WO2011113643A1 - Hydraulic pressure transmitter, pressure transducer having such a pressure transmitter and method for producing same - Google Patents

Hydraulic pressure transmitter, pressure transducer having such a pressure transmitter and method for producing same Download PDF

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WO2011113643A1
WO2011113643A1 PCT/EP2011/051737 EP2011051737W WO2011113643A1 WO 2011113643 A1 WO2011113643 A1 WO 2011113643A1 EP 2011051737 W EP2011051737 W EP 2011051737W WO 2011113643 A1 WO2011113643 A1 WO 2011113643A1
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contour
membrane
punch
pressure
separation membrane
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PCT/EP2011/051737
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Inventor
Igor Getman
Dieter Funken
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Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007—Fluidic connecting means
    • G01L19/0046—Fluidic connecting means using isolation membranes

Definitions

  • Hydraulic diaphragm seal Hydraulic diaphragm seal, pressure measuring transducer with such a diaphragm seal and manufacturing method thereof
  • the present invention relates to a hydraulic diaphragm seal, a pressure transducer with such a diaphragm seal and
  • Generic diaphragm seals comprise a diaphragm seal body; and a separation membrane having a first embossed contour extending along at least one circumferential edge with a surface of the
  • Compressor body is connected, wherein the diaphragm seal body having a membrane bed with a second contour, wherein the first contour is obtained by a process which embossing of the separation membrane with the membrane bed side facing away from the separation membrane has against a stamp.
  • a standard variant of the embossing of a separating membrane is the separating membrane after the welding of a separating membrane blank on the base body on the membrane bed of the main body
  • curvatures and / or axial deflections of the contour in the area of the inclusions may be smaller than desired.
  • Dia object is achieved by the pressure transmitter according to
  • the pressure transmitter according to the invention comprises a diaphragm seal body; and a separation membrane having a first embossed contour extending along at least one circumferential edge with a surface of the
  • the pressure medium body has a diaphragm bed with a second contour
  • the first contour is obtained by a process which embossing of the separation membrane with the side facing away from the diaphragm bed of the separation membrane against a punch
  • the punch has a third contour
  • the punch according to the invention comprises at least one channel which extends from the surface of the third contour through the body of the punch to escape fluid trapped in the embossing between the separation membrane and the surface of the punch.
  • the enclosed fluid may in particular be a liquid, a suspension, an emulsion or a gas.
  • the membrane bed can be substantially aligned with the first contour when the separation membrane comes to rest on the membrane bed. This may in particular mean that a rotationally symmetrical separation membrane with a
  • the separation membrane is centered rotationally symmetrical membrane bed. Furthermore, this may mean that the separation membrane can be supported on the membrane bed in such a way that in the case of an overload no plastic deformation of the contour of the separation membrane occurs by embossing against the contour of the membrane bed.
  • the stamp can according to an embodiment of the invention have a plurality of channels extending from the contour through the body of the punch.
  • the openings of the channels to the surface of the stamp leave local plastic deformation of the separation membrane, either directly recognizable or in the structure of
  • Detecting membrane material are detectable.
  • the separation membrane is attached to the base body before embossing.
  • the third contour is not identical to the second contour, wherein the third contour is for example provided to impart the first contour to the separation membrane, which is aligned with the second contour, wherein the third contour is a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are larger than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour, ie: RR
  • R can in particular be the radius up to which the separating diaphragm measuring operation can be axially elastically deflected.
  • R may be 0.9 times or 0.95 times the inner radius of the joint with which the separation membrane is connected to the main body.
  • ⁇ Z j >: ⁇ Z t (r) dr.
  • Ri and R a are, for example, the inner radius and the outer radius of the axially elastically deflectable region of the separation membrane.
  • R may be the sum of the outer radius of the inner joint and 0.1 times the distance between the inner radius of the outer joint and the outer radius of the inner joint.
  • R a can accordingly be the difference between the inner radius of the outer joint and the 0.1-fold distance between the inner radius of the outer joint and the outer radius of the inner joint.
  • the pressure measuring transducer according to the invention comprises at least one pressure transmitter according to the invention, a hydraulic path and a pressure transducer with a deformation body, wherein the
  • Pressure transducer communicates via the hydraulic path with the diaphragm seal over which the deformation body, in particular a measuring membrane is acted upon by a pressure which depends on the pressure applied to the separation membrane pressure, wherein the
  • Pressure transducer is provided to output signal, which is a measure of the pressure-dependent deformation of the deformation body.
  • the inventive method for producing a pressure transmitter with a diaphragm seal body and a membrane bed and attached to the diaphragm seal body separating membrane which covers the membrane bed comprises: embossing a first contour in the separation membrane with the membrane bed side facing away from the separation membrane against a at least one stamp; wherein the punch has a third contour, with which the material of the separation membrane is plastically deformed at least partially, wherein the third contour is not identical to the second contour, characterized in that the punch has at least one channel which extends from the surface of the contour extends through the plunger to allow a fluid which is trapped between the separation membrane and the stamp to escape.
  • the punch has a plurality of channels extending from the surface of the contour through the body of the punch.
  • the fluid may in particular be a gas, an emulsion or a liquid.
  • the third contour is provided to impart the first contour of the separating membrane, which is aligned with the second contour, wherein the third contour is a variation of axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
  • Separation membrane a sequence of several recuperatives on each a stamp, wherein at least one stamp, for example, the last stamp, the third contour has, for which applies that a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
  • the separation membrane is attached to the base body before embossing against the stamp, in particular by means of at least one circumferential weld.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a stamp for producing a pressure measuring transducer according to the invention.
  • the pressure transducer 1 shown in Figure 1 comprises a diaphragm seal according to the invention, that is, a base body 2, to which a separation membrane 3 is fixed, for example by welding, wherein the separation membrane 3 has a first contour 4, which is impressed on the separation membrane to allow a sufficient volume stroke ,
  • the main body 2 has a membrane bed 5 with a second contour, which is aligned with the contour 4 of the separating membrane, so that the separation membrane can be supported by the membrane bed when the separation membrane 3 comes to rest on the membrane bed 5.
  • a bore 6 extends through the base body 2, which forms a hydraulic path to a
  • Semiconductor pressure transducer 8 with a measuring membrane 10, which is arranged in a transducer chamber 12, to apply a pending on the separation membrane 3 pressure.
  • the enclosed between the separation membrane and the membrane bed volume, the hydraulic path and the converter chamber is filled with a transfer fluid.
  • the semiconductor pressure transducer comprises, for example piezoresistive resistance elements in Vollmaschinenschltung, which one of the
  • Deformation of the measuring diaphragm 10 provide dependent signal.
  • any other pressure transducer can be used, for example, capacitive pressure transducer, a pressure transducer with a mechanical resonator, a pressure transducer with an optical resonator or an interferometric pressure transducer.
  • the prepared by the pressure transducer signal is in a
  • Evaluation circuit 14 processed and output via a signal output 16 to a higher-level unit.
  • the pressure transducer 1 shown in FIG. 1 is a
  • Pressure sensor also be a pressure transducer for absolute pressure measurements, in which case the volume of the pressure transducer is closed behind the measuring diaphragm and evacuated to a measurement of the front of the measuring diaphragm To allow for upcoming pressure against vacuum.
  • the pressure transducer according to the invention may be a differential pressure transducer for measuring the difference between a first fluid pressure and a second fluid pressure
  • the differential pressure transducer comprises a first pressure determiner according to the invention, which via a first hydraulic path directs a fluid pressure to a first side of a deformation body or a measuring membrane, and a second pressure transmitter according to the invention, which a second media pressure via a second hydraulic path to one of the first side facing away from the second side of the deformation body or the
  • Measuring diaphragm conducts.
  • Fig. 2 shows a spatial representation of a punch 20 for
  • a third contour 22 is formed, against which the separation membrane is to be embossed.
  • FIG. 3 shows the embossing process in which the pressure transmitter, that is to say a base body 2 with welded separating membrane 3, rests against a punch 20, the separating diaphragm 3 being acted upon by the base 6 via the bore 6 by a pressure P in order to prevent the pressure
  • the embossing pressure can be applied either pneumatically or hydraulically.
  • control of the temperature of the medium with which the pressure is applied and / or the temperature of the base body 2 and / or the temperature of the punch 20 can be used to influence the embossing.
  • Separating membrane 3 and the third contour 22 are still a lubricant used to the relative movement between the material of the

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Abstract

A pressure transmitter comprises a pressure transmitter body (2) and a separating diaphragm (3) having a first embossed contour (4) which is connected along at least one peripheral edge to a surface of the pressure transmitter body (2), the pressure transmitter body comprising a diaphragm bed (5) having a second contour which is substantially aligned with the first contour (4) when the separating diaphragm comes to rest on the diaphragm bed, the first contour being obtained by a process which comprises the embossing of the separating diaphragm (3) with the side of the separating membrane that faces away from the diaphragm bed (5) against a die (20), the die having a third contour (22). The invention is characterized in that the die has at least one channel (24) which extends from the surface of the third contour through the body of the die, in order to allow fluid enclosed between the separating diaphragm and the surface of the die during embossing to escape.

Description

Hydraulischer Druckmittler, Druckmessaufnehmer mit einem solchen Druckmittler und Herstellungsverfahren dafür  Hydraulic diaphragm seal, pressure measuring transducer with such a diaphragm seal and manufacturing method thereof
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischer Druckmittler, einen Druckmessaufnehmer mit einem solchen Druckmittler und The present invention relates to a hydraulic diaphragm seal, a pressure transducer with such a diaphragm seal and
Herstellungsverfahren dafür. Manufacturing process for it.
Gattungsgemäße Druckmittler umfassen einen Druckmittlerkörper; und eine Trennmembran mit einer ersten geprägten Kontur, die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer Oberfläche des Generic diaphragm seals comprise a diaphragm seal body; and a separation membrane having a first embossed contour extending along at least one circumferential edge with a surface of the
Druckmittlerkörpers verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett mit einer zweiten Kontur aufweist, wobei die erste Kontur erhalten ist durch einen Prozess, welcher Prägen der Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel aufweist. Compressor body is connected, wherein the diaphragm seal body having a membrane bed with a second contour, wherein the first contour is obtained by a process which embossing of the separation membrane with the membrane bed side facing away from the separation membrane has against a stamp.
Eine Standardvariante des Prägens einer Trennmembran besteht darin, die Trennmembran nach dem Verschweißen eines Trennmembranrohlings auf dem Grundkörper auf dem Membranbett des Grundkörpers A standard variant of the embossing of a separating membrane is the separating membrane after the welding of a separating membrane blank on the base body on the membrane bed of the main body
abzuprägen. Insoweit als Trennmembranen gewöhnlich aus einem elastischen Werkstoff bestehen, ist es schwierig, eine rein plastische Verformung über dem Membranbett zu erreichen. Die der Trennmembran aufgeprägte Kontur wird also immer etwas gegenüber der Kontur des als Prägestock dienenden Membranbetts relaxieren. Daher weist die Kontur einer Trennmembran, die ausschließlich auf ihrem Membranbett abgeprägt wurde, axiale Auslenkungen oder Krümmungen auf, die niedriger sind als entsprechende Konturelemente des Membranbetts. Dies setzt der Gestaltungsfreiheit bei Prägung von Trennmembranen über ihren Membranbetten enge Grenzen. abzuprägen. Insofar as separation membranes usually consist of an elastic material, it is difficult to achieve a purely plastic deformation over the membrane bed. The contour imprinted on the separating membrane will thus always relax slightly in relation to the contour of the membrane bed serving as embossing stick. Therefore, the contour of a separation membrane which has been stamped exclusively on its membrane bed, axial deflections or curvatures, which are lower than corresponding contour elements of the membrane bed. This places narrow limits on the freedom of design when embossing membranes over their membrane beds.
Ein Ansatz, um dennoch größere Gestaltungsfreiheiten bei der Prägung von Trennmembranen zu erhalten, besteht darin, die Trennmembranen mit einer dem Membranbett abgewandten Seite gegen einen Stempel oder ggf. eine Folge von Stempeln zu prägen. Die Stempel können dann solche Konturen aufweisen, die erforderlich sind um die gewünschten Konturen in den Trennmembranen zu erzielen, ohne dass die Kontur der Stempel gleichzeitig den Anforderungen an ein Membranbettkontur genügen muss. One approach, however, to obtain greater design freedom in the embossing of separation membranes, is the separation membranes with a side facing away from the membrane bed against a stamp or if necessary stamp a sequence of stamps. The punches can then have such contours that are required to achieve the desired contours in the separation membranes, without the contour of the stamp must simultaneously meet the requirements of a membrane bed contour.
Untersuchungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung haben nun Ergeben, dass während des Prägens entstehende Investigations in connection with the present invention have now revealed that resulting during embossing
Medieneinschlüsse zwischen dem Stempel und der Trennmembran zu Abweichungen von der angestrebten Trennmembrankontur führen. Media inclusions between the punch and the separation membrane lead to deviations from the desired Trennmembankontur.
Insbesondere können Krümmungen und/oder axiale Auslenkungen der Kontur im Bereich der Einschlüsse geringer als erwünscht ausfallen.  In particular, curvatures and / or axial deflections of the contour in the area of the inclusions may be smaller than desired.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Druckmittler bereitzustellen, der diese Nachteile überwindet, und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben. It is therefore the object of the present invention to provide a pressure transmitter which overcomes these disadvantages, and to provide a method for its production.
Dia Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Druckmittler gemäß Dia object is achieved by the pressure transmitter according to
Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst. Claim 1 and the method according to claim 6 solved.
Der erfindungsgemäße Druckmittler umfasst einen Druckmittlerkörper; und eine Trennmembran mit einer ersten geprägten Kontur, die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer Oberfläche des The pressure transmitter according to the invention comprises a diaphragm seal body; and a separation membrane having a first embossed contour extending along at least one circumferential edge with a surface of the
Druckmittlerkörpers verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett mit einer zweiten Kontur aufweist, wobei die erste Kontur erhalten ist durch einen Prozess, welcher Prägen der Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel aufweist, wobei der Stempel eine dritte Kontur aufweist, wobei der Stempel erfindungsgemäß mindestens einen Kanal aufweist, welcher sich von der Oberfläche der dritten Kontur durch den Körper des Stempels erstreckt, um beim Prägen zwischen der Trennmembran und der Oberfläche des Stempels eingeschlossenes Fluid entweichen zu lassen. Das eingeschlossene Fluid kann insbesondere eine Flüssigkeit, eine Suspension, eine Emulsion oder ein Gas sein. Wherein the pressure medium body has a diaphragm bed with a second contour, wherein the first contour is obtained by a process which embossing of the separation membrane with the side facing away from the diaphragm bed of the separation membrane against a punch, wherein the punch has a third contour, wherein the punch according to the invention comprises at least one channel which extends from the surface of the third contour through the body of the punch to escape fluid trapped in the embossing between the separation membrane and the surface of the punch. The enclosed fluid may in particular be a liquid, a suspension, an emulsion or a gas.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Membranbett im Wesentlichen mit der ersten Kontur fluchtet, wenn die Trennmembran an der Membranbett zur Anlage kommt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass eine rotationssymmetrische Trennmembran mit einem According to one embodiment of the invention, the membrane bed can be substantially aligned with the first contour when the separation membrane comes to rest on the membrane bed. This may in particular mean that a rotationally symmetrical separation membrane with a
rotationssymmetrischen Membranbett zentriert ist. Weiterhin kann die bedeuten dass die Trennmembran in der Weise an dem Membranbett abgestützt werden kann, dass im Falle einer Überlast keine plastische Verformung der Kontur der Trennmembran durch Prägen gegen die Kontur des Membranbetts auftritt. is centered rotationally symmetrical membrane bed. Furthermore, this may mean that the separation membrane can be supported on the membrane bed in such a way that in the case of an overload no plastic deformation of the contour of the separation membrane occurs by embossing against the contour of the membrane bed.
Der Stempel kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mehrere Kanäle aufweisen, die sich von der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken. The stamp can according to an embodiment of the invention have a plurality of channels extending from the contour through the body of the punch.
Erfindungsgemäße Druckmittler können insbesondere daran erkennbar sein, dass die Öffnungen der Kanäle zu der Oberfläche des Stempels lokale plastische Verformungen der Trennmembran hinterlassen, die entweder unmittelbar erkennbar oder im Gefüge des According to the invention can be recognized in particular that the openings of the channels to the surface of the stamp leave local plastic deformation of the separation membrane, either directly recognizable or in the structure of
Trennmembranmaterials nachweisbar sind. Detecting membrane material are detectable.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Trennmembran vor dem Prägen an dem Grundkörper befestigt. According to one embodiment of the invention, the separation membrane is attached to the base body before embossing.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Kontur nicht mit der zweiten Kontur identisch ist, wobei die dritte Kontur beispielsweise dazu vorgesehen ist, der Trennmembran die erste Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur, also: R R According to one embodiment of the invention, the third contour is not identical to the second contour, wherein the third contour is for example provided to impart the first contour to the separation membrane, which is aligned with the second contour, wherein the third contour is a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are larger than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour, ie: RR
j(Z3(r)- < Z3 >fdr > j(Z2(r)- < Z2 >fdr , o o j (Z 3 (r) - <Z 3 >fdr> j (Z 2 (r) - <Z 2 > fdr, oo
wobei gilt:
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where:
Figure imgf000006_0001
mit j = 2 oder 3. Hierbei kann R insbesondere der Radius, bis zu dem die Trennmembran Messbetrieb axial elastisch auslenkbar ist. with j = 2 or 3. In this case, R can in particular be the radius up to which the separating diaphragm measuring operation can be axially elastically deflected.
Nach einer anderen Definition kann R das 0,9-fache oder das 0,95-fache des Innenradius der Fügestelle sein mit welcher die Trennmembran mit dem Grundkörper verbunden ist. According to another definition, R may be 0.9 times or 0.95 times the inner radius of the joint with which the separation membrane is connected to the main body.
Die obigen Definitionen gelten offensichtlich für eine vollflächige Membran. Für eine Ringmembran, sind sinngemäße Anpassungen erforderlich, also: The above definitions obviously apply to a full-area membrane. For a ring membrane, appropriate adjustments are required, ie:
Ra Ra R a R a
|(Z3(r)- < Z3 >fdr > |(Z2(r)- < Z2 >fdr , wobei gilt: | (Z 3 (r) - <Z 3 >fdr> | (Z 2 (r) - <Z 2 > fdr, where:
Ra R a
< Zj >:= ^Zt(r)dr . <Z j >: = ^ Z t (r) dr.
Ri R i
Ri und Ra sind beispielsweise der Innenradius und der Außenradius des axial elastisch auslenkbaren Bereichs der Trennmembran. Nach einer anderen Definition kann R, die Summe sein aus dem äußeren Radius der inneren Fügestelle und dem 0,1 -fachen Abstand zwischen dem inneren Radius der äußeren Fügestelle und dem der äußere Radius der inneren Fügestelle. Ra kann dem entsprechend die Differenz sein zwischen dem inneren Radius der äußeren Fügestelle und dem 0,1 -fachen Abstand zwischen dem inneren Radius der äußeren Fügestelle und dem der äußere Radius der inneren Fügestelle. Der erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer umfasst mindestens einen erfindungsgemäßen Druckmittler, einen hydraulischen Pfad und einen Druckmesswandler mit einem Verformungskörper, wobei der Ri and R a are, for example, the inner radius and the outer radius of the axially elastically deflectable region of the separation membrane. By another definition, R may be the sum of the outer radius of the inner joint and 0.1 times the distance between the inner radius of the outer joint and the outer radius of the inner joint. R a can accordingly be the difference between the inner radius of the outer joint and the 0.1-fold distance between the inner radius of the outer joint and the outer radius of the inner joint. The pressure measuring transducer according to the invention comprises at least one pressure transmitter according to the invention, a hydraulic path and a pressure transducer with a deformation body, wherein the
Druckmesswandler über den hydraulischen Pfad mit dem Druckmittler kommuniziert, über welchen der Verformungskörper, insbesondere eine Messmembran mit einem Druck beaufschlagbar ist, der von dem an der Trennmembran anstehenden Druck abhängt, wobei der Pressure transducer communicates via the hydraulic path with the diaphragm seal over which the deformation body, in particular a measuring membrane is acted upon by a pressure which depends on the pressure applied to the separation membrane pressure, wherein the
Druckmesswandler dazu vorgesehen ist Signal auszugeben, welches ein Maß für die druckabhängige Verformung des Verformungskörpers ist. Pressure transducer is provided to output signal, which is a measure of the pressure-dependent deformation of the deformation body.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Druckmittlers mit einem Druckmittlerkörper und einem Membranbett und einer an dem Druckmittlerkörper befestigten Trennmembran, welche das Membranbett überdeckt, umfasst: Prägen einer ersten Kontur in die Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen mindestens einen Stempel; wobei der Stempel eine dritte Kontur aufweist, mit welcher das Material der Trennmembran zumindest anteilig plastisch verformt wird, wobei die dritte Kontur nicht mit der zweiten Kontur identisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mindestens einen Kanal aufweist, welcher sich von der Oberfläche der Kontur durch den Stempel erstreckt, um ein Fluid, welches beim Prägen zwischen der Trennmembran und dem Stempel eingeschlossen ist, entweichen zu lassen. The inventive method for producing a pressure transmitter with a diaphragm seal body and a membrane bed and attached to the diaphragm seal body separating membrane which covers the membrane bed comprises: embossing a first contour in the separation membrane with the membrane bed side facing away from the separation membrane against a at least one stamp; wherein the punch has a third contour, with which the material of the separation membrane is plastically deformed at least partially, wherein the third contour is not identical to the second contour, characterized in that the punch has at least one channel which extends from the surface of the contour extends through the plunger to allow a fluid which is trapped between the separation membrane and the stamp to escape.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Stempel mehrere Kanäle auf, die sich von der Oberfläche der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken.  According to one embodiment of the invention, the punch has a plurality of channels extending from the surface of the contour through the body of the punch.
Das Fluid kann insbesondere ein Gas, eine Emulsion oder eine Flüssigkeit sein. The fluid may in particular be a gas, an emulsion or a liquid.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Kontur dazu vorgesehen, der Trennmembran die erste Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur. According to one embodiment of the invention, the third contour is provided to impart the first contour of the separating membrane, which is aligned with the second contour, wherein the third contour is a variation of axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Prägen der According to one embodiment of the invention, the embossing of
Trennmembran eine Folge von mehreren Prägeschritten gegen jeweils einen Stempel auf, wobei mindestens ein Stempel, beispielsweise der letzte Stempel, die dritte Kontur aufweist, für die gilt, dass eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur. Separation membrane a sequence of several Präfahrens on each a stamp, wherein at least one stamp, for example, the last stamp, the third contour has, for which applies that a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Trennmembran vor dem Prägen gegen den Stempel an dem Grundkörper befestigt, insbesondere mittels mindestens einer umlaufenden Schweißnaht. Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt: According to one embodiment of the invention, the separation membrane is attached to the base body before embossing against the stamp, in particular by means of at least one circumferential weld. The invention will now be explained with reference to the embodiment shown in the drawings. It shows:
Fig.1 : ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen 1 shows an embodiment of an inventive
Druckmessaufnehmers;  pressure measuring transducer;
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel eines Stempels zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmer; und 2 shows an exemplary embodiment of a stamp for producing a pressure measuring transducer according to the invention; and
Fig. 3: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen 3 shows a longitudinal section through an inventive
Druckmittler während des Prägens der Trennmembran.  Pressure transmitter during the embossing of the separation membrane.
Der in Figur 1 dargestellte Druckmessaufnehmer 1 umfasst einen erfindungsgemäßen Druckmittler, also einen Grundkörper 2, an welchem eine Trennmembran 3 beispielsweise durch Schweißen befestigt ist, wobei die Trennmembran 3 eine erste Kontur 4 aufweist, welche der Trennmembran aufgeprägt ist, um einen hinreichenden Volumenhub zu ermöglichen. Der Grundkörper 2 weist ein Membranbett 5 mit einer zweiten Kontur auf, welche mit der Kontur 4 der Trennmembran fluchtet, sodass die Trennmembran vom Membranbett abgestützt werden kann, wenn die Trennmembran 3 am Membranbett 5 zur Anlage kommt. Von dem Membranbett 5 erstreckt sich eine Bohrung 6 durch den Grundkörper 2, welcher einen hydraulischen Pfad bildet, um einen The pressure transducer 1 shown in Figure 1 comprises a diaphragm seal according to the invention, that is, a base body 2, to which a separation membrane 3 is fixed, for example by welding, wherein the separation membrane 3 has a first contour 4, which is impressed on the separation membrane to allow a sufficient volume stroke , The main body 2 has a membrane bed 5 with a second contour, which is aligned with the contour 4 of the separating membrane, so that the separation membrane can be supported by the membrane bed when the separation membrane 3 comes to rest on the membrane bed 5. From the diaphragm bed 5, a bore 6 extends through the base body 2, which forms a hydraulic path to a
Halbleiterdruckmesswandler 8, mit einer Messmembran 10, der in einer Wandlerkammer 12 angeordnet ist, mit einem an der Trennmembran 3 anstehenden Druck zu beaufschlagen. Zur Druckübertragung ist das zwischen der Trennmembran und dem Membranbett eingeschlossene Volumen, der hydraulische Pfad und die Wandlerkammer mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt. Semiconductor pressure transducer 8, with a measuring membrane 10, which is arranged in a transducer chamber 12, to apply a pending on the separation membrane 3 pressure. For pressure transmission, the enclosed between the separation membrane and the membrane bed volume, the hydraulic path and the converter chamber is filled with a transfer fluid.
Der Halbleiter Druckmesswandler umfasst beispielsweise piezoresistive Widerstandelemente in Vollbrückenschltung, welche ein von der The semiconductor pressure transducer comprises, for example piezoresistive resistance elements in Vollbrückenschltung, which one of the
Verformung der Messmembran 10 abhängiges Signal bereitstellen. Deformation of the measuring diaphragm 10 provide dependent signal.
Anstelle des beschriebenen Halbleiterdruckmesswandlers mit einem piezoresistiven Wandlerprinzip kann selbstverständlich jeder beliebige andere Druckmesswandler zum Einsatz kommen, beispielsweise kapazitiver Druckmesswandler, ein Druckmesswandler mit einem mechanischen Resonator, ein Druckmesswandler mit einem optischen Resonator oder ein interferometrischer Druckmesswandler. Das von dem Druckmesswandler aufbereitete Signal wird in einer Instead of the described semiconductor pressure transducer with a piezoresistive transducer principle, of course, any other pressure transducer can be used, for example, capacitive pressure transducer, a pressure transducer with a mechanical resonator, a pressure transducer with an optical resonator or an interferometric pressure transducer. The prepared by the pressure transducer signal is in a
Auswertungsschaltung 14 aufbereitet und über einen Signalausgang 16 an eine übergeordnete Einheit ausgegeben. Der in Figur 1 dargestellte Druckmessaufnehmer 1 ist ein Evaluation circuit 14 processed and output via a signal output 16 to a higher-level unit. The pressure transducer 1 shown in FIG. 1 is a
Relativdruckmessaufnehmer, bei welchem der Messmembran 10 anstehende Druck gegen Atmosphärendruck gemessen wird, welcher über eine rückseitige Öffnung der Wandlerkammer 12 an die Rückseite der Messmembran geführt wird. Selbstverständlich kann der  Relativdruckmessaufnehmer, wherein the measuring diaphragm 10 pending pressure is measured against atmospheric pressure, which is guided via a rear opening of the converter chamber 12 to the back of the measuring diaphragm. Of course, the
erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer auch ein Druckmessaufnehmer für Absolutdruckmessungen sein, wobei in diesem Falles das Volumen des Druckmesswandler hinter der Messmembran geschlossen und evakuiert ist, um eine Messung des an der Frontseite der Messmembran anstehenden Drucks gegen Vakuum zu ermöglichen. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Druckmesswandler ein Differenzdruckmesswandler sein zum Messen der Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck, wobei der Differenzdruckmesswandler einen ersten erfindungsgemäßen Druckermittler umfasst, welcher über einen ersten hydraulischen Pfad einen Mediendruck zu einer ersten Seite eines Verformungskörpers bzw. einer Messmembran leitet, und einen zweiten erfindungsgemäßen Druckmittler, welcher einen zweiten Mediendruck über einen zweiten hydraulischen Pfad zu einer der ersten Seite abgewandten, zweiten Seite des Verformungskörpers bzw. der Pressure sensor according to the invention also be a pressure transducer for absolute pressure measurements, in which case the volume of the pressure transducer is closed behind the measuring diaphragm and evacuated to a measurement of the front of the measuring diaphragm To allow for upcoming pressure against vacuum. Furthermore, the pressure transducer according to the invention may be a differential pressure transducer for measuring the difference between a first fluid pressure and a second fluid pressure, wherein the differential pressure transducer comprises a first pressure determiner according to the invention, which via a first hydraulic path directs a fluid pressure to a first side of a deformation body or a measuring membrane, and a second pressure transmitter according to the invention, which a second media pressure via a second hydraulic path to one of the first side facing away from the second side of the deformation body or the
Messmembran leitet. Measuring diaphragm conducts.
Fig. 2 zeigt nun eine räumliche Darstellung eines Stempels 20 zum Fig. 2 shows a spatial representation of a punch 20 for
Prägen einer Trennmembran eines erfindungsgemäßen Druckmittlers. In einer Stirnfläche des Stempels 20 ist einen dritte Kontur 22 ausgebildet, gegen welche die Trennmembran zu prägen ist. Durch den Körper des Stempels 20 erstrecken sich von der die dritte Kontur 22 tragenden Stirnseite Kanäle 24 auf verschiedenen Radien, durch welche beim Prägen der Trennmembran Gas entweichen kann, welches zwischen der Trennmembran 3 und der Kontur 22 eingeschlossen ist. Embossing a separating membrane of a pressure transmitter according to the invention. In a front face of the punch 20, a third contour 22 is formed, against which the separation membrane is to be embossed. Through the body of the punch 20 extending from the third contour 22 bearing end side channels 24 at different radii, which can escape during embossing of the separation membrane gas, which is enclosed between the separation membrane 3 and the contour 22.
Figur 3 zeigt schließlich den Prägevorgang, bei welchem der Druckmittler, also ein Grundkörper 2 mit angeschweißter Trennmembran 3, an einem Stempel 20 anliegt, wobei über die Bohrung 6 durch den Grundkörper 2 die Trennmembran 3 mit einem Druck P beaufschlagt wird, um die Finally, FIG. 3 shows the embossing process in which the pressure transmitter, that is to say a base body 2 with welded separating membrane 3, rests against a punch 20, the separating diaphragm 3 being acted upon by the base 6 via the bore 6 by a pressure P in order to prevent the pressure
Trennmembran gegen die dritte Kontur 22 des Stempels 20 zu prägen. Wenngleich dies anhand der vorliegenden Zeichnungen, die nur  Emboss separation membrane against the third contour 22 of the punch 20. Although this is based on the present drawings, the only
Prinzipskizzen sind, nicht erkennbar ist weißt die dritte Kontur 22 eine größere Variation der axialen Koordinate Z(r) auf die entsprechende Variation der axialen Koordinate der Kontur des Membranbetts 5. Are schematic diagrams, not recognizable knows the third contour 22 a greater variation of the axial coordinate Z (r) on the corresponding variation of the axial coordinate of the contour of the membrane bed. 5
Der Prägedruck kann dabei entweder pneumatisch oder hydraulisch aufgebracht werden. Zudem kann über eine Kontrolle der Temperatur des Mediums, mit welchem der Druck aufgebracht wird, und/oder der Temperatur des Grundkörpers 2 und/oder der Temperatur des Stempels 20 Einfluss auf die Prägung genommen werden. The embossing pressure can be applied either pneumatically or hydraulically. In addition, control of the temperature of the medium with which the pressure is applied and / or the temperature of the base body 2 and / or the temperature of the punch 20 can be used to influence the embossing.
Schließlich kann zwischen der stempelseitigen Oberfläche der Finally, between the die side surface of the
Trennmembran 3 und der dritten Kontur 22 noch ein Gleitmittel eingesetzt werden, um die Relativbewegung zwischen dem Material der Separating membrane 3 and the third contour 22 are still a lubricant used to the relative movement between the material of the
Trennmembran 3 und den Konturelementen 22 während des Prägens zu erleichtern. To facilitate separation membrane 3 and the contour elements 22 during embossing.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Druckmittler, umfassend: einen Druckmittlerkörper (2); und 1 . A pressure transmitter, comprising: a diaphragm seal body (2); and
eine Trennmembran (3) mit einer ersten geprägten Kontur (4), die entlang mindestens eines umlaufenden Randes mit einer  a separation membrane (3) having a first embossed contour (4) along at least one circumferential edge with a
Oberfläche des Druckmittlerkörpers (2) verbunden ist, wobei der Druckmittlerkörper ein Membranbett (5) mit einer zweiten Kontur aufweist, welche im Wesentlichen mit der ersten Kontur (4) fluchtet, wenn die Trennmembran an der Membranbett zur Anlage kommt, wobei die erste Kontur (4) erhalten ist durch einen Prozess, welcher das Prägen der Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel aufweist, wobei der Stempel (20) eine dritte Kontur (22) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (20) mindestens einen Kanal (24) aufweist, welcher sich von der Oberfläche der dritten Kontur (22) durch den Körper des Stempels (20) erstreckt, um beim Prägen zwischen der  Surface of the diaphragm seal body (2) is connected, wherein the diaphragm seal body (5) having a second contour which is substantially flush with the first contour (4) when the separation membrane comes to rest on the membrane bed, wherein the first contour ( 4) is obtained by a process which comprises stamping the separating membrane with the side of the separating membrane facing away from the membrane bed against a stamp, wherein the stamp (20) has a third contour (22), characterized in that the stamp (20) has at least one Channel (24) which extends from the surface of the third contour (22) through the body of the punch (20) to the embossing between the
Trennmembran (3) und der Oberfläche des Stempels (20) eingeschlossenes Fluid entweichen zu lassen.  Separation membrane (3) and the surface of the punch (20) to escape trapped fluid.
2. Druckmittler nach Anspruch 1 , wobei der Stempel mehrere Kanäle aufweist, die sich von der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken. 2. A pressure transmitter according to claim 1, wherein the punch has a plurality of channels extending from the contour through the body of the punch.
3. Druckmittler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Kontur unterschiedlich zur zweiten Kontur ist, 3. pressure transmitter according to one of the preceding claims, wherein the third contour is different from the second contour,
4. Druckmittler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Kontur dazu vorgesehen ist, der Trennmembran die erste4. Pressure transmitter according to one of the preceding claims, wherein the third contour is provided, the separation membrane, the first
Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur. Imprinting contour which is aligned with the second contour, wherein the third contour has a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
5. Druckmessaufnehmer, umfassend: mindestens einen Druckmittler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4; einen hydraulischen Pfad; und einen Druckmesswandler mit einem Verformungskörper, wobei der Druckmesswandler über den hydraulischen Pfad mit dem Druckmittler kommuniziert, wobei der Verformungskörper, über den hydraulischen Pfad mit einem Druck beaufschlagbar ist, der von einem an der 5. pressure transducer, comprising: at least one pressure transmitter according to one of claims 1 to 4; a hydraulic path; and a pressure transducer having a deformation body, wherein the pressure transducer communicates via the hydraulic path with the diaphragm seal, wherein the deformation body, can be acted upon by the hydraulic path with a pressure, which of a at the
Trennmembran anstehenden Druck abhängt, wobei der Druckmesswandler dazu vorgesehen ist, Signal auszugeben, welches ein Maß für die druckabhängige Verformung des Verformungskörpers ist.  Disconnected diaphragm depending pressure, the pressure transducer is designed to output signal, which is a measure of the pressure-dependent deformation of the deformation body.
6. Verfahren zum Herstellen eines Druckmittlers mit einem 6. A method for producing a pressure transmitter with a
Druckmittlerkörper und einem Membranbett und einer an dem Druckmittlerkörper befestigten Trennmembran, welche das Membranbett überdeckt, wobei die Herstellung des Druckmittlers umfasst: Discharge body and a membrane bed and attached to the diaphragm seal body separating membrane, which the Membrane bed covered, wherein the manufacture of the pressure transmitter comprises:
Prägen einer ersten Kontur in die Trennmembran mit der dem Membranbett abgewandten Seite der Trennmembran gegen einen Stempel, wobei die geprägte erste Kontur im Wesentlichen mit einer zweiten Kontur in dem Membranbett des Druckmittlerkörpers fluchtet, wobei der Stempel eine dritte Kontur aufweist, mit welcher das Material der Trennmembran zumindest anteilig plastisch verformt wird, wobei die dritte Kontur nicht mit der zweiten Kontur identisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mindestens einen Kanal aufweist, welcher sich von der Oberfläche der Kontur durch den Stempel erstreckt, um ein Fluid, welches beim Prägen zwischen der Trennmembran und dem Stempel eingeschlossen ist, entweichen zu lassen. Embossing a first contour in the separation membrane with the side facing away from the membrane bed of the separation membrane against a punch, the embossed first contour is substantially aligned with a second contour in the diaphragm bed of the diaphragm seal body, wherein the punch has a third contour, with which the material of Separating membrane is at least partially plastically deformed, wherein the third contour is not identical to the second contour, characterized in that the punch has at least one channel which extends from the surface of the contour through the punch to a fluid which during embossing between the separation membrane and the stamp is included, to let escape.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Stempel mehrere Kanäle aufweist, die sich von der Kontur durch den Körper des Stempels erstrecken. The method of claim 6, wherein the punch has a plurality of channels extending from the contour through the body of the punch.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Fluid ein Gas, eine Emulsion oder eine Flüssigkeit ist. 8. The method of claim 6 or 7, wherein the fluid is a gas, an emulsion or a liquid.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die dritte 9. The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the third
Kontur dazu vorgesehen ist, der Trennmembran die erste Kontur aufzuprägen, welche mit der zweiten Kontur fluchtet, wobei die dritte Kontur eine Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Contour is provided to impart to the separation membrane the first contour, which is aligned with the second contour, wherein the third contour has a variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are larger than corresponding variation of the axial
Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Coordinates Z 2 (r) of the second contour. Method according to one of claims 6 to 9, wherein the
Trennmembran vor dem Prägen der ersten Kontur an dem Separating membrane before embossing the first contour on the
Grundkörper befestigt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Prägen mehrere Teilprägeschritte mit jeweils einem Stempel umfasst, wobei für mindestens einen Stempel gilt, dass dessen Kontur eine Basic body is attached. Method according to one of claims 6 to 10, wherein the embossing comprises a plurality of Teilprägeschritte each having a punch, wherein applies for at least one punch that the contour of a
Variation der axialen Koordinaten Z3(r) aufweist, die größer sind als entsprechende Variation der axialen Koordinaten Z2(r) der zweiten Kontur. Variation of the axial coordinates Z 3 (r), which are greater than corresponding variation of the axial coordinates Z 2 (r) of the second contour.
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