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WO2011113643A1 - Hydraulischer druckmittler, druckmessaufnehmer mit einem solchen druckmittler und herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Hydraulischer druckmittler, druckmessaufnehmer mit einem solchen druckmittler und herstellungsverfahren dafür Download PDF

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Publication number
WO2011113643A1
WO2011113643A1 PCT/EP2011/051737 EP2011051737W WO2011113643A1 WO 2011113643 A1 WO2011113643 A1 WO 2011113643A1 EP 2011051737 W EP2011051737 W EP 2011051737W WO 2011113643 A1 WO2011113643 A1 WO 2011113643A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contour
membrane
punch
pressure
separation membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/051737
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Igor Getman
Dieter Funken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of WO2011113643A1 publication Critical patent/WO2011113643A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007—Fluidic connecting means
    • G01L19/0046—Fluidic connecting means using isolation membranes

Definitions

  • Hydraulic diaphragm seal Hydraulic diaphragm seal, pressure measuring transducer with such a diaphragm seal and manufacturing method thereof
  • the present invention relates to a hydraulic diaphragm seal, a pressure transducer with such a diaphragm seal and
  • Generic diaphragm seals comprise a diaphragm seal body; and a separation membrane having a first embossed contour extending along at least one circumferential edge with a surface of the
  • Compressor body is connected, wherein the diaphragm seal body having a membrane bed with a second contour, wherein the first contour is obtained by a process which embossing of the separation membrane with the membrane bed side facing away from the separation membrane has against a stamp.
  • a standard variant of the embossing of a separating membrane is the separating membrane after the welding of a separating membrane blank on the base body on the membrane bed of the main body
  • curvatures and / or axial deflections of the contour in the area of the inclusions may be smaller than desired.
  • Dia object is achieved by the pressure transmitter according to
  • the pressure transmitter according to the invention comprises a diaphragm seal body; and a separation membrane having a first embossed contour extending along at least one circumferential edge with a surface of the
  • the pressure medium body has a diaphragm bed with a second contour
  • the first contour is obtained by a process which embossing of the separation membrane with the side facing away from the diaphragm bed of the separation membrane against a punch
  • the punch has a third contour
  • the punch according to the invention comprises at least one channel which extends from the surface of the third contour through the body of the punch to escape fluid trapped in the embossing between the separation membrane and the surface of the punch.
  • the enclosed fluid may in particular be a liquid, a suspension, an emulsion or a gas.
  • the membrane bed can be substantially aligned with the first contour when the separation membrane comes to rest on the membrane bed. This may in particular mean that a rotationally symmetrical separation membrane with a
  • the separation membrane is centered rotationally symmetrical membrane bed. Furthermore, this may mean that the separation membrane can be supported on the membrane bed in such a way that in the case of an overload no plastic deformation of the contour of the separation membrane occurs by embossing against the contour of the membrane bed.
  • the stamp can according to an embodiment of the invention have a plurality of channels extending from the contour through the body of the punch.
  • the openings of the channels to the surface of the stamp leave local plastic deformation of the separation membrane, either directly recognizable or in the structure of
  • Detecting membrane material are detectable.
  • the separation membrane is attached to the base body before embossing.
  • the third contour is not identical to the second contour, wherein the third contour is for example provided to impart the first contour to the separation membrane, which is aligned with the second contour, wherein the third contour is a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are larger than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour, ie: RR
  • R can in particular be the radius up to which the separating diaphragm measuring operation can be axially elastically deflected.
  • R may be 0.9 times or 0.95 times the inner radius of the joint with which the separation membrane is connected to the main body.
  • ⁇ Z j >: ⁇ Z t (r) dr.
  • Ri and R a are, for example, the inner radius and the outer radius of the axially elastically deflectable region of the separation membrane.
  • R may be the sum of the outer radius of the inner joint and 0.1 times the distance between the inner radius of the outer joint and the outer radius of the inner joint.
  • R a can accordingly be the difference between the inner radius of the outer joint and the 0.1-fold distance between the inner radius of the outer joint and the outer radius of the inner joint.
  • the pressure measuring transducer according to the invention comprises at least one pressure transmitter according to the invention, a hydraulic path and a pressure transducer with a deformation body, wherein the
  • Pressure transducer communicates via the hydraulic path with the diaphragm seal over which the deformation body, in particular a measuring membrane is acted upon by a pressure which depends on the pressure applied to the separation membrane pressure, wherein the
  • Pressure transducer is provided to output signal, which is a measure of the pressure-dependent deformation of the deformation body.
  • the inventive method for producing a pressure transmitter with a diaphragm seal body and a membrane bed and attached to the diaphragm seal body separating membrane which covers the membrane bed comprises: embossing a first contour in the separation membrane with the membrane bed side facing away from the separation membrane against a at least one stamp; wherein the punch has a third contour, with which the material of the separation membrane is plastically deformed at least partially, wherein the third contour is not identical to the second contour, characterized in that the punch has at least one channel which extends from the surface of the contour extends through the plunger to allow a fluid which is trapped between the separation membrane and the stamp to escape.
  • the punch has a plurality of channels extending from the surface of the contour through the body of the punch.
  • the fluid may in particular be a gas, an emulsion or a liquid.
  • the third contour is provided to impart the first contour of the separating membrane, which is aligned with the second contour, wherein the third contour is a variation of axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
  • Separation membrane a sequence of several recuperatives on each a stamp, wherein at least one stamp, for example, the last stamp, the third contour has, for which applies that a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
  • the separation membrane is attached to the base body before embossing against the stamp, in particular by means of at least one circumferential weld.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a stamp for producing a pressure measuring transducer according to the invention.
  • the pressure transducer 1 shown in Figure 1 comprises a diaphragm seal according to the invention, that is, a base body 2, to which a separation membrane 3 is fixed, for example by welding, wherein the separation membrane 3 has a first contour 4, which is impressed on the separation membrane to allow a sufficient volume stroke ,
  • the main body 2 has a membrane bed 5 with a second contour, which is aligned with the contour 4 of the separating membrane, so that the separation membrane can be supported by the membrane bed when the separation membrane 3 comes to rest on the membrane bed 5.
  • a bore 6 extends through the base body 2, which forms a hydraulic path to a
  • Semiconductor pressure transducer 8 with a measuring membrane 10, which is arranged in a transducer chamber 12, to apply a pending on the separation membrane 3 pressure.
  • the enclosed between the separation membrane and the membrane bed volume, the hydraulic path and the converter chamber is filled with a transfer fluid.
  • the semiconductor pressure transducer comprises, for example piezoresistive resistance elements in Vollmaschinenschltung, which one of the
  • Deformation of the measuring diaphragm 10 provide dependent signal.
  • any other pressure transducer can be used, for example, capacitive pressure transducer, a pressure transducer with a mechanical resonator, a pressure transducer with an optical resonator or an interferometric pressure transducer.
  • the prepared by the pressure transducer signal is in a
  • Evaluation circuit 14 processed and output via a signal output 16 to a higher-level unit.
  • the pressure transducer 1 shown in FIG. 1 is a
  • Pressure sensor also be a pressure transducer for absolute pressure measurements, in which case the volume of the pressure transducer is closed behind the measuring diaphragm and evacuated to a measurement of the front of the measuring diaphragm To allow for upcoming pressure against vacuum.
  • the pressure transducer according to the invention may be a differential pressure transducer for measuring the difference between a first fluid pressure and a second fluid pressure
  • the differential pressure transducer comprises a first pressure determiner according to the invention, which via a first hydraulic path directs a fluid pressure to a first side of a deformation body or a measuring membrane, and a second pressure transmitter according to the invention, which a second media pressure via a second hydraulic path to one of the first side facing away from the second side of the deformation body or the
  • Measuring diaphragm conducts.
  • Fig. 2 shows a spatial representation of a punch 20 for
  • a third contour 22 is formed, against which the separation membrane is to be embossed.
  • FIG. 3 shows the embossing process in which the pressure transmitter, that is to say a base body 2 with welded separating membrane 3, rests against a punch 20, the separating diaphragm 3 being acted upon by the base 6 via the bore 6 by a pressure P in order to prevent the pressure
  • the embossing pressure can be applied either pneumatically or hydraulically.
  • control of the temperature of the medium with which the pressure is applied and / or the temperature of the base body 2 and / or the temperature of the punch 20 can be used to influence the embossing.
  • Separating membrane 3 and the third contour 22 are still a lubricant used to the relative movement between the material of the

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Ein Druckmittler umfasst einen Druckmittlerkörper (2); und eine Trennmembran (3) mit einer ersten geprägten Kontur (4), die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer Oberfläche des Druckmittlerkörpers (2) verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett (5) mit einer zweiten Kontur aufweist, welche im Wesentlichen mit der ersten Kontur (4) fluchtet, wenn die Trennmembran an der Membranbett zur Anlage kommt wobei die erste Kontur erhalten ist durch einen Prozess, welcher das Prägen der Trennmembran (3) mit der dem Membranbett (5) abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel (20) aufweist, wobei der Stempel eine dritte Kontur (22) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mindestens einen Kanal (24) aufweist, welcher sich von der Oberfläche der dritten Kontur durch den Körper des Stempels erstreckt, um beim Prägen zwischen der Trennmembran und der Oberfläche des Stempels eingeschlossenes Fluid entweichen zu lassen.

Description

Hydraulischer Druckmittler, Druckmessaufnehmer mit einem solchen Druckmittler und Herstellungsverfahren dafür
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischer Druckmittler, einen Druckmessaufnehmer mit einem solchen Druckmittler und
Herstellungsverfahren dafür.
Gattungsgemäße Druckmittler umfassen einen Druckmittlerkörper; und eine Trennmembran mit einer ersten geprägten Kontur, die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer Oberfläche des
Druckmittlerkörpers verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett mit einer zweiten Kontur aufweist, wobei die erste Kontur erhalten ist durch einen Prozess, welcher Prägen der Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel aufweist.
Eine Standardvariante des Prägens einer Trennmembran besteht darin, die Trennmembran nach dem Verschweißen eines Trennmembranrohlings auf dem Grundkörper auf dem Membranbett des Grundkörpers
abzuprägen. Insoweit als Trennmembranen gewöhnlich aus einem elastischen Werkstoff bestehen, ist es schwierig, eine rein plastische Verformung über dem Membranbett zu erreichen. Die der Trennmembran aufgeprägte Kontur wird also immer etwas gegenüber der Kontur des als Prägestock dienenden Membranbetts relaxieren. Daher weist die Kontur einer Trennmembran, die ausschließlich auf ihrem Membranbett abgeprägt wurde, axiale Auslenkungen oder Krümmungen auf, die niedriger sind als entsprechende Konturelemente des Membranbetts. Dies setzt der Gestaltungsfreiheit bei Prägung von Trennmembranen über ihren Membranbetten enge Grenzen.
Ein Ansatz, um dennoch größere Gestaltungsfreiheiten bei der Prägung von Trennmembranen zu erhalten, besteht darin, die Trennmembranen mit einer dem Membranbett abgewandten Seite gegen einen Stempel oder ggf. eine Folge von Stempeln zu prägen. Die Stempel können dann solche Konturen aufweisen, die erforderlich sind um die gewünschten Konturen in den Trennmembranen zu erzielen, ohne dass die Kontur der Stempel gleichzeitig den Anforderungen an ein Membranbettkontur genügen muss.
Untersuchungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung haben nun Ergeben, dass während des Prägens entstehende
Medieneinschlüsse zwischen dem Stempel und der Trennmembran zu Abweichungen von der angestrebten Trennmembrankontur führen.
Insbesondere können Krümmungen und/oder axiale Auslenkungen der Kontur im Bereich der Einschlüsse geringer als erwünscht ausfallen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Druckmittler bereitzustellen, der diese Nachteile überwindet, und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
Dia Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Druckmittler gemäß
Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.
Der erfindungsgemäße Druckmittler umfasst einen Druckmittlerkörper; und eine Trennmembran mit einer ersten geprägten Kontur, die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer Oberfläche des
Druckmittlerkörpers verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett mit einer zweiten Kontur aufweist, wobei die erste Kontur erhalten ist durch einen Prozess, welcher Prägen der Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel aufweist, wobei der Stempel eine dritte Kontur aufweist, wobei der Stempel erfindungsgemäß mindestens einen Kanal aufweist, welcher sich von der Oberfläche der dritten Kontur durch den Körper des Stempels erstreckt, um beim Prägen zwischen der Trennmembran und der Oberfläche des Stempels eingeschlossenes Fluid entweichen zu lassen. Das eingeschlossene Fluid kann insbesondere eine Flüssigkeit, eine Suspension, eine Emulsion oder ein Gas sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Membranbett im Wesentlichen mit der ersten Kontur fluchtet, wenn die Trennmembran an der Membranbett zur Anlage kommt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass eine rotationssymmetrische Trennmembran mit einem
rotationssymmetrischen Membranbett zentriert ist. Weiterhin kann die bedeuten dass die Trennmembran in der Weise an dem Membranbett abgestützt werden kann, dass im Falle einer Überlast keine plastische Verformung der Kontur der Trennmembran durch Prägen gegen die Kontur des Membranbetts auftritt.
Der Stempel kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mehrere Kanäle aufweisen, die sich von der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken.
Erfindungsgemäße Druckmittler können insbesondere daran erkennbar sein, dass die Öffnungen der Kanäle zu der Oberfläche des Stempels lokale plastische Verformungen der Trennmembran hinterlassen, die entweder unmittelbar erkennbar oder im Gefüge des
Trennmembranmaterials nachweisbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Trennmembran vor dem Prägen an dem Grundkörper befestigt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Kontur nicht mit der zweiten Kontur identisch ist, wobei die dritte Kontur beispielsweise dazu vorgesehen ist, der Trennmembran die erste Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur, also: R R
j(Z3(r)- < Z3 >fdr > j(Z2(r)- < Z2 >fdr , o o
wobei gilt:
Figure imgf000006_0001
mit j = 2 oder 3. Hierbei kann R insbesondere der Radius, bis zu dem die Trennmembran Messbetrieb axial elastisch auslenkbar ist.
Nach einer anderen Definition kann R das 0,9-fache oder das 0,95-fache des Innenradius der Fügestelle sein mit welcher die Trennmembran mit dem Grundkörper verbunden ist.
Die obigen Definitionen gelten offensichtlich für eine vollflächige Membran. Für eine Ringmembran, sind sinngemäße Anpassungen erforderlich, also:
Ra Ra
|(Z3(r)- < Z3 >fdr > |(Z2(r)- < Z2 >fdr , wobei gilt:
Ra
< Zj >:= ^Zt(r)dr .
Ri
Ri und Ra sind beispielsweise der Innenradius und der Außenradius des axial elastisch auslenkbaren Bereichs der Trennmembran. Nach einer anderen Definition kann R, die Summe sein aus dem äußeren Radius der inneren Fügestelle und dem 0,1 -fachen Abstand zwischen dem inneren Radius der äußeren Fügestelle und dem der äußere Radius der inneren Fügestelle. Ra kann dem entsprechend die Differenz sein zwischen dem inneren Radius der äußeren Fügestelle und dem 0,1 -fachen Abstand zwischen dem inneren Radius der äußeren Fügestelle und dem der äußere Radius der inneren Fügestelle. Der erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer umfasst mindestens einen erfindungsgemäßen Druckmittler, einen hydraulischen Pfad und einen Druckmesswandler mit einem Verformungskörper, wobei der
Druckmesswandler über den hydraulischen Pfad mit dem Druckmittler kommuniziert, über welchen der Verformungskörper, insbesondere eine Messmembran mit einem Druck beaufschlagbar ist, der von dem an der Trennmembran anstehenden Druck abhängt, wobei der
Druckmesswandler dazu vorgesehen ist Signal auszugeben, welches ein Maß für die druckabhängige Verformung des Verformungskörpers ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Druckmittlers mit einem Druckmittlerkörper und einem Membranbett und einer an dem Druckmittlerkörper befestigten Trennmembran, welche das Membranbett überdeckt, umfasst: Prägen einer ersten Kontur in die Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen mindestens einen Stempel; wobei der Stempel eine dritte Kontur aufweist, mit welcher das Material der Trennmembran zumindest anteilig plastisch verformt wird, wobei die dritte Kontur nicht mit der zweiten Kontur identisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mindestens einen Kanal aufweist, welcher sich von der Oberfläche der Kontur durch den Stempel erstreckt, um ein Fluid, welches beim Prägen zwischen der Trennmembran und dem Stempel eingeschlossen ist, entweichen zu lassen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Stempel mehrere Kanäle auf, die sich von der Oberfläche der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken.
Das Fluid kann insbesondere ein Gas, eine Emulsion oder eine Flüssigkeit sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Kontur dazu vorgesehen, der Trennmembran die erste Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Prägen der
Trennmembran eine Folge von mehreren Prägeschritten gegen jeweils einen Stempel auf, wobei mindestens ein Stempel, beispielsweise der letzte Stempel, die dritte Kontur aufweist, für die gilt, dass eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Trennmembran vor dem Prägen gegen den Stempel an dem Grundkörper befestigt, insbesondere mittels mindestens einer umlaufenden Schweißnaht. Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:
Fig.1 : ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Druckmessaufnehmers;
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel eines Stempels zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmer; und
Fig. 3: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Druckmittler während des Prägens der Trennmembran.
Der in Figur 1 dargestellte Druckmessaufnehmer 1 umfasst einen erfindungsgemäßen Druckmittler, also einen Grundkörper 2, an welchem eine Trennmembran 3 beispielsweise durch Schweißen befestigt ist, wobei die Trennmembran 3 eine erste Kontur 4 aufweist, welche der Trennmembran aufgeprägt ist, um einen hinreichenden Volumenhub zu ermöglichen. Der Grundkörper 2 weist ein Membranbett 5 mit einer zweiten Kontur auf, welche mit der Kontur 4 der Trennmembran fluchtet, sodass die Trennmembran vom Membranbett abgestützt werden kann, wenn die Trennmembran 3 am Membranbett 5 zur Anlage kommt. Von dem Membranbett 5 erstreckt sich eine Bohrung 6 durch den Grundkörper 2, welcher einen hydraulischen Pfad bildet, um einen
Halbleiterdruckmesswandler 8, mit einer Messmembran 10, der in einer Wandlerkammer 12 angeordnet ist, mit einem an der Trennmembran 3 anstehenden Druck zu beaufschlagen. Zur Druckübertragung ist das zwischen der Trennmembran und dem Membranbett eingeschlossene Volumen, der hydraulische Pfad und die Wandlerkammer mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt.
Der Halbleiter Druckmesswandler umfasst beispielsweise piezoresistive Widerstandelemente in Vollbrückenschltung, welche ein von der
Verformung der Messmembran 10 abhängiges Signal bereitstellen.
Anstelle des beschriebenen Halbleiterdruckmesswandlers mit einem piezoresistiven Wandlerprinzip kann selbstverständlich jeder beliebige andere Druckmesswandler zum Einsatz kommen, beispielsweise kapazitiver Druckmesswandler, ein Druckmesswandler mit einem mechanischen Resonator, ein Druckmesswandler mit einem optischen Resonator oder ein interferometrischer Druckmesswandler. Das von dem Druckmesswandler aufbereitete Signal wird in einer
Auswertungsschaltung 14 aufbereitet und über einen Signalausgang 16 an eine übergeordnete Einheit ausgegeben. Der in Figur 1 dargestellte Druckmessaufnehmer 1 ist ein
Relativdruckmessaufnehmer, bei welchem der Messmembran 10 anstehende Druck gegen Atmosphärendruck gemessen wird, welcher über eine rückseitige Öffnung der Wandlerkammer 12 an die Rückseite der Messmembran geführt wird. Selbstverständlich kann der
erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer auch ein Druckmessaufnehmer für Absolutdruckmessungen sein, wobei in diesem Falles das Volumen des Druckmesswandler hinter der Messmembran geschlossen und evakuiert ist, um eine Messung des an der Frontseite der Messmembran anstehenden Drucks gegen Vakuum zu ermöglichen. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Druckmesswandler ein Differenzdruckmesswandler sein zum Messen der Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck, wobei der Differenzdruckmesswandler einen ersten erfindungsgemäßen Druckermittler umfasst, welcher über einen ersten hydraulischen Pfad einen Mediendruck zu einer ersten Seite eines Verformungskörpers bzw. einer Messmembran leitet, und einen zweiten erfindungsgemäßen Druckmittler, welcher einen zweiten Mediendruck über einen zweiten hydraulischen Pfad zu einer der ersten Seite abgewandten, zweiten Seite des Verformungskörpers bzw. der
Messmembran leitet.
Fig. 2 zeigt nun eine räumliche Darstellung eines Stempels 20 zum
Prägen einer Trennmembran eines erfindungsgemäßen Druckmittlers. In einer Stirnfläche des Stempels 20 ist einen dritte Kontur 22 ausgebildet, gegen welche die Trennmembran zu prägen ist. Durch den Körper des Stempels 20 erstrecken sich von der die dritte Kontur 22 tragenden Stirnseite Kanäle 24 auf verschiedenen Radien, durch welche beim Prägen der Trennmembran Gas entweichen kann, welches zwischen der Trennmembran 3 und der Kontur 22 eingeschlossen ist.
Figur 3 zeigt schließlich den Prägevorgang, bei welchem der Druckmittler, also ein Grundkörper 2 mit angeschweißter Trennmembran 3, an einem Stempel 20 anliegt, wobei über die Bohrung 6 durch den Grundkörper 2 die Trennmembran 3 mit einem Druck P beaufschlagt wird, um die
Trennmembran gegen die dritte Kontur 22 des Stempels 20 zu prägen. Wenngleich dies anhand der vorliegenden Zeichnungen, die nur
Prinzipskizzen sind, nicht erkennbar ist weißt die dritte Kontur 22 eine größere Variation der axialen Koordinate Z(r) auf die entsprechende Variation der axialen Koordinate der Kontur des Membranbetts 5.
Der Prägedruck kann dabei entweder pneumatisch oder hydraulisch aufgebracht werden. Zudem kann über eine Kontrolle der Temperatur des Mediums, mit welchem der Druck aufgebracht wird, und/oder der Temperatur des Grundkörpers 2 und/oder der Temperatur des Stempels 20 Einfluss auf die Prägung genommen werden.
Schließlich kann zwischen der stempelseitigen Oberfläche der
Trennmembran 3 und der dritten Kontur 22 noch ein Gleitmittel eingesetzt werden, um die Relativbewegung zwischen dem Material der
Trennmembran 3 und den Konturelementen 22 während des Prägens zu erleichtern.

Claims

Patentansprüche
1 . Druckmittler, umfassend: einen Druckmittlerkörper (2); und
eine Trennmembran (3) mit einer ersten geprägten Kontur (4), die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer
Oberfläche des Druckmittlerkörpers (2) verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett (5) mit einer zweiten Kontur aufweist, welche im Wesentlichen mit der ersten Kontur (4) fluchtet, wenn die Trennmembran an der Membranbett zur Anlage kommt, wobei die erste Kontur (4) erhalten ist durch einen Prozess, welcher das Prägen der Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel aufweist, wobei der Stempel (20) eine dritte Kontur (22) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (20) mindestens einen Kanal (24) aufweist, welcher sich von der Oberfläche der dritten Kontur (22) durch den Körper des Stempels (20) erstreckt, um beim Prägen zwischen der
Trennmembran (3) und der Oberfläche des Stempels (20) eingeschlossenes Fluid entweichen zu lassen.
2. Druckmittler nach Anspruch 1 , wobei der Stempel mehrere Kanäle aufweist, die sich von der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken.
3. Druckmittler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Kontur unterschiedlich zur zweiten Kontur ist,
4. Druckmittler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Kontur dazu vorgesehen ist, der Trennmembran die erste
Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur.
5. Druckmessaufnehmer, umfassend: mindestens einen Druckmittler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4; einen hydraulischen Pfad; und einen Druckmesswandler mit einem Verformungskörper, wobei der Druckmesswandler über den hydraulischen Pfad mit dem Druckmittler kommuniziert, wobei der Verformungskörper, über den hydraulischen Pfad mit einem Druck beaufschlagbar ist, der von einem an der
Trennmembran anstehenden Druck abhängt, wobei der Druckmesswandler dazu vorgesehen ist, Signal auszugeben, welches ein Maß für die druckabhängige Verformung des Verformungskörpers ist.
6. Verfahren zum Herstellen eines Druckmittlers mit einem
Druckmittlerkörper und einem Membranbett und einer an dem Druckmittlerkörper befestigten Trennmembran, welche das Membranbett überdeckt, wobei die Herstellung des Druckmittlers umfasst:
Prägen einer ersten Kontur in die Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel, wobei die geprägte erste Kontur im Wesentlichen mit einer zweiten Kontur in dem Membranbett des Druckmittlerkörpers fluchtet, wobei der Stempel eine dritte Kontur aufweist, mit welcher das Material der Trennmembran zumindest anteilig plastisch verformt wird, wobei die dritte Kontur nicht mit der zweiten Kontur identisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mindestens einen Kanal aufweist, welcher sich von der Oberfläche der Kontur durch den Stempel erstreckt, um ein Fluid, welches beim Prägen zwischen der Trennmembran und dem Stempel eingeschlossen ist, entweichen zu lassen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Stempel mehrere Kanäle aufweist, die sich von der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Fluid ein Gas, eine Emulsion oder eine Flüssigkeit ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die dritte
Kontur dazu vorgesehen ist, der Trennmembran die erste Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen
Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die
Trennmembran vor dem Prägen der ersten Kontur an dem
Grundkörper befestigt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Prägen mehrere Teilprägeschritte mit jeweils einem Stempel umfasst, wobei für mindestens einen Stempel gilt, dass dessen Kontur eine
Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur.
PCT/EP2011/051737 2010-03-15 2011-02-07 Hydraulischer druckmittler, druckmessaufnehmer mit einem solchen druckmittler und herstellungsverfahren dafür Ceased WO2011113643A1 (de)

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Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011113643A1 true WO2011113643A1 (de) 2011-09-22

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Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/051737 Ceased WO2011113643A1 (de) 2010-03-15 2011-02-07 Hydraulischer druckmittler, druckmessaufnehmer mit einem solchen druckmittler und herstellungsverfahren dafür

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DE (1) DE102010002854A1 (de)
WO (1) WO2011113643A1 (de)

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