DE2306830B2 - Einrichtung bei Differenzdruck-MeBumformern nach dem Kraftvergleichsprinzip - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei Differenzdruck-Meßumformern nach dem Kraftvergleichsprinzip, bei der zur Fesselung des in einer Membran gelagerten Waagebalkens in axialer Richtung zwecks Aufhebung des statischen Druckeinflusses Zugbänder vorgesehen sind, die jeweils einerseits mit dem Ende des Waagebalkens, andererseits mit einem senkrecht /u dessen Längsachse verschiebbaren Befestigungspunkt verbunden sind.

Differenzdruck-Meßuniformer dieser Art sind üblicherweise mit einer Kraftwaage ausgestattet, an deren Waagebalken einerseits eine dem Differenzdruck proportionale Kraft, andererseits eine über einen pneumatischen oder elektrischen Abgriff gesteuerte Kompensationskraft angreift. Der als zweiarmiger Hebel ausgeführte Waagebalken ist mit seinem Drehpunkt in einer Membran gelagert, die gleichzeitig als Durchführung für den Waagebalken und zum dichten Abschluß des Druckraums der druckbeaufschlagten Meßzelle gegen den Umgebungsdruck dient. Je nach Höhe des im Druckraum herrschenden statischen Überdrucks wird die Durchführungsmembran und mit ihr der in ihr gelagerte Waagebalken in axialer Richtung mehr oder weniger nach außen geschoben, was zu Verfälschungen des Meßergebnisses oder zu einer Zerstörung der Durchführungsmembran führen kann. Um dieser Verschiebung des Waagebalkens zu begegnen ist es bekannt, beiderseits des nach außen ragenden Teils des Waagebalkens und parallel zu ihm Zugbänder anzuordnen und mit Hilfe eines am Ende des Waagebalkens angebrachten Querjochs mit ihm zu verbinden (s. US-PS 3 440 885). Da die Befestigungspunkte der anderen Enden der Zugbänder am Gehäuse der Meßzelle möglichst genau in eine Dtehpunkt und Längsachse des Waagebalkens enthaltende Ebene gelegt werden müssen, um das Entstehen eines Drehmoments zu verhindern, ist der Befestigungspunkt für jedes Zugband jeweils im wesentlichen senkrecht zu der genannten Ebene verschiebbar. Der Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß beim Justieren der Stellung der Zugbänder die Befestigungspunkte gleichzeitig auf gleiche Weise verschoben werden müssen, was mit erheblichem mechanischem Aufwand und Raumbedarf yerbunden ist.

Es besteht demgemäß die Aufgabe, die Befestigungsund Justiermöglichkeit der Einrichtung zu verbessern

und gleichzeitig den dafür notwendigen Raumbedarf zu

verkleinern. . .

Als Lösung der Aufgabe wird eine Einrichtung der eingangs genannten Art angesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der außerhalb des Druckraums befindliche Teil des Waagebalkens als Hohlkörper oder rechteckiger Rahmen ausgebildet ist, in dem ein einziges Zugband angeordnet ist, dessen Längsachse mit der des Waagebalkens etwa zusammenfällt Bei dieser Anordnung ist lediglich ein Befestigungspunkt zu verschieben, das Zugband ist raumsparend im Innern des Waagebalkens angebracht.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den F i g. l und 2 Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.

F i g. 1: Es ist ein Diiferenzdruck-Meßumformer dargestellt, der den Differenzdruck in eine pneumatische Signalgröße umformt. Dem durch eine Meßmembran 5 abgeteilten Innenraum 1 im druckdichten Gehäuse 2 ist über einen Einlaß 3 im druckdichten Gehäuse 2 isi über einen Einlaß 3 der Druck pi. über einen anderen Einlaß 4 der Druck p2 zugeführt, die gegensinnig auf die Meßmembran 5 einwirken und auf diese eine dem Differenzdruck pi — p2 proportionale Kraft ausüben. Mit der Meßmembran 5 ist der als zweiarmiger Hebel aus gebildete Waagebalken 6 mechanisch gekoppelt. Eine zur Durchführung des Waagebalkens 6 nach außen dienende Öffnung im Gehäuse 2 ist mittels einer Membran 7 abgeschlossen. Diese Membran 7 dient einerseits /ur Abdichtung der Durchführung und zur Lagerung des Waagebalkens 6 in seinem Drehpunkt A. Der Waage balken 6 setzt sich an seinem äußeren Teil in einer Prallplatte 8 fort, die eine Düse 9 steuert. Mit Hilfe dieses Düse-Prallplatten-Systems wird der Vordruck für einen pneumatischen Verstärker 10 erzeugt der das pneumatische Ausgangssignal abgibt und gleichzeitig über ein: Kompensationseinrichtung 11 in bekannter und deshalb nicht näher angegebener Weise die Kompensationskraft K erzeugt, welche auf das außenliegende Ende des Waagebalkens 6 einwirkt und der vom Differenzdruck an der Meßmembran erzeugten Kraft entgegenwirkt.

Da der im Druckraum 1 herrschende statische Druck im allgemeinen größer ist als der außerhalb des Gehäuses 2 der Meßzelle herrschende Umgebungsdruck, wird die Membran 7 und mit ihr der Waagebalken 6 und sein Drehpunkt A in Abhängigkeit des statischen Drucks nach außen geschoben, was eine Änderung des Übertragungsverhältnisses und damit eine Verfälschung des Meßergebnisses hervorruft. Um der durch den statischen Druck hervorgerufenen axialen Verschiebung des Waagebalkens 6 zu begegnen, ist in seinem als Hohlkörper ausgeführten Teil 6' außerhalb der Membran 7 ein Zugband 12 angeordnet, dessen Längsachse mit der des Waagebalkens 6 zusammenfallen soll und das einerseits im Punkt C mit dem Ende des Teils 6' des Waagebalkens 6, andererseits im Befestigungspunkt B in der Nähe des Drehpunkts A mit einer verschiebbaren Vorrichtung 13 verbunden ist, die relativ zum Gehäuse 2 senkrecht zur Längsachse des Waagebalkens 6 verschiebbar ist.

Liegt der Befestigungspunkt B und damit die Zugbandebene geringfügig außerhalb der den Drehpunkt A, die Achsen des Waagebalkens 6 und den Punkt C enthaltenden Ebene, was auf Grund der Fertigungsund Montagetoleranzen als gegeben anzusehen ist, so wirkt ein störendes Drehmoment auf den Waagebalken. Die Vorrichtung 13 und mit ihr der Befestigungs-

punkt B wird ζ. Β. mittels einer Schraubspindel, parallel zur Membran 7 so verschoben, daß die Punkte A, B und Cin einer Ebene fluchten.

Figur 2: Es ist hier eine andere Aui.führungsform des Waagebalkens in einer Ansicht von oben dargestellt. Der äußere Teil 6' des Waagebalkens besteht hier aus einem flachen rechteckigen Rahmen, der das im Punkt C mit ihm verbundene Zugband 12 umschließt. Das Zugband 12 ist im Befestigungspunkt B wieder mit einer hier nicht sichtbaren Vorrichtung verbunden, die der Vorrichtung 13 in F i g. 1 entspricht.

Das Zugband 12 kann als ein flexibles Band gleichen Querschnitts mit großem Breiten-Dicken-Verhältnis oder als Teil mit beliebigem Querschnitt ausgeführt sein, welches an Stellen in der Nähe der Befestigungspunkte B und C auf einen biegeweichen Querschnitt verringert ist. Die Breite des Zugbandes 12 und seine Beschaffenheit sowie die Art seiner Befestigung ist so zu wählen, daß eine Bewegung des Waagebalkens 6 nur in Richtung quer zur Ebene des Zugbandes 12 möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung bei Differenzdruck-Meßumformern nach dem Kraftvergleichsprinzip, bei der zur Fesselung des in einer Membran gelagerten Waagebalkens in axialer Richtung zwecks Aufhebung des statischen Druckeinflusses Zugbänder vorgesehen sind, die jeweils einerseits mit dem Ende des Waagebalkens, andererseits mit einem senkrecht zu dessen Längsachse verschiebbaren Befestigungspunkt verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Druckraums (1) befindliche Teil (6') des Waagebalkens (6) als Hohlkörper oder rechteckiger Rahmen ausgebildet ist, in dem ein einziges Zugband (12) angeordnet ist, dessen Längsachse mit der des Waagebalkens (6) etwa zusammenfällt.