DE4138528C1 - Ultrasonic transducer e.g. for level indicator - has diaphragm held between seals and flange in direct contact with attachment surface or via spacer - Google Patents
Ultrasonic transducer e.g. for level indicator - has diaphragm held between seals and flange in direct contact with attachment surface or via spacerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Ultraschall-Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an ultrasonic transducer the preamble of claim 1.
Bei dem aus dem DE-GM 86 25 990 bekannten Ultraschall- Wandler ist die Membran durch mittige Dickenverringe rung einer Platte gebildet, so daß die Membran integral mit dem äußeren, den Befestigungsflansch bildenden Plattenrand verbunden ist. Über den Befestigungsflansch ist der Ultraschall-Wandler an einen gegenüberliegenden Befestigungsflansch angeschraubt, der mit einem hin sichtlich seines Füllstands zu überwachenden Behälter fest verbunden ist. Es hat sich allerdings gezeigt, daß beim bekannten Ultraschall-Wandler bei der Füllstands überwachung in manchen Fällen Probleme durch per Körperschall übertragene Ultraschall-Störsignale auftreten können, die von der Ultraschall-Wandler- Membran empfangen werden und das eigentlich auszuwertende Nutzsignal überlagern. Auch ist die Her stellung der Membran und des umgebenden Flansches pro blematisch, da bei der Plattenbearbeitung zur Herstel lung der Membran sehr genau gearbeitet werden muß, da mit der die Membran bildende Ausnehmungsboden definier te Dicke und mithin definierte Schall-Laufzeit besitzt. Zudem müssen für unterschiedliche Membranendurchmesser oder -stärken entsprechend dimensionierte Halbzeug- Platten in bearbeiteter oder unbearbeiteter Form bereitgehalten werden, wodurch sich - bei bearbeiteten Halbzeug-Platten mit bereits eingearbeiteter Membran - die Lagerhaltungskosten erhöhen bzw. - bei noch unbear beiteten Halbzeug-Platten - die Fertigungs- und Liefer zeiten entsprechend erhöhen.In the ultrasonic known from DE-GM 86 25 990 The membrane is a converter thanks to central thickness reductions tion of a plate formed so that the membrane is integral with the outer, forming the mounting flange Plate edge is connected. Via the mounting flange is the ultrasonic transducer to an opposite one Screwed mounting flange, the one with the container to be monitored visually is firmly connected. However, it has been shown that in the known ultrasonic transducer in the level monitoring in some cases problems by per Structure-borne noise transmitted ultrasonic interference signals can occur from the ultrasonic transducer Membrane are actually received Superimpose the useful signal to be evaluated. The Her is also position of the membrane and the surrounding flange pro blematic, because during the plate processing to manufacture development of the membrane must be worked very precisely because with the recess bottom forming the membrane th thickness and thus defined sound propagation time. In addition, for different membrane diameters or thicknesses of appropriately dimensioned semi-finished products Plates in processed or raw form are kept ready, whereby - in processed Semi-finished panels with an already incorporated membrane - increase the storage costs or - if still unbearable processed semi-finished panels - the manufacturing and delivery increase times accordingly.
Weiterhin ist es aus dem DE-GM 86 30 763 bekannt, eine topfförmig nach unten vorkragende Membran einzusetzen, die über ihre Seitenränder direkt am Flansch ange schraubt ist. Durch die vorkragende Membran-Ausgestal tung ragt diese allerdings bei Füllstandsüberwachung in den zu überwachenden Behälter hinein und verringert folglich dessen maximales Füllvolumen, da ein bestimm ter Mindestabstand zwischen Ultraschall-Wandler-Membran und maximaler Füllstandsoberfläche nicht unterschritten werden darf. Zudem können auch hier Körperschall- Kopplungsprobleme auftreten. Auch ist die Herstellung der topfförmigen Membran aufwendiger.Furthermore, it is known from DE-GM 86 30 763, a insert a cantilevered membrane protruding downwards, which are attached directly to the flange via their side edges is screwed. Thanks to the protruding membrane design However, this protrudes into the level monitoring the container to be monitored and reduced consequently its maximum filling volume, as a certain The minimum distance between the ultrasonic transducer membrane and the maximum fill surface is not undercut may be. In addition, structure-borne noise Coupling problems occur. Also the manufacture the cup-shaped membrane is more complex.
Bei dem im Hauptpatent 41 26 399 beschriebenen, dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechenden Ultraschall-Wandler ist die Membran als flache Platte ausgebildet, die zwi schen zwei flexiblen Dichtungen angeordnet ist. Beim Montieren des Ultraschall-Wandlers am Befestigungs flansch werden die flexiblen Dichtungen geringfügig zu sammengedrückt, so daß die Membran-Halterungsschrauben von ihrer Anlagefläche etwas abheben. Hierdurch werden die Ultraschall-Brücken, die eine Ultraschall-Fort pflanzung von der Membran über die Membran-Halterungs schrauben, den diese halternden Flansch, die Verbin dungsbolzen und den den Ultraschall-Wandler tragenden Befestigungsflansch ermöglichen, weitestgehend unter brochen, so daß die unerwünschte, nicht von der Membrane abgestrahlte Ultraschall-Ausbreitung weitgehend unterdrückt ist. Es wurde allerdings gefunden, daß das Ausmaß der hierdurch erreichten Körperschallentkopplung vom Anzugsmoment der den Ultraschall-Wandler-Flansch mit der Befestigungsfläche verspannenden Verbindungsbolzen abhängt und somit in gewissem Umfang variabel ist. Dies kann in manchen Fällen unerwünscht sein.The one in the main patent 41 26 399 described, the generic term of Claim 1 corresponding ultrasonic transducer the membrane is designed as a flat plate, the zwi two flexible seals is arranged. At the Mount the ultrasonic transducer on the mounting The flexible seals become slightly flanged compressed so that the membrane mounting screws stand out slightly from their contact surface. This will the ultrasound bridges that are an ultrasound fort planting of the membrane over the membrane holder screw this flange, the connector and the ultrasound transducer Mounting flange allow, largely under broken so that the unwanted, not from the Membrane radiated ultrasound propagation is largely suppressed. However, it was found that the extent of this achieved Structure-borne noise decoupling from the tightening torque of the Ultrasonic transducer flange with the mounting surface tensioning connecting bolt depends and thus in is variable to some extent. This can happen in some Cases may be undesirable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ultra schall-Wandler zu schaffen, der einfach herstellbar ist und sich durch verhältnismäßig gute Betriebseigenschaf ten, insbesondere hinsichtlich Reduzierung der Körperschallkopplung auszeichnet.The invention has for its object an Ultra to create sound transducers that are easy to manufacture and by relatively good company property ten, especially with regard to reducing the Structure-borne noise coupling.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genann ten Merkmalen gelöst.This task is called with the in claim 1 characteristics solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.
Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Wandler ist die Membran als flache Platte ausgebildet, die unter Zwi schenlage einer Dichtung am Flansch anliegt. Die Einfü gung einer Dichtung zwischen Membran und Flansch be wirkt eine gute akustische Entkopplung zwischen der Membran und dem Flansch, so daß die Ultraschallwellen sich nicht oder nur in stark gedämpftem Ausmaß von der Membran zum Flansch fortpflanzen können. Dies bringt den Vorteil, daß kaum mehr Störsignale gesendet und demzufolge auch keine Störechos empfangen werden. Eine andernfalls mögliche direkte Körperschall-Leitung von der Membran über das Gehäuse des Ultraschall-Wandlers und den Flansch zur Wand des zu überwachenden Behäl ters, bei der die Behälterwand als Sender für Ultra schallstörsignale wirken könnte, wird somit unter drückt. Solche Störsignale, die sich dem Nutzecho über lagern und dieses verzerren, würden sich aufgrund der identischen Frequenzlage kaum mit vertretbarem Aufwand zuverlässig eliminieren lassen, so daß die Meßgenauig keit leiden würde.In the ultrasonic transducer according to the invention Membrane formed as a flat plate, which under Zwi position of a seal on the flange. The ins a seal between the membrane and flange has a good acoustic decoupling between the Membrane and the flange so that the ultrasonic waves not or only to a very subdued extent from the Can propagate membrane to the flange. This brings the advantage that hardly any interference signals are sent and consequently no false echoes are received. A otherwise possible direct structure-borne noise conduction from the membrane over the housing of the ultrasonic transducer and the flange to the wall of the container to be monitored ters, where the container wall as a transmitter for Ultra noise signals could act under presses. Such interference signals, which are the useful echo store and distort it, because of the identical frequency position hardly with reasonable effort can be reliably eliminated so that the measurement is accurate would suffer.
Dieser Effekt wird bei der Erfindung durch die flexible Dichtung vermieden, die die Ultraschallfortpflanzung von der Membran zum Flansch weitgehend unterbindet.This effect is in the invention by the flexible Avoid seal that the ultrasound propagation largely prevented from the membrane to the flange.
Hierzu trägt auch die Ausbildung der Membran als flache Platte bei, die in definierter Weise auf der flexiblen Dichtung aufliegt und zudem auch nur gezielt in eine einzige Richtung abstrahlt, so daß die Abstrahlung in Seitenrichtung, quer zur Hauptsenderichtung, äußerst vernachlässigbar ist. Hierdurch wird somit keine in un erwünschter Richtung verlaufende Ultraschallenergie ausgesandt, die nach gegebenenfalls mehrfachen Refle xionen dann doch als störendes, das Meßergebnis verfäl schendes Echosignal empfangen werden könnte.The formation of the membrane as a flat surface also contributes to this Plate in a defined manner on the flexible Seal rests and also only specifically in one emits only direction, so that the radiation in Lateral direction, transverse to the main transmission direction, extreme is negligible. As a result, none in un directional ultrasound energy sent out, which after multiple refle xions then as disturbing, falsify the measurement result transmitting echo signal could be received.
Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Wandler liegt der Flansch in montiertem Zustand des Ultraschall-Wandlers somit entweder direkt oder über einen (oder gegebenen falls mehrere) Abstandshalter an der Befestigungsfläche an. Durch diese - direkte oder indirekte - starre me chanische Anlage zwischen dem Flansch und der Befesti gungsfläche ist sichergestellt, daß die flexiblen Dich tungen unabhängig vom jeweiligen Anzugsdrehmoment der Verbindungsbolzen in definiertem Ausmaß zusammenge drückt sind. Damit entfernen sich die Membran-Halte rungsschrauben stets in genau festgelegtem Ausmaß von ihrer Anlagefläche, an der sie in vormontiertem Zustand anlagen, so daß die Fortpflanzung des Körperschalls in definiertem, starkem Ausmaß unterdrückt wird. Es liegen somit stets reproduzierbare Verhältnisse nach Montage des Ultraschall-Wandlers am Befestigungsflansch vor. Weiterhin ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die direkte - oder indirekte - Berührung zwischen Ultra schall-Wandler-Flansch und Befestigungs-Flansch zu gleich als Anschlag wirkt, der ein übermäßiges Zusam menquetschen der flexiblen Dichtungen vermeidet. Hier durch werden solche, die Lebensdauer verkürzenden Über beanspruchungen der Dichtungen vermieden, so daß die Dichtwirkung über langen Zeitraum hinweg stabil auf rechterhalten bleibt. Darüber hinaus ist nun auch die über die Dichtungen auf die Membran ausgeübte Halte rungskraft stets definiert, so daß die Auswirkungen der durch die Dichtungen bewirkten Einspannung der Membran auf deren Sende- oder Empfangsverhalten stets gleich und definiert vorhersagbar sind.In the ultrasonic transducer according to the invention, the Flange in the assembled state of the ultrasonic transducer thus either directly or via a (or given if several) spacers on the mounting surface at. Through this - direct or indirect - rigid me mechanical attachment between the flange and the fastening supply area ensures that the flexible you independent of the respective tightening torque of the Connecting bolts together to a defined extent are pressing. This removes the membrane holders screws always to a precisely defined extent of their contact surface on which they are in the pre-assembled state plants, so that the propagation of structure-borne noise in defined, strong extent is suppressed. There are thus always reproducible conditions after assembly of the ultrasonic transducer on the mounting flange. Furthermore, there is the additional advantage that the direct - or indirect - contact between Ultra sound transducer flange and mounting flange too acts immediately as a stop, the excessive togetherness avoids crushing the flexible seals. Here through such, shortening the lifespan stresses on the seals avoided, so that The sealing effect remains stable over a long period of time remains intact. In addition, now is the Holdings exerted on the membrane via the seals always defined, so that the effects of clamping of the membrane caused by the seals on their sending or receiving behavior always the same and are clearly predictable.
Die Ausbildung der Membran als flache Platte hat neben ihrem definierten Sende- und/oder Empfangsverhalten auch weitere Vorteile. Beispielsweise ragt die Platte und damit der Ultraschall-Wandler nicht in den Behälter hinein, so daß das Füllungsvolumen des Behälters maxi mal ausgenutzt werden kann, ohne daß der erforderliche Mindestabstand zwischen Membran und Füllstandsoberflä che unterschritten zu werden braucht. Aufgrund der äußerst einfachen Gestaltung können die Membranen aus jedem geeigneten Material bestehen, so daß neben Stahl und VA auch Kunststoffmembranen, z. B. aus PVDF, PTFE usw. eingesetzt werden können. Kunststoffmembranen weisen zudem wesentlich höhere Kaltschlagzähigkeit auf als eine im Spritzgußverfahren hergestellte Membran. Trotz der unterschiedlichen Membranmaterialien bleibt der mechanische Aufbau jeweils gleich, so daß keine konstruktiven Änderungen der Halterungselemente oder dgl. erforderlich sind. Auch der Austausch einer Membran kann äußerst rasch bei sehr einfacher Handhabung erfolgen. Die Membranen sind zudem äußerst kostengünstig herstellbar, beispielsweise durch einfaches Heraustrennen aus Platten geeigneten Ma terials und geeigneter Stärke. Es ist weder ein Spritz guß noch eine entsprechende Form erforderlich. Die Fertigung kann in äußerst einfacher Weise beispiels weise durch Ausstanzen aus handelsüblichen Platten bewerkstelligt werden.The formation of the membrane as a flat plate has in addition your defined sending and / or receiving behavior other advantages too. For example, the plate protrudes and thus the ultrasonic transducer is not in the container into it so that the filling volume of the container maxi times can be exploited without the required Minimum distance between membrane and level surface needs to be undercut. Due to the The membranes can be of extremely simple design any suitable material, so that in addition to steel and VA also plastic membranes, e.g. B. from PVDF, PTFE etc. can be used. Plastic membranes also have significantly higher cold impact strength as an injection molded membrane. Despite the different membrane materials remains the mechanical structure is the same, so that none constructive changes to the support elements or Like. are required. Even the exchange of one Membrane can be extremely quick at very simple Handling done. The membranes are also extreme inexpensive to manufacture, for example by easy removal from suitable size plates terials and suitable strength. It is not a spray cast a corresponding shape required. The Manufacturing can be extremely simple, for example wise by punching out commercially available plates be accomplished.
Aufgrund der plattenförmigen Membrangestaltung kann die Membran auch sehr einfach geeignet beschichtet werden, beispielsweise mit modifiziertem Epoxydharz oder dem Kunststoff "ECTFE", z. B. um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen oder Hygienebestimmungen zu erfüllen. Bei entsprechender Dimensionierung des Dichtebereiches sind mit VA-Membranen bestückte Ultraschall-Wandler auch in explosionsgefährdeten Bereichen zuverlässig einsetzbar, d. h. Ex-geschützt.Due to the plate-shaped membrane design, the Membrane can also be coated very easily, for example with modified epoxy resin or Plastic "ECTFE", e.g. B. corrosion resistance increase or meet hygiene requirements. At appropriate dimensioning of the density range Ultrasonic transducers equipped with VA membranes also in explosive areas can be used reliably, d. H. Ex-protected.
Die glatte Membranoberfläche erlaubt nun auch den Ein satz des erfindungsgemäßen Ultraschall-Wandlers im Le bensmittelbereich, bei dem besonders hohe Anforderungen an die Reinhaltung bestehen.The smooth membrane surface now also allows the on sentence of the ultrasonic transducer according to the invention in Le food sector, where particularly high requirements insist on keeping it clean.
Die direkte Anlage zwischen Ultraschall-Wandler-Flansch und Befestigungs-Flansch, in montiertem Zustand, kann durch geeignete, vorzugsweise umlaufende Vorsprünge am Ultraschall-Wandler-Flansch und/oder am Befestigungs- Flansch erzielt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausge staltung ist der Flansch jedoch mit einer vorzugsweise ringförmigen Ausnehmung für die Aufnahme der Dichtungen und der Membran ausgestattet. In vormontiertem Zustand sind die Dichtung(en) und die Membran folglich zumin dest teilweise in der Ausnehmung untergebracht und sind damit gegenüber Beschädigungen bei der Handhabung des vermontierten Ultraschall-Wandlers weitgehend ge schützt. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Tiefe der Ausnehmung kleiner als die gesamte Dicke der Dichtungen und der Membran, so daß das Membran-/Dichtungspaket aus der Ausnehmung vorsteht. Bei der Montage des Ultra schall-Wandlers am Befestigungsflansch liegt somit die äußeren Dichtung vorstehend auf dem Befestigungs-Flansch auf und wird daher beim Festschrauben der Verbindungs bolzen, ebenso wie die andere Dichtung, zusammenge quetscht, bis der die Ausnehmung umgreifende Rand des Flansches vollständig am Befestigungsflansch aufliegt. Das Maß des Zusammenpressens der Dichtungen ist somit exakt definiert, da die zusammengepreßten Dichtungen einschließlich der Membran exakt die Höhe der Ausneh mung annehmen. Durch den die Ausnehmung umgreifenden Rand des Flansches liegen dabei auch die Seitenränder der Membran und der Dichtungen nicht länger frei und sind demgemäß sehr gut gegenüber Beschädigungen ge schützt.The direct contact between the ultrasonic transducer flange and mounting flange, when assembled, can by suitable, preferably circumferential projections on Ultrasonic transducer flange and / or on the mounting Flange can be achieved. According to a preferred Ausge staltung, however, the flange is preferably annular recess for receiving the seals and the membrane. In pre-assembled condition the seal (s) and the membrane are consequently at least at least partially housed in the recess and are thus against damage when handling the mounted ultrasonic transducer largely ge protects. In a preferred embodiment, the depth is Recess smaller than the entire thickness of the seals and the membrane, so that the membrane / seal package protrudes the recess. When assembling the Ultra sound transducer is therefore on the mounting flange outer seal protruding on the mounting flange and is therefore when screwing the connection bolt, like the other seal, together squeezes until the edge of the Flanges completely on the mounting flange. The degree of compression of the seals is thus exactly defined, because the compressed seals including the membrane exactly the height of the recess acceptance. Through the encompassing the recess The edge of the flange is also the side edges the membrane and the seals are no longer free and are accordingly very good against damage protects.
Alternativ ist es auch möglich, zwischen den Flansch und die Befestigungsfläche zumindest einen Abstandshal ter einzufügen. Wenn der Abstandshalter die Membran und die Dichtungen außen umgreift, bewirkt der Abstandshal ter zusätzlich zu seiner primären Funktion der defi nierten lagemäßigen Positionierung der Flansche auch die weitere Funktion, die Seitenränder der Membran und der Dichtungen gegenüber seitlich von außen einwirken den Einflüssen abzuschirmen und somit diese Komponenten gegenüber Beschädigungen zu schützen.Alternatively, it is also possible between the flange and the mounting surface at least one spacer insert. If the spacer is the membrane and The spacer halves surrounds the seals ter in addition to its primary function of defi positional positioning of the flanges the further function, the side edges of the membrane and act on the seals from the side from the outside shield the influences and thus these components protect against damage.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Abstandshalter in dem von den Verbindungsbolzen eingeschlossenen Raum an geordnet. Die Verbindungsbolzen bewirken somit eine Zentrierung des Abstandshalters, so daß sich die Ein bringung des Abstandshalters und dessen Anordnung er leichtert. In a preferred embodiment, the spacer is in the space enclosed by the connecting bolts orderly. The connecting bolts thus cause Centering the spacer so that the one bringing the spacer and its arrangement he relieved.
Durch die in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehenen Entlüftungskanäle läßt sich das Behältermedium bei ei ner eventuell auftretenden Leckrate in die Atmosphäre ableiten, so daß es nicht ins Innere des Ultraschall- Wandlers gelangen und sich beispielsweise als explosionsfähige Atmosphäre ansammeln kann.By the provided in a preferred embodiment Vent channels can be the container medium at egg any leakage rate into the atmosphere derived so that it does not get inside the ultrasonic Converters arrive and for example as explosive atmosphere can accumulate.
Um die Membran am Flansch halten zu können, insbesonde re in vormontiertem Zustand, bei dem die Membran noch nicht zwischen dem Flansch und einem Gegenlagerflansch eingespannt ist, ist die Membran in bevorzugter Weise mit Gewindebolzen ausgestattet, die eine Verschraubung mit dem Flansch gestatten. Die Montage des Ultraschall- Wandlers am Einsatzort, beispielsweise einem zu überwa chenden Behälter, erfolgt in bevorzugter Ausgestaltung über eine weitere flexible Dichtung, die zwischen der Membran und der dieser zugewandten Befestigungsfläche angeordnet ist. Diese zusätzliche Dichtung bringt wei tere Vorteile dahingehend, daß eine direkte Ultra schallkopplung zum aufnehmenden Behälter oder dgl. un terdrückt wird. Zugleich ergibt sich aber auch der überraschend günstige Effekt, daß die flexible Dichtung zwischen Membran und Flansch und auch, sofern vorhan den, die Dichtung zwischen Membran und Befestigungsflä che beim Anziehen der Verbindungsbolzen etwas zusammen gedrückt werden. Hierdurch verringert sich der Abstand zwischen der Membran und dem Flansch geringfügig. Dabei heben die mit den Gewindebolzen der Membran in Eingriff stehenden Muttern oder Schrauben geringfügig von der bisherigen Anlagefläche am Flansch ab. Durch dieses Ab heben wird auch diese restliche Schallbrücke zwischen Membran und Flansch weitestgehend unterbrochen, so daß beim nachfolgenden Betrieb eine Fortpflanzung des Ul traschalls von der Membran zum Flansch und über diesen sowie die Verbindungsbolzen zur Befestigungsfläche und dem hiermit verbundenen Gerät im wesentlichen vollstän dig unterdrückt ist. Eine unerwünschte Ultraschallab strahlung durch andere Komponenten als die Membran wird folglich selbsttätig wirksam unterdrückt. Dieser posi tive Effekt resultiert automatisch bei Anschrauben des Ultraschall-Wandlers an der diesen tragenden Komponen te. Die beidseitig federnde Einspannung der Membran schützt diese neben effektiver Ultraschall-Entkopplung auch gegenüber Beschädigungen, da Fremdeinwirkungen, Temperaturspannungen oder dgl. von den flexiblen Dich tungen zumindest in gewissem Umfang aufgenommen werden können. Dieser Effekt ist optimal, wenn sich die beiden Dichtungen gegenüberliegen, da dann die Kraftbeanspru chung der Membran hinsichtlich Scherkräften und dgl. minimiert ist. In bevorzugter Ausgestaltung beträgt die Dicke der Dichtung bzw. Dichtungen maximal 2 mm, so daß der Verschiebungsweg der Membran beim Anschrauben des Ultraschall-Wandlers an den externen Träger begrenzt bleibt und zugleich eine ausreichende Erhöhung der me chanischen Festigkeit der Dichtung bzw. Dichtungen auf grund ihrer Kompression erreicht wird. Wenn die Dich tungen zudem noch eine Dichtungsbreite von minimal 20 mm besitzen, wird hierdurch weiter erreicht, daß der Wandler Ex-tauglich ist und damit auch in explosionsge fährdeten Bereichen eingesetzt werden kann.In particular, to be able to hold the membrane on the flange re in pre-assembled condition with the membrane still not between the flange and a counter bearing flange is clamped, the membrane is preferably equipped with threaded bolts that have a screw connection allow with the flange. The assembly of the ultrasound Transducer on site, for example one to be monitored appropriate container, takes place in a preferred embodiment via another flexible seal that is between the Membrane and the mounting surface facing this is arranged. This additional seal brings white Other advantages in that a direct Ultra sound coupling to the receiving container or the like. un is suppressed. At the same time, there is also the surprisingly favorable effect that the flexible seal between membrane and flange and also, if existing the, the seal between the membrane and fastening surface together slightly when tightening the connecting bolts be pressed. This reduces the distance slightly between the membrane and the flange. Here lift them up with the threaded bolts of the membrane standing nuts or bolts slightly from the previous contact surface on the flange. By this Ab this remaining sound bridge will also lift between Diaphragm and flange largely interrupted, so that in the subsequent operation a reproduction of the ul traschalls from the membrane to the flange and over it and the connecting bolts to the mounting surface and the device connected to it is essentially complete dig is suppressed. An unwanted ultrasound radiation from components other than the membrane consequently suppressed automatically. This posi tive effect results automatically when the Ultrasound transducer on the components carrying this te. The membrane is spring-loaded on both sides protects them in addition to effective ultrasonic decoupling also against damage due to external influences, Temperature tensions or the like from the flexible you at least to a certain extent can. This effect is optimal if the two Seals face each other, since then the stress Chung the membrane with respect to shear forces and the like. is minimized. In a preferred embodiment, the Thickness of the seal or seals a maximum of 2 mm, so that the displacement of the membrane when screwing the Ultrasound transducer limited to the external carrier remains and at the same time a sufficient increase in me mechanical strength of the seal or seals is achieved due to their compression. If you a minimum sealing width Have 20 mm, is further achieved that the Converter is explosion-proof and therefore also in explosion-proof hazardous areas can be used.
Die Körperschallentkopplung läßt sich noch weiter ver bessern, wenn die Membran-Gewindebolzen und/oder die mit ihnen zu verschraubenden Muttern oder Schrauben aus Kunststoff bestehen, da Kunststoff den Ultraschall nur sehr schlecht leitet und auch der Materialartwechsel bei den Übergängen Membran/Gewindebolzen und/oder Schrauben/Flansch eine starke Dämpfung der Ultraschall- Weiterleitung mit sich bringt. Die Körperschallentkopp lung läßt sich auch dadurch zusätzlich oder alternativ verbessern, daß zusätzliche Unterlegscheiben verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse werden erreicht, wenn die Unterlegscheiben aus Kunststoff bestehen. The structure-borne noise decoupling can be further ver better if the membrane threaded bolts and / or the nuts or bolts to be screwed with them Plastic is made because plastic only uses ultrasound very poorly conductive and also the change of material type at the transitions membrane / threaded bolt and / or Screws / flange a strong damping of the ultrasonic Forwarding entails. The structure-borne noise decoupling This can also be done additionally or alternatively improve that additional washers used will. Particularly good results are achieved when the washers are made of plastic.
Eine noch weitere Verbesserung der Körperschallentkopp lung läßt sich auch dadurch erreichen, daß die Gewinde bolzen und/oder die mit ihnen zu verschraubenden Mut tern oder Schrauben zumindest teilweise durch Hülsen umgeben sind. Der Körperschall muß somit mehrere Grenz schichten durchlaufen, wodurch er gedämpft wird. Insbe sondere, wenn die Hülsen aus Kunststoff bestehen, wird eine effektive Körperschallunterdrückung erzielt.A further improvement in structure-borne noise decoupling tion can also be achieved in that the thread bolts and / or the courage to be screwed to them tern or screws at least partially through sleeves are surrounded. The structure-borne noise must therefore have several limits run through layers, which dampens it. In particular special if the sleeves are made of plastic effective structure-borne noise suppression.
Der Flansch des Ultraschall-Wandlers kann einstückig, z. B. als dicke Platte ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, einen Flanschring zur Befestigung einzu setzen, so daß sich definiertes Klemmverhalten erzielen läßt. Durch geeignete Formgebung und Materialauswahl läßt sich dabei eine stabile Verbindung ausreichender Festigkeit sicherstellen, wobei eine deutliche Einspa rung an Material und Bearbeitungskosten erzielbar ist. Insbesondere bei U-förmigem Querschnitt besitzt der Flanschring hohe Stabilität. Wenn auch der Flansch ei nen außen umlaufenden, hochgebogenen Rand besitzt, läßt sich hohe Steifigkeit der Flanschverbindung erzielen. Bei geeigneter Längenabstimmung der Höhe des hochgebo genen Randes und der Länge zumindest des innen liegen den Schenkels des U-förmigen Flanschrings lassen sich diese bei korrekter Positionierung in engen gegenseiti gen Eingriff bringen, so daß eine hochbelastbare ka stenförmige Anlage erreicht wird. Bei gegenseitigem Ab stand zwischen dem hochgebogenen Rand und dem innenlie genden Schenkel des Flanschrings wird zwischen diesen ein allseits umschlossener Raum gebildet, in dem z. B. die mit den Membran-Gewindebolzen in Eingriff stehenden Muttern bzw. Schrauben untergebracht sein können. Hier durch sind sie gegenüber Fremdeinwirkungen, die sich unmittelbar zur Membran fortpflanzen würden, geschützt.The flange of the ultrasonic transducer can be made in one piece, e.g. B. be formed as a thick plate. But it is also possible to insert a flange ring for fastening set so that defined clamping behavior can be achieved leaves. Through suitable shaping and material selection a stable connection can be made more adequate Ensure strength, with a clear savings material and processing costs can be achieved. Especially with a U-shaped cross-section Flange ring high stability. If the flange egg NEN has all-round, raised edge, lets achieve high rigidity of the flange connection. With a suitable length adjustment of the height of the raised edge and the length of at least the inside the leg of the U-shaped flange ring can be these with correct positioning in close mutual bring to engagement so that a heavy duty ka sten-shaped system is reached. With mutual Ab stood between the raised edge and the inside between the legs of the flange ring a room enclosed on all sides, in which z. B. which are engaged with the membrane threaded bolts Nuts or screws can be accommodated. Here through they are exposed to outside influences would propagate directly to the membrane.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nä her beschrieben. Es zeigen:The invention is described below with reference to an embodiment Example with reference to the drawings nä described here. Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen Ultraschall-Wandlers, Fig. 1 shows an embodiment of the erfindungsge MAESSEN ultrasonic transducer,
Fig. 2 bis 4 abgeänderte Ausführungsbeispiele des er findungsgemäßen Ultraschall-Wandlers. Fig. 2 to 4 modified embodiments of the inventive ultrasonic transducer.
Die in den Zeichnungen gezeigten, mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemä ßen Ultraschall-Wandlers weisen einen Flansch 2 in Form einer Platte auf, die eine mittige Durchgangsöffnung 3 besitzt. In dieser Durchgangsöffnung 3 ist ein Piezo schwinger 4 untergebracht, der über Stege 5 auf einer Membran 6 auf sitzt. Zwischen dem Piezoschwinger 4 und der Membran 6 ist ein Füllmaterial 7 zur Impedanzanpas sung vorhanden.The exemplary embodiments of the ultrasonic transducer according to the invention shown in the drawings and designated by the reference numeral 1 have a flange 2 in the form of a plate which has a central through opening 3 . In this through opening 3 , a piezo oscillator 4 is accommodated, which sits on webs 5 on a membrane 6 . Between the piezo oscillator 4 and the membrane 6 , a filling material 7 for impedance matching is available.
Die Membran 6 ist als dünne, vorzugsweise runde Platte aus Stahl, VA, geeignetem Kunststoff oder anderem Mate rial ausgebildet. Auf der Membran 6 ist ein Thermofüh ler 8 angebracht, der zur Temperaturerfassung dient und entsprechende Signale an eine nicht gezeigte Steuer schaltung abgibt, anhand der diese eine Kompensation temperaturbedingter Laufzeitveränderungen der Ultra schallwellen durchführen kann. Dies ist insbesondere bei Einsatz des Ultraschall-Wandlers bei der Füll standsüberwachung von Interesse. Der Ultraschall-Wand ler kann aber auch auf jedem anderen Einsatzgebiet ver wendet werden.The membrane 6 is formed as a thin, preferably round plate made of steel, VA, suitable plastic or other mate rial. On the membrane 6 , a Thermofüh ler 8 is attached, which is used for temperature detection and emits corresponding signals to a control circuit, not shown, by means of which this can compensate for temperature-related changes in transit time of the ultra sound waves. This is of particular interest when using the ultrasonic transducer for level monitoring. The ultrasonic transducer can also be used in any other application.
Zwischen der Membran 6 und dem Flansch 2 ist eine Dich tung 9 angeordnet, die als umlaufende Ringdichtung aus gebildet ist und aus weichem, flexiblem Material be steht, d. h. eine Weichdichtung bildet.Between the membrane 6 and the flange 2 a device 9 is arranged, which is formed as a circumferential ring seal and is made of soft, flexible material, ie forms a soft seal.
Der Piezoschwinger 4 ist parallel zur Membran 6 und da mit so angeordnet, daß er im wesentlichen seine gesamte Energie nach unten zur Membran 6 und über diese weiter nach unten in den Behälter abstrahlt, so daß ein hoher Wirkungsgrad mit guter Bündelungscharakteristik der Ul traschallwellen erzielt wird.The piezo oscillator 4 is parallel to the diaphragm 6 and there so arranged that it radiates essentially all of its energy downwards to the diaphragm 6 and further down into the container, so that high efficiency with good bundling characteristics of the ultrasonic waves is achieved .
Um die Membran 6 auch im vormontierten Zustand, bei dem der Ultraschall-Wandler noch nicht auf den hinsichtlich seines Füllstands zu überwachenden Behälter oder ein anderes, mit Ultraschallwellen zu speisendes Gerät auf gesetzt ist, zuverlässig am Flansch zu halten, sind an der Membran Gewindebolzen 10 fest angebracht, von denen in der Zeichnung nur ein einziger dargestellt ist. Um symmetrische Verhältnisse zu erreichen, sind mehrere Gewindebolzen, beispielsweise acht, symmetrisch in gleichen Umfangsabständen an der Membran 6 angebracht. Die Gewindebolzen 10 sind als Innengewindebolzen ausge bildet, die mit geringfügigem Spiel in entsprechende unterseitige Ausnehmungen des Flansches 2 eingreifen. Von der anderen Seite des Flansches 2 sind Schrauben 11 in die Gewindebolzen 10 eingeschraubt, deren Schraub köpfe am Boden entsprechender, von der der Membran 6 gegenüberliegenden Flanschseite eingebrachter Sacklö cher 12 anliegen. Alternativ können die Gewindebolzen 10 auch als Außengewindebolzen ausgestaltet sein, deren Länge so groß bemessen ist, daß sie den gesamten Flansch 2 durchsetzen und auf der anderen Flanschseite nach außen vorstehen. Auf das vorstehende Gewindeende können dann Muttern, beispielsweise Hutmuttern aufge schraubt werden, um die Membran 6 mit dem Flansch 2 zu verspannen. To the membrane 6 also in which the ultrasonic transducers are not left to in terms of its filling level to be monitored container or another, is set with ultrasonic waves to be powered forming apparatus to reliably on the flange in the pre-assembled condition, are on the diaphragm threaded bolt 10 firmly attached, of which only one is shown in the drawing. In order to achieve symmetrical relationships, a plurality of threaded bolts, for example eight, are attached symmetrically to the membrane 6 at the same circumferential distances. The threaded bolts 10 are formed as internal threaded bolts, which engage with slight play in corresponding underside recesses in the flange 2 . From the other side of the flange 2 , screws 11 are screwed into the threaded bolts 10 , the screw heads of which correspond to the bottom of the bottom of the membrane 6 opposite the flanged side Sacklö cher 12 . Alternatively, the threaded bolts 10 can also be designed as externally threaded bolts, the length of which is dimensioned so large that they penetrate the entire flange 2 and project outwards on the other flange side. Nuts, for example cap nuts, can then be screwed onto the protruding thread end in order to clamp the membrane 6 with the flange 2 .
Die Gewindebolzen 10 werden bei einer Stahl- oder VA- Membran 6 nach einem Bolzenschweißverfahren unter Ein satz von in einem Kondensator gespeicherter Energie aufgeschweißt, während sie bei einer Kunststoffmembran durch Hochfrequenzschweißen fest mit der Membran 6 ver bunden werden. Solche Befestigungsverfahren sind ein fach bei geringem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit be herrschbar.The threaded bolts 10 are welded to a steel or VA membrane 6 by a stud welding process using an energy stored in a capacitor, while in a plastic membrane they are firmly connected to the membrane 6 by high-frequency welding. Such fastening methods are easy to control with little effort and high reliability.
Für den Durchtritt der Gewindebolzen 11 weist die Dich tung 9 entsprechende Durchgangsöffnungen auf, deren Durchmesser dem der Gewindebolzen 11 angepaßt ist.For the passage of the threaded bolt 11 , the device 9 has corresponding through openings, the diameter of which is adapted to that of the threaded bolt 11 .
Auf dem Flansch 2 ist ein Deckel 13 angeordnet, der als Platte mit innerer Durchgangsöffnung ausgebildet und über Schrauben 14 mit dem Flansch 2 verschraubt ist. Obwohl in der Zeichnung nur eine einzige Schraube 14 gezeigt ist, sind in gleichen Umfangsabständen mehrere Schrauben 14 vorhanden. Zwischen dem Flansch 2 und dem Deckel 13 ist eine schmale Ringdichtung 15 angebracht. Auf dem Deckel 13 ist ein weiterer topfförmiger Deckel 16 angeordnet, der über Schrauben 17 mit dem Deckel 13 verschraubt ist. Zwischen den Deckeln 13 und 16 befin det sich ebenfalls eine Ringdichtung 18. Der Deckel 16 weist eine mittige Durchgangsbohrung 19 für den Durch tritt von elektrischen Leitungen 20 auf, über die die elektrischen Signale zum Piezoschwinger 4 und Thermo element 8 geführt bzw. von diesen zu einer nicht ge zeigten Steuerschaltung geleitet werden.On the flange 2 , a cover 13 is arranged, which is designed as a plate with an inner through opening and is screwed to the flange 2 by means of screws 14 . Although only a single screw 14 is shown in the drawing, a plurality of screws 14 are present at the same circumferential intervals. A narrow ring seal 15 is attached between the flange 2 and the cover 13 . On the lid 13, a further pot-shaped cover 16 is arranged which is screwed by screws 17 to the lid. 13 Between the covers 13 and 16 there is also an annular seal 18 . The cover 16 has a central through-hole 19 for the passage of electrical lines 20 , via which the electrical signals to the piezoelectric oscillator 4 and thermocouple 8 are guided or passed by these to a control circuit (not shown).
Der Ultraschall-Wandler 1 ist über mehrere Verbindungs bolzen 21, von denen in der Zeichnung nur einer darge stellt ist, mit einem Befestigungsflansch 22 ver schraubt, der einen Bestandteil eines Traggestells oder einer Behälterwand bildet. The ultrasonic transducer 1 is a plurality of connecting bolts 21 , of which only one is shown in the drawing, with a mounting flange 22 screws, which forms part of a support frame or a container wall.
Um die Ultraschallenergie in das zu überwachende oder mit Ultraschallenergie zu versorgende Objekt einkoppeln zu können, umgibt der Befestigungsflansch 22 eine ring förmige Durchgangsöffnung 23, deren Durchmesser gering fügig größer als der der Durchgangsöffnung 3 ist.In order to be able to couple the ultrasonic energy into the object to be monitored or supplied with ultrasonic energy, the fastening flange 22 surrounds an annular passage opening 23 , the diameter of which is slightly larger than that of the passage opening 3 .
Zwischen dem Befestigungsflansch 22 und der Membran 6 ist eine Dichtung 24 eingefügt, die als Ringdichtung aus flexiblem Material, d. h. als Weichdichtung ausge bildet ist. Die Dichtung 24 ist so angeordnet, daß sie der Dichtung 9 auf der anderen Membranseite gegenüber liegt. Beim Anziehen der Gewindebolzen 21 werden die Ringdichtungen 9 und 24 etwas zusammengepreßt, so daß die Schraubenköpfe der Schrauben 11 vom Boden der Sack bohrungen abheben, so daß hierdurch keine Ultraschall brücken gebildet werden. Die flexible Einspannung der Membran 6 bewirkt auch nach allen anderen Seiten eine gute Unterdrückung der unerwünschten Weiterleitung von Ultraschallschwingungen zu anderen Geräteteilen. Die flexiblen Dichtungen 9 und 24 bewirken gleichfalls kei ne nennenswerte Ultraschall-Weiterleitung, da sie aus weichem Material bestehen, das Ultraschall nicht gut leiten kann.Between the mounting flange 22 and the membrane 6 , a seal 24 is inserted, which is formed as a ring seal made of flexible material, ie as a soft seal. The seal 24 is arranged so that it faces the seal 9 on the other side of the membrane. When tightening the threaded bolts 21 , the ring seals 9 and 24 are pressed together somewhat, so that the screw heads of the screws 11 bores lift off from the bottom of the bag, so that no ultrasound bridges are formed as a result. The flexible clamping of the membrane 6 also effectively suppresses the undesired transmission of ultrasonic vibrations to other device parts on all other sides. The flexible seals 9 and 24 also cause no significant ultrasound transmission because they are made of soft material that cannot conduct ultrasound well.
Die flexible Dichtung 24 kann vor der Montage des Ul traschall-Wandlers 1 auf den Befestigungsflansch 22 aufgelegt oder aber schon zuvor, beispielsweise mittels Kleben, an der Membran 6 angebracht werden.The flexible seal 24 can be placed on the mounting flange 22 prior to the assembly of the ultrasonic transducer 1 or else previously, for example by means of adhesive, attached to the membrane 6 .
Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbei spiele haben gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel die Besonderheit, daß der Flansch 2 - im montierten Zustand - zumindest teilweise direkt am Be festigungsflansch 22 anliegt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird dies durch eine Ausnehmung 29 an der Unterseite des Flansches 2 erreicht. Die Ausnehmung 29 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Membran 6 und der Dichtungen 9, 24 und deren Quer schnittsform angepaßt, vorzugsweise rund. Die Ausneh mung 29 befindet sich an der Dichtfläche des Flansches 2 und besitzt eine Tiefe, die um ein definiertes Maß kleiner ist all die Höhe der elastischen, ringförmigen Dichtungen 9, 24 und der Membran 6. Der Durchmesser der Ausnehmung 29 ist so groß, daß der Flansch 2 nicht durch die Membran 6 berührt wird. Beim Anziehen der Verbindungsbolzen bzw. -schrauben 21 werden die elasti schen Dichtungen 9, 24 soweit zusammengepreßt, bis der Flansch 2 am Befestigungsflansch 22 anliegt. Beim ge zeigten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Berührung zwischen den Flanschen 2 und 22 über den radial außer halb der Ausnehmung 29 liegenden Teil der Dichtfläche des Flansches 2. Die im montierten Zustand auf die Dichtungen 9, 24 wirkende Kraft ist so groß, daß die Dichtheit gewährleistet ist. . The Ausführungsbei shown in Figures 2 to 4 games have the advantage over that shown in Figure 1, for example approximately exporting the special feature that the flange 2 -. At least partially rests directly on the Be festigungsflansch 22 - in the assembled state. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, this is achieved by a recess 29 on the underside of the flange 2 . The recess 29 is slightly larger than the outer diameter of the membrane 6 and the seals 9 , 24 and their cross-sectional shape adapted, preferably round. The Ausneh mung 29 is located on the sealing surface of the flange 2 and has a depth which is smaller by a defined amount all the height of the elastic, annular seals 9 , 24 and the membrane 6th The diameter of the recess 29 is so large that the flange 2 is not touched by the membrane 6 . When tightening the connecting bolts or screws 21 , the elastic seals 9 , 24 are pressed together until the flange 2 abuts the mounting flange 22 . In the exemplary embodiment shown, this contact takes place between the flanges 2 and 22 via the part of the sealing surface of the flange 2 lying radially outside the recess 29 . The force acting on the seals 9 , 24 in the assembled state is so great that the tightness is ensured.
In der die Ausnehmung 29 außenseitig umgreifenden Stufe des Flansches 2 sind ein oder mehrere Entlüftungskanäle 30 vorhanden, über die eine eventuell auftretende Leckage des Behältermediums in die Atmosphäre entwei chen kann. Damit ist das Innere des Ultraschall-Wand lers gegenüber solchen Immissionen geschützt. Die Ent lüftungskanäle 30 sind am Ort der Durchgangsbohrungen für die Verbindungsbolzen bzw. -schrauben 21 vorgese hen. Es ist aber auch möglich, die Entlüftungskanäle an geeigneter anderer Stelle einzubringen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beginnen die Entlüftungskanäle erst radial außerhalb der Dichtungen 9, 24, so daß die Dich tung 24 stufenfrei an der Dichtfläche des Befestigungs flanschs 22 anliegt und somit gute Dichtwirkung bezüg lich der Abschirmung des Austretens von Ultraschall energie erhalten bleibt.In the recess 29 on the outside encompassing step of the flange 2 , one or more ventilation channels 30 are provided, via which a leakage of the container medium that may occur can escape into the atmosphere. This protects the interior of the ultrasonic transducer against such immissions. The ventilation channels 30 are hen at the location of the through holes for the connecting bolts or screws 21, respectively. However, it is also possible to introduce the ventilation channels at a suitable other point. In the embodiment shown, the ventilation channels only start radially outside of the seals 9 , 24 , so that the device 24 rests continuously on the sealing surface of the mounting flange 22 and thus good sealing effect bezüg Lich shielding the escape of ultrasound energy is maintained.
Die übrigen Merkmale des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 - wie auch der Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 3 und 4 - entsprechen denen des Ausführungsbei spiels gemäß Fig. 1, soweit nicht anderweitig angege ben.The other features of the embodiment of FIG. 2 - as well as the embodiments of FIGS. 3 and 4 - correspond to those of the game Ausführungsbei according to FIG. 1, unless otherwise specified ben.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von denen der Fig. 1 und 2 durch einen zusätz lichen Abstandshalter 25, der vorzugsweise ringförmig ausgestaltet und radial innerhalb der Verbindungsbolzen bzw. -schrauben 21 angeordnet ist. Der Abstandshalter 25 ist zwischen dem Flansch 2 und dem Befestigungs flansch 22 angeordnet. Der Abstandshalter 25 umgibt die Membran 6 und die Dichtungen 9, 24 außenseitig mit Ab stand. Durch die Verbindungsbolzen bzw. -schrauben 21 wird der von diesen außenseitig umgriffene Abstandshal ter 25 selbsttätig in eine konzentrische Lage gebracht, so daß sichergestellt ist, daß er an keiner Stelle die Membran 6 berührt.The embodiment according to FIG. 3 differs from that of FIGS . 1 and 2 by an additional union spacer 25 , which is preferably configured in a ring shape and is arranged radially inside the connecting bolts or screws 21 . The spacer 25 is arranged between the flange 2 and the mounting flange 22 . The spacer 25 surrounds the membrane 6 and the seals 9 , 24 on the outside with from. Through the connecting bolts or screws 21 , the distance holder 25 encompassed by these on the outside is automatically brought into a concentric position, so that it is ensured that he does not touch the membrane 6 at any point.
Die Dicke des Abstandshalters 25 ist geringfügig klei ner als die Gesamtdicke der Membran 6 einschließlich der Dichtungen 9, 24, so daß die Dichtungen 9, 24 beim Zusammenschrauben der Verbindungsbolzen bzw. -schrauben 21 soweit zusammengequetscht werden, bis die Flansche 2 und 22 vollständig auf den beiden Seiten des Abstands halters 25 aufliegen. Der Abstandshalter 25 besteht aus festem Material, insbesondere Metall oder Hart-Kunst stoff.The thickness of the spacer 25 is slightly smaller than the total thickness of the membrane 6 including the seals 9 , 24 , so that the seals 9 , 24 are squeezed together until the flanges 2 and 22 are completely open when the connecting bolts or screws 21 are screwed together rest on both sides of the spacer 25 . The spacer 25 is made of solid material, in particular metal or hard plastic.
An der Ober- und/oder Unterseite des Abstandshalters 25 sind Entlüftungskanäle 31 vorhanden, über die eventuell aus dem zu überwachenden Behälter austretendes Medium in die Atmosphäre abströmen kann.Vent channels 31 are provided on the top and / or bottom of the spacer 25 , via which any medium escaping from the container to be monitored can flow into the atmosphere.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen können die Ge windebolzen 10 und die Schrauben 11 aus Kunststoff be stehen. Alternativ oder zusätzlich können Unterleg scheiben 27 (Fig. 2) aus Kunststoff verwendet werden, die zwischen die Köpfe der Schrauben 11 und den Flansch 2 eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich können Kunststoffhülsen 28 eingesetzt werden, die über die Ge windebolzen 10 und/oder über das Gewinde und/oder den Kopf der Schraube 11 übergeschoben sind. Die Kunst stoffhülsen 28 haben jeweils einen Durchmesser, der an das zu umgebende Teil angepaßt ist. Durch diese Kunst stoffhülsen wird jeglicher direkte Kontakt zwischen den Gewindebolzen 10 und den Schrauben 11 einerseits und dem Flansch 2 andererseits vermieden. Hierdurch läßt sich eine effektive Körperschallentkopplung unterstüt zen.In the illustrated embodiments, the Ge threaded bolt 10 and the screws 11 made of plastic be. Alternatively or additionally, washers 27 ( FIG. 2) made of plastic can be used, which are introduced between the heads of the screws 11 and the flange 2 . Alternatively or additionally, plastic sleeves 28 can be used, which are pushed over the threaded bolts 10 and / or over the thread and / or the head of the screw 11 . The plastic sleeves 28 each have a diameter that is adapted to the part to be surrounded. This plastic sleeves any direct contact between the threaded bolt 10 and the screws 11 on the one hand and the flange 2 on the other hand is avoided. This enables effective structure-borne noise decoupling.
Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ein Abstandshalter 25 eingesetzt. Vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich diese Ausführungsform allerdings in mehrfacher Hinsicht, insbesondere im Hin blick auf die Ausgestaltung des Flansches 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Flansch 2 aus einem um geformten Blechteil, das ringförmige Gestalt besitzt und U-förmigen Querschnitt mit deutlich kürzerem Außen schenkel hat. Der Deckel 13 ist als dünne Platte ausge führt, die die Oberseite des Flansches 2 abschließt und mit diesem verschweißt ist, so daß die Teile 2, 13 eine hutförmige Gestalt besitzen. Der Deckel 16 (Fig. 1) ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entfallen, so daß dieses Ausführungsbeispiel insgesamt kürzere axiale Baulänge besitzt als die anderen Ausführungsbei spiele.Similar to the exemplary embodiment according to FIG. 3, a spacer 25 is also used in the exemplary embodiment according to FIG. 4. This embodiment differs from the exemplary embodiment according to FIG. 3 in several respects, in particular with a view to the configuration of the flange 2 . In this embodiment, the flange 2 consists of a formed sheet metal part, which has an annular shape and U-shaped cross section with a significantly shorter outer leg. The lid 13 is out as a thin plate, which closes the top of the flange 2 and is welded to it, so that the parts 2 , 13 have a hat-shaped shape. The lid 16 ( Fig. 1) is omitted in the embodiment of FIG. 4, so that this embodiment has a shorter overall axial length than the other games Ausführungsbei.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ein zusätz licher Flanschring 26 vorhanden, der U-förmigen Quer schnitt besitzt und so montiert ist, daß seine Schenkel nach unten zum Befestigungsflansch 22 ragen. Die Länge des radial innenliegenden Schenkels des U-förmigen Flanschrings 26 ist so groß wie die Länge des aufwärts gebogenen äußeren Abschnitts des Flansches 2, so daß der Flanschring 26 gleichzeitig sowohl mit seiner inne ren Unterseite auf der Oberseite des hochgebogenen Rands des Flansches 2 aufliegt als auch sich mit der Unterseite seines radial innenliegenden Schenkels auf dem Flansch 2 abstützt. Der Schenkel des Flanschrings 26 und der hochgebogene äußere Rand verlaufen hierbei parallel mit Abstand, so daß sich ein allseitig um schlossener Ringraum bildet, in dem die in diesem Fall als Muttern ausgebildeten Teile 11 untergebracht sind, die auf die bei diesem Ausführungsbeispiel als Außenge windebolzen ausgebildeten Gewindebolzen 10 aufge schraubt sind. Unterhalb der Muttern 11 befindet sich eine Unterlegscheibe 27, während die Gewindebolzen 10 jeweils durch eine Hülse 28, vorzugsweise aus Kunst stoff, umgeben sind.In the embodiment shown in FIG. 4, there is an additional flange ring 26 which has a U-shaped cross section and is mounted in such a way that its legs protrude downward to the mounting flange 22 . The length of the radially inner leg of the U-shaped flange ring 26 is as large as the length of the upwardly bent outer portion of the flange 2 , so that the flange ring 26 rests at the same time with both its inner underside on the upper side of the bent edge of the flange 2 and is also supported on the flange 2 with the underside of its radially inner leg. The leg of the flange ring 26 and the curved outer edge run parallel at a distance, so that an all around closed ring space is formed, in which in this case designed as nuts parts 11 are housed, which are designed to be bolted in this embodiment as Außenge Threaded bolts 10 are screwed up. Below the nuts 11 there is a washer 27 , while the threaded bolts 10 are each surrounded by a sleeve 28 , preferably made of plastic.
Die Gewindeschrauben 21 durchsetzen sowohl den Flansch ring 26 (über entsprechende Öffnungen) als auch Durch gangsbohrungen im Befestigungsflansch 22 und sind un terseitig durch Muttern verschraubt.The threaded screws 21 penetrate both the flange ring 26 (via corresponding openings) and through holes in the mounting flange 22 and are screwed on the underside by nuts.
Der Flanschring 26 ist drehbar und gewährleistet eine einfache Montage. Durch die Verwendung von umgeformten Blechteilen 2 und 26 läßt sich ausreichende Festigkeit bei sehr geringen Material- und Bearbeitungskosten er zielen.The flange ring 26 is rotatable and ensures easy installation. By using deformed sheet metal parts 2 and 26, he can achieve sufficient strength with very low material and processing costs.
Im Rahmen der Erfindung liegen auch alle weiteren, vor stehend nicht beschriebenen, aber aus der Zeichnung er sichtlichen Merkmale.All others are also within the scope of the invention standing not described, but from the drawing he visible features.
Claims (16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914138528 DE4138528C1 (en) | 1991-08-09 | 1991-11-23 | Ultrasonic transducer e.g. for level indicator - has diaphragm held between seals and flange in direct contact with attachment surface or via spacer |
DE9209977U DE9209977U1 (en) | 1991-08-09 | 1992-07-24 | Ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914126399 DE4126399A1 (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Ultrasonic transducer using piezo oscillator - has thermo-sensor for temp. compensation on diaphragm and=or reception of vibrations |
DE19914138528 DE4138528C1 (en) | 1991-08-09 | 1991-11-23 | Ultrasonic transducer e.g. for level indicator - has diaphragm held between seals and flange in direct contact with attachment surface or via spacer |
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