DE3236720A1

DE3236720A1 - Messkapsel fuer einen differenzdruck-messumformer

Info

Publication number: DE3236720A1
Application number: DE19823236720
Authority: DE
Inventors: Horst 4950 Minden Berger
Original assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Current assignee: Schoppe and Faeser GmbH
Priority date: 1982-10-04
Filing date: 1982-10-04
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3236720C2

Description

Meßkapsel für einen Differenzdruck-Meßumformer
Die Erfindung bezieht sich auf einen Differenzdruck-Meßumformer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Meßkapsel, die Bestandteil eines mit Öl gefüllten Differenzdruck-Meßumformers ist, ist z.B. aus der DE-AS 26 31 025 bekannt. Zwischen zwei rotationssymmetrischen Meßkapselscheiben aus Metall ist eine Meßmembran, die ebenfalls aus Metall besteht, angeordnet. Die Meßmembran ist unter Zugspannung mit den Meßkapselscheiben im Umfangsbereich verschweißt. Bei diesem Aufbau der Meßkapsel ist es erforderlich, zur Erhöhung des Meßbereiches den Außendurchmesser der Meßkapselscheiben zu verringern. Diese Möglichkeit der Anpassung der Meßkapsel an den Meßbereich scheidet jedoch aus, wenn die Außenmaße der Meßkapsel nicht verändert werden dürfen. Dies ist z.B. der Fall, wenn Meßkapseln mit unterschiedlichen Meßbereichen in Gehäuseteilen gleicher Größe eingesetzt werden sollen. In geringem Umfang läßt sich zwar der Meßbereich durch die Dicke der Meßmembran und durch die Vorspannung der Meßmembran variieren, jedoch stößt man insbesondere bei großen Meßbereichen bald an die Grenze dieser Maßnahme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßkapsel der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Meßbereich - bei gleichen Außenabmessungen der Meßkapsel - verschieden groß gewählt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Mit der Meßkapsel nach der Erfindung steht zusätzlich zu der Dicke der Meßmembran und der Vorspannung der Meßmembran der wirksame Durchmesser der Meßmembran als weiterer Parameter für den Meßbereich zur Verfügung.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Füllung des Zwischenraumes zwischen der ringförmigen Stufe und der Schweißnaht mit Öl, so daß die Meßkapsel auch bei hohem statischen Druck entlastet ist.
Die Erfindung wird im folgenden mit ihren Einzelheiten und Vorteilen anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Figur 1 einen ersten Schnitt durch eine Meßkapsel nach Erfindung vor dem Verschweißen der Meßmembran mit den Meßkapselscheiben, Figur 2 einen zweiten Schnitt durch die Meßkapsel entlang der Linie A - B in Figur 1 und Figur 3 einen weiteren Schnitt durch die Meßkapsel, jedoch nach dem Verschweißen der Meßmembran mit den Meßkapselscheiben.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figur 1 zeigt einen ersten Schnitt durch eine Meßkapsel nach der Erfindung und zwar vor dem Verschweißen einer Meßmembran 1 mit zwei Meßkapselscheiben 2 und 3. Die Meßkapselscheiben 2 und 3 weisen je eine ringförmige Stufe 4 bzw. 5 auf, die konzentrisch zur Scheibenachse 6 orientiert sind. Zwischen diesen ringförmigen Stufen ist die Meßmembran 1 unter in radialer Richtung wirkenden Zugspannung gehalten. Diese Zugspannung ist durch gestrichelte Pfeile 7 dargestellt. Die Meßkapselscheiben 2 und 3 sind mit Durchgangsöffnungen 8 bzw. 9 versehen, die die Verbindung zu Meßkammern 10 bzw. 11 herstellen, die jeweils durch die Innenfläche der Meßkapselscheibe, die ringförmige Stufe und die Meßmembran begrenzt sind. Die ringförmigen Stufen 4 und 5 weisen Aussparungen 12 bzw. 13 auf, deren Zweck weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschrieben ist.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A - B in der Figur 1. Diese Darstellung zeigt die Meßkapselscheibe 3 mit der Durchgangsöffnung 9 und der ringförmigen Stufe 5, die durch die Aussparungen 13 unterbrochen ist.
Während des Schweißvorgangs wirken auf die Meßmembran eine Zugkraft, die in der Figur 1 durch gestrichelte Pfeile 7 dargestellt ist, und auf den äußeren Rand der Meßkapselscheiben 2 und 3 eine Druckkraft, die in der Figur 1 durch gestrichelte Pfeile 14 dargestellt ist. Aufgrund dieser Druckkraft liegen die Meßkapselscheiben 2 und 3 an der Meßmembran 1 an. Nach dem Schweißvorgang nimmt die Meßkapsel die in der Figur 3 dargestellte Form an. Die Schweißnaht 15 nimmt jetzt die über die Druckkraft (gestrichelte Pfeile 14 in der Figur 1) eingebrachte Anpreßkraft und die über die Zugkraft (gestrichelte Pfeile 7 in der Figur 1) eingebrachte Membranspannung auf. Der wirksame Durchmesser der Meßmembran 1 ist durch den Durchmesser der ringförmigen Stufen 4 und 5 vorgegeben. Eine Verkleinerung dieses Durchmessers führt - bei gleichen Außenmaßen der Meßkapsel - zu einer Vergrößerung des Meßbereiches.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben, weisen die ringförmigen Stufen 4 und 5 Aussparungen 12 bzw. 13 auf. Über diese Aussparungen läßt sich der Zwischenraum zwischen der ringförmigen Stufe 4 bzw. 5 und der Schweißnaht 15, wie die Meßkammern 10 und 11, mit Öl füllen. Durch diese Maßnahme ist die Meßkapsel insbesondere bei hohem statischen Druck entlastet.
In den Figuren 1 bis 3 ist das Abgriffsystem, das die mechanische Auslenkung der Meßmembran 1, die ein Maß für den zu messenden Differenzdruck ist, z.B. in eine elektrische Größe umformt, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. So lassen sich z.B. die in der DE-AS 26 31 025 dargestellten Abgriffsysteme in Verbindung mit der oben beschriebenen Erfindung verwenden.
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Claims

Patentansprüche: Meßkapsel für einen Differenzdruck-Meßumformer 1Meßkapsel für einen Differenzdruck-Meßumformer mit zwei rotationssymmetrischen Meßkapselscheiben, zwischen denen eine Meßmembran angeordnet ist, und bei der die Meßmembran unter Zugspannung mit den Meßkapselscheiben im Umfangsbereich verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, -- daß die Meßkapselscheiben (2, 3) auf ihrer der Meßmembran (1) zugewandten Seite je eine konzentrisch zur Scheibenachse (6) orientierte ringförmige Stufe (4, 5) aufweisen, zwischen denen die Meßmembran (1) eingespannt ist und - daß während des Schweißvorganges auf die Außenseiten der Meßkapsel eine Kraft einwirkt, die die Meßkapselscheiben (2, 3) im Umfangsbereich auf der Meßmembran (1) aufliegen läßt.
2. Meßkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stufe (4, 5) Aussparungen (12, 13) aufweist, die eine Füllung zwischen der ringförmigen Stufe (4, 5) und der Schweißnaht (15) mit Ö1 ermöglichen.