DE10346626B4

DE10346626B4 - Pressure sensor housing

Info

Publication number: DE10346626B4
Application number: DE2003146626
Authority: DE
Inventors: Bernhard Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: DE10346626A1

Abstract

Drucksensorgehäuse (10) für einen Drucksensor zur Seitenaufprallsensierung in Seitenteilen eines Fahrzeugs, wobei das Drucksensorgehäuse einen Plastikdeckel (11), mittels dem eine Gummidichtung (13) gegen einen Gehäusekörper drückbar ist, und wenigstens einen Druckeinlasskanal (12) im Plastikdeckel (11) aufweist, wobei der Druckeinlasskanal (12) in einem Labyrinth geformt ist und ausreichend groß zur Vermeidung einer Kapillarwirkung in dem Druckeinlasskanal (12) ausgebildet ist, wobei zumindest der Druckeinlasskanal (20) mit einer wasserabweisenden Schicht (22, 23) versehen ist.A pressure sensor housing (10) for a side impact sensor pressure sensor in side panels of a vehicle, the pressure sensor housing having a plastic cover (11) by means of which a rubber seal (13) can be pressed against a housing body and at least one pressure inlet channel (12) in the plastic cover (11), wherein the pressure inlet channel (12) is formed in a labyrinth and is sufficiently large to avoid capillary action in the pressure inlet channel (12), wherein at least the pressure inlet channel (20) is provided with a water repellent layer (22, 23).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Drucksensorgehäuse nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to a pressure sensor housing according to the preamble of the independent claim.

Aus DE 199 23 985 A1 ist ein Drucksensorgehäuse mit einem Druckeinlasskanal bekannt, wobei das Drucksensorgehäuse wasserdicht gestaltet ist. Der Drucksensor kann zur Seitenaufprallerkennung in einer Seitentür eines Fahrzeugs angeordnet sein. Die WO 2003/058 257 A1 offenbart einen oberflächenbündigen Luftdatensensor zur Verwendung in einem Luftfahrzeug. Die DE 103 34 238 A1 zeigt einen Sensoreinlasskanal für einen mikromechanischen Sensor. Aus der DE 103 40 690 A1 ist eine Drucksonde zur Messung des Drucks eines Gases in einem Raum, insbesondere in einem Lufteinlauf eines Strahltriebwerks, bekannt. Die DE 200 23 063 U1 offenbart einen Füllstand- oder Druckmesssensor oder einzelne Bauteile hiervon mit schmutzabweisenden und/oder selbstreinigenden Eigenschaften. Die US 2001/0 029 786 A1 zeigt einen Drucksensor mit einem Wasser abstoßenden Filter. Aus der DE 43 34 123 A1 ist ein Drucksensor bekannt.Out DE 199 23 985 A1 a pressure sensor housing with a pressure inlet channel is known, wherein the pressure sensor housing is designed waterproof. The pressure sensor may be arranged for side impact detection in a side door of a vehicle. The WO 2003/058 257 A1 discloses a surface flush air data sensor for use in an aircraft. The DE 103 34 238 A1 shows a sensor inlet channel for a micromechanical sensor. From the DE 103 40 690 A1 is a pressure probe for measuring the pressure of a gas in a room, in particular in an air inlet of a jet engine, known. The DE 200 23 063 U1 discloses a level or pressure measuring sensor or individual components thereof having soil-repelling and / or self-cleaning properties. The US 2001/0 029 786 A1 shows a pressure sensor with a water-repellent filter. From the DE 43 34 123 A1 a pressure sensor is known.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Drucksensorgehäuse mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass zumindest Teile des Drucksensorgehäuses mit einer wasserabweisenden Schicht versehen sind. Dies sorgt dafür, dass Feuchtigkeit, die im Türinneren entsteht, vom Drucksensorgehäuse abperlt und dabei auch Verschmutzungen mit wegnimmt. Damit wird die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer des Drucksensors entscheidend erhöht. Insbesondere können Wassertropfen, die im Winter zu Eis erstarren, so den Drucksensor nicht in seiner Funktion behindern oder gar unmöglich machen. Eine wasserabweisende Schicht kann insbesondere sehr einfach auf Teile des Drucksensorgehäuses aufgebracht werden.The pressure sensor housing according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that at least parts of the pressure sensor housing are provided with a water-repellent layer. This ensures that moisture that forms inside the door, rolls off the pressure sensor housing and also removes dirt. This significantly increases the functionality and service life of the pressure sensor. In particular, water droplets that solidify in winter to ice, so the pressure sensor does not hamper in its function or even impossible. In particular, a water-repellent layer can be applied very simply to parts of the pressure sensor housing.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Drucksensorgehäuses möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim pressure sensor housing are possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass zumindest der Druckeinlasskanal und dabei insbesondere das Innere des Druckeinlasskanals mit der wasserabweisenden Schicht versehen ist. Damit können Wassertropfen, die in den Druckeinlasskanal gelangen oder dort kondensieren, abperlen und so eine Verstopfung des Druckeinlasskanals vermeiden, so dass der Drucksensor seine volle Funktionsfähigkeit entfalten kann. Auch an der Bohrung des Druckeinlasskanals kann eine solche wasserabweisende Schicht vorgesehen sein, um auch dort ein Abperlen des Wassers und ein damit automatisches Wegspülen des Schmutzes zu erreichen.It is particularly advantageous that at least the pressure inlet channel and in particular the interior of the pressure inlet channel is provided with the water-repellent layer. In this way, water droplets that reach or condense in the pressure inlet channel can bead off and thus avoid clogging of the pressure inlet channel, so that the pressure sensor can develop its full functionality. Also, at the bore of the pressure inlet channel, such a water-repellent layer may be provided in order to achieve a beading of the water there and thereby automatically flushing away the dirt.

Insbesondere von Vorteil ist es, dass die wasserabweisende Schicht den Lotuseffekt aufweist. Sie wird dann als eine superhydrophobe Schicht bezeichnet. Von den Blättern der Lotusblume ist es bekannt, dass Wasser von ihnen abperlt. Sie zeigen ein abweisendes Verhalten gegenüber Wasser. Dieser Effekt wird als Lotuseffekt bezeichnet. Um diesen Lotuseffekt zu zeigen, ist die wasserabweisende Schicht derart gestaltet, dass ein Wassertropfen die Schicht nur an wenigen Punkten berührt. Die Schicht weist also winzige Noppen auf, wobei sich dann der Tropfen auf Grund der wenigen Berührungen auf Grund seiner Oberflächenspannung kugelartig zusammenzieht. Auf einer ganz glatten Oberfläche flachen die Tropfen dagegen deutlich ab und bleiben dadurch haften. Auf der wasserabweisenden Schicht mit dem Lotuseffekt bilden sich dagegen runde Wassertropfen, die so über die raue Fläche der wasserabweisenden Schicht abrollen können. Bei diesem Abrollen reißen die Wassertropfen zudem Schmutzteilchen mit sich. Die Nano- bzw. Mikrostruktur der wasserabweisenden Schicht muss daher derart sein, dass es nur zu wenigen Berührungspunkten der Schicht mit dem Wassertropfen kommt. Neben kleinen Noppen könnten auch winzige mikrometerkleine Poren oder Krater verwendet werden. Denn auch solche Krater minimieren den Kontakt zwischen den Tropfen und der Schicht. Kunststoffe könnten dafür verwendet werden, beispielsweise Polypropylen. Trägt man beispielsweise diesen in einem Lösungsmittel gelösten Kunststoff auf eine Fläche auf, wobei bei Raumtemperatur das Lösungsmittel verdampfen kann, dann bilden sich mikroskopisch kleine Krater.In particular, it is advantageous that the water-repellent layer has the lotus effect. It is then referred to as a superhydrophobic layer. From the leaves of the lotus flower it is known that water drips off them. They show a repellent behavior towards water. This effect is called a lotus effect. To show this lotus effect, the water-repellent layer is designed such that a drop of water touches the layer only at a few points. The layer thus has tiny nubs, whereby the drop contracts due to the few contacts due to its surface tension like a ball. On a very smooth surface, the drops on the other hand clearly shallow and stick to it. On the water-repellent layer with the lotus effect, on the other hand, round drops of water form, which can roll over the rough surface of the water-repellent layer. During this unwinding, the drops of water also tear dirt particles with them. The nano- or microstructure of the water-repellent layer must therefore be such that only a few points of contact of the layer with the water droplet occur. In addition to small pimples, tiny micrometre small pores or craters could be used. Because even such craters minimize the contact between the drops and the layer. Plastics could be used, for example polypropylene. If, for example, this plastic dissolved in a solvent is applied to a surface, whereby the solvent can evaporate at room temperature, then microscopically small craters form.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.

Es zeigenShow it

1 ein Drucksensorgehäuse und 1 a pressure sensor housing and

2 einen Druckeinlasskanal. 2 a pressure inlet duct.

Beschreibungdescription

Zunehmend werden Drucksensoren zur Seitenaufprallsensierung in Seitenteilen eines Fahrzeugs eingebaut. Diese Seitenteile sind hohl, wobei hier insbesondere der Türhohlraum in Frage kommt. In diesen Hohlräumen bestehen Umgebungsbedingungen wie außerhalb des Fahrzeugs. Daher können Schmutz, Feuchte, Salzwasser und andere mehr oder weniger aggressive Medien in den Türhohlraum gelangen, und damit in einem Druckeinlasskanal des Drucksensors haften bleiben. Im Sensorinneren ist das Ende des Druckeinlasskanals gegen den Metalldeckel des Sensorelements abgedichtet. Somit sind ab hier die elektronischen Komponenten gegen Einflüsse der Umweltmedien geschützt.Increasingly, pressure sensors for side impact sensing are being installed in side panels of a vehicle. These side parts are hollow, in which case the door cavity in particular comes into question. In these cavities exist environmental conditions such as outside the vehicle. Therefore, dirt, moisture, salt water and other more or less aggressive media may enter the door cavity and thus adhere to a pressure inlet channel of the pressure sensor. Inside the sensor, the end of the pressure inlet channel is sealed against the metal lid of the sensor element. Thus, from here, the electronic components are protected against influences of the environmental media.

Der Druckeinlasskanal ist vergleichsweise groß ausgebildet, beispielsweise 8 mm im Durchmesser. Dies ist damit begründet, dass eingedrungenes Wasser wieder abfließen kann und nicht infolge der Kapillarwirkung und der Oberflächenadhäsion haften bleibt. Diese Methode ist jedoch unvollkommen, denn ein letzter Tropfen bleibt meistens hängen. Er kann festfrieren und die Druckausbreitung zum Sensor beeinflussen oder er kann auch antrocknen, wobei die gelösten Schmutzbestandteile auf der Druckeinlasskanaloberfläche zurückbleiben und unter Umständen einen korrodierenden Effekt bewirken.The pressure inlet channel is comparatively large, for example 8 mm in diameter. This is due to the fact that penetrated water can flow off again and does not stick due to capillary action and surface adhesion. However, this method is imperfect, because a last drop usually gets stuck. It may freeze and affect the pressure propagation to the sensor or it may also dry, leaving the dissolved contaminants on the pressure inlet channel surface and possibly causing a corrosive effect.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, durch eine Beschichtung der Oberfläche des Druckeinlasskanals oder anderer Teile des Drucksensorgehäuses mit einer wasserabweisenden Schicht eine Antihaftwirkung bzw. Selbstreinigungswirkung für das Gehäuse zu erzielen. Vor allem, wenn diese wasserabweisende Schicht den Lotuseffekt aufweist, wird eine große Wirkung erzielt. Für die Erzeugung oder Aufbringung solcher Schichten gibt es verschiedene Methoden.According to the invention it is therefore proposed, by coating the surface of the pressure inlet channel or other parts of the pressure sensor housing with a water-repellent layer to achieve an anti-adhesive effect or self-cleaning effect for the housing. Especially when this water-repellent layer has the lotus effect, a great effect is achieved. There are various methods for the production or application of such layers.

Die Mikrostrukturierung kann direkt auf der vorliegenden Materialoberfläche (Metall, Glas, usw.) erfolgen oder es wird eine mikrostrukturierte Schutzschicht (z. B. Kunststoff) aufgebracht.The microstructuring can take place directly on the present material surface (metal, glass, etc.) or a microstructured protective layer (eg plastic) is applied.

Beispiele für die Erzeugung von wasserabweisenden, superhydrophoben Oberflächen: Kunststoff niederviskoses Polyacrylat, wird auf einen Masterkörper mit eingravierten Mikrostrukturen gegossen, mit Elektronenstrahlen oder UV-Licht ausgehärtet und dann als Kunststoffreplik vom Master getrennt. Weiche Oberflächen zeigen keinen so hohen Lotuseffekt.Examples of the production of water-repellent, superhydrophobic surfaces: Plastic low-viscosity polyacrylate, is cast onto a master body with engraved microstructures, cured with electron beams or UV light and then separated from the master as Kunststoffreplik. Soft surfaces do not show such a high lotus effect.

Eine weitere Methode ist das Aufbringen eines Lackes mit aufgeschwemmten nanostrukturierten hydrophobischen Partikeln auf ein Oberflächenstruktur-geprägtes Polymer und Aushärten des Lacks.Another method is the application of a varnish with suspended nanostructured hydrophobic particles to a surface-structure-embossed polymer and curing of the varnish.

Zukünftige Strukturierungsmethoden sind das Aufsprühen entsprechender Sprays.Future structuring methods are the spraying of appropriate sprays.

Am Besten wäre eine Vorstrukturierung der Oberfläche des Druckeinlasskanals und das anschließende Aufbringen und Aushärten eines Lackes mit nanostrukturierten Partikelaufschwemmungen.Best would be a pre-structuring of the surface of the pressure inlet channel and the subsequent application and curing of a paint with nanostructured Partikelaufschwemmungen.

Vorteilhaft ist es auch, die dem Drucksensor gegenüberliegende Seite seiner Befestigungsfläche um die Druckeinlassbohrung herum superhydrophob zu strukturieren, damit auch dort keine Umweltmedien haften bleiben.It is also advantageous to structure the pressure sensor opposite side of its mounting surface around the pressure inlet hole superhydrophobic so that there remain no environmental media.

1 zeigt ein Drucksensorgehäuse, wie es für einen Sensor für die Seitenaufprallsensierung verwendet werden kann. Das Drucksensorgehäuse 10 weist einen Plastikdeckel 11 auf, der eine Gummidichtung 13 gegen den Gehäusekörper drückt. Damit wird das Gehäuse 10 wasserdicht gestaltet. Um aber den Druck in der Seitentüre zu messen, ist ein Druckeinlasskanal 12 mit einem Labyrinth im Plastikdeckel 11 vorgesehen. Der Druckeinlasskanal 12 weist also ähnlich wie bei Rauchmeldern ein Labyrinth auf, das gegen Verschmutzung und Wasser helfen soll. Der Druckeinlasskanal ist vertikal nach unten gerichtet, so dass Wasser abtropfen kann. Erfindungsgemäß ist nun der Druckeinlasskanal, wie immer er auch gestaltet sein mag, mit der wasserabweisenden Schicht, die vorzugsweise einen Lotuseffekt zeigt, beschichtet. Der Druckeinlasskanal kann dabei senkrecht, konisch oder in einem Labyrinth geformt sein. 1 shows a pressure sensor housing, as it can be used for a sensor for side impact detection. The pressure sensor housing 10 has a plastic lid 11 put on a rubber seal 13 presses against the housing body. This will be the case 10 waterproof design. But to measure the pressure in the side door is a pressure inlet channel 12 with a labyrinth in the plastic lid 11 intended. The pressure inlet channel 12 So, similar to smoke detectors, has a labyrinth to help against pollution and water. The pressure inlet channel is directed vertically downwards so that water can drip off. According to the invention, the pressure inlet channel, however it may be designed, is now coated with the water-repellent layer, which preferably has a lotus effect. The pressure inlet channel can be formed vertically, conically or in a labyrinth.

2 zeigt ein Beispiel für einen Druckeinlasskanal 20. Der Druckeinlasskanal 20 wird an seinem Ursprung auf eine Abdichtung 21 treffen. Diese Abdichtung ist meist eine Vollvergelung, die die mikromechanische Mess-Struktur des Drucksensors und die umgebende Elektronik gegenüber den Umwelteinflüssen schützt. Die Innenseite des Druckeinlasskanals 20 ist hier mit der wasserabweisenden Schicht 22 bzw. 23 versehen, so dass Wasser abperlen kann und dabei Schmutzteilchen mit sich reißt. Die wasserabweisende Schicht ist hier als eine superhydrophobe Schicht ausgebildet. 2 shows an example of a pressure inlet channel 20 , The pressure inlet channel 20 is at its origin on a seal 21 to meet. This seal is usually a Vollvergelung, which protects the micromechanical measurement structure of the pressure sensor and the surrounding electronics against the environmental influences. The inside of the pressure inlet channel 20 is here with the water-repellent layer 22 respectively. 23 provided so that water can bead off and thereby entrains dirt particles with it. The water-repellent layer is here designed as a superhydrophobic layer.

Claims

Pressure sensor housing ( 10 ) for a side impact sensor pressure sensor in side panels of a vehicle, the pressure sensor housing having a plastic cover ( 11 ), by means of a rubber seal ( 13 ) is pressed against a housing body, and at least one pressure inlet channel ( 12 ) in plastic lid ( 11 ), wherein the pressure inlet channel ( 12 ) is formed in a labyrinth and sufficiently large to avoid capillary action in the pressure inlet channel ( 12 ) is formed, wherein at least the pressure inlet channel ( 20 ) with a water-repellent layer ( 22 . 23 ) is provided.

Pressure sensor housing according to claim 1, characterized in that the water-repellent layer is provided around the pressure inlet bore.

Pressure sensor housing according to one of the preceding claims, characterized in that the water-repellent layer shows the lotus effect.

Side door for a vehicle which has a pressure sensor housing with a pressure sensor housing (for side impact detection). 10 ) according to one of the preceding claims.