DE2148292A1

DE2148292A1 - PRE-TENSED MEMBRANE DEVICE AND METHOD FOR PRESETCHING THE MEMBRANE OF SUCH DEVICE

Info

Publication number: DE2148292A1
Application number: DE19712148292
Authority: DE
Inventors: Johannes Sorteberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1973-04-05
Also published as: DE2148292B2; DE2148292C3

Description

Vorgespannte Xembraneinrichtung und Verfahren zum Vorspannen der Membrane einer solchen Einrichtung =nn============ Die Erfindung bezieht sich auf eine vorgespannte Membraneinrichtung und ein Verfahren zum Vorspannen der Membrane einer solchen Einrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vorspannen von Metallmembranen und die daraus hervorgehenden Einrichtungen, welche in druckempfindliche Geräte Verwendung finden, wie z.B. Druck-, Vakuum-, oder Differenzialdruck-Übertrager oder Meßgeräte.Pre-tensioned membrane device and method for pre-tensioning the membrane such a device = nn ============ The invention relates to a prestressed Membrane device and a method for prestressing the membrane of such a device. In particular, the invention relates to a method for prestressing metal diaphragms and the resulting facilities, which in pressure-sensitive devices Can be used, such as pressure, vacuum or differential pressure transmitters or Measuring device.

Die Konßtruktion von Einrichtungen, die auf kleine Druckveränderungen genau ansprechen, erfordert vorgespannte oder vorbelastete Membranen, um ein Ausbauchen oder den "Olkanneneffekt" zu vermeiden. Dieser unerwünschte Effekt tritt bei nicht vorgespannten oder unbelasteten Membranen auf, da hier stets ein gewisser Durchhang oder überschüssiges Material in gewiesen Teilen derAMembrane vorhanden ist. Ein sehr kleiner Druckwert bewegt die Membrane durch zahlreiche relativ feststehende Positionen innerhalb der Grenzen des überschüssigen Materials. Die Bewegung oder Verlagerung bzw. Auslenkung der Membrane in Abhängigkeit von einem kleinen Druckwert ist daher häufig übermäßig groß und steht in keiner vorbestimmten Weise im Verhältnis zum Wert des vorhandenen Druckes. Bei der Aufhebung eines Druckes von einer nicht vorgespannten oder nicht vorbelasteten Membrane, kehrt diese-nicht in eine gleichbleibende neutrale Position zurück, wodurch die Probleme bezüglich der Eichung und Abstimmung der Membranbevegung auf den Druck weiter verkompliziert werden.The construction of devices responsive to small changes in pressure respond accurately, requires pre-stressed or pre-loaded diaphragms in order to bulge or to avoid the "oil can effect". This undesirable effect does not occur pretensioned or unloaded membranes, as there is always a certain slack here or excess material is present in certain parts of the A-membrane. A very smaller Pressure value moves the membrane through numerous relative fixed positions within the limits of the excess material. the Movement or displacement or deflection of the membrane depending on one The small pressure value is therefore often excessively large and not in a predetermined one Way in proportion to the value of the pressure available. When releasing a pressure from a non-pre-stressed or non-pre-stressed membrane, it does not return return to a constant neutral position, eliminating the problems regarding the calibration and adjustment of the membrane movement to the pressure is further complicated will.

Eine vorgespannte Membrane weist keinen Durchhang auf, wie er sich in nicht vorbelasteten Membranen findet, uiid sie ist in einzige neutrale Position vorgespannt. Eine vorgespannte oder vorbelastete Membrane ist demzufolge zur Verwendung in durckempfindlichen Einrichtungen sehr erwünscht.A pretensioned membrane has no sag like it does found in membranes that are not preloaded, and it is in the only neutral position biased. A pre-stressed or pre-stressed membrane is therefore to be used Very desirable in pressure-sensitive facilities.

Der Erfiiiduiig liegt daher die Aufgabe zugrunde, Membranen vorzuspannen, sowie vorgespannte Membraneinrichtungen zu schaffen, die für druckempfindliche Einrichtungen geeignet sind, wie z.B.The success is therefore based on the task of prestressing membranes, as well as to provide pre-stressed membrane devices for pressure sensitive devices are suitable, e.g.

Druck-, Vakuum-, oder Differenzialdruck-Übertrager oder egeräte.Pressure, vacuum or differential pressure transmitters or devices.

Es ist ferner beabsichtigt, vorgespannte Membraneinrichtungen zu schaffen, die in einer einzigen neutralen Position vorgesnannt sind, wodurch das Ausbauchen oder der "ulkanneneffelt" vermieden werden.It is also intended to create pre-stressed membrane devices, which are biased in a single neutral position, eliminating the bulging or the "ulkanneneffelt" be avoided.

Es soll weiter ein Verfahren zum Vorspannen von Membranen angegeben werden, die die obigen Eigenschaften aufweisen.It is also intended to specify a method for prestressing membranes that have the above properties.

Weiter soll ein Verfahren zum Vorspannen von Membranen angegeben werden, welches wiederholt im wesentlichen gleiche vorgespannte Membraneinrichtungen liefert.A method for prestressing membranes is also to be specified, which repeatedly provides substantially equal pre-stressed membrane means.

Schließlich soll das Verfahren gemäß der Erfindung für eine leistungsfähige Massenproduktion vorgespannter Membraneinrichtungen geeignet sein, die die obigen Eigenschaften besitzen.Finally, the method according to the invention is intended for a powerful Mass production of preloaded diaphragm assemblies using the above Possess properties.

Obige Aufgabe wird durch eine vorgespannte Membraneinrichtung gelöst, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine Membraune.;12, 44, 54, 73, 84', wenigstens zwei gegenüberliegende Flansche 20, 22; 40, 42; 50, 52; 70, 72; 90, 92, die an der Membrane befestigt sind und durch einen Flansch-Eingriffsteil 24, 26; 46, 48; 56, 58; 76, 78; 96, 98, der mit den Flanschen in Eingriff bringbar ist und eine Flansch-Eingriffsabmessung aufweist, die geringfügig verschieden von einer Abmessung zwischen den Flanschen ist, wodurch die Flansche aus ihrer normalen Position herausbewegt werden, um einen Teil der Membrane durch eine Zugkraft vorzuspannen.The above task is achieved by a pre-tensioned membrane device, which is characterized according to the invention by a membrane brown.; 12, 44, 54, 73, 84 ', at least two opposite flanges 20, 22; 40, 42; 50, 52; 70, 72; 90, 92, which are attached to the diaphragm and through a flange engaging portion 24, 26; 46, 48; 56, 58; 76, 78; 96, 98, which is engageable with the flanges and has a flange engagement dimension that is slightly different from a The dimension between the flanges is what causes the flanges to move out of their normal position be moved out in order to pretension part of the membrane by a tensile force.

Das Verfahren zum Vorspannen einer Membrane ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: Befestigen der einander gegenüberliegenden Flansche an der Membrane und anschließend dauerhafte Veränderung der Abmessung zwischen den Flanschen, um dadurch einen Bereich der Membrane durch Zugkräfte vorzuspannen, während die Flansche einen im wesentlichen geschlossenen Ring bilden, und die Veränderung der Abmessung dadurch erfolgt, daß ein zweiter Ring mit dem ersten Ring in Eingriff gebracht wird.The procedure for pretensioning a diaphragm is through the following steps marked: fastening of the opposing flanges to the membrane and then permanently changing the dimension between the flanges to thereby prestressing an area of the membrane by tensile forces, while the flanges form a substantially closed ring, and the change in dimension occurs by engaging a second ring with the first ring.

Eine vorzuspannende oder vorzubelastende Membrane wird entlang ihrem Umfangerand mit einem Ring verschweißt. Dadurch wird ein aufrechtstehender geschlossener Flansch ausgebildet, der die Membrane verstärkt. Die Vorspannung oder Vorbelastung der Membrane erfolgt dadurch, daß innerhalb des Flansches ein zweiter Ring eingedrückt wird, dessen Außenabmessungen etwas größer sind, als die nicht aufgeweiteten Innenabmessungen des Flansches.A pre-stressed or pre-stressed membrane is placed along your The peripheral edge is welded to a ring. This makes an upright closed one Flange formed which strengthens the membrane. The bias or preload the membrane takes place in that a second ring is pressed inside the flange whose outer dimensions are slightly larger than the unexpanded inner dimensions of the flange.

Der Flansch wird dadurch auf einen größeren Durchmesser ausgedehnt, oder einer Zugspannung unterworfen. Die auf den Plansch ausgeübte Zugspannung birgt wiederum eine gleitförmige Zugbeanspruchung in der Membrane.The flange is thereby expanded to a larger diameter, or subjected to tensile stress. The tension exerted on the splash again a sliding tensile stress in the membrane.

Der Flansch und der zweite Ring oder expandierende Hing halten die Membrane nicht nur in einem vorgespannten oder vorbelasteten Zustand, sondern erleichtern auch vorteilhaften Einbau und die Verwendung der Einrichtung als ganzes. Die auf diese Weise ausgebildete, vorgespannte Membraneinrichtung ist fertig zum Einbau in irgend ein druckempfindliches Gerät.The flange and the second ring or expanding hing hold the Membrane not only in a pretensioned or preloaded state, but also to make it easier also advantageous installation and use of the facility as a whole. The on The prestressed membrane device designed in this way is ready for installation in any pressure sensitive device.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer teilweise zusammengebauten, vorgespannten Xembraneinrichtung gemäß der Erfindung, und zwar entlang der Linie 1 - 1 der Fig. 3; Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Membraneinrichtuiig der Fig. t im zusammengebauten Zustand, und zwar entlang der Linie 1 - 1 der Fig. 3; Fig. 3 eine Draufsicht der Membraneinrichtung der Fig. 1 und 2; Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Querschnittsansicht einer teilweise zusammengebauten alternativen Membran-,einrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Querschnittsansicht einer alternativen Membraneinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Membraneinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 7 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht als Teilschilittansicht einer Modifikation der Membraneinrichtung, die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist und Pig. 8 eine der Fig. 1 ähnliche Schnittansicht, jedoch als Teilschnittansicht einer weiteren Modifikation der Membraneinrichtung, die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying figures described, all of which emerge from the description and the figures Contribute details or features to the solution of the problem within the meaning of the invention can and were included in the application with the will to be patented. 1 shows a cross-sectional view of a partially assembled, prestressed Xembrane device according to the invention, along the line 1 - 1 of FIG. 3; FIG. 2 is a cross-sectional view of the membrane device of FIG. 1 in the assembled state State, namely along the line 1 - 1 of FIG. 3; Fig. 3 is a plan view of the Membrane device of Figures 1 and 2; FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 a partially assembled alternative membrane device according to the invention; FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of an alternative membrane device according to the invention; FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 a further alternative membrane device according to the invention; Fig. 7 a Sectional view similar to FIG. 2 as a partial cutaway view of a modification of FIG Membrane device shown in Figures 1, 2 and 3 and Pig. 8 one of the Fig. Sectional view similar to Fig. 1, but as a partial sectional view of a further modification the membrane device shown in Figs.

Es wird nun speziell auf die Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen Bezug genommen, in denen eine Membraneinrichtung gemäß der Erfindung allgemein mit der Bezugszahl 10 gekennzeichnet ist.Reference will now be made specifically to Figures 1, 2 and 3 of the drawings taken, in which a membrane device according to the invention generally with the Reference number 10 is identified.

Der gesamte Umfangsrand der Membrane 12 ist bei 14 mit zwei ringförmigen Flanschen 20 und 22 nahtverschweißt. Die inneren konischen Flächen 21 und 23 der Flansche 20 und 22 sind unter einem Winkel abgeschrägt, der dem Neigungswinkel der Außenflächen 25 und 27 der Ringe 24 und 26 entspricht. Die schrägen oder konischen Flächen erleichtern die Einführung der Ringe 24 und 26 in die Flansche 20 und 22, welche im unbelasteten Zustand Innendurchmesser aufweisen, die kleiner als die sul3eiidurchmesser der Ringe 24 und 26 sind, wie bei A in Fig. 1 angedeutet ist.The entire peripheral edge of the diaphragm 12 is annular at 14 with two Flanges 20 and 22 welded together. The inner conical surfaces 21 and 23 of the Flanges 20 and 22 are beveled at an angle corresponding to the angle of inclination of the Outer surfaces 25 and 27 of the rings 24 and 26 correspond. The oblique or conical Surfaces facilitate the introduction of the rings 24 and 26 into the flanges 20 and 22, which in the unloaded state have inner diameters that are smaller than the sulphide diameter of rings 24 and 26 are as indicated at A in FIG.

In Fig. 2 sind die Ringe 24 und 26 vollständig eingesetzt, indem man sie gegeneinander und in Berührung mit der Membrane 12 gepreßt hat, um eine vorgespannte oder vorbelastete Membraneinrichtung auszubilden. Die Einführung der Ringe bewirkt eine Zunahme des Durchmessers der Flansche 20 und 22, wie dies bei B angedeutet ist. Die Zunahme wirkt sich auch auf die Membrane 12 aus, die dadurch vorgespannt oder vorbelastet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die innenliegenden Ränder der eingesetzten Ringe kreisrund und begrenzen eine scheibenförmige, vorgespannte Membranfläche.In Fig. 2, the rings 24 and 26 are fully inserted by they pressed against each other and in contact with the membrane 12 to form a prestressed or to form a preloaded membrane device. The introduction of the rings causes an increase in the diameter of the flanges 20 and 22, as indicated at B. is. The increase also affects the diaphragm 12, which is thereby pretensioned or is biased. In the present embodiment of the invention, the inner edges of the inserted rings are circular and delimit a disc-shaped, pre-stressed membrane surface.

Die konischen Ränder 21 und 23 arbeiten mit den konischen Rändern 25 und 27 zusammen und bildeii Haftsitze, welche die Ringe 24 und 26 innerhalb der Flansche 20 und 22 halten, und zwar trotz der Druckkraft, die von den Flanschen ausgeübt wird und das Bestreben hat, die Ringe nach außen von der Membranscheibe weg zu verlagern. Die Ringe können zusammengeklemmt werden, um zu gewährleisten, daß diese nach außen gerichtete Verlagerung nicht auftritt. Das Zusammeiiklem;en ist erwünscht, wenn der lseigungs- oder Konuswinkel größer als etwa 100 ln Bezug auf die Vertikale ist. Dies kann zweckmäßig erfolgen, wenn die Einrichtung zur Verwendung in einem druckempfindlicheii Gerät montiert wird.The conical edges 21 and 23 work with the conical edges 25 and 27 together and form adhesive fits that hold the rings 24 and 26 within the Flanges 20 and 22 hold despite the compressive force exerted by the flanges is exercised and has the tendency to move the rings outwards from the diaphragm disc relocate away. The rings can be clamped together to ensure that this outward shift does not occur. The gathering is desirable when the clearance or cone angle is greater than about 100% in relation on the vertical is. This can be done conveniently when the facility is in use is mounted in a pressure-sensitive device.

Bs wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Zahlreiche alt;errlative, Konstruxtiorlell sind durch gestrichelte Linien dargestellt.Reference is now made to FIG. Numerous old; errlative, Konstruxtiorlell are shown by dashed lines.

Zunächst icann die Membrane statt durch eine NahtverschweiBung 14 wie in den Fig. 1 und 2 durch Punktverschweißung .lit den äußeren Flallachen verbunden werden, wie dies bei 30 in Fig. 3 angedeutet ist. Fig. 3 veranschaulicht ferner, daß die aufrechtstehenden,geschlossenenFlansche 20 und 22 keine kreisrunden Außendurchmesser aufweisen müssen und irgendeine Form aufweisen können, die zweckmäßig den Einbau erleichtert. In Fig. 3 ist beispielsweise der rechteckförmige Flansch 34 dargestellt. In dem Flansch können zylindrische Offnungen 35 ausgearbeitet sein, welche Befestigungsschrauben oder dergleiche aufnehmen.First of all, the membrane can be used instead of a seam weld 14 as in Figs. 1 and 2 by spot welding .lit connected to the outer surface areas as shown at 30 in FIG. 3 is indicated. Fig. 3 illustrates also that the upstanding, closed flanges 20 and 22 are not circular Must have outside diameter and can have any shape that is appropriate facilitates installation. In Fig. 3, for example, is the rectangular flange 34 shown. Cylindrical openings 35 can be worked out in the flange, which mount screws or the like.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Die Flansche 40 und 42 weisen Innenflächen 41 und 43 auf, die unter einem rechten Winkel zur Membrane 44 verlaufen. Ausdehnungsringe 46 und 48, welche teilweise in ihre Einbaulage eingeführt dargestellt sind, weisen kreisrunde Querschnitte auf, wobei die Krümmung derselben die Einführung der Ringe erleichtert. Wenn der Zusammenbau durch Einpressen der Ringe 46 und 48 in Berührung mit der Membranscheibe 44 abgeschlossen ist, wird die Membranscheibe gespannt und in einem gespannten Zustand gehalten. Diese Anordnung ist ziemlich stabil, da keine Kräfte auftreten, welche die Ringe 46 und 48 von der Membranscheibe 44 wegzudrängen suchen.An alternative embodiment of the invention is shown in FIG. The flanges 40 and 42 have inner surfaces 41 and 43, which under a right Angles to the membrane 44 run. Expansion rings 46 and 48, some of which are shown in FIG their installation position is shown introduced, have circular cross-sections, the curvature of which facilitates the introduction of the rings. When assembling completed by pressing the rings 46 and 48 into contact with the membrane disk 44 is, the membrane disc is tensioned and held in a tensioned state. This arrangement is quite stable as there are no forces affecting the rings 46 and 48 seek to push away from the membrane disk 44.

In Fig. 5 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbei3pie der Erfindung gezeigt. Die Flansche 50 und 52 weisen Querschnittsfächen auf, die erheblich kleiner als diejenigen der entsprechenden Flansche 20 und 22 der Fig. 1 und 2 sind. Die Ausdehnungsringe 56 und 58 besitzen dagegen Querschnittsflächen, die größer als diejenigen der Ringe 24 und 26 der Fig. 1 und 2 sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die Flansche in den AIembraneinrichtungen, wie sie beispielsweise hier beschrieben sind, eine Druck- oder Einschnürungskraft auf die Ausdehnungsringe ausüben. In dem Ausführungsbeispiel der Pig. 5 ist die Größe der Druck- oder Einschnürungskraft auf ein Minimum reduziert, indem man die Einrichtung mit den dünnen Flanschen 50 und 52 versehen hat. Die Ausdehnungsringe 56 und 58 hat man vergrößert, um sie widerstandsfähiger gegenüber diesen Druckkräften zu machen, und sie verbessern die Festigkeit und Steifigkeit der gesamten Einrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel ist erwünscht, wenn man die Membrane 54 unter einer maximalen Spannung setzen will.In Fig. 5 is a further alternative embodiment of the invention shown. The flanges 50 and 52 have cross-sectional areas that are considerably smaller than those of the respective flanges 20 and 22 of Figs. the Expansion rings 56 and 58, however, have cross-sectional areas that are greater than those of rings 24 and 26 of FIGS. 1 and 2 are. Be on it pointed out that the flanges in the AIembraneinrichtungen, such as are described here, a compressive or constricting force on the expansion rings exercise. In the embodiment of the Pig. 5 is the magnitude of the compressive or constricting force reduced to a minimum by using the device with the thin flanges 50 and 52 has provided. The expansion rings 56 and 58 have been enlarged to make them more resistant to make against these compressive forces, and they improve the strength and rigidity the entire facility. This embodiment is desirable when using the Wants to put membrane 54 under maximum tension.

Die in Fig. 6 gezeigte Membraneinrichtung entspricht denjenigen der Fig. 1, 2 und 3 mit der Ausnahme, daß der untere Flansch und Ring weggelassen sind. Dies ist eine weniger teure Einrichtung, die das gleiche Prinzip eines aufgeweiteten, außenliegenden, tragenden Flansches verwendet, der die Membrane vorspannt. In einer auf diese Art und Weise konstruierten Einrichtung muß man zwar einen gewissen Verlust an Steitigkeit und Vorspannkraft in Kauf nehmen, ihre Einfachheit und niedrigeren Herstellungskosten machen sie jedoch für gewisse Anwendungsfälle sehr geeignet.The membrane device shown in Fig. 6 corresponds to that of Figures 1, 2 and 3 with the exception that the lower flange and ring are omitted. This is a less expensive facility that shares the same principle of an expanded, external, load-bearing flange is used, which pretensions the membrane. In a A device constructed in this way has a certain loss in terms of stiffness and preload, accept their simplicity and lower However, manufacturing costs make them very suitable for certain applications.

In Fig. 7 weist eine modifizierte Membraneinrichtung 69, die der Einrichtung 10 der Fig. 1, 2 und 3 ähnlich ist, abgeschrägte stirnflächen und 79 an den Ausdehnungsringeii 76 und 78 auf. Diese abgeschrägten Stirnflächen 77 und 79 klemmen die Membrane 73 entlang dem innersten Durchrnesser der Vorspannringe an scharfen, messerähiilichen Rändern 80 und 82 ein. Es wird aiso nur die Fläche der Membrane 13 innerhalb des Umfangs der Innenringe dem Druck ausgesetzt, und sie kann auf diesen ungehindert ansprechen. D.h., der UmCangsrand oder ringförmige Rand, an dem sich die Membrane 73 ausbieg-t, ist genau definiert.In Fig. 7, a modified membrane device 69, that of the device 10 of Figs. 1, 2 and 3 is similar, beveled end surfaces and 79 on the expansion ring 76 and 78 on. These beveled faces 77 and 79 clamp the membrane 73 along the innermost diameter of the prestressing rings at sharp, measurable margins 80 and 82. As a result, only the area of the membrane is used 13 is exposed to pressure within the circumference of the inner rings, and they can act on them speak freely. That is, the circumferential edge or ring-shaped edge on which the membrane 73 flexes, is precisely defined.

in ähnlicher Effekt kann auch erzielt werden, wenn man die vorgespannte Membrane mit dem Ausdehnungsring in der Nähe des Innendurchmessers punktverschweißt, wie dies bei 57 und 59 in Fig. 5 und bei 28 in Fig. 6 angedeutet ist. Diese Ptak -verschweißung stellt ferner sicher, daß sich der Ausdehnungsring nicht von der Membrane trennt.A similar effect can also be achieved if the prestressed Membrane spot-welded to the expansion ring near the inner diameter, as indicated at 57 and 59 in FIG. 5 and at 28 in FIG. This Ptak -welding also ensures that the expansion ring does not move from the Membrane separates.

In gewissen Anwendungsfällen ist es erwünscht, den Umfaig der Membrane gegen ein Lecken abzudichten. Die in Fig. 8 gezeigte Einrichtung sieht O-'Riiigdichtungen 106 und 108 irL ringformigen, die Dichtung aufnehmenden Nuten 101 und 103 vor.In certain applications it is desirable to increase the size of the membrane to seal against leakage. The device shown in Figure 8 sees O-ring seals 106 and 108 irL annular, the seal receiving grooves 101 and 103 before.

Wenn die Einrichtung fertiggestellt wird, indem man die Ausdehnungsringe 96 und 98 gegeneinander und in Berührung mit zu der Membrane 84 drückt, werde die Ringdichtungen 106 und 108 satt gegen die Membrane gepreßt, und sie verhindern ein Lec,cen aufgrund des Haftsitzes zwischen den Flächen 91 und 97 und 93 und 99.When the establishment is completed by removing the expansion rings 96 and 98 presses against each other and in contact with the membrane 84, the Ring seals 106 and 108 are pressed snugly against the membrane, and they prevent a Lec, cen due to the tight fit between surfaces 91 and 97 and 93 and 99.

Die flansche 100 und 102, die die innenwände der die Dichtungen aufnehmenden unten 101 und 103 bilden, ragen von den Ausdehnungsringen 96 und 98 gegen die Membrane 84, wie dies bei D irnd E angedeutet ist. in der zusammengebauten bzw. fertiggestellten Einrichtung klemmen die hervorstehenden Flansche die Membrane in einer Art und Weise ein, wie dies ähnlich durch die Messerränder 80 und 82 in der in Fig. 7 gezeigten Einrichtung geschieht. Durch dieses Einklemmen werden die Abmessungen und der Umfang der Fläche der Membrane 84 genau begrenzt, die dem Druck ausgesetzt ist.The flanges 100 and 102 that form the inner walls of the gaskets 101 and 103 form below, protrude from the expansion rings 96 and 98 against the membrane 84, as indicated by D and E. in the assembled or completed Device, the protruding flanges clamp the membrane in a manner as similarly indicated by knife edges 80 and 82 in that shown in FIG Establishment happens. This wedging increases the dimensions and the circumference the area of the diaphragm 84 that is exposed to the pressure.

Das Verfahren zum Vorspannen der Membranen, bei dem eill tragender, mit den Membranen verschweißter Flansch einer Zugbeanspruchwlg unterworfen wird, und die daraus hervorgehenden, oben beschriebenen Einrichtungen sind gekennzeichnet durch die Verwendung einer minimalen Zahl von unkomplizierten Bauelementen.The procedure for pre-tensioning the membranes, in which the load-bearing, flange welded to the membranes is subjected to tensile stress, and the resulting facilities described above are marked by using a minimal number of uncomplicated components.

Dies macht das Verfahren geeignet für die Herstellung der Einrichtungen in großen Mengen, wobei die derart getertiften Einrichtungen eine beträchtliche Gleichformigkeit aufweisen.This makes the method suitable for manufacturing the devices in large quantities, the facilities in such a way being a considerable one Have uniformity.

Die Einrichtungen können aus Stahl, Messing oder einem aiiieren geeigneten Werkstoff für die speziellen Instrumente angefertigt werden, in denen sie verwendet werden sollen. Es sei darauf hingewiesen, daß in vielen dieser Instrumente ein Übertrager vorgesehen ist, der auf die Meßbewegung des mittleren eis der Membrane anspricht.The devices can be made of steel, brass or any other suitable Material for the specific instruments in which they are used should be. It should be noted that in many of these instruments there is a transformer is provided, which responds to the measuring movement of the middle egg of the membrane.

Es wird ferner bemerkt, daß die Prinzipien der Erfindung zum Vorspannen irgendeines ebenen Materials in einer Art und Weise anwendbar sind, wie dies ähnlich mit einer vorgespannten, oben beschriebenen Membrane erfolgt. Zum Beispiel kann mari danach dünne Häute zur Verwendung als Strahlenteiler oder optische flache Spiegel ausdehnen oder strecken,-wle z.B. jene, die durch The National Photocolor Oorp., South Iforwalk, Connecticut verkauft werden. Es kann ferner in gewissen Anwendungsfällen erwünscht sein, in der gleichen Membraneinrichtung Ausdehnungsringe aus einem harten Material mit Flansche aus einem anderen weicheren Material zu kombinieren.It is further noted that the principles of the invention apply to biasing any flat material in some way are applicable as is done similarly with a pretensioned membrane described above. To the For example, mari can then use thin skins for use as a beam splitter or optical Extend or stretch flat mirrors, e.g. those made by The National Photocolor Oorp., South Iforwalk, Connecticut. It can also be used in certain applications be desirable in the same membrane device expansion rings made of a hard Combine material with flanges made of another softer material.

Claims

1. Pre-tensioned membrane device, g e k e n n n z e i c h -n e t d u r c h a membrane (12, 44, 54, 73, 84), at least two opposite flanges (20, 22; 40, 42; 50, 52; 70, 72; 90, 92) attached to the membrane and by a flange engagement part (24, 26; 46, 48; 56, 58; 76, 78; 96, 98), the is engageable with the flanges and has a flange engagement dimension, which is slightly different from a dimension between the flanges, whereby the flanges are moved out of their normal position to part of the Tension the membrane with a tensile force.

2. Membrane device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the flanges (20, 22, etc.) are essentially closed Form a ring.

3. Membrane device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the flange engagement part (24, 26 etc.) consists of a second ring exists, the outer diameter of which is slightly larger than the inner diameter of the first Ring (20, 22, etc.).

4. Membrane device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the inner surface (21, 23) of the first ges (20, 22) and the outer surface (25, 27) of the second ring (24, 26) form cones which are bevelled at a complementary angle.

5. Membrasleiflrichturlg according to claim 3, d a d u r c h g e k e n It shows that the second ring (76, '/ a) is a circular knife-like one Kand (80, 82) and this edge is the only part of the second ring, which is in contact with the membrane (73).

6. Membrane device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n ze i c h n e t that the second ring (56, 58) is attached to the prestressed membrane (54) is (57, 59).

7: Membrane device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the rings (20, 22; 24, 26 etc.) on both sides of the membrane (12 etc.) are provided twice.

8. Procedure for pre-tensioning a membrane from the facility according to the claims 1 - 7, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h the following steps: Attach the opposite flanges to the membrane and then permanent change in the dimension between the flanges, thereby creating a ii area vorzuspalglen the membrane by tensile forces, while the Flanges form a substantially closed ring and change the Dimensioning is done by engaging a second ring with the first ring is brought.

9. The method according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the second ring is used within the first ring.

10. The method according to claims 8 and 9, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h attaching a first ring to a membrane, the first Ring forms a substantially closed flange on this membrane and then Inserting a second ring into the flange, the second ring having external dimensions which is larger than the corresponding internal dimensions of the closed flange are, whereby the flange is expanded and the membrane is pretensioned.

11. The method according to claims 8-10, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h Fastening opposing flanges to the membrane and then permanent Veräilderuiig the dimension between the flanges to thereby to pretension a region of the membrane by tensile forces, the last mentioned Step executed is made by inserting a part between the Flanges which have a larger dimension than the dimension between the flanges having.

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