DK173145B1 - ryktransmitter tForbetret kapsling til maeleomformer,saerligt en t - Google Patents

Description

1 DK 173145 B1 forbedret kapsling til måleomformer, sarligt en tryktransmitter

Opfindelsen drejer sig om kapslingen til en måleomformer af den 5 såkaldte "patron-type", dvs. aksiale måleomformere der hovedsageligt har et cylindrisk hus med målecelle og elektronik monteret inden i huset samt elektriske tilslutningsterminaler eller kabelgennemføring i husets ene ende.

10 Opfindelsen angår måleomformere af patron-typen i helhed, men vil i det følgende blive beskrevet med en tryktransmitter som eksempel.

Tryktransmittere afgiver som regel et 0-2OmA eller 0-10V signal, 15 og anvendes ofte i elektrisk støjfyldte omgivelser. For at undgå en forstyrrelse af målesignalet er elektrisk afskærmning af største vigtighed, og det er i dag praksis at lave store stelplaner ved at designe printpladen med store stelarealer og forbinde dette areal elektrisk med transmitterens ydre kapsling.

20 Kapslingen består således af et metal-hus, der virker som et stort, skærmende areal. Kendt teknik løser i reglen problemet med at få printkortets stel ledt ud til kapslingen ved at føre en dyr sarskilt stelforbindelse ud, ofte i form af en metallisk tunge, der loddes til hhv. print og kapsling.

25 US 4,888,662 beskriver en højtryktransducer af patron-typen, hvor hovedformålet er at isolere elektronikdelen og en plastikdel indeholdende elektriske terminaler fra selve tryksensoren for at beskytte mod høje tryk. Det sker ved at 30 placere et metallisk kammer inde i det ydre metalliske hus, hvor det metalliske kammer indeholder sensor-elementet, mens det ydre hus er crimpet omkring plastdelen med de elektriske kabler. For at opnå afskærmning mod elektrisk støj er printkortets stelplan tilkoblet både det indre kammer og det ydre hus gennem en 35 metallisk tunge, der er loddet til printkortet og berører det indre kammer og er crimpet sammen med det ydre hus. Ulempen ved denne konstruktion er, at der skal føres en sarskilt stel-leder ud til yderhuset med besvarliggjort montage til følge.

V

2 DK 173145 B1 EP O 372 773 beskriver en tryktransducer indeholdende to hovedsageligt cirkulære printplader, son er forbundet af et flexibelt nellenstykke, der gør det nuligt at folde de to 5 printplader over hinanden. For at reducere indflydelsen fra elektrisk støj rager der fra hver af de to printplader en steltunge ud, p& hvilken der loddes en kondensator som kobles til husets stel. I et andet udførelseseksenpel (fig.6) crinpes den lange steltunge sammen med det ydre hus under den 10 afsluttende samling af transduceren, hvorved stelforbindelsen etableres. Etablering af stelforbindelsen kræver således enten mindst to lodninger eller en crimpning, der i det viste udførelseseksenpel kan føre til utæthed nellen tungen og det ydre hus.

15

Af montage-mæssige grunde er loddefri elektriske forbindelser at foretrække, og snap- og klemmeforbindelser under brug af kontaktorernes fjedrende egenskaber er bredt anvendt.

20 Således beskriver EP 0 €91 533 en aksial tryktransducer, der samles uden lodning. Tryktransduceren indeholder et cylindrisk nidterstykke af kunststof, son har en udhuling, hvor et rektangulært printkort lægges. Det cylindriske midterstykke virker som konnektor for de elektriske forbindelsesterminaler 25 der kommer fra forsynings- og signal-siden og fra sensorsiden, og det kendetegnende ved konstruktionen er, at de elektriske forbindelser etableres uden lodning men alene ved at han-dele føres ind i hun-dele og hvor forbindelsen bl.a. skabes v.h.a. fjedervirkning. På den ene kant af printkortet er der udført 30 fire printbaner, som har forbindelse til elektronikken på printkortet, og ved samling af tryktransduceren føres en nedre del indeholdene sensorelement og fire L-formede metalterminaler op i det cylindriske midterstykke, sådan at de L-formede terminaler glider mod lederbaner på printkortets kant og skaber i 35 elektrisk kontakt. EP 0 691 533 beskriver ikke hvilke 1 forholdsregler der iøvrigt bør tages for at reducere \ modtageligheden for elektrisk støj.

3 DK 173145 B1

Endelig beskrives i US 4,918,833 en metode til at samle en elektronisk transducer indeholdende et printkort, hvor printkortet fiksereres ovenpå sensorelementet ved hjælp af fjederclips. I et særligt udførelseseksempel holdes printkortet 5 på plads af fem U-formede fjederclips, som klemmer om kanten p& printkortet. Ud over at virke fikserende har clipsene berøring med printbaner ført ud til kanten af printet, hvorved de danner elektrisk forbindelse til den underliggende sensor, som clipsene er loddet til.

10

Transduceren beskrevet i EP 0 691 533 lider videre af en svaghed som mange transducere har, idet et vippemoment udøvet p& overdelen af fx et tilslutningskabel monteret i kabelstikket vil være i stand til at vippe overdelen ud af det greb, det ydre hus 15 yder. Hvis overdelen krænges til en af siderne kan der dannes en fugt-passage mellem det ydre hus og overdelen ind til printpladen.

Det er opfindelsens formål at lave en løsning, der undgår de 20 nævnte ulemper ved teknikkens stade.

Dette opnås ved at fremstille en måleomformer, som har et ydre hus eller rør og et indre rør, hvor det indre rør på samme tid skaber stelkontakt, fikserer printpladen og stabiliserer den 25 mekaniske konstruktion. Må leomformeren består af en øvre del, som indeholder elektriske terminaler og et første elektrisk ledende rør, der mekanisk er forbundet til den øvre del og slutter tæt om denne, og hvor der inde i rummet dannet af øvre del og første rør er monteret en printplade, som er elektrisk 30 forbundet med den øvre dels terminaler og elektrisk forbundet med det første rør.

Måleomformeren er i krav 1 kendetegnet ved, at den elektriske forbindelse mellem det første rør og printpladen opnås gennem et 35 andet elektrisk ledende rør som udviser fjedrende kontaktområder til opnåelse af elektrisk forbindelse til printpladen. Krav 2 -10 giver nærmere enkeltheder om, hvordan måleomformeren kan udføres i praksis.

- DK 173145 Bl 4

En måleomformer udformet som ovenfor beskrevet giver en forbedret stelkontakt og dermed mindre følsomhed overfor elektrisk støj« Montage og samlings-processen af transmitteren 5 forenkles væsentligt, idet der ikke mere er behov for manuel aktivitet ved etablering af stelforbindelsen, ligesom den relativt dyre steltunge kan spares væk. Derudover holdes måleomformerens printplade fikseret, ligesom den aflastes for trykpåvirkninger fra huset. Endeligt bevirker brugen af et ydre 10 og et indre rør en større grad af mekanisk stabilitet og styrke, der gør kapslingen modstandsdygtig overfor dreje- og vippemomenter.

Opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under brug af følgende 15 illustrationer: figur 1 viser et snit af en tryktransmitter jf opfindelsen figur 2 er et udsnit af tryktransmitteren fra figur 1 figur 3 viser transmitterens indre rør med prægninger 20 På figur 1 ses en tryktransmitter 1 udført i overensstemmelse med opfindelsen. Overdelen 2 huser tilslutningsterminalerne 3, hvor ledninger ført gennem kabelgennemføringen 4 fastloddes. Et ydre hus eller ydre rør 5 bestående af rustfrit stål forbinder 25 transmitterens øvre del med dens nedre del 6, som indeholder sensorelementet 7. En tætnende silicone-masse 8 er indlagt mellem transmitterens nedre og øvre del og markeret med +.

Figur 2 viser et forstørret udsnit af tryktransmitteren.

30 Konsollen 9 med krave 10 og terminaldelen 14 består af hårdt i kunststof. Gennem terminaldelen 14 ledes terminalerne 3 til , printpladen 15. Et ydre rør 5, som er tryktransmitterens hus, -1 1 slutter tæt omkring plastdelen 9 og er bertlet omkring en reces 26 i plasthuset for at låse og lukke tæt. Et indre rør 13, som 35 er mindre end det ydre rør, er i en prespasning monteret, så det i et delområde 11 har kontakt med det ydre rør. Røret 13 udviser en vulst 17, der buler ud på det indre rørs yderside, og virker 5 DK 173145 B1 som fugtspærre. Printpladen 15 forbindes via ledninger 16 til et andet print 18, hvor målesignalerne modtages og forstærkes.

Det indre rør 13 er på figur 3 set fra oven med printpladen 15 5 monteret, og er udstyret med otte prægninger 20, som er rettet ind mod rørets midte. Printpladen er hovedsageligt cirkulær. Den øverste kant på røret 13 med prægninger har form som en rosette. Prægningerne har to funktioner, hvor den ene er at virke fikserende og centrerende på printpladen, når den er monteret i 10 rosetten, mens den anden funktion er at skabe den elektriske kontakt til printpladen 15, som i dette udførelseseksempel er belagt med et ledende stelplan 23 på kanten. Det indre rør 13 med prægninger 20 er fordelagtigt udført i et fjedrende materiale som fx tin-bronze hvorved man opnår et konstant højt 15 kontakt-tryk mod printkortets kant, og en fleksibilitet under radiale kraftpåvirkninger, som skåner printpladen. I stedet for at lave hele det indre rør 13 i ét materiale er det muligt kun at lave rosette-delen i fjedrende materiale, mens resten af røret er i mere stift materiale for at øge den mekaniske 20 stabilitet.

Prægningerne 20 er på den rosette-formede del af det indre rør 13 fordelt jævnt omkring rørets omkreds, hvor de har kontakt med printpladen i punkterne 24 og imellem punkterne er der hulrum 25 25. Af hensyn til kontakttrykket er det vigtigt, at prægningerne har den rigtige facon. En blød kontur giver gode forbindelser mens for skarpe konturer, fx en ren trekantform, bliver for stiv og uelastisk. Når printet opvarmes og ændrer sin længde skal prægningerne følge med for at opretholde det rigtige tryk. Det 30 kan opnås ved at udforme prægningerne med bløde konturer som vist og ved at vælge et materiale med en passende fjederkarakteristik såsom en tin-bronze legerering. Prægningerne er lavet i en vinkel 19 på enogtyve grader i forhold til rørets yderkant. Kontakttrykket ændrer sig i udførelseseksemplet mellem 35 1,5 kg og 0,8 kg og praksis har vist, at kontakt-trykket er så stort, at prægningerne gnaver sig ind i pr intets stelplan og i sikrer god elektrisk forbindelse.

6 DK 173145 B1

Rosettens elasticitet er derfor en fordel, når printpladen på grund af temperaturfluktuationer enten trækker sig sammen eller udvider sig, ligesom radiale kraftpåvirkninger ikke vil overføres til printet, idet de absorberes af den fjedrende 5 rosette. Også ved montagen er elasticiteten en fordel, fordi der ikke skal stilles store krav til tolerencer; printpladens diameter kan fx afvige med i 0,2 mn som rosetten automatisk vil tilpasse sig.

10 Samling af tryktransmitteren foregår ved først at presse det indre rør 13 ned i plastikdelen 9 indtil det indre rør har anlæg mod kanten 22. Herefter føres printpladen 15 ind gennem det indre rør indtil pladen har anlæg mod kanten 21, hvilket svarer til, at prægningernes kontaktpunkt 24 er midt på printpladens 15 kant. Herefter føres det ydre rør 5 ind over plastikdelens krave 10 og bertles fast ved kanten af recessen 26.

Både det indre og det ydre rørs diametre er dimensioneret således, at det indre rør og printpladen monteres som 20 prespasninger, hvilket løser såvel mekaniske som elektriske opgaver. I udførelseseksemplet er det ydre rørs diameter større end det indre, mens det indre rør hovedsageligt har to diametre, hvor den første diameter er større end den anden og i kontakt med det ydre rør, mens den anden diameter er i kontakt med 25 printpladen og mindre end printpladens diameter. Den anden diameter dannes af de otte prægninger 20, hvis toppunkter tilsammen beskriver en cirkel. Når printpladen monteres vil den sidde fastspændt i den anden diameter, dvs. mellem de otte prægninger. Udførelseseksemplet beskriver et cirkulært print, 30 men det er også muligt at bruge et rektangulært print, som holdes på plads af fjedrende prægninger. Det indre rør 13 skal så have form af en cylinder med den ene ende lukket på nær en åbning i den lukkede flade, hvor det rektangulære print skal sidde. Omkring kanten af denne åbning fordeles de fjedrende 35 kontaktområder, blandt hvilke den lidt større printplade sættes i spænd.

4 a 7 DK 173145 B1

Under montage af det indre ror 13 presses vulsten 17 ind i plastikkraven 10 og lukker så tæt, at den forhindrer fugt i at ' trænge ind i måleomformerens indre. Erfaringer med et glat rør uden tætningsvulst har vist, at der kan optræde fugtproblemer, 5 men med den viste løsning kan en tæthedsgrad svarende til IP67 opnås. Prespasningens elektriske funktion er. opfyldt i kontaktområdet 11, hvor det indre og det ydre rør har en fælles elektrisk berøringsflade, og hvor det af støjmæssige hensyn er vigtigt, at denne flade er så stor som mulig. I 10 udførelseseksemplet er længden af det ydre rør 22,5 mm og længden af det indre rør 10 mm og hvis et større stelplan er ønsket kan det indre rør blot forlænges.

Ved at betragte figur 1 og 2 vil det fremgå, at transmitteren 15 er modstandsdygtig overfor både drejende og vippende momenter.

Et vippemoment med udspring i kabelgennemføringen 4 vil ikke være i stand til at krænge overdelen ud af kaps lingen, idet kraven 10 er fast understøttet af det ydre rør 5 og det indre rør 13, hvor sidstnævnte er styrkende låst ved en prespasning i 20 den fælles kontaktflade 11. Sikring mod drejende momenter er opnået ved en kombination af vulsten 17 og en prægning 12 1 det ydre hus, som herved bider sig fast i plastikkraven 10.

Claims (6)

15 Krav 2. Måleomformer jf krav 1 kendetegnet ved at de fjedrende kontaktområder (20) er fordelt omkring en åbning i det andet rør (13) og ved fjederkraft fastholder printpladen (15) efter at den er monteret.

20 Krav 3. Måleomformer jf krav 2 kendetegnet ved at mindst et af de fjedrende kontaktområder (20) på det andet rør (13) danner en elektrisk forbindelse (24) til printpladen (15) ved at berøre et ledende stelplan (23), som er pålagt printpladens kant.

25 Krav 4. Måleomformer jf krav 3 kendetegnet ved, at de fjedrende kontaktområder (20) definerer et hovedsageligt cirkulært eller et hovedsageligt rektangulært område til optagelse af en cirkulær eller rektangulær printplade (15).

30 Krav 5. Måleomformer jf krav 4 kendetegnet ved, at de fjedrende kontaktområder (20) er udformet sådan, at de opretholder et foruddefineret mindste kontakttryk mod printpladens ledere uafhængigt af printpladens bevægelser.

35 Krav 6. Måleomformer jf krav 5 kendetegnet ved at de fjedrende kontaktområder er udformet som punktvise prægninger (20), der fikserer printpladen (15) og skaber elektrisk forbindelse til denne.

9 DK 173145 B1 Krav 7. Måleoaforner jf krav 6 kendetegnet ved at de punktvise prægninger (20) er rettet mod det indre rørs (13) midte og javnt 5 fordelt omkring rørets omkreds. Krav 8. Måleomforaer jf et af de foregående krav kendetegnet ved at det første rør (5) danner m&leomformerens ydre hus mens det andet rør (13) danner måleomformerens indre rør og hvor det 10 indre rør har falles berøringsflade (11) med det ydre hus. Krav 9. Måleonformer jf et af de foregående krav kendetegnet ved, at det andet rør (13) udviser en vulst (17) omkring rørets omkreds, og hvor denne vulst danner en fugtsparre. 15 Krav 10. Måleomformer jf et af de foregående krav kendetegnet ved, at det indre rør (13) er udført i en tin-bronze legering.