DE1940485A1 - Druckwandler - Google Patents
DruckwandlerInfo
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- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
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Description
snwMfte
L>- 'ng. H. Nc
Dipl. Phy3. W. Schrnif?
»München 12, Meta tfsfr. 23
Tel. 5 3β OJS 86
Sparton Corporation
.24-00 E. Ganson Street
Jackson, Michigan/USA 2. August 1969
.24-00 E. Ganson Street
Jackson, Michigan/USA 2. August 1969
Anwaltsakte M-799
Druckwandler
Die Erfindung betrifft einen Druckwandler mit einem druckempfindlichen,
länglichen, metallischen, rohrförmigen Element, und insbesondere einen Druckwandler mit einem spiralenförmigen
druckempfindlichen Element, bei dem eine Druckdifferenz zu einer V/inke laus lenkung des Elements über dessen
gesamte Länge führt, wobei diese »»inke laus lenkung durch ein
geeignetes Gerät.gemessen oder angezeigt werden kann.
Zur Anzeige und zum Abtasten von Drücken, beispielsweise Flüssigkeits- oder Gasdrücken, werden seit langem mit Burdonrohren
versehene Einrichtungen verwendet, die auf unterschied« lichste Weise ausgebildet sind. Eine bekannte Einrichtung.enthält
ein in sich verdrehtes Rohr; dabei wird ein dünnwandiges Eohr von ovalem oder elliptischem Querschnitt um seine Längsachse in sich verdreht, so daß eine Spiralform erzielt wird.
Wenn man nun dieses Hohr von innen mit Druck beaufschlagt,
sucht sich das Rohr "zu strecken" oder "aufzudrehen", was
über die gesamte Axiallänge des druckempfindlichen Element
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zu einer Winkelauslenkung führt, die als Anzeige für den
im Inneren des Rohres herrschenden Druck gemessen werden kann.
Trotz ihrer vielfachen zufriedenstellenden Anwendung haben derartige
Einrichtungen jedoch verschiedene Nachteile. So ist z,
B. der gegebene Betriebsdruckbereieh eines einzelnen druckempfindlichen
Elements oder Druckfühlers -verhältnismäßig eng
und die physikalischen Eigenschaften des Rohres müssen wesentlich verändert werden, um die Einrichtung an unterschiedliche
Druckbereiche anzupassen. Weiterhin ist die Winkelauslenkung innerhalb des zulässigen Betriebsbereiches verhältnismäßig
klein, und daher sind häufig Einrichtungen zur Vervielfachung und Verstärkung der Bewegung erforderlich, um bei Verwendung
derartiger ilruckfühler einen voll/wirksamen druckwandler zu
erzielen. Weiterhin ist es schwierig, einem in sich verdrehe ten Burdonrohr eine gleichförmige Verwindung zu geben und über
den gesamten Betriebsbereich einen linearen Elastizitätsmodul
zu erhalten.
Eine weitere Schwierigkeit bei einem -^ruekfühler in ivorm eines
verwundenen Burdonrohres ergibt sich bei einer Beaufschlagung
durch Überdruck; dabei wird das Innere des Bruekfühlers mit
einem höheren Druck als dem, für den es ausgelegt wurde, beaufschlagt
und das Rohr wird über die Elastizitätsgrenze des Materials "aufgeblasen", wodurch das Rohr aufgewunden und verformt wird und der Druckfühler und sein zugehöriges Gerat
betriebsunfähig werden. .
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Aufgabe der Erfindung ist es j einen Druckwandler mit einem
Druckfühler zu schaffen, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden und der inabesondere trotz geringer Herstellungskosten
über verbesserte physikalische und Betriebseigenschaften
verfügty bei dem erfindungsgemäßen Druckwandler soll weiterhin
die Gefahr einer Beschädigung und unzulässigen Verformungen infolge eines zu hohen 'Überdruckes ausgeschaltet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungagemäß durch den in den Ansprüchen
beschriebenen Druckwandler gelöst.
Anstelle des bekannten durch den Verwindungsvorgang spiralförmig ausgebildeten Bohres von elliptischem oderovalem Querschnitt
wird bei dem erfindungsgemäßen. Druckwandler ein Druckfühler verwendet, der mit wendelförmig verlaufenden Kehlen
oder Nuten versehen istj dabei kann der Querschnitt des unbearbeiteten
Ausgängsrohres kreisförmig oder nicht-kreisförmig
sein. Die Kehlen werden aus der Wandung des Rohres gebildet und bestehen aus dem gleichen Material? sie werden durch einen
üblichen Bearbeitungsvorgang ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Druckfühler wird vorzugsweise aus einem Rohr hergestellt, dessen molekulare Spannungslinien im wesentlichen
parallel zur Rohrachse verlaufen, und die Hohlkehlen
werden derart spiralförmig in das Rohr eingedrückt, daß sie
quer zu den. Spannutslinien abgestellt sind. Auf diese "eise
werden die besten physikalischen Eigenschaften erreicht -und
di«e Schwierigkeiten, die bei den bekannten Burdonrohren. auf—
-3 - ■'■■■_.
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k ■·."■■■ 194Q485
. treten, größtenteils überwunden.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckwandler ist weiterhin eine bei
unzulässig hohen Überdrücken wirksame Begrenzungseinrichtung vorgesehen, die eine Zerstörung des Druckfühlers infolge au
hoher Drücke automatisch verhindert. Dabei wird der Druckfühler von außen her mit dem zu messenden oder abzutastenden
Druck beaufschlagt. Die ^empfindlichkeit gegen zu hohe Überdrücke ergibt sieh durch die Anordnung einer Welle, die koaxial
durch den Druckftihler verläuft und an die sich die Hohlkehlen
des Druckfühlers anlegen, wenn dessen Wandung mit dem
Maximaldruck beaufschlagt wird. Die Welle begrenzt die Radialkontraktion
der Kehlen und die Verdrehung des Druckfühlers und verhindert infolgedessen vor Erreichen der Elastizitätsgrenze des Materials des Druckfühlers die weitere, durch unzulässig hohe Drücke bewirkte Bewegung des Druckfühlers.
Durch die Anordnung der Kehlen ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen
druckempfindlichen Element ein gegenüber dem bekannten
Druckfühlern verbessertes Temperaturverhalten. Im Vergleich zu den bekannten Druckfühlern wird bei dem erfindungsgemäßen
Druckfühler aus dem bei gleicher Länge und gleichen Druckzuständen
eine größere Winkelauslenkung um die Längsachse und über die Länge des Elements eine gleichförmigere Verwindung
erreicht. Da der erfindungsgemäße Druckfühler während der Her·^
stellung und des Betriebes geringeren Spannungen ausgesetzt ist, zeichnet er sich außerdem durch geringere Hysteresefehler
und eine erhöhte Lebensdauer aus.
·-.-■-■ ■
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Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Druckwandlers müssen,
beim endgültigen Zusammenbau Weniger enge Toleranzen eingehalten
werden und für den Druckwandler sind weniger Bauteile erforderlich; es lassen sich eine Vielzahl von Materialien
verwenden, da die Lot- und Fertigungsvorgänge vereinfacht und mit geringerem Materialverbrauch durchgeführt werden
können.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Druckwandlers zeigen sich
am deutlichsten bei Druckbeaufschlagung des Druckfühlers von außen und bei Anordnung einer Welle in dem Druckfühler. Darüberhinaus
kann der erfindungsgemäße Druckwandler auch zum Differenz« druckvergleich verwendet werden, da der Druckfühler sowohl im
Inneren als auch von außen mit Druck beaufschlagt werden kann,
woraus sich eine Anzeige ergibt, die proportional der am Druckfühler
anliegenden Druckdifferenz ist.
Der erfindungsgemäße Druckwandler zeichnet sich also gegenüber
den bekannten, mit Burdonrohren versehenen Druckwandlern durch
■eine größere Winkelauslenkung bei einem betrachteten Differenzdruck,
durch seine Unempfindlichkeit gegen unzulässig hohe
Überdrücke und durch kleinere Hysteresefehler aus.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigern
■ ■- 5 009813/1125
Fig. 1 eine Seitenansicht eines unbearbeiteten Hohres, aus.
dem das erfindungsgemäße, druckempfindliche Element
hergestellt.wxrd,
ITig. 2 die Aufsicht des Rohres gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines exfindungsgemäßen druckempfindlichen
Elementes, naeh-dem die Hohlkehlen ausgeformt wurden -und vor der Verwindung des Elements,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 5,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Elements gemäß Fig. 3 nach dem
Verwindungsvorgang,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5,
Fig. 7 eine Seitenansicht des bevorzugten Ausfühningsbeispiels
eines druckempfindlichen Elements, bei dem die Hohlkehlen spiralförmig in den Rohling eingedrückt wurden,
Fig. 8 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Druckwandlers %n
Verbindung mit den mit Spiralkehlen versehenen druek??
empfindlichen Element, längs der Linie VIII-VIII der
Fig. 9 die Aufsicht des Druckwandlers gemäß Fige 8,
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Fig. 1ο einen Längsschnitt eines weiteren Ausfiüirungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Druckwandlers, bei dem eine Welle in dem druckempfindlichen Element angeordnet
und das Element von außen mit Druck beaufschlagter ist,
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. Ίο, der
das druckempfindliche Element in der normalen Betriebs· - oder üuhelage zeigt,
Fig. 12 eine der Fig. 11 ähnliche Darstellung, die die gegenseitige
Lage der Hohlkehlen und der Innenwelle bei Beanspruchung "des druckempfindlichen Elements duroh
Überdruck zeigt,
Fig. 15 einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Druckwandlers, bei dem das druckempfindliche Element sowohl im Inneren als auch
von außen mit Druck beaufschlagt werden kann.
Das in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Druckwandler verwendbare
druckempfindliche Element ist am deutlichsten aus den
Fign. 1 bis 7 ersichtlich. Das druckempfindliche Element oder der Druckfühler ist vorzugsweise aus einem nahtlosen, dünnwandigen
Metallrohr hergestellt, dessen Wandstärke zwischen o,o5 und o,5 mm liegt. Eine zu diesem Zweck verwendbare Materialart ist ein rostfreier Stahl, der unter dem Namen NiSpan-C
im Handel ist.
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Pig. 1 zeigt einen zylindrischen Rohling, der aus einem nahtlosen Rohr ίο besteht, dessen Enden zur Rohrachse senkrecht
verlaufen. An entgegengesetzten Enden sind Bezugspunkte 12 und 14 dargestellt, um den Verwindungsvorgang zu verdeutlichen,
der weiter unten im einzelnen beschrieoen wird· Die
Herstellung dieses Rohres wird so durchgeführt, daß die melekularen
Spannungslinien des Rohrmaterials im wesentlichen
parallel zur Materiallängsachse verlaufen und das Rohr über seine gesamte Länge eine gleichmäßige Wandstärke hat.
Fig. 3 zeigt die Gestalt des Rohlings, nach dem die Kehlen
auegebildet wurden. Wie die Fign. 4 und 6 zeigen, sind die
Kehlen 16 linear und, konkav ausgeformt, so daß sich aus der
Zylinderform des Rohlings zwischen den Kehlen ein zylinderförmiger
Abschnitt 18 ergibt. Die Kehlen verlaufen bis kurz vor die Enden des Rohlings und sind gemäß Fig. 3 unter Verwendung eines üblichen Herstellungverfahrens, beispielsweise
durch Druckstempel oder dergleichen, im wesentlichen parallel
zur Achse des Rohlings 1o ausgebildet.
Das in Fig. 3 gezeigte druckempfindliche Element ist in Fig.5
in seiner endgültigen Geetalt dargestellt; das Werkstück gemäß Fig. 3 wurde verdreht, um den Hohlkehlen einen spiralförmigen
Verlauf zu geben. Wie Fig. 3 zeigt, befinden sich die Haarkierungsstellen
12 und 14 an der gleichen. Stelle wie in Fig. 1T
Gemäß Fig. 5 wurde die Markierungsstelle 14 gegenüber Fig. 3 um wenigstens 9o° verdreht und ist daher nicht mehr sichtbar.
• - " . ■ ■
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind im rohrförmigen Rohling drei Kehlen 16 ausgebildet, jedoch können auch
zwei oder mehr als drei Hohlkehlen vorgesehen sein, und es ist
möglich, in einem Rohr von verhältnismäßig kleinem Durchmesser sogar sechs Hohlkehlen auszubilden und dabei die vorteilhaften
Eigenschaften gemäß der Erfindung zu erhalten.
Fig. 7 zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen druckempfindlichen Elements. Dieses druckempfindliche
Element wird aus einem dem in Fig. 1 gezeigten Rohling 1o identischen
Rohling hergestellt, bei dem die Spannungslinien parallel zur Längsachse verlaufen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die Kehlen 22 jedoch spiralenförmig unmittelbar auf dem
Rohling ausgebildet und während der Herstellung wird das Element
nicht verwunden, wie dies bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel
zwischen den in den Fign. 3 und 5 gezeigten Herstellungsstufen
der Fall ist. Aus der Anordnung der Kehlen 22 ergeben sich zwischen den Kehlen zylinderförmige Abschnitte 24,
und an einander entsprechenden Axialschnitten ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig, 7 identisch"zu dem Ausfuhrungsbeispiel
gemäß den Fign. 4 und 6 ausgebildet. Der Bezugspunkt 26 entspricht dem Bezugspunkt 12, und der Bezugspunkt 28 entspricht
dem Bezugspunkt H; daraus ist ersichtlich, daß der Rohling während der Herstellung nicht in sich verdreht wird. Wie bei
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel kann zur Herstellung
der spiralförmigen Kehlen 22 ein übliches Herstellungsverfahren
gewählt werden. .
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Bei dem AuBführungsbeispiel gemäß Fige 7'verlaufen "die Kehlen
22 schräg zu den Spannungslinien des Hohlings, aus dem
das Element gefertigt wurde, da der Rohling nicht in sich verwunden
wurde. Es wird angenommen, daß dieser Umstand zu den im Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 verbesserten
physikalischen und funktionsmäßigen Eigenschaften führt, und aus diesem Grund wird das Ausführungsbeispiel gemäß
Jig. 7 bevorzugt.
Pig. 8 zeigt einen Druckwandler mit den beschriebenen, gekehlten
druckempfindlichen Elementen , der ein oberes Gehäuse
3o enthält, an dem ein unteres zylindrisches Gehäuse 32 befestigt ist. Am Gehäuse 32 sind Gewindegänge 34 ausgebildet,
so daß ein geeignetes Ansehlußstück am Y/andler befestigt
oder der Wandler in ein Gewindeloch in einem Druckkessel oder
dgl. eingesehraubt werden kann.
Das Gehäuse 32 ist mit einem Einlaß 36 versehen, und der rohrförmige
gekehlte Druckfühler 38 ist derart im Gehäuse 32 untergebracht, daß sein unteres Ende mit dem Einlaß 36 in ' Verbindung
steht. Der Druckfühler 38 ist bei 4o mit dem Gehäuse 32 verlötet oder auf andere Weise verbunden. Die Kehlen des ^ruckfühlers
38 verlaufen in der im Sinne der Fign. 1 bis 7 entgegengesetzten
Richtung, um zu verdeutlichen, daß sie entweder rechts- oder linksherum gewendelt sein können.
Am oberen Ende ist der Druckfühler durch eine mit einem Ansatz
versehene Welle 42 abgedichtet, die durch ein im Gehäuse
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3o angebrachtes Lager 44 drehbar gehaltert wird. Eine auf
die Welle 42 aufgeschraubte Matter 46 trägt eine Isolationescheibe
48, die einen Potentiometerschieifer 5o haltert,
welcher mit einem aus einem Träger und einer Wicklung bestehenden Potentiometer 54 zusammenwirkt, wodurch die elektrischen
Betriebswerte des aus dem Schleifer 5ο und der Wicklung 54 bestehenden Potentiometers entsprechend der durch ein
Zusammen« oder Auseinanderdrehen des Druckfühlers 38 hervorgerufenen
Drehung der Welle 42 verändert werden. Mit dem Schleifer 5o und der Wicklung 54 sind elektrische Leiter verbunden.
Der grundsätzliche Aurbau dieses Teils des Wandlers
ist in der USA-Patentschrift 3»346*83o beschrieben.
Wenn in den Sinlaß 36 Druckmittel eingeleitet wird, dreht sich
der gekehlte !Druckfühler 38 auseinander, wodurch der Schleifer
5o auf der Wicklung 54 verschoben und auf diese Weise der Druck
angezeigt wird.-
Fig. 1o zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel, eines erfindungsgemäßen
Wandlers* bei dem der Jiruckfühler von außen mit
Druck beaufschlagt wird. Der Wandler gemäß Pig. Io enthält das obere Gehäuse 56 und das untere, den Druckfühler aufnehmende,
rohrförmige Gehäuse 58, in dem eine Kammer ausgebildet ist. Über Gewindegänge 66 kann der Wandler an eine geeignete Leitung
angeschlossen werden, wodurch Druckmittel über einen Einlaß 61 in die Kammer des Gehäuses 58 einströmen kann.
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Der Druckfühler 62 ist an seinem unteren Ende durch ein Verschlußstück
64 verschlossen, das mit dem unteren Ende beispielsweise
hart oder weich verlötet ist, und am Verschlußstück 64 ist eine Welle 66 befestigt, die koaxial zur Achse
des Druckfühlers 62 verläuft. Die Welle 66 erstreckt sich durch das andere Ende des Druckfühlers 62 und endet in einem
Wellenabschnitt 68 von vergrößertem Durchmesser.
Der Druckfühler 62 enthält an seinem oberen Ende ein Verschlußstück
7o, das mit dem Gehäuse 58 beispielsweise hart oder weich verlötet ist, und das obere Ende des Druckfühlers 62 ist am
Verschlußstück 7o befestigt,, so daß der Druckfühler an seinem
oberen Ende fest mit dem Gehäuse 56 und 58 verbunden ist. Der
Druckfühler 62 ist an seinem unteren, nahe dem Ende des Ver- ,
schlußstückes 64 gelegenen Ende nicht abgestützt und das über
den Einlaß 61 eintretende Strömungsmittel kann frei in die
Kammer des Gehäuses 58 einströmen.
Am oberen Wellenabschnitt 68 ist ein Isolierteil 74 befestigt,
und der Wellenabschnitt 68 wird durch Wälzlager 76 drehbar gehaltert. Aul" dem Wellenabsehnitt 68 ist ein Potentiometerschleifer
78 mittels des Isolationsteiles 74 befestigt, der mit der Widerstandwicklung So in ähnlicher Weise, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fign. 8 und 9 zusammenwirkt, -
Druckmittel tritt über den Einlaß 61 in die Kammer des Gehäuses
58 ein und umströmt den Druckfühler 62. Der von außen auf den-Druckfühler
62 einwirkende Druck, der höher ist als der Druck
• . ■ ■-. ■■■;■.■■ ' \.ta - '. ■ ■ ■■■'"■■ ' -.-._. *
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im Inneren des Druekfühlers, führt zu einem. Zusammenziehen
des Druokfühlers und somit der Kehlen 82 in Sichtung auf die
Achse des Druokfühlers. Fig. 11 zeigt den Druekfühler 62 in
der normalen Ruhelage, und es ist ersichtlich, daß die Innenflächender
Kehlen 82 zur Welle 66 mit radialem Spiel angeordnet sind. Wenn sich die Druckschwankungen in der Kammer
des Gehäuses 58 innerhalb der Betriebsgenzen des Wandlers halten, führt das Zusammenziehen und Entspannen des Druekfühlers 62 zu einem Zusammen- und Aus einander drehendes Druekfühlers über seine gesamte Länge. Da der Druckfühler 62 durch
das Verschlußstück 7o am Gehäuse 58 befestigt und die Welle
drehfest mit dem unteren Ende des Druckfühlers 62 verbunden ist, dreht sich die Welle 66 und der Schleifer 78 wird um eine dem
Druck im Gehäuse 58 proportionale. Weglänge auf der Widerstandswicklung
8o verschoben.
Wenn der Druck im Gehäuse 58 groß genug wird, zieht sich der
Druckfühler soweit zusammen, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist.
Zu große Drücke könnten dazu führen, daß das Metall des Druck-.fühlers
über seine Elastizitätsgrenze hinaus gestreckt und
somit der Wandler zerstört und funktionsunfähig werden.würde.
Infolge der Anordnung der Welle 6.6 legen sich jedoch die Innenflächen
d,0r Kehlen 82 an die Welle 66 an (E1Ig. 12),, und eine,
weitere, I^adialkqntraktian der Kehlexv 82 und des DrAickfühlera
§2 vprd v^rhiriäi^Et. S;qmit wirkt dle An.prd;nun.g. der feile
chg ^inrightung,, dae e_j.ne: Zerst^r^ung d;e,a D^FU^kfit
Is4I* s^o- gewählt ι daj| dde^ Ko,ntr,al|tion. das; Br^uplcf-yh.Ji^s,
Das Ausführungsbeispiel gemäß I1Ig. 13 ist ähnlich wie das in
Fig. Io gezeigte Ausführungsbeispiel ausgebildet und entsprechende Bauteile sind durch die gleichen, jedoch mit enem
Beistrich versehenen Bezugsζeichen gekennzeichnet. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist der Druckfühler 62· mit einem oberen Verschlußstück 84 versehen, das am Gehäuse 58' an einer tiefer
gelegenen Stelle, d.h. vsjn dem Wellenabschnitt 68 mit größerem
Abstand angeordnet ist als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Pig. To. Im Gehäuse 56· ist eine. Bohrung 86 ausgebildet, die mit der Kammer 88 in Verbindung steht, welche zwischen dem Verschlußstück
84 und einer Dichtung 9o liegt, die ein Entweichen von Druckmittel aus der Kammer 88 verhindert. In eine mit der
Bohrung 86 in Verbindung stehende Gewindebohrung im Gehäuse 56'
ist 'ein Anschlußstück 92 eingeschraubt, und infolgedessen läßt
sich Druckmittel in die Kammer 88 einführen. Da zwischen der Bohrung im Verschlußstück 84 und der Welle 66' ein Zwischenraum
besteht, wird der in der Kammer 88 herrschende Strömungsmitteldruck in das Innere des Druckfühlers 62' geleitet, und
auf diese Weise kann ein Differenzdruck-vergleich zwischen dem
in der Kammer des Gehäuses 58' und dem in der Kammer 88 herrschenden
Druck durchgeführt werden. Die Anordnung der Welle 66'
verhindert natürlich nur die Zerstörung des Druokfühlers, wenn
der unzulässig hohe Überdruck von außen auf den Druckfühler
einwirkt.
Der oben beschriebene, gekehlte Druokfühler spricht auf ge^
ringere Drücke an als die üblichen Pruekjfühler,, d.ie ein veap-*
! Burdon-Itohr- enthalten. Der erfindungsgemäße gekehlt©:
1111
Druckfühler ist beispielsweise noch "bei so niedrigen Drücken
wie o,3 ata voll wirksam, während das bekannte verdrehte Burdon-Rohr
unterhalb 1,8 ata wieder genau noch wirksam ist.
Es wird angenommen, daß bei dem erfindungsgemäßen Druckfühler
wegen der schrägen Anstellung der Kehlen gegenüber den Spannungsliriien
des Rohrmaterials eine größere Winkelauslenkung auftritt
als dies bei den bekannten Burdonrohren bei gleichen Drücken und Abmessungen der Fall ist, und es wird weiter angenommen, daß der erfindungsgemäße gekehlte Druckfühler infolge
seiner Ausbildung gegenüber den Spannungslinien des Materials über ein günstigeres Temperaturverhalten verfügt.
- 15 -
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Claims (9)
- PatentanwälteDr. Ing. H. Negendank 'DipLlng. R Hauck Dipl. Phys. VV. Schmilz »München 15, Mozarfstr. 23 Sparton Corporation ^538058624oo E. Ganson StreetJackson, Michigan/USA 2. August 1969Anwalteakte M-799PatentansprücheK\ Druckwandler mit einem druckempfindlichen, länglichen, metallischen, rohrförmigen Element, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des druckempfindlichen Elements (38, 62, 62*) aus dem Material des Elements gebildete Spiraikehlen (16, 22, 82) vorgesehen sind, die von kbii·- kavem Querschnitt sind und schraubenförmig um die Längs».- '■ ■ - - - wo- - ■ ■ .'. achse des Elements (38^ 62, 62') verlaufen,/durch eine atn der Wandung des Elements anliegende Druökdifferenz die Wandung um die Längsachse des Elements Über die Axialerötreökung der Spiralkehlen (16, 22, 82) winklig aus zulenken öueiit*
- 2. Druckwandler naeh Anspruch 1, dadufeh gekennzeichnet, iöß die Öpirälkehlen (16;..2!2,. 02) Mb kurz vor die Isden defif•mr \ 'tutÖ0»et.3/i1-2.5
- 3· Druckwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Elements (38, 62, 62') einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt haben.
- 4· Druckwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Elements (38, 62, 62·) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Elements verlaufende molekulare Spannungslinieη aufweist und daß die Spiralkehlen (16, 22, 82) quer zu den Spannungslinien angestellt sind und diese durchschneiden.
- 5. Druckwandler n.aeh einem der "Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element. (38, 62, 62') in der mit einem Einlaß (36)(61, 61') versehenen Kammer eines atrömungsmitteldichten Gehäuses (32, 58, 58'·■■)■ angeordnet und an seinem einen Ende verschlossen sowie ,an seinem anderen Ende (4o, 72) am Gehäuse befestigt und zur. GehäusekammeHhin abgedichtet ist, und daß im Element (62, 62') eine Welle (66, 66') vorgesehen ist, die an ihrem einen Ende am verschlossenen Ende des Elements befestigt ist, und über das andere Ende, des Elements vorsteht, wobei das freie Ende (68, 68') der Welle mit einer Anzeigeeinrichtung (5o, 54» 78, 8o; 78', 8o·) verbunden ist:*, die sieh gemeinsam mit der Welle verdreht, wenn das Element von außen mit dem in der Gehäusekammer herrschenden Druck beaufschlagt ist. ·
- 6. Druckwandler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (66, 66') einen zu den Spiralkehlen (82) axial0 09813/1125fluchtend angeordneten zylindrischen Abschnitt aufweist, dessen Durchmesser derart gewählt ist, daß sich die Innenflächen der Spiralkehlen an den Wellenabschnitt anlegen, bevor das Element (66, 66·) und die Spiralkehlen (82) unter der Einwirkung eines hohen Drucks über die Elastizitätsgrenze des Materials des Elements radial nach innen zusammengedrückt werden.
- 7» Druckwandler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (78, 8o; 78', 8o*) ein Potentiometer enthält, das aus einem Widerstand (8o, So') und einer mit dem freien Ende (68, 68') der Welle (66, 66·) verbundenen Anzapfung (78, 78«) besteht,
- 8, Druckwandler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge-r kennzeichnet, daß zur Druckbeaufschlagung des Inneren des druckempfindlichen Elements (62*) ein zweiter Druckeinlaß (86) vorgesehen ist, der mit dem Inneren des Elements (62*) in Verbindung steht.
- 9. Druckwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (62", .62*) an seinem einen Ende durch ein Verschlußstück (64, 64') verschlossen und an seinem anderen Ende mit einer Öffnung versehen ist, und daß eine Welle (66, 66') radial innen von den Spiralkehlen (82) in Längsrichtung durch das Element (62, 62') verläuft, die am Verschlußstück (64, 64') befestigt ist und sich durch die am anderen Ende des Elements vorgesehene Öffnung erstreckt. ·009813/1125tees.rl elf
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US3411362A (en) * | 1965-12-20 | 1968-11-19 | Sparton Corp | Direct drive pressure transducer |
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1968
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-
1969
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- 1969-08-18 FR FR6928181A patent/FR2015896A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1237476A (en) | 1971-06-30 |
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US3501960A (en) | 1970-03-24 |
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