DE1777301C3

DE1777301C3 - Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallmembranen. Ausscheidung aus: 1527961

Info

Publication number: DE1777301C3
Application number: DE19661777301
Authority: DE
Inventors: Helmut 7012 Schmiden Groesch; Richard 7060 Schorndorf Weiss
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1966-03-19
Filing date: 1966-03-19
Publication date: 1974-09-26
Also published as: DE1777301A1; DE1777301B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kreisförmig gewellter Metallmembranen, insbesondere zur Verwendung in Druckmeßdosen für Kompensationsmeßwerke, bei dei.. :n die Membranen !wischen zwei mit Organen zur übertragung der Klembranbewegung versehenen Tellern kleineren Durchmessers als die Membranen, die zentrisch angeordnet sind, eingefaßt und mit der Membran zu einer Membraneinheit verschweißt werden, wobei die Membranen durch anschließende Druckbeaufschlagung mittels eines Druckmediums in einer Vorrichtung verformt werden.

Es ist bekannt, zur Herstellung einer gewellten Metallmembran die Membran zwischen zwei mit Dbertragungsorgancn versehenen Tellern anzuord-Den und mit den die Membran berührenden äußeren Tellerrändern durch Wärmebehandlung fest zu verbinden. Nachteilig ist dabei, daß bei dem anschließenden Verformungsvorgang durch Drücken lediglich der über die Teller hinausstehende Rand der 5" Membran für die Verformung zur Verfugung stchi, •o daß Überdehnungen und damit unerwünschte tpannungsspitzen auftreten, die die Beschaffenheit der Membran und ihre Eigenschaften beeinflussen •nd zu Meßfehlern oder zu vorzeitiger Zerstörung dier Membran Anlaß geben. Werden die Membranen In Kompensationsmeßwerken verwendet, so tritt der Nachteil auf, daß die Eigenschaften der Membrane, beispielsweise ihre Hysterese in das Meßergebnis eingehen. Kompensationsrneßwerke, in denen gewellte Metallmembranen unter unterschiedlichen Einbauverhältnissen eingesetzt sind, unterliegen daher hinsichtlich ihrer Meßgenauigkeit den durch die Herstellungstolcranzen der Membranen bedingten Streuungen in den Eigenschaften der Membranen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist auch darin zu sehen, daß die Membranstärke eine bestimmte Größe nicht unterschreiten konnte, wenn für die Verformung ausreichend Material zur Verfügung gestellt werden sollte,

Es wurde daher schon versucht, gewellte Metallmembranen für Kompensationsmeßwerke mehreren Arbeitsgängen zu unterwerfen, in denen beispielsweise die Membranen nach dem Pressen durch geeignete Wärmebehandlung entspannt werden und durch einen erneuten Drückvorgang in die endgültige Form gebracht werden sollen. Abgesehen davon, daß diese Herstellungsverfahren sehr aufwendig sind, konnte durch sie zwar der Toleranzbereich der Abmessungen der Membranen beeinflußt werden, doch konnten auch durch diesen Vorschlag die Nachteile der bisher bekannten Herstellungsverfahren nicht vollständig ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallmembranen zu schaffen, bei dem Überdehnungen und Spannungsspitzen bei der Verfo^rrnu^p vermieden sind, so daß bessere Membranen erhalten werden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Teller mit ihren Rändern von der Membran wegweisen und ausschließlich im Zentrum verschweißt v/erden. Durch diese besondere Art der Herstellung der Membraneinheit wird die Gewähr dafür gegeben, daß bei dem anschließenden Drück.!-, der Werkstoff der Membran auch aus dem Bereich nachfließen kann, der zwischen den Teilern Hei.·!, so daß die gesamte Membran einer gleichmäßigen plastischen Verformung ausgesetzt wird, was bei der bisher üblichen Befestigung der Teller auf der Membran nicht der Fall ist. Zweckmäßig ist es außerdem. wenn einer der mil der Membran zu verschweißenden Teller vor der Verschweißung in meinem mittleren "ereich von der Membran weggewölbt ist und während der Schweißung unter Spannung an die Membran gedruckt wird, weil d'c Teller dann mit ihren Rändern unter Druck an dci· Membran anliegen, obwohl sie mit der Membran nur an ihrem Zentrum fest verbunden sind. Dadurch kann eine gleichmäßige Flächenpressung am Rand der Teller erreicht werden, die keine nachteiligen Beeinflussungen der Membraneigenschaften mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, daß auch dünnere Membranen mit vorteilhafteren Eigenschaften verarbeitet werden können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in scheniatischer Darstellung eine Vorrichtung zur Herstellung einer in den nachfolgenden Figuren gezeigten Membraneinheit nach dem crfindungsgemäßen Verfahren.

Fig. 2 die Einzelteile der nach F i g. 1 hcrgcsSellten Mcmbrancinhcit und

F i g. 3 eine fertiggestellte Druckmeßdose für ein Kompensationsmeßwerk mit einer gewellten Membraneinheit.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch dargestellt, wie eine Membraneinheit für Kompensationsmcßwcrke aus einer kreisförmigen Membran 4 und je einem zentrisch auf der Membran 4 angeordneten TellerS bzw. 6 hergestellt werden kann. Die Teller 5, 6 besitzen kleinere Durchmesser als die Membran 4 und sind an ihrem Umfang mit Rändern 5 a bzw. 6 α versehen, die von der Membran 4 wegweisen. Der Teller6 ist — wie Fig. 2 zeigt — vor der Verbindung der Einzelteile in seinem mittleren Bereich von

der Membran 4 weggewölbt. Zur Verbindung der Einzelteile wird die Membran 4 mit den Tellern 5 und 6 in einer entsprechenden Ausnehmung eines Werkzeugiisches 23 angeordnet und durch ein besonderes, den Abmessungen der Membran angepaßtes Deckelteil 24 durch die Kraft von Hedern 25 in der Ausnehmung des Tisches 23 fest gehalten. Die Führungen für die Membran 4 sowie für den oberen und unteren Teller 5 bzw. 6 sind dabei elektrisch isoliert.

AnschlieSend bewegen sich durch Öffnungen im Tisch 23 bzw. in dem Teil 24 als Stempel ausgebildete Elektroden 27 und 26 aufeinander zu, so daß der untere, zunächst noch von der Membran 4 weggewölbte Teller 6 (s. F i g. 2) durchgedrückt wird und anschließend zusammen mit der Membran 4 und dem oberen Teller 5 im Zentrum der Membran 4 elektrisch punktgeschweißt wird. Während dieses Schweißvorganges dient der untere Teller 6 einmal als definierte Anlage für ilic Elektroden 26. 27 und die Membran 4 und zum anderen zur Wärmeabfuhr während des Sehweißvorgangs. Nach dr:r Vcrschwei- ßuiki liegt der unk-ic Teller 6 an de Membran 4 und am oberen Teller? mit seinen Rändern unter einer bestimmten Vorspannung an. ohne jedoch „n diesen Uündern 5 a. 6a fest rrm der Membia::4 urbunden -.5 zu sein. Diese Tatsache ist für dci, anschließenden \ jrformunysvorgang für die Membran 4 wfsenihch. da nur auf diese VVei-e die Gewähr dafür gegeben wird, daL'i der Werkstoff der Memb;an4 auch ;:'is dem Bereich der Teller 5 und 6 gleichmäßi·; n.icht'iie-Ben kann. s;> daß eine homogene Verformung ..1er Memhr.ir· 4 erreicht v. ird.

Die Verrichtung zur Verformung der Membran 4 ist nicht dargestellt. Sie besteht im ide/eiuten Beispiel im wesentlichen aus dem Bodenteil 3 eine;· Druck- 3,; meßdose iür cm Kompensaiionsmel.lwerk das in einer Spanneinrichtung durch ein nicht gezeigtes Oberteil abgeschios-en wird.

An dem oberen Teller 5 der Membianeinheit. wie sie in Fig 3 nach dem Vcrlormungsvorgang daige- ',o stellt ist, ist ein Zapfen 7 angebracht, der beispielsweise zur Übertragung der von de' Membran hervorgerufenen Bewegungen auf ein komperv.ationsmeßwerk vorgesehenes Meßglied dient. Aul den Rändern der Membran 4 sitzt ein Distanzring.8 auf, der während des Verformungsvorganges von dem Oberteil, das auf ein Unterteil gedruckt wird, auf dem der Bodenteil 3 aufliegt, seinerseits fest auf den Rand der Membran 4 gepreßt wird und diese auf dem Boden-U-il 3 der Druckmeßdose festspannt.

Zur Zentrierung des Oberteils auf dem Unterteil dienen zylindrische Paßstifte, die in entsprechenden Bohrungen im Ober- und Unterteil der Einspannvorrichtung geführt sind. Im Unterteil ist ein Anschluß für ein hydraulisches Medium vorgesehen, das über Druckbohrungen in den Raum unterhalb der Membran 4 gedruckt werden kann.

Gelangt das hydraulische Medium unter die Membran 4, so wird der obere Teller 5 mit seinem Rand gegen einen Bund im Oberteil der Spanneinrichtung gedruckt und an einer weiteren Bewegung gehindert. Wird der Druck des hydraulischen Mediums weiter gesteigert, so wird die im allgemeinen erwr; O.Oft mm starke Membran 4 bu >.inem bestimmten Duck unter plastischer Verformu' _:, ihres Materials räch oben in die gestrichelt gezeichnet; Lage gedruckt, in der sie auch nach dem Absinken des Druckes verbleibt. Dabei kann, da eine Ic-:e Verbindung zui-chen Membran 4 und Tellern 5 und Ii nur im Zentrum besteht, das gesamte Maien;.! der Membran 4 --.n der Verformung teilnehmer., so daß uiie gleichmäßige Verformung ohne auftretende Spariiiunysspit/.cn erreicht wird.

■n der F i g. 3 ist der Oberteil di-.ich :-inen mittels Schrauben 19 an den B.ider.iei! 3 angeschraubten Deckel 18 ersetzt. Der DisUm/ring 8. der schon für den Verformungsvorgang noi-g war, dient dabei üieich/.eiti'..! als Zentrierrinu fur den Di-ckel 18 der bruckmeßdoso. An Stelle'des t^:n:ene:ls der Einspannvorrichtung wird anschließen·..! ;!·. "' Uruckanschlußstutzen 20 mit Hilfe der Schrauben 21 a,i der, Bodenieil 3 der Drucknielkn se .:n.;?schraub!. \\obei eine Dichtung 22 von dem koiiMchen Ansät/. 16 dei Druckeinlaßijffnung der DruckmeWdosc gegen einen entsprechenden Bund des Anschlußstui/en-. 2(1 gedrückt wird. Die so hergestellt·.· Druckir.eßdose ta:in anschließend, in das KomnensationsineÜwerk eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 777 3Oi Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von kreisförmigen gewellten Metallmerabranen, insbesondere zur Verwendung in Druckmeßdosen für Kompensationsmeßwerke, bei denen die Membranen zwischen zwei mit Organen zur Übertragung der Membranbewegung versehenen Tellern kleineren Durchmessers als die Membranen, die zentrisch angeordnet sind, eingefaßt und mit der Membran zu einer Membraneinheit verschweißt werden, wobei die Membranen durch anschließende Druckbeaufschlagung mittels eines Druckmediums in einer Vorrichtung verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller mit ihren Rändern (5 a, 6 a) von der Membran wegweisen und ausschließlich im Zentrum verschweißt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der mit der Membran zu verschweißenden Teller vor der Verschvveißung in seinem mittleren Bereich von der Membran weggewölbt ist und wahrend der Schweißung unter Spannung an die Membran angedruckt wird.