CH340356A - Piezoelektrischer Druckgeber - Google Patents

Description

  
 



  Piezoelektrischer Druckgeber
Die Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung und Isolierung des stromabnahmeseitigen Endes eines piezoelektrischen Druckgebers.



   Bei einem bekannten piezoelektrischen Druckgeber besteht die Abdichtung und Isolierung des Kontaktstückes aus einem elastischen Ring, der am äussern Ende des Instrumentes durch eine Feder zwischen je eine Schulter des Gebergehäuses und eine solche des Kontaktstückes gepresst ist. Dieser Dichtungsring ist mit innerem und äusserem Radialspiel eingebaut, so dass er sich bei Erwärmung des Instrumentes allseitig ausdehnen und bei Erkaltung seine ursprüngliche Form wieder annehmen kann.



  Eine solche Abdichtung erträgt aber zufolge der wenig steifen Verbindung von Gebergehäuse und Kontaktstück keine heftigen Erschütterungen, wie sie z. B. beim Indizieren von Brennkraftmaschinen auftreten können.



   Mit der Erfindung wird bezweckt, die Abdichtung und Isolierung unter Beibehaltung der freien Ausdehnungsmöglichkeit des Dichtungsringes so zu gestalten, dass sie selbst hartnäckigen und andauernden Erschütterungen standhält.



   Dies wird gemäss der Erfindung dadurch ermöglicht, dass der elastische Isolier- und Dichtungsring am einen Ende einer auf der Stromabnahmeseite des Druckgebers liegenden und zur Geberachse konzentrischen Gehäusekammer angeordnet ist und dass ferner ein zweiter, elastisch nachgiebiger Isolier- und Dichtungsring zwischen einer Schulter des andern Kammerendes und einem am Kontaktstück axial gleitbaren und federbelasteten Ring gepresst ist.



   Auf diese Weise ist das Kontaktstück nicht mehr nur an einer einzigen, sondern an zwei voneinander distanzierten Stellen mit dem Gehäusestutzen elastisch verbunden, wodurch die Stabilität bedeutend verbessert wird. Das Auftreten von Schüttelschwingungen des Kontaktstückes, namentlich in Querrichtung, sowie die Intensität von solchen Schwingungen ist dadurch erheblich eingeschränkt. Die kompaktere und stabilere Anordnung bewirkt sodann, dass die Belastung stets gleichmässig über die ganzen Auflageflächen des Isolationsmaterials verteilt bleibt und somit keine ungebührlichen plastischen Verformungen eintreten können.



   In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt.



   Der in Fig. 1 dargestellte Druckgeber gehört zur Gattung der Hülsenindikatoren, wobei die aus zwei Quarzstäben 1 und 2 bestehende Kristallsäule in eine druckseitig geschlossene   Stahlhülse    3 eingebaut ist. Die Stäbe werden durch den in die Hülse eingepressten Stahlzylinder 4 vorgespannt. Die in das Gehäuse 5 eingewalzte Ringmembran 6 schützt dabei den Ringspalt 7 vor dem Eindringen von Druckgasen.



   Bei Beanspruchung der Quarzsäule in der Längsrichtung entsteht auf der Mantelfläche des Quarzzylinders 1, 2 eine positive Ladung, die durch die   Stahlhülse    3 und das Gehäuse 5 geerdet wird. Die an den Trennebenen der Halbzylinder entstehende Gegenladung wird hingegen durch ein dünnes Kupferblech 8 aufgenommen und mittels des Leiters 9 durch das isolierende Quarzrohr 10 hindurch dem metallischen Kontaktstück 11 zugeführt, in welchem der Leiter 9 durch einen Stift 21 festgeklemmt ist.



  Das Gegenkontaktstück 29 leitet die Ladung weiter.



   Zur Abdichtung der aktiven Teile des piezoelektrischen Druckindikators sowie zur Isolierung des Kontaktstückes 11 ist am abnahmeseitigen Ende des Instrumentes eine zur Hauptsache konzentrische Gehäusekammer vorgesehen, in welcher die Dichtungsorgane eingebaut sind. Die Kammer wird durch die  in das Gehäuse 5 gepressten Büchsen 12, 13 gebildet, welche kegelstumpfförmige Auflageflächen 14, 15 aufweisen. Die Hauptdichtung besteht aus dem Ring 16 aus elastisch nachgiebigem und elektrisch hochisolierendem Material, wie z. B.    Teflon ,    die Nebendichtung aus dem Ring 17 aus demselben Material. Beide Isolier- und Dichtungsringe haben die Form eines abgestumpften Kegelmantels, deren gedachte Kegelspitzen voneinander abgekehrt sind.

   Das Kontaktstück 11 ist mit einer Schulter 18 versehen, welche an der einen Seite kegelig geformt ist und sich gegen den Dichtungsring 16 legt. Der Auflagering 19 ist am Schaft 20 des Kontaktstückes 11 axial gleitbar, aber satt geführt und legt sich mit seiner äussern, ebenfalls kegeligen Sitzfläche gegen den Nebendichtungs- und Isolierring 17. Durch die vorgespannte Schraubenfeder 22 werden die beiden Schultern 18, 19 in axialer Richtung auseinandergedrückt und übertragen die Federspannung auf die Dichtungsringe 16, 17. Dabei kann das zusammengepresste Dichtungsmaterial nach den Enden etwas ausweichen. Auch temperaturbedingte Längen- und Volumenänderungen des Isoliermaterials werden so ausgeglichen. Der Nebendichtungs- und Isolierring 17 ist in Richtung der Kammerinnenseite in Form einer längeren, der Hauptdichtungsring 16 in Form einer kürzeren Hülse 23 bzw. 23' verlängert.

   Diese legen sich einerseits an die Kammerbüchsen 12, 13, anderseits an die büchsenartige Verlängerung 24 des Auflageringes 19.



   Diese Abdichtungs- und Isolierart weist wesentliche Vorteile auf. Wichtig ist vor allem der kompakte Zusammenbau des Ganzen, indem das Kontaktstück 11 an seinen beiden Enden durch die Dichtungsringe 16, 17 sehr steif, aber dennoch elastisch mit dem Gehäuse 5 verbunden ist. Das Kontaktstück erträgt deshalb heftige Erschütterungen, ohne in Schüttelschwingungen zu geraten und Beschädigungen an dem verhältnismässig weichen Dichtungsmaterial oder am Leitungsdraht verursachen zu können. Auch die Verlängerungsstücke 23,   23' der    Dichtungsringe 16, 17 sind zufolge der Führung durch den verlängerten Auflagering 19 gut gehalten und vor dem Ausbrechen geschützt. Dennoch können alle Stücke der Abdichtung den Wärmedehnungen, wie sie z. B. beim Indizieren einer Brennkraftmaschine auftreten, ohne weiteres folgen.



   Für Revisionszwecke lässt sich die ganze Abdichtung leicht aus- und wiedereinbauen, indem zunächst der Verschlusszapfen 25 und der Kontaktstift 21 entfernt werden und hernach die äussere Kammerbüchse 13 durch Fassen an der Schulter 27 aus dem Stutzen des Gehäuses 5 gepresst wird.



   Anstatt das Kontaktstück 11 selbst nach aussen zu führen, könnte man dieses gemäss Fig. 2 kürzen und den Auflagering als Teller 28 ausbilden, wobei dieser die Stromübertragung nach dem Gegenkontaktstück 29 übernimmt. Diese Ausführung bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass das Innere der Kammer vollständig abgedichtet ist. Das Gegenkontaktstück 29 wird in diesem Fall federnd gegen den Teller 28 gedrückt, damit er beim Anziehen der Überwurfmutter 30 nicht vom Dichtungsring 17 abgehoben werden kann.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Piezoelektrischer Druckgeber, bei welchem zwecks Abdichtung und Isolierung seines stromabnahmeseitigen Endes ein elastischer Isolier- und Dichtungsring federnd zwischen das eine Ende des Geberkontaktstückes und eine Schulter - des Gebergehäuses gepresst ist und sich allseitig ausdehnen kann, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterbringung der Isolier- und Abdichtungsorgane eine zur Geberachse konzentrische Gehäusekammer (12, 13) vorgesehen ist und dass der genannte Isolier- und Dichtungsring (16) am einen Ende der Kammer (12, 13) angeordnet ist, während am andern Kammerende ein zweiter, elastisch ebenfalls nachgiebiger Isolier- und Dichtungsring (17) zwischen eine Kammerschulter (15) und ein am Kontaktstück (11) axial gleitbar geführtes und federbelastetes Abschlussstück (19, 28) gepresst ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Druckgeber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtungs- und Isolierringe (16, 17) als abgestumpfte, materielle Kegelmäntel ausgebildet sind.

   2. Druckgeber nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachten Kegelspitzen der materiellen Kegelmäntel voneinander abgekehrt sind.

   3. Druckgeber nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der eine Dichtungs- und Isolierring kammerinnenseitig eine hülsenförmige Verlängerung (23) besitzt, die einerseits an der Kammerinnenwand, anderseits an einer büchsenartigen Verlängerung (24) des axial verschiebbaren Abschlussstückes (19) anliegt.

   4. Druckgeber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Auflage stück der äussern Dichtung als Teller (28) ausgebildet ist und die Strom übertragung nach aussen übernimmt, so dass die Isolier- und Dichtungskammer (12, 13) an ihren beiden Enden vollständig abgedichtet ist.