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Die Erfindung betrifft ein Rohrfedermanometer mit einem Manometergehäuse, in dem eine Rohrfeder aufgenommen ist, die an einem ersten Endabschnitt eine Mündungsöffnung aufweist, die fluidisch kommunizierend mit einem Fluidanschluss des Manometergehäuses verbunden ist, wobei die Rohrfeder an einem zweiten Endabschnitt abgedichtet ist und einen Spiralabschnitt aufweist, der zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt spiralförmig um eine Spiralachse ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrfedermanometers.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Rohrfedermanometer und ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrfedermanometers bereitzustellen, mit denen ein Justiervorgang für das Rohrfedermanometer vereinfacht werden kann.
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Diese Aufgabe wird für ein Rohrfedermanometer mit den nachfolgenden Merkmalen gelöst: das Rohrfedermanometer umfasst ein Manometergehäuse, in dem eine Rohrfeder aufgenommen ist, die an einem ersten Endabschnitt eine Mündungsöffnung aufweist, die fluidisch kommunizierend mit einem Fluidanschluss des Manometergehäuses verbunden ist, wobei die Rohrfeder an einem zweiten Endabschnitt abgedichtet ist und einen Spiralabschnitt aufweist, der zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt spiralförmig um eine Spiralachse ausgebildet ist und wobei der erste Endabschnitt an einer Montagehülse festgelegt ist, die ortsfest in einer Aufnahmebohrung des Manometergehäuses aufgenommen ist.
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Das Manometergehäuse hat mehrere Funktionen für das Rohrfedermanometer, die nachstehend kurz umrissen werden sollen. Das Manometergehäuse ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und kann beispielsweise ein Gehäuse-Basisteil und einen Gehäuse-Deckel umfassen. Das Manometergehäuse begrenzt einen zumindest in mechanischer Sicht weitgehend abgeschotteten Hohlraum, der zur Aufnahme der Rohrfeder dient, damit diese bei einer bestimmungsgemäßen Gebrauch des Rohrfedermanometers vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt ist. Ferner ist am Manometergehäuse ein Fluidanschluss ausgebildet, der zur Kopplung mit einem druckbeaufschlagten Fluidsystem vorgesehen ist, wobei ein im Fluidsystem vorliegender Fluiddruck mit Hilfe des Rohrfedermanometers ermittelt und angezeigt werden soll. Wahlweise kann der Fluidanschluss als Schlauchkupplung zum Aufstecken eines flexiblen Fluidschlauchs oder als Steckkupplung zur unmittelbaren Kopplung des Manometergehäuses mit einer Komponente des Fluidsystems, beispielsweise mit einem Druckbehälter, ausgebildet sein. Darüber hinaus ist das Manometergehäuse mit einer Skala versehen, die benachbart zur Rohrfeder angeordnet ist, um anhand einer druckabhängigen Deformation der Rohrfeder eine Ablesung eines vorliegenden Fluiddrucks zu ermöglichen. Bevorzugt ist die Skala an einem transparent ausgebildeten Gehäuseabschnitt, insbesondere dem Gehäuse-Deckel, des Manometergehäuses angeordnet, wobei der mit der Skala versehene Gehäuseabschnitt des Manometergehäuses zumindest im Wesentlichen normal zu einer Spiralachse der Rohrfeder ausgerichtet ist. In diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Skala als Kreisring oder Kreisringabschnitt ausgebildet ist und dass an einem zweiten Endabschnitt der Rohrfeder eine Markierung oder ein Zeiger angebracht ist, der eine Zuordnung einer druckabhängigen Position des zweiten Endabschnitts zu einem Skalenwert der Skala ermöglicht.
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Die Rohrfeder ist aus einem Rohr, insbesondere einem Metall-rohr, hergestellt, das an einem ersten Endabschnitt eine Mündungsöffnung aufweist, die fluidisch kommunizierend mit dem Fluidanschluss des Manometergehäuses verbunden ist. Die Rohrfeder ist am zweiten Endabschnitt verschlossen und damit endseitig fluidisch abgedichtet ausgeführt, so dass ein an der Mündungsöffnung des ersten Endabschnitts angelegter Fluiddruck gleichförmig in der gesamten Rohrfeder vorherrscht. Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der Rohrfeder, die zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt einen Spiralabschnitt aufweist, der spiralförmig um die Spiralachse ausgebildet ist, führt eine Druckbeaufschlagung der Rohrfeder aufgrund der damit verbundenen Ausdehnung des Rohrs, die prinzipiell in allen drei Raumrichtungen stattfindet, zu einer Rotationsbewegung des zweiten Endabschnitts in einer Rotationsebene, die quer zur Spiralachse ausgerichtet ist. Diese Rotationsbewegung ist zumindest weit gehend proportional zum Fluiddruck, der an der ersten Mündungsöffnung anliegt und ermöglicht dadurch unter Verwendung der Skala eine Ermittlung des Fluiddrucks.
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Für eine vorteilhafte Kopplung der Rohrfeder mit dem vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren, hergestellten Manometergehäuse, insbesondere einem Gehäuse-Basisteil, ist eine Montagehülse vorgesehen, die fluiddicht mit dem ersten Endabschnitt der Rohrfeder verbunden ist. Die Montagehülse ist für den bestimmungsgemäßen Gebrauch des Rohrfedermanometers derart ortsfest in einer Aufnahmebohrung des Manometergehäuses, insbesondere des Gehäuse-Basisteils, aufgenommen, dass während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs, also der Durchführung eines Druckvorgangs, eine Relativbewegung zwischen dem ersten Endabschnitt der Rohrfeder und dem Manometergehäuse verhindert wird. Während der Herstellung des Rohrfedermanometers kann jedoch nach der Montage der mit der Rohrfeder verbundenen Montagehülse in die Aufnahmebohrung eine rotatorische Justierung der Rohrfeder gegenüber dem Manometergehäuse um die Spiralachse vorgenommen werden. Beispielhaft ist vorgesehen, nach diesem Montagevorgang eine Kalibrierung des Rohrfedermanometers dadurch vorzunehmen, dass am Fluidanschluss ein vorgegebener Prüfdruck angelegt wird und die aus der Rohrfeder und der Montagehülse bestehende Baugruppe relativ zum Manometergehäuse um die Spiralachse verdreht wird, um rein exemplarisch eine Überdeckung zwischen dem zweiten Endabschnitt der Rohrfeder und einer am Manometergehäuse ausgebildeten Markierung zu erzielen.
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Nach Abschluss dieses Justiervorgangs kann eine Endmontage für das Rohrfedermanometer durchgeführt werden. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, das mit der Rohrfeder versehene Gehäuse-Basisteil mit dem Gehäuse-Deckel zu verbinden, beispielsweise durch Aufrasten und/oder Verkleben und/oder Ultraschallverschweißen des Gehäuse-Deckels am Gehäuse-Basisteil.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Montagehülse längs der Spiralachse formschlüssig und radial zur Spiralachse kraftschlüssig in der Aufnahmebohrung aufgenommen ist. Durch die formschlüssige Kopplung zwischen der Montagehülse und der Aufnahmebohrung des Manometergehäuses ist gewährleistet, dass die bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Rohrfedermanometers auftretenden Druckkräfte, die insbesondere in Richtung der Spiralachse ausgerichtet sind, nicht zu einer unerwünschten Verlagerung der Montagehülse gegenüber dem Manometergehäuse führen. Die in radialer Richtung zur Spiralachse vorgesehene kraftschlüssige Kopplung zwischen der Montagehülse und dem Manometergehäuse kann beispielsweise durch Auswahl einer geeigneten Passung zwischen einer Außenoberfläche der Montagehülse und einer Innenoberfläche der Aufnahmebohrung verwirklicht werden. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass die Montagehülse und die Aufnahmebohrung jeweils abschnittsweise kreiszylindrisch ausgebildet sind und die kreiszylindrischen Abschnitte die Kontaktfläche zwischen diesen beiden Komponenten bestimmen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Endabschnitt und die Montagehülse parallel, insbesondere koaxial, zur Spiralachse angeordnet sind und/oder dass der erste Endabschnitt der Rohrfeder stoffschlüssig an der Montagehülse festgelegt ist, insbesondere in die Montagehülse eingeklebt ist. Der erste Endabschnitt der Rohrfeder ist vorzugsweise als kreiszylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet und weist eine Rohrachse auf, die parallel zu einer Mittelachse der vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildeten Montagehülse ausgerichtet ist. Bei einer parallelen Ausrichtung der Rohrachse, der Mittelachse und der Spiralachse ist eine vorteilhafte Relativbewegung des zweiten Endbereichs gegenüber dem Manometergehäuse auf einem Kreisbahnabschnitt ermöglicht, sofern eine Druckbeaufschlagung der Rohrfeder durchgeführt wird. Für die stoffschlüssige und fluiddichte Verbindung zwischen der Rohrfeder und der Montagehülse können unterschiedliche Verbindungsverfahren wie beispielsweise Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Löten, Kleben, Verpressen, oder Kombinationen hiervon vorgesehen sein.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Montagehülse einen, insbesondere als Widerhaken keilförmig profilierten, radial nach außen abragenden Ringbund mit einem Außendurchmesser aufweist, der größer als ein Innendurchmesser der Aufnahmebohrung ausgebildet ist. Die Aufgabe des Ringbunds besteht darin, die in axialer Richtung längs der Spiralachse angestrebte formschlüssige Verbindung zwischen der Montagehülse und der Aufnahmebohrung im Manometergehäuse zu gewährleisten und gleichzeitig die Möglichkeit zur rotatorischen Relativbewegung der Montagehülse gegenüber der Aufnahmebohrung, die durch die in der Radialrichtung quer zur Spiralachse wirksame kraftschlüssige Kopplung zwischen der Montagehülse und der Aufnahmebohrung gewährleistet werden soll, nicht in Frage zu stellen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Ringbund in einer Querschnittsebene, die die Spiralachse mit umfasst, einen keilförmigen, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist und längs der Spiralachse in Richtung der Mündungsöffnung des ersten Endabschnitts verjüngt ausgebildet ist. Bei einem Montagevorgang, bei dem die Montagehülse in einer vorzugsweise geradlinigen Montagebewegung, insbesondere parallel zur Spiralachse, in die Aufnahmebohrung des Manometergehäuses eingeschoben wird, wird durch die keilförmige Geometrie des Ringbunds eine elastische oder elastische und plastische Verdrängung von Material an der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung bewirkt. Eine auf die Montagehülse auszuübende Montagekraft zur Durchführung des Einschubvorgangs steht im Zusammenhang mit der Werkstoffauswahl für die Montagehülse und das Manometergehäuse und mit den Geometrien dieser beiden Komponenten. Sobald die Montagehülse auf die gewünschte Länge in das Manometergehäuse eingeschoben wurde, findet dort durch die Wechselwirkung zwischen dem keilförmige Ringbund und der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung eine kombinierte kraftschlüssige und formschlüssige Verriegelung zwischen Montagehülse und Manometergehäuse statt, da sich der Ringbund in der Art eines Widerhakens durch die elastische oder elastische und plastische Deformation der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung im Manometergehäuse verkrallt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Montagehülse mit einer in radialer Richtung nach innen erstreckten Ringnut versehen ist, die zur Aufnahme eines Dichtrings ausgebildet ist, und dass in der Ringnut der Montagehülse ein Dichtring aufgenommen ist, der für eine abdichtende Anlage an einem Nutgrund der Ringnut und an einer Innenoberfläche der Aufnahmebohrung ausgebildet ist. Hierdurch wird eine fluiddichte Kopplung zwischen der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung und der Montagehülse erzielt, so dass ein druckbeaufschlagtes Fluid, das am Fluidanschluss des Manometergehäuses bereitgestellt wird, nicht durch einen möglicherweise zwischen der Montagehülse und der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung verbleibenden Spalt entweichen kann. Der Dichtring kann insbesondere als O-Ring mit kreisrundem Querschnitt, als O-Ring mit ovalem Querschnitt oder als Lippendichtring ausgebildet sein.
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Vorteilhaft ist es, wenn in der Aufnahmebohrung, insbesondere benachbart zu einer Mündungsöffnung der Aufnahmebohrung, ein radial nach innen vorspringender Ringbund ausgebildet ist, der einen axialen Hinterschnitt für die Montagehülse bildet. Hierdurch wird die vorstehend beschriebene formschlüssige Verriegelung zwischen dem Ringbund der Montagehülse und der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung zusätzlich unterstützt. Hierzu liegt der der Ringbund der Montagehülse mit einer vorzugsweise kreisringförmig ausgebildeten und in axialer Richtung ausgerichteten Stirnfläche an einer gegenüberliegenden Axialstirnfläche des radial nach innen vorspringenden Ringbunds in axialer Richtung formschlüssig an.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Aufnahmebohrung fluidisch kommunizierend mit dem Fluidanschluss verbunden ist. Hierdurch wird in einfacher Weise die gewünschte fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Mündungsöffnung am ersten Endabschnitts der Rohrfeder und dem Fluidanschluss am Manometergehäuse hergestellt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrfedermanometers mit den nachfolgenden Schritten gelöst: Bereitstellen eines Manometergehäuses, das mit einer Aufnahmebohrung zur Aufnahme einer Montagehülse versehen ist, Bereitstellen einer Rohrfeder, die mit einem ersten Endabschnitt an einer Montagehülse festgelegt, Einpressen der Montagehülse in die Aufnahmebohrung, so dass eine Mündungsöffnung des ersten Endabschnitts der Rohrfeder fluiddicht mit einem ausgehend von der Aufnahmebohrung erstreckten Fluidanschluss des Manometergehäuses verbunden wird, Bereitstellen eines vorgegebenen Fluiddrucks am Fluidanschluss, rotatorische Ausrichtung eines Zeigers, der an einem zweiten, abgedichtet ausgebildeten Endbereich der Rohrfeder angeordnet ist, in eine vorgegebene Position gegenüber dem Manometergehäuse durch eine Rotation der Montagehülse um eine Hülsenachse der Montagehülse.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Rohrfedermanometers,
- 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Rohrfedermanometers gemäß der 1,
- 3 eine Schnittdarstellung des Rohrfedermanometers gemäß der 1, und
- 4 eine Seitenansicht einer Montagehülse zur Verwendung in dem Rohrfedermanometers gemäß den 1 bis 3.
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Ein der 1 gezeigtes Rohrfedermanometer 1, das beispielsweise in einem nicht dargestellten pneumatischen System zur Anzeige eines pneumatischen Systemdrucks eingesetzt werden kann, umfasst ein Manometergehäuse 2 mit einer darin aufgenommenen Rohrfeder 6. Das Manometergehäuse 2 ist in ein Gehäuse-Basisteil 3 und einen Gehäuse-Deckel 4 unterteilt, die durch nachstehend näher beschriebene Rastverbindungen formschlüssig miteinander gekoppelt sind und die einen Hohlraum 7 begrenzen, in dem die Rohrfeder 6 aufgenommen ist. Der Gehäuse-Deckel 4 ist mit einem, beispielsweise aus PMMA/Plexiglas hergestellten, transparenten Deckglas 5 versehen, durch das eine Betrachtung der Rohrfeder 6 von außen ermöglicht wird. Die zumindest abschnittsweise spiralförmig geformte Rohrfeder 6 ist derart ausgebildet, dass sie bei einer Druckbeaufschlagung eine elastische Deformation erfährt, die zu einer Schwenkbewegung eines an der Rohrfeder 6 festgelegten Zeigers 8 um eine Spiralachse 9 führt, wie dies durch den Bewegungspfeil 10 symbolisiert ist. Das Deckglas 5 ist mit einer Skale 11 versehen, die es einem Betrachter ermöglicht, einer Zeigerstellung des Zeigers 8 einen Druckmesswert zuzuordnen. Rein exemplarisch ist die Skale 11 lediglich als Strichanordnung ohne zugeordnete Ziffern ausgebildet.
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Beispielhaft sind das Gehäuse-Basisteil 3, der Gehäuse-Deckel 4 sowie das Deckglas 5 jeweils als Kunststoff-Spritzgussteile ausgebildet. Am Gehäuse-Basisteil 3, das eine quaderförmige Außengeometrie aufweist, sind an entgegengesetzten Seitenwänden 15, 16 jeweils entlang einer längsten Kante der jeweiligen Seitenwänden 15, 16 erstreckte Befestigungsleisten 17 jeweils einstückig angeformt, die mit Durchgangsbohrungen 18 versehen sind. Hierdurch wird eine vorteilhafte Festlegung des Rohrfedermanometers 1 an einer nicht dargestellten Maschinenkomponente, beispielsweise einem Schaltschrank einer Bearbeitungsmaschine, ermöglicht.
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Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, begrenzen die einander entgegengesetzten Seitenwände 15, 16 und damit verbundene, ebenfalls einander entgegengesetzte Seitenwände 19, 20 eine Vertiefung 21 mit einem rein exemplarisch eben ausgebildeten Bodenbereich 22. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Seitenwände 15, 16, 19, 20 jeweils die gleiche Länge, Höhe und Dicke aufweisen und jeweils benachbarte Seitenwände 15, 16, 19, 20 in einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind, womit die Vertiefung 21 eine zumindest im Wesentlichen quaderförmige Geometrie aufweist. Der Bodenbereich 22 ist quadratisch und weist einen Stutzen 23 auf, der sich längs der Spiralachse 9 erstreckt und der als kreisringförmige Hülse ausgebildet ist. Eine zentrale Bohrung im Stutzen 23 bildet die nachstehend näher beschriebene Aufnahmebohrung 24. Diese ist rein exemplarisch als kreiszylindrische Stufenbohrung mit einem ersten Bohrungsabschnitt 81, der einen ersten Durchmesser 82 aufweist und zweiten Bohrungsabschnitt 83, der einen zweiten Durchmesser 84 aufweist, ausgebildet.
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An den einander entgegengesetzten Seitenwänden 15, 16 sind jeweils als Taschen 25 ausgebildete Ausnehmungen vorgesehen, rein exemplarisch jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und die die jeweils zur Aufnahme einer Rastzunge 31 des Gehäuses-Deckels 4 dienen, um die gewünschte formschlüssige Verriegelung zwischen dem Gehäuse-Basisteil 3 und dem Gehäuse-Deckel 4 verwirklichen zu können. Ferner ist am Bodenbereich 22 eine Markierung 26 angeordnet, die zur rotatorischen Ausrichtung der Rohrfeder 6 genutzt werden kann, wie nachstehend näher beschrieben wird.
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Wie der Darstellung der 2 weiterhin entnommen werden kann, umfasst der Gehäuse-Deckel 4 einen Koppelabschnitt 28, der einen an die Geometrie des Gehäuse-Basisteils 3 angepassten quadratischen Querschnitt aufweist sowie einen daran angeformten Zylinderabschnitt 29, der zur Aufnahme des Deckglases 5 vorgesehen ist. Am Koppelabschnitt 28 sind an einer dem Zylinderabschnitt 29 abgewandten Stirnfläche 32 jeweils in Eckbereichen angeordnete und längs der Spiralachse 9 erstreckte Rastzungen 31 angeordnet, die für einen formschlüssigen Einstiegvorgang in die korrespondierenden Taschen 25 des Gehäuse-Basisteils 2 vorgesehen sind. Der Gehäuse-Deckel 4 ist dünnwandig mit einer Wandstärke ausgeführt, die erheblich kleiner als eine räumliche Ausdehnung des Gehäuse-Deckels 4 ist. An einer Innenoberfläche 33 des Zylinderabschnitts 29 sind in radialer Richtung umlaufend und vorzugsweise in gleicher Teilung angeordnete, radial nach innen abragende Haltevorsprünge 30 vorgesehen, die zur Festlegung des Deckglases 5 vorgesehen sind.
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Zusätzlich ist an der Innenoberfläche 33 des Zylinderabschnitts 29 eine längs der Spiralachse 9 erstreckte Führungsnase 34 vorgesehen. Das Deckglas 5 weist eine in der 2 nicht sichtbare, zur Führungsnase 34 korrespondierende randseitige Einkerbung auf, die zusammen mit der Führungsnase 34 eine lagerichtige rotatorische Positionierung des Deckglases 5 relativ zum Gehäuse-Deckel 4 gewährleistet, damit die Skale 11 korrekt gegenüber dem Gehäuse-Basisteil 3 ausgerichtet ist.
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Die Rohrfeder 6 wird in einem Umformvorgang aus einem zunächst zylindrischen Metall-Rohr hergestellt, wobei ein erster Endabschnitt 41 der Rohrfeder 6 die zylindrische Geometrie beibehält und längs der Spiralachse 9 ausgerichtet ist. Eine endseitig am ersten Endabschnitt 41 ausgebildete Mündungsöffnung 46 ermöglicht eine Druckbeaufschlagung der Rohrfeder 6 und damit die gewünschte Deformation der Rohrfeder 6, mit der eine Druckanzeige ermöglicht wird.
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Angrenzend an den ersten Endabschnitt 41 wird das Metall-Rohr derart umgeformt, dass es einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und an einem dem ersten Endabschnitt 41 abgewandten zweiten Endabschnitt 42 abgedichtet, beispielsweise durch einen Schweißvorgang, einen Lötvorgang oder einen Umformvorgang. In einem Bereich zwischen dem ersten Endabschnitt 41 und dem zweiten Endabschnitt 42 wird das rechteckig umgeformte Metall-Rohr derart umgebogen, dass ein Zwischenabschnitt 43 gebildet wird, der sich in radialer Richtung quer zur Spiralachse 9 erstreckt. Angrenzend an den Zwischenabschnitt 43 erfolgt eine spiralförmige Umformung des Metall-Rohrs, wodurch ein Spiralabschnitt 44 gebildet wird, von dem der zweite Endabschnitt 42 in radialer Richtung nach außen rechtwinklig abragt.
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Für eine Kopplung zwischen der Rohrfeder 6 und dem Gehäuse-Basisteil 3 ist eine Montagehülse 51 vorgesehen, die beispielsweise als Drehteil aus einem Metallmaterial hergestellt sein kann und die zur Schaffung einer mechanischen, fluiddichten Verbindung zwischen dem ersten Endabschnitt 41 der Rohrfeder 6 und der Aufnahmebohrung 24 im Stutzen 23 vorgesehen ist. Wie aus den Darstellungen der 2, 3 und 4 entnommen werden kann, weist die Montagehülse 51 mehrere längs einer Hülsenachse 52 aneinandergereiht angeordnete Abschnitte sowie eine koaxial zur Hülsenachse 52 ausgebildete Ausnehmung 53 auf, die in Wechselwirkung mit dem Gehäuse-Basisteil 3 sowie mit der Rohrfeder 6 unterschiedliche Funktionen wahrnehmen.
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Rein exemplarisch weist die Montagehülse 51 einen ersten Zylinderabschnitt 61, einen daran angrenzenden zweiten Zylinderabschnitt 62, einen daran angrenzenden ersten Kegelabschnitt 63, der auch als Ringbund bezeichnet wird, einen daran angrenzenden dritten Zylinderabschnitt 64, einen daran angrenzenden vierten Zylinderabschnitt 65, einen daran angrenzenden fünften Zylinderabschnitt 66 sowie einen zweiten Kegelabschnitt 67 auf.
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Der erste Zylinderabschnitt 61 weist einen ersten Durchmesser 71 auf, der größer als der erste Durchmesser 82 der Aufnahmebohrung 24 ist, so dass der erste Zylinderabschnitt 61 als Tiefenanschlag für die Montagehülse 51 bei einem Einpressvorgang in das Gehäuse-Basisteil 3 dient, die längs einer Montagerichtung 85 vorgenommen wird. Der zweite Zylinderabschnitt 62 weist einen zweiten Durchmesser 72 auf, der dem ersten Durchmesser 82 der Aufnahmebohrung 24 entspricht, wodurch nach der Montage der Montagehülse 51 in die Aufnahmebohrung 24 eine reibschlüssige Kopplung zwischen der Montagehülse 51 und dem Gehäuse-Basisteil 3 erzielt wird. Der erste Kegelabschnitt 63 ist rein exemplarisch mit einer dreiecksförmigen Profilierung ausgeführt und weist einen Maximaldurchmesser 73 auf, der größer als der erste Durchmesser 82 und der zweite Durchmesser 84 der Bohrungsabschnitt 81 und 83 der Aufnahmebohrung 24 ist. Der Kegelabschnitt 63 verjüngt sich in Richtung des dritten Zylinderabschnitts 64 und dient entsprechend der Darstellung der 3 in der Art eines Widerhakens für die axiale Festlegung der Montagehülse 51 in der Aufnahmebohrung 24 entgegen der Montagerichtung 85. Hierbei stützt sich der Kegelabschnitt 63 mit einer axialen Stirnfläche 68, die rein exemplarisch kreisringförmig ausgebildet ist, an einer gegenüberliegenden axialen Stirnfläche 86 der Aufnahmebohrung 24 ab.
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Der dritte Durchmesser 74 des dritten Zylinderabschnitts 64 ist identisch zum zweiten Durchmesser 72 des zweiten Zylinderabschnitts 62. Der vierte Durchmesser 75 des vierten Zylinderabschnitts 65 ist erheblich kleiner als der dritte Durchmesser 74, wodurch an der Montagehülse 51 eine umlaufende Nut 54 gebildet wird, die gemäß der Darstellung der 3 zur Aufnahme eines Dichtrings 55 genutzt werden kann. Mit dem Dichtring 55 kann eine fluiddichte Kopplung zwischen der Montagehülse 51 und einer Innenoberfläche 27 der Aufnahmebohrung 24 erzielt werden. Angrenzend an den vierten Zylinderabschnitt erstreckt sich der fünfte Zylinderabschnitt 66 mit dem fünften Durchmesser 76, der kleiner als der zweite Durchmesser 84 des zweiten Bohrungsabschnitts 83 ist. Der fünfte Zylinderabschnitt 66 und der daran angrenzende zweite Kegelabschnitt 67 unterstützen die Durchführung des Einpressvorgangs für die Montagehülse 51 in das Gehäuse-Basisteil 3.
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Die der Montagehülse 51 ausgebildete Ausnehmung 53 weist einen ersten Kegelabschnitt 91, einen daran angrenzenden ersten Zylinderabschnitt 92, einen daran angrenzenden zweiten Kegelabschnitt 93 und einen daran angrenzenden zweiten Zylinderabschnitt 94 auf. Wie der Darstellung der 3 entnommen werden kann, ist ein Außendurchmesser 45 des ersten Endabschnitts 41 der Rohrfeder 6 geringfügig kleiner als ein erster Innendurchmesser 95 des ersten Zylinderabschnitts 92 der Ausnehmung 53,so dass die Rohrfeder 6 mit dem ersten Endabschnitt 41 weitgehend kraftfrei in der Montagehülse 51 aufgenommen werden kann. Anschließend ist eine stoffschlüssige Kopplung zwischen dem ersten Endabschnitt 41 und der Montagehülse 51 vorgesehen, hierzu kann insbesondere eine Verklebung 49 vorgesehen sein, wie sie in der 3 symbolisiert ist.
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Die Aufnahmebohrung 24 ist hinsichtlich ihrer Längenerstreckung derart ausgebildet, dass sie die Montagehülse 51 und den darin aufgenommenen Endabschnitt 41 der Rohrfeder 6 in axialer Richtung kontaktlos aufnehmen kann. Angrenzend an die Aufnahmebohrung 24 erstreckt sich ein Fluidkanal 47 bis zu einem rohrförmig von einer Rückseite 12 des Gehäuse-Basisteils 3 abragenden Fluidanschlusses 48. Beispielhaft kann der Fluidanschluss 48 zum Aufstecken eines nicht näher dargestellten Fluidschlauchs genutzt werden, um eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Rohrfedermanometer 1 und einem nicht dargestellten Pneumatiksystem herzustellen.
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Die Herstellung des Rohrfedermanometers 1 erfolgt mit den nachstehend angeführten Herstellungsschritten. Hierzu wird unterstellt, dass das Gehäuse-Basisteil 3, der Gehäuse-Deckel 4 und das Deckglas 5 bereits im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt worden sind. Ferner wurde die Rohrfeder 6 in einem Umformungsprozess aus einem Metall-Rohr geformt, am zweiten Endabschnitt 42 abgedichtet und mit dem ersten Endabschnitt 41 mit der Montagehülse 51 abdichtend verklebt.
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Somit erfolgt in einem ersten Montageschritt der Einpressvorgang für die mit der Rohrfeder 6 und dem Dichtring 55 bestückten Montagehülse 51 in den Stutzen 23 des Gehäuse-Basisteils 3 längs der Montagerichtung 85. Beispielhaft wird die Montagehülse 51 so weit in den Stutzen 23 eingreift, bis der erste Zylinderabschnitt 61 flächig auf dem Stutzen 23 aufliegt.
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Bei der Durchführung des Einpressvorgangs spielt die rotatorische Ausrichtung der Baugruppe aus Rohrfeder 6 und Montagehülse 51 gegenüber dem Gehäuse-Basisteil 3 keine Rolle. Diese rotatorische Ausrichtung wird in einem nachfolgenden Justageschritt festgelegt. Hierzu wird am Fluidanschluss 48 ein definierter Fluiddruck angelegt, wodurch die Rohrfeder 6 eine Expansionsbewegung durchführt, in deren Zug eine Schwenkbewegung des am zweiten Endabschnitt 42 angebrachten Zeigers 8 um die Spiralachse 9 erfolgt. Sobald der definierte Fluiddruck anliegt, kann mit einem nicht dargestellten Werkzeug, das in stirnseitig am ersten Zylinderabschnitt 61 eingebrachte und parallel zur Spiralachse 9 erstreckte Sacklochbohrungen 69 eingreifen kann, ein Drehmoment um die Spiralachse 9 auf die Montagehülse 51 ausgeübt werden, um diese unter Überwindung der Reibkräfte zwischen dem zweiten Zylinderabschnitt 62 und dem ersten Bohrungsabschnitt 81 zu verdrehen. Beispielhaft ist vorgesehen, dass eine Verdrehung der Baugruppe aus Rohrfeder 6 und Montagehülse 51 so weit erfolgt, bis der Zeiger 8 in Überdeckung mit der Markierung 26 am Bodenbereich 22 des Gehäuse-Basisteils 3 kommt. Durch diese Justage wird sichergestellt, dass die räumliche Orientierung der Skale 11 auf dem Deckglas 5, die durch die Führungsnase 34 und die korrespondierende Einkerbung gegenüber dem Gehäuse-Deckel 4 festgelegt wird, auch gegenüber der am Gehäuse-Basisteil 3 festgelegten Baugruppe aus Rohrfeder 6 und Montagehülse 51 korrekt ist, da nur in diesem Fall eine korrekte Druckanzeige gewährleistet ist.
