DE2915561A1

DE2915561A1 - Hoechstdruckaufnehmer

Info

Publication number: DE2915561A1
Application number: DE19792915561
Authority: DE
Inventors: Erich Brosa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1980-10-23

Description

Höchstdruckaufnehmer
Der Zweck der Erfindung ist es, unkomplizierte und zuverlässig arbeitende Druckaufnehmer ohne MamEran billig herzustellen.
Abb. 1 zeigt einen konventionellen Quarzdruckaufnehmer im Schnitt. 1 ist das Gehäuse, 2 der Kolben, 3 die Quarzkartnern, die auch aus einem Stück sein können, 4 die isolierte Elektrode.
Es ist bekannt, Druckaufnehmer, insbesondere piezoelektrische, mit Membranen 5, Abb. 6 oder für hohe Drucke durch querschnittreduzierende Kolben 2 abzudichten, Abb. 1. Dicht geläppte Kolben 2 und Gehäuse 1 sind teuer in der Herstellung und bis zu einigen 1000 bar dicht gegen Gas- und öldruck.
Membranen 5 scheiden für ballistische Druckaufnehmer, beispielsweise bis über 10 000 bar aus, weil sie beim Festziehen des Aufnehmergewindes Nullpunktverschiebungen ergeben, nach Belastung sich die Empfindlichkeit durch Verforrmng ändert, sie geringe Dauerfestigkeit besitzen und nicht durch Kraftaufbringung geeicht werden können.
Für Messungen, z.B. in Waffen, muß der Außendurchmesser des Aufnehmers möglichst klein sein. Das führt schon beim Einbau dazu, daß das Gehäuse 1 durch den nach innen wirkenden Gewindedruck (Pfeile) und den Gasdruck so verformt wird, daß die Kolbenbohrung 6 verengt, der Kolben 2 durch den Gasdruck elastisch verkürzt und dicker wird (Querkontraktion), im Gehäuse 1 klemmt und eine unlineare, hysteresebehaftete, falsche Anzeige liefert.
Macht man das Kolbenspiel größer, umDbigen Mangel zu beheben, so tritt Undichtigkeit ein, der Aufnehmer ist z.B. durch öldruck nicht mehr eichbar, Abb. 2.
Es sind auch Druckaufnehmer mit O-Ringdichtungen 8 gebaut worden, um diese Undichtigkeit zu beseitigen, Abb. 3. Dabei zeigt sich, daß Abrieb des O-Ringmaterials zwischen Kolben 2 und Bohrung 6 gepreßt wird und ebenfalls Verklemmen des Kolbens 2 erzeugt. Außerdem sind O-Ringe 8 bei verhaltnismäßig kleinen Kolbendurchmes sern schwierig einzubauen.
Vorliegende Erfindung vermeidet diese Mängel und ermöglicht einwandfrei arbeitende Aufnehmer für praktisch jeden hohen Druckbereich preiswert herzustellen.
Anhand der ein vereinfachtes Msführungsbeispiel darstellenden Abb. 4 bis Abb. 8 soll die Erfindung im folgenden näher beschrieben werden.
Im Prinzip wird die Kolbenbauweise beibehalten, jedoch die genau geläppte Passung durch einen Freiraum 9 hinter einer, den Kolben 2 mit einem Ringspalt 10 umgebenden Abstützkante 11 ersetzt, Abb. 4. Der Spalt 10 ist so bemessen, daß er die Verengung des Gehäuses 1 und die Verdickung des Kolbens 2 bei Belastung mit Sicherheit zuläßt, ohne festzusitzen, Abb. 7.
Anstelle einer O-Ringdichtung 8 wird eine ringförmige, mit einem V-förmigen Einstich 12 versehene Dichtung 13 aus einem hitzebeständigen elastischen Material verwendet, die an der Bodenfläche 14 keine Abrundungen 15, Abb. 5 besitzt, wie sie ähnliche Dichtungen für den allgemeinen Gebrauch haben, sondern scharfe Kanten, Abb. 9. Diese Abrundungen verursachen, wie auch O-Ringe bei Druckänderungen eine mechanische Reibbewegung, die hauptsächlich den Abrieb erzeugt, der mit zum Kolbenklemmen führt. Der aufsitzende Teil 21 ist zylindrisch kompakt und nimmt etwa die Hälfte der Gesamthöhe ein. Der V-förmige Einstich 12 ist äußerst schmal, so daß dicke Dichtlippen entstehen. Diese Spezialdichtungen sind aus dem vollen gedreht.
Um evtl. Dichtungsreste, die allein durch die hohe Presskraft in dem Spalt 1o erzeugt werden, unschädlich aufzunehmen, ist der Freiraum 9 vorhanden.
Um eine genaue Zentrierung des Kolbens 2 zu gewährleisten, ist an dem Kolben 2 eine Führung 16 in der Freiraumbohrung vorhanden. Diese Führung ist teilweise unterbrochen.
Der äußere Teil der Dichtung 13 ist zum Schutz gegen heiße Medien mit einem hitzebeständigen keramischen Belag 17 versehen.
Abb. 8 zeigt ferner eine Abdichtungsform für den Druckaufnehmer 1 in einer Gewindebohrung 18 für Höchstdrucke durch eine flachkonische Scheibe 19, die gleichzeitig die Kolbenabdichtung 13 schützt, mit einem Querschnittswinkel von unter 300. Der Druck des Mediums erzeugt eine dichtungserhöhende Schubkraft nach außen (Pfeilrichtung).
Der Freiraum 9 kann auch durch eine halsförmige Eindrehung 20 des Kolbens 2 gebildet werden.
Leerseite

Claims

Patentansprüche PCHöchstdruckaufnehnulr dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel bzw. der Raum zwischen Kolben (2) und seiner Hülse bzw. Führung (6) so groß ist, daß die Verdickung des Kolbens (2) infolge seiner Querkontraktion und die Verengung seiner Führungshülse (6) (Bohrung) infolge äußerer pneumatischer oder hydraulischer Druckeinwirkung, sowie der nach innen gerichteten Kräfte (Pfeilrichtung) durch Anziehen des Gewindes kein Klemmen des Kolbens (2) ergibt, da eine stirnseitig offene, ringförmige, den Kolben (2) umgebende Ausdrehung (7) durch eine leicht austauschbare Spezialdichtung (13) verschloßen ist.
2 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter einer Verengung (10) ein Hohlraum beliebiger Form gebildet ist, zur störungsfreien Aufnahme von Abrieb der Dichtung (13) und anderen Rückständen.
3 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) gegenüber der Grundfläche mit der Verengung (11) hervorsteht und eine allseitig anliegende elastische Dichtung (13) mit einer Ringnut (12) von V-förmigem Querschnitt aus hitzebeständigem elastischen Material besitzt, die eine keramische Beschichtung (17) aufweist.
4 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus vollem Material gedreht und ca. die halbe Höhe der Dichtung massiv ausgebildet ist.
5 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (13) keine Abrundungen (15) aufweiset, sondern praktisch scharfe Kanten hat.
6 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer einen frei zugänglichen zylindrischen Hohlraum (7) an der Stirnfläche besitzt, zum leichen Ein- und Ausbau der Dichtungen (13).
7 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (9) durch eine halsförmige Eindrehung (20) am Kolben (2) gebildet ist (Abb. 8).
8 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) zur Zentrierung ein mit Ausnehmungen versehenen Führungsbund (16) hat.
9 Höchstdruckaufnehmer nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) gegenüber seiner Allfnahmebohrung durch eine die Dichtung (13) überdeckende flachkonische Scheibe (19) mit einem Querschnittswinkel von unter 300 abgedichtet wird, die bei Druckbelastung die Dichtkraft zwischen dem Aufnehmergehäuse (1) und der Gewindebohrung durch radiales auseinandertreiben erhöht (Pfeile).