DE102013019609A1

DE102013019609A1 - Rohrfedermanometer

Info

Publication number: DE102013019609A1
Application number: DE102013019609.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Vetter; Heinz Heller
Original assignee: Armaturenbau GmbH
Current assignee: Armaturenbau GmbH
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rohrfedermanometer, umfassend ein Gehäuse 1, eine Rohrfeder 2 und einen Grundkörper, wobei der Grundkörper aus einem ersten Teilstück 3 und einem zweiten Teilstück 4 besteht, der Grundkörper einen Fluidkanal 7 zur Führung eines Fluids in die Rohrfeder und das Gehäuse 1 einen Durchbruch 8 zur Aufnahme des Grundkörpers aufweist. Um die Lagerhaltung zu vereinfachen und die Herstellungszeiten zu reduzieren, werden erfindungsgemäß Komponenten des Rohrfedermanometers auf Vorrat gelagert und können für konkrete Anforderungen mit passenden Gewindeanschlüssen versehen und miteinander und mit einem Gehäuse 1 verschweißt werden. Hierzu ist vorgesehen, dass das erste Teilstück 3 mit der Messfeder durch eine erste Schweißnaht 20 verbunden ist, das erste Teilstück 3 mit dem zweiten Teilstück 4 durch eine zweite Schweißnaht 15 verbunden ist und das zweite Teilstück 4 einen Abschnitt 5 aufweist, der mit dem Gehäuse 1 durch eine dritte Schweißnaht 40 verbunden ist, wobei die zweite 15 und die dritte Schweißnaht 40 voneinander beabstandet sind. Durch die Anordnung der Schweißnähte 20, 15, 40 wird die Variabilität der Einzelkomponenten gewährleistet, die individuell auftragsbezogen zusammengefügt und mithilfe der Schweißnähte 20, 15, 40 verbunden werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrfedermanometer, umfassend ein Gehäuse, eine Rohrfeder und einen Grundkörper, wobei der Grundkörper aus einem ersten Teilstück und einem zweiten Teilstück besteht, der Grundkörper einen Fluidkanal zur Führung eines Fluids in die Rohrfeder und das Gehäuse einen Durchbruch zur Aufnahme des Grundkörpers aufweist.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Manometer bekannt. Eine Gattung der Manometer verwendet eine elastische Rohrfeder, in welche ein Fluid, dessen Druck gemessen werden soll, einströmt. Durch den Druck des Fluids wird eine Veränderung der Form der Rohrfeder bewirkt, was zu einer Volumenänderung der Rohrfeder von ca. 0,3 cm³ führt. Diese Formveränderung wird mittels eines Messwerkes in eine Druckanzeige umgesetzt. Der Druck kann mittels eines Ziffernblattes und eines Messzeigers und/oder mittels einer Digitalanzeige angezeigt werden. Bei dem Messwerk kann es sich um ein rein mechanisches Messwerk oder um ein Messwerk handeln, welches ein Piezoelement umfasst. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit oder um ein Gas handeln.
Bei der Rohrfeder handelt es sich häufig um ein gekrümmtes Rohrstück, welches einseitig geschlossen ist. Manometer, die sich einer solchen Rohrfeder bedienen, werden Rohrfedermanometer bezeichnet. Rohrfedermanometer bestehen aus einem Gehäuse mit einem Ziffernblatt und/oder einer Digitalanzeige, in dessen Innenraum ein Grundkörper, die Rohrfeder und ein Messwerk angeordnet sind. Die Rohrfeder ist mit dem Grundkörper verschweißt, welcher in das Gehäuse hineinragt. An dem Grundkörper ist das Messwerk befestigt, welches die Formveränderung der Rohrfeder in eine Druckanzeige umsetzt. Das Fluid, dessen Druck gemessen werden soll, strömt durch einen Fluidkanal, welcher in dem Grundkörper ausgebildet ist, in die Rohrfeder. Der Druck des Fluids bewirkt dabei eine Formveränderung der Rohrfeder.
Nachteilig an solchen Rohrfedermanometern ist, dass sie per Hand durch Verschweißung zusammengebaut werden müssen, was eines erheblichen Zeitaufwandes bedarf. Darüber hinaus wird die Rohrfeder nach dem Wickeln derselben zur Weitung von deren Endabschnitten aufgedornt, was zusätzlichen Zeitaufwand erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Grundkörper gattungsgemäßer Rohrfedermanometer als Rohlinge vorliegen und bei Eingang eines konkreten Auftrages in die gewünschte Form gefräst werden müssen, wobei insbesondere ein geeignetes Gewinde in die Oberfläche des später aus dem Gehäuse herausragenden Grundkörpers geschnitten werden muss. Dies bedeutet, dass die Rohlinge erst nach Auftragseingang in die nötige Ausgestaltung überführt werden können, was bei großen Stückzahlen zu einer erheblichen Verzögerung der Auftragsabwicklung führt.
Für eine Vereinfachung der Montage schlägt die DE 197 09 615 A1 vor, dass der Grundkörper zweiteilig ausgebildet wird, wobei zwischen den Stoßflächen der beiden Grundkörperteile der den Durchbruch in dem Gehäuse umgebende Bereich der Gehäusewandung angeordnet wird und sodann eine Verschweißung der beiden Grundkörperteile mit dem den Durchbruch umgebenden Bereich der Gehäusewandung erfolgt. Nachteilig bei dieser Ausbildung eines Rohrfedermanometers ist, dass die Verschweißung mit Hilfe von Beilegteilen, Distanzstücken oder Rahmen erfolgt, da anderenfalls eine mechanisch stabile und gegebenenfalls fluiddichte Verbindung nicht erzeugt werden kann. Darüber hinaus führt eine fehlerhafte Verschweißung zu einer Undichtigkeit des Grundkörpers beziehungsweise des in ihm ausgebildeten Fluidkanals, der zu der Rohrfeder führt, welche erst nach der Montage der wesentlichen Komponenten des Rohrfedermanometers detektierbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rohrfedermanometer aufzuzeigen, welches schnell und ohne besonderes Geschick, insbesondere aber automatisiert, hergestellt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung des Rohrfedermanometers anzugeben, dass eine schnelle Auftragsabwicklung ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass das erste Teilstück mit der Rohrfeder durch eine erste Schweißnaht verbunden ist, das erste Teilstück mit dem zweiten Teilstück durch eine zweite Schweißnaht verbunden ist und das zweite Teilstück einen Abschnitt aufweist, der mit dem Gehäuse durch eine dritte Schweißnaht oder eine Verschraubung verbunden ist, wobei die erste, zweite und die dritte Schweißnaht spaltfrei ausgebildet sind, und wobei die zweite und die dritte Schweißnaht voneinander beabstandet sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Aus dieser Ausbildung des Grundkörpers eines Rohrfedermanometers ergeben sich zwei wesentliche Vorteile, die die für die Montage eines Rohrfedermanometers benötigte Zeit und damit die Kosten erheblich senken, und die eine automatisierte Montage ermöglichen. Der erste Vorteil ergibt sich daraus, dass der Grundkörper zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Rohrfeder mit dem ersten Teilstück verschweißt ist. Der Verbund aus Rohrfeder und erstem Teilstück kann ohne Vorliegen eines konkreten Auftrages in großer Stückzahl hergestellt werden. Das zweite Teilstück kann unabhängig von dem ersten mit einem Gewinde versehen werden. So kann eine große Stückzahl an zweiten Teilstücken mit allen üblichen Gewindeabmessungen ebenfalls vor dem Eingang eines konkreten Auftrages versehen werden. Bei Eingang eines konkreten Auftrages muss dann nur noch das erste Teilstück mit dem zweiten Teilstück verschweißt und das zweite Teilstuck mit dem Gehäuse verschweißt oder verschraubt werden, wodurch die Auftragsabwicklung erheblich beschleunigt wird.
Der zweite wesentliche Vorteil ergibt sich daraus, dass ausschließlich das zweite Teilstück mit dem Gehäuse verbunden, d. h. verschweißt oder verschraubt, ist, und nicht die beiden Teilstücke und das Gehäuse durch eine einzige Schweißnaht miteinander verbunden sind, wobei sich ein Mischgefüge ausbilden würde, welches nachteilig korrosionsanfällig ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Kanäle in dem ersten Teilstück und in dem zweiten Teilstück spaltfrei ineinander übergehen und so die Dichtigkeit des in dem Grundkörper ausgebildeten Kanals zuverlässig gegeben ist. Darüber hinaus ist eine Verschweißung, die nur zwei Teile miteinander verbindet anstatt drei Teile deutlich einfacher auszuführen und darum einfacher automatisierbar. Trotz der im Folgenden beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen, können die Bauteile des erfindungsgemäßen Rohrfedermanometers der äußeren Form nach ebenso ausgebildet sein, wie die aus dem Stand der Technik bekannten Bauteile eines Rohrfedermanometers- freilich mit dem Unterschied, dass der Grundkörper des erfindungsgemäßen Rohrfedermanometers aus zwei Teilstücken besteht, welche direkt aneinander durch eine zweite Schweißnaht ohne Zwischenlegung des Gehäuses, von Beilegteilen, Distanzstücken oder Rahmen etc. befestigt sind.
Das erfindungsgemäße Rohrfedermanometer kann derart ausgestaltet sein, dass der den Durchbruch des Gehäuses umgebende Bereich eine Wanddicke aufweist, die ungefähr gleich der Wanddicke des Gehäuses ist, und abgebogen ist. Dadurch kann der in dem Durchbruch des Gehäuses angeordnete Grundkörper vor dem Ausbilden der dritten Schweißnaht gegenüber dem Gehäuse nicht verkippt werden, sondern nur noch in Erstreckungsrichtung des Grundkörpers verschoben werden. Dies vereinfacht die Ausbildung der dritten Schweißnaht, insbesondere wenn die Ausbildung der dritten Schweißnaht automatisiert erfolgt. Weiterhin wird durch den abgebogenen, den Durchbruch umgebenden Bereich die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Teilstück und dem Gehäuse, und damit die Schweißfläche, vergrößert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Schweißnaht innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die das erste und das zweite Teilstück verbindende Schweißnaht oberhalb des Abschnittes des zweiten Teilstückes angeordnet. Dabei sind die beiden Teilstücke des Grundkörpers und das Gehäuse insbesondere nicht durch eine einzige Schweißnaht miteinander verbunden. Nach der Verschweißung des ersten Teilstückes und des zweiten Teilstückes des Grundkörpers muss nur noch der Arbeitsschritt des Verschweißens des Abschnittes des zweiten Teilstückes mit dem Gehäuse erfolgen. Dieser letzte Arbeitsschritt ist bezüglich der aus dem Stand der Technik bekannten Rohrfedermanometer deutlich vereinfacht, da lediglich zwei Elemente miteinander verschweißt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Abschnitt des zweiten Teilstückes eine vergrößerte Wanddicke aufweist, und/oder dass sich der Abschnitt über eine axiale Länge von 20% bis 70%, vorzugweise von 30% bis 60%, der gesamten Axiallänge des zweiten Teilstückes erstreckt. Eine vergrößerte Wanddicke des Abschnittes bietet den Vorteil, dass die Kontaktfläche zwischen dem ersten Teilstück und dem zweiten Teilstück vergrößert sein kann, was zu einer ausreichenden Festigkeit der zweiten Schweißnaht führt, und darüber hinaus einen Korrosionsschutz darstellt, da sich die zweite Schweißnaht dann in eine größere Tiefe erstreckt. Eine axiale Länge von 20% bis 70%, vorzugsweise von 30% bis 60%, der gesamten Axiallänge des zweiten Teilstückes bewirkt vorteilhaft, dass sich der Abschnitt so weit über das Gehäuse hinaus nach außen erstreckt, dass zum Beispiel ein Schraubenschlüssel an dem Bereich des Abschnittes, der über das Gehäuse hinausragt, angesetzt werden kann, sodass das erfindungsgemäße Rohrfedermanometer mit den üblichen Werkzeugen an seinem Bestimmungsort festgesetzt werden kann. Darüber hinaus wird die Verschweißung des Abschnittes mit dem Gehäuse dadurch erleichtert, dass der Abschnitt aufgrund seiner Länge ein hohes Maß an Variabilität bezüglich der Montageposition des Grundkörpers relativ zu dem Gehäuse bietet.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Querschnittsform des Abschnittes rechteckförmig, rechteckförmig mit abgerundeten Ecken oder kreisrund ausgebildet ist. Jedoch kann der Abschnitt prinzipiell jede Querschnittsform aufweisen. Eine rechteckförmige Ausbildung der Querschnittsform des Abschnittes des zweiten Teilstückes ebenso wie eine rechteckförmige Ausbildung mit abgerundeten Ecken des Querschnittes dieses Abschnittes bewirken vorteilhaft, dass das Manometer mit einem Schlüssel festgelegt werden kann. Dabei ist die Verwendung der üblichen Werkzeuge zur Festsetzung des erfindungsgemäßen Rohrfedermanometers an seinem endgültigen Bestimmungsort möglich. Neben den genannten Querschnittsformen des Abschnittes des zweiten Teilstückes sind jedoch auch alle anderen nicht-kreisförmigen Querschnittsformen besonders vorteilhaft, da alle nicht-kreisförmigen Querschnittsformen des Abschnittes geeignet sind, eine Verdrehung des Grundkörpers in dem Durchbruch bezüglich des Gehäuses zu verhindern. So kann der Abschnitt des zweiten Teilstückes des Grundkörpers ebenso eine ovale, dreieckförmige oder eine andere polygonförmige Querschnittsform mit oder ohne abgerundeten Ecken aufweisen. Hierdurch wird verhindert, dass die Rohrfelder innerhalb des Gehäuses verdreht wird und möglicherweise zur Anlage an das Gehäuse führt.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das zweite Teilstück ein Außengewinde und/oder ein Innengewinde aufweist, wobei das Außengewinde zur Festsetzung des Rohrfedermanometers an seinem Bestimmungsort dient.
Ferner kann das Gehäuse und/oder der Grundkörper des erfindungsgemäßen Rohrfedermanometers wie die aus dem Stand der Technik bekannten Rohrfedermanometer aus Edelstahl bestehen. Edelstahl weist gegenüber anderen möglichen Materialien eine hohe Rostbeständigkeit auf. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das erste Teilstück und/oder das zweite Teilstück und/oder das Gehäuse zumindest abschnittsweise aus Messing oder einem Kunststoff bestehen. Zahlreiche Kunststoffe weisen gegenüber Edelstahl den weiteren Vorteil auf, gegenüber Säuren und Basen beständiger zu sein, und sind zudem häufig günstiger als zum Beispiel Edelstahl. Weiterhin kann das Rohrfedermanometer durch eine geeignete Auswahl von Materialien bestimmten Prozessumgebungen angepasst und so die Betriebsdauer des Rohrfedermanometers erhöht werden.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rohrfedermanometers wird die erste Schweißnaht und/oder die zweite Schweißnaht und/oder die dritte Schweißnaht mittels eines Lasers erzeugt. Gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten Schweißverfahren weist das Laserschweißen den Vorteil einer sehr kleinen Wärmeeinflusszone auf, sodass kein signifikanter Verzug der Bauteile und keine Materialbeeinträchtigung auftritt. Darüber hinaus ist das Laserschweißen deutlich schneller und günstiger und insbesondere automatisiert durchführbar.
In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Schweißnaht und/oder die zweite Schweißnaht und/oder die dritte Schweißnaht zumindest einen Schweißzusatzstoff aufweisen. Durch Schweißzusatzstoffe kann verhindert werden, dass eine Aufhärtung oder Versprödung des Materials der miteinander verschweißten Bauteile auftritt.
Das erfindungsgemäße Rohrfedermanometer kann vorteilhafterweise durch ein Verfahren hergestellt werden, welches die Schritte

– fluiddichtes Verbinden einer Rohrfeder mit einem ersten Teilstück eines Grundkörpers durch eine erste Schweißnaht, derart, dass die erste Schweißnaht spaltfrei ausgebildet ist,
– Anordnen des Verbundes aus Rohrfeder und erstem Teilstück in dem Gehäuse, derart, dass das erste Teilstück durch einen in dem Gehäuse ausgebildeten Durchbruch zur Aufnahme des Grundkörpers gefädelt ist,
– fluiddichtes Verbinden des ersten Teilstückes mit einem zweiten Teilstück des Grundkörpers durch eine zweite Schweißnaht, derart, dass die zweite Schweißnaht spaltfrei ausgebildet ist, und
– Verbinden eines Abschnittes des zweiten Teilstückes mit dem Gehäuse durch eine dritte Schweißnaht, derart, dass die dritte Schweißnaht spaltfrei ausgebildet ist, oder eine Verschraubung

Bei dem Verfahren wird zunächst die Rohrfeder mit einem ersten Teilstück eines Grundkörpers durch eine erste Schweißnaht fluiddicht verbunden, wobei die Rohrfeder in direktem Kontakt mit dem ersten Teilstück ist und die erste Schweißnaht spaltfrei ausgebildet ist. Der Verbund aus Rohrfeder und erstem Teilstück sowie gegebenenfalls einem Messwerk kann in großer Zahl vorrätig gehalten werden. Nach Eingang eines konkreten Auftrages zur Montage eines bestimmten Rohrfedermanometers wird das erste Teilstück mit der daran befestigten Rohrfeder dem Lager entnommen, in dem Gehäuse derart angeordnet, dass ein Endabschnitt des ersten Teilstückes durch einen Durchbruch in dem Gehäuse zur Aufnahme des Grundkörpers hindurchragt, und sodann mit einem zweiten Teilstück des Grundkörpers durch eine zweite Schweißnaht fluiddicht verbunden, wobei das erste Teilstück mit dem zweiten Teilstück in direktem Kontakt ist und die zweite Schweißnaht spaltfrei ausgebildet ist. Abschließend wird ein Abschnitt des zweiten Teilstückes mit dem Gehäuse durch eine dritte Schweißnaht, wobei der Abschnitt des zweiten Teilstückes mit dem den Durchbruch umgebenden Bereich des Gehäuses in direktem Kontakt ist und die dritte Schweißnaht spaltfrei ausgebildet ist, oder eine Verschraubung verbunden. In diesem Arbeitsschritt erfolgt die Verschweißung oder Verschraubung des Abschnittes des zweiten Teilstückes mit dem Gehäuse, sodass anschließend das Rohrfedermanometer mit seinen wesentlichen Komponenten fertiggestellt ist. Nun wird das Gehäuse mit einer Anzeige verschlossen, bei der es sich um ein Ziffernblatt mit einem Messzeiger oder um eine Digitalanzeige, sofern ein zusätzlicher Sensor vorhanden ist, handeln kann. Die Ausbildung der ersten, zweiten und dritten Schweißnaht kann, ebenso wie eine Verschraubung des zweiten Teilstückes mit dem Gehäuse, automatisiert erfolgen.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die erste Schweißnaht und/oder die zweite Schweißnaht und/oder die dritte Schweißnaht mittels eines Lasers erzeugt werden. Wie bereits erwähnt, besteht der Vorteil einer Laserverschweißung darin, dass die Wärmeeinflusszone im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren, wie beispielsweise Schmelzgasschweißen, sehr klein ist, wodurch eine Beeinträchtigung der verwendeten Materialien und deren Verformung, insbesondere der Rohrfeder, verhindert wird. Die zweite und/oder die dritte Schweißnaht können ebenfalls mittels einer gepulsten WIG-Verschweißung, einer Plasmaverschweißung, einer Elektronenstrahlverschweißung oder einer Induktionsverlötung erzeugt werden. Erfindungsgemäß wird jedoch nicht die erste Schweißnaht mittels einer dieser Verfahren erzeugt, da sie einen im Vergleich zur Laserverschweißung großen Wärmeeintrag und eine große Wärmeeinflusszone aufweisen, und dadurch zu einem Verzug der Rohrfeder und zu einer Beeinträchtigung des Rohrfedermaterials führen, was die Messgenauigkeit und die Betriebsdauer erheblich beeinträchtigen kann.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die erste Schweißnaht und/oder die zweite Schweißnaht und/oder die dritte Schweißnaht mittels eines Lasers erzeugt werden, wobei ein Endabschnitt des Schweißdrahtes in dem Fokus des Lasers angeordnet wird und der Fokus entlang der Begrenzungslinie zwischen der Rohrfeder und dem ersten Teilstück und/oder zwischen dem ersten Teilstück und dem zweiten Teilstück und/oder zwischen dem Abschnitt des zweiten Teilstückes und dem Gehäuse bewegt wird. Dabei kann der Schweißdraht Schweißzusatzstoffe beinhalten, wodurch die Gefahr einer Versprödung oder Aushärtung der Materialien der zu verbindenden Bauteile weiter gemindert wird.
In bevorzugter Ausgestaltung erfolgen die Verschweißungen unter einer Schutzgasatmosphäre oder in einem Vakuum mit einem Druck von 10 mBar absolut oder weniger. Durch die Durchführung der Verschweißungen unter einer Schutzgasatmosphäre oder in einem Vakuum mit einem Druck von 10 mBar absolut oder weniger, wird das aufgeschmolzene Material vor Oxidation geschützt, wodurch eine Schweißnaht höherer Güte erzeugt wird. Ein Vakuum ermöglicht zudem einen höheren Wärmeeintrag pro Zeiteinheit durch den Laser in das Material der zu verschweißenden Elemente, da der Laserstrahl umso weniger gestreut wird, je geringer der Druck des Vakuums ist.
Weiterhin kann der Laser gepulst sein, wodurch der Wärmeeintrag an einer bestimmten Stelle nicht nur durch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fokus des Lasers und den zu verschweißenden Elementen, sondern auch durch die Pulsfrequenz gesteuert werden kann. Darüber hinaus kann es sich bei dem Laser um einen Faserlaser, einen speziellen Festkörperlaser, handeln.
Die Erzeugung der ersten Schweißnaht und/oder der zweiten Schweißnaht und/oder der dritten Schweißnaht oder die Verschraubung können auch mittels einer Steuervorrichtung automatisiert erfolgen. Dadurch werden die Montagezeit und die Montagekosten erheblich gemindert, weil die Montage nicht durch einen geübten Fachmann erfolgen muss. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die gesamte Positioniergenauigkeit des Systems aus Rohrfeder, Grundkörper und Gehäuse durch die automatisierte Montage zusammen mit der Erzeugung der Schweißnähte durch zumindest einen Laser sehr genau ist und sich auf ±0,1 mm beläuft.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rohrfedermanometers vor der Montage,
2 eine perspektivische Ansicht eines Rohrfedermanometers während der Montage,
3 eine perspektivische Ansicht des Rohrfedermanometers während der Montage und
4 eine Draufsicht auf das fertig montierte Rohrfedermanometer.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Rohrfedermanometer vor der Montage, umfassend ein Gehäuse 1, eine Rohrfeder 2 und einen Grundkörper, welcher aus einem ersten Teilstück 3 und einem zweiten Teilstück 4 besteht. Die Rohrfeder 2 ist durch eine erste Schweißnaht an dem ersten Teilstück 3 des Grundkörpers befestigt und der Verbund aus Rohrfeder 2 und erstem Teilstück 3 wird bevorzugt in großer Zahl vorrätig gehalten. In dem ersten Teilstück 3 ist ein abgewinkelter Fluidkanal zur Führung eines Fluids in die Rohrfeder 2 ausgebildet. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handeln. Das zweite Teilstück 4 weist einen Abschnitt 5 und einen Bereich 6 auf, an dessen Oberfläche ein Gewinde ausgebildet sein kann. Ferner ist in dem zweiten Teilstück 4 ein Fluidkanal 7 zur Führung eines Fluids in den in dem ersten Teilstück 3 ausgebildeten Fluidkanal. Das zweite Teilstück 4 wird ebenfalls bevorzugt in großer Stückzahl und mit unterschiedlichen Abmessungen und Gewinden vorrätig gehalten. In dem Gehäuse 1 ist ein Durchbruch 8 ausgebildet, wobei der den Durchbruch 8 umgebende Bereich 9 des Gehäuses 1 nach außen gebogen ist. Das Gehäuse 1 weist ferner eine Öffnung 10 auf, welche mit einem Anzeigeelement verschlossen wird, nachdem die beiden Teilstücke des Grundkörpers 3, 4 in dem Gehäuse 1 montiert sind. Der Abschnitt 5 des zweiten Teilstückes 4 weist ebenso wie der Durchbruch 8 in dem Gehäuse 1 einen nicht kreisrunden Querschnitt auf, sodass es bei der Montage des Rohrfedermanometers nicht zu einem ungewünschten Verdrehen des Grundkörpers kommen kann, was insbesondere die automatisierte Montage vereinfacht. Prinzipiell kann der Querschnitt des Abschnittes 5 und des Durchbruches 8 auch kreisrund ausgebildet sein. Der gebogene Bereich 9 verhindert zusätzlich ein Verkippen des Grundkörpers bei der Montage des Rohrfedermanometers und vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Abschnitt 5 des zweiten Teilstücks 4 und dem Gehäuse 1. An der Rohrfeder ist endseitig ein Verschlusselement 11 angeordnet und mit der Rohrfeder verschweißt, sodass die Rohrfeder fluiddicht verschlossen ist. An das Verschlusselement 11 ist ein Befestigungselement 12 angeformt, welches zur Übertragung der Rohrfederbewegung auf ein Messwerk dient. Bei dem Messwerk kann es sich um ein ausschließlich mechanisches Messwerk oder um ein Messwerk handeln, welches ein Piezoelement oder einen anderen, zum Beispiel optischen, Sensor aufweist. Das erfindungsgemäße Rohrfedermanometer kann auch ein Kunststoffgehäuse aufweisen, wobei die Befestigung des Grundkörpers an dem Gehäuse nicht durch eine Schweißnaht sondern durch eine Verschraubung erfolgt. Dazu ist dann in dem den Durchbruch 8 umgebenden Bereich 9 und an dem Abschnitt 5 des zweiten Teilstückes 4 des Grundkörpers jeweils ein Gewinde ausgebildet.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Rohrfedermanometers während der Montage, bei welchem der Verbund aus erstem Teilstück 3 und Rohrfeder 2 in dem Gehäuse 1 angeordnet ist, wobei ein Endabschnitt des ersten Teilstückes 3 durch den Durchbruch 8 in dem Gehäuse 1 hindurchragt. In dieser Stellung des ersten Teilstückes 3 bezüglich des Gehäuses 1 erfolgt die Verschweißung des zweiten Teilstückes 4 mit dem ersten Teilstück 3, sodass das erste Teilstück 3 mit dem zweiten Teilstück 4 durch eine zweite Schweißnaht fluiddicht verbunden ist.
3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Rohrfedermanometers während der Montage, wobei das erste Teilstück 3 mit dem zweiten Teilstück 4 verschweißt ist. Die beiden Teilstücke sind durch eine zweite Schweißnaht 15 aneinander befestigt. Im weiteren Verlauf der Montage des Rohrfedermanometers wird der Abschnitt 5 des zweiten Teilstückes 4 mit dem Gehäuse 1 durch eine dritte Schweißnaht verbunden, wobei die dritte Schweißnaht zwischen dem Rand des verbogenen Bereiches 9 und dem Abschnitt 5 des zweiten Teilstückes 4 ausgebildet wird.
Erfindungsgemäß wird die zweite Schweißnaht 15 zwischen dem ersten Teilstück 3 und dem zweiten Teilstück 4 und die dritte Schweißnaht zwischen dem Abschnitt 5 des zweiten Teilstückes 4 und dem Gehäuse 1 durch einen Laser automatisiert hergestellt.
4 zeigt eine Draufsicht auf das fertig montierte erfindungsgemäße Rohrfedermanometer ohne Anzeigevorrichtung für den gemessenen Druck. Die Rohrfeder 2 ist mit dem ersten Teilstück 3 durch eine erste Schweißnaht 20 verbunden. Die erste Schweißnaht 20 wird in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Lasers erzeugt, und gegebenenfalls mittels eines Schweißdrahtes, dessen Endabschnitt in dem Fokus des Lasers angeordnet wird und der Fokus entlang der Begrenzungslinie zwischen der Rohrfeder 2 und dem ersten Teilstück 3 einmal vollständig um die Messfeder herum bewegt wird, sodass eine geschlossene Schweißnaht ausgebildet wird. Das zweite Teilstück 4 ist mit dem ersten Teilstück 3 über eine zweite Schweißnaht 15 verbunden, welche in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Lasers, jedoch ohne Schweißdraht erzeugt wird. Natürlich kann die zweite Schweißnaht 15 ebenso wie die erste Schweißnaht 20 mittels eines Lasers und eines Schweißdrahtes erzeugt werden. Da es sich bei den beiden Teilstücken 3, 4 des Grundkörpers jedoch um massive Bauteile handelt, ist die Verwendung eines Schweißdrahtes nicht zwingend erforderlich. Der Bereich 9 des Gehäuses 1 ist mit dem Abschnitt 5 des zweiten Teilstückes 5 durch eine dritte Schweißnaht 40 verbunden, wobei auch die dritte Schweißnaht 40 mittels eines Lasers, jedoch ohne Schweißdraht erzeugt wird. Natürlich kann auch die dritte Schweißnaht 40 mittels eines Lasers und eines Schweißdrahtes erzeugt werden, jedoch ist dies nicht zwingend erforderlich, um eine ausreichende Festigkeit der Verbindung zu gewährleisten.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Rohrfeder
3: Teilstück
4: Teilstück
5: Abschnitt
6: Bereich
7: Fluidkanal
8: Durchbruch
9: Bereich
10: Öffnung
11: Verschlusselement
12: Befestigungselement
15: zweite Schweißnaht
20: erste Scheißnaht
40: dritte Scheißnaht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19709615 A1 [0005]

Claims

Rohrfedermanometer, umfassend ein Gehäuse (1), eine Rohrfeder (2) und einen Grundkörper, wobei der Grundkörper aus einem ersten Teilstück (3) und einem zweiten Teilstück (4) besteht, der Grundkörper einen Fluidkanal (7) zur Führung eines Fluids in die Rohrfeder (2) und das Gehäuse (1) einen Durchbruch zur Aufnahme des Grundkörpers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilstück (3) mit der Rohrfeder (2) durch eine erste Schweißnaht (20) verbunden ist, das erste Teilstück (3) mit dem zweiten Teilstück (4) durch eine zweite Schweißnaht (15) verbunden ist und das zweite Teilstück (4) einen Abschnitt (5) aufweist, der mit dem Gehäuse (1) durch eine dritte Schweißnaht (40) oder eine Verschraubung verbunden ist, wobei die erste (20), zweite (15) und dritte Schweißnaht (40) spaltfrei ausgebildet sind, und wobei die zweite (15) und die dritte Schweißnaht (40) voneinander beabstandet sind.
Rohrfedermanometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Durchbruch (8) des Gehäuses (1) umgebende Bereich eine Wanddicke aufweist, die ungefähr gleich der Wanddicke des Gehäuses (1) ist, und abgebogen ist.
Rohrfedermanometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schweißnaht (15) innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Rohrfedermanometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (5) eine vergrößere Wanddicke aufweist und/oder dass der Abschnitt (5) sich über eine axiale Länge von 20% bis 70%, vorzugsweise von 30% bis 60%, der gesamten Axiallänge des zweiten Teilstücks (4) erstreckt.
Rohrfedermanometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Abschnittes (5) rechteckförmig, rechteckförmig mit abgerundeten Ecken oder kreisrund ausgebildet ist.
Rohrfedermanometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilstück (4) ein Außengewinde und/oder ein Innengewinde aufweist.
Rohrfedermanometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) und/oder der Grundkörper aus Edelstahl bestehen.
Rohrfedermanometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilstück (3) und/oder das zweite Teilstück (4) und/oder das Gehäuse (1) zumindest abschnittsweise aus Messing oder einem Kunststoff bestehen.
Rohrfedermanometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schweißnaht (20) und/oder die zweite Schweißnaht (15) und/oder die dritte Schweißnaht (40) zumindest einen Schweißzusatzstoff aufweisen.
Verfahren zur Montage eines Rohrfedermanometers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Schritte – fluiddichtes Verbinden einer Rohrfeder (2) mit einem ersten Teilstück (3) eines Grundkörpers durch eine erste Schweißnaht (20), derart, dass die erste Schweißnaht (20) spaltfrei ausgebildet ist, – Anordnen des Verbundes aus Rohrfeder (2) und erstem Teilstück (3) in dem Gehäuse (1), derart, dass das erste Teilstück (3) durch einen in dem Gehäuse (1) ausgebildeten Durchbruch (8) zur Aufnahme des Grundkörpers gefädelt ist, – fluiddichtes Verbinden des ersten Teilstückes (3) mit einem zweiten Teilstück (4) des Grundkörpers durch eine zweite Schweißnaht (15), derart, dass die zweite Schweißnaht (15) spaltfrei ausgebildet ist, und – Verbinden des Abschnittes (5) des zweiten Teilstückes mit dem Gehäuse (1) durch eine dritte Schweißnaht (40), derart, dass die dritte Schweißnaht (40) spaltfrei ausgebildet ist, oder eine Verschraubung.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schweißnaht (20) und/oder die zweite Schweißnaht (15) und/oder die dritte Schweißnaht (40) mittels zumindest eines Lasers erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schweißnaht (15) und/oder die dritte Schweißnaht (40) mittels einer gepulsten WIG-Verschweißung, einer Plasmaverschweißung, einer Elektronenstrahlverschweißung oder einer Induktionsverlötung erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schweißnaht (20) und/oder die zweite Schweißnaht (15) und/oder die dritte Schweißnaht (40) mittels zumindest eines Lasers und eines Schweißdrahtes hergestellt werden, wobei ein Endabschnitt des Schweißdrahtes in dem Fokus des Lasers angeordnet wird und der Fokus entlang der Begrenzungslinie zwischen der Rohrfeder (2) und dem ersten Teilstück (3) und/oder zwischen dem ersten Teilstück (3) und dem zweiten Teilstück (4) und/oder zwischen dem Abschnitt (5) des zweiten Teilstückes (4) und dem Gehäuse (1) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißdraht Schweißzusatzstoffe beinhaltet.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschweißungen unter einer Schutzgasatmosphäre oder in einem Vakuum mit einem Druck von 10 mBar absolut oder weniger erfolgen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 11 und 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser gepulst oder ein Faserlaser ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der ersten Schweißnaht (20) und/oder der zweiten Schweißnaht (15) und/oder der dritten Schweißnaht (40) oder die Verschraubung mittels einer Steuervorrichtung automatisiert erfolgt.