DE2156008A1 - Druckwandler - Google Patents

Description

• Druckwandler.
• Die Erfindung bozeh sich auf einen Druckwandler fUr hohe Drücke mit einer als Membran dienenden Matalplatte, die zwischen einem Gehäuseoberteil und einem den Anschlußstutzen tragenden Gehäuseunterteil eingespannt ist.
• Zum Umwandeln des Druckes eines Mediums in ein elektrisches, pneumatisches oder hydraulisches Signal sind Druckwandler bekannt, die eine zwischen das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil. eingespannte Membran und einen mit dieser in Verbindung stehenden Schalter oder Analoggeber, wie einen veränderbaren Widerstand, aufweisen. Da mit wachsender Druckbeanspruchung der Membran die Steifigkeit derselben imner größe und infolgedessen der Hub pro Druckeinheit immer kleiner wird, eignen sich diese Druckwandler für relativ kleine Drücke.
• FU.r mittlere und höhere DrUcke sind des weiteren Druckwandler bekannt, die einen in einer Druel.platte geführten Stößel und eine ditb dem Medium zugewandte Seite von Druck platte und Stößel tlberdeckende gummielastische Membran enthalten, welche zusammen mit der Druckplatte zwischen zwei Gehäusetsilen eingespannt ist. Bei diesen Wandlern entsteht im Bereich der Übergangsstelle zwischen Stößel wld Druckplatte ein Abrieb an der Membran, der mit zunebmendem Druck größer wird und die Lebensdauer dieser Wandler erheblich vermindert. Im Hinblick darauf werden daher solche Wandler im allgemeinen nur bis zu einem Druck von ungefähr 100 alu eingesetzt.
• Zur Umwandlung hoher DrUcke sind schließlich Umwandler bekannt, bei denen als druckwandelndes Element eine Bourdonfeder vorgesehen ist, deren freies Ende über eine Ubersetzung auf einen Schalter oder Analoggeber wirkt. Diese Druchandler sind Jedoch sehr teuer und schwingungsempfindlich, so daß sie fUr viele Anwendungszwecke nicht brauchbar sind.
• Aufgabe der Erfindung ist e.s, einen Druckwandler für hohe DrUcke zu schaffen, der verschleißarm, konstruktiv einfach und billig ist und eine hohe SchwingungsfeoXtig keit besitzt. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Druckwandler der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuseunterteil eine zylindrische Ausnehmung mit einem dem Durchmesser der Metallplatte entsprechenden Durchmesser aufweist, auf deren Boden sich die Metallplatte Ueber einen Dichtring abstützt, und das Gehäuseoberteil mit einer ringförmigen Schulter versehen ist, an der die Metaliplatte anliegt.
• Bei einem so aufgebauten Dru¢kwandler ist die als Membran dienende Metallplatte an ihren Rändern nicht mehr fest sondern in gewissen Grenzen beweglich eingespannt. Infolgedessen ergibt sich bei Beaufschlagung der Plattenmembran mit einem Druck eine über die ganze Plattenfläche verteilte, kalottenförmige Durchbiëgllng, die zu einem größeren Hub pro Druckeinheit führt als bei den bekannten Druckwandlern, bei denen die Plattenränder unbeweglich eingespannt sind und sich infolgedessen nur ein TeR der Plattenflächen durchwölbt. Der erfindungsgemäße Druckwandler ist darüber hinaus gegenüber den bekannten Wandlern für hohe DrUcke wesentlich billiger und hat, wie die bekannten Membrandruckwandler, eine hohe Schwingungsfestigkeit. Darüber hinaus besitzt er einen konstruktiv einfachen, verschleißarmen Aufbau, der zudem den Vorteil bietet, daß ohne äderung der beiden Gehäuseteile und der die Durchwölbung auf den Schalter oder den Analoggeber übertragenden Bauelemente unterschiedlich dicke Plattenmembranen verwendet werden können und somit der Druckwandler lediglich durch Austauschen der Plattenmembranen und gegebenentalls des Dichtringes für verschiedene Druckbereiche ausgelegt werden kann. Dies bringt erhebliche Vereinfachungen, insbesondere bei der Lagerhaltung, mit sich.
• Besonders günstige Werte bezüglich des Hubs pro Druckeinheit werden erreicht, wenn die Schulter eine schmale Tragfläche aufweist. In einer vorteilhaften Ausführungsform geht die Schulter in eine ringförmige Schneide über, so daß die Plattenmembran und die Schulter sich nur noch auf einer Kreislinie berUhren. Des weiteren empfichlt es sich, einen Dichtring mit einem kreisfUrl.ligen Quersclmitt zu verwenden,* um der Gefahr eines Einklemmens des Dichtrings zwischen Gehäuseoberteil und der Kante der Plattenmembran entgegenzuwirken.
• Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert. Es zeigen Fig.1 einen Längsschnitt durch einen Druckschalter und Fig.2 eine Detailansicht des Druckschalters gemäß Fig.1 mit unter Druck stehender Membran.
• Der Druckschalter besteht aus einem Gehäuseoberteil 1 und einem Gehäuseunterteil 2 mit einem daran sitzender Anschlußstutzen 3. Zwischen den beiden Gehäuseteilen, die mittels die auf dem Umfang der Gehäuseteile verteilten Bohrungen 4 durchsetzende Schrauben 5 zusammengehalten sind, ist eine als Membran dienende Stahlplatüe 6 eingespannt.
• Im Gehäuseunterteil 2 befindet sich eine zylindrische Ausnehmung 7, deren Durchmesser um einige Zehntel Millimeter größer als der der Stahlplatte 6 int. Die Stahlplatte 6 stützt sich über einen Dichtring 8 kreisförmigen Querschnitts auf dem Boden 9 der Ausnehmung 7 ab. Das Gehäuseoberteil 1 ist ebenfalls mit einer zylindrischen Ausnehmung 10 versehen, deren Durchmesser um einige Millimeter kleiner als der der Ausnehmung 7 ist, so daß eine ringförmige Schulter 11 entsteht. Die Schulter 11 geht in eine Schneide 12 über, an der die Stahlplatte 6 anliegt.
• Die Stahlplatte 6 steht über einen auf ihr sitzenden Zapfen 13 mit einer Blattfeder in Wirkverbindung, die mit ihrem einen Ende am Gehäuseoberteil 1 angeschraubt und an ihrem anderen Ende einen Mikroschalter 15 trägt, dessen Schaltglied 16 gegen die Oberfläche des Gehäuæeoberteils 1 gerichtet ist und entsprechend des Plattenhubs ein- bzw. ausgerückt wird. Zur Jtltierung des Schaltpunktes ist eine Stellschraube 17 vorgesehen, die in eine auf der Blattfeder 14 befestigte Mutter 18 eingeschraubt ist und mit ihrem Ende auf dem Zapfen 13 ruht.
• Bei Beaufschlagung der Stahlplatte 6 mit einem Druck biegt sich diese unter Zusammendrücken des D chtringes 8 nach oben durch und stützt sich hierbei auf der Schneide 12 al, wie dies aus Fig.2 hervorgeht. ilan erkennt, daß der Stah)-plattenrXlnd elastisch eingespannt ist und sich infolgedessen die Durchbiegung der Stahlplatte 6 auf ihre gesamte Fläche verteilt, im Gegensatz zu den bekannten Druck wandlern mit steifer Membran, wo dies nicht der Fall ist. Damit ergibt sizh ein gegenüber den bekannten Druckwandlern gröL'erer Hub, wodurch 5.ich im übrigen auch die Hysterese im Mikroschalter wesentlich weniger auf den Schaltpunkt auswirkt.

Claims (4)

1. Ansprüche .

   9 Druclwandl.er für hohe Drücke mit einer als Membran dienenden Metallplatte, die zwischen einem Gehäuseoberteil und einem den Anschlußstutzen tragenden Gehäuseunterteil eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (2) eine zylindrische Ausnehmung (7) mit einem dem Durchmesser der Metallplatte (6) entsprechenden Durchmesser aufweist, auf deren Boden sich die Metallplatte (6) über einen Dichtring (8) abstützt, und das Gehäuseoberteil (1) mit einer ringförmigen Schulter (11) versehen ist, an der die Metallplatte (6) anliegt.
2. 2./ Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (11) eine schmale Tragfläche aufweist.
3. 3./ Druckwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (11) in eine ringförmige Schneide (12) übergeht.
4. 4./ Druckwandler nach einem der Ansprüche 1 - 3, g æ-nzeichnet durch einen Dichtring (8) mit kreisförmigem Querschnitt.