DE2365188A1 - Differentialdruckwandler - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Wandler und insbesondere auf Differentialdruckwandler.

Es besteht seit langem ein Bedarf an Differentialdruckwandlern mit gutem Ansprechverhalten, die in der Lage sind, über einen weiten Bereich von Druckunterschieden mit einem hohen Genauigkeitsgrad anzusprechen. Es gibt eine Vielzahl von kommerziell zur Verfügung stehenden Druckwandlern, die für einen jeweiligen speziellen Anwendungsfall ausgelegt sind. Diese Wandler sind üblicherweise einer extrem hohen Hysterese und einer verhältnismäßig langsamen Ansprechdauer unterworfen. Diese kommerziell zur Verfügung stehendes Druckwandler lassen sich wirksam nur mit einem vernünftigen Genauigkeitsgrad über einen verhältnismäßig begrenzten Bereicir von Druckunterschieden betreiben. So kann der gleiche Wandler nicht wirksam in einem Anwendungsfall verwendet werden, bei welchem das Druckdifferential z.B. 1,23 cm Wassersäule beträgt, und ebenso in einem Anwendungsfall, bei dem das Druckdifferential z.B. 1,4- kg/

cm (20 pounds per sq.. inch) beträgt. Derartige bekannte Differentialdruckwandler haben ferner in der Regel verhältnismäßig große Abmessungen, so daß ihre mögliche Anwendung in einer Umgebung, in der es auf besonders geringe Abmessungen ankommt, außerordentlich begrenzt ist.

Differentialdruckwandler sind für viel© Fälle verwendet worden und es ist deshalb erwünscht, einen Druckwandler zu schaffen, der in einfacher Weise für eine Vi eis ©Μ. tob. Anwendungsmoglichkeiten und Anwendungsbereichen ge@igsa.et ist. Beispielsweise kann ein Differentialdrackwandler bei Beehnerhanäantrieben zur !feststellung der Bandstellung in Vakuum, t@± medizinischen Geräten für die Überwachung des Blutdruckes, b®i Atmungsgeräten und dgl., bei der Überwachung der Steuerung der Verunreinigung im Leituagsvakuum für maximale Maschinenledstuag, bei der Verkehrssteaerung als Verkehrszähler, bei elektronischen Geräten, die zur Anzeige

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eines Verlustes an Luftströmung zur Kühlung beim Ausfall eines Gebläses dienen, und bei Fegelsteuergeräten oder Anzeigegeräten oder Schläamfiltera oder dgl. verwendet werden.

Es ist somit Ziel vorliegender Erfindung , einen Differentialdruckwandler mit einer strömungsmittelelektrischen Grenzfläche zu schaffen, der ein hohes Haß an Genauigkeit und Zuverlässigkeit besitzt.

Ferner ist Ziel der Erfindung, einen Differentialdruckwandler anzugeben, der über einen weiten Bereich von Drucken einschließlich niedrigen Druckwerten einstellbar ist.

Weiter ist es Ziel der Erfindung, einen Differentialdruckwandler zu schaffen, der kompakt aufgebaut ist, so daß er für viele Anwendungsfälle, bei denen nur wenig Platz zur Verfügung steht, verwendet werden kann.

Gemäß der Erfindung weist der Druckwandler ein Gehäuse, einen Kaum, innerhalb des Gehäuses, eine flexible Membran, die den Baum im Gehäuse in Hochdruck- und Niederdruckkammern unterteilt, und ein verschiebbares elektrischleitendes Bauteil innerhalb der Hiederdruckkammer, das sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschieben kann, auf, wobei das verschiebbare Bauteil antriebsmäßig der flexiblen Membran so zugeordnet ist, daß der Druck auf die flexible Membran aus der Hochdruckkammer das Bauteil verschiebt, und ferner ein elektrisches Kontaktelement innerhalb der zweiten Kammer, die in Berührung mit dem verschiebbaren Bauteil in einer der beiden Stellungen kommen kann, damit ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird.

Der erfindungsgemäße Wandler weist vorzugsweise ein ringförnjges

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Gehäuse mit einem Eaum und mit einem Strömungsmittelzugang zu einer HochdrucKkamiier usd einer Hi@derdruckkamiaer innerhalb des Baumes über eine flexible Membran, ferner ein verschiebbares, getempertes, elektrisch-leitendes,- Metallisches Bauteil "gegenüber der flexiblen Membran auf d@r liederdraekseite der Eembran auf, wobei das metallische Bauteil sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschieben, kaum mud das" verschiebbare Bauteil mit des G-eMuse "befestigt ist und eine elektrisch© Yer-

in der liederdruckkamiaer ia Abstaad au des verschiebbaren Bauteil , wenn das verschiebbare Bauteil eine erst© Stellung einnimmt ₉ in der keia Dsuek auf di© Hgiabran ausgeübt wird₉ wobei da® elektrisch© .K©atakt©l©aeat a&triebgmäBig alt einem schalter verbunden, ist, vm& mit ©ia©r Einstellvorrichtung Einstellung des Druckes, bei welches das verschiebbare Bauteil sich verschiebtο

In weiterer Ausgestaltung der Erfia&mg ist der Druckwandler mit einem xd.ngf©M,g©s.₅ einan Hohlratia "bildeEden Gehäuse-mit

zu ©ines H©©lidEucÄaim®r und einer Hieder-

Membran ausgebildet 'ist, v©a?g©h@n., &<bb weiteren ist ein verschiebbares 5 ©lektEaseiiXeitaadegsi M©talligeli@s_? freitragendes Bauteiluoi^eseliea, von tf©lche® wenigstens ©in Seil' gegenüber" der flexiblen Membran* auf der"Hiederdruekseit© der Hembraa liegt, wobei das freitragende Bauteil sielb. gifi@cl2.0n einer ersten und einer zweiten Stellung verscMeben kaan und mit dem Gehäuse befestigt sowie ein© elektrisch,© Yerbindrag dasit bildet; desweiteren ist eia ©l@fctrisch.es Koatakteleaant in der Hiederdruckkammer vorgesehen und das freitragende Bauteil bildet einen geschlossenen elektrischen Stromkreis alt dem elektrischen Kontaktelement5 wenn der Differentialdrack Hull ist;' femer ist

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das freitragende Bauteil antriebsmäßig mit der flexiblen Membran so verbunden, daß unter Druckbedingungen das freitragende Bauteil sich von dem elektrischen Kontakt element wegbewegt, damit der elektrische Stromkreis unterbrochen wird.

Die Erfindung betrifft auch einen Druckwandler mit einem Gehäuse und in dem Gehäuse vorgesehenem Hohlraum, einer ersten flexiblen Membran, die den Hohlraum in Hoch- und Niederdruckkammern unterteilt, einem verschiebbaren, elektrischleitenden Bauteil innerhalb der Niederdruckkammer, das zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, wobei das verschiebbare Bauteil der ersten flexiblen Membran in der Weise gegenüberliegt, daß ein Druck auf die erste flexible Membran aus der Hochdruckkammer das Bauteil von einer ersten in eine zweite Stellung verschiebt, mit einem elektrischen Kontaktelement innerhalb der zweiten Kammer, das mit dem verschiebbaren Bauteil in einer der ersten oder zweiten Stellungen in Kontakt kommt, damit ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird, und mit einer zweiten flexiblen Membran innerhalb der Niederdruckkammer, die eine Zwischenkammer zwischen den Niederdruck- und Hochdruckkammern bildet.

Im einzelnen ist das den erfindungsgemäßen Wandler aufnehmende Gehäuse vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material hergestellt, z.B. Kunststoff, Glas und dgl. Das Gehäuse kann eine einstückige Konstruktion sein oder kann vorzugsweise aus zwei Teilen aufgebaut sein, die durch entsprechende Vorkehrungen zusammengehalten sind. Zwischen den beiden !Teilen kann eine Abdichtvorrichtung, z.B. ein O-Eing oder dgl. vorgesehen sein, damit eine stromungsmitteldichte Konstruktion erhalten wird. Die Konfiguration des Gehäuses kann so gewählt werden, daß sie für die spezielle Endverwendung geeignet ist - eine zylindrische Konfiguration hat sich für viele Fälle als besonders zweckmäßig

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Innerhalb des Gehäuses ist ein Hohlraum mit ent sprechenden Abmessungen vorgesehen«, Dieser Hohlraum ist in Niederdruck- und Hochdruckkammern über eine Membran unterteilt. Damit ein Strömungsmittelzugang zu den Hochdruck- und ITiederdruckkammern erhalten wird, sind in dem Gehäuse entsprechende Vorkehrungen getröffen. Beispielsweise können öffnungen innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein, die einen Strömungsmittelzugang zu den Kammern gestatten.

Die den Hohlraum in Miederdruck- und Hochdruckkaiamern unterteilende Membran ist flexibel und kann aus einem Kunststoffmaterial oder einem ähnlichen Material hergestellt sein» Die Membran ist für Strömungsmittel undurchlässig, für di© der Differentialdruekwasdler verwendet wird. Die flexible Membran kann mit den inneren Wandungen des Gehäuses durch eine herkömmliche TorricJitung befestigt sein, oder aber bei d©r Ausführungsform, bei der zwei getrennte Seile für das Gehäuse verwoadet werden, kaan die flexible Membran, dazwischengesetst werden auch als Abdicht- rad Isolierbauteil dienen.

Innerhalb der.lfied©rdruckkaiaaer ist ein verschiebbares» elektrischleitendes Bauteil vorgesehen, das zwischen einer ersten und einer zweitea Stellung in Abhängigkeit von einem Druckunterschied beweglich ist. Bieses verscMebbar® Bauteil in ei&er der beiden Stellungen kaBS eisen elektrischen Stromkreis sehließen und ist deshalb aus eiasa elektrischleitendeia Material hergestellt, ζ ^B. Kupfer, Aluminium msw. ¥enn das verschiebbare Bauteil sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung viele Haie hia-iand herbewegen soll, wird vorzugsweise ein getempartes metallisches Material verwendet, so daß es bei einer Bewegung aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung mit Hilfe von Differentialdruck-

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mitteln in die erste Stellung beim Abnehmen des Differentialdruckes zurückkehrt. Wenn das verschiebbare Bauteil einen elektrischen Stromkreis schließen soll, muß der entsprechende feil des Bauteiles an eine Stelle außerhalb des Gehäuses geführt sein.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann das verschiebbare Bauteil mit einem Teil des Gehäuses über eine entsprechende Vorrichtung verbunden sein. Diese Vorrichtung ist elektrischleitend und kann einen Anschluß bilden, der zur Außenseite des Gehäuses führt. Andererseits kann das verschiebbare Bauteil an seiner Stelle dadurch gehalten werden, daß ein Teil um die ümfangskanten zwischen den (feilen des Gehäuses herum angeordnet wi£d. Bei dieser Ausführungsform kann ein Vorsprung oder dgl. von dort zu einer entsprechenden elektrischen Verbindung führen.

Weiter wird gemäß der Erfindung eine elektrische Kontaktvorrichtung vorgeschlagen, die innerhalb der Kxederdruckkammer angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform kann die elektrische kontaktvorrichtung einfach ein elektrischleitendes Element aufweisen, das Kontakt gibt, wenn das verschiebbare Bauteil in die zweite Stellung verschoben wird, wenn ein Differentialdruck über die flexible Membran aufgegeben wird. Bei dieser Ausführungsform kann das elektrische Eontaktelement mit einer weiteren Vorrichtung, z.B., einem Mikro schalt er, verbunden sein.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das elektrische Kontaktbauteil in Kontakt mit dem verschiebbaren Bauteil in der ersten Stellung unter Null-Diff erentialdruckbedingungen kommen. In diesem Pail schließt das elektrische Kontaktbauteil einen elektrischen Stromkreis mit dem verschiebbaren Bauteil unter normalen Betriebsbedingungen, d.h. kein Differentialdruck. Wenn

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der Druck in. der Hochdruckkammer das verschiebbare Bauteil verschiebt, wird der elektrische Stromkreis unterbrochen.

Weiterhin wird alt vorliegender Erfindung eine Einstellvorrichtung vorgescMagen, di© dea Druck einstellen kann, mit welchem das verschiebbar© Bauteil sich τ©η einer ersten in einerzweite Stellung verschisbt. Diese linst ©!!vorrichtung kann die Form eines stöBelartigan Elementes aufweisen, das in verschiedene Stellungen ia usalttelibaper Iahe fies YerseMebbaren Bauteiles verschoben w©3?d©a kaaa und damit d@a Differentialdruck verändert, der erforderlich ist, um das verschiebbare Bauteil zwischen einer erstes uad ©iaer zweiten Stellung au

Ia weiterer Auggegtaltraag Tosli©g©sd©r Erfiadung kann eine zweite flexible Heabraa T©rg©s©fe,©a @©ia₉ di© ismerhalb "d®r ITiederdruckkamaer ang©oräaat igte Bi©g© gw©it© flessiTbl© Hembran kann im Aufbau ähslieh d©r esst©a fl@5£i"bl©a'H©atean s©in_o Die zweite-flexible Hembraa Mld@t dsaa eia© giieltslieh© 2wiseh.enkamm©r swisehen den STiederSrQck— umä. d©a -Η©©Μ.ξ^©^©ημ©εώ. ame» In &ev Zwisclienkaiaaer ist ämm, das TarscMefefear© Bauteil «ad das ©lektriech© Kontaktelem©at ©at^slt©n«. Wie 'bereit® @rwata.t_? kasa die zweite- flexible Membraa sms©h©a d©n b©id©a get2?©ant@n Gehäuseteilen ähnlich wie die erst© flexible Efeateaa ©ag©orda©t s

E"achst©h©a.d wird di© Irfiatasg in TerMaäung nit der Zeichnung anhand won AmsfuteiiBgsbeispielaa erläutert» Es

ligur 1 ©ia© irertikale Sefeaittamsicht ®ia@r Äusfufarungefor® des

Figur 2 eine vertikal© Sehaittaneielit einer abgeänderten Aus

eia©@ Dsuckwandlers 'nach der ErfinduBg,

Figur 3 in perspektivischer Ansieht eine &plosionsdarst©llung der Seile, die d@n Druckwandler nach Pig. 2 bilden,

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Figur 4 eine vertikale Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Druckwandlers nach vorliegender Erfindung, ähnlich der nach Figur 2,

Figur 5 eine schematische, vertikale Schnittansicht der Arbeitsweise des Druckwandlers nach Fig. 4·, und

Figur 6 eine vertikale Schnittansicht einer anderen, weiteren Ausführungsform eines Druckwandlers nach vorliegender Erfindung.

Der erfindungsgemäße Differentialdruckwandler weist ein unteres Schaltergehäuse 10 auf, das vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material, z.B. Kunststoff, Keramik oder dgl. hergestellt ist. Das untere Schaltergehäuse "besitzt einen Grundteil 11 imfl eine Seitenwand 13? die zusammen eine etwa zylindrische Gestalt bilden, und weist eine zentrische Aussparung auf, die eine Kammer mit niedrigerem Druck in der nachstehend beschriebenen Weise bildet. Innerhalb der nach innen gerichteten Seite der Wandung 13 ist eine Aussparung 15 vorgesehen.

Auf dem unteren Schaltergehäuse 10 ist eine Schalterabdeckplatte 14 mit einem oberen Teil 17 und einem nach unten gerichteten Flansch 19 befestigt, der in die Aussparung 15 des unteren Schaltergehäuses 10 hineinpasst. Zwischen das untere Schaltergehäuse 10 und die Abdeckplatte 14 kann eine Abdicht- und Isolierdichtung (nicht dargestellt) gesetzt werden. Die Abdeckplatte 14 ist auch vorzugsweise aus elektrischisolierendem Material gebildet, das das gleiche Material sein kann, wie es bei der Konstruktion des Schaltergehäuses 10 verwendet wird. Es können entsprechende Vorrichtungen zur Befestigung des Schaltergehäuses 10 und der Abdeckplatte 14 miteinander vorgesehen sein. Ferner ist die Schalterabdeckplatte 14 einteilig mit einem Hochdruckeinlaß 16 versehen, dessen Mündung 21 mit dem Inneren des Gehäuses

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in Yerbindung steht«, In ähnlicher Weise weist das untere Gehäuse 10 eine Vorrichtung 26 mit einer Hündung 27 für die Stromungsmittelverbindung auf.

Die Membran 22, die vorzugsweise aus einem verhältnismäßig flexiblen, elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet ist, wird in dem Gehäuse 10 aufgenommen und fest mit Hilfe eines ringförmigen Plansches gehalten, der auf der Abdeckplatte 14 in der in üigur 1 gezeigten ¥_@ise ausgebildet ist. Die Membran 22 unterteilt den Hohlraum, der durch das untere Schaltergehäuse 10 und die Abdeckplatte 14 gebildet wird, in eine Hochdruckkammer 18, die mit einer entsprechenden Druckquelle verbunden sein kann, wie sie das System darstellt, das von dem Druckwandler überwacht werden soll«

Eine Niederdrackkaamer 12 ist mit Hilfe der flexiblen Membran 22 ausgebildet, die des inneren Hohlraum in Kammern, unterteilt» Zusätzlich weist die flexible Membran 22 einen^Eing 31 auf, der als Sitz zwischen d©m unteren Schaltergehäuse 10 und der Schalterabdeckplatte 14 wirkt. '

Eine verschiebbare Kontaktplatte 20 ist mit dem Gehäuse 10 über eine metallisch.© Öse 23 befestigt, w©leh© mit .eines ersten elektrischen Ansohluß (nicht dargestellt) zut Ausbildung eines Stromkreises verbnsdeii sein kaan«. Bas verschiebbare Bauteil 2O₉ das vorzugsweise di@ Fora eines verhältnismäßig dünnen, getemperten, metallischen Streifens annimmt- und aus einem elektrischleitenden Material hergestellt ist, liegt in Eingriff mit der flexiblen Hembran 22, die für das Strömungsmittel undurchlässigist, das in die Hochdruckkammer 18 unter Druck durch die Mündung 21 im Einlaß 16 eingeführt wird.

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Sin Mikroschalter 28 kann in entsprechender Weise auf der Unterseite des Gehäuses 10 befestigt sein und ist mit Hilfe einer ringförmigen Dichtung 30 dagegen abgedichtet. Der Mikroschalter ist mit einem nach oben stehenden Kontakt element in Form eines Stiftes 32 ausgebildet, der in der Niederdruckkammer 12 angeordnet ist. Wenn der Druckunterschied an der flexiblen Membran 22 zunimmt, biegt sich die Membran aus einer ersten Stellung (wie in fig. 1 gezeigt) aus, und damit bewegt sich das metallische Bauteil 20, das in Eingriff mit der Membran 22 liegt, auf die zi^eite Stellung zu_s in der sie mit dem Kontaktstift 32 auf dem Mikroschalter in Kontakt kommt. Wenn das. bewegliche Bauteil die Kontaktstelle 32 auf dem Mikroschalter 28 berührt, wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen. In ähnlicher Weise ermöglichen dann, wenn der Druckunterschied zwischen den Kammern 18 und 12 kleiner wird, die Elastizität der Membran 22 und die Semper eigenschaft en des beweglichen Bauteiles 20, daß die Membran 22 in die Ursprungsstellung zurüekkehrt, wodurch das bewegliche Bauteil 20 sich nach oben und aus dem elektrischen Kontakt mit dem Kontakt-stift 32 verschieben und damit den elektrischen Stromkreis zum Mikroschalter 28 unterbrechen kann.

Die Einstellvorrichtung nach vorliegender Erfindung weist eine Einstellschraube 34 auf, die einstellbar in einen ringförmigen Vorsprung 35 befestigt ist, welcher einstückig mit dem unteren Schaltergehäuse 10 ausgebildet ist. Die Einstellschraube 34 ist in Eingriff mit dem beweglichen Bauteil 20 über eine Druckfeder 36 federvorgespannt. Ein stößel-ähnliches Element 37 kann dabei auf das verschiebbare Bmuteil 22 zu und von diesem weg bewegt werden, und damit ist es möglich, den Druckwert zu regeln, der erforderlich ist, um die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Speisequelle an der use 22 und dem Mikroschalter 28 herzustellen.

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Der Druekunterschied, der erforderlich ist, um den Schalter zwischen der äußeren Speisequelle und dem Mikroschalter 28 zu schließen, wird durch drei Faktoren bestimat, nämlich (1) den Abstand, um d@n sieh das bewegliche oder verschiebbare Bauteil 20 aus miner Anfangest ellung in ligur 1 auf die Kontaktstelle mit dom Kontakt element 32 'zu "bet-jegtj (2) des erforderlichen Druekunt©rscMed, der ©in© Staktioa der laderkonstante des liatsriales ist, das bei d©r Kosstraktion des beweglichen Bauteiles 20 verwesdet wird, und (3) die BnackuaterscMedsfordesuag, die

ist <= für eine gegebene Dick© des Matoriales für den beweglichen Kontakt wird die Einstellvorrichtung eiascMießlich der Einstellschraube 3^ a^ar Yerän&eriasg d©g Abstanden d©e bewegliches. Bauteiles 20 aus der aafäaglieÄaa Suhestellung, wie in Pig« 1 gezeigt s auf die Kentaktsteil© mit d©a Kontaktstift 32 und innerhalb dar elastisch©» &r©ng@n d©s Materiales für den beweglichen Kontakt 20 verwendete Eia O-Eiag 39 wird gmr Abdichtung der Ein-

Herkönffiliehe O-Sisise Isöonea ~w®Twemä,®t ^®s&en^ um eia© Druckabdichtung in des Eaiaaera 18 maä 12 zn g©wltel©iet©n» Es können höher® ©der gerisgsre Dru©lsäaa©Euag@a ersielt werden, indem die Dicke des Materiales "bei d®r Herstellung des "betieglielsBE.- Bauteilae ZQ T@ränd©rt wirdo Deshalb ]£©aa di© Biske dieses Hat©riales_$ das b©i dar Eoastruktioa d©s Bauteiles 20 T@rtf©ndet wird₉ über bestimmt© Dpuekbaraieh.© iameÄalb der ©lastischea Grenzen des Hateriales eingestallt w®M®a_o

Diese Art τοη Druckwandler igt beaomders vorteilhaft insoferne,. als er. einen h©h@n Genauigkeitswert- land eine gute Wiederholbarkeit aufgrund dar Verwendung eines lat©rial©s mit einer Federkonstant en innerhalb der elastischen 0-rensea ott Bestimmung einer Schaitereingtellung besitzt, ferner hat dies© Art von Wandler, wenn sie als

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Schalter verwendet wird, eine extrem niedrige Hysterese (die Differenz im Druck von der geöffneten in die geschlossene Stellung), Des weiteren bietet der Druckwandler nach vorliegender Erfindung eine extrem rasche Ansprechdauer und hohe Perioden, weil für das bewegliche Bauteil 20 nur eine geringe Bewegung erforderlich ist.

Bine abgeänderte Äu£führungsform eines Druckwandlers gemäß vorliegender Erfindung ist in den Figuren 2 und 3 der Zeichnung darrgestellt. Dieser Druckwandler ist ähnlich dem Druckwandler nach Figur 1 und es werden auch für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Wandler nach den Figuren 2 und 3 besitzt einen ringförmigen, elektrischen Anschluß 40 mit einem verlängerten Arm 42 zur Verbindung mit einer positiven elektrischen Speisequelle (nicht gezeigt) oder einem entfernten positiven elektrischen Anschluß, z.B. einer elektrisch ansprechenden Vorrichtung. In ähnlicher Weise ist ein unterer elektrischer Anschluß in Form eines Hinges 44 vorgesehen und wird anstelle des Mikroschalters 28 verwendet. Dieser untere elektrische Anschluß 44 ist ebenfalls mit einem verlängerten Arm 46 zur Verbindung mit der negativen Seite der elektrisch ansprechenden Vorrichtimg versehen. Hierbei kann die elektrisch ansprechende Vorrichtung ein Voltmeter oder ein ähnliches, elektrisch betätigbares Gerät sein. Ferner verwendet der Druckwandler nach den Figuren 2 und 3 eine Dichtung 48 zwischen dem oberen Anschluß 40 und dem unteren Anschluß 44, und schließlich eine zusätzliche Dichtung 50 zwischen dem unteren Anschluß 44 und der Grundwandung des Gehäuses 10 in der in Fig. 2 gezdgten Weise. Sonst ist die Konstruktion des Wandlers nach den Figuren 2 und 3 und auch die Arbeitsweise ähnlich der des Wandlers nach Figur 1. Es sind auch eine Vielzahl von ösen 33 dargestellt, die zur Befestigung des zusammengebauten Wandlers verwendet werden.

In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere abgeänderte Ausführungsform eines Differentialdruckwandlers nach der Erfindung dargestellt,

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Der Druckwandler nacli den Figuren 4 und" 5 verwendet ähnliche Bauteile wie die Druckwandler nach den Figuren 1 sowie 2 und 3 ■und es werden auch ähnliche Bezugsseichen verwendet. Ber Differentialdruekwandler nach den Figuren 4 und 5 ist mit einemunteren, elektrischen Kontaktelement 60 versehen, das auf einem unteren AnschluBrlng 62 über eine öse 64 festgehalten ist. Wie bei den vorausgegangenen Torrichtungen ist ein elektrischer Anschluß 62 mit einem elektrisch betätigbaren Gerät verbunden. Bei dieser Augfilhrungsform ist ein verschiebbares Bauteil 20 aus elektrischleitendem Material vorgesehen. Dieses verschiebbare Bauteil 20 weist5 wie in den vorausgehenden Ausführungsbeispielen, einen Seil uaaittelbar gegenüber der Membran 22 auf» Es ist auch ein von dem verseMebbaren Bauteil 20 nach abwärts gerichteter An 66 vorgesehen« Bei der Null-Druckunterschiedsbedingung steht der Arm 66 in Eontakt mit dem elektrischen Eontaktelement 62, und das verschiebbare Bauteil 20 bildet den anderen elektrischen An-^ Schluß der Yorrichtung«, Bei dieser Konstruktion x-jirkt der Differentialdruckwandler als ein normalerweise gesciil©ssener Schalter, wahrend die Druckwandler nach den Figuren 1 sowie 2 und 5 als normalerweise geöffnet© Schalter wirken« ¥ie bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielea ist ©ine Einstellvorrichtung vorhanden, die eine Einstellschraube- 34 besitzt«. In diese^Aiaaführungsf ©na wird ©xjb solche Wirkung erzielt, daß dann, wenn . ein Druck an die" Hochdruckkaimer 18 angelegt wird, die flexible Membran 22 die freitragende Federanordnung außer Kontakt mit dem elektrisches Eontaktelement60 irergchiebt und daislt den Stromkreis unterbricht«

In Figur 6 ist eine weitere modifiziert© Ausftüirungsform" eines Differentialdruckwandlers nach der Erfindung dargestellt. Dieser Differentialdruckwandler ist ähnlicJi dem nach !figur 2, und-es werden die gleichen Besugsa-**ichen verwendet. Bei dieser Ausführungsform ist eine zweite flexible Membran 70 vorgesehen, die innerhalb der Niederdruckkammer angeordnet ist und damit eine

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Zwischenkammer 72 bildet«, Entsprechend ist der innere Schaltermechanismus zwischen flexiblen Membranen 22 und 70 abgedichtet und vollständig gegenüber der Umgebung oder zur Betätigung dienenden Stromungsmedien durch die Membrane 22 und 70 und die Isolierdichtung 48 isoliert, so daß diese Ausführungsform besonders geeignet zur Verwendung mit korrodierendes. StrömungsmediBn, bei Umgebungen hoher Feuchte oder gefährlichen Umgebungen usw. ist. Im Betrieb wird unter dem Einfluß des Differentialdruckes, wenn eine der Membranen sich bewegt, eine gleiche Wirkung oder Bewegung der anderen Membran erzeugt, da das Luftvolumen la der Zwischenkammer 72 im wesentlichen konstant bleibt.

Natürlich kann die zweite flexible Membran 70 in eine der oben erläuterten Ausführungsformen eingebaut werden» Beispielsweise, kann in Figur 3 eine zweit© flexible Membran zwischen die Dichtung 5© und den ringförmigen Anschluß 44 eingesetzt werden.

Der Druckwandler nach vorliegender Erfindung hat sich, als besonders wirksam herausgestellt insoferne,als er extrem empfindlich als Übergangskonponente von Druckwerten in elektrische Werte ist, und die gleiche Vorrichtung kann auf Druck, Vakuum oder Druckunterschiede

2 zwischen 1,25 cm Wassersäule bis 1,75 kg/cm oder darüber ansprechen. !©zrner kaaa die Vorrichtung für eine Vielzahl von Anwendungsfällen angepasst land so Miniaturisiert werden, daß die Dimensionen auf etwa 1ea Dicke und einen Radius von etwa 1,5 cm festgelegt werden. Aufgrund der Konstruktion der Wandler können derartige Differentialdnickwandler innerhalb eines Temperaturbereiches von weniger als Kinns 40⁰C-Ms über 65°C mit einer Lebensdauer von über 10 Millionen Schaltungen arbeiten.

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Claims (12)

1. 236?188

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   P ja t e η t a η s ρ r ü c h e

   Druckwandler mit einem Gehäuse, einer flexiblen Membran, die den Hohlraum in erste und zweite Kammern unterteilt, wobei die erste Kammer eine Hoehdruekfeammer und die zweite Kammer eine Niederdruckkammer ist, ^kennzeichnet^ durch eine Vorrichtung (16, 21? 26, 27) in dem Gehäuse (10), die eine Strömungsmittelverbinduag zwischen der ersten und der zweiten Kammer (18, 12) ergibt, ein verschiebbares elektrisches leitendes Bauteil (20) innerhalb der zweiten Kammer (12), das sich zwischen ersten und zweiten Stellungen in Abhängigkeit von einem Druckunterschied zwischen der ersten und zweiten Kammer verschieben kann, uad sit ©insa elektrischen Kontaktelement (32; 60), das das verschiebbare Bauteil (20) in der ersten oder zweiten Stellung berühren kann.
2. 2. Druckwandler nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (34) vorgesehen ist, di© da® Ausmaß der Verschiebbarkeit des Mat@rial©s aus der ersten Stellung in die zweite Stellung einstellte
3. 3. Druckwandler nach AnspruchΊ, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite flexible Membran (70) vorgesehen ist, die innerhalb der Hiederdruckkammer (12) angeordnet ist und eine Zwischenkammer (72) zwischen den Hoch- und M®derdruckkammern (18, 12) bildet, wobei die Zifischeakanmer da© Terschiebbare Bauteil (20) und das elektrische Kontakt element (60) enthält.
4. 4. Druckwandler nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse erste mad zweite Teile aufweist wowie eine Abdichtvorrichtung, die zwischen den ersten und zweiten Teilen angeordnet ist, aufweist.

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   4- O -J J I U U

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5. 5· Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse einen Hohlraum mit einer den Hohlraum in eine erste und eine zweite Kammer unterteilendenflexiblenMembran aufweist, wobei die erste Kammer eine Hochdruckkammer und die zweite Kammer eine Uiederdruckkammer ist, daß eine Vorrichtung in dem Gehäuse eine KLüssigkeitjgrerbindung mit der ersten und zweiten Kammer herstellt, daß ein verschiebbares, elektrisch leitendes Materialstück innerhalb der zweiten Kammer vorgesehen ist und wenigstens ein Q?eil des verschiebbaren Bauteiles sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschieben kann, daß das verschiebbare Bauteil gegenüber der flexiblen Membran in der ersten Stellung angeordnet ist ,^u (laß ein elektrisches Kontaktelement das verschiebbare elektrisch

   leitende Bauteil an der zweiten Stelle berührt.
6. 6. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse einen Hohlraum mit einer den Hohlraum in eine erste und eine zweite Kammer unterteilenden flexiblen Membran aufweist, wobei die erste Kammer eine Hochdruckkammer und die zweite Kammer eine Niederdruckkammer ist, daß eine Vorrichtung in dem Gehäuse eine Flüssigkeitsverbindung mit der ersten und zweiten Kammer herstellt, daß ein verschiebbares elektrisch leitendes Bauteil innerhalb der zweiten Kammer vorgesehen ist, daß das verschiebbare Bauteil zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, wobei die erste Stellung von dem verschiebbaren Bauteil unter Full- Druckunterschiedsbedingungen zwischen der Hochdruck- und der Hiederdruckkammer eingenommen wird, und daß ein elektrisches Kontaktelement innerhalb der zweiten Kammer mit dem verschiebbaren Bauteil in der ersten Stellung Kontakt geben kann, wobei eine abdichtende und isolierende Vorrichtung zwischen dem verschiebbaren Bauteil und dem elektrischen Kontaktelement vorgesehen ist.

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7. 7· Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare, elektrisch leitende Bauteil ein verhältnismäßig dünnes Metallblech aufweist, das an einem Ende mit dem Gehäuse befestigt ist.
8. 8. Druckwandler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil mit dem Gehäuse über eine elektrisch leitende Vorrichtung befestigt ist, die eine elektrische Anschlußklemme darstellt.
9. 9. Druckwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung ein mit Schraubgewinde versehenes Bauteil aufweist,
10. 10. Druckwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse erste und zweite Teile besitzt und die flexible Membran als Abdichtbauteil zwischen den ersten und zweiten !Teilen wirksam ist.
11. 11. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das elektrisc-he Kontaktelement antriebsmäßig mit einem Mikrosehalter verbunden ist*
12. 12. Druckwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Bauteil ein freitragendes Bauteil ist.

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