DE838657C

DE838657C - Druckmesser mit Bourdonmessfeder

Info

Publication number: DE838657C
Application number: DEE799A
Authority: DE
Inventors: Karl Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-11
Filing date: 1950-03-11
Publication date: 1952-05-12

Description

Druckmesser mit Bourdonmeßfeder In den handelsüblichen Druckmeßgeräten (Manometer, Hydrometer) ist die Bourdoumei.½feder in ihrer klassischen Ärt das unter Einwirkung des Druckes sich verändernde Meßglied, das mittels einer mechanischen Übertragung einen Zeiger gegenüber einer Skala verstellt und so den herrschenden (zu messenden) Druck anzeigt.
Bourdonmeßfedern werden im allgemeinen aus Rohr mit einer etwa ovalen Querschnittsform ge fertigt. 1,s ist auch schon bekanntgeworden, die Bourdonmeßfeder aus Blech zu fertigen, wobei dann die Verbindungsnaht auf der Innenseite der Feder allgeordnet wurde Sowohl aus Rohr gefertigte als nach der bisherigen Methode aus Blech gefertigte Bourdonmeßfedern lassen jedoch keine Querschnittsform der Feder zu, die geeignet ist, l)Cj Belastung große Federwege zuzulassen, weil die durch die Herstellungsart bedingte Querschnittsform den Verstellkräften einen verhältnismäßig großen Widerstand entgegensetzt. Dieser Nachteil fällt bei Bourdonmeßfedern für höhere Drücke und entsprechend zunehmenden Wandstärken immer mehr ins Gewicht. Weitere Nachteile der bisherigen Druckmesser mit Bourdonmeßfeder sind in der kompliziertNen Befestigungsart der Bourdonmeßfeder mittels in den Schraubstutzen gefrästen Langloches gegeben, wobei diese Befestigungsart bei Anwendung eines rostsicheren Meßsystems gleichzeitig die Verwendung eines teueren rostfreien Materials für den Stutzen erfordert.
Durch die vorliegende Erfindung ist erreicht, daß die Biegesteifigkeit der Bourdonmeßfeder wesentlich herabgesetzt ist, so daß sich ein wesentlich größerer Federweg ergibt, der die Bourdonmeßfeder fiir erheblich größere Meßbereiche, für genauere Messungen und für bedeutend höhere Drücke als bisher geeignet macht, daß die Bourdonmeßfeder in einfacher Weise mit dem Schraubstutzen und der zum Meßwerk führenden Verbindungsstange verbunden ist und daß die Bourdonmeßfeder mittels eines rostfreien Verbindungsrohres in einfacher Weise so mit dem Schraubstutzen verbunden ist, daß ein rostsicheres Meßsystem ohne Verwendung rostfreien Materials für den Schraubstutzen gegeben ist.
Die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß die Bourdonmeßfeder aus mindestens einer äußeren Teilfeder und aus mindestens einer inneren Teilfeder aus Blech gebildet ist, wobei die Teilfedem vor oder nach der Zusammenfügung so geformt sind, daß die in Richtung der großen Achse des Gesamtfederquerschnittes nach den Außen seiten der Gesamtfeder hin befindlichen Flächen der Teil federn sich unter einem spitzen Winkel treffen und in der genannten Achse sich berührende äußere Randflächen bilden, die als Löt-oder Schweißränder zur festen Zusammenfügung der Teilfedern dienen.
Außerdem besteht die Erfindung darin, daß versehiedene Formen von Teilfedern gewählt sind, die die Biegesteifigkeit der Gesamtfeder weiter herabsetzen und die zur gleichmäßigen Biegebeanspruchung des Gesamtfederquerschnittes, zum Teil auch durch die weitere Anordnung von Zusatzblechen, einen Gesamtfederquerscbnitt möglichst gleicher Festigkeit ergeben, weiterhin darin, daß das Widerstandsschweißverfahren zur einfachen Zusammenfügung der Gesamtfeder und zu deren Befestigung am Schraubstutzen des Druckmessers angewendet ist, und außerdem darin, daß die Randflächen der Teilfedern an dem einen Ende der Gesamtfeder als Sitz für das Endstück oder als Endstück selbst ausgebildet sind, von welchem die Verbindungsstange zum Übersetzungswerk führt und welches gegenüber der bisher üblichen Ausführung aus einem einfachen, formgerecht gebogenen Blechteil besteht.
Weiterhin besteht die Erfindung darin, daß die rostsichere Bourdonmeßfeder an dem einen dem Schraubstutzen zugewendeten Ende durch Schweißen mit einem rostsicheren Verbindungsrohr fest verbunden ist und daß dieses Verbindungsrohr zentral durch den Schraubstutzen geführt ist, wo es an der mit dem Schraubgewinde versehenen AnschluD-seite gegenüber dem Schraubstutzen etwas hervorsteht und dort mit diesem durch Schweißen oder I,öten in feste und zwischen Rohr und Schraubstutzen abdichtende Verbindung gebracht ist, und schließlich darin, daß bei dieser letztgenannten Anordnung für den Schraubstutzen ein nicht rostfreies Material verwendet ist.
Die Vorteile aus Blech gefertigter Bourdonmeßfedern liegen zusätzlich darin, daß Blech bei erhöher Festigkeit und gesteigerter Genauigkeit der Wandstärke zu billigerem Preis erhältlich ist als Profilrohr und daß deshalb die Herstellungskosten der Feder aus Blech bei gesteigerter Güte und erhöhtem Anwendungsbereich geringer sind als bei Federn aus Frofilrohr, und weiterhin darin, daß das Füllen und Entleeren der Feder mit Sand oder Salz zur Herbeiführung einer gleichmäßigen Querschnittsform bei der Rundbiegung überflüssig ist.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand verschiedener Abbildungen gezeigt und beschrieben.
Es zeigt Abb. I einen senkrechten Schnitt durch den Druckmesser mit Bourdonmeßfeder in der Ebene der Zeigerwelle des Druckmessers, Abb. 2 eine Draufsicht auf die Zeigerseite des Druckmessers nach Abb. 1 (die Abbildung zeigt bei abgenommenem Zifferblatt die in Richtung der kleinen Achse des Gesamtfederquerschnittes geschnittene Bourdonmeßfeder), Abb. 3 eine Draufsicht auf die Breitseite der abgewickelt dargestellten Bourdonmeßfeder, Abb. 4 einen Teilquerschnitt der Bourdonmeßfeder durch den als Endstück ausgebildeten Teil der Randflächen der Teilfedern, Abb. 5 einen Querschnitt durch die Bourdonmcßfeder mit lanzettförmigem Querschnitt, der symmetrisch zur großen Achse des Gesamtfederquerschnittes verläuft, Abb. 6 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit lanzettförmigem Querschnitt, der unsymmetrisch zur großen Achse des Gesamtfedelrquerschnittes verläuft, Abb. 7 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit rhomboidförmigem Querschnitt, Abb. 8 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit rhomboidförmigem Querschnitt, bei dem die auf der kleinen Achse gelegenen Kanten des Rhomboids stark abgerundet sind, Abb. 9 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit dreieckförmigem Querschnitt, bei dem die auf der kleinen Achse gelegene Kante des Dreiecks stark abgerundet ist, .Abb. Io einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit segmentförmigem Querschnitt, Abt. im einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit sichelförmigem Querschnitt, Abb. 12 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit sichelähnlichem Querschnitt, Abb. 13 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit angenähert wabenförmigem Quarz schnitt, bei dem die Kanten des Querschnittes abgerundet sind, Abb. 14 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder, welche aus zwei Teilfedern gebildet ist, die in der Mitte ihres Querschnittes Bögen aufweisen, welche gleichartig um einen gemeinsamen oder annähernd gemeinsamen, auf der kleinen Achse des Gesamtfederquerschnittes außerhalb der Gesamtfeder gelegenen Mittelpunkt gekrümmt sind, und die nach den Außenseiten der Gesamtfeder hin mittels wellenförmig gekrümmter Bögen mit den sich berührenden Randflächen verbunden sind, Abb. 15 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder, welche aus zwei Teilfedern besteht, die spiegelbildlich zur großen Achse des Gesamtfederquerschnittes so ausgebildet sind, daß jede Teilfeder drei Bögen aufweist, von denen der mittlere seinen Scheitelpunkt auf der kleinen Achse nahe der großen Achse hat, während die zwei weiteren Bögen wellenförmig symmetrisch zur kleinen Achse rechts und links des Mittelbogens so anschließen, daß deren Enden in die äußeren Randflächen der Gesamtft'der üliergehen, Abb. 6 einen Querschnitt durch die Bourdonmelifeder, welche aus zwei Teilfedern besteht, deren sich in der großen Achse des Gesamtfederquerschnittes berührende Randflächell in großer Breite zusammengefügt sind, Abb. 17 einen Querschnitt durch die Bourdonmeßfeder mit angenähert wabenförmigem Querschnitt, mit welcher zusätzlich vier Blechstreifen fest verbunden sind, Abb. 1X eine Draufsicht auf die Bourdonmeßfeder mit lanzrttförmigem Querschnitt nach Abb. 4, von welcher der Gesamtbogen der inneren Teilfeder durch vier Einschnitte in fünf Bogenabschnitte aufgeteilt ist.
In dcn Abb. 1 bis 4 ist 1 der Schraubstutzen des Druckmessers, 2 die Bourdonmeßfeder in einer der nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsformen und 3 das mit der Bourdonmeßfeder durch Schwrilicn verliundene Vrrbindungsrohr. 4 ist die äußere Teilfeder und 5 die innere Teilfeder der Bourdnnmeßfeder 2. 6 ist das mit der Bourdonmeßfeder 2 fest verbunden Endstück zur Befestigung der Verbindungsstange 7. 8 ist das Zahnsegment welches mittels der Segmentxvelle 9 zwisehen dem mit dem Schraubstutzen 1 aus einem Teil hergestellten Werkträgcrlo und der Platine ii gelagert ist und welches in das Ritzel 1 2 der Zeigerwelle 13 eingreift. 14 und 15 ist der obere und der untere Werkträger des Meßwerkes. Die Zeigerwelle 13 ist ebenfalls in dem Werkträger lo und der I>latine ii drehbar gelagert und trägt an der Frontseite des Druckmessers starr befestigt den Zeiger 1 6. 17 ist das in Abb. 1 im Schnitt sichtbare Zifferblatt. Dieses Zifferblatt 17 ist in Abb. 2 entfernt, damit die Innenteile des Meßgerätes sichtbar sind. i8 ist das Skalengehäuse.
Von der Bourdonmeßfeder 2 sind 19 die außerhalb des eigentlichen Federquerschnittes gebildeten Kandflächen und 20 der an dem einen Ende der Bourdnnmeßfeder als Endstück ausgebildete Teil der Randfiächeii.
Während die Al)1). 2 das Endstück der Bourdonmeí3feder als selbständiges Teil 6 darstellt. zeigt Abt). 3 und 4 tlie Bourdonineßfeder mit verlängerten Rand flächen, welche als Endstück 20 ausgebildet sind.
In den Al)b. 5 bis 18 ist 22 die äußere und 23 die innere Teilfeder der Bourdonmeßfeder 21 mit symmetrisch zur großer Achse 24 des Gesamtfederquerschnittes verlaufendem lanzettförmigem Querschnitt. 25 ist die kleine Achse des Gesamtfederquerschnittes. 26 ist eine Bourdonmeßfeder mit lanzettf(irmigem Gesamtfederquerschnitt, der jedoch unsymmetrisch zur großen Achse verläuft. 27 ist eine Bourdonmeßfeder mit rhomboidförmigem Querschnitt und 28 eine gleiche Bourdonmeßfeder, jedoch mit stark abgerundeten Kanten 29. 30 ist eine Bourdonmeßfeder mit dreieckförmigem Querschnitt, deren stumpfe Kante ebenfalls abgerundet ist, und 31 ist eine Bourdonmeßfeder. mit segmentförmigem Querschnitt. 32 ist eine Bourdonmeßfeder mit sichelförmigem Querschnitt und 33 eine gleiche Feder mit sichelähnlichem Querschnitt. 34 ist eine Bourdonmeßfeder mit angenähert wabenförmigem Querschnitt, bei der die Kanten abgerundet sind. 35 ist eine Bourdonmeßfeder, welche aus einer äußeren Teilfeder 36 und einer inneren Teilfeder 37 gebildet ist, die in der Mitte ihrer Querschnitte Bögen aufweisen, welche gleichartig um einen annähernd gemeinsamen, auf der kleinen Achse des Gesamtfederquerschnittes außerhalb der Gesamtfeder gelegenen Mittelpunkt gekrümmt sind und die nach den Außenseiten der Gesamtfeder hin mittels wellenförmig gekrümmter Bögen mit den sich berührenden Randflächen verbunden sind.
38 ist eine aus zwei Teilfedern 39 und 40 bestehende Bourdonmeßfeder, die spiegelbildlich zur großen Achse des Gesamtfederquerschnittes so ausgebildet ist, daß jede der beiden Teilfedern 39 und 40 drei wellenförmig zusammenhängende Bögen aufweist. 41 ist eine aus zwei Teilfedern gebildete Bourdonmeßfeder mit breiten, in der großen Achse des Gesamtfederquerschnittes liegenden Berührungsrandflächen 42. 43 ist eine aus zwei Teilfedern gebildete Bourdonmeßfeder angenähert wabenförmigen Gesamtfederquerschnittes mit verschiedenen Verstärkungsblechen 44 bis 49. 50 ist eine aus zwei Teilfedern G und H bestehende Bourdonmeßfeder mit lanzettförmigem Querschnitt, von welcher der Gesamtbogen der inneren Teilfeder II durch vier Einschnitte 51 in fünf Bogenabschnitte 52 bis 56 aufgeteilt ist.
Die Gestaltung der Teilfedern ist in allen den Fällen, wo der Querschnitt der Gesamtfeder unsymmetrisch zur großen Achse verläuft, so dargestellt, daß die größten Ausbiegungen nach der Außenseite der Gesamtfeder gerichtet sind. Eine derartige Formgebung erfordert geringeren Aufwand und verleiht der Feder eine größere Elastizität als im umgekehrten Falle.
Die Erfindung bezieht sich auf alle Bleche, welche bei großer Festigkeit Eigenschaften hoher Elastizität aufweisen, z. B. Messing, Bronze, insbesondere Berylliumbronze, sowie Stahlblech entsprechender Legierung, - insbesondere mit einem Nickel- und Chromgehalt. z. B. VA-Stähle.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonmeßfeder aus mindestens einer äußeren Teilfeder und aus mindestens einer inneren Teilfeder aus Blech gebildet ist, wobei die Teilfedern vor oder nach der Zusammenfügung so geformt sind, daß die in Richtung der großen Achse (24) des Gesamtfederquerschnittes nach den Außenseiten der Gesamtfeder hin befindlichen Flächen der Teilfedern sich unter einem spitzen Winkel treffen und in der genannten Achse sich berührende äußere Randflächen bilden, die als Löt- oder Schweißränder zur festen Zusammenfügung der Teilfedern dienen.
2. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonmeßfeder aus mindestens einer äußeren und mindestens einer inneren Teilfeder besteht, wobei die Gesamtfeder einen lanzettförmigen (bikonkaven, Abb. 5) oder rhomboidförmigen (Abb. 7) oder dreieckförmigen (Abb.9) oder sichelförmigen (Abb. I l) oder wabenförmigen oder einen diesen Formen angenähertcn Querschnitt (Abb. 6, 8, lo, 12 und r3) aufweist.
3. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonmeßfeder aus mindestens einer äußeren und mindestens einer inneren Teilfeder gebildet ist, wobei die Teilfedern in der Mitte des (,esamtquerschnittes Bögen aufweisen, welche gleichartig um einen gemeinsamen oder annähernd gemeinsamen, auf der kleinen Achse des Gesamtfederquerschnittes außerhalb der Gesamtfeder gelegenen Mittelpunkt gekrümmt sind und welche nach den Außenseiten der Gesamtfeder hin mittels wellenartig gekrümmter Bögen mit den sich berährenden Randflächen verbunden sind (Abb. 14).
4. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonmeßfeder aus mindestens zwei Teilfedern besteht, die spiegelbildlich zur großen Achse des Gesamtfederquerschnittes so ausgebildet sind, daß durch die Teilfedern drei wellenförmig zusammenhängende Bögen gebildet sind. von denen der mittlere seinen Scheitelpunkt auf der kleinen Achse des Gesamtfederquerschnittes hat und von denen die anderen beiden rechts und links des Mittélbogens so anschließen, daß deren äußere Enden in die Randfiächen der Gesamtfeder übergehen (Abb. 5) -
5. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonmeßfeder mindestens eine Teilfeder aufweist, deren Gesamtbogen in der Längsrichtung der Feder durch Einschnitte beliebiger Formgebung in beliebig viele Bogenabschnitte aufgeteilt ist, so daß an den Stellen der Einschnitte sehr flach gebogene bis gerade Feder querschnitte der Teilfeder(n) gebildet sind (Abb. t8).
6. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Randflächen in beliebiger Breite fest zusammengefügt sind (Abb. 16).
7. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß Blechstreifen beliebiger Breite, Stärke oder Formgebung zusätzlich mit den die Cesamtfeder bildenden Teilfedern fest verbunden sind (Abb. 17).
8. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Randflächen der Teilfedern im elektrischen Widerstandsroll- oder Schrittschweißverfahren zusammengefügt sind.
9. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Teilfedern zusätzlich verbundene Blechstreifen im elektrischen Widerstandsrollschweißverfahren mit diesen zusammengefügt sind.
10.. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die eigentliche Querschnittsform in der großen Achse des Gesamtfederquerschnittes überschreitenden Randflächen der zusammengefügten Bourdonmeßfeder zur Auflage bzw. Befestigung der Feder an dem Schraubstutzen des Druckmessers dienen und daß die genannten Randflächen an den dem Schraubstutzen entgegengesetzten Enden gleichzeitig als Sitz für das Endstück oder als Endstück selbst ausgebildet sind, von welchem die Verbindungsstange zum Übersetzungswer:k führt (Abb. I bis 4).
11. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonmeßfeder mit dem Schraubstutzen durch elektrische Widerstandsschweißung zusammengefügt ist.
12. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Bourdonmeßfeder fest verbundene Endstück, von welchem die Verbindungsstange zum Meßwerk führt, ein einfaches, fortngerecht gebogenes Blechteil ist, welches an der Bourdonmeßfeder mittels elektrischer Widerstandsschweißung befestigt ist.
13. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rostsicher gestaltete Bourdonmeßfeder an dem dem Schraubstutzen zugewendeten Ende mit einem rostsicheren Verbindungsrohr fest zusammengefügt ist und daß dieses Verbindungsrohr zentral durch den Schraubstutzen geführt ist, wo es an der mit dem Schraubgewinde versehenen Anschlußseite gegenüber dem Stutzen etwas hervorsteht und mit dem Stutzen durch Schweißen oder Löten in feste und zwischen Rohr und Stutzen abdichtende Verbindung gebracht ist.
14. Druckmesser mit Bourdonmeßfeder nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubstutzen des Druckmessers aus nicht korrosionsbeständigem Material oder aus Stahl mit nur geringer Korrosionsbeständigkeit (z. B. bis etwa 20/0 Cu) gefertigt ist.