DE2148292C3

DE2148292C3 - Prestressed membrane device and method for prestressing the membrane of such a device

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Publication number: DE2148292C3
Application number: DE19712148292
Authority: DE
Inventors: Johannes Darien Conn. Sorteberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2148292A1; DE2148292B2

Description

von den zugehörigen Abmessungen der Flansche sind.of the associated dimensions of the flanges.

Eine vorzuspannende oder vorzubelastende Membrane wird entlang ihrem Umfangstand 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. Der Flansch wird dadurch auf einen größeren Durchmesser ausgedehnt, oder einer Zugspannung unterworfen. Die auf den Flansch ausgeübte Zugspannung birgt wiederum eine gleitförmige Zugbeanspruchung in der Membrane.A membrane to be preloaded or preloaded is attached to a ring along its circumference welded. This creates an upright closed flange that supports the membrane reinforced. The pre-tensioning or pre-loading of the membrane takes place within the flange a second ring is pressed in, the outer dimensions of which are slightly larger than those not expanded Internal dimensions of the flange. The flange is thereby expanded to a larger diameter, or subjected to tensile stress. The tensile stress exerted on the flange in turn harbors one sliding tensile stress in the membrane.

Der Flansch und der zweite Ring oder expandierende Ring 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 GerätThe flange and the second ring or expanding Ring not only keep the membrane in a pretensioned or preloaded state, but also facilitate advantageous installation and use of the device as a whole. That way trained, prestressed membrane device is ready for installation in any pressure-sensitive device

Die Erfindung wird nun anhand der 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 zeigtThe invention will now be described in detail with reference to the figures, with all details or features emerging from the description and the figures for solving the problem in the sense can contribute to the invention and with the will to Patenting were included in the application. It shows

F i g. I eine Querschnittsansicht einer teilweise zusammengebauten, vorgespannten Membraneinrichtung gemäß der Erfindung, und zwar entlang der Linie l-lderFig.3;F i g. I is a cross-sectional view, along the line, of a partially assembled, pre-tensioned membrane device according to the invention l-lderFig.3;

F i g. 2 eine Querschnittsansicht der Membraneinrichtung der F i g. 1 im zusammengebauten Zustand, und zwar entlang der Linie 1-1 der F i g. 3;F i g. FIG. 2 is a cross-sectional view of the membrane device of FIG. 1 in the assembled state, and although along the line 1-1 of FIG. 3;

F i g. 3 eine Draufsicht der Membraneinrichtung der Fig. 1 und 2;F i g. 3 is a plan view of the membrane device of FIGS. 1 and 2;

F i g. 4 eine der F i g. 1 ähnliche Querschnittsansicht einer teilweise zusammengebauten alternativen Membraneinrichtung gemäß der Erfindung;F i g. 4 one of the F i g. 1 similar cross-sectional view a partially assembled alternative membrane device according to the invention;

F i g. 5 eine der F i g. 2 ähnliche Querschnittsansicht einer alternativen Membraneinrichtung gemäß der Erfindung;F i g. 5 one of the F i g. 2, similar cross-sectional view of an alternative membrane device according to FIG Invention;

Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Membraneinrichtung gemäß der Erfindung;FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 a further alternative membrane device according to the invention;

F i g. 7 eine der F i g. 2 ähnliche Schnittansicht als Teilschnittansicht einer Modifikation der Membraneinrichtung, die in den Fig. 1,2 und 3 gezeigt ist undF i g. 7 one of the F i g. 2 similar sectional view as Partial sectional view of a modification of the membrane device shown in Figs. 1, 2 and 3 and

F i g. 8 eine der F i g. 1 ähnliche Schnittansicht, jedoch als Teilschnittansicht einei weiteren Modifikation der Membraneinrichtung,die in den Fig. 1,2 und 3 gezeigt ist.F i g. 8 one of the F i g. 1 similar sectional view, however a further modification of the membrane device shown in FIGS. 1, 2 and 3 as a partial sectional view is.

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. Der gesamte Umfangsrand der Membrane 12 ist bei 14 mit zwei ringförmigen Flanschen 20 und 22 nahtverschweißt. Die inneren konischen Flächen 21 und 21 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 Außendurchmesser der ft.inge 24 und 26 sind, wie bei A Referring now specifically to FIGS. 1, 2 and 3 of the drawings, a diaphragm assembly in accordance with the invention is indicated generally by the reference numeral 10. The entire peripheral edge of the membrane 12 is seam-welded at 14 to two annular flanges 20 and 22. The inner conical surfaces 21 and 21 of the flanges 20 and 22 are beveled at an angle which corresponds to the angle of inclination of the outer surfaces 25 and 27 of the rings 24 and 26. The inclined 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 which are smaller than the outer diameters of the feet 24 and 26, as in A in F i g. 1 angedeutet ist.in Fig. 1 is indicated.

In Fig.2 sind die Ringe 24 und 26 vollständig eingesetzt, indem man sie gegeneinander und ir. Berührung mit der Membrane 12 gepreßt hat, um eineIn Figure 2, the rings 24 and 26 are fully inserted by moving them against each other and ir. Contact with the membrane 12 has pressed to a 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 oderto train pretensioned or preloaded membrane device. The introduction of the rings causes an increase in the diameter of the flanges 20 and 22, as indicated at B. The increase also affects the diaphragm 12, which is thereby pretensioned or

ίο vorbelastet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die innenliegenden Ränder der eingesetzten Ringe kreisrund und begrenzen eine scheibenförmige, vorgespannte Membranfläche.ίο is biased. In the present embodiment According to the invention, the inner edges of the rings used are circular and delimit one disc-shaped, pre-stressed membrane surface.

Die konischen Ränder 21 und 23 arbeiten mit denThe conical edges 21 and 23 work with the

H konischen Rändern 25 und 27 zusammen und bilden 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 derH conical edges 25 and 27 together and form Adhesive fits that hold the rings 24 and 26 within the flanges 20 and 22, despite the Pressure force exerted by the flanges and the endeavor has the rings outward from the Membransdieibe weg zu verlagern. Die Ringe können zusammengeklemmt werden, um zu ^'.währleisten, daß diese nach außen gerichtete Verlagerung nicht auftritt. Das Zusammenklemmen ist erwünscht, wenn der Neigungs- oder Konuswinkel größer als etwa 10^c inTo move the diaphragm away. The rings can be clamped together to ensure that this outward displacement does not occur. Clamping is desirable when the bevel or taper angle is greater than about 10 ^c in Bezug auf die Vertikale ist. Dies kann zwecKmäßig erfolge:·, wenn die Einrichtung zur Verwendung in einem druckempfindlichen Gerät montiert wirdIn relation to the vertical is. This can be useful successes: · when the device is mounted for use in a pressure-sensitive device

Es wird nun auf F i g. 3 Bezug genommen. Zahlreiche alternative Konstruktionen sind durch gestrichelteIt is now shown on FIG. 3 referred to. Numerous alternative constructions are indicated by dashed lines

JO Linien dargestellt. Zunächst kann die i*1embrane statt durch eine Nahtvei schweißung 14 wie in den F i g. 1 und 2 durch Punktverschweißung mit den äußeren Flanschen verbunden werden, wie dies bei 30 in F i g. 3 angedeutet ist. F ι g. 3 veranschaulicht ferner, daß dieJO lines shown. First, the i * 1embrane can take place by a seam weld 14 as shown in FIGS. 1 and 2 are connected to the outer flanges by spot welding, as shown at 30 in FIG. 3 is indicated. Fig. 3 further illustrates that the

« aufrechtstehenden, geschlossenen Flansche 20 und 22 keine kreisrunden Außer-durchmesser aufweisen müssen und irgendeine Form aufweisen können, die zweckmäßig den Einbau erleichtert. In F i g. 3 ist beispielsweise der rechteckförmige Flansch 34 Oarge-«Upright, closed flanges 20 and 22 do not have to have a circular outer diameter and can have any shape that appropriately facilitates installation. In Fig. 3, for example, the rectangular flange 34 Oarge-

stellt. In dem Flansch können zylindrische Öffnungen 35 ausgearbeitet sein, welche Befestigungsschrauben oder dei gleichen aufnehmen.represents. In the flange, cylindrical openings 35 be worked out, which include mounting screws or the same.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel aer Erfindung ist in Fig.4 gezeigt. Die Flansche 40 und 42 weisenAn alternative embodiment of the invention is shown in FIG. The flanges 40 and 42 have

■»5 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■ »5 inner surfaces 41 and 43 on. those under a right Angle to the membrane 44 run. Expansion rings 46 and 48, which are partially inserted into their installation position are shown have circular cross-sections, the curvature of the same introducing the 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 7usf:id gehalten. Diese Anordnung ist ziemlich stabil.Rings relieved. When assembled by pressing rings 46 and 48 into contact with the Membrane disk 44 is completed, the membrane disk is stretched and in a tensioned 7usf: id kept. This arrangement is quite stable.

da keine Kräfte auftreten, welcne die Ringe 46 und 48 von der Membran! bleibe 44 wegzudrängen suchen.since no forces occur, the rings 46 and 48 separate from the membrane! stay 44 trying to push away.

In F i g. 5 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Flansche 50 und 52 weisen Querschnittsflächen auf. die erheblich kleiner alsIn Fig. 5, there is shown another alternative embodiment of the invention. The flanges 50 and 52 have cross-sectional areas. which are considerably smaller than diejenigen der entsprechenden Flansche 20 und 22 der F i g. 1 und 2 sind Die Ausdehnunpringe 56 und 58 besitzen dagegen Querschnittsflächen, die größer als diejenigen der Ringe 24 und 26 der F i g. 1 und 2 sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die Flansche in denthose of the respective flanges 20 and 22 of the F i g. 1 and 2 are The expansion rings 56 and 58, however, have cross-sectional areas that are greater than those of rings 24 and 26 of FIG. 1 and 2 are. It should be noted that the flanges in the Membraneinrichtungen, wie sie beispielsweise hier beschrieben sind, eine Druck- oder Einschnürungskraft auf die Ausdehnungsringe ausüben. In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 5 ist die Größe der Druck- oderMembrane devices, as they are described here, for example, apply a pressure or constriction force exercise on the expansion rings. In the embodiment of FIG. 5 is the size of the print or

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 Ausfuhrungsbeispiel ist erwünscht, wenn man die Membrane 54 unter einer maximalen Spannung setzen will.Constriction 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 these compressive forces, and they improve the strength and rigidity of the entire device. This exemplary embodiment is desirable if you put the membrane 54 under maximum tension want.

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 Steifigkeit und Vorspannkraft in Kauf nehmen, ihre Einfachheit und niedrigeren Herstellungskosten machen nh für The membrane device shown in Figure 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 device that uses the same principle of an expanded, external, load-bearing flange that biases the diaphragm. In a device constructed in this way, although a certain loss of rigidity and prestressing force must be accepted, its simplicity and lower manufacturing costs make nh for

zwischen den Flächen 91 und 97 und 93 und 99.between surfaces 91 and 97 and 93 and 99.

Die Ransche iöO und 102, die die Innenwände der die Dichtungen aufnehmenden Nuten 101 und 103 bilden, ragen von den Ausdehnungsringen % und 99 gegen die '< Membrane 84, wie dies bei D und E angedeutet ist. In der zusammengebauten bzw. fertiggestellten Einrichtung klemmer, 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 in 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 Ransche ioeo and 102 that form the inner walls of the seals receiving grooves 101 and 103, protrude from the expansion rings and 99%, as is indicated at D and E against the '<diaphragm 84th In the assembled device, the protruding flanges clamp the membrane in a manner similar to that done by knife edges 80 and 82 in the device shown in FIG. This wedging will precisely limit the dimensions and perimeter of the area of the diaphragm 84 that will be subjected to the pressure.

Diese erfindungsgemäße MembraneinrichtungenThese membrane devices according to the invention

'"· weisen den Vorteil auf, daß sie in einer einzigen neutralen Position vorgespannt sind, wodurch das Ausbauchen oder der »Ölkanneneffekt« vermieden wird.'"· Have the advantage of being in a single neutral position, which avoids bulging or the "oil can effect" will.

Das Verfahren zum Vorspannen der Membranen, beiThe procedure for pretensioning the membranes, at

_m (jpm pin XraapnApr mil Ηρπ Mpmhranpn_m (jpm pin XraapnApr mil Ηρπ Mpmhranpn

In Fig. 7 weist eine modifizierte Membraneinrichtung 69, die der Einrichtung 10 der Fig. I, 2 und 3 ähnlich ist, abgeschrägte Stirnflächen 77 und 79 an den Ausdehnungsringen 76 und 78 auf. Diese abgeschrägten Stirnflächen 77 und 79 klemmen die Membrane 73 entlang dem innersten Durchmesser der Vorspannringe an scharfen, messerähnlichen Rändern 80 und 82 ein. Es wird also nur die Fläche der Membrane 73 innerhalb des Umfangs der Innenringe dem Druck ausgesetzt, und sie kann auf diesen ungehindert ansprechen. D. h., der Umfangsrand oder ringförmige Rand, an dem sich die Membrane 73 ausbiegt, ist genau definiert.In Fig. 7 shows a modified membrane device 69, that of the device 10 of FIGS is similar, beveled faces 77 and 79 on expansion rings 76 and 78. This beveled End faces 77 and 79 clamp the diaphragm 73 along the innermost diameter of the preload rings at sharp, knife-like edges 80 and 82. It so only the surface of the diaphragm 73 within the circumference of the inner rings is exposed to the pressure, and they can respond to this unhindered. That is, the peripheral edge or annular edge on which the Membrane 73 flexes is precisely defined.

Ein 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 F i g. 5 und bei 28 in Fig. 6 angedeutet ist. Diese Punktverschweißung stellt ferner sicher, daß sich der Ausdehnungsring nicht von der Membrane trennt.A similar effect can also be achieved if the pre-tensioned membrane is connected to the expansion ring spot welded near the inner diameter, as shown at 57 and 59 in FIG. 5 and at 28 is indicated in FIG. 6. This spot weld also ensures that the expansion ring does not move separates from the membrane.

In gewissen Anwendungsfällen ist es erwünscht, den Umfang der Membrane gegen ein Lecken abzudichten. Die in F i g. 8 gezeigte Einrichtung sieht O-Ringdichtungen 106 und 108 in ringförmigen, die Dichtung autnehmenden Nuten 101 und 103 vor. Wenn die Einrichtung fertiggestellt wird, indem man die Ausdehnungsringe % und 98 gegeneinander und in Berührung mit der Membrane 84 drückt, werden die Ringdichtungen 106 und 108 satt gegen die Membrane gepreßt, und sie verhindern ein Lecken aufgrund des Haftsitzes Flansch einer Zugbeanspruchung unterworfen wird, und die daraus hervorgehenden, oben beschriebenen Einrichtungen sind darüber hinaus gekennzeichnet durch die Verwendung einer minimalen Zahl von unkomplizierten Bauelementen. Dies macht das Verfahren geeignet für die Herstellung der Einrichtungen in großen Mengen, wobei die derart gefertigten Einrichtungen eine beträchtliche Gleichförmigkeit aufweisen. Die Eirv'chtungen können aus Stahl, Messing oder einem anderen 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 Teils der Membraneanspricht. In certain applications it is desirable to seal the perimeter of the membrane against leakage. The in F i g. The device shown in Figure 8 provides O-ring seals 106 and 108 in annular, the seal receiving grooves 101 and 103. When the establishment is completed by removing the expansion rings % and 98 pushes against each other and in contact with the diaphragm 84, the ring seals become 106 and 108 are pressed snugly against the diaphragm and prevent leakage due to the tight fit Flange is subjected to tensile stress, and the devices described above resulting therefrom are also characterized by the use of a minimal number of uncomplicated Components. This makes the process suitable for the manufacture of the devices in in large quantities, the devices so fabricated exhibiting considerable uniformity. The Eirv'chtungen can be made of steel, brass or another suitable material for the special Instruments in which they are to be used. It should be noted that in many In these instruments a transducer is provided which is responsive to the measuring movement of the central part 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 man danach dünne Häute zur Verwendung als Strahlenteiler oder optische flache Spiegel ausdehnen oder strecken, wie z. B. jene, die durch The National Photocolor, Corp, i>outn Norwaik, Connecticut verKauit werden, ts 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 can be used for toughening any planar material are applicable in a manner similar to this with a pre-stressed one described above Membrane takes place. For example, you can then use thin skins for use as a beam splitter or expand or stretch optical flat mirrors, such as B. those sold by The National Photocolor, Corp, i> outn Norwaik, Connecticut can be sold, ts furthermore, in certain applications it may be desirable to have expansion rings in the same membrane device from a hard material to combine with flanges made from another softer material.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 claims: having dimension between the paddles

1. Vorgespannte Membraneinrichtung mit einer Membrane und wenigstens zwei gegenüberliegenden, an der Membrane befestigten Flanschen, gekennzeichnet durch ein Flansch-Eingriffsteil (24,26; 46,48; 56,58; 76,78; 96,98), das mit den Flanschen (20,22; 40,42; 50,52; 70,72; 90,92) in Eingriff bringbar ist und eine Flansch-Eingriffsabmessung aufweist, die geringfügig verschieden von der zugehörigen Abmessung der Flansche ist1. Pre-tensioned membrane device with a membrane and at least two opposing flanges attached to the membrane, characterized by a flange engagement part (24,26; 46,48; 56,58; 76,78; 96,98) which is connected to the flanges (20.22; 40.42; 50.52; 70.72; 90.92) in Is engageable and has a flange engagement dimension that is slightly different from is the corresponding dimension of the flange

2. Merabraneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (20,22 usw.) einen im wesentlichen geschlossenen Ring bilden.2. Merabran device according to claim 1, characterized characterized in that the flanges (20,22 etc.) form a substantially closed ring.

3. Membraneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch-Eingriffsteil (24,26 usw.) aus einem zweiten Ring besteht dessen Außendurchmesser etwas größer ist als der Innendurchmesser des ersten Ringes (20,22 usw.).3. Membrane device according to claim 2, characterized in that the flange engagement part (24,26 etc.) consists of a second ring whose outer diameter is slightly larger than the inner diameter of the first ring (20, 22, etc.).

4. Membraneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Innenfläche (21, 23) des ersten Ringes (20, 22) und die Außenfläche (25, 27) des zweiten Ringes (24,26) Konusse bilden, die unter Suplementärwinkel abgeschrägt sind4. Membrane device according to claim 3, characterized in that the inner surface (21, 23) of the first ring (20, 22) and the outer surface (25, 27) of the second ring (24,26) form cones, which under Complementary angles are beveled

5. Membraneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Ring (76, 78) einen kreisrunden messerähnlichen Hand (80,82) aufweist Und dieser Rand der einzige Teil des zweiten Ringes ist der mit der Membran (73) in Berührung steht5. Membrane device according to claim 3, characterized in that the second ring (76, 78) has a circular knife-like hand (80.82) and this edge is the only part of the second ring is that is in contact with the membrane (73)

6. Membraneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Ring (56,58) an der vorgespannten Membrane (54) befestigt ist (57,59).6. Membrane device according to claim 3, characterized in that the second ring (56,58) on the prestressed membrane (54) is attached (57,59).

7. Membraneinrichf'Jig nac"· Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß dip Ringe (20, 22; 24, 26 usw.) an beiden Seiten der Merubrar- (12 usw.) zweifach vorgesehen sind7. Membraneinrichf'Jig nac "· claim 3, characterized characterized in that dip rings (20, 22; 24, 26 etc.) are doubled on either side of the merubrar (12 etc.) are provided

8. Verfahren zum Vorspannen einer Membrane von der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem einander gegenüberliegende Flansche an der Membrane befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Flansch-Eingriffsteile (24,26 usw.) mit den Flanschen (20, 22 usw.) in Eingriff gebracht werden, wobei deren Flansch- Eingriffsabmessungci geringfügig verschieden von den zugehörigen Abmessungen der Flansche (20,22 usw.) sind8. A method for prestressing a membrane of the device according to any one of claims 1 to 7, in which opposing flanges are attached to the membrane, characterized in that flange engagement parts (24,26, etc.) with the flanges (20, 22, etc.) are engaged with their flange engagement dimension ci are slightly different from the associated dimensions of the flanges (20, 22, etc.)

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Ring innerhalb des ersten Ringes eingesetzt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the second ring is within the first Ring is used.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9. gekennzeichnet durch Befestigen eines ersten Ringes an einer Membrane, wobei der erste Ring einen im wesentlichen geschlossenen Flansch auf diese Membrane bildet und anschließend Einsetzen eines zweiten Ringes in den Flansch, wobei der zweite Ring Außenabmessungen aufweist die größer als die entsprechenden Innenabmessungen des geschlossenen Flansches sind, wodurch der Flansch aufgeweitet und die Membrane vorgespannt Wird.10. The method according to claims 8 and 9, characterized by attaching a first Ring on a membrane, the first ring having a substantially closed flange this membrane forms and then inserting a second ring into the flange, the second ring has outer dimensions which are greater than the corresponding inner dimensions of the closed flange, whereby the flange is expanded and the membrane is pretensioned Will.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 8-10, gekennzeichnet durch Befestigen einandergegenüberliegender Flansche an der Membrane und anschließend dauerhafte Veränderung der Abmessung zwischen den Flanschen, um dadurch einen Bereich der Membrane durch Zugkräfte vorzuspannen, wobei der zuletzt erwähnte Schritt ausgeführt wird durch Einsetzen eines Teils zwischen den Flanschen, welches eine größere Abmessung als die11. The method according to claims 8-10, characterized by attaching opposing flanges to the membrane and then permanent change in the dimensions between the flanges, thereby creating a Tension the area of the membrane by means of tensile forces, with the last-mentioned step being carried out is made by inserting a part between the flanges which has a larger dimension than the

ίοίο

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorgespannte Membraneinrichtung mit einer Membrane und wenigstens zwei gegenüberliegenden, an der Membrane befestigten Flanschen und ein Verfahren zum Vorspannen der Membrane einer solchen Vorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vorspannen von Metallmembranen und die daraus hervorgehenden Einrichtungen, welche in druckempfindlichen Geräten Verwendung finden, wie z. B. Druck-, Vakuum- oder Differenzialdruck-Obertrager oder Meßgeräte.The invention relates to a pretensioned membrane device with a membrane and at least two opposite, on the membrane attached flanges and a method of prestressing the membrane of such a device. In particular, the invention relates to a method for Tensioning of metal diaphragms and the resulting devices which are used in pressure-sensitive devices, such as e.g. B. pressure, Vacuum or differential pressure transmitters or gauges.

Die Konstruktion von Einrichtungen, die auf kleine Druckveränderungen genau ansprechen, erfordert vorgespannte oder vorbelastete Membranen, um ein Ausbauchen oder den »Ölkanneneffekt« zu vermeiden. Dieser unerwünschte Effekt tritt bei nicht vorgespannten oder unbelasteten Membranen auf, da hier stets ein gewisser Durchhang oder überschüssiges Material in gewissen Teilen der Membrane 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.The construction of devices that respond accurately to small changes in pressure requires preloaded or preloaded diaphragms in order to Bulging or the "oil can effect" to avoid. This undesirable effect occurs with non-prestressed or unloaded membranes, since it always occurs here there is some slack or excess material in certain parts of the membrane. A very small pressure value moves the membrane through numerous relatively fixed positions within the Limits of excess material. The movement or displacement or deflection of the membrane in Dependence on a small value of pressure is therefore often inordinately large and in no predetermined relation to the value of what is present Pressure.

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 Membranbewegung auf den Druck weiter verkompliziert werden.When releasing a pressure from a non-pre-stressed or non-pre-stressed membrane, this does not return to a constant neutral position, which causes problems with the Calibration and adjustment of the diaphragm movement to the pressure are further complicated.

Eine vorgespannte Membran weist keinen Durchhang auf, wie er sich in nicht vorbelasteten Membranen befindet und sie ist in eine einzige neutrale Position vorgespannt Eine vorgespannte oder vorbelastete Membrane ist demzufolge zur Verwendung in druckempfindlichen Einrichtungen sehr erwünscht.A preloaded diaphragm does not sag as there is in non-preloaded diaphragms is located and it is biased into a single neutral position. A biased or preloaded Membrane is therefore very desirable for use in pressure sensitive devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorgespannte Membraneinrichtung zu schaffen, sowie ein Verfahren zum Vorspannen einer solchen Membraneinrichtung anzugeben, bei der die Membran keinen Durchhang mehr aufweist und bei Aufhebung eines Druckes in eine gleichbleibende neutrale Position zurückkehrt so daß sie für druckempfindliche Einrichtungen wie z. B. Druck-, Vakuum- oder Differenzial· druck-Übertrager oder Meßgeräte geeignet ist.The invention is based on the object of creating a pretensioned membrane device as well to specify a method for prestressing such a membrane device, in which the membrane no longer has any slack and when a pressure is released in a constant neutral position returns so that it can be used for pressure sensitive devices such as B. Pressure, vacuum or differential pressure transmitter or measuring devices is suitable.

Diese Aufgabe wird durch eine vorgespannte Membraneinrichtung mit einer Membrane und wenigstens zwei gegenüberliegenden, an der Membrane befestigten Flanschen gelöst die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch ein Flansch-Eingriffsteil, das mit den Flanschen in Eingriff bringbar ist und eine Flansch-Eingriffsabmessung aufweist, die geringfügig verschieden von der zugehörigen Abmessung der Flansche ist.This task is achieved by a pre-tensioned membrane device with a membrane and at least two opposite one another on the membrane fixed flanges released, which is characterized according to the invention by a flange engagement part that is engageable with the flanges and has a flange engagement dimension that is slightly is different from the associated dimension of the flanges.

Das Verfahren zum Vorspannen einer Membrane einer derartigen Membraneinrichtung sieht vor, daß nach dem Befestigen von einander gegenüberliegenden Flanschen an der Membran Flanscheingriffsteile mit den Flanschen in Eingriff gebracht werden, wobei deren Flansch-Eingriffsabmessungen geringfügig verschiedenThe method for prestressing a membrane of such a membrane device provides that after attaching opposing flanges to the membrane, flange engagement parts with the Flanges are brought into engagement, the flange engagement dimensions of which differ slightly