DE2340938C2

DE2340938C2 - Fassung für kreisförmige, ebene, metallische Membranen

Info

Publication number: DE2340938C2
Application number: DE19732340938
Authority: DE
Inventors: Berno 7501 Reichenbach Gust
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-13
Filing date: 1973-08-13
Publication date: 1975-07-31
Also published as: JPS5045157A; DE2340938B1; JPS5533503B2

Description

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Im Hauptpatent ist eine mindestens teilweise als kegelstumpfförmiger Ring ausgebildete Fassung für kreisförmige, ebene, metallische Membranen angegeben, wobei an einer Randfläche des Rings die Membran derart befestigt ist, daß bei Ausüben eines in Achsrichtung der Fassung wirkenden Drucks eine elastische oder plastische Verformung der in Achsrichtung abgestützten Randfläche in Richtung einer Vergrößerung ihres Durchmessers auftritt.

Derartige Fassungen werden beispielsweise mit Vorteil beim Aufbau von Druckmeßumformern, insbesondere für Differenzdruck, verwendet. Bei diesen Differenzdruck-Meßumformern sind in vielen Fällen hohe Statische Drücke in der Größenordnung von einigen Hundert Bar zu verarbeiten. Durch diese Überdrücke im Innern der Fassung wird eine Verformung derselben, im Bereich der relativ dünnen kegelstumpfförmigen Ausbildung mit schädlicher Rückwirkung auf die eingespannte Membran verursacht.

Es besteht deshalb die Aufgabe, die Fassung durch einfache Maßnahmen so zu sichern, daß bei hohen statischen Druckdifferenzen zwischen dem Inneren und der Umgebung der Fassung keine meßwertverfälschende Spannung in die Membran eingeleitet wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Fassung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein die Fassung umgebender Stützring vorgesehen ist, der eine Innenfläche aufweist, die der Außenfläche des unter Druck stehenden kegelstumpfförmigen Rings formschlüssig anliegt. Wird dieser Stüizring darüber hinaus starr mit dem sich nicht verformenden Teil der Fassung verbunden, so kann er gleichzeitig zur Einleitung der den Spanndruck erzeugenden Kräfte dienen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß nunmehr die eigentlichen ringförmigen Fassungen relativ dünnwandig gemacht werden können, so daß geringere Drücke zu ihrer elastischen oder plastischen Verformung notwendig sind.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatents wird an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert.

F i g. 1 und F i g. 2 zeigt das Wirkungsprinzip des Stützrings,

F i g. 3 eine Ausführungsform eines Meßeinsatzes für Differenzdruck-Mebumformer.

F i g. 1 zeigt eine Membran mit Fassung und Stützring in ungespanntem Zustand Man erkennt die nach Art einer Tellerfeder ausgebildete Fassung I in Form eines kegelstumpfförmigen Ringes, mit dessen Rund größeren Durchmessers die Membran 2 verbunden ist. beispielsweise durch Schweißen. Der Rand größeren Durchmessers der Fassung 1 stützt sich in Achsrichtung auf einen starren Körper 3 ab, wobei er sich radial frei bewegen kann. Am oberen Rand kleineren Durchmessen, dei Fassung 1 ist der Stütznng 4 durch Anschweißen befestigt. Der Stützring 4 ist im wesentlichen zy lindrisch und weist eine Innenfläche 5 auf. die unter einem derartigen Winkel zur Mittelachse konisch ausgedreht ist, daß sie im gespannten Zustand der Membran 2 der Außenfläche der Fassung I formschlüssig anliegt. Da jedoch in der in der Figur gezeigten Darstellung die Membran 2 noch nicht gespannt ist. besieht ein wegen der besseren Erkennbarkeit übertrieben gezeichneter keilförmiger Spalt zwischen Innenfläche 5 des Stützrings 4 und der A'ißenfläche der Fassung 1

F i g. 2: Wird auf die obere, mit dem Rand kleineren Durchmessers der Fassung 1 verbundenen Stirnflache des Stützrings 4 ein Druck Pin Axialrichtung ausgeübt, so tritt eine Verringerung der Höhe der Fassung 1 unter gleichzeitiger Vergrößerung des Durchmessers des unteren mit der Membran 2 verbundenen Randes auf. Dabei wird die Membran 2 gespannt, gleichzeitig legt sich, wie bereits in der Beschreibung zu F i g. 1 angedeutet, die Außenfläche der Fassung 1 formschlüssig an die Innenfläche S des Stützrings 4 an, so daß bei hohem statischem Druck im Innenraum 6 eine zusätzliche Verformung der Fassung, die bis zum Aufreißen der Verbindung mit der Membran 2 führen kann, vermieden wird.

F i g. 3 zeigt eine in einer Differenzdruck-Meßzelle zu verwendende Fassung gemäß Anspruch 5 des Hauptpatents, die aus zwei spiegelbildlich und koaxial zueinander angeordneten Fassungen 1 und Γ besteht, zwischen denen die Membran 2 angeordnet ist. Die Fassungsteile 1 und Γ weisen jeweils einen rohrförmigen zylindrischen Teil und einen nach außen gerichteten kegelstumpfförmigen Teil auf, zwischen deren Ran dem die Membran 2 gehalten ist. Die Stützringe 4 und 4' sind ebenfalls spiegelbildlich zur Membranebene angeordnet und bestehen im wesentlichen aus Zylinderrohrabschnitten mit einer die stützende Innenfläche 5 bildenden konischen Ausdrehung. Die Stützringe 4 sind auf die Fassungen 1 und Γ aufgeschrumpft und so fest mit diesen verbunden. Das Spannen der Membran 2 geschieht durch Einleiten von Druckkräften Pin Axialrichtung in die Stützringe 4 und 4'. Der Druck P kann entweder durch mechanische Vorrichtungen auf-

rechterhaltcn werden oder es kann nach Erreiehen der vorgesehenen Menibranspannung eine feste Verbindung der Stützringe 4 und 4' in der Membranebene, beispielsweise durch eine ringförmige Schweißung 7 vorgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fassung für kreisförmige, ebene, metallische Membranen, die mindestens teilweise als kegelstumpfförmiger Ring ausgebildet ist, an dessen Randfläche die Membran derart befestigt ist, daß bei Ausüben eines in Achsrichtung auf die Fassung wirkenden Drucks eine elastische oder plastische Verformung der In Achsrichtung abgestützten Randfläche in Richtung einer Vergrößerung ihres Durchmessers auftritt, nach Patent 2 147 221, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein die Fassung (1) umgebender Stützring (4) vorgesehen ist. der eine Innenfläche (5) aufweist, die der Außenfläche des unter Druck stehenden kegelstumpfförmiger Rings formschlüssig anliegt

2. Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (4) starr mit dem sich nicht verformenden Teil der Fassung (1) verbunden ist und gleichzeitig zur Einleitung des Drucks (P) dient.

3. Fassung nach Anspruch 1 und 2 mit zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Fassungen, zwischen denen sich die Membran befindet, nach Anspruch 5 des Patents 2 147 221, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ebenfalls spiegelbildlich zur Membran (2) angeordnete rohrartige Stützringe (4. 4') vorgesehen sind, die die stützenden Innenflächen (5) bildende, konische Ausdrehungen aufweisen und nach Erreichen der vorgesehenen Membranspannung an ihren Berührungsflächen miteiiunder verbunden sind.