Geschichte
Kapselfeder-Manometer sind eine Sonderform der Plattenfeder-Manometer. Der deutsche Fabrikant Bernhard Schäffer erfand das Plattenfeder-Manometer und erhielt hierfür im Jahr 1849 ein preußisches Patent.
Aufbau und Wirkungsweise
Zwei Plattenfedern, die am Rand miteinander zu einer Druckmessdose verlötet oder verschweißt sind bilden das Kapselfedermessglied. So entsteht ein geschlossener Druckraum. Der Druck tritt über den an der Kapselfeder-Druckmessdose befestigten, meist eingeschraubten Federstutzen ein. Durch eine Druckerhöhung im Inneren der Kapselfeder-Druckmessdose dehnt diese sich auf und es entsteht ein druckproportionaler Federweg. Dieser wird auf ein Zeigerwerk übertragen, das direkt über der Kapselfeder montiert ist. Die lineare Bewegung der Kapselfeder wird über ein Zeigerwerk in eine Drehbewegung umgesetzt und über den Ausschlag des Messgerätezeigers auf der Skala (Zifferblatt) zur Anzeige gebracht.
Durch ein Hintereinandersetzen mehrerer Kapselfederdosen wird der Federweg vergrößert. Dadurch wird eine größere Anzeigegenauigkeit erreicht und auch das Messen von sehr niedrigen Drücken ermöglicht.
Konstruktiv bedingt und auch gewünscht, wird der relative Überdruck gegenüber der Außenseite der Kapselfeder-Druckmessdose gemessen. Somit ist dieses Messprinzip physikalisch betrachtet immer eine Differenzdruckmessung zwischen diesen beiden Drücken.
Zur Messung des barometrischen Luftdruckes können Kapselfedermanometer verwendet werden, die als Barometer bezeichnet werden. Bei dieser Variante wird das Innere der Kapselfeder in einem definierten Unterdruck eingeschlossen und der sich ändernde Luftdruck wirkt an der Außenseite der Kapselfeder. Gemessen und angezeigt wird dann die Differenz zwischen diesen beiden Drücken. Aus Kostengründen werden in der Gegenwart barometrische Luftdruckmessgeräte i.d.R. in digitaler/elektronischer Form ausgeführt.
Besonderheiten
Kapselfedern können für Anzeigebereiche zwischen 4 mbar und 600 mbar (in Ausnahmefällen bis 1000 mbar) verwendet werden. Bei Kapselfedermanometern mit mediumberührten Teilen aus Kupferlegierung/Messing, ab 16 mbar werden häufig auch einseitige Kapselfedersysteme verwendet, die auf eine Grundplatte aufgelötet ist. Edelstahl-Kapselfedermanometer verfügen i.d.R. immer über eine Kapselfeder-Druckmessdose mit traditionell miteinander verschweißten Membranen.
Zeigerwerke
Die Zeigerwerke sind mit ihrer Übersetzung auf den Federweg der Kapselfedern abgestimmt. Es sind hochpräzise feinmechanische Bauteile, die eine Reihe von besonderen Anforderungen erfüllen müssen: sie müssen robust, verschleiß- und reibungsarm sein und auch lageunabhängig arbeiten können. Die Lagersitze der Segmentwellen und der Zeigerachsen bestehen aus Neusilber und/oder Messing oder aus Edelstahl und sind in einer sehr guten Oberflächengüte gefertigt. Dadurch wird ein seidenweicher Lauf des Zeigers sichergestellt, Verschließ minimiert und dadurch die Lebensdauer des Gerätes erhöht.
Gehäuse
Gehäuse schützen alle Innenteile des Manometers vor mechanischer Einwirkung und Verschmutzung. Die Gehäuse für Kapselfedermanometer sind aus Edestahl oder ABS-Kunststoff hergestellt.
Anwendung
Kapselfedermanometer sind die Empfindlichsten unter den anzeigenden Druckmessgeräten. Wegen der dünnwandigen Materialien von Messglied und Zeigerwerk sind diese sehr empfindlich gegenüber Vibrationen in der Anlage und Pulsationen vom Messmedium. Aber das sichere Messen sehr niedriger Drücke ist gut möglich. Sie sind geeignet für alle gasförmigen und trockenen Druckmedien, die das Material der mediumberührten teile nicht angreifen und nicht kristallisieren.
Anzeigebereiche: 0...25 mbar bis 0...1000 bar, -25...0 mbar bis -1000...0 mbar sowie Manovakuumbereiche.
Gehäusedurchmesser: Nenngröße 50, 63, 100 und 160.
Genauigkeitsklassen: Kl. 1,6 und bei NG 100 optional Kl. 1,0
Einsatzbereiche
- Maschinen- und Anlagenbau
- Energieversorgung
- Pumpenanlagen
- Chemische und petrochemische Industrie
- Filterüberwachung
Grenzen der Anwendung
Kapselfedermanometer sind NICHT für flüssige, kristallisierende oder hochviskose Medien geeignet. Ein Prozessanschluss mit einem Flansch ist technisch nicht sinnvoll realisierbar. Der Einbau von Kontakteinrichtungen oder der Anbau von Druckmittlern ist nicht möglich.
