластичный уплотнитель 16 расположен между торцом фланца 14 колпачка 2 и дном канавки 15 в кольцевом зазоре. Эластичный уплотнитель 16 сжимается при осевом давлении на фланец 14 колпачка, установочная часть 6 снабжена краевым ободком 17, отогнутым к оси датчика с упором в поверхность 18 фланца 14, обращенную от установочной части 6, формируя осевое давление и фиксируя конструкцию в единый узел. Технический результат заключается в повышении надежности герметизации датчика давления. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Датчик давления, состоящий из металлического электропроводного основания, изоляционного колпачка и чувствительного механизма, содержащего нормально замкнутую группу электрических контактов, основание образовано резьбовой частью и установочной частью, соединенными последовательно и снабженными внутренним осевым сквозным каналом, на установочной части размещены вдоль оси датчика последовательно мембрана чувствительного механизма и край неподвижного контакта, на мембране установлен толкатель, взаимодействующий через отверстие в тарельчатом неподвижном контакте с подвижным контактом, подпружиненным к неподвижному контакту электропроводящей пружиной относительно выводной клеммы, размещенной в торце колпачка с выходом наружу, часть стенки колпачка установлена на неподвижном контакте, колпачок снабжен кольцевым наружным фланцем, между торцом фланца колпачка и установочной частью основания образован кольцевой зазор, в котором установлен эластичный уплотнитель, сжимаемый при осевом давлении на фланец колпачка, краевой ободок установочной части отогнут к оси датчика с упором в поверхность фланца, обращенную от установочной части, формируя осевое давление и фиксируя конструкцию в единый узел, отличающийся тем, что внутренняя поверхность стенки колпачка выполнена со ступенчатым переходом, воздействующим на край неподвижного контакта, установочная часть основания снабжена кольцевой канавкой, в которой расположена часть стенки колпачка с наружным фланцем, при этом эластичный уплотнитель расположен между торцом фланца колпачка и дном канавки.2. Датчик давления по п.1, отличающийся тем, что край мембраны снабжен электропроводящей накладкой.3. Датчик давления по п.1, отличающийся тем, что на неподвижном контакте выполнен краевой борт, прилегающий к установочной части основания с образованием электрического соединения.4. Датчик давления по п.1, отличающийся тем, что мембрана расположена в кольцевом выступе основания, прилегающем к неподвижному контакту с образованием электрического соединения.