DE3225650A1

DE3225650A1 - Verfahren zur herstellung einer differenzdruckmesskapsel

Info

Publication number: DE3225650A1
Application number: DE19823225650
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4950 Minden Biskup; Edmund 4955 Hille Freitag; Horst 4971 Hüllhorst Obermeier
Original assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Current assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE3225650C2

Description

Verfahren zur Herstellung einer Differenzdruckmeßkapsel Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer DifferenzdruckmeSkapsel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-AS 28 25 437 ist ein Verfahren zur H*æ stellung einer Differenzdruckmeßkapsel mit einer Meßmembran bekannt, die unter in radialer Richtung wirkender Zugspannung zwischen zwei Trägerscheiben gehalten ist. Das. bekannte Verfahren setzt die Verwendung eines durch eine Wärmebehandlung kontraktierbaren, ausscheidungs- bzw. seigerungshärtbaren Metalls für die Meßmembran oder für ein ständig die Differenzdruckmeßkapsel umschließendes Spannelement voraus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Differenzdruckmeßkapsel mit einer Meßmembran' die unter in radialer Richtung wirkender Zugspannung zwischen zwei Träger scheiben gehalten ist, anzugeben, bei dem die Verwendung eines durch eine Wärmebehandlung kontraktierbaren ausscheidungs- bzw. seigerungshärtbaren Metalls nicht erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens nach Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im. folgenden mit seinen weiteren Einzelheiten an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die räumliche Darstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren vorbereiteten Träger scheiben und der Meßmembran, Fig. 2 die räumliche Darstellung einer ersten Spannvorrichtung, Fig. 3 die räumliche Darstellung einer zweiten Spannvorrichtung und Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine Meßkapsel, durch zwei Spannvorrichtmngen und durch eine Haltevorrichtung für die Meßkapsel und die Spannvorrichtungen.
Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 1 zeigt in räumlicher Darstellung zwei Trägerscheiben 3, 2 aus Keramik und eine Meßmembran 3, die ebenfalls aus Keramik besteht. Die beiden Trägerscheiben 1 und 2 weisen Durchgangsöffnungen 4 bzw. 5 auf. Zwischen der Trägerscheibe 1 und der Meßmembran 3 befindet sich eine ringförmige Lotschicht 6.. Eine weitere ringförmige Lotschicht 7 befindet sich zwischen der Meßmembran 3 und der Trägerscheibe 2.
Nach dem Anbringen der Lotschichten 6 und 7 auf den Trägerscheiben 1 und 2 oder auf der Meßmembran 3 oder einer Lotschicht auf einer der Trägerscheiben 1 bzw. 2 und der anderen Lotschicht auf der Meßmembran 3 werden die Trägerscheiben 1 und 2 in je eine Spann- vorrichtung eingelegt. Die Fig. 2 zeigt eine Spannvorrichtung 8 in der Art einer Spannzange' die aus zwei Hälften 9 und 10 besteht, die durch Schrauben 11 und 12 zusammengehalten sind. Mit den Schrauben 11 und 12 läßt sich die radial auf die eingelegte Trägerscheibe einwirkende Druckspannung einstellen.
Die Spannvorrichtung 8 weist zwei Paßlöcher 13 und 14 auf, die ein Fixieren der Spannvorrichtung ermöglichen. Der Arbeitstemperaturbereich der Spannvorrichtung 8 ist so gewählt, daß er den Schmelzpunkt des verwendeten Lotes überdeckt. Vorzugsweise ist das Material der Spannvorrichtung 8 so gewählt, daß seine thermische Ausdehnung gleich derjenigen der Trägerscheibe ist.
Jetzt werden die Träger scheiben 1 und 2 sowie die Meßmembran 3 mit Hilfe einer Haltevorrichtung (s. Fig. 4) in axialer Richtung zusammengefügt und auf die Schmelztemperatur des verwendeten Lotes erhitzt. Nach Ablauf der für das Verschmelzen des Lotes mit den Trägerscheiben und der Meßmembran erforderlichen Verweildauer wird die Meßkapsel abgekühlt. Erst wenn die Meßkapsel bis unter den Erstarrungspunkt des Lotes abgekühlt ist, wird die Spannvorrichtung entfernt.
Beim Erhitzen dehnt sich die Meßmembran in radialer Richtung aus während die Trägerscheiben durch die Spannvorrichtung am Ausdehnen gehindert sind.
Beim Abkühlen nach dem Verschmelzen werden die zwangsweise hervorgerufenen Spannungen in den Trägerscheiben 1 und 2 auf die MeSmembran 3 übertragen. Auf diese Weise läßt sich z. B. eine Vorspannung der Meßmembran von ca. O .. 20 N/mm2 erzielen.
Die Fig. 3 zeigt eine andere Spannvorrichtung für die Träger'scheiben 1 und 2 Folie Spannvorrichtung 15 weist eine Ausnehmflng 16 auf, deren Form der Außenkontur der Trägerscheibe angepaßt ist, und zwei Paßlöcher 17 und 18, die ein Fixieren der Spannvorrichtung ermöglichen. Die Spannvorrichtung 15 besteht aus einem Material, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient kleiner als derjenige der Trägerscheibe ist. Die auf die Trägerscheibe wirkende Spannung ergibt sich aus der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten von Trägerscheibe und Spannvorrichtung bei Erstarrungstemperatur des Lotes und aus dem Spalt zwischen beiden Teilen bei der Montagetemperatur.
Die Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Meßkapsel, durch zwei Spannvorrichtungen entsprechend Fig. 3, in die die Trägerscheiben eingelegt sind, und durch eine Haltevorrichtung. In der Fig. 4 sind für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. 1 und 3. Die Haltevorrichtung 19 besteht aus einer Grundplatte 20 mit quadratischer Grundfläche, an die zwei Seitenteile 21 und 22 geschweißt sind, einer Deckplatte 23 mit quadratischer Grundfläche und einem Stempel 24.
Der Stempel 24 weist eine kreisförmige Grundfläche auf und ist in der Deckplatte 23 in senkrechter Richtung verschiebbar gehalten. Die Deckplatte 23 ist durch schematisch angedeutete Schaubverbindungen mit den Seitenteilen 21 und 22 verbunden.
Im folgenden sind die Arbeitsg-inge für das Einlegen der Meßkapsel in die Haltevorrichtung vor dem Erhitzen beschrieben. Die Tragerscheiben 1 und 2 werden in die Spannvorrichtungen 15 bzw. 15 ' eingelegt.
Zwischen die Trägerscheiben 1 und 2 wird die Meßmembran 3 gelegt, und die Spalu,?vorrichtungen 15 und 15 werden durch Paßstifte 26 und 27, die durch die Paßlöcher 17 und 18 (vgl. Fig. 3) gewahrt sind, gegen zeitliches Verschieben gesichert. Der soweit zusammengefügte Block wird bei abgenommener Deckplatte 23 mit den überstehenden Teilen der Paßstifte 26 und 27 in Aussparunen der Grundplatte 20 eingesetzt, Auf die Spannvorrichtung 15 wird der Stempel 24 aufgelegt und bei entspannter Blattfeder 25 die Deckplatte 23 aufgesetzt und mit den Seitenteilen 21 und 22 verschraubt. Da die Haltevorrichtung 19 an zwei gegenüberliegenden Seiten offen ist, ist es möglich, mit einem Werkzeug, das in den Schlitz zwischen den Spannvorrichtungen 15 und 15l eingreift, die Meßmembran 3 zwischen den Trägerscheiben 1 und 2 zu verschieben, um sie in Bezug auf die Tr?gerscheiben auszurichten. Die Kraft, mit der der Stempel 24 auf die Spannvorrichtung 15 drückt, ist durch Anderung der Vorspannung der Blattfeder 25, die über Schrauben 23 und 29 erfolgt, einstellbar.
Anstelle der oben beschriebenen Federbelastung des Stempels 24 kann die Kraft, mit der der Stempel 24 auf die Spannvorrichtung 15 drückt, durch das Gewicht des Stempels oder durch ein auf diesen wirkendes Zusatzgewicht vorgegeben werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sowohl Meßkapseln aus Metall als auch Meßkapseln aus Keramik oder Glas, einschließlich Saphire und Spinelle herstellen. Als Lot für Metalle dient Hartlot, als Lot für Glas dient Glaslot und als Lot für uPr,;lc kann sowohl Hartlot als auch Glaslot dienen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer Differenzdruckneßkapsel mit einer M-Bmembr2n, die unter in radialer Richtung wirkender Zuyspannung zwischen zwei Trägerscheiben gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, - - daß im Umfangsbereich der Meßmembran und/oder der Trägerscheiben Lot aufcnbracht wird, - daß um jede Trägerscheibe eine Spannvorrichtung gelegt wird, deren Arbeitstemperaturbereich den Schmelzpunkt des verwendeten Lotes überdeckt, - daß die Trägerscheiben und die Meßmembran in axialer Richtung zusammengefügt und auf die Scbraelztemperatur des verwendeten Lotes erhitzt werden, - daß die Meßkapsel nach Ablauf der fur das Verschmelzen erforderlichen Verweildauer abgekühlt wird und - daß die s-pannvorrichtung erst nach dem Abkühlen bis unter den Erstarrungspunkt des Lotes entfernt wird 2. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung eine Spannzange ist, die eine Einrichtung zur Einstellung der radial auf die Trägerscheibe einwirkenden Druckspannung aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Spannzange so gewählt ist, daß dessen thermische Ausdehnung gleich derjenigen der Träger scheibe ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, - daß die Spannvorrichtung eine Ausnehmung aufweist, deren Form der Außenkontur der Trägerscheibe angepaßt ist, - daß das Material der Spannvorrichtung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner ist als derjenige der Trägerscheibe, wobei sich die auf die Trägerscheibe wirkende Spannung aus der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten von Trägerscheibe und Spannvorrichtung bei Erstarz-ungstgmperatur des Lotes und aus dem Spalt zwischen beiden Teilen bei der Montagetemperatur ergibt.