DE4126108A1 - Druckaufnehmer in dms-technik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Druckaufnehmer zur Messung hydraulischer Drücke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Druckaufnehmer dieser Art, der zur elektrischen Fernanzeige der gemessenen hydraulischen Drücke verwendet werden kann, ist aus der DE-OS 39 37 573 bekannt. Der bekannte elektrische Druck­ aufnehmer hat die Form einer schlanken, zylindrischen Patrone. Sein dreiteiliges Gehäuse besteht aus einer Gehäusehülse, die an ihrem einen Ende durch ein lösbares Verschlußstück verschlossen ist und mit deren anderem Ende eine Gehäusebuchse lösbar verbun­ den ist, in der ein elektrisches Steckkupplungsteil angeordnet ist, an das die elektrischen Ausgangsleitungen eines in der Ge­ häusehülse angeordneten Meßwertverstärkers angeschlossen sind.

Das aus einem Metalldrehteil bestehende Verschlußstück weist in einem Stück einen den Hydraulikanschluß bildenden Stecknippel und einen Gewindestopfen auf, mit dem das Verschlußstück in einem Innengewinde der Gehäusehülse eingeschraubt ist. Der Stecknippel ist Teil einer Hydrauliksteckkupplung, wie sie ins­ besondere in der Bergbauhydraulik gebräuchlich ist. Der Druck­ aufnehmer kann daher mit dem Stecknippel an den hydraulischen Druck führende Leitungen oder Anschlußkanäle oder dgl. ange­ schlossen werden.

Die axiale Innenbohrung des Stecknippels endet im Gewindestopfen an einer Metallmembran, die somit von dem anstehenden hydrauli­ schen Druck beaufschlagt wird und demgemäß einer druckabhängigen Verformung unterliegt. Die Metallmembran ist einstückiger Be­ standteil des Verschlußstücks.

Die Metallmembran trägt an ihrer der Hydraulikseite abgewandten Fläche eine Dehnungsmeßstreifenanordnung, die die druckabhängige mechanische Verformung der Metallmembran und somit den auf die Metallmembran wirkenden hydraulischen Druck mißt.

Da die Metallmembran einstückiger Bestandteil des Verschluß­ stücks ist, kam es in der Praxis zum Driften der Dehnungsmeß­ streifenanordnung, d. h., eine genaue Messung war nicht mög­ lich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher den gattungsgemäßen Druckauf­ nehmer dahingehend zu verbessern, daß sich Meßfehler durch Drif­ ten der DMS aufgrund der einstückigen Verbindung der Metallmem­ bran mit dem Verschlußstück ausschließen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß um die Dehnungsmeßstreifenanordnung eine ringförmige Nut eingebracht wird.

Bei dieser Ausgestaltung des Druckaufnehmers werden die meßwert­ verfälschenden Spannungen, die durch das die Dehnungsmeßstreifen umgebende Vollmaterial entstehen, ausgeschaltet.

In vorteilhafter Ausgestaltung, wird die Nut kreisförmig in einem gewissen Abstand um die Dehnungsmeßstreifen in Axial­ richtung in das Vollmaterial des Druckaufnehmers eingebracht, wobei die Nut einen in etwa rechteckigen Querschnitt aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckaufnehmer,

Fig. 2 in einem Teilschnitt durch das Verschlußstück des Druckaufnehmers nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 3 der Fig. 2.

Der dargestellte elektrische Druckaufnehmer hat gemäß Fig. 1 die Form einer schlanken, zylindrischen Patrone. Sein drei­ teiliges Gehäuse 1 besteht aus einer Gehäusehülse 2, die an ihrem einen Ende durch ein lösbares Verschlußstück 3 verschlos­ sen ist und mit deren anderem Ende eine Gehäusebuchse 4 lösbar verbunden ist, in der ein elektrisches Steckkupplungsteil 5 angeordnet ist, an das die elektrischen Ausgangsleitungen 6 eines in der Gehäusehülse 2 angeordneten Meßwertverstärkers 7 angeschlossen sind.

Das aus einem Metalldrehteil bestehende Verschlußstück 3 weist an einem Stück einen den Hydraulikanschluß bildenden Stecknippel 8 und einen Gewindestopfen 9 auf, mit dem das Verschlußstück in ein Innengewinde der Gehäusehülse 10 eingeschraubt ist. Der Stecknippel 8 ist Teil einer Hydrauliksteckkupplung, wie sie insbesondere in der Bergbauhydraulik gebräuchlich ist. Der Druckaufnehmer kann daher mit dem Stecknippel 8 an den hydrau­ lischen Druck führende Leitungen oder Anschlußkanäle oder dgl. angeschlossen werden. Die axiale Innenbohrung 11 des Stecknip­ pels 8 endet im Gewindestopfen 9 an einer Metallmembran 12 (Fig. 2), die somit von dem anstehenden hydraulischen Druck beaufschlagt wird und demgemäß einer druckabhängigen Verformung unterliegt. Die Metallmembran 12 ist einstückiger Bestandteil des Verschlußstücks 3.

Die Metallmembran 12 trägt an ihrer der Hydraulikseite abgewand­ ten Fläche 13 eine Dehnungsmeßstreifenanordnung 14, die die druckabhängige mechanische Verformung der Metallmembran 12 und somit den auf die Metallmembran 12 wirkenden hydraulischen Druck mißt. Um die Dehnungsmeßstreifenanordnung ist eine ringförmige Nut 30 in axialer Richtung des Verschlußstücks 3 angeordnet. Die Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 ist in bekannter Weise mittels eines Klebstoffs an der Membranfläche 14 festgelegt und durch den Klebstoff oder eine Kunstharzschicht 15 oder dgl. abgedeckt. Wie bekannt, kann die Dehnungsmeßstreifenanordnung aus vier Dehnungsmeßstreifen bestehen, die in einer Wheatstone-Brücke zusammengeschaltet sind. Die vier elektrischen Ausgangsleitungen der Dehnungmeßstreifenanordnung 14, die aus blanken Drähten bestehen können, sind mit 16 bezeichnet.

Wie Fig. 2 zeigt, bildet die die Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 umschließende Ringfläche 17 die Anschlußfläche für den Verstärker 7.

Die elektrischen Komponenten des Verstärkers 7 sind in der vor­ schriftsmäßigen elektrischen Verbindung an einer Platine 18 angeordnet, die aus einer dünnen Kunststoffscheibe oder dgl. besteht.

Letztere ist mit vier in gleichmäßigen Umfangsabständen zuein­ ander angeordneten dünnen Stützelementen 19 im Abstand zu der Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 und zu der Ringfläche 17 an dieser befestigt. Die Stützelemente 19 bestehen aus dünnen Metallstiften, die zugleich der elektrischen Verbindung der Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 mit dem Meßwertverstärker 7 dienen.

Die elektrisch leitenden Stützelemente 19 sind an ihren der Platine abgewandten Enden durch Verlöten mit metallenen Fuß­ stücken 20 mechanisch und elektrisch leitend verbunden, an denen die Ausgangsleitungen 16 der Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 angeschlossen sind. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, bestehen die Fußstücke 20 aus dünnen Metallscheiben oder Metallstreifen in Gestalt von Ringsegmenten, die elektrisch gegeneinander isoliert und daher im Umfangsabstand 21 zueinander an der Ringfläche 17 festgelegt sind, und zwar unter Isolierung gegenüber dem metal­ lenen Verschlußstück 3. Diese Isolierung ist in Fig. 2 bei 22 gezeigt. Sie kann aus einem an der Ringfläche 17, z. B. durch Verkleben befestigten Isolierring, oder aber auch aus einer auf die Ringfläche 17 aufgebrachten Kunststoffisoliermasse oder dgl. bestehen. Die vier Ausgangsleitungen 16 der Dehnungsmeßstrei­ fenanordnung 14 sind jeweils an eines der vier Fußstücke 20 bei 23, z. B. durch Verlöten, angeschlossen. Die elektrische Verbindung zwischen der Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 und dem Verstärker 7 erfolgt demgemäß über die Anschlußleitungen 16, die Fußstücke 20 und die Stützelemente 19.

Anstelle der Lötverbindung 23 können aber auch andere elek­ trische Verbindungen vorgesehen werden. An den Fußstücken 20 können elektrische Anschlüsse für die Anschlußleitungen 16 vor­ gesehen werden. Auch ist es möglich, die Anschlußleitungen 16 mit ihren freien Enden unter die Fußstücke 20 zu führen und dann die Fußstücke auf die freien Enden der Anschlußleitungen 16 auf­ zusetzen und, z. B. durch Verkleben, unter Isolierung an der Ringfläche 17 zu befestigen.

Das Verschlußstück 3 mit der Metallmembran 12, der Dehnungsmeß­ streifenanordnung 14, der ringförmigen Nut 30 und dem über die Stützelemente 19 angeschlossenen Verstärker 7 bildet ein Meß­ element, das als ein fertiges Bauteil in die Gehäusehülse 2 ein­ geschraubt wird, so daß sich die Dehnungsmeßstreifenanordnung 14 und der Verstärker 7 geschützt in der Kammer 24 befinden. Die in ein Innengewinde 29 der Gehäusehülse 2 eingeschraubte zylindrische Gehäusebuchse 4 schließt die Kammer 4 am unteren Ende der Gehäusehülse 2. Sie nimmt das elektrische Steckkupp­ lungsteil 5 auf, dessen von Steckerzapfen und/oder von Stecker­ buchsen gebildeten Steckerelemente über die elektrischen Lei­ tungen 6 mit dem Ausgang des Verstärkers 7 verbunden sind. Das Steckkupplungsteil 5 kann, wie in Fig. 1 bei 25 angedeutet, in eine Gewindebohrung der Buchse 4 eingeschraubt werden, es kann aber auch mit Klemmung in der Gehäusebuchse 4 festgelegt sein. Letztere weist eine Ausdrehung 26 auf, die das in das elektrische Steckkupplungsteil 5 einsteckbare Gegenkupplungs­ stück 27 aufnimmt, das sich am Ende eines zu einem elektrischen Anzeigegerät führenden Kabels 28 befindet.

Claims (1)

1. Elektrischer Druckaufnehmer zur Messung hydraulischer Drücke, insbesondere zur Verwendung in der Bergbauhydraulik, mit ei­ ner in einem Gehäuse angeordneten Metallmembran, mit einer Dehnungsmeßstreifenanordnung an der der Hydraulikseite abge­ wandten Fläche der Metallmembran und mit einem die Meßwerte der Dehnungsmeßstreifenanordnung verstärkenden Verstärker, der sich auf der der Hydraulikseite gegenüberliegenden Seite der Metallmembran in einer Kammer des Gehäuses befindet, mit dem die elektrischen Ausgangsleitungen der Dehnungsmeßstrei­ fenanordnung elektrisch verbunden sind, mit einer den Ver­ stärker tragenden Platine, die über elektrisch leitende Stützelemente im Abstand zu der Metallmembran befestigt ist, wobei die Ausgangsleitungen der Dehnungsmeßstreifenanordnung über diese Stützelemente mit dem Verstärker elektrisch ver­ bunden sind und mit einem Hydraulikanschluß zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Metallmembran, dadurch gekennzeich­ net, daß in der der Platine zugewandten Stirnseite des Ver­ schlußstückes um die Dehnungsmeßstreifenanordnung (14) eine in Axialrichtung des Verschlußstücks verlaufende ringförmige Nut (30) angeordnet ist.