CH446761A

CH446761A - Membrankonstruktion für Druckaufnehmer

Info

Publication number: CH446761A
Application number: CH630466A
Authority: CH
Inventors: Conrad Sonderegger Hans; Roemer Bruno
Original assignee: Kistler Instrumente Ag
Priority date: 1966-04-29
Filing date: 1966-04-29
Publication date: 1967-11-15
Also published as: AT276809B; AT279212B; DE1648551A1

Description

Membrankonstruktion für Druckaufnehmer
Der wichtigste und zugleich der den schwersten Anforderungen ausgesetzte Teil eines Druckaufnehmers stellt dessen Membrane dar. Bekanntlich werden Druckaufnehmer zur Messung von Druckveränderungen in Brennkraftmaschinen, Turbinen, hydraulischen und ballistischen Systemen, in Raketen, Explosionsverformungsmaschinen usw. verwendet. Dabei wirken die gasförmigen oder flüssigen Medien teilweise stark variierend in Temperatur und Druck auf die Membrane. Dieselbe überträgt die daraus resultierende Kraft auf ein mechanisch-elektrisches Wandlerelement, das ein piezoelektrisches, ein induktives, ein widerstands- oder piezoresistives oder ein kapazitiv wirkendes'Element sein kann.

Anschliessend an dieses Element folgen, verbunden über Kahelleitung, elektronische Verstärker oder Messbrücken, deren Ausgangssignale Oszillographen, Bandaufnahmegeräten oder elektronischen Schreibgeräten zugeführt werden.

Durch die oft gleichzeitige Einwirkung rascher Druckund Temperaturstösse auf die Membrane ist dieselbe bei Dauerbetrieb schwerster mechanischer Beanspruchung ausgesetzt. Zudem bewirken Temperaturänderungen des Druckmediums Spannungsänderungen in der Membrane, was zusätzliche Krafteinwirkung auf die nachgeschalteten Wandlerelemente auslöst und damit zu fehlerhaften Messungen der Druckverläufe führt. Die Konstruktion der Membrane eines jeden Druckaufnehmertypes stellt somit vielfältige und schwer in sich zu vereinigende Anforderungen.

Die Erfindung ermöglicht, den nachteiligen Einfluss von Temperaturänderungen des Druckmediums auf die Messmembrane weitgehend auszuschalten. Die erfindungsgemässe Membrankonstruktion für Druckaufnehmer ist dadurch gekennzeichnet, dass der Messmembrane eine Wärmeschutzplatte vorgeschaltet ist.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen handelsüblichen Druckaufnehmer,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Druckaufnehmer mit Wärmeschutzplatte,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen lJruckaurneh- mer mit Wärmeschutzplatte und Deckmembrane.

Entsprechend Fig. 1 besteht ein handelsüblicher Druckaufnehmer aus dem Aufnehmerkörper 1, dem mechanisch-elektrischen Wandlerelement 2 und der die Öffnung 7 abschliessenden Membrane 3. Die Membrane 3 ist normalerweise mittels einer Ringwulst 4 elektrisch auf den Körper 1 geschweisst oder mittels Hartlötung 6 mit demselben verbunden. Zudem weist sie eine kettenlinien ähnliche Form auf, die zur Verringerung der mechani schen Spannung beiträgt. Die Dicke < eS) 5 der Membrane 3 ist meist durch die Möglichkeiten der mechanisch einwandfreien Verbindung mit dem Körper 1 festgelegt. Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, dass einwandfreie Schweissverbindungen nur mit Membranen erzielt werden, die mehr als 0,10 mm dick sind. Mit dünneren Membranen ergibt die elektrische Stumpfschweissung Durchbrand stellen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann die Wärmeschutzplatte 46 mit einer Klebeschicht 47, z. B. aus Silikongummi, auf die Druckmembrane 43 aufgeklebt sein. Zusätzlich ist ein mit dem Gehäuse 41 verschweisster Klemmring 45 mit einer Sicherung, z. B. einer Anschrägung a am Innendurchmesser, ausgerüstet, wodurch eine einwandfreie Halterung der Wärmeschutzplatte 46 gewährleistet ist. Dieselbe besteht beispielsweise aus einem getränkten Asbestgewebe oder einem sehr feinen Metallgewebe.

Entsprechend Fig. 3 ist es auch möglich, unter Zuhilfenahme des Klemmrings 55 eine als Schutzmembrane wirkende Metallfolie 57 aus Metall über der Wärmeschutzplatte 56 anzubringen und mit dem Klemmring 55 dicht zu verschweissen. Eine solche Schutzmembran kann sehr dünn und sowohl perforiert oder auch dicht sein.

Die beschriebene Membrankonstruktion ermöglicht es, Druckaufnehmer zu bauen, die im Dauerbetrieb neben hohen mechanischen Beanspruchungen scharfen Temperaturänderungen des Druckmediums gewachsen sind und deren empfindliche Membrane gegen mechanische Beschädigung - insbesondere im rauhen Prüfbetrieb - wirksam geschützt sind.

Claims

PATENTANSPRUCH Membrankonstruktion für Druckaufnehmer, dadurch gekennzeichnet, dass der Messmembrane (43) eine Wärmeschutzplatte (46, 56) vorgeschaltet ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Membrankonstruktion für Druckaufnehmer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgeschaltete Wärmeschutzplatte (46, 56) aus einem Gewebe hoher Temperaturbeständigkeit und geringer Wärmeleitfähigkeit gleichzeitig hoher mechanischer Elastizität besteht.

2. Membrankonstruktion für Druckaufnehmer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeschutzplatte (45, 56) aus einem sehr dichten Metallgewebe besteht.

3. Membrankonstruktion für Druckaufnehmer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeschutzplatte in einem Führungsring (45, 55) gehaltert ist.

4. Membrankonstruktion für Druckaufnehmer nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeschutzplatte (56) durch eine weitere Metallfolie (57), die auf dem Ring (55) verschweisst ist, gegen korrosive Angriffe des Druckmediums geschützt ist.