-
Die Erfindung betrifft einen als Differenzdruck-Messaufnehmer ausgebildeten Messaufnehmer zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem ersten und einen zweiten Druck, mit
einem als Differenzdrucksensor ausgebildeten Sensor,
einem Messwerk, das eine erste und eine zweite Messwerkhälfte umfasst,
einer im Wesentlichen scheibenförmigen Überlastmembran, die eine im Messwerk eingeschlossene Überlastkammer in zwei voneinander getrennte Teilkammern unterteilt und einen zwischen den beiden Messwerkhälften eingespannten äußeren Membranrand umfasst, der einen an beide Teilkammern angrenzenden, auslenkbaren Membranbereich außenseitlich allseitig umgibt,
einem mit dem ersten Druck beaufschlagbaren ersten Druckmittler, über den der Sensor über einen durch die erste Teilkammer hindurch verlaufenden, ersten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem ersten Druck beaufschlagbar ist, und
einem mit dem zweiten Druck beaufschlagbaren zweiten Druckmittler, über den der Sensor über einen durch die zweite Teilkammer hindurch verlaufenden, zweiten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem zweiten Druck beaufschlagbar ist.
-
Differenzdruck-Messaufnehmer werden in der industriellen Messtechnik zur Messung von Differenzdrücken eingesetzt. Dabei werden üblicher Weise Druckdifferenzen gemessen, die sehr viel kleiner sind, als ein - regelmäßig dem kleineren der beiden Drücke entsprechender - statischer Druck, dem die Druckdifferenz überlagert ist. Das birgt die Gefahr, dass der Differenzdrucksensor durch eine einseitige Überlast, bei der einem der beiden Drücke zumindest kurzzeitig kein ausreichend großer, diesem Druck entgegenwirkender zweiter Druck entgegenwirkt, beschädigt werden können.
-
Diesem Problem kann z.B. durch einen im Messwerk des Messaufnehmers integrierten Überlastschutz begegnet werden. Beispiele hierzu sind aus der
DE 103 34 284 A1 , sowie der
DE 10 2004 006 383 A1 bekannt. Dort ist jeweils ein Differenzdruck-Messaufnehmer beschrieben, mit
einem als Differenzdrucksensor ausgebildeten Sensor,
einem Messwerk, das eine erste und eine zweite Messwerkhälfte umfasst,
einer im Wesentlichen scheibenförmigen Überlastmembran, die eine im Messwerk eingeschlossene Überlastkammer in zwei voneinander getrennte Teilkammern unterteilt und einen zwischen den beiden Messwerkhälften eingespannten äußeren Membranrand umfasst, der einen an beide Teilkammern angrenzenden, auslenkbaren Membranbereich außenseitlich allseitig umgibt,
einem mit dem ersten Druck beaufschlagbaren ersten Druckmittler, über den der Sensor über einen durch die erste Teilkammer hindurch verlaufenden, ersten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem ersten Druck beaufschlagbar ist, und
einem mit dem zweiten Druck beaufschlagbaren zweiten Druckmittler, über den der Sensor über einen durch die zweite Teilkammer hindurch verlaufenden zweiten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem zweiten Druck beaufschlagbar ist.
-
Bei diesen Messaufnehmern bewirken einseitige Überlasten eine Auslenkung der Überlastmembran, die dazu führt, dass die der größeren Druckbelastung ausgesetzte Teilkammer ein größeres Volumen der in dem zugehörigen hydraulischen Druckübertragungspfad eingeschlossenen Druck übertragenden Flüssigkeit aufnehmen kann. Hierdurch wird der Sensor vor einer einseitigen Überbelastung geschützt.
-
Darüber hinaus ist in der
DE 103 34 853 A1 ein Differenzdruck-Messaufnehmer mit ähnlichem Aufbau beschriebenen, dessen Überlastmembran als kreisringscheibenförmige Membran ausgebildet ist, deren äußerer und deren innerer Rand jeweils fest eingespannt ist. Ringscheibenförmige Überlastmembranen bieten Vorteil, dass einer der beiden Druckübertragungspfade von einer in einer der Messwerkhälften eingeschlossenen Teilkammer durch einen außenseitlich von dem inneren Rand der Überlastmembran umgebenen Bereich des Messwerks hindurch zu dem in der anderen Messwerkhälfte angeordneten Sensor geführt werden kann. Hierdurch kann eine sehr kompakte Bauform erzielt werden. Nachteilig ist bei dem in der
DE 103 34 853 A1 beschriebenen Messaufnehmer-Aufbau jedoch, dass der Sensor in das Messwerk eingesetzt werden muss, bevor die Messwerkhälften miteinander verbunden werden. Damit ist der Sensor zwangsläufig den mit der Verbindung der Messwerkhälften verbundenen Belastungen ausgesetzt.
-
Scheibenförmige Überlastmembranen bieten gegenüber ringscheibenförmigen Überlastmembranen den Vorteil, dass sie bei vergleichbarer Membranstärke eine geringere Steifigkeit und einen größeren Membranhub aufweisen. Damit reagieren sie deutlich schneller auf plötzlich auftretende Überlasten. Letzteres ist insb. bei Messaufnehmern zur Messung von vergleichsweise kleinen Druckdifferenzen von Vorteil, deren Sensoren regelmäßig empfindlicher gegenüber Überlasten sind, als zur Messung größerer Druckdifferenzen ausgelegte Sensoren.
-
Scheibenförmige Überlastmembranen bringen jedoch den Nachteilig mit sich, dass zumindest einer der Druckübertragungspfade außerhalb der Überlastmembran außen um die Überlast herumgeführt werden muss. Das führt regelmäßig zu einer Vergrößerung der Abmessungen des Messwerks und erfordert in der Regel einen in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendigeren Aufbau des Messaufnehmers, wie z.B. eine komplexere Leitungsführung und/oder einen mehrteiligen Aufbau der Messwerkhälften.
-
Möchte man den Sensor, wie z.B. in der
DE 103 34 284 A1 beschrieben, im Messwerk derart integrieren, so dass er im Rahmen der Herstellung zu dessen Schutz nachträglich in das Messwerk eingesetzt werden kann, nachdem die Messwerkhälften miteinander verbunden worden sind, so muss in der Regel einer der beiden Druckübertragungspfade durch ein außerhalb des Messwerks angeordnetes Leitungssegment, wie z.B. das in der
DE 103 34 284 A1 beschriebene Leitungssegment, hindurch verlaufen, über das eine in einer der beiden Messwerkhälften eingeschlossene Teilkammer mit dem in der anderen Messwerkhälfte angeordneten Sensor verbunden ist.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen kompakten, einfach herstellbaren Differenzdruck-Messumformer mit einer scheibenförmigen Überlastmembran anzugeben.
-
Hierzu umfasst die Erfindung einen als Differenzdruck-Messaufnehmer ausgebildeten Messaufnehmer zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem ersten und einen zweiten Druck, mit
einem als Differenzdrucksensor ausgebildeten Sensor,
einem Messwerk, das eine erste und eine zweite Messwerkhälfte umfasst,
einer im Wesentlichen scheibenförmigen Überlastmembran, die eine im Messwerk eingeschlossene Überlastkammer in zwei voneinander getrennte Teilkammern unterteilt und einen zwischen den beiden Messwerkhälften eingespannten äußeren Membranrand umfasst, der einen an beide Teilkammern angrenzenden, auslenkbaren Membranbereich außenseitlich allseitig umgibt,
einem mit dem ersten Druck beaufschlagbaren ersten Druckmittler, über den der Sensor über einen durch die erste Teilkammer hindurch verlaufenden, ersten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem ersten Druck beaufschlagbar ist, und
einem mit dem zweiten Druck beaufschlagbaren zweiten Druckmittler, über den der Sensor über einen durch die zweite Teilkammer hindurch verlaufenden, zweiten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem zweiten Druck beaufschlagbar ist,
der sich dadurch auszeichnet, dass mindestens einer der beiden Druckübertragungspfade durch ein in das Messwerk eingesetztes, durch den äußeren Membranrand der Überlastmembran hindurch verlaufendes, sich in beide Messwerkhälften hinein erstreckendes Röhrchen hindurch verläuft.
-
Erfindungsgemäße Messaufnehmer bieten den Vorteil, dass jedes Röhrchen jeweils auf fertigungstechnisch sehr einfach und kostengünstig herstellbare, platzsparende Weise die Kontinuität des jeweiligen Druckübertragungspfades von der einen Messwerkhälfte in die andere Messwerkhälfte sichert. Damit ist es trotz der scheibenförmigen, jedoch nicht ringscheibenförmigen Überlastmembran möglich, eine vergleichsweise einfache und kostengünstig herstellbare Leitungsführung der durch das Messwerk hindurch verlaufenen Abschnitte der beiden Druckübertragungspfade zu erzielen. Das führt im Ergebnis dazu, dass das Messwerk und der Messaufnehmer insgesamt einen vergleichsweise kompakten Aufbau aufweisen können. Entsprechend können Messwerke mit vergleichsweise geringen Außenabmessungen eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die erforderliche Mindestlänge der Druckübertragungspfade durch das oder die Röhrchen deutlich verkürzen lässt. Letzteres führt zur einer Reduktion eines durch eine thermische Ausdehnung der Druck übertragenden Flüssigkeit bedingten Messfehlers, sowie zu einer Reduktion des der Druckübertragung entgegenwirkenden Strömungswiderstands, was insb. bei der Messung sehr kleiner Druckdifferenzen von Vorteil ist.
-
Eine erste Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass
die Druckmittler jeweils eine von außen mit dem jeweiligen Druck beaufschlagbare Trennmembran umfassen, unter der eine Druckempfangskammer eingeschlossen ist, und
die Druckübertragungspfade jeweils eine druckmittlerseitige, als Druckübertragungsleitung ausgebildete Leitung umfassen, die von der jeweiligen Druckempfangskammer zu der dem jeweiligen Druckmittler zugeordneten Teilkammer verläuft, und eine sensorseitige, als Druckübertragungsleitung ausgebildete Leitung umfassen, die von der jeweiligen Teilkammer bis zum Sensor verläuft.
-
Eine zweite Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass
der Sensor eine durch einen darauf einwirkenden Differenzdruck auslenkbare Messmembran umfasst,
der Sensor als Bestandteil eines Sensor-Moduls ausgebildet ist,
das Sensor-Modul in eine zu einer Außenseite des Messwerks hin offene, in der ersten Messwerkhälfte angeordnete Ausnehmung eingesetzt ist,
das Sensor-Modul einen die Ausnehmung nach außen verschließenden Träger umfasst,
eine an eine erste Seite der Messmembran angrenzende erste Druckmesskammer über den ersten Druckübertragungspfad mit dem ersten Druck beaufschlagbar ist, und
eine an eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der Messmembran angrenzende zweite Druckmesskammer über den zweiten Druckübertragungspfad mit dem zweiten Druck beaufschlagbar ist.
-
Eine Weiterbildung eines Messaufnehmers gemäß der ersten und der zweiten Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass
die sensorseitige Leitung des zweiten Druckübertragungspfads einen durch den Träger hindurch verlaufenden Leitungsabschnitt umfasst, an den ein in der erste Messwerkhälfte angeordneter Leitungsabschnitt angrenzt,
der Träger mittels einer entlang eines äußeren Randes einer dem Sensor gegenüberliegenden, äußeren Stirnseite des Trägers verlaufenden, druckfesten Verbindung mit dem Messwerk verbunden ist, und
der Träger einen äußeren Randbereich umfasst, dessen der Außenseite des Trägers gegenüberliegende Stirnseite durch eine Klebung, eine Widerstandsschweißung oder eine andere eine druckfeste Verbindung mit einer Absatzfläche des Messwerks verbunden ist.
-
Eine dritte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass
die Messwerkhälften und die Überlastmembran aus Metall bestehen,
die unmittelbar an den äußeren Membranrand der Überlastmembran angrenzenden Bereiche der beiden Messwerkhälften mit den Außenabmessungen der Überlastmembran übereinstimmende Außenabmessungen aufweisen, und
der Membranrand der Überlastmembran mit jeder Messwerkhälfte durch eine Fügung und/oder eine als Schweißung oder als Tiefenschweißung ausgebildete oder auf andere Weise erzeugte druckfeste Verbindung verbunden ist.
-
Eine zweite Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Röhrchen jeweils jeweils aus Metall, aus einem Edelstahl, aus Tantal oder aus einem Tantal umfassenden Werkstoff besteht, oder aus einem Werkstoff besteht, dessen Schmelztemperatur größer als eine Schmelztemperatur des Werkstoffs der Messwerkhälften und größer als eine Schmelztemperatur des Werkstoffs der Überlastmembran ist.
-
Eine dritte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass
der Sensor in der ersten Messwerkhälfte angeordnet ist, und
die beiden Trennmembranen entweder
- a) auf einander zu beiden Seiten der Überlastmembran gegenüberliegenden, jeweils durch eine Außenseite einer der beiden Messwerkhälften gebildeten Stirnseiten des Messwerks angeordnete sind, wobei der zweite Druckübertragungspfads einen in der zweiten Messwerkhälfte angeordneten Leitungsabschnitt umfasst, der über das Röhrchen mit einem in der ersten Messwerkhälfte angeordneten Leitungsabschnitt des zweiten Druckübertragungspfads verbunden ist, oder
- b) in einer Ebene nebeneinander auf einer von der Überlastmembran abgewandten Stirnseite der zweiten Messwerkhälfte angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Druckübertragungspfad jeweils zwei miteinander über eines der Röhrchen verbundene Leitungsabschnitte umfasst, von denen einer in der ersten Messwerkhälfte und der andere in der zweiten Messwerkhälfte angeordnet ist.
-
Eine vierte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass
die beiden Messwerkhälften jeweils als einteilige Körper ausgebildet sind, und
die jeweils in einer der beiden Messwerkhälften angeordneten Leitungsabschnitte der beiden Druckübertragungspfade jeweils gerade sind und derart angeordnet sind, dass sie durch eine von einer äußeren Mantelfläche des jeweiligen Körpers her in den jeweiligen Köper eingebrachte Bohrung oder einen Teilabschnitt einer solchen Bohrung erzeugbar oder gebildet sind.
-
Eine fünfte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass
der Messaufnehmer für einen oder beide Druckübertragungspfade jeweils eine an den jeweiligen Druckübertragungspfad angeschlossene Befüll-Leitung umfasst, über die der jeweilige Druckübertragungspfad mit einer den jeweiligen Druck übertragenden Flüssigkeit befüllbar ist, und
jede Befüll-Leitung jeweils derart in einer der beiden Messwerkhälften angeordnet ist, dass sie durch mindestens eine gerade, von einer äußeren Mantelfläche der jeweiligen Messwerkhälfte her in die jeweiligen Messwerkhälfte eingebrachte Bohrung und/oder mindestens einen Teilabschnitt einer solchen Bohrung erzeugbar oder gebildet ist.
-
Sechste Weiterbildungen zeichnet sich dadurch aus, dass
das Röhrchen, mindestens eines der Röhrchen oder jedes Röhrchen jeweils einen Leitungsquerschnitt aufweist, der im Wesentlichen gleich einem Leitungsquerschnitt der beiden zu beiden Seiten daran angrenzenden Leitungsabschnitte des durch das Röhrchen hindurch verlaufenden Druckübertragungspfads ist, und/oder
an die der Überlastmembran zugewandten Ende der zu beiden Seiten an das jeweilige Röhrchen angrenzenden Leitungsabschnitte jeweils eine zur Überlastmembran hin offene Ausnehmung mit einer den Leitungsquerschnitt übersteigenden Querschnittsfläche angrenzt, in die ein Abschnitt des jeweiligen Röhrchens eingesetzt ist.
-
Eine siebte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Messaufnehmer für das Röhrchen oder jedes der beiden Röhrchen jeweils
eine als Lötung oder als Schweißung ausgebildete oder auf andere Weise erzeugte erste Fügung umfasst, mittels der zumindest ein das jeweilige Röhrchen außenseitlich allseitig umgebender Teilbereich des Membranrands der Überlastmembran mit der ersten Messwerkhälfte verbunden ist, und
eine als Lötung oder als Schweißung ausgebildete oder auf andere Weise erzeugte zweite Fügung umfasst, mittels der zumindest ein das jeweilige Röhrchen außenseitlich allseitig umgebender Teilbereich des Membranrands der Überlastmembran mit der zweiten Messwerkhälfte verbunden ist.
-
Eine achte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Messaufnehmer für das Röhrchen, mindestens eines der Röhrchen oder jedes Röhrchen jeweils
zwei auf einander gegenüberliegenden Stirnseiten des jeweiligen Röhrchens an das jeweilige Röhrchen angrenzende, im Wesentlichen ringförmige Dichtungen umfasst,
wobei jede Dichtung jeweils in einer den an die jeweilige Dichtung angrenzenden Abschnitt des Röhrchens umgebenden, in einer der Messwerkhälften angeordneten Ausnehmung zwischen einer ringförmigen Bodenfläche der jeweiligen Ausnehmung und der dieser Bodenfläche zugewandten ringförmigen Stirnfläche des Röhrchens derart angeordnet ist, dass sie eine außenseitliche Abdichtung des durch das jeweilige Röhrchen hindurch verlaufenden Druckübertragungspfads im Bereich eines Übergangs von dem Röhrchen zu einem an die jeweilige Ausnehmung angrenzenden Leitungsabschnitt bewirkt.
-
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Messaufnehmers, das sich dadurch auszeichnet, dass die beiden Messwerkhälften einschließlich der darin angeordneten Leitungsabschnitte der Druckübertragungspfade vorgefertigt und anschließend unter Zwischenfügung der Überlastmembran und des durch den Membranrand der Überlastmembran hindurch verlaufenden Röhrchens oder der durch den Membranrand der Überlastmembran hindurch verlaufenden Röhrchen druckfest miteinander verbunden werden.
-
Eine Weiterbildung des Verfahrens zur Herstellung eines Messaufnehmers gemäß der siebten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fügungen erzeugt werden,
indem zwischen den Fügepartnern jeweils eine Lotschicht angeordnet wird und die Fügepartner nachfolgend auf eine Löttemperatur erwärmt werden, oder
indem die Messwerkhälften mit dem Membranrand der Überlastmembran mittels als Tiefenschweißungen ausgebildeten Schweißungen verbunden werden, die durch Elektrodenstrahlschweißen, durch Laserstrahlschweißen oder durch ein anderes Schweißverfahren erzeugt werden, durch das die Fügepartner rings um das Röhrchen herum miteinander verschweißt werden.
-
Eine Weiterbildung des Verfahrens zur Herstellung eines Messaufnehmers gemäß der achten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtungen hergestellt werden, indem eine aushärtbare Masse, ein aushärtbarer Kleber oder ein aushärtbarer Werkstoff auf Epoxidharzbasis vor dem Einsetzen des Röhrchens in die jeweilige Ausnehmung eingebracht und dort nach dem Einsetzten des Röhrchens ausgehärtet wird.
-
Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Um Elemente mit zum Teil sehr unterschiedlichen Abmessungen darstellen zu können, wurde eine nicht immer maßstabsgetreue Darstellung gewählt.
- 1 zeigt: einen Messaufnehmer mit zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten Außenseiten angeordneten Trennmembranen;
- 2 zeigt: einen Messaufnehmer mit zwei in einer Ebene nebeneinander angeordneten Trennmembranen;
- 3 zeigt: eine vergrößerte Darstellung eines den Sensor umfassenden Ausschnitts des Messaufnehmers von 1; und
- 4a und 4b zeigen jeweils ein Beispiel eines ein Röhrchen umfassenden Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Messumformers.
-
1 und 2 zeigen jeweils ein Beispiel eines als Differenzdruck-Messaufnehmer ausgebildeten Messaufnehmers zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem ersten und einen zweiten Druck p1, p2. Diese umfassen jeweils einen als Differenzdrucksensor ausgebildeten Sensor 1 und ein Messwerk 3, das eine erste und eine zweite Messwerkhälfte 3a, 3b umfasst. Im Messwerk 3 ist jeweils eine Überlastkammer 5 eingeschlossen, die durch eine im Wesentlichen scheibenförmige Überlastmembran 7 in zwei voneinander getrennte Teilkammern 5a, 5b unterteilt ist. Die Überlastmembranen 7 umfassen jeweils einen zwischen den beiden Messwerkhälften 3a, 3b eingespannten äußeren Membranrand 7a, der einen an beide Teilkammern 5a, 5b angrenzenden, auslenkbaren Membranbereich 7b der Überlastmembran 7 außenseitlich allseitig umgibt.
-
Zusätzlich umfassen die Messaufnehmer jeweils einen mit dem ersten Druck p1 beaufschlagbaren ersten Druckmittler 9, über den der Sensor 1 über einen durch die erste Teilkammer 5a hindurch verlaufenden, ersten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem ersten Druck p1 beaufschlagbar ist, und einen mit dem zweiten Druck p2 beaufschlagbaren zweiten Druckmittler 11, über den der Sensor 1 über einen durch die zweite Teilkammer 5b hindurch verlaufenden, zweiten hydraulischen Druckübertragungspfad mit dem zweiten Druck p2 beaufschlagbar ist. Beide Druckübertragungspfade sind jeweils mit einer Druck übertragenden Flüssigkeit, z.B. einen Silikonöl, befüllt, über die der auf den jeweiligen Druckmittler 9, 11 einwirkende Druck p1, p2 auf den Sensor 1 übertragen wird. Die hier als Beispiel dargestellten Druckmittler 9, 11 umfassen jeweils eine von außen mit dem jeweiligen Druck p1, p2 beaufschlagbare Trennmembran 13, unter der eine Druckempfangskammer 15 eingeschlossen ist. Entsprechend umfassen die Druckübertragungspfade hier jeweils eine druckmittlerseitige, als Druckübertragungsleitung ausgebildete Leitung 17, die von der jeweiligen Druckempfangskammer 15 zu der dem jeweiligen Druckmittler 9, 11 zugeordneten Teilkammer 5a, 5b verläuft, und eine sensorseitige, als Druckübertragungsleitung ausgebildete Leitung 19, die von der jeweiligen Teilkammer 5a, 5b bis zum Sensor 1 verläuft.
-
Erfindungsgemäße Messaufnehmer zeichnen sich dadurch aus, dass mindestens einer der beiden Druckübertragungspfade durch ein in das Messwerk 3 eingesetztes, durch den äußeren Membranrand 7a der Überlastmembran 7 hindurch verlaufendes, sich in beide Messwerkhälften 3a, 3b hinein erstreckendes Röhrchen 21 hindurch verläuft. 1 zeigt hierzu ein Beispiel, bei dem nur der zweite Druckübertragungspfad durch ein solches Röhrchen 21 hindurch verläuft. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem der erste Druckübertragungspfad durch ein erstes Röhrchen 21 und der zweite Druckübertragungspfad durch ein zweites Röhrchen 21 hindurch verläuft.
-
Erfindungsgemäße Messaufnehmer weisen die zuvor bereits genannten Vorteile auf.
-
Bei der Herstellung erfindungsgemäßer Messaufnehmer wird vorzugsweise derart verfahren, dass die beiden Messwerkhälften 3a, 3b einschließlich der darin angeordneten Leitungsabschnitte der Druckübertragungspfade vorgefertigt und anschließend unter Zwischenfügung der Überlastmembran 7 und des durch den Membranrand 7a der Überlastmembran 7 hindurch verlaufenden Röhrchens 21 oder der durch den Membranrand 7a der Überlastmembran 7 hindurch verlaufenden Röhrchen 21 druckfest miteinander verbunden werden.
-
Einzelne Bestandteile erfindungsgemäßer Messaufnehmer können optional unterschiedliche einzeln, sowie auch in Kombination miteinander einsetzbare nachfolgend beschriebene Ausgestaltungen aufweisen.
-
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Messwerkhälften 3a, 3b und die Überlastmembran 7 aus Metall bestehen und der Membranrand 7b der Überlastmembran 7 mit jeder Messwerkhälfte 3a, 3b durch eine druckfeste Verbindung 23 verbunden ist. Als Werkstoff für die Messwerkhälften 3a, 3b eignet sich z.B. ein Stahl oder Edelstahl. Genauso kann auch die Überlastmembran 7 aus einem Stahl oder Edelstahl bestehen. Alternativ kann als Membranwerkstoff aber auch ein Spezialwerkstoff, wie z.B.Hastelloy, eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform ist es im Hinblick auf die Erzeugung der druckfesten Verbindungen 23 von Vorteil, wenn die unmittelbar an den äußeren Membranrand 7a der Überlastmembran 7 angrenzenden Bereiche der beiden Messwerkhälften 3a 3b mit den Außenabmessungen der Überlastmembran 7 übereinstimmende Außenabmessungen aufweisen. Als druckfeste Verbindung 23 eigenen sich insb. eine oder mehrere jeweils entlang einer Außenkante der Überlastmembran 7 ausgeführte, in den Figuren durch Dreiecke dargestellte, den Membranrand 7a der Überlastmembran 7 mit den beiden Messwerkhälften 3a, 3b druckdicht verbindende Schweißungen oder Tiefenschwei ßungen.
-
Bei kompakten Messaufnehmern, bei denen das Messwerk 3 vergleichsweise geringe Außenabmessungen aufweist, ist auch der Abstand zwischen dem bzw. den Röhrchen 21 und den entlang der Außenkanten der Überlastmembran 7 erzeugten Verbindungen 23 vergleichsweise gering. Insoweit empfiehlt es sich Röhrchen 21 aus einem Material einzusetzen, dass den bei der Erzeugung der Verbindungen 23 auftretenden Temperaturen standhalten kann. Hierzu eignen sich insb. Röhrchen 21 aus Tantal, aus einem Tantal umfassenden Werkstoff oder aus einem anderen Werkstoff, dessen Schmelztemperatur größer als eine Schmelztemperatur des Werkstoffs der Messwerkhälften 3a, 3b ist und größer als eine Schmelztemperatur des Werkstoffs der Überlastmembran 7 ist.
-
Der Sensor 1, die erste und/oder die zweite Druckempfangskammer 15 können wahlweise jeweils entweder innerhalb oder außerhalb des Messwerks 3 angeordnet sein. 1 und 2 zeigen jeweils ein Beispiel, bei dem der Sensor 1 in einer Ausnehmung in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet ist und beide Druckempfangskammern 15 jeweils durch eine nach außen durch die Trennmembran 13 verschlossene Ausnehmung im Messwerk 3 gebildet sind. Die Anordnung des Sensors 1 im Messwerk 3 bietet den Vorteil, dass die sensorseitigen Leitungen 19 vergleichsweise kurz sind und keine außerhalb des Messwerks 3 verlaufenden Leitungsabschnitte umfassen. Die Anordnung der Druckempfangskammer 15 des ersten und/oder des zweiten Druckmittlers 9, 11 im Messwerk 3 bietet jeweils den Vorteil, dass die druckmittlerseitige Leitung 17 des mit der jeweiligen Druckempfangskammer 15 verbunden Druckübertragungspfads vergleichsweise kurz ist und keine außerhalb des Messwerks 3 verlaufenden Leitungsabschnitte umfasst. Kurze Leitungen 17, 19 bieten den Vorteil eines geringeren Strömungswiderstands und eines geringeren durch die thermische Ausdehnung der Druck übertragenden Flüssigkeit bedingten temperaturabhängigen Messfehlers.
-
Optional ist der Sensor 1 als Bestandteil eines Sensor-Moduls ausgebildet, das in eine zu einer Außenseite des Messwerks 3 hin offene, in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnete, in den Figuren nicht näher bezeichnete Ausnehmung derart eingesetzt ist, dass das Sensor-Modul die Ausnehmung nach außen verschließt. Diese in 1 und 2 dargestellte Ausführungsform bietet in fertigungstechnischer Hinsicht den Vorteil, dass das Sensor-Modul in das Messwerk 3 eingesetzt werden kann, nachdem die beiden Messwerkhälften 3a, 3b unter Zwischenfügung der Überlastmembran 7 miteinander verbunden worden sind.
-
3 zeigt als Beispiel eine vergrößerte Darstellung eines das Sensor-Modul umfassenden Ausschnitts des Messaufnehmers von 1. Dieses Sensor-Modul umfasst einen die Ausnehmung nach außen verschließenden Träger 25, auf dessen Innenseite der Sensor 1 derart montiert ist, dass er über die sensorseitige Leitung 19 des ersten Druckübertragungspfads mit dem ersten Druck p1 und über die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads mit dem zweiten Druck p2 beaufschlagbar ist. Als Träger 25 eignet sich z.B. ein Träger 25 aus einem Metall.
-
Als Sensor 1 eignen sich z.B. aus dem Stand der Technik bekannte Differenzdrucksensoren, z.B. als Halbleiter-Sensor ausgebildete Differenzdrucksensoren, die eine durch die darauf einwirkende Druckdifferenz auslenkbare Messmembran 27 umfassen, deren Auslenkung mittels eines elektromechanischen Wandlers, z.B. einem kapazitiven oder piezoresistivem Wandler, in eine elektrische Größe umwandelt wird, die dann mittels einer an den Wandler anschließbaren oder angeschlossen Messelektronik 29 messtechnisch erfassbar ist. Die Messelektronik 29 ist z.B. derart ausgebildet, dass sie ein der Druckdifferenz entsprechendes Messsignal erzeugt und zur Verfügung stellt. Die Messelektronik 29 kann z.B. außerhalb des Messwerks 3, z.B. in einem auf dem Messwerk 3 montierten Gehäuse, angeordnet sein und z.B. über elektrisch isoliert gegenüber dem Messwerk 3 durch den Träger 25 hindurch geführte Anschlussleitungen 31 an den Sensor 1 bzw. an dessen Wandler angeschlossen sein.
-
1 bis 3 zeigen ein Beispiel, bei dem der Sensor 1 derart in der Ausnehmung angeordnet ist, dass eine an eine erste Seite der Messmembran 27 angrenzende, hier durch einen Teilbereich der Ausnehmung gebildete erste Druckmesskammer 33 über den ersten Druckübertragungspfad mit dem ersten Druck p1 beaufschlagbar ist, und eine an die der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der Messmembran 27 angrenzende zweite Druckmesskammer 35 über die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads mit dem zweiten Druck p2 beaufschlagbar ist. Bei dieser Ausführungsform umfasst die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads vorzugsweise einen durch den Träger 25 hindurch verlaufenden Leitungsabschnitt 37, über den die daran angeschlossene zweite Druckmesskammer 35 mit dem zweiten Druck p2 beaufschlagbar ist.
-
1 bis 3 zeigen ein Beispiel, bei dem die zweite Druckmesskammer 35 als in einem die Messmembran 27 tragenden Membranträger 39 unter der Messmembran 27 eingeschlossene Druckmesskammer 35 ausgebildet ist, die über einen durch den Membranträger 39 hindurch verlaufenden Kanal 41 mit der sensorseitigen Leitung 19 bzw. deren durch den Träger 25 hindurch verlaufenden Leitungsabschnitt 37 verbunden ist.
-
Der Träger 25 ist druckfest mit dem Messwerk 3 verbunden. Hierzu eignet sich z.B. eine entlang eines äußeren Randes der dem Sensor 1 gegenüberliegenden äußeren Stirnseite des Trägers 25 verlaufende, den Träger 25 mit dem Messwerk 3 verbindende, druckfeste Verbindung 43, wie z.B. eine in 1 bis 3 durch Dreiecke dargestellte Schweißung.
-
Vorzugsweise umfasst der Träger 25 einen äußeren Randbereich 46, dessen der Außenseite des Trägers 25 gegenüberliegende Stirnseite auf einer zugleich als Anschlag dienenden Absatzfläche des Messwerks 3 angeordnet ist.
-
Sofern die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads den zuvor beschriebenen, durch den Träger 25 hindurch verlaufendem Leitungsabschnitt 37 umfasst, ist die Stirnseite des Randbereichs 46 des Trägers 25 vorzugsweise durch eine druckfeste Verbindung 45 mit der Absatzfläche des Messwerks 3 verbunden. Hierzu eignet sich z.B. eine Klebung, eine Widerstandsschweißung oder eine auf andere Weise erzeugte Verbindung 45. Diese Verbindung 45 bietet den Vorteil, dass sie zusammen mit der auf der Außenseite des Trägers 25 ausgeführten druckfesten Verbindung 43 eine außenseitliche, allseitige Abdichtung der sensorseitigen Leitung 19 im Bereich des Übergangs von dem durch den Träger 25 hindurch verlaufenden Leitungsabschnitt 37 zu einem dem unmittelbar daran angrenzenden, in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordneten Leitungsabschnitt 47 der sensorseitigen Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads bewirkt.
-
Im Hinblick auf die Anordnung der Druckmittler 9, 11 zeigt 1 eine Variante, bei der der Sensor 1 in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet ist und die beiden Trennmembranen 13 auf einander zu beiden Seiten der Überlastmembran 7 gegenüberliegenden, jeweils durch eine Außenseite einer der beiden Messwerkhälften 3a, 3b gebildeten Stirnseiten des Messwerks 3 angeordnete sind. Entsprechend sind die druckmittlerseitige Leitung 17 und die sensorseitige Leitung 19 des ersten Druckübertragungspfads in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet. Die druckmittlerseitige Leitung 17 des zweiten Druckübertragungspfads ist in der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordnet. Die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads umfasst ein in der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordnetes Leitungssegment, das über das Röhrchen 21 mit einem in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordneten Leitungssegment verbunden ist. Bei dem hier dargestellten Beispiel umfasst das in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnete Leitungssegment des zweiten Druckübertragungspfads den durch die ersten Messwerkhälfte 3a verlaufenden Leitungsabschnitt 47 und den daran anschließenden, durch den Träger 25 hindurch verlaufenden Leitungsabschnitt 37.
-
2 zeigt eine Variante, bei der der Sensor 1 in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet ist, und die beiden Trennmembranen 13 in einer Ebene nebeneinander auf einer von der Überlastmembran 7 abgewandten Stirnseite der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordnet sind. Bei diesem Beispiel ist die sensorseitige Leitung 19 des ersten Druckübertragungspfads in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet. Die druckmittlerseitige Leitung 17 des ersten Druckübertragungspfads und die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads umfassen jeweils zwei miteinander über eines der beiden Röhrchen 21 verbundene Leitungssegmente, von denen eines in der ersten Messwerkhälfte 3a und das andere in der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordnet ist. Die druckmittlerseitige Leitung 17 des zweiten Druckübertragungspfads ist in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet.
-
Optional sind die beiden Messwerkhälften 3a, 3b erfindungsgemäßer Messaufnehmer jeweils als einteilige Körper ausgebildet. Hierzu sind die einzelnen, jeweils durch eine der beiden Messwerkhälften 3a, 3b hindurch verlaufenden Abschnitte der sensorseitigen und der druckmittlerseitigen Leitungen 17, 19 der beiden Druckübertragungspfade grade und jeweils derart angeordnet, dass sie durch eine von einer äußeren Mantelfläche des jeweiligen Körpers her in den jeweiligen Köper eingebrachte Bohrung oder einen Teilabschnitt einer solchen von einer äußeren Mantelfläche des jeweiligen Körpers her in den jeweiligen Köper eingebrachten Bohrung erzeugbar oder gebildet sind.
-
Sofern der Messaufnehmer für einen oder beide Druckübertragungspfade jeweils eine an den jeweiligen Druckübertragungspfad angeschlossene Befüll-Leitung 49 umfasst, über die der jeweilige Druckübertragungspfad mit der den jeweiligen Druck p1, p2 übertragenden Flüssigkeit befüllbar ist, so sind auch diese Befüll-Leitungen 49 jeweils derart in einer der beiden Messwerkhälften 3a, 3b angeordnet, dass sie durch mindestens eine gerade, von einer äußeren Mantelfläche des jeweiligen Körpers her in den jeweiligen Köper eingebrachte Bohrung und/oder mindestens einen Teilabschnitt einer solchen geraden, von einer äußeren Mantelfläche des jeweiligen Körpers her in den jeweiligen Köper eingebrachten Bohrung erzeugbar oder gebildet sind. Als Befüll-Leitungen 49 eignen sich insb. in 1 und 2 als Beispiel dargestellte Befüll-Leitungen 49, die jeweils bis zu einer äußeren Mantelfläche des Messwerks 3 verlaufen und endseitig in einer mittels eines Verschlusses 51 verschlossen Befüll-Öffnung 53 münden.
-
1 zeigt hierzu ein Beispiel eines als einteilige Körper ausgebildete Messwerkhälften 3a, 3b aufweisenden Messwerks 3, bei dem die druckmittlerseitigen Leitungen 17 des ersten und des zweiten Druckübertragungspfads jeweils einen einzigen, durch eine gerade Bohrung erzeugbaren, von der jeweiligen Druckempfangskammer 15 in parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufender Richtung durch die jeweilige Messwerkhälfte 3a, 3b hindurch bis zur zugehörigen Teilkammer 5a, 5b verlaufenden Leitungsabschnitt 55, 57 umfassen. Bei diesem Beispiel umfasst die sensorseitige Leitung 19 des ersten Druckübertragungspfads einen geraden, hier parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden, in der ersten Teilkammer 5a mündenden Leitungsabschnitt 59, der über einen geraden, senkrecht zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden Leitungsabschnitt 61 mit der ersten Druckmesskammer 33 verbunden ist. Dabei kann der in der ersten Teilkammer 5a mündenden Leitungsabschnitt 59 durch eine von der Teilkammer 5a her die erste Messwerkhälfte 3a eingebrachte Bohrung und der in der ersten Druckmesskammer 33 mündende Leitungsabschnitt 61 durch eine von der ersten Druckmesskammer 33 her in die erste Messwerkhälfte 3a eingebrachte Bohrung erzeugt werden.
-
Optional kann an den in der ersten Teilkammer 5a mündenden Leitungsabschnitt 59 der sensorseitigen Leitung 19 des ersten Druckübertragungspfads ein Leitungsfortsatz 63 anschließen, der über die hier senkrecht zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufende Befüll-Leitung 49 mit der Befüll-Öffnung 53 verbunden ist. In dem Fall sind der Leitungsabschnitt 59 und der Leitungsfortsatz 63 vorzugsweise durch Teilbereiche einer von der ersten Teilkammer 5a her in die ersten Messwerkhälfte 3a eingebrachten Bohrung ausgebildet. Genauso ist die Befüll-Leitung 49 vorzugsweise durch eine von der äußeren Mantelfläche her in die erste Messwerkhälfte 3a eingebrachte Bohrung gebildet.
-
Die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads umfasst einen hier senkrecht zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden Leitungsabschnitt 65, der über einen parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden Leitungsabschnitt 67 mit der zweiten Teilkammer 5b verbunden ist und über einen weiteren parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden Leitungsabschnitt 69 und das Röhrchen 21 mit dem in der ersten Messwerkhälfte 31 angeordneten, parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden Leitungsabschnitt 47 verbunden ist. Dabei sind die beiden parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufenden Leitungsabschnitte 67, 69 vorzugsweise jeweils als von der der ersten Messwerkhälfte 3a zugewandten Stirnseite der zweiten Messwerkhälfte 3b her in die zweite Messwerkhälfte 3b eingebrachte Bohrung ausgebildet. Der senkrecht zur Flächennormale auf die Überlastmembran 7 verlaufende Leitungsabschnitt 65 der sensorseitigen Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads ist als Teilbereich einer von einer äußeren Mantelfläche der zweiten Messwerkhälfte 3b her eingebrachten, endseitig verschlossenen Bohrung ausgebildet. Optional kann der hierdurch ohnehin entstehende vom Leitungsabschnitt 65 bis zur äußeren Mantelfläche der zweiten Messwerkhälfte 3b verlaufende Leitungsfortsatz 63 zugleich als Befüll-Leitung 49 genutzt werden.
-
2 zeigt ein Beispiel eines als einteilige Körper ausgebildete Messwerkhälften 3a, 3b umfassenden Messwerks 3, bei dem die druckmittlerseitige Leitung 17 des ersten Druckübertragungspfads zwei gerade, über das erste Röhrchen 21 miteinander verbundene Leitungsabschnitts 71, 73 umfasst. Einer der beiden Leitungsabschnitte 71 verläuft durch die zweite Messwerkhälfte 3b hindurch und verbindet das erste Röhrchen 21 mit der Druckempfangskammer 15 des ersten Druckmittlers 9. Der andere Leitungsabschnitt 73 ist in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet und über einen weiteren geraden, in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordneten Leitungsabschnitt 75 der druckmittlerseitigen Leitung 17 des ersten Druckübertragungspfads mit der ersten Teilkammer 5a verbunden. Die druckmittlerseitige Leitung 17 des zweiten Druckübertragungspfads umfasst einen geraden, vorzugsweise aber nicht zwingend parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 5 verlaufenden, die Druckempfangskammer 15 des zweiten Druckmittlers 11 mit der zweiten Teilkammer 5b verbindenden, in der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordneten Leitungsabschnitt 77.
-
Die sensorseitige Leitung 19 des ersten Druckübertragungspfads umfasst einen geraden, vorzugsweise aber nicht zwingend parallel zur Flächennormale auf die Überlastmembran 5 verlaufenden, die erste Teilkammer 5a mit der ersten Druckmesskammer 33 verbindenden, in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordneten Leitungsabschnitt 79.
-
Die sensorseitige Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads umfasst zwei gerade, über das zweite Röhrchen 21 miteinander verbundene Leitungsabschnitte 81, 83. Einer der beiden Leitungsabschnitte 81 ist in der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordnet und über einen weiteren geraden, in der zweiten Messwerkhälfte 3b angeordneten Leitungsabschnitt 85 mit der zweiten Teilkammer 5b verbunden. Der andere Leitungsabschnitte 83 ist in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnet und mit einem geraden, in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordneten weiteren Leitungsabschnitt verbunden, über den der Sensor 1 mit dem zweiten Druck p1 beaufschlagbar ist. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel entspricht der letztgenannte weitere Leitungsabschnitt dem in Verbindung mit 1 und 3 bereits beschriebenen, an die Ausnehmung in der ersten Messwerkhälfte 3a angrenzenden Leitungsabschnitt 47, der über den durch den Träger 25 hindurch verlaufenden Leitungsabschnitt 37 mit der im Sensor 1 eingeschlossenen zweiten Druckmesskammer 35 verbunden ist.
-
Optional verlaufen die zu beiden Seiten an das erste Röhrchen 21 angrenzenden Leitungsabschnitte 71, 73 der druckmittlerseitigen Leitung 17 des ersten Druckübertragungspfads und/oder die zu beiden Seiten an das zweite Röhrchen 21 angrenzenden Leitungsabschnitte 81, 83 der sensorseitigen Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads jeweils parallel zu einer Flächennormale auf die Überlastmembran 7. Alternativ ist aber je nach Position der Druckempfangskammer 15, der Überlastkammer 5 und/oder der Position und Ausrichtung der Röhrchen 21 auch eine andere Ausrichtung möglich.
-
Optional ist der an das erste Röhrchen 21 angrenzende, in der ersten Messwerkhälfte 3a angeordnete Leitungsabschnitt 73 der druckmittlerseitigen Leitung 17 des ersten Druckübertragungspfads und/oder der an das zweite Röhrchen 21 angrenzende Leitungsabschnitt 83 der sensorseitigen Leitung 19 des zweiten Druckübertragungspfads jeweils als Teil einer durch die erste Messwerkhälfte 3a hindurch verlaufenden, geraden Bohrung ausgebildet, die den jeweiligen Leitungsabschnitt 73, 83 und eine auf der von dem jeweiligen Röhrchen 21 abgewandten Seite an den jeweiligen Leitungsabschnitt 73, 83 angrenzende Befüll-Leitung 49 umfasst.
-
Unabhängig von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen einzelner Messaufnehmer-Bestandteile weisen die Röhrchen 21 vorzugsweise jeweils einen Leitungsquerschnitt auf, der im Wesentlichen gleich einem Leitungsquerschnitt der beiden zu beiden Seiten daran angrenzenden Leitungsabschnitte 47, 69; 71, 73; 81, 83 des jeweiligen Druckübertragungspfads ist.
-
4 a und b zeigen jeweils ein Beispiel eines ein solches Röhrchen 21 umfassenden Ausschnitts eines Messaufnehmers, wie er z. B. in den 1 und 2 vorgesehen sein kann. Dort ist in den Messwerkhälften 3a, 3b für jeden an das Röhrchen 21 angrenzenden Leitungsabschnitt 47, 69 ,71, 73, 81, 83 jeweils eine an dessen der Überlastmembran 7 zugewandten Ende daran angrenzende, zur Überlastmembran 7 hin offene Ausnehmung mit einer den Leitungsquerschnitt übersteigenden Querschnittsfläche angeordnet, in die ein sich in die jeweilige Messwerkhälfte 3a, 3b hinein erstreckender Abschnitt des Röhrchens 21 eingesetzt ist. Diese Ausnehmungen weisen jeweils Außenabmessungen, z.B. einen Außendurchmesser, auf, die größer gleich oder vorzugsweise im Wesentlichen gleich den Außenabmessungen, z. B. einem Außendurchmesser, des Röhrchens 21 sind.
-
Bei erfindungsgemäßen Messaufnehmern kann eine außenseitliche, allseitige Abdichtung der durch die Röhrchen 21 hindurch verlaufenden Druckübertragungspfade im Bereich der Übergänge von dem jeweiligen Röhrchen 21 zu den beiden unmittelbar angrenzenden Leitungsabschnitten 47, 69 73, 71, 83, 81 durch unterschiedliche einzeln oder auch in Kombination miteinander einsetzbare Maßnahmen bewirkt werden. 4a zeigt hierzu ein Beispiel, bei dem zumindest ein das dargestellte Röhrchen 21 außenseitlich allseitig umgebender Teilbereich des Membranrands 7a der Überlastmembran 7 mittels einer als Lötung oder als Schweißung ausgebildeten oder auf andere Weise erzeugten ersten Fügung 85 mit der ersten Messwerkhälfte 3a und mittels einer als Lötung oder als Schweißung ausgebildeten oder auf andere Weise erzeugten zweiten Fügung 87 mit der zweiten Messwerkhälfte 3b verbunden ist. Entsprechend umfassen beide Fügungen 85, 87 jeweils einen im Wesentlichen kreisringscheibenförmigen, das Röhrchen 21 außenseitlich allseitig umgebenden Fügungsbereich, der einen über eine äußere Mantelfläche des Röhrchens 21 verlaufenden hydraulischen Kurzschluss zwischen den an die Überlastmembran 7 angrenzenden Teilkammern 5a, 5b verhindert.
-
Als Schweißungen ausgebildete erste und zweite Fügungen 85, 87 können z.B. dadurch erzeugt werden, dass die die Überlastmembran 7 mit den beiden Messwerkhälften 3a, 3b verbindenden Verbindungen 23 als Tiefenschweißungen ausgebildet werden, die sich soweit in das Messwerk 3 hinein erstrecken, dass sie das jeweilige Röhrchen 21 in einer senkrecht zur Längsachse des Röhrchens 21 verlaufenden Ebene außenseitlich allseitig umgeben. Bei dieser Ausführungsform bilden die Fügungen 85, 87 jeweils einen Teilbereich der als Tiefenschweißungen ausgebildeten Verbindungen 23. Zur Herstellung dieser Tiefenschweißungen eignen sich Schweißverfahren, wie z.B. das Elektrodenstrahlschweißen oder das Laserstrahlschweißen, die einen Wärmeeintrag bewirken, durch den die Fügepartner rings um das Röhrchen 21 herum miteinander verschweißt werden. Diese Variante bietet den Vorteil, dass zur Abdichtung der Übergänge kein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich ist.
-
Als Lötungen ausgebildete Fügungen 85, 87 können z.B. dadurch erzeugt werden, dass zwischen den Fügepartnern jeweils eine Lotschicht, z.B. eine Lotfolie oder eine Lotschicht aus einem Silber, Kupfer und Titan umfassenden Lot, angeordnet wird und die Fügepartner auf eine Löttemperatur erwärmt werden, bei der das Lot aufschmilzt. Die Erwärmung der Fügepartner kann z.B. in einem Ofen erfolgen. Diese Variante bietet den Vorteil, dass der Lötvorgang verfahrenstechnisch leichter zu bewerkstelligen ist, als Tiefenschweißungen mit ausreichender Schweißtiefe. Als Lötungen ausgebildete Fügungen 85, 87 können je nach Druckmessbereich des Messaufnehmers zugleich auch die Funktion der die Überlastmembran 7 mit den beiden Messwerkhälften 3a, 3b verbindenden Verbindungen 23 übernehmen. Entsprechend kann der Messaufnehmer die als Lötungen ausgebildeten Fügungen 85, 87 alternativ oder zusätzlich zu den Verbindungen 23 umfassen. Ein weiterer Vorteil der Lötungen besteht darin, dass die Löttemperatur regelmäßig deutlich geringer ist, als zur Verschweißung der Fügepartner erforderliche Verfahrenstemperaturen. Hierdurch ist es möglich, dass Röhrchen 21 aus einem Werkstoff mit geringerer Schmelztemperatur, wie z.B. Röhrchen 21 aus einem Stahl oder Edelstahl, eingesetzt werden.
-
Alternativ oder zusätzlich zu den Fügungen 85, 87 können erfindungsgemäße Messaufnehmer für das Röhrchen 21, mindestens eines der Röhrchen 21 oder jedes Röhrchen 21 jeweils zwei auf dessen einander gegenüberliegenden Stirnseiten daran angrenzende Dichtungen 89 umfassen. 4b zeigt ein Beispiel, bei dem in jeder der beiden jeweils einen Abschnitt des Röhrchens 21 umgebenden Ausnehmungen zwischen einer ringförmigen Bodenfläche der jeweiligen Ausnehmung und der dieser Bodenfläche zugewandten ringförmigen Stirnfläche des Röhrchens 21 jeweils eine der Dichtungen 89 angeordnet ist. Jede dieser Dichtungen 89 ist ringförmig und derart ausgebildet und angeordnet, dass sie eine außenseitliche Abdichtung des durch das Röhrchen 21 hindurch verlaufenden Druckübertragungspfades im Bereich des Übergangs vom Röhrchen 21 zu dem daran angrenzenden Leitungsabschnitt 47, 69 ,71, 73, 81, 83 bewirkt. Als Dichtungen 89 eignen sich insb. aus einer aushärtbaren Masse, einem aushärtbaren Kleber oder einem aushärtbaren Werkstoff auf Epoxidharzbasis gefertigte Dichtungen 89. Diese Dichtungen 89 können z.B. hergestellt werden, indem die Masse, der Kleber oder der Werkstoff vor dem Einsetzen des Röhrchens 21 in die jeweilige Ausnehmung eingebracht und dort nach dem Einsetzten des Röhrchens 21 ausgehärtet wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Sensor
- 3
- Messwerk
- 3a
- erste Messwerkhälfte
- 3b
- zweite Messwerkhälfte
- 5
- Überlastkammer
- 5a
- erste Teilkammer
- 5b
- zweite Teilkammer
- 7
- Überlastmembran
- 7a
- Membranrand
- 7b
- Membranbereich
- 9
- erster Druckmittler
- 11
- zweiter Druckmittler
- 13
- Trennmembran
- 15
- Druckempfangskammer
- 17
- druckmittlerseitige Leitung
- 19
- sensorseitige Leitung
- 21
- Röhrchen
- 23
- Verbindung
- 25
- Träger
- 27
- Messmembran
- 29
- Messelektronik
- 31
- Anschlussleitungen
- 33
- erste Druckmesskammer
- 35
- zweite Druckmesskammer
- 37
- Leitungsabschnitt
- 39
- Membranträger
- 41
- Kanal
- 43
- Verbindung
- 45
- Verbindung
- 46
- Randbereich
- 47
- Leitungsabschnitt
- 49
- Befüll-Leitung
- 51
- Verschluss
- 53
- Befüll-Öffnung
- 55
- Leitungsabschnitt
- 57
- Leitungsabschnitt
- 59
- Leitungsabschnitt
- 61
- Leitungsabschnitt
- 63
- Leitungsfortsatz
- 65
- Leitungsabschnitt
- 67
- Leitungsabschnitt
- 69
- Leitungsabschnitt
- 71
- Leitungsabschnitt
- 73
- Leitungsabschnitt
- 75
- Leitungsabschnitt
- 77
- Leitungsabschnitt
- 79
- Leitungsabschnitt
- 81
- Leitungsabschnitt
- 83
- Leitungsabschnitt
- 85
- Fügung
- 87
- Fügung
- 89
- Dichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10334284 A1 [0003, 0008]
- DE 102004006383 A1 [0003]
- DE 10334853 A1 [0005]
