DE2156008C2 - Druckwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler für hohe Drücke mit einer als Membran dienenden, unter Druckbelastung kalottenförmig sich verformenden Metallplatte, die zwischen einem Gehäuseoberteil und einem den Anschlußstutzen tragenden Gehäuseunterteil eingespannt ist, wobei die Metallplatte am Boden einer zylindrischen Ausnehmung des Gehäuseunterteils, die den gleichen Durchmesser wie die Metallplatte aufweist, über einen dort aufliegenden Ring abgestützt ist und das Gehäuseoberteil mit einer ringförmigen, an der Metallplatte anliegenden Schulter versehen ist.

Ein derartiger Druckwandler ist aus der FR-PS 1146271 bekannt. Der Rand der Membran dieses Druckwandlers ist sowohl in axialer als auch in radialer Richtung absolut unbewegbar festgelegt. Die dadurch bei einer Druckbeaufschlagung der Membran erforderlichen Verformungskräfte erhöhen sich mit größeren Drücken überproportional, so daß dieser Druckwandler nur für relativ kleine Drücke verwendbar ist.

Aus der FR-PS 7 39 221 ist eine manuell verstellbare Drossel bekannt, die eine elastische Metallplatte aufweist, die kalottenförmig durch Beaufschlagung von einer Stellschraube verformbar ist, wodurch der zwischen der Metallplatte und einem senkrecht darauf mündenden Einlaß vorhandene Abstand verstellbar ist. Eine Erzeugung eines vom Druck des Druckmittels abhängiges Signal ist nicht möglich.

Ein aus der DE-OS 16 73 609 bekannter Druckwandler besitzt eine als Membran dienende Metallplatte, die sich unter Druckbelastung kalottenförmig verformt. Die Metallplatte ist dabei aber mit radialem und axialem Spiel in eine zylindrische Ausnehmung eines Gehäuseteils eingesetzt, so daß die durch die Metallplatte getrennten Kammern nicht dicht von einander getrennt sind. Dies führt insbesondere bei hohen Drücken zu Leckage und Verfälschungen des zu erzeugenden Signals.

Weiterhin ist aus der CH-PS 4 98 305 eine Schalteinrichtung mit einer Membran bekannt, die zwei Kammern eines Gehäuses trennt, wobei gegen die fest eingespannte Membran in ihrem Randbereich ein ι Dichtring anliegt Ein Gehäuseteil besitzt eine Schulter, die an der Membran in Anlage ist

Die feste Einspannung der Membran in ihrem Randbereich läßt eine Verwendung der Schalteinrichtung nur für kleine Drücke zu.

ι« Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Druckwandler nach dem Oberbegriff zu schaffen, der für hohe Drücke geeignet ist

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schulter mit Linienberührung senkrecht auf der unbelasteten is Metallplatte aufliegt und diese derart gegen den als elastisch verformbarer Dichtring ausgebildeten Ring drückt und daß die Metallplatte in ihrem Randbereich in bestimmten Grenzen aus ihrer Ebene des unbelasteten Zustands beweglich ist

Bei einem so aufgebauten Druckwandler ist die Metallplatte an ihren Rändern nicht mehr fest, sondern in gewissen Grenzen schwenkbar beweglich eingespannt Infolgedessen ergibt sich bei Beaufschlagung der Metallplatte mit einem Druck eine über die ganze Plattenfläche verteilte, kartenförmige Durchbiegung, die zu einem größeren Hub pro Druckeinheit führt als bei den bekannten Druckwandlern, bei denen die Platfjnrander unbeweglich eingespannt sind und sich infolgedessen nur ein Teil der Plattenflächen durch-Ji) wölbt. Dadurch ist der erfindungsgemäße Druckwandler gegenüber den bekannten Wandlern für hohe Drücke wesentlich besser geeignet als die bekannten Membrandruckwandler. Die Beweglichkeit des Randes der Metallplatte führt zu einer hohen Schwingungsfeü stigkeit und damit zu einer erhöhten Lebensdauer der Metallplatte.

Darüber hinaus besitzt der Druckwandler einen konstruktiv einfachen Aufbau, der zudem den Vorteil bietet, daß ohne Änderung der beiden Gehäuseteile und der die Durchwölbung auf den Schalter oder den Analoggeber übertragenden Bauelemente unterschiedliche dicke Metallplatten verwendet werden können und somit der Druckwandler lediglich durch Austauschen der Metallplatten und gegebenenfalls des Dichtringes für verschiedene Druckbereiche ausgelegt werden kann. Dies bringt erhebliche Vereinfachungen, insbesondere bei der Lagerhaltung, mit sich.

Besonders günstige Werte bezüglich des Hubs pro Druckeinheit werden erreicht, wenn die Schulter in eine ίο ringförmige Schneide übergeht. Des weiteren empfiehlt es sich, einen Dichtring mit einem kreisförmigen Querschnitt zu verwenden, um der Gefahr eines Einklemmens des Drichtrings zwischen Gehäuseoberteil und der Kante der Metallplatte entgegenzuwirken. » Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei anhand der Zeichnung, zum Teil in schematischer Darstellung, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckwandler, F i g. 2 eine Detailansicht des Druckwandlers gemäß wi F i g. 1 mit unter Druck stehender Metallplatte.

Der Druckwandler besteht aus einem Gehäuseoberteil 1 und einem Gehäuseunterteil 2 mit einem daran sitzenden Anschlußstutzen 3. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2, die mittels die auf dem Umfang <^v"> der Gehäuseteile verteilten Bohrungen 4 durchsetzende Schrauben 5 zusammengehalten sind, ist eine als Membran dienende Metallplatte 6 eingespannt.

Im Gehäuseunterteil 2 befindet sich eine zylindrische

Ausnehmung 7, deren Durchmesser um einige Zehntel Millimeter größer als der der Metallplatte 6 ist Die Metallplatte 6 stützt sich über einen Dichtring 8 kreisförmigen Querschnitts auf dem Boden 9 der Ausnehmung 7 ab. Das Gehäuseobertei! 1 ist ebenfalls mit einer zylindrischen Ausnehmung 10 versehen, deren Durchmesser um einige Millimeter kleiner als der der Ausnehmung 7 ist, so daß eine ringförmige Schulter 11 entsteht Die Schulter 11 geht in eine Schneide 12 über, an der die Metallplatte 6 anliegt

Die Metallplatte 6 steht über einen auf ihr sitzenden Zapfen 13 mit einer Blattfeder in Wirkverbindung, die mit ihrem einen Ende am Gehäuseoberteil 5 angeschraubt ist und an ihrem anderen Ende einen Mikroschalter 15 trägt dessen Schaltglied 16 gegen die Oberfläche des Gehäuseoberteils 1 gerichtet ist und entsprechend des Metallplattenhubs ein- bzw. ausge-

rückt wird. Zur Justierung des Schaltpunktes ist eine Stellschraube 17 vorgesehen, die in eine auf der Blattfeder 14 befestigte Mutter 18 eingeschraubt ist und mit ihrem Ende auf dem Zapfen 13 ruht

Bei Beaufschlagung der Metallplatte 6 mit einem Druck biegt sich diese unter Zusammendrücken des Dichtrings 8 nach oben durch und stützt sich hierbei auf der Schneide 12 ab, wie dies aus F i g. 2 hervorgeht Man erkennt, daß der Metallplattenrand elastisch eingespannt ist und sich infolgedessen die Durchbiegung der Metallplatte 6 auf ihre gesamte Fläche verteilt, im Gegensatz zu den bekannten Druckwandlern mit steifer Membran, wo dies nicht der Fall ist Damit ergibt sich ein gegenüber den bekannten Druckwandlern größerer Hub, wodurch sich im übrigen auch die Hysterese im Mikroschalter wesentlich weniger auf den Schaltpunkt auswirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckwandler für hohe Drücke mit einer als Membran dienenden, unter Druckbelastung kalottenförmig sich verformenden Metallplatte, die zwischen einem Gehäuseoberteil und einem den Anschlußstutzen tragenden Gehäuseunterteil eingespannt ist wobei die Metallplatte am Boden einer zylindrischen Ausnehmung des Gehäuseunterteils, die den gleichen Durchmesser wie die Metallplatte aufweist über einen dort aufliegenden Ring abgestützt ist und das Gehäuseoberteil mit einer ringförmigen, an der Metallplatte anliegenden Schulter versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (11) mit Linienberührung senkrecht auf der unbelasteten Metallplatte (6) aufliegt und diese derart gegen den als elastisch "erformbarer Dichtring (8) ausgebildeten Ring drückt, und daß die Metallplatte (6) in ihrem Randbereich in bestimmten Grenzen aus ihrer Ebene des unbelasteten Zustands beweglich ist.

2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (11) in eine ringförmige Schneide (12) übergeht

3. Druckwandler nach einem der Ansprüche 1 —2, gekennzeichnet durch einen Dichtnng (8) mit kreisförmigem Querschnitt.