DE3236720C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßkapsel für einen Differenz­ druck-Meßumformer gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Eine derartige Meßkapsel, die Bestandteil eines mit Öl gefüllten Differenzdruck-Meßumformers ist, ist z.B. aus der DE-AS 26 31 025 bekannt. Zwischen zwei rotationssymmetrischen Meßkapselscheiben aus Metall ist eine Meßmembran, die ebenfalls aus Me­ tall besteht, angeordnet. Die Meßmembran ist unter Zugspannung mit den Meßkapselscheiben im Umfangs­ bereich verschweißt. Bei diesem Aufbau der Meßkap­ sel ist es erforderlich, zur Erhöhung des Meßbereiches den Außendurchmesser der Meßkapselscheiben zu ver­ ringern. Diese Möglichkeit der Anpassung der Meß­ kapsel an den Meßbereich scheidet jedoch aus, wenn die Außenmaße der Meßkapsel nicht verändert wer­ den dürfen. Dies ist z.B. der Fall, wenn Meßkapseln mit unterschiedlichen Meßbereichen in Gehäuseteilen gleicher Größe eingesetzt werden sollen. In geringem Umfang läßt sich zwar der Meß­ bereich durch die Dicke der Meßmembran und durch die Vorspannung der Meßmembran variieren, jedoch stößt man insbesondere bei großen Meßbereichen bald an die Grenze dieser Maßnahme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßkapsel der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Meßbereich - bei gleichen Außenabmessungen der Meßkapsel - verschieden groß gewählt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Mit der Meßkap­ sel nach der Erfindung steht zusätzlich zu der Dicke der Meßmembran und der Vorspannung der Meßmembran der wirksame Durchmesser der Meßmembran als weiterer Parameter für den Meßbereich zur Verfügung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Diese Ausge­ staltung ermöglicht eine Füllung des Zwischen­ raumes zwischen der ringförmigen Stufe und der Schweißnaht mit Öl, so daß die Meßkapsel auch bei hohem statischen Druck entlastet ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren Ein­ zelheiten und Vorteilen anhand eines in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen ersten Schnitt durch eine Meßkap­ sel nach Erfindung vor dem Verschweißen der Meßmembran mit den Meßkapselscheiben,

Fig. 2 einen zweiten Schnitt durch die Meßkap­ sel entlang der Linie A-B in Fig. 1 und

Fig. 3 einen weiteren Schnitt durch die Meßkap­ sel jedoch nach dem Verschweißen der Meßmembran mit den Meßkapselscheiben.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen.

Die Fig. 1 zeigt einen ersten Schnitt durch eine Meßkapsel nach der Erfindung und zwar vor dem Ver­ schweißen einer Meßmembran 1 mit zwei Meßkapsel­ scheiben 2 und 3. Die Meßkapselscheiben 2 und 3 weisen je eine ringförmige Stufe 4 bzw. 5 auf, die konzentrisch zur Scheibenachse 6 orientiert sind. Zwischen diesen ringförmigen Stufen ist die Meßmembran 1 unter in radialer Richtung wirkenden Zugspannung gehalten. Diese Zugspannung ist durch gestrichelte Pfeile 7 dargestellt. Die Meßkapsel­ scheiben 2 und 3 sind mit Durchgangsöffnungen 8 bzw. 9 versehen die die Verbindung zu Meßkammern 10 bzw. 11 herstellen die jeweils durch die Innen­ fläche der Meßkapselscheibe die ringförmige Stufe und die Meßmembran begrenzt sind. Die ringförmigen Stufen 4 und 5 weisen Aussparungen 12 bzw. 13 auf, deren Zweck weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschrieben ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-B in der Fig. 1. Diese Darstellung zeigt die Meßkapselscheibe 3 mit der Durchgangsöffnung 9 und der ringförmigen Stufe 5 die durch die Aus­ sparungen 13 unterbrochen ist.

Während des Schweißvorgangs wirken auf die Meß­ membran eine Zugkraft, die in der Fig. 1 durch ge­ strichelte Pfeile 7 dargestellt ist, und auf den äußeren Rand der Meßkapselscheiben 2 und 3 eine Druckkraft, die in der Fig. 1 durch gestrichelte Pfeile 14 dargestellt ist. Aufgrund dieser Druckkraft liegen die Meßkapselscheiben 2 und 3 an der Meßmem­ bran 1 an. Nach dem Schweißvorgang nimmt die Meß­ kapsel die in der Fig. 3 dargestellte Form an. Die Schweißnaht 15 nimmt jetzt die über die Druckkraft (gestrichelte Pfeile 14 in der Fig. 1) eingebrachte Anpreßkraft und die über die Zugkraft (gestrichelte Pfeile 7 in der Fig. 1) eingebrachte Membran­ spannung auf. Der wirksame Durchmesser der Meß­ membran 1 ist durch den Durchmesser der ringför­ migen Stufen 4 und 5 vorgegeben. Eine Verkleinerung dieses Durchmessers führt - bei gleichen Außenmaßen der Meßkapsel - zu einer Vergrößerung des Meßbe­ reiches.

Wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 be­ schrieben, weisen die ringförmigen Stufen 4 und 5 Aussparungen 12 bzw. 13 auf. Über diese Aussparungen läßt sich der Zwischenraum zwischen der ringförmigen Stufe 4 bzw. 5 und der Schweißnaht 15, wie die Meßkammern 10 und 11 mit Öl füllen. Durch diese Maßnahme ist die Meßkapsel insbesondere bei hohem statischen Druck entlastet.

In den Fig. 1 bis 3 ist das Abgriffsystem das die mechanische Auslenkung der Meßmembran 1 die ein Maß für den zu messenden Differenzdruck ist z.B. in eine elektrische Größe umformt, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. So lassen sich z.B. die in der DE-AS 26 31 025 dargestellten Abgriffsysteme in Verbindung mit der oben beschrie­ benen Erfindung verwenden.

Claims (2)

1. Meßkapsel für einen Differenzdruck-Meßumformer mit zwei rotationssymmetrischen Meßkapselschei­ ben zwischen denen eine Meßmembran angeordnet ist und bei der die Meßmembran unter Zugspan­ nung mit den Meßkapselscheiben im Umfangsbereich verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Meßkapselscheiben (2 3) auf ihrer der Meßmembran (1) zugewandten Seite je eine kon­ zentrisch zur Scheibenachse (6) orientierte ringförmige Stufe (4, 5) aufweisen, zwischen denen die Meßmembran (1) eingespannt ist und
• - daß während des Schweißvorganges auf die Außen­ seiten der Meßkapsel eine Kraft einwirkt, die die Meßkapselscheiben (2, 3) im Umfangsbereich auf der Meßmembran (1) aufliegen läßt.

2. Meßkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die ringförmige Stufe (4, 5) Ausspa­ rungen (12, 13) aufweist, die eine Füllung zwischen der ringförmigen Stufe (4, 5) und der Schweißnaht (15) mit Öl ermöglichen.