DE1940153A1 - Druckwandler - Google Patents

Druckwandler

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Publication number
DE1940153A1
DE1940153A1 DE19691940153 DE1940153A DE1940153A1 DE 1940153 A1 DE1940153 A1 DE 1940153A1 DE 19691940153 DE19691940153 DE 19691940153 DE 1940153 A DE1940153 A DE 1940153A DE 1940153 A1 DE1940153 A1 DE 1940153A1
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DE
Germany
Prior art keywords
pressure
pressure transducer
resistance element
contact clip
resistance
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Pending
Application number
DE19691940153
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English (en)
Inventor
Peter Wille
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Publication date
Application filed by Mannesmann VDO AG filed Critical Mannesmann VDO AG
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Publication of DE1940153A1 publication Critical patent/DE1940153A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0057Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of potentiometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

  • Druckwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler~mit einem druckempfindlichen Element, vorzugsweise einer Membran, und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden veränderlichen elektrischen Widerstand zur elektrischen Anzeige des Druckes oder der den Druck erzeugenden Größe.
  • Es sind bereits Druckwandler bekannt, die zur elektrischen Anzeige des Druckes ein handelsübliches oder ein für den ;jeweiligen-Truck wandler hergestelltes Potentiometer enthalten, dessen Abgriff mit dem druckempfindlichen Element, beispielsweise einer Membran, Röhrenfeder oder dergleichen, in Wirkverbindung steht. Da die Auslenkung der verschiedenen druckempfindlichen Elemente im Verhältnis zur Länge des Widerstandselementes-des Potentiometers relativ klein ist, erfolgt die Verbindung von druckempfindlichem Element und Abgriff über eine entsprechende Hebelübersetzung, was zur Folge hat, daß derartige Druckwandler große- Gehäuseabmessungen aufweisen und sich durch die Vielzahl der Bauteile eine komplizierte Montage und eine aufwendige Lagerhaltung ergibt, was sich ungünstig auf die Herstellungskosten auswirkt.
  • Des weiteren ist ein Druckwandler~bekannt geworden, der eine unter Unterdruck stehende Kapselmembran enthält. Auf einer der beiden Innenflächen der Kapselmembran ist eine vier Zweige aufweisende Dehnungsmeßbrücke aus geätztem Blattmaterial aufgeklebt, so daß, wenn die Membran mit- einem Druck beaufschlagt wird, die- in ihr entstehenden Zug- und Druckdehnungen durch die Dehnungsmeßbrücke in ein druckproportionaleg elektrisches Signal umgewandelt werden. Ein derartiger Druckwandler hat wohl sehr geringe Gehäuseabmessungen, jedoch ist er relativ teuer und für eine Massenfertigung nicht geeignet, da bereits bei geringen Schwankungen der Klebstoffschichtdicke und/ oder des in der Eapselmembran herrschenden Unterdrucks zwischen den einzelnen lruckwandlern erhebliche, nicht oder nur schwer zu korrigierende Abweichungen von der geforderten Druck-Widerstands-Kennlinie auftreten können1 Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe - Schaffung eines billigen, bauteilarmen und für eine Massenfertigung' geeigneten Druckwandlers geringer Gehäuseabmessungen - wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Widerstandsabgriff ein konvex gewölbter, an beiden Enden gelagerter und sich über einen wesentlichen Teil des Widerstandselementes erstreckender Kontaktbügel ist und das Widerstandselement und/oder der Kontaktbügel federelastisch ausgebildet und in Richtung auf den Jeweils anderen Teil des veränderlichen Widerstandes druckabhängig bewegbar gelagert ist bzw sind, Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung seien an Hand einer Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel in einem Teillängsschnitt enthält, näher erläutert.
  • Wie aus der Figur hervorgeht, besteht der Druckwandler aus einem Gehäuseoberteil 1 und einem als Sechskantschraubenkopf ausgebildeten Gehäuseunterteil 2, das in einen Gewindestutzen 3 zum Anschlup des Druckwandlers beispielsweise an ein zu überwachendes Drucksystem übergeht, Zwischen beiden Gehäuseteilen 1 und 2, die mittels einer Böfdelverbindung 4 zusammengefügt sind, ist eine nichtmetallische Zweischichtmembran 5 eingespannt, Der zur elektrischen Anzeige des Druckes vorhandene veränderliche elektrische Widerstand besteht aus einem Widerstandselement 6, das am zweckmäßigsten als Schichtwiderstand ausgebildet ist, und einem gewölbten, an beiden Enden gelagerten und sich über einenwesentlichen Teil des Widerstandsçlementes 6 erstreckenden Kontaktbügel 7 als Widerstandsabgriff. Aus fertigungstechnischen Gründen ist am zweckmäßigsten das Widerstandselement 6 starr und im Gehäuse befestigt, während der Kontaktbügel 7 federelastisch ist und unter Vorspannung in einen lose auf der Membran 5 sitzenden, im Gehäuse geführten Träger 8 eingesetzt ist. Ebenso ist es auch möglich, den Kontaktbügel 7 starr und das Widerstandselement 6 federelastisch oder sowohl den Kontaktbügel 7 als auch das Widerstandselement 6 federelastisch auszubilden, Auch kann das Widerstandselement 6 druckabhängig bewegbar und der Kontaktbügel 7 unbewegbar oder beide Teile des veränderlichen elektrischen Widerstandes druckabhängig bewegbar -- dies beispielsweise bei einem Differenzdruckwandler --im Gehäuse angeordnet sein, Welche dieser möglichen Kombinationen auch immer gewählt gewählt wirds wesentlich ist nur, daß bei einer druckabtäfgwigenw Bewegung ein mehr oder weniger großer Teil des Widerstandselementes wodurch den Kontaktbügel i entsprechend dem jeweils an der Membran 5 herrschenden Druck überbrückt wird, wodurch sich eine druckabhängige Widerstandsänderung im Anzeige stromkreis ergibt.
  • Die Lagerung des federelastischen Kontaktbügels 7 in dem lose auf der Membran 5 sitzenden und im Gehäuse geführten Träger 8 hat insbesondere bei Vorhandensein einer nichtmetallischen Membran 5 den Vorteil, daß der Träger 8 im Zusammenhang mit einer Tellerfeder 9 zusätzlich als Gegendruckglied, das bei Druckwandlern mit einer nichtmetallischen Membran 5 zum Zurückstellen der Membran 5 in ihre Ruhelage meist erforderlich ist, verwendet werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Federeigenschaften des Kontaktbügels 7 bzw.
  • die des Widerstandselementes 6 so zu wählen und den Kontaktbügel 7 bzw. das Widerstandselement 6 so anzuordnen, daß auf eine Membranrückstellfeder verzichtet werden kann -oder Membran-Rückstellfeder und Kontaktbügel 7 zu einer Einheit zusammenzufassen, so daß der Träger-8 in Wegfall kommt..Schließlich-kann auch der federelastische Kontaktbügel 7 bzw. das federelastische Widerstandselement 6 unmittelbar auf der Membran 5 befestigt werden. Bei den letztgenannten Ausführungsformen können jedoch unter Umständen Schwierigkeiten beispielsweise bei. der Festlegung der Widerstandscharakteristik des Wandlers durch die Überlagerung zweier Federkennlinien bei einer Rückstellfeder-Kontaktbügel-Einheit oder bei der Kompensation der Ä:n-derung der Membraneigenschaften bei einer Befestigung des Eontaktbügels 7 bzw. des Widerstandselementes 6 auf der Membran 5 auftreten, die die Vorteile dieser Ausführungsformen - einfacher Aufbau, Einsparung von Bauteilen - wieder zunichte machen können, so daß von Fall-zu Fall entschieden werden muß, welchen der verschiedenen Ausfuhrungsmöglichkeiten der Vorzug zu geben ist.
  • Um eine einwandfreie Kontaktgabe zwischen Kontaktbügel 7 und Widerstandselement 6 zu erhalten, empfiehlt es sich, die dem Widerstandselement 6 benachbarte Oberfläche des Kontaktbügels 7 aufzurauhen,* dies insbesondere dann,- wenr -das Widerstandselement 6 als glatter Schichtwiderstand, der beispielsweise im Dickfilm - oder Aufdampfverfahren hergestellt ist, ausgebildet ist, da dann bereits ein dünner Schmutz - oder Ståubfilm auf der Widerstandsfläche zu Kontaktunterbrechungen führen kann. Darüber hinaus hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn bei einem federelastischen Kontaktbügel 7 dieser einen hutförmigen Längsschnitt aufeist, da damit ein besonders gutes Anschmiegen des Kontaktbügels 7 an das Widerstandselement 6 erzielt werden kann Der Anschluß des veränderlichen.Widerstandes an den Anzeigestromkreis erfolgt am zweckmäßigsten einerseits über das metallische Gehäuseunterteil 2 des Druckwandlers, mit dem der Kontaktbügel 7 in leitender Verbindung steht und andererseits über einen das Gehäuse des Druckwåndlers abschließenden metallischen Deckel 10, der in dassaus Kunststoff bestehende Oberteil 1 eingesetzt ist und mit seiner Innenfläche auf dem rückseitigen, beispielsweise eine Stromanschlußbahn tragenden Teil des Widerstandselementes 6 anliegt. Der Deckel 10 wird schließlich durch einen Schraubring 11 festgeklemmt.

Claims (6)

Ansprüche
1. Druckwandler mit einem druckempfindlichen Element, vorzugsweise einer Membran, und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden veränderlichen elektrischen Widerstand zur elektrischen Anzeige des Druckes oder der den Druck-erzeugenden Größe, dadurch g-ekennzeichnet, daß der Widerstandsabgriff ein konvex gewölbter, an beiden Enden gelagerter und sich über einen wesentlichen Teil des Widerstandselementes (6) erstreckender Kontaktbügel (7) ist und das Widerstandselement (6) und/oder der Kontaktbügel (7) federelastisch ausgebildet und in Richtung auf den Jeweils anderen Teil des veränderlichen Widerstandes (6,7) druckabhängig bewegbar gelagert ist bzw sind.
2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement(6) starr und im Gehäuse befestigt ist und der federelastische Kontaktbügel (7) unter Vorspannung in einen lose auf der Membran (5) sitzenden, im Gehäuse geführten Träger (8) eingesetzt ist.
3. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federelastische Kontaktbügel (7) bzw. das federelastische Widerstandeelement (6) unmittelbar auf der Membran (5) befestigt ist.
4, Druckwandler nach-Anspruch 1 mit einer Membranrückstellfeder, dadurch gekennzeichnet, daß der federelastische Kontaktbügel (7) mit der Membranrückstellfeder (9) eine Einheit bildet,
5, Druckwandler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der federelastische Kontaktbügel (7) einen hutförmigen Längsschnitt aufweist.
6. Druckwandler nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (6) als Schichtwiderstand ausgebildet ist, 7, Druckwandler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Widerstandselement (6) benachbarte Oberfläche des Kontaktbügels (7) aufgerauht ist.
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DE (1) DE1940153A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991015741A1 (de) * 1990-04-06 1991-10-17 Robert Bosch Gmbh Druckgeber zur druckerfassung im brennraum von brennkraftmaschinen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991015741A1 (de) * 1990-04-06 1991-10-17 Robert Bosch Gmbh Druckgeber zur druckerfassung im brennraum von brennkraftmaschinen

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