DE1930701A1

DE1930701A1 - Tubular spring for pressure gauges

Info

Publication number: DE1930701A1
Application number: DE19691930701
Authority: DE
Inventors: Siegfried Giegold
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1969-06-18
Publication date: 1970-02-19
Also published as: BE734097A; DE1930701B2; AT282232B; CH483626A; GB1213109A; JPS4919478B1; FR2011398A1; NL6909525A; SE341084B

Description

VDO TACHOME¹J)ER WERKE FRANKFÜRT/M ■ W 90VDO TACHOME ¹ J) ER WERKE FRANKFÜRT / M ■ W 90

ADOLF SCHINDIiING GMBH · GRÄFSTRASSE 103ADOLF SCHINDIiING GMBH GRÄFSTRASSE 103

Tubular spring for pressure gauges.

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung einer Röhrenfeder für Druckmeßgeräte mit dem Ziele einer Verbesserung der Federeigensehaften, insbesondere einer Erhöhung der Überdrucksicheriieit und Erweiterung des Druckmeßbereiches.The invention relates to the formation of a tubular spring for pressure gauges with the aim of improving the Spring properties, in particular an increase in the overpressure safety and expansion of the pressure measurement range.

Bekanntlich wird die Überdrucksieherheit von kreisförmig gebogenen Röhrenfedern in Druekmeßgeräten meist dadurch erreicht, daß die Feder "bei einem bestimmten Innendruck so festgehalten wird, daß keine weitere Krümmungsänderung von Teilen oder auch der ganzen Röhrenfeder mehr erfolgen kann. Dieses Festhalten der Röhrenfeder wird in der Regel durch Anschlagelemente, einem Winkel oder einer entsprechend gekrümmten Anschlagleiste bewirkt, gegen welche sich die Röhrenfeder bei Erreichen des vorgesehenen Innendruckes mit ihrem Außenumfange anlegt. Durch ein solches Abfangen der Röhrenfeder wird aber zunächst nur das am auslenkbaren Röhrenfederende angelenkte Übersetzungs- und Anzeigewerk vor Druckstößen geschützt. Zwar kann der Meißbereich einer durch einen Anschlag festgehaltene Röhrenfeder dadurch auch erweitert werden, die Höchstbeanspruchung bleibt jedoch unverändert, weil sich der Querschnitt der Röhrenfeder weiter verformen kann. Über eine durch die Höchstbeanspruchung gegebene Sicherheitsgrenze hinaus ist auch eine durch Anschlag abgefangene Röhrenfeder nicht belastbar. Eine Vergrößerung der Wandstärke der Röhrenfeder führt nicht zum Ziele, weil sich dadurch alle Federeigenschaften ändern.As is known, the overpressure seal is curved in a circular manner Tubular springs in pressure measuring devices are usually achieved by the fact that the spring is "held in place at a certain internal pressure" will that no further change in curvature of parts or even the whole tube spring can be done more. This holding the tubular spring is usually by stop elements, a Angle or a correspondingly curved stop bar causes against which the tubular spring when reaching the intended Internal pressure applies with its external circumference. Through a such interception of the tubular spring is initially only the translation and articulated on the deflectable tubular spring end Indicator mechanism protected from pressure surges. It is true that the cutting area of a tubular spring held by a stop can thereby can also be extended, the maximum stress remains but unchanged, because the cross section of the tubular spring can deform further. About one by the maximum load Beyond the given safety limit, a tubular spring caught by a stop cannot be loaded. An enlargement of the The wall thickness of the tubular spring does not achieve the goal, because it changes all spring properties.

Durch die Erfindung werden? d^iese Unvollkommenheit und Nachteile der bekannten Überdrucksicherung von Röhrenfedern beseitigt und gleichzeitig eine Verbesserung der Federeigenschaften erreicht. Die Erfindung besteht darin, daß koaxial um das mit dem Meßdruck beaufschlagbare Federrohr ein oder mehrere weitere Federrohre angeordnet sind und die Zwischenräume zwischen den einzelnen Federrohren mit einem inkompressiblen Medium gefüllt sowie an beiden Enden dicht verschlossen sind. DurchWill the invention? these imperfections and disadvantages eliminates the known overpressure protection of tubular springs and at the same time improves the spring properties achieved. The invention consists in that coaxially around the spring tube, which can be acted upon by the measuring pressure, one or more additional ones Spring tubes are arranged and the spaces between the individual spring tubes are filled with an incompressible medium and are tightly sealed at both ends. By

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L.L.

diese Maßnahme ist für das mit dem Meßdruck unmittelbar beaufschlagte Federrohr eine ideale, auf ihre gesamte Oberfläche völlig gleichmäßig wirkende Anlage gegeben, die vom Druck des inkompressiblen Mediums im geschlossenen Zwischenraum zwischen dem inneren und äußeren Pederrohr dargestellt wird. Dieser Druck wirkt auf das innere Pederrohr als Außendruck und auf das äußere Pederrohr als. Innendruck. Dabei entsteht von innen nach außen ein Druckgefälle, da ein Teil des Meßdruckes in dem inneren Pederrohr für die Verformung beider Federrohre verbraucht wird, und im Zwischenraum stellt sich ein erheblich verminderter Druck ein, der von dem äußeren Pederrohr aufgenommen wird. Auf die Wandung des Innenrohres wirkt lediglich der Differenzdruck und somit ist dieses Federrohr im Verhältnis vom Meß- zum Differenzdruck für eine größere Hochstbeanspruchung und dadurch auch für einen entsprechend größeren maximalen Betriebsdruck geeignet, Wird ein weiters Federrohr unter 'Zwischenschaltung einen inkompressiblen Mediums um das vorbeschriebene Doppelrohr angeordnet, dann wird der auf die eingeschlossenen Federrohre wirkende Druck welter vermindert und entsprechend die Höchstbeanspruchung sowie der Druckmeßbereich der gesaraten Röhrenfeder vergrößert.this measure is for the directly acted upon with the measuring pressure The spring tube provides an ideal system that acts completely evenly over its entire surface and is supported by the pressure of the incompressible medium is represented in the closed space between the inner and outer peder tube. This Pressure acts on the inner peder tube as external pressure and on the outer peder tube as. Internal pressure. It is created from within to the outside a pressure gradient, since part of the measuring pressure in the inner Peder tube is used for the deformation of both spring tubes is, and in the space there is a considerably reduced pressure, which is taken up by the outer peder tube will. Only the differential pressure acts on the wall of the inner tube and thus this spring tube is in proportion from the measuring pressure to the differential pressure for a higher maximum load and therefore also suitable for a correspondingly higher maximum operating pressure 'Interposition of an incompressible medium around the above Double tube arranged, then the pressure acting on the enclosed spring tubes is reduced and accordingly the maximum stress and the pressure measuring range of the entire tubular spring is increased.

Diese mit den Maßnahmen nach der Erfindung erreichbare wesentliche Vergrößerung der Höchstbeanspruchung bedeutet gleichzeitig eine erheblich größere Überdrucksicherheit der Röhrenfeder. Zum Schutz des Übertragungs- und Anzeigewerkes gegen Druckstöße können selbstverständlich die bekannten Anschlagmittel für den Außenumfang der Röhrenfeder zusätzlich verwendet werden. Durch die Aufteilung der Druckbelastung der Röhrenfeder auf mehrere Einzelrohre wird jedoch bereits eine derartige Dämpfung erreicht, daß bei einer Anwendung für einen geringeren maximalen Betriebsdruck auf solche Anschlagmittel auch ganz verzichtet werden kann.This can be achieved with the measures according to the invention essential Increasing the maximum stress also means that the tubular spring is considerably more secure against overpressure. To protect the transmission and display system against pressure surges, the known lifting means can of course be used can also be used for the outer circumference of the tubular spring. By dividing the pressure load of the Tubular spring on several individual tubes, however, such a damping is already achieved that in an application for one lower maximum operating pressure can also be dispensed with entirely.

Neben der wesentlichen Erhöhung der Überdrucksicherheit bietet die erfindungsgemäße Ausbildung der Röhrenfeder eine Reihe weiterer Vorteile. Die erfindungsgemäße Röhrenfeder ist weicher und damit empfindlicher und hat eine kleinere Hysterese alsIn addition to the substantial increase in overpressure security, the design of the tubular spring according to the invention offers a number of options further advantages. The tubular spring according to the invention is softer and therefore more sensitive and has a smaller hysteresis than

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eine vergleichbare einfache Röhrenfeder gleicher Querschnittsform und Krümmung und mit gleichem Arbeitsvermögen. Sie ist auch gegen äußere Erschütterungen wesentlich unempfindlicher. Durch die größere.Weichheit und Druckerapfindlichkeit der Röhrenfeder kann sie für erheblich niederere Druckbereiche und wegen der vergrößerten Höchstbanspruehung für einen ent- ~ sprechend höheren maximalen Betriebsdruck, insgesamt für einen wesentlich größeren Druckmeßbereich eingesetzt werden. Durch eine auf das auslenkbare Röhrenfederende wirkende Federvorspannung kann innerhalb der maximalen Meßbereichsgrenzen jeder beliebige Zwischenbereich als Meßbereich gewählt werden. Diese Verbreiterung der Anwendungsmöglichkeit ergibt eine nicht unerhebliche Vereinfachung für die Fertigung und Lagerhaltung.a comparable simple tube spring of the same cross-sectional shape and curvature and with the same work capacity. she is also much less sensitive to external vibrations. Due to the greater softness and printer sensitivity of the Tubular springs can be used for considerably lower pressure ranges and because of the increased maximum stress for a develop- ~ correspondingly higher maximum operating pressure, all in all can be used for a much larger pressure measuring range. By a The spring preload acting on the deflectable tube spring end can be any one within the maximum measuring range limits Intermediate range can be selected as the measuring range. This broadening of the application possibilities results in a not inconsiderable one Simplification for manufacturing and warehousing.

Die erfindungsgemäße Röhrenfeder kann grundsätzlich aus Federrohren verschiedener Querschnittsform und verschiedener Wandstärke bestehen, wodurch sich in weiten Grenzen die Eigenschaften und das Arbeitsvermögen der Feder variieren lassen. Jedoch erschweren unterschiedliche Querschnittsformen die Fertigung der Röhrenfeder, während durch die Verwendung gleicher Profilformen der Vorteil einer einfachen Fertigung bei ausreichend breiter Einsatzmöglichkeit gegeben ist. Um eine optimale Weichheit und Empfindlichkeit der Röhrenfeder für einen bestimmten maximalen Betriebsdruck zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Wandstärken der einzelnen Federrohre von innen nach außen entsprechend dem Druckgefälle abnehmen.The tubular spring according to the invention can in principle consist of spring tubes different cross-sectional shape and different wall thickness exist, whereby the properties are within wide limits and let the working capacity of the spring vary. However, different cross-sectional shapes make production more difficult the tubular spring, while by using the same profile shapes the advantage of simple production with sufficient broad application is given. To have optimal softness and sensitivity of the tube spring for one To achieve a certain maximum operating pressure, it is advantageous if the wall thicknesses of the individual spring tubes of decrease inside out according to the pressure gradient.

Zur Verringerung des Einflusses der Umgebungstemperatur auf die Anzeigengenauigkeit soll der lichte Abstand zwischen Je Ewei Federrohren und damit das Volumen des inkompressiblen FUllungsmediums möglichst klein gehalten werden. Andererseits eoll ein Berühren und damit eine Reibung bei den Relatlwersehiebungen der einzelnen Federrohre bei ihrer Verformung vermieden werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den lichten Abstand zwischen den Federrohren ungefähr gleich dem .Mittelwert der. Wandstärken der einzelnen Federrohre zu wählen. Da die Temperatürabhängigkeit der Anzeige vom Wärmeausdehnungskoeffizienten des in den Zwischenräumen eingeschlossenen.' inkompressiblen Mediums abhängig ist, ist es vorteilhaft, ein To reduce the influence of the ambient temperature on the display accuracy, the clear distance between Je Ewei spring tubes and thus the volume of the incompressible Filling medium are kept as small as possible. On the other hand, there should be touching and thus friction during the relatlverehiebungen the deformation of the individual spring tubes can be avoided. It has proven expedient to use the clear Distance between the spring tubes approximately equal to the mean value of the. To choose wall thicknesses of the individual spring tubes. As the temperature dependence of the display on the coefficient of thermal expansion the one enclosed in the interstices. ' incompressible medium, it is beneficial to have a

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Medium mit klpinem Wärmeausdehnungskoeffizienten, beispielsweise ein Silikonöl zu verwenden. Medium with a cool coefficient of thermal expansion, for example a silicone oil, should be used.

Die Zeichnung zeigt, in schematischer Darstellung ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, und zwar eine Seitenansicht der Röhrenfeder, beide Enden im Schnitt.The drawing shows, in a schematic representation, an exemplary embodiment of the invention, namely a side view of the tubular spring, both ends in section.

Um das mit dem Druckmedium beaufschlagbare Federrohr 1 sind in jeweils geringem Abstand zwei weitere Federrohre 2 und 3 koaxial zum Federrohr 1 angeordnet, Die Einbettung und der Anschluß des offenen Federrohres 1 an das sogenannte Anschlußstück sind nicht dargestellt« Die Zwischenräume 4 und 5 zwischen den einzelnen Federrohren 1 und 2 bzw. 2 und 3 werden mit einem inkompressiblen Medium mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefüllt und dann an beiden Enden dicht verschlossen. An das freie auslenkbare Ende der Röhrenfeder ist das Endstück 6 unter gleichzeitigem Abschluß des Federrohres 1 angelötet. Als Profilform wird am zweckmäßigsten ein üblicher' ellipsen-,flachbogen- oder nierenförmiger Querschnitt verwendet. To the pressurized with the pressure medium spring tube 1 are in two further spring tubes 2 and 3 at a small distance arranged coaxially to the spring tube 1, the embedding and the connection of the open spring tube 1 to the so-called connector are not shown «The spaces 4 and 5 between the individual spring tubes 1 and 2 or 2 and 3 are with an incompressible medium with a low coefficient of thermal expansion filled and then tightly closed at both ends. At the free deflectable end of the tubular spring is the end piece 6 is soldered onto the spring tube 1 at the same time. The most appropriate profile shape is a common ' elliptical, flat arch or kidney-shaped cross-section is used.

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Claims

Claims.

1./JRöhrenfeder for pressure gauges, characterized in that one or more further Peder tubes (2,3) and the spaces (4,5) between the individual spring tubes are arranged coaxially around the spring tube which can be acted upon by the measuring pressure (1,2,3) are filled with an incompressible medium and sealed at both ends. . ·.

2 / tubular spring according to claim 1, characterized in that the individual spring tubes (1, 2, 3) have the same cross-sectional shape.

3. / tubular spring according to claim 1 or 2, characterized in that the wall thicknesses of the individual Peder tubes (1,2,3) decrease from the inside to the outside.

4. / Tubular spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clear distance between two Peder tubes (1,2 and 2,3) is approximately equal to the mean wall thickness of the individual Peder tubes (1,2,3).

5. / tubular spring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the incompressible medium used to fill the intermediate spaces (4, 5) has a small coefficient of thermal expansion.

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