專利名稱：帶有扁平的可焊接的連接元件的彈簧式彈性測(cè)量元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈簧式彈性測(cè)量元件，特別用于溫度計(jì)、壓力開(kāi)關(guān)或壓力表，包括一個(gè)弧形或螺旋形的測(cè)量管，該測(cè)量管一端與一個(gè)基體連接，另一端與一個(gè)用于測(cè)量裝置的接頭元件連接特別是焊接。
背景技術(shù)：
對(duì)于對(duì)壓力或溫度敏感的測(cè)量?jī)x器，可以采用一種由薄壁材料制成的彈性彈簧元件，其在現(xiàn)存的壓力作用下可以變形。為此該測(cè)量元件一般是弧形構(gòu)成并且一端與穩(wěn)固的基體相連，另一端通過(guò)連桿與測(cè)量裝置相連，這樣通過(guò)出現(xiàn)的變形，將很小的作用力通過(guò)連桿施加到測(cè)量裝置上，由此在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的推力經(jīng)過(guò)測(cè)量裝置傳輸?shù)街甘狙b置。在此基體不僅支撐測(cè)量裝置而且支撐彈簧式彈性測(cè)量元件并且進(jìn)一步用來(lái)連接高壓管道，所以基體必須相對(duì)于真正的測(cè)量元件形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。例如基體通過(guò)存在的螺紋接頭與壓力輸入管道螺紋連接，所以基體必須具備相對(duì)大的尺寸同時(shí)形成為相對(duì)于變形抗扭曲。為此在基體的側(cè)面或頂面真正的測(cè)量裝置與基體固定在一起，并且通過(guò)連桿將在測(cè)量元件端側(cè)出現(xiàn)的壓力傳輸?shù)綔y(cè)量裝置上。測(cè)量元件另一端與壓力連接管的供給管道相連，這樣傳動(dòng)介質(zhì)到達(dá)彈簧式彈性測(cè)量元件。在此測(cè)量元件可以直接或通過(guò)管件與供給管道相連。
因?yàn)榛w構(gòu)成相對(duì)堅(jiān)實(shí)而測(cè)量元件是薄壁的圓形或橢圓形管，所以有必要進(jìn)行一個(gè)氣密焊接過(guò)程。存在這種可能，例如可以在基體中提供銑出的槽，其具有通往傳動(dòng)液管道的直接連接件并且與測(cè)量元件接合后焊接。本實(shí)施例特征在于基體與測(cè)量彈簧之間具有大的縫隙和空腔，所以僅僅適合于人工焊接。另一個(gè)實(shí)例變體由帶有兩個(gè)銑出的焊接棱邊的基體中的彈簧座構(gòu)成，這樣狹窄的薄隔板保持在基體中，其可以與測(cè)量元件焊接。該實(shí)例變體雖然可以減輕人工焊接，但由于高熱侵入經(jīng)常損壞薄壁測(cè)量元件，因此僅僅可以在一定條件下采用機(jī)器焊接。另一個(gè)已知的實(shí)施例以在基體上焊接外罩為前提，通過(guò)它推動(dòng)測(cè)量元件并且將測(cè)量元件與外罩焊接在一起，其中外罩之前與基體焊接起來(lái)。因?yàn)椴煌瑴y(cè)量范圍的測(cè)量彈簧具有不同的尺寸，為此不能避免大的縫隙，這阻礙不需要焊絲供給的完好的氣密機(jī)械焊接。此外需強(qiáng)調(diào)的是，由于用于將測(cè)量元件與基體焊接的高熱侵入，產(chǎn)生的氧化層進(jìn)入焊縫區(qū)一直到測(cè)量系統(tǒng)中，其中除此之外由非顯著的熱侵入造成熱影響區(qū)中結(jié)構(gòu)改變，因此彈簧式彈性測(cè)量元件的強(qiáng)度和抗腐蝕性受到不利影響。同樣在已知的焊接方法中觀察到形成起泡和裂縫以及材料離析，這會(huì)導(dǎo)致腐蝕和產(chǎn)生裂縫的晶核。此外，必須進(jìn)行人工焊接，由于不同的材料厚度該工作只能由有經(jīng)驗(yàn)的人工焊接手進(jìn)行，為此必須利用一定的工作經(jīng)驗(yàn)，一般不能立即替換別的同事，這樣由于生病或者休假的波動(dòng)對(duì)焊接工作造成嚴(yán)重妨礙。

發(fā)明內(nèi)容
由此本發(fā)明的目的在于提出一種彈簧式彈性測(cè)量元件并說(shuō)明一種有關(guān)于此的方法，其中僅僅需要很小的熱傳導(dǎo)，且必要時(shí)能夠進(jìn)行全自動(dòng)焊接。
根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)該目的，測(cè)量管與基體和/或接頭元件之間的連接通過(guò)可焊接的連接元件間接進(jìn)行。其他優(yōu)選的設(shè)置由從屬權(quán)利要求得出。
通過(guò)一方面在測(cè)量管和基體之間、另一方面在測(cè)量管和接頭元件之間采用一個(gè)可以焊接的連接元件，可以注意到與按照傳統(tǒng)制造方法相比，所用材料和壁厚的特性更好。連接元件在此只要與測(cè)量元件匹配，且雖然關(guān)于它的尺寸可以與現(xiàn)有的壁厚相同，也就是形成接近同樣的壁厚，并且由于熱作用，可以實(shí)現(xiàn)非常有利的焊接技術(shù)的連接，而不會(huì)使要連接的元件發(fā)生變形。此外在焊縫上不產(chǎn)生大的氧化層并且因此在測(cè)量系統(tǒng)中形成的氧化物自然也減少。通過(guò)焊縫區(qū)小的熱作用，因此在熱影響區(qū)僅僅產(chǎn)生很小的結(jié)構(gòu)變形，并且不會(huì)在焊接溶池中產(chǎn)生起鱗皮以及過(guò)熱現(xiàn)象，這樣可以避免起泡和形成裂紋。因此特別不會(huì)發(fā)生材料離析，而材料離析以往總是會(huì)形成腐蝕和產(chǎn)生振動(dòng)裂紋的晶核。同樣可以避免焊縫過(guò)程中的咬邊或者所有構(gòu)件結(jié)構(gòu)條件下的分裂。測(cè)量系統(tǒng)的污染物通過(guò)拂刷、噴射或者磨切同樣可以通過(guò)有利的方式除掉。同樣有利的，在選擇的焊接方法中，甚至可以達(dá)到特別高的焊接速度，比待焊接材料的導(dǎo)熱還要高。這對(duì)材料中的硬化特性有影響。一種對(duì)于短時(shí)間冶金學(xué)典型的硬化特性可以實(shí)現(xiàn)，在焊接不同種類合金例如銅和鋼時(shí)明顯抑制金屬間相的分離，從而實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的機(jī)械技術(shù)特性。所以目前甚至能夠焊接材料組合(CrNi-鋼與銅)，迄今為止該材料組合只能通過(guò)釬焊方法進(jìn)行連接。
為此在特別有利的方式中，在使用一個(gè)連接元件的情況下可以通過(guò)一個(gè)焊接機(jī)器人全自動(dòng)地實(shí)施焊縫，從而可以在生產(chǎn)技術(shù)上保持一種不變的高質(zhì)量。此外，通過(guò)機(jī)器制造可達(dá)到相當(dāng)高的生產(chǎn)率。
在第一種實(shí)施例中規(guī)定，連接元件設(shè)計(jì)為扁平且薄壁的零件，一方面既可以與測(cè)量管連接又可以與基體連接，另一方面可以與接頭元件連接，其中本發(fā)明的另一個(gè)布置中，一個(gè)在連接元件和測(cè)量管之間的第一焊縫穿過(guò)連接元件與測(cè)量管的端面連接。隨后出現(xiàn)在連接元件和基體或接頭元件之間第二焊縫的結(jié)構(gòu)?？蛇x地，連接元件和測(cè)量管能夠一體構(gòu)成，并且通過(guò)測(cè)量管的擴(kuò)口和卷邊得到。在這個(gè)實(shí)施例變體中，首先確保以同樣的壁厚為基礎(chǔ)，因此只要能夠采用測(cè)量管的擴(kuò)口和卷邊，可以根據(jù)測(cè)量管的幾何圖形放棄應(yīng)用單獨(dú)的零件。擴(kuò)口和卷邊的測(cè)量管可以隨后借助焊縫與基體或接頭元件連接。
在兩個(gè)實(shí)施例中特別設(shè)置，使得就這方面而言，連接元件與測(cè)量管的橫截面匹配，使得形成一個(gè)至少部分突出的優(yōu)選為環(huán)繞的邊緣。如果連接元件之前已經(jīng)與測(cè)量管焊接，該邊緣用于與基體或其他接頭元件焊接。優(yōu)選地，連接元件和測(cè)量管之間的連接通過(guò)一個(gè)焊縫實(shí)現(xiàn)，例如在借助邊緣區(qū)域的一個(gè)第二焊縫與基體例如接頭元件連接期間通過(guò)激光或電子射束焊接。在具有一個(gè)連接元件的實(shí)施例中，只要得到兩個(gè)在空間上彼此分開(kāi)延伸的焊縫，這對(duì)于一個(gè)焊接過(guò)程導(dǎo)致極小的熱侵入，這確保對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的彈簧式彈性測(cè)量元件所已列出的優(yōu)點(diǎn)。在此連接元件不必由與基體同樣的材料構(gòu)成，例如它可以采用一種焊接材料或者其他材料，這樣可能對(duì)焊接結(jié)構(gòu)有其他影響。最好焊縫的產(chǎn)生通過(guò)激光或電子射束作用進(jìn)行，其可以同時(shí)進(jìn)行全自動(dòng)生產(chǎn)而保持不變的高質(zhì)量。
通過(guò)各構(gòu)件的簡(jiǎn)單固定和安裝，特別通過(guò)各構(gòu)件的簡(jiǎn)單幾何圖形和公差精度，可以采用一種全自動(dòng)的，最好機(jī)械的焊接方法。在一定條件下通過(guò)使用激光或者電子射束部件能夠?qū)崿F(xiàn)一種在熱影響區(qū)進(jìn)行帶有很小熱量引入的防護(hù)性焊接，并且特別有利，其中對(duì)于測(cè)量管的金屬結(jié)構(gòu)帶來(lái)所述的優(yōu)點(diǎn)，所以又非常有利于測(cè)量管的測(cè)量特性和壽命。同樣測(cè)量管和焊縫的抗腐蝕性得到改進(jìn)，這樣彈簧式彈性測(cè)量元件的耐用度提高了。
為實(shí)現(xiàn)該處理目的，以得到測(cè)量管和基體和/或接頭元件之間的連接，采用焊接連接，使用可以焊接的連接元件，其通過(guò)測(cè)量管的擴(kuò)口和卷邊形成，或者由焊縫形成一個(gè)零件與測(cè)量管連接，其中焊縫穿過(guò)連接元件與測(cè)量管的端面連接，并且其中連接元件突出的邊緣區(qū)域借助第二焊縫與基體和/或接頭元件相連。所示的方法以特別有利的方式適合于彈簧式彈性測(cè)量元件的全自動(dòng)焊接，這樣一方面可以實(shí)現(xiàn)不變的質(zhì)量，另一方面得到合理的制造能力。就這點(diǎn)而言，連接元件可以采用單獨(dú)一個(gè)零件，必要的焊縫在空間上彼此分開(kāi)延伸，而在以測(cè)量管的擴(kuò)口和卷邊的實(shí)施例中僅需要單個(gè)焊縫來(lái)與基體和/或接頭元件連接。焊縫可以通過(guò)激光或電子射束作用形成。
根據(jù)本發(fā)明方法的特別優(yōu)點(diǎn)在于，由于壁厚很小，其優(yōu)選與測(cè)量管的壁厚相匹配，進(jìn)行焊接連接僅僅需要傳送很小的熱量。工件，特別是測(cè)量管的加襯板，就這點(diǎn)而言可以不使用，并且同樣由于很小的熱量引入由氧化層在測(cè)量管中的污染可以不予考慮。特別有利的是，對(duì)于形成缺陷或起泡熱量很小，這樣可以避免產(chǎn)生腐蝕和振動(dòng)裂紋的晶核，并且因此制得的彈簧式彈性測(cè)量元件的壽命和耐用度可以得到根本提高。由此通過(guò)出現(xiàn)的質(zhì)量改進(jìn)，同時(shí)使用合理的制造方法，可以得到相對(duì)于已有的制造方法更多的優(yōu)點(diǎn)。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體說(shuō)明，其中圖1是帶有一個(gè)剖開(kāi)的測(cè)量管的彈簧式彈性測(cè)量元件的側(cè)視圖，圖2為與測(cè)量管相連的基體的側(cè)視圖，圖3以剖開(kāi)的放大側(cè)視圖展示的連接元件一方面與測(cè)量管之間的連接以及另一方面與基體之間的連接，和圖4以剖開(kāi)的放大側(cè)視圖展示的測(cè)量管與一個(gè)接頭元件之間的連接。
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的彈簧式彈性測(cè)量元件1，該測(cè)量元件由一個(gè)基體2、一個(gè)測(cè)量管3和一個(gè)未示出的測(cè)量裝置構(gòu)成?；w2由一個(gè)四方體構(gòu)成，它包括一個(gè)形成在一側(cè)的螺紋接頭4、一個(gè)中間件5和一個(gè)頂件6，該頂件6至少具有一個(gè)平面7。在所示實(shí)施例中，基體為方形橫截面。沿基體2的軸向設(shè)置一個(gè)直伸進(jìn)頂件6的縱向孔8，其通過(guò)一個(gè)橫向孔9通向平面7。
測(cè)量管3為弧形并且一端與基體2相連，另一端與一個(gè)連接臂10相連。在連接臂10和測(cè)量管3之間設(shè)置一個(gè)第一連接元件11，而在基體2和測(cè)量管3之間設(shè)置一個(gè)第二連接元件12，連接元件11、12具有與測(cè)量管3幾乎同樣的壁厚。為了減少熱傳導(dǎo)，使其熱影響區(qū)僅有很小影響，使用薄壁的連接元件11和12，其目前僅與測(cè)量管3焊接在一起。如圖3或圖4中詳細(xì)說(shuō)明的那樣，焊接優(yōu)選地穿過(guò)連接元件11和12與測(cè)量管3的端面實(shí)現(xiàn)。隨后將帶有連接元件12的測(cè)量管3相對(duì)于基體2固定，這樣可以將連接元件12突出的邊緣與基體焊接在一起。所以通過(guò)各構(gòu)件的簡(jiǎn)單固定和安裝，特別通過(guò)各構(gòu)件的簡(jiǎn)單幾何形狀和公差精度，可以采用一種全自動(dòng)的、優(yōu)選機(jī)械的激光或電子射束焊接方法。在一定條件下通過(guò)激光或電子射束部件，熱影響區(qū)內(nèi)防護(hù)性的、很小的熱量導(dǎo)入對(duì)于測(cè)量管的金屬結(jié)構(gòu)特別有利，而這對(duì)測(cè)量管的測(cè)量特性和壽命保障特別有利，也能大大改進(jìn)測(cè)量管和焊縫14、15、16的抗腐蝕性。
在這里，在與測(cè)量管3連接之前或之后，將連接臂10焊接到連接元件11上，這樣通過(guò)連接臂10可以實(shí)現(xiàn)與未示出的測(cè)量裝置的連接。這樣在壓力下介質(zhì)可以通過(guò)縱向孔8和橫向孔9流到測(cè)量管3的內(nèi)腔17中并且由于壓力作用使弧形測(cè)量管3發(fā)生一種變形。測(cè)量管很小的變形將通過(guò)推桿產(chǎn)生一種直接作用到測(cè)量裝置上并且由此作用到指示裝置上的力作用。
圖2表示帶有沿剖面線I-I剖開(kāi)的測(cè)量管3的基體2的側(cè)視圖。
圖3以放大的剖開(kāi)的部分視圖展示了從基體2到測(cè)量管3的具有兩個(gè)焊縫14、15的過(guò)渡。從該放大圖可以清楚地看到，兩個(gè)焊縫14、15彼此分開(kāi)延伸，確切地說(shuō)，首先穿過(guò)連接元件12與測(cè)量管3的端面連接隨后連接元件12通過(guò)焊縫14與基體2連接。
圖4同樣以放大剖開(kāi)的部分視圖展示了測(cè)量管3的相對(duì)置的端部與一個(gè)連接元件11的連接，其再穿過(guò)連接元件11與測(cè)量管3的端面借助一個(gè)焊縫16相連。連接臂10形成或焊接到連接元件11上。
附圖標(biāo)記一覽表1 彈簧式彈性測(cè)量元件2 基體3 測(cè)量管4 螺紋接頭5 中間件6 頂件7 平面8 縱向孔9 橫向孔10 連接臂11 連接元件12 連接元件14 焊縫15 焊縫16 焊縫17 內(nèi)腔
權(quán)利要求
1.一種彈簧式彈性測(cè)量元件(1)，特別用于溫度計(jì)、壓力開(kāi)關(guān)或者壓力計(jì)，包括一個(gè)弧形或者螺旋形的測(cè)量管(3)，測(cè)量管一端與一個(gè)基體(2)連接，另一端與一個(gè)用于測(cè)量裝置的接頭元件(10)連接特別是焊接，其特征在于，在測(cè)量管(3)和基體(2)和/或接頭元件(10)之間的連接間接通過(guò)一個(gè)可焊接的連接元件(11、12)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，連接元件(11、12)設(shè)計(jì)為扁平且薄壁的零件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，一個(gè)在連接元件(11、12)和測(cè)量管(3)之間的焊縫穿過(guò)連接元件(11、12)與測(cè)量管(3)的端面連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征于，連接元件(11、12)和測(cè)量管(3)一體構(gòu)成并且可通過(guò)測(cè)量管(3)的擴(kuò)口和卷邊得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，連接元件(11、12)與測(cè)量管(3)的橫截面匹配，使得形成一個(gè)至少部分突出的最好為環(huán)繞的邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，連接元件(11、12)通過(guò)一個(gè)焊縫(15、16)一方面與測(cè)量管(3)連接，另一方面利用一個(gè)第二焊縫(14)與基體(2)或者接頭元件連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中之一項(xiàng)或多項(xiàng)的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，存在兩個(gè)在空間上彼此分開(kāi)延伸的焊縫(14、15、16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中之一項(xiàng)或多項(xiàng)的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，連接元件(11、12)由與基體(2)相同的材料或者由一種焊接添加料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中之一項(xiàng)或多項(xiàng)的彈簧式彈性測(cè)量元件，其特征在于，焊縫(14、15、16)通過(guò)激光或者電子射束作用得到。
10.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1-9中之一項(xiàng)或多項(xiàng)的在一個(gè)測(cè)量管(3)和一個(gè)基體(2)和/或接頭元件之間的連接的方法，其特征在于，應(yīng)用一個(gè)可以焊接的連接元件(11、12)，連接元件(11、12)通過(guò)測(cè)量管(3)的一個(gè)擴(kuò)口和卷邊形成或作為零件通過(guò)一個(gè)焊縫例如激光焊縫或者電子射束焊縫與測(cè)量管(3)連接，其中焊縫(15、16)穿過(guò)連接元件(11、12)與測(cè)量管(3)的端面連接，并且其中連接元件(11、12)的突出的邊緣區(qū)域借助一個(gè)第二焊縫(14)與基體(2)或者接頭元件連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，具有兩個(gè)在空間上彼此分開(kāi)延伸的焊縫(14、15、16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈簧式彈性測(cè)量元件(1)，特別用于溫度計(jì)、壓力開(kāi)關(guān)或壓力表，包括一個(gè)弧形的測(cè)量管(3)、一個(gè)基體(2)和一個(gè)用于測(cè)量裝置的接頭元件(10)。為了實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)焊接并改進(jìn)熱影響區(qū)，在測(cè)量管(3)和基體(2)之間以及測(cè)量管(3)和接頭元件(10)之間的連接間接通過(guò)一個(gè)可焊接的連接元件(11、12)實(shí)現(xiàn)。由此能夠大大減少測(cè)量系統(tǒng)的污染風(fēng)險(xiǎn)，并且通過(guò)使用小的熱影響區(qū)明顯減少腐蝕和振動(dòng)裂紋的形成。一個(gè)連接元件(11、12)也可以通過(guò)在測(cè)量管(3)上擴(kuò)口或形成卷邊與測(cè)量管(3)做成一體。焊縫可以通過(guò)激光焊接或電子射束焊接形成并且本發(fā)明允許將Cr－Ni鋼與銅焊接在一起。
文檔編號(hào)G01K5/36GK1784593SQ200480008303
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者奧托·拉道 申請(qǐng)人:奧托·拉道