DE965272C - Piezoelektrischer Druckgeber - Google Patents

Description

• Piezoelektrischer Druckgeber Die Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung und Isolierung des stromahnahmeseitigen Endes eines piezoelektrischen Druckgebers.
• Bei einem bekannten piezoelektrischen Druckgeber besteht die Abdichtung und Isolierung des Kontaktstückes aus einem elastischen Ring, der am äußeren 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 Nierbindung 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 Isolier- und Dichtungsring am einen Ende einer auf der Stromabuahmeseite des Druckgebers liegenden und zur Geberachse konzentrischen Gehäusekammer angecrdnet ist und daß ferner ein zweiter elastisch nachgiebiger Isolier- und Dichtungsring zwischen einer Schulter des anderen Kammerendes und einem am Kontaktstück axial gleitbaren und federbelasteten Ring gepreßt ist.
• Auf diese Weise ist das Kontaktstück nicht mehr nur an einem 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. I dargestellte Druckgeber gehört zur Gattung der Hülsenindikatoren, wobei die aus zwei Ouarzstäben I 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 Ringspalt7 vor dem Eindringen von Druckgasen.
• Bei Beanspruchung der Quarzsäule in der Längsrichtung entsteht auf der Mantelfläche des Quarzzylinders I, 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 g durch das isolierende Quarzrohr 10 hindurch dem metallischen Kontaktstück I I zugeführt, in welchem der Leiterg 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 II ist am ahnahmeseitigen 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 I2, I3 gebildet, welche kegelstumpfförmige Auflageflächen I4, I5 aufweisen. Die Hauptdichtung besteht aus dem Ring I6 aus elastisch nachgiebigem und elektrisch hochisolierendem Material, 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 II ist mit einer Schulter I8 versehen, welche an der einen Seite kegelig geformt ist und sich gegen den Dichtungsring I6 legt. Der Auflagering I9 ist am Schaft 20 des Kontaktstückes II axial gleitbar, aber satt geführt und legt sich mit seiner äußeren, ebenfalls kegeligen Sitzfläche gegen. den Nebendichtungs- und Isolierring I7. Durch die vorgespannte Schraubenfeder 22 werden die beiden Schultern I8, 19 in axialer Richtung auseinandergedrückt und übertragen die Federspannung auf die Dichtungsringe I6, I7. Dabei kann das zusammengepreßte Dichtungsmaterial nach den Enden etwas ausweichen. Auch temperaturbedingte Längen- und Volumenänderungen des Isoliermaterials werden so ausgeglichen. Der Nebendichtungs- und Isolierring I7 ist in Richtung der Kammerinnenseite in Form einer längeren, der Hauptdichtungsring I6 in Form einer kürzeren Hülse 23 bzw. 23' verlängert. Diese legen sich einerseits an die Kammerbüchsen I2, I3, 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 II an seinen beiden Enden durch die Dichtungsringe 16, I7 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 I6, I7 sind zufolge der Führung durch den verlängerten Auflagering I9 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 Kammerhüchse I3 durch Fassen an der Schulter 27 aus dem Stutzen des Gehäuses 5 gepreßt wird.
• Anstatt das Kontaktstück 1 1 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 Gegenliontaktstück2g 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 (5)

1. PATENTANSPRÜCE: I. 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 Abdichtorgane eine zur Geberachse konzentrische Gehäusekammer (12, 13) vorgesehen ist und daß der genannte Isolier- und Dichtungsring (I6) am einen Ende der Kammer (I2, I3) angeordnet ist, während am anderen Kammerende ein zweiter, elastisch ebenfalls nachgiebiger Isolier- und Dichtungsring (I7) zwischen eine Kammerschulter (I5) und ein am Kontaktstück (11) axial gleitbar geführtes und federbelastetes Abschlußstück (I9, 28) gepreßt ist.
2. 2. Druckgeber nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtungs- und Isolierringe (I6, I7) als abgestumpfte, materielle Kegelmäntel ausgebildet sind.
3. 3. Druckgeber nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzei hnet, daß die gedachten Kegel spitzen der materiellen Kegelmäntel voneinander abgekehrt sind.
4. 4. Druckgeber nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine Dichtungs- und Izlierring kammerinnenseitig eine hülsenförmige Verlängerung (23) besitzt, die einerseits an der Kammerinnenwand, anderseits an einer büchsenartigen Verlängerung (24) das axial verschiebbaren Abschlußstückes (I9) anliegt.
5. 5. Druckgeber nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Auflagestück der äußeren Dichtung als Teller (28) aasgebildet ist und die Stromübertragung nach außen übernimmt, so daß die Isolier- und Dichtungskammer (I2, I3) an ihren beiden Enden vollständig abgedichtet ist.