DE2031306A1 - Servo Druckwandler - Google Patents

Description

Kistler Instrument Corporation y

Clarence, N.Y., V.St.A. 24 Juni 1970

Servo-Druckwandler

Die Erfindung betrifft einen Servo-Druckwandler mit verbesserter Ansprechempfindlichkeit und breitem Betriebsbereich, welcher Druckunterschiede in der Größenordnung von nur einigen Millionsteln einer Atmosphäre zu messen und gleichzeitig Innendrucken in der Größenordnung von mehre- | ren Zehnerpotenzen einer Atmosphäre zu widerstehen vermag. Er besitzt die Form eines druckempfindlichen BaI3cens, welcher aus einem dünnen flachen Ba^jid bzw. Streifen aus fle- ■ xiblem Metall besteht, das bzw. der an einem oder mehreren, am einen Ende offenen und am anderen Ende geschlossenen Balgen angebracht ist. Wenn das offene Ende des Balgens von Fluidumdruck beaufschlagt wird, biegt sich der druckempfindliche Balken in der einen Richtung, und wenn an den Balgen Unterdruck angelegt wird, biegt sich der Balken in der entgegengesetzten Richtung vom Balken weg. Bei einer symmetrischen Anordnung mit zwei Balgen kann ein Über- oder Unterdruck an jeden Balgen angelegt werden, um die Vorrichtung sieh zur Seite des niedrigeren Drucks hin durchbiegen zu "

lassen. .

Die derzeit gebräuchlichen mechanischen Druckmeßvorrichtungen bzw. Druckwandler dieser Art besitzen vielfältig ver- ~ schiedene Gestalt. Die am häufigsten benutzten Vorrichtungen dieser Art sind das Bourdon-Rohr, der Balgen und die druckempfindliche Membran. Das Bourdon-Rohr ist wahrscheinlich die am besten bekannte und derzeit am weitesten verbreitete Druckmeßvorrichtung und besteht im wesentlichen aus einem gekrümmten, abgeflachten Rohr, das wie eine Schraubenfeder wirkt und sich bei Druckanlegung streckt. Üblicherweise wird eine mechanische Anzeige in Form eines Zeigers oder ein elek-

009882/1608 - 2 -

trischer Fühler durch diese Vorrichtung betätigt. Das Bourdon-Rohr zeigt jedoch den Druck nicht direkt an, sondern wandelt ihn in einen Ausschlag beispielsweise des Zeigers um. Darüber hinaus ist der dynamische Nutzbereich des Bourdon-Rohrs starken Einschränkungen unterworfen, da das Druckmeßelement und die gegenwirkende Feder ein und derselbe Bauteil sind. Das Bourdon-Rohr kann auch nicht zur Messung von Differenzdrucken eingesetzt werden.

Eine zweite herkömmliche Druckmeßvorrichtung ist der herkömmliche Balgen, dessen dynamischer Ansprechbereich im übrigen bei Verwendung einer vom Balgen getrennten, ihm entgegenwirkenden Feder beträchtlich vergrößert werden kann. Derartige Anordnungen werden in hochpräzisen Kraftabgleich-Druckwandlem verwendet, wobei bei Verwendung von zwei einander entgegenwirkenden Balgen auch Differenzdrucke gemessen werden können. Wenn jedoch der Balgen an seinen beiden Enden gehaltert ist, kann nur ein Balgen mit einer seinen Durchmesser unterschreitenden Länge verwendet werden, da sich der Balgen unter dem Innendruck durchzuwölben trachtet, wodurch die erreichbare Anpaßbarkeit beschränkt wird. Da der Balgen außerdem einen Linearausschläg erzeugt, ist er in hohem Haß beschleunigungsempfindlich·

Metall-Membranen werden ebenfalls häufig verwendet, jedoch nur bei äußerst begrenzten Ausschlägen, weshalb sie nur in besonderen Fällen eingesetzt werden, beispielsweise bei schnell ansprechenden Meßgeräten. Kunststoff-Membranen können zur Lieferung größerer Ausschläge herangezogen werden, lassen sich jedoch nicht für Präzisions-Meßinstrumente verwenden*

Demgegenüber beschäftigt sich die Erfindung in erster Linie mit der Schaffung eines verbesserten Druckwandlers und insbesondere eines verbesserten Druckmeßgeräts in Form eines Biege-Balkens, wobei dieser Wandler bzw. dieses Druckmeßgerät ein eine Kraft und nicht einen Ausschlag anzeigendes Ausgangssignal liefern soll.

003882/1609 ~ ''

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen druckempfindlichen Balken in Form eines am einen Ende offenen und am anderen Ende geschlossenen Balgens erlöst, an dessen einer Seite ein flacher flexibler Metall-Streifen angebracht ist.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung besteht in einem Druckwandler mit symmetrischem Doppelbalgen und Biegebalken, der sich speziell für die Messung von Differenzdrucken eignet.

In weiterer Ausgestaltung soll die Erfindung einen druckempfind- | liehen Balken in Form eines Balgens schaffen, der an seiner einen Seite mit einem flachen flexiblen Metall-Streifen verbunden ist undwelcher um eine durch den Metall-Streifen verlaufende Ansprechachse herum abgeglichen Tszw. ausbalanziert ist. ■ . ;■-.'■

Noch ein weiteres Erfindüngsziel betrifft die Schaffung eines verbesserten ServoGChleifen-Druckv/andlers mit einem druckempfindlichen Biege-Balken.

Ein besonderes i-ierkmal des erfindungsgemäßen Servo-Druckwandlers besteht darin, daß er als Wandlert;eil eine Antriebs- bzw. Treiber-Spule und einen kapazitiven Abgriff mit einer an einem druck- ä empfindlichen Biege-Balken angebrachten bewegbaren Platte aufweist.

Der erfindungsgemäße druckempfindliche Balken bietet wesentliche Vorteile gegenüber den vorgenannten Konstruktionen» Er kann äußerst flexibel ausgebildet sein und dennoch sehr hohen Drucken widerstehen, so daß unter seiner Verwendung die Schaffung eines Instruments möglich ist, welches auf kleinste Bruchteile einer Druck-Maßeinheit anspricht und gleichzeitig Druckein der Größenordnung von mehreren Zehnerpotenzen einer Atmosphäre zu messen vermag. Der Biege-Balken zeigt nicht die Einschränkungen der geraden Balgen, die bestrebt sind, sich unter hohem Innendruck

009882/1606 _{BAD 0RIGINAL}

2031308

durchzubiegen, und da er eine Biegebewegung anstelle einer Linearvers chi ebung liefert, ist er v/eniger beschleunigungsempfindlich als ein gerader Balgen. Eine symmetrische Anordnung mit einem Doppelbalgen stellt einen idealen Differenzdruckfühler dar. Sie bleibt selbst bei Anlegung hoher Drucke an die beiden Einlasse gerade, solange die Drucke gleich groß sind. Sobald auch nur ein sehr kleiner Unterschied zwischen den beiden Drukken vorhanden ist, vermag sich der ansprechempfindliche Balken infolge seiner großen Flexibilität ohne weiteres durchzubiegen. Der druckempfindliche Balken kann in eine Hückkopplungs- bzw. Servo-Schleife eingeschaltet werden, um Druck unmittelbar in Kraft anstatt in eine Verschiebung bzw. einen Ausschlag umzuwandeln, wie dies beim Bourdon-Rohr und anderen herkömmlichen Konstruktionen der Fall ist. ^

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Doppelbalgen bzw» Differential-Biegebalken am einen Ende mit einer bewegbaren Platte verbunden, die einen Teil eines kapazitiven Abgriffs bildet. An der bewegbaren Platte ist eine ringförmige Spule montiert, die sich mit der Platte mitbewegt, aber im Kraftfeld eines Dauermagneten angeordnet ist, so daß sie eine der durch den Biege-Balken ausgeübten Kraft entgegenwirkende Aufrichtkraft ausübt. Die Ring- bzw. Antriebs-Spule ist über eine elektrische Schaltung an einen kapazitiven Abgriff angeschlossen, welcher die diese Spule tragende bewegbare Platte einschließt, so daß die Spule einen Teil einer elektronischen Rückkopplungsschaltung bzw. Servo-Schleife bildet und die Größe des die Spule durchfließenden Stroms gegenüber der Kraft des Biege-Balkens eine Anzeige für den im Balgen des druckempfindlichen Balkens des Wandlers herrschenden Fluidumdruck ist. Die gesamte Anordnung ist um eine Ansprechachse herum abgeglichen bzw. ausbalanziert, welche durch den zentralen Streifen des Differential-Biegebalkens verläuft und mithin die Vorrichtung praktisch unempfindlich gegenüber Beschleunigungskräften macht, die anderenfalls die Arbeitsweise des Wandlers nachteilig beeinflussen könnten.

0098 82/1606 _BÄD ofuqmal

2031309

Im folgenden sind einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

üg, 1 eine Seitenansicht eines Biege-Balkens mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnseitenansicht des Balkens gemäß Fig. 1,

Fig. j5 Ansichten des Balkens gemäß Fig. 1 und 2 in Durchbie-, gung unter dem Einfluß eines Über- und eines Unterdrucks,

Fig. 4-A und 4-B einen Schnitt bzw. eine Stirnansicht eines abgewandelten erfindungsgemäßen Biege-Balkens,

Fig. 5A und ^B einen Schnitt bzw. eine Stirnansicht eines weiter abgewandelten erfindungsgemäßen Biege-Balkens,

Fig. 6A und 6B einen Schnitt bzw. eine Stirnansicht eines noch weiter abgewandelten erfindungsgemäßen Biege-Balkens,

Fig. ?A und 7B einen Schnitt bzw. eine Stirnansicht noch einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biege-Balkens , I

Fig. 8A und 8B einen Schnitt bzw. eine Stirnansicht einer weiteren Abwandlung des erfindungsgemäßen Biege-Balkens,

Fig. 9A und 9B Seitenansichten eines Biege-Balkens mit einem Ausgleichgewicht zum Ausbalanzieren des Balkens um seine Ansprechachse, .

Fig. 10 einen Schnitt zur Darstellung der Hauptbauteile eines erfindungsgemäß aufgebauten Servo-Druckwandlers mit einem druckempfindlichen Differential- bzw. Doppelbalgen-Balken, '.'■■■■

■■..■■ - ■■■■■.-. ' " ■ .- 6 -

000882/1608

Fig. 11 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt durch
den im Wandler gemäß Fig. 10 vorgesehenen Differential-Biege-Balken,

Fig. 12 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Seitenansicht

des im Wandler gemäß,Fig. IO vorgesehenen Differentialüiege-Balkens,

Fig. 13 eine Ansicht der Teile in gegenüber l^?ig. 12 um 90° verdrehtem Schnitt zur Darstellung des Differential-Biege-Balkens,

Fig. 14 eine Stirnansicht des Differential-Biege-Balkens gemäß
Fig. 13,

Fig. 15 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines vollständigen Servo-Druckwandlers mit den Merkmalen der Erfindung ,

Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie 16 - 16 in Fig. 15,
Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie 17 - 17 in Fig. 15,
Fig. 18 einen Schnitt längs der Linie 18 - 18 in Fig. 15,

Fig. 19 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Druckwandlers mit einem abgewandelten Aufhängungssystem,

Fig. 20 eine Aufsicht auf einen abgewandelten Magnetkreis für
den Druckwandler gemäß Fig. 15_f

Fig. 21 einen Schnitt durch den abgewandelten Magnetkreis gemäß Fig. 20,

Fig. 22 ein Schaltbild des Kraftabgleich-Servodruckwandlers gemäß Fig. 15 und

Ö09882/1606 - 7 -

Pip.23 ein Schaltbild eines abgewandelten erfindungsgemäßen Wandlers.

Die in Fig. 1 dargestellte-Ausführungs.form des erfindungsgemäßen Biege-Balkens 10 besteht aus einem Metall-Balgen 12, an desst einer Seite ein flacher, flexibler Metall-Streifen 14 befestigt ist. Der Balgen weist einen mit einer Anzahl von Wellungen und Einschnürungen versehenen Abschnitt 16, dessen eines Ende mittels einer steifen Metall-Stirnplartte 18 verschlossen ist, welche als fretronnter Stopfen dargestellt ist, jedoch auch einstückig mit den Wellungen ausgebildet sein kann, sowie einen glatten Abschnitt in Form eines kohrteils 20 auf, der in ein offenes Ende 22 ausläuft, welches an eine Quelle für Druckfluidum, wie Luft, Gas, Flüssigkeit o. dgl., angeschlossen werden kann. Balgen und Streifen bestehen vorzugsweise aus demselben Werkstoff, wie einer flexiblen Kupferlegierung oder rostfreiem Stahl. Der Streifen 14 ist durch bei 25 angedeutete Lotstellen am Außenumfang des Balgens 12 befestigt, d.h. an den Außenkanten der aufeinanderfolgenden Weliungen sowie am Rohrteil 20. Wahlweise kann der Streifen auch durch Hartlöten oder Schweißen an den Wellungen und am glatten Rohrteil 20 des 3algens 12 befestigt sein. Der Streifen 14 hat vorzugsweise praktisch dieselbe Srstreckung wie der glatte Rohrteil 20 und der die Wellungen tragende Abschnitt 16 des Balgens 12 und ist praktisch über seine Gesamtlänge am Balgen befestigt. Gemäß, Fig. 2 besitzt der Streifen 14 eine etwa dem Balgendurchmesser entsprechende Breite und ist vorzugsweise mittels einer Lötung o. dgl. auch an der Endplatte 18 befestigt. Der Streifen 14 sollte solche Dicke besitzen, daß er jeder nennenswerten Längung zu widerstehen vermag, andererseits aber so dünn sein, daß er sich ohne weiteres unter dem Einfluß der Biegekräfte durchzubiegen vermag, die von der Beaufschlagung des Balgens 12 mit Druckfluidum über sein offenes Ende 22 herrühren. ■

Gemäß Fig. 1 ist der Metall-Streifen 14 am einen Ende am Rohrteil 20 verankert und wirkt als freitragender Biege-Balken im Zusam-

009882/1606

.',-■'. BAD ORIGINAL

menwirken mit dem gewellten Abschnitt 16, an welchem er befestigt ist. Diese Konstruktion ermöglicht eine höchst flexible Anordnung, welche sehr großen Drucken zu widerstehen vermag und dennoch auf sehr kleine Druckänderungen anspricht. Sie eignet sich besonders zur Verwendung in einem Differenzdrucksystem oder in einem noch zu beschreibenden Servo-Kraftabgleichsystem, bei welchem dem größten Teil der Druckkraft oder der gesamten Druckkraft entweder durch einen zweiten Balgen dder, im Fall eines Servosystems, durch eine aufrichtende elektrische oder magnetische Kraft entgegengewirkt wird.

Zur Gewährleistung guter Ansprechempfindlichkeit besteht der Streifen 14 vorzugsweise aus Metall und besitzt eine Dicke von höchstens etwa 0,25 mm." In bevorzugter Ausführungsform beträgt die Dicke einige tausendstel Zoll bzw. einige hundertstel Millimeter; Biege-Balken mit einer Dicke des Streifens 14 von etwa 0,076 mm haben sich als zufriedenstellend erwiesen. Der Balgen 12 und die Platte 18 bestehen vorzugsweise aus demselben Werkstoff wie der Streifen 14, wobei der Balgen, die Platte und der Streifen nach herkömmlichen Guß- oder Galvanisierverfahren sämtlich als einstückige Konstruktion ausgebildet sein können,.

Zur Gewährleistung ausreichender Festigkeit und Flexibilität sollte die Dicke des den Balgen bildenden Werkstoffs nicht grosser sein als etwa 0,125 mm; ein Balgen mit einer Dicke von etwa 0,025 mm hat sich als optimal erwiesen. Wenn der Streifen oder der Balgen zu dick ist, bedeutet dies einen Verlust an Ansprechempfindlichkeit, während der Balgen und der Streifen andererseits ausreichende Festigkeit besitzen nüssen, um Drucken in der Grössenordnung von mehreren Zehnerpotenzen widerstehen zu können. Bei Verwendung von festeren Werkstoffen können Balgen und Streifen noch dünner ausgebildet sein, d.h. wesentlich dünner als etwa 0,025 mm.

Die anderen Abmessungen des Biege-Balkens 10 können je nach den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls variiert werden.

009882/1606 - 9■-

Lediglich als Beispiel kann gesagt werden, daß bei einem Balken mit einer Streifendicke von 0,076 mm und einer Balgendicke von 0,025 nim der Balgen-Durchmesser vorzugsweise 6,35mm beträgt. Die Länge des gewellten Abschnitts 16 des Balgens kann bei diesem Beispiel zwischen etwa 6,55 u und etwa 12,7 mm schwanken, während die Länge des Rohrteils 20 ungefähr der Länge des gewellten Abschnitts 16 entspricht. Wie erwähnt, entspricht die . Breite des Streifens 14 vorzugsweise ungefähr dem Durchmesser des Balgens, d.h. 6,35 mm, so daß der Streifen gute Querstabilität gewährleistet. Die Platte 18 besitzt im wesentlichen eine * Dicke in der Größenordnung von etwa einem Viertel ihres Durchmessers, d.h. bei einem Balgen von 6,35 mm Durchmesser etwa 3,2 - 1,6 mm.

Pig. 3 zeigt die Durchbiegung des Biege-Balkens 10 bei Beaufschlagung mit einem Über- und einem Unterdruck. Wenn, wie durch den Pfeil 24 angedeutet, die Innenseite des gewellten Abschnitts 16 über das offene Ende 22 des Balgens mit Überatmosphärendruck beaufschlagt wird, versucht sich der Balgen linear auszudelien, wird jedoch durch den Streifen 14 daran gehindert. Infolgedessen biegt sich das Ende des Balkens, wie durch den Pfeil 26 angedeutet, in Richtung auf den Streifen 14, wobei die Größe des Winkelausschlags dem in Balgen 12 herrsehenden Überdruck proportional ^ ist. Wenn der Balgen dagegen, wie durch den Pfeil 28 in Fig. 3 angedeutet, auf einen unter Umgebungsdruck liegenden Druck evakuiert wird, so* lenkt der Balken 10 in die entgegengesetzte Richtung aus, 'ÖVh. zu der vom Streifen 14 abgewandten Seite hin, wie dies durch den Pfeil 30 angedeutet ist. Auch in diesem !Fall ist die Größe des Ausschlags dem Unterschied zwischen dem im Inneren und außerhalb des Balgens 12 herrschenden Druck porportional.

Die Fig. 4A und 4B zeigen eine abgewandelte Konstruktion eines Biege-Balkens 32, der aus einem Balgen 34 mit bei 36 abgeflachten bzw. einseitig flachgedrückten Wellungen besteht. Die infolge

■ ■ — io — 009882/1606

203130Θ

der Abflachungen wegfallenden Abschnitte der Wellungen sind bei 38 durch die gestrichelten Linien angedeutet. An den abgeflachten Abschnitten 36 der Wellungen ist ein flacher Streifen 40 befestigt, der in jeder Hinsicht dem Streifen 14"gemäß Fig. 1 entspricht. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4A und 4B ändert sich mithin die Tiefe der Wellungen um den Umfang des Balgens 34 herum, d.h. die Wellungen sind an der vom Streifen 40 abgewandten Seite stärker und an der Seite, an welcher der Streifen befestigt ist, flacher ausgeprägt.

In den Fig. 5A und 5B ist ein weiter abgewandelter Biege-Balken 42 dargestellt, welcher mit dem Biege-Balken 32 gemäß den Fig. 4A und 4B das Merkmal gemeinsam hat, daß seine Wellungen wiederum an der einen Seite des Balgens stärker ausgeprägt sind als an der anderen. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 5A und 5B besitzt der Balgen 44 Wellungen, die sich von einer bei 46 angedeuteten maximalen Höhe an der dem Streifen 48 gegenüberliegenden Seite aus derart verjüngen, daß sie bei 50 an der Seite, an welcher der Streifen 48 befestigt ist, vollkommen verschwinden. Eine Variation dieser Konstruktion ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 6A und 6B verwirklicht, welche einen Biege-Balken 52 zeigen, dessen Balgen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und eine Flachseite besitzt, an welcher der Streifen 54 angebracht ist. Auch in diesem Fall verjüngen sich die Wellungen des Balgens 56 von einer maximalen Höhe bei 58 an der von der Seite, an welcher der Streifen 54 angebracht ist, abgewandten Seite auf eine minimale Höhe an der geraden Flachseite 60 des Balgens, an welcher der Streifen 54 befestigt ist. Infolge der flachen bzw. im wesentlichen rechteckigen Konfiguration gemäß den Fig. 6A und 6B kann der flache Streifen 54 leichter und sicherer mit dem Balgen verbunden, beispielsweise verklebt werden.

Wenn ein Balgen verwendet wird, bei welchem die radiale Ausdehnung der Wellungen um den Umfang des Balgens uneinheitlich ist

009882/1606 original imspIct&'

und die Wellungen an der einen Seite des Balgens vollständig verschwinden bzw. in ein Planfläche übergehen, kann der flexible Streifen überhaupt weggelassen werden. Diese der Ausführungsforra gemäß >A und pB ähnelnde Konstruktion ist in den Fig. 7A und 7B dargestellt, welche einen in jeder Hinsicht dem Balken 42 ähnelnden Biege-BalKen öl, jedoch mit weggelassenem flachen Streifen 'f8 zeigen. Die Fig. 8A. und 8B zeigen eine weiter abgewandelte, mit 62 bezeichnete Ausführungsform des Biege-Balkens, bei welcher zwei halbkreisförmige Balgen 64- und 66 durch einen zwischen„-efügten flachen Streifen 68 miteinander verbunden sind^ der den Balten t-2 in der Mitte teilt und sich vollständig in seinem Inneren befindet, no daß er ihn in zwei getrennte, ab- I fredichtete Kammern unterteilt, welche mit getrennten Einlassen verbunden sein können und auf diese Weise einen differenzdruckempfindlichen Baiken bilden, so daß sich der Streifen 68 in Kich-"tungauf den vom niedrigeren Druck beaufschlagten Balgenteil 64 oder 6b hin durchbiegt.

Um den erfindunps_t-emäiien .Biege-iialken unempfindlicher gegenüber Besehleunigungski'äften zu macnen, kann es sich mitunter empfehlen, gemäß Fig. 9A und 9B-am Balken Ausgleich-Gewichte vorzusehen. Bei diener Anordnung ist die Stirn-Platte 18 des B'iege-Balkens.1ü uit einem praktisch U-förmigen Ausgleichgewicht 70 verbunden, das eine Basis 72 mit längsverlaufenden U-Schenkeln g 74 und 76 aufweist, so daß der Biege-Jalken vollkommen um eine in Fig. 9B bei 7Ö angedeutete Achse herum ausgeglichen bzw. ausbalanziert ist. Genauer gesagt, ist das Gewicht 70 in der Weise am freien iSnde des Balgens angebx-acht, daß durch Schwerkraft oder etwaige Quer-Besehleunigung hervorgerufene Einflüsse auf den von der Anordnung gelieferten Haßwert durch statische Ausbalanzierung des bewegbaren Balken-Systems kompensiert werden.

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch die Hauptbestandteile eines erfindungsgemäß aufgebauten Servo-Druckwandlers 80 mit einem Rahmen 82, auf welchem eine die elektronischen Bauteile

009882/1606

BAD ORiGiNAL

86 des Systems tragende gedruckte Schaltungsplatte 84 montiert ist. Der Rahmen 82 weist eine Kammer 88 auf, in welche ein druckempfindlicher Differenzdruck-Biege-Balken 90 mit zwei Balgen 92, 94 eingebaut ist, die symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten eines flachen Metall-Streifens 96 angebracht sind Der Streifen 96 ist an den Außenkanten der einzelnen Wellungen der Balgen 92 und 94· befestigt und an seinem auskragenden freien Ende 98 am Rahmen 82 gehaltert. Den Balgen 92 und 94 wird über zugeor'dnete Fluidum-Einlässe 100 bzw. 102 Druckfluidum zugeführt.

Wie aus Pig. 11 deutlicher hervorgeht, ist an den Stirn-Platten der Balgen 92, 9^ die Basis 104 eines Napfes 106 mit kreisförmiger Grundflache befestigt, der einen einstückig mit ihm ausgebildeten, seitlich abstehenden Ringflansch aufweist, welcher als die bewegliche Platte 108 eines kapazitiven Abgriffs dient. An der beweglichen Platte 108 ist eine ringförmige Treiber-Spule 110 befestigt, die einen Ring-Magneten 112 umschließt, welcher linear in der Zeichnungsebene von Fig. 10 polarisiert ist, so daß die gegenüberliegenden Seiten der Spule 110 die Magnetlinien des vom Magneten 112 ausgehenden Magnetflusses schneiden. Ein kreisförmiger Ringmantel 114 aus Weicheisen bildet einen Rückpfad für den Magnetfluß vom Magneten 112. D_er Magnetflußpfad des magnetischen Kreises verläuft somit vom Nordpol des Magneten durch die benachbarten Drahtwindungen der Spule 110, durch den gesamten Ringmanteti14 und durch die andere Seite der Spule zum Südpol des Magneten. Linear polarisierte Ringmagnete sind bekannt, weshalb sich eine weitere Beschreibung derselben erübrigen dürfte.

Die unbeweglichen Platten 120, 122 des Kondensators sind mit Hilfe elektrisch isolierender Ringe 116, 118 am Rahmen befestigt. Die Spule 110 ist über flexible Leitungen 124 und 126 und die unbeweglichen Platten 120 und 122 sind über flexible Leitungen bzw. 129 niit den elektronischen Bauteilen 86 verbunden, während die bewegliche Kondensator-Platte 108 über den Napf 106,

009882/1806 .' ,

2031309

- < 3 —

den Streifen 96 und die Balgen 92, 94» den Rahmen 82 und über eine flexible Leitung 130 mit den elektronischen Bauteilen 86 verbunden ist. Der Napf 106 bildet mit seinem Innen-Flansch und der angeschlossenen Spule 110 ein bewegliches System, das um eine Ansprech-Achse 132 (Fig. 10) herum ausbalanziert ist, wodurch dieses System praktisch unempfindlich gegenüber Beschleunigungskräften wird. Die Ansprech-Achse 132 verläuft durch den Schwerpunkt des ausbalanzierten Systems, wobei diese Ausbalanzierung durch die längsverlaufenden Schenkel des U-förmigen Napfes ermöglicht wird, so daß die bewegliche Platte 108 und Teile der Spule 110 unter der Achse 132 liegen, während " andere T_ei.le der beweglichen Anordnung über diese Achse angeordnet sind, Die Balgen 92, 94 selbst, der Napf 106, die bewegliche Platte 108 und die Spule,110 besitzen sämtlich kreisförmigen Grundriss, so daß sich der Schwerpunkt des Systems längs der Mitte des Streifens 96 befindet und mit der Ansprechbzw. Biege-Achse 132 des Biege-Balkens 90 zusammenfällt.

Der Aufbau und die Anordnung des Biege-Balkens 90 sind in Fig. 12, 13, und 14- genauer dargestellt* Fig. 12 ist eine Seitenansicht, Fig. 13 eine im Schnitt dargestellte Aufsicht und Fig„ 14 eine Stirnseitenansicht des Biege-Balkens 90 zur Darstellung der Basis 104 des Napfes 106. Der Metall-Streifen 96 ist zwi- | sehen den beiden Balgen 92 und 94 angeordnet, deren Enden 138 bzw. 140 über die Enden von zwei Rohrteilen 134 bzw. 136 geschoben und beispielsweise durch Löten, Hartlöten o.dgl. an letzteren befestigt sind. Gleichzeitig ist das Ende des Metall-Streifens 96 bei 142 mit den über die Rohrteile 134, 136, geschobenen Enden 138 bzw. 140 der Balgen durch Löten oder Hartlöten verbunden, so daß der Streifen 96 an seinem Ende 98 freitragend bzw. auskragend an den Enden der Balgen verankert und 'daher mib der durch die Rohrteile 134 und 136 gebildeten starren Halterung verbunden ist. Die anderen Enden der Rohrteile 134, 136 sind in kreisförmige Ausnehmungen eingesetzt, die in einer mit einem einstückigen Anbau-Flansch 146 versehenen Büchse

009882/1606 bad ofiig.nal

2031308

144 ausgebildet sind, mit welcher die Rohrtaile 134, 136 bei 148 bzw. 150 durch Löten oder Hartlöten verbunden sind.

Die Rohrteile 134 und 1J6 werden von zentralen, kreisförmigen Querschnitt besitzenden Durchgängen 152 bzw. 154 durchsetzt, die ihrerseits am einen Ende mit dem Inneren der Balgen 92 bzw. 94 und am anderen Ende mit jeweils einem ähnliche Größe besitzenden Durchgang I56 bzw. I58 in der Büchse 144 kommunizieren, der^andere Enden wiederum bei 160 bzw« 162 erweitert sind und die Enden der Fluidua-Bimläsge 100 bzw. 102 aufnehmen, welche bei 164 bzw. 166 ebenfalls durch Löten oder Hartlöten mit der Büchse 144 verbunden sineL Bis ELuidussver- -. bindung mit dem Inneren der Balgen 92₉ 9* erfolgt mithin von den Fluidum-Einlässen 100 bzw» 102 über die in dar Büchse 144 vorgesehenen Durchgänge I56 b&w« 158 sowie die Durchgänge 152 bzw. 154 durch die Rohrteile I34 bzw«, 136« Die Außendurchmesser der Rohrteile 134 und I36 sind vorzugsweise etwas kleiner als der Außendurchmesser, der Balgen-Heilungen, so daß die Enden der Balgen 136 und 140 mit einen dem Auß@ndurchmesser d©r Wellungen entsprechenden Außendurchmesssr auf die Hohrtoile 134 bzw. 136 aufgesetzt sind und der Streifen 96 vollkommen gerade und flach zwischen den Balgen liegt und bei 142 an deren Enden verankert ist„

. 15 ist eine genauere Darstellung des in "WIg₀ 10 allgemein veranschaulichten Servo-Druckwandlers«, G_emäß Fig. I5 ist der Rahmen 82 des Wandlers 80 dreiteilig und besteht aus einem aus elektrisch isolierendem Material, wie Keramik, bestehenden Gehäuse 170, dessen eines Ende durch einen Deckel 172 und dessen anderes Ende durch einen Boden 174 verschlossen ist» Der aus Weicheisen bestehende Ringmantel 114 besitzt die Form eines ringförmigen Napfes mit einem die Spule 110 umschließenden Ringteil 176. Die Magnetflußlinien vom Wordpol des Magneten zum Ringmantel 114 sind durch gestrichelte Linien 178 angedeutet, während der Magnetfluß-Rückpfad durch gestrichelte

009882/1808 - 15 -

BAD ORlGlHAL -

Linien 180 angedeutet ist. Der Ring-Magnet 112 ist am Ringmantel 114 montiert, jedoch durch einen ringförmigen Abstandhalter 182 von diesem Ring entfernt angeordnet.

Die Schaltungsplatte 84 ist auf einer Schulter 184 des Keramik-Gehäuses 170 montiert und weist eine zentrale Öffnung 186 zur Durchführung der Fluidum-Einlässe 100 und 102 auf, welche in die Enden von Speise-Leitungen 188 bzw. 19O eingesteckt sind, die mit der oder den Quellen des zu messenden Drucks verbunden sind. Der Deckel 172 trägt zwei Anschlußklemmen 194, 196, von denen die Klemme 194 in eine Isolierbüchse 198 * eingesetzt und über eine Leitung 192 mit der Schaltungsplatte 84 verbunden ist.

Aus Fig. 17 ist ersichtlich» daß die unbeweglichen Platten 120 und 122 nicht vollkommen kreisförmig ausgebildet sind, sondern längs ihrer Außenkanten nur einen Bogen umspannen und in der Mitte bfil 200 und 202 ausgeschnitten sind, so daß sie einen Freiraum für die Rohrteile 134 und 136 festlegen. Gemäß Fig. 17 sind in das isolierende Keramik-Gehäuse 1?O vier Durchfuhr-Klemmen 204 zur Verbindung der elektronischen Schaltung auf der Schaltungsplatte 84 mit der Spule 110 und den Kondensator-Platten 120, 122 eingesetzt. Fig. 18 ist eine Stirnansicht des g Deckels 172 und zeigt dessen Befestigungsschrauben 206 und 208 sowie drei weitere elektrische Anschlüsse 210, 212 und 214 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Wandler und äußeren Schaltungen.

Fig. 19 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher die bewegliche Platte in einer Querfeder-Aufhängung aufgehängt ist. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist der Weicheisen-Ringmantel 114 an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen ausgeschnitten, so daß zwei Fenster gebildet werden, Von denen eines in Fig. 19 bei 216 sichtbar ist. In jedem dieser Fenster 216 ist ein Rahmen 218 angeordnet, der mit Hilfe

009882/1608 ■" ¹⁶ "

— Io —

von Schrauben 220 starr am Gehäuse 170 befestigt ist und von dem ein Aufhängeblock 222 und ein 'i'ragblock 224 abwärts abstehen. Am Tragblock 224 ist eine flache Metall-Feder 226 befestigt } deren anderes Ende an einem zweiten Tragblock 228 eines anderen Aufhängeblocks 2JO befestigt ist, welcher seinerseits an der einen Seite der beweglichen Platte 108 des kapazitiven Abgriffs angebracht ist. Obgleich nur eine Hetall-Feder als Aufhängedraht dargestellt ist, ist zu beachten, daß an der diametral gegenüberliegenden Seite des Ringmantels 114 eine ähnliche Aufhängangeanordnung mit einem Draht vorgesehen und auf ähnliche Weise mit der anderen Seite der beweglichen Platte 108 verbunden ist. Die beiden Federn 226 dieser beiden Aufhängungsanordnungen bilden in Verbindung mit dem Metall-Streifen 96 eine Dreibalken-Querfederaufhängung für die bewegliche Platte 108, die eine Bewegung um die Achse 1J2 des Systems zuläßt. Genauer gesagt, sind die Mittelpunkte der beiden Federn 226 so angeordnet, daß die Federn in der Ebene der Achse 132 des Streifens 96 des Biege-Balkens liegen, wobei diese Achse durch den Mittelpunkt der Aufhängungs-Federn verläuft. Dieses abgewandelte bzw. Querfeder-Aufhängungssystem macht den Druckwandler weiterhin weniger empfindlich gegenüber Beschleunigüngskräften, , .

In den Fig. 20 und 21 ist ein abgewandelter Magnetkreis für den Wandler dargestellt. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ist der Biege-Balken 90 am Rahmen 82 montiert und trägt den Napf 106 sowie die bewegliche Platte 108, auf welcher die Ring-Spule 110 montiert ist. In Querrichtung der Vorrichtung erstrecken sich drei Stabmagnete 232, 234 und 236, an deren Enden Polstücke 238 und 240 angebracht sind. Die Magnete 232, 234 und 236 sind sämtlich mit derselben Polarität polarisiert, so daß die einander benachbarten Enden der Stabmagnete gleiche Polarität besitzen und das Polstück 236 einen Kordpol und das Polstück 240 einen Südpol bildet. Diese Polstücke sind über Luftspalte 242 und 244 vom Weicheisen-Ringaantel 114 getrennt, in denen die Hagnetflußlinien auf die in Fig. 20 durch die ge-

009882/1606

strichelten Pfeile angedeutete Weise verlaufen. Genauer gesagt, verlaufen die magnetischen Feldlinien vom Nordpol N über den Luftspalt 242, längs beider Seiten des Ringmantels 144 und über den Luftspalt 244 zum Südpol S. Ein Teil der Windungen der Spule 110 befindet sich in den Luftspalten 242 und 244, so daß bei stromdurchflossener Treiber-Spule 110 auf die Spule ein Aufricht-Drehmoment ausgeübt wird, das über die bewegliche Platte. 108 des Kondensators auf das freie Ende des druckempfindlichen Balkens 90 übertragen wird.

Fig. 22 ist ein vereinfachtes Schaltbild für den Servo-Wandler gemäß Fig. 15· Ein beispielsweise mit einer Frequenz von etwa 6 MHz arbeitender Wechselstrom-Generator 246 ist einseitig bei 248 geerdet und speist die Primärwicklung 250 eines Trenn-Transformators 252 mit zwei Sekundärwicklungen 254· und 256, deren Außenanzapfungen über Kondensatoren 258 bzw. 260 an die Eingänge eines Differential-Verstärkers 262 angekoppelt sind, welcher ein dem Unterschied zwischen den an seinen Eingängen anliegenden Signalen proportionales Ausgangssignal liefert, das einen Stromfluß, dessen Größe durch ein Meßgerät 264 angezeigt wird, über die Treiber-Spule 110 hervorruft. Die Innenanzapfungen der Transformator-Sekundärwicklungen 254 und 256 sind an die unbeweglichen Platten 120 bzw. 122 des Differential-Kondensators angeschlossen, dessen bewegliche Platte 108 geerdet ist.

Wenn sich die Platte 108 in der Mitte zwischen den unbeweglichen Platten 120, 122 befindet, sind die an den Sekundärwicklungen 252, 254 des Transformators 252 anliegenden Signale ausgeglichen und wird am Ausgang des Verstärkers 262 kein Signal erzeugt. Da jedoch die bewegliche Platte 108 des Differential-Kondensators bestrebt isb, sich bei einer Durchbiegung des Biege-Balkens unter Druckeinfluß zu bewegen, werden die den beiden Eingängen des Vers barkers 262 aufgeprägten Signale unterschiedlich, so daß dieser ein üignaL "Irr L'Orm eines ßbromfluoises durch die Treiber-

i) I IO orsmigfcj ,-/filche clor die Diuv.hbifu^un.- lon Bi oge-BuLkomv

BAD

hervorrufenden Kraft entgegenwirkt und bestrebt ist, die Kondensator-Platte 108 in ihre Ausgangsstellung zurückzuführen. Die Größe des die Treiber-Spule 110 durchfließenden, einen Kraftausgleichzustand im Wandler herstellenden Stroms ist proportional dem Druckunterschied in den beiden Balgen des Biege-Balkens 90; die Größe dieses Stroms wird durch das eine Direktanzeige des Druckunterschieds angebende Meßgerät 264 angezeigt.

Fig. 23 zeigt eine abgewandelt· Schaltung für den Wandler gemäß Fig. 15. In Fig. 23 sind den Teilen von Fig. 22 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und die Schaltung gemäß Fig. 23 entspricht derjenigen gemäß Fig. 22 mit dem Unterschied, daß die bewegliche Platte 108 nicht geerdet, sondern an die Mittelanzapfung 266 zweier über den Differential-Kondensator geschalteterWiderstände 268 und 270 zurückgeführt ist, welche der Abjieiiiung etwaiger Gleichstrom-Kriechströme von den Platten des Differential-Kondensators dienen.

Aus der vorangehenden Beschreibung ist mithin ersichtlich, daß die Erfindung einen verbesserten druckempfindlichen Balken und einen diesen Balken beinhaltenden verbesserten Servo-Druckwandler schafft. Der druckempfindliche Balken läßt sich in gewisser Hinsicht mit einem Bimetall-Streifen vergleichen, da er sich unter Druck auf ähnliche Weise durchbiegt bzw» auslenkt, wie sich ein Bimetall-Streifen unter Temperatureinfluß durchbiegt. Dieser Balken kann verschiedenartige Form, beispielsweise diejenigen gemäß den Fig. 1 bis 8, besitzen, besteht jedoch in bevorzugter Ausführungsform aus einem flachen Metall-Streifen, an dessen beiden Seiten jeweils einer von zwei Balgen in perfekt symmetrischer Anordnung angebracht ist. Der druckempfindliche Balken bietet insofern bedeutsame Vorteile gegenüber den b'e» kannben Konstruktionen als er äußerst flexibel ausgebildet sein und dennoch sehr hohen Drucken widerstehen kann. Bei Verwendung in einem Servo-Druckwandler der büschriebenen Art kann Je rät selbst auf Drucke von einigen Millionsteln einer

ansprechen und gleichzeitig Drucke von mehreren kg/cm messen. Da die Balgen, bei der Differential-Konstruktion bestrebt sind, praktisch gerade zu bleiben, unterliegen sie nicht der Tendenz zu einem Durchwölben unter hohen Innendrucken. Da der Balken eine Biegebewegung anstelle eines Linear-Ausschlags erzeugt, kann er wesentlich weniger beschleunigungsempfindlich ausgebildet werden als ein gerader Balgen, und zwar insbesondere bei Verwendung von Gewichten zum Ausbalanzieren des Balkens um seine Ansprech-Achse und zur Einstellung seines Schwerpunkts in Übereinstimmung mit dieser Achse.

Der symmetrische Kraftabßleich-Biegebalken stellt einen idealen " Differenzdruckmesaer dar, da er selbst bei Anlegung hoher Drucke an die beiden Einlasse praktisch gerade bleibt, solange.die beiden Drucke praktisch gleich groß sind. Andererseits genügt bereits ein sehr kleiner Unterschied in den beiden Drucken, um den Balken sich infolge seiner großen Flexibilität ohne weiteres ein kleines Stück durchbiegen zu lassen. Da der Biege-Balken sehr flexibel bzw. "weich" ist, ist er auch auf die kleinsten Druckänderungen sehr ansprechempfindlich. Bei Einbau in eine Servo- bzw. Kraftabgleich-Anordnung wird der Biegekraft durch die Aufrichtkraft des die Treiber-Spule durchfließenden Stroms entgegenwirkt, so daß die Vorrichtung Drucke direkt mißt, indem dieser Druck in eine Kraft anstatt in einen Ausschlag, wie A bei den bekannten Konstruktionen, umgewandelt wird. Die Durchbiegung bzw. der Bewegungsweg ist daher wegen der Gegenwirkkraft der Spule minimal, so daß die am Auagangs-Meßgerät 264-gelieferte Anzeige praktisch unabhängig ist von den Werkstoffen, aus denen der Balken besteht, und.in unmittelbarer Beziehung zu der infolge des Druckunterschieds oder der Druckänderung an den Balken angelegten Kraft steht. Dies steht im Gegensatz zu den bekannten auslenkenden bzw. durchbiegenden Balgenkonstruktionen, bei denen die Durchbiegung nicht nur von der Kraft, sondern auch vom mechanischen Widerstand bzw. von der Federkonstante des Materials abhängt, aus welchem der Balgen gefertigt ist. Bei der erfindungsgemäiJen Vorrichtung sind der

009882/1606 - 20 -

Balgen und der Metall-Streifen ziemlich dünn und leicht biegbar, so daß die Durchbiegung fast ausschließlich von der Kraft abhängt und jeglicher mechanische Widerstand oder Feder-Gegenkraft , welche der Durchbiegungskraft entgegenzuwirken bestrebt sind, auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin einen Servo- bzw. Kraftabgleich-Druckwandler, der als Fühl- bzw. Meßelement einen Biege-Balken mit mindestens einem Balgen aufweist, der längs
seiner einen Seite mit einem flachen, flexiblen Metall-Streifen versehen ist. Der Balken ist am offenen Ende des Balgens freitragend gehaltert, während das gegenüberliegende, geschlossene Balgen-Ende eine bewegbare Kondensator-Platte und eine Treiber-Spule trägt. Die bewegbare Anordnung ist um die Ansprech-Achse des Balkens, welche mit seinem Schwerpunkt zusammenfällt, herum ausbalanziert. Die Treiber-Spule übt ein Aufricht-Drehmoment auf den Balken aus, welches die von dem im Balgen herrschenden Druck herrührenden Biegekräfte ausbalanziert, wobei die Größe des durch die Spule fließenden Stroms eine Anzeige für diesen Druck ist.

21 -

009882/1606

Claims (1)

1. Patentansprüche

   j 1./Druckwandler, dadurch gekennzeichnet, daß er einen starren ^-^ Sockel, einen Balgen mit einem offenen und einem geschlossenen Ende, einen an der einen Seite des Balgens angeordneten flachen Streifen aus flexiblem Blech- bzw. Lägenmaterial, welcher einer Längung und Verkürzung der betreffenden Seite des Balgens entgegenwirkt und eine Dicke von höchstens etwa 0,25 mm besitzt, und eine mit dem Balgen gekoppelte Einrichtung zur Zufuhr von Druckfluidum zum Inneren des Balgens über offenes.Ende aufweist, daß der Balgen und der Streifen am t dessen/offenen Balgen-Ende am Sockel verankert und am anderen ^ Ende frei sind, so daß der Balgen und der Streifen einen freitragenden, druckempfindlichen Biege-Balken bilden, und daß mit dem Balken eine Einrichtung zur Messung seiner Durchbiegung in Abhängigkeit von dem im Balgen herrschenden Fluidumdruck verbunden ist.

   2, Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biege-Balken in eine Kraftabgleich-Servoschleife eingeschaltet ist.

   35. Druckwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen längs seiner einen Seite abgeflacht ist und daß ä der Streifen mit der abgeflachten Seite des Balgens verbunden ist.

   4-. Druckwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen an einer Seite mit kegelstumpfförmigen bzw. abgeflachten Wellungen versehen ist, mit denen der Streifen verbunden ist.

   5· Druckwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, " daß die eine Seite des Balgens frei von Wellungen ist.

   ' - 22 -

   009882/1606

   BAD ORIGINAL

   6. Druckwandler nach Anspruch y, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen durch die wellunrsfreie Seite des Balgens gebildet ist.

   7. Druckwandler nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen an der wellungsfreien Seite des Balgens befestigt ist.

   8. Druckwandler nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen mit Wellungen versehen ist, deren Tiefe sich von der einen Balgen-Seite zur anderen ändert.

   9. Druckwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen rechteckigen Querschnitt besitzt.

   10. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der anderen Seite des Streifens ein symmetrisch angeordneter zweiter Balgen vorgesehen ist, so d aß eine Differenzdruck-Anordnung gebildet wird.

   11. Druckwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Balgen zwei durch den Streifen voneinander getrennte gewellte Kammern festlegt.

   12. Druckwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Balgen praktisch halbkreisförmigen Querschnitt besitzt.

   13. Servo-Druckwandier, gekennzeichnet durch einen druckempfindlichen Biege-Balken, eine mit dem Biege-3älken gekoppelte Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, welches die Durchbiegung des Balkens in Abhängigkeit von einem auf ihn einwirkenden Fluidumdruck anzeigt, und eine mit dem Balken gekoppelte Drehmoment-Einrichtung zur Anlegung eines Drehmoments an den Balken in einer der Durchbiegung entgegenwirkenden Richtung, welche in einer Kraftabgleich-Servoschleife den Balken praktisch gerade hält.

   - 23 -

   009882/1606 bad original

   14. Druckwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Biege-üalken am einen Ende freitragend gehaltert und am anderen Ende halterun-rsfrei ist und daß die das elektrische Signal erzeugende Einrichtung mit dem freien Balken-Ende gekoppelt ist.

   15. Druckwandler nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß mit dar Signal-Erzeugungseinrichtung ein elektrisches Anzeigegerät zur Anzeige der Gx'öße des elektrischen Signals verbunden ist.

   16. Druckwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken einen einseitig offenen, am anderen Ende geschlossenen Bairen und einen flachen, flexiblen Streifen aufweist, aer längs der einen Seite des Balgens an aufeinanderfolgenden Wellungen desselben befestigt ist.

   17. Druckwandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an der anderen Seite des ->algens ein zweiter Balgen in symmetrischer Anordnung befestigt ist.

   18. Servo-DxTickwandler,' gekennzeichnet durch einen am einen Ende freitragend gehalterten und am anderen Ende halterungsfreien druckempfindlichen Biege-Balken, eine am freien Ende des BaI-kens vorgesehene variable elektrische Impedanz, die in Abhängigkeit von der Durchbiegung des Balkens variabel ist, eine vom freien Ende des Balkens getragene Treiber-Spule und eine mit der Impedanz und der Treiber-Spule gekoppelte elektrische Stromquelle zur Lieferung eines den Wert der Impedanz anzeigenden Signals zur Treiber-Spule.

   19. Druckwandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet:, daß die Impedanz ein kapazitiver Abgriff ist. ,

   009882/1606

   EAD ORIGINAL

   20. Servo-Druckwandler, gekennzeichnet durch einen flachen,
   flexiblen Metall-Streifen, zwei symmetrisch zu beiden Seiten des Streifens angeordnete Balgen mit jeweils einem offenen und einem geschlossenen Ende, wobei die Balgen und
   der Streifen am offenen Balgen-Ende freitragend gehaltert
   und am geschlossenen Balgen-Ende halterungsfrei sind, einen am freien Ende der Balgen angebrachten, eine bewegbare Kondensator-Platte bildenden Napf, eine vom Napf getragene
   Treiber-Spule, mindestens eine neben dem Napf angeordnete, jedoch Abstand zu ihm besitzende feststehende Kondensator-Platte, einen neben der Spule angeordneten Dauermagneten,
   wobei ein Teil der Spule im Magnetflußpfad des Dauermagneten liegt, eine mit der Treiber-Spule und den Kondensator-Platten gekoppelte elektrische Stromquelle und eine Einrichtung zur Einspeisung eines von den Kondensator-Platten abgenommenen, der Änderung der durch die Platten gebildeten Kapazität proportionalen elektrischen Signals zur Treiber-Spule.

   21. Druckwandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgen, der Napf und die Spule sämtlich so ausbalanziert sind, daß ihr Schwerpunkt in der Ebene des Streifens ungefähr in der Mitte seiner Länge liegt.

   22. Druckwandler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Sockel und zwei einander kreuzende Federn zur Halterung der bewegbaren Kondensator-Platte am Sockel aufweist und daß die Federn um eine durch den Schwerpunkt verlaufende Achse herum flexibel sind.

   23. Druckwandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet ein in der Spule angeordneter, linear magnetisierter Ringmagnet ist und daß ein ringförmiger magnetischer Halter aus Weicheisen die Spule umgibt.

   009882/1606

   24. Druckwandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spule mehrere Stab-Dauermagnete vorgesehen sind.

   009882/1606