DE2147221B1 - Ringförmige Fassung für kreisförmige Membranen - Google Patents

Description

• In F i g. 2 ist eine technische Ausführung der Fassung 2 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Ring 6, dessen Außendurchmesser etwa dem Membrandurchmesser entspricht. Um den für eine Schweißverbindung mit der Membran notwcndigcn schmalen Rand7 zu erhalten, ist der zylindrische Ring 6 bis zu einem Teil ci sciner Höhe konisch ausgedreht. In der Nähe des Randes 7 ist in der Mantel fläche des zylindrischen Rings 6 eine Ringnut 8 mit keilförmigem Querschnitt angebracht, deren Tiefe so bemessen ist, daß ihre eine Fianke einer seits und die zur Ausbildung des Randes 7 vorgenommene konische Ausdrehung andererseits einen, einen Teil des zylindrischen Rings 6 bildenden kcgelstumpftörmigen Ring 3' bilden.
• Diese Ausführungsform ist als Drehteil einfach herzustellen. Der breite obere Rand 9 des zylindrischen Rings 6 eignet sich sehr gut zum Einleiten des zur Spannung der hier nicht gezeichneten Membran benötigten Drucks. Üblicherweise wird dieser bereits in F i g. 1 gezeigte Druck P gleichmäßig auf den Rand verteilt wirken. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß verschiedene Drücke punktförmig auf den Rand verteilt einwirken, um unregelmäßige Spannungen in der Membran zu eliminieren.
• In F i g. 3 ist ein weiteres als besonders vorteilhaft angesehenes Ausführungsbeispiel gezeigt, in welchem die Fassung 2 für die Membran 1 aus zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten zylindrischen Ringen 6 gemäß Fig.2 besteht. Vorteilhaft ist, daß die empfindliche Membran 1 zwischen den beiden Ringen 6 relativ geschützt angeordnet ist und die Spannwirkung durch die Möglichkeit, auf beide äußere Randflächen der Ringe 6 Druck P auszuüben, vergrößert wird.
• Wie bereits bei Fig. 1 erwähnt, kann auch die Möglichkeit bestehen, zur Straffung der Membran Zugkräfte anwenden zu müssen. Für dicscn Fall ist eine in der F i g. 4 dargestellte Ausführungsform der ringflrmigen Fassung 2 vorgesehen, die wickler aus einem zylindrischen Ring 6 besteht, dessen Außcndurchmesser erheblich größer ist als der der hier nicht gezeichneten Membran und welcher zur Erziclung eines schmalen Befestigungsrandes 7 für die Membran und zur gleichzeitigen kegclstumpfförmigen Ausbildung eines Teiles des Ringes 6 in seinem unteren Teil trichterförmig ausgeführt ist. Die untere Randfläche 10 des Rings 6 ist dabei so abgeschrägt, daß sie mit der inneren Abschrägung 11 dem trichterförmigen Teil des zylindrischen Rings 6 eine kegelstumpfähnliche Ringform 3' verleiht, um die bereits mehrfach beschriebene Wirkung zu erzielen, wenn auf dem schmalen Befestigungsrand 7 Zugkräfte P' einwirken.
• Diese Ausführungsform eignet sich besonders für die spiegelbildliche Anordnung, ähnlich wie bei Fig.3, wobei die notwendige Zugkraft z.B. durch Einbringen eines Preßkeils in den keilförmigen Spalt zwischen den beiden Ringen 6 relativ einfach zu erzeugen ist.
• Das Zusammendrücken der Fassung kann durch Anschläge begrenzt werden und im Falle der elastischen Verformung der Randfläche kann die erreichte optimale Stellung durch Vorrichtungen gesichert werden.
• Da bei der Fassung von metallischen Plattenfedern ähnliche Probleme auftreten, gelten die oben dargestellten Maßnahmen in gleicher Weise für Plattenfedern.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Ringförmige Fassung für kreisförmige und annähernd ebene metallische Membranen mit einer ersten Randfläche, die mit dem Rand der Membran verbunden ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Fassung (2) derart ausgebildet ist, daß bei Ausüben eines in Achsrichtung wirkenden Druckes (P) auf die der ersten gegenüberliegende zweite Randfläche eine elastische oder plastische Verformung der in Axialrichtung abgestützten, mit der Membran (1) verbundenen ersten Randfläche in Richtung einer Vergrößerung ihres Durchmessers auftritt.
2. 2. Ringförmige Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (2) als kegelstumpfförmiger Ring (3) nach Art einer Tellerfeder ausgebildet ist und daß die Membran (1) mit dem Rand (5') größeren Durchmessers verbunden ist.
3. 3. Ringförmige Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (2) aus einem zylindrischen Ring (6) besteht, dessen Außendurchmesser etwa dem Membrandurchmesser entspricht und der zur Ausbildung eines schmalen, mit der Membran zu verbindenden Randes (7) bis zu einem Teil (d) seiner Höhe konisch ausgedreht ist und bei dem in der Nähe des Randes (7) in der Mantelfläche des Rings (6) eine Ringnut (8) keilförmigen Querschnitts angebracht ist.
4. 4. Ringförmige Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (2) ganz oder teilweise aus einem kegelstumpfförmigen Ring (3, 3') besteht und daß die Membran (1) mit dessen Rand (5) kleineren Durchmessers verbunden ist und daß auf diesen Rand (5) eine Zugkraft ausgeübt wird.
5. 5. Ringförmige Fassung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei spiegelbildlich und koaxial zueinander angeordneten Fassungen (2) besteht, zwischen denen die Membran (1) angeordnet ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige Fassung für kreisförmige und annähernd ebene metallische Membranen mit einer ersten Randfläche, die mit dem Rand der Membran verbunden ist.

   Üblicherweise werden zum Fassen von Membranen entsprechend geformte Fassungsteile verwendet, beispielsweise Metallringe, die in erster Näherung als starr anzusehen sind (s. britische Patentschrift 793 707).

   Wird eine metallische Membran unter Wärmezufuhr, beispielsweise durch Schweißen oder Löten, mit dem Rand ihres ringförmigen Fassungsteils verbunden, so kann die zuvor glatte Membran wegen unterschiedlicher Wärmeausdehnungen beim Verbinden wellig werden bzw. es treten in der Membran Spannungen auf, die ein gleichmäßiges Ansprechen der Membran über ihre ganze Fläche verhindern. Bei der Anwendung von Metallklebetechniken besteht, wenn auch in geringerem Maße, ebenfalls die Gefahr, daß die Membran ungleichmäßig verspannt wird.

   Diese Nachteile wirken sich insbesondere bei Membranen für Meßzwecke, die in Druck- oder Differenzdruckmeßgeräten verwendet werden, störend aus.

   Es besteht demgemäß die Aufgabe, eine Fassung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es erlaubt in einfacher Weise nach Verbindung der Membran mit ihrer Fassung, was durch Löten, Schweißen oder Kleben geschehen kann, auf die Membranspannung im Sinne einer Glättung oder Ausrichtung der Membran einzuwirken.

   Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Fassung derart ausgebildet ist, daß bei Ausüben eines in Achsrichtung wirkenden Druckes auf die der ersten gegenüberliegende zweite Randfläche eine elastische oder plastische Verformung der in Axialrichtung abgestützten, mit der Membran verbundenen ersten Randfläche in Richtung einer Vergrößerung ihres Durchmessers auftritt.

   Material und Form der Membran wie der Fassung werden dabei so gewählt bzw. so aufeinander abgestimmt, daß der Membran die Bewegung des mit ihr verbundenen Randes der Fassung aufgeprägt wird. Damit hat man es in der Hand, die Membran nach der Verbindung mit der Fassung, wenn nötig, zu straffen oder zu lockern.

   Zur Erläuterung der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt und im folgenden beschrieben.

   Fig. 1 zeigt das Wirkungsprinzip in einer schematischen Darstellung. Eine kreisscheibenförmige Metallmembran 1 ist durch Schweißen entlang ihres Randes mit einer Randfläche einer ringförmigen Fassung 2 verbunden. Die ringförmige Fassung 2 besteht hier aus einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Ring 3 nach Art einer Tellerfeder, mit dessen unterer Randfläche 5' größeren Durchmessers, wie aus der Figur zu ersehen ist, die Membran 1 verschweißt ist.

   Um die beim Schweißen wellig gewordene Membran 1 zu glätten und ihr, wenn nötig, darüber hinaus eine gewisse Vorspannung zu erteilen, wird auf die Randfläche 5 kleineren Durchmessers des kegelstumpfförmigen Rings 3 ein Druck P ausgeübt. Die Randfläche 5' größeren Durchmessers des kegelstumpfförmigen Rings 3 mit der Membranl stützt sich dabei wenigstens teilweise gegen ein festes Widerlager 4 ab. Dies bewirkt eine Verkleinerung der Höhe h des kegelstumpfförmigen Rings 3 bei gleichzeitiger Erweiterung seines größeren Randdurchmessers. Damit wird die Membranl gespannt. Dieser Zustand kann durch geeignete Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung des Drucks P, wie z. B. Spannschrauben, festgehalten werden. Falls es die Umstände erfordern, kann das Wirkungsprinzip auch derart umgekehrt werden, daß die Membran 1 an der Randfläche 5 kleineren Durchmessers des kegelstumpfförmigen Rings 3 befestigt wird. Zur Straffung der Membran 1 muß dann entsprechend auf die Randfläche 5 eine Zugkraft ausgeübt werden.

   Sollte es erforderlich sein, die Membranl nach Befestigung an ihrer Fassung 2 zu lockern, so ist auf den Ring 3 in der letztgenannten Anordnung ein seine Höhe h vermindernder Druck auszuüben.