DE102008037736A1

DE102008037736A1 - Pressures and/or pressure changes detecting device e.g. high pressure-resistant control element, has base part forming boundary for deformation of membrane, where membrane is provided with corrugated profile

Info

Publication number: DE102008037736A1
Application number: DE200810037736
Authority: DE
Inventors: Jochen Glas; Andreas Dr. Kämpfe; Marc Seckner
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2010-02-18

Abstract

The device has a membrane (2) made of metal and fastened to a base part (1) e.g. metal disk, by a fluid-tight connection. The base part forms a boundary for deformation of the membrane, and the membrane is provided with a corrugated profile (5). The base part comprises a corrugated profile (4), which is formed at a surface corresponding to a corrugation of the membrane, where the surface points towards the membrane. A fluid-tight chamber (3) is formed between the membrane and the base part. The base part is provided with a closable opening.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum quantitativen Erfassen von Drücken und/oder Druckänderungen, indem ein Druck und/oder eine Druckänderung als Eingangsgröße in eine Bewegung oder Wegposition als Ausgangsgröße umgewandelt wird, nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 16, sowie Verwendungen hierfür.The The invention relates to a device for the quantitative detection of Press and / or pressure changes by pressing and / or a pressure change as input in a movement or path position as a starting point is converted, according to the preambles of claims 1 and 16, as well as uses for it.

Eine Vorrichtung der vorliegenden Art umfasst eine Membran aus Metall sowie ein Basisteil, an dem die Membran mittels einer fluiddichten Verbindung befestigt ist und vorzugsweise zwischen sich und der Membran eine fluiddichte Kammer einschließt. Das Basisteil ist derart ausgestaltet, dass es eine Begrenzung für eine Verformung der Membran bildet. Die Membran ist also hinterfüttert und kann sich demnach nur bis zu einer vorbestimmten Auslenkung verformen.A Device of the present type comprises a membrane made of metal and a base part on which the membrane by means of a fluid-tight Connection is fixed and preferably between himself and the Membrane includes a fluid-tight chamber. The base part is designed such that there is a limit to a Deformation of the membrane forms. The membrane is thus backfilled and can therefore only up to a predetermined deflection deform.

Ein entsprechendes Gebilde ist als Impulsdämpfer aus der DE 34 14 558 A1 bekannt. Ein dort beschriebenes Ausführungsbeispiel für einen Impulsdämpfer umfasst als Basisteil ein Aufnahmeglied mit einer konkaven Anschlagsfläche, an deren äußeren umlaufenden Rand eine Membran abgestützt ist. Wenn sich dieser bekannte Impulsdämpfer in einem Druckmedium befindet, dessen Druck zunimmt, beispielsweise durch einen Druckpuls, verformt sich die Membran zur Aufnahmefläche des Aufnahmeglieds hin, wodurch sich die zwischen dem Aufnahmeglied und der Membran befindliche Kammer verkleinert. Wenn der Durchschnittsdruck oder einzelne Druckpulse über ein bestimmtes Maß hinaus ansteigen, schmiegt sich die Membran vollkommen in die konkave Ausneh mung des Aufnahmeglieds ein, so dass ein weiterer Druckanstieg keine weitere Verformung mehr bewirken kann. Dieser bekannte Impulsdämpfer ist für einen Einsatz in der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie vorgesehen und dämpft Druckimpulse in einem dort vorteilhaft niedrigen Druckbereich. Eine Verwendung im Zusammenhang mit dem quantitativen Erfassen von Drücken und/oder Druckänderungen ist für den Impulsdämpfer nach diesem Stand der Technik nicht vorgesehen.A corresponding structure is as a pulse damper from the DE 34 14 558 A1 known. An exemplary embodiment for a pulse damper described therein comprises as the base part a receiving element with a concave stop surface, on whose outer circumferential edge a membrane is supported. If this known pulse damper is located in a pressure medium whose pressure increases, for example by a pressure pulse, the membrane deforms towards the receiving surface of the receiving member, whereby the chamber located between the receiving member and the membrane decreases. If the average pressure or individual pressure pulses increase above a certain level, the membrane nestles completely into the concave Ausneh tion of the receiving member, so that a further increase in pressure can cause any further deformation. This known pulse damper is intended for use in high performance liquid chromatography and attenuates pressure pulses in a there advantageously low pressure range. Use in connection with the quantitative detection of pressures and / or pressure changes is not provided for the pulse damper according to this prior art.

Zum quantitativen Erfassen von Drücken und/oder Druckänderungen werden im Stand der Technik als direkte Druckmessgeräte mechanische, kapazitative, induktive, piezoresistive und dergleichen Druckmessgeräte bzw. Manometer verwendet, wobei auch Membranmanometer mit einer Gummi- oder Metallmembran zum Einsatz kommen. Mechanische Membranmanometer sind lediglich für kleine Drücke geeignet, und ihre Anzeige ist nicht linear. Kleine Drücke und Druckänderungen können sehr genau auch mittels Dosenmanometern erfasst werden, die abhängig von einer Druckdifferenz zwischen ihrem Innenraum und dem Umgebungsdruck ihre axiale Ausdehnung verändern. All diesen direkten Druckmessgeräten ist allerdings gemeinsam, dass sie nur bei vergleichsweise niedrigen Umgebungsdrücken bzw. bei vergleichsweise kleinen Druckdifferenzen eingesetzt werden können. Ein zu hoher Druck führt zum Kollabieren der Druckmessdose oder zur Zerstörung der Membran eines Membranmanometers.To the quantitative detection of pressures and / or pressure changes are known in the art as direct pressure gauges mechanical, capacitive, inductive, piezoresistive and the like Pressure gauges or manometer used, including diaphragm gauge come with a rubber or metal membrane used. mechanical Diaphragm gauges are only for small pressures suitable, and their display is not linear. Small pressures and pressure changes can be very accurate also by means of Can be detected, which depends on a Pressure difference between its interior and the ambient pressure their axial Change extent. All these direct pressure gauges However, it is common that they only at comparatively low Ambient pressures or at comparatively small pressure differences can be used. A too high pressure leads to collapse the pressure cell or to destroy the Membrane of a membrane manometer.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum quantitativen Erfassen von Drücken und/oder Druckänderungen vorzuschlagen, die resistent gegen hohe bis sehr hohe Druckpulse ist und auch unter hohen Umgebungsdrücken zuverlässig und möglichst genau sowie vorzugsweise linear arbeitet.Of the The present invention is therefore based on the object, a device for the quantitative detection of pressures and / or pressure changes to propose, which is resistant to high to very high pressure pulses is reliable and even under high ambient pressures and works as accurately as possible and preferably linear.

Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 16. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung finden sich in den Ansprüchen 2 bis 15 sowie 17 und 18. Vorteilhafte Verwendungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 19 bis 22 niedergelegt.Solved this object is achieved by a device having the features of the claims 1 or 16. Preferred developments of the device according to the invention can be found in claims 2 to 15 and 17 and 18. Advantageous uses of this device are in the claims 19 to 22 laid down.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein grundsätzlich aus dem Stand der Technik nach der DE 34 14 558 A1 bekanntes Gebilde nicht nur zur Impulsdämpfung, sondern auch zum quantitativen Erfassen von Drücken und/oder Druckänderungen geeignet ist. Gegenüber den bisher bekannten Druckmessgeräten ergibt sich durch die Hinterfütterung der Membran mit einem Basisteil, das die Verformung der Membran begrenzt, eine Überdruckfestigkeit, ohne ein sensibles Ansprechen der Membran auf wahlweise sehr kleine Druckdifferenzen aufzugeben. Denn sobald sich die Membran aufgrund eines Druckanstiegs in ihrer Umgebung so weit verformt hat, dass eine weitere Verformung durch das Basisteil begrenzt wird, wirkt ein weiterer Druckanstieg nur noch gegen das Basisteil, das beispielsweise massiv ausgebildet sein kann, was ein Kollabieren oder eine Beschädigung der Membran verhindert. Gleichzeitig kann die Membran, solange sie sich noch nicht so weit verformt hat, dass sie in Berührung mit dem Basisteil kommt, frei und – je nach Auslegung der Membran – leicht verformt werden, wodurch ein sehr empfindliches Ansprechverhalten auf Druckänderungen entsteht und das Maß der Verformung der Membran vom Umgebungsdruck bzw. von der Druckänderung abhängt. Die Verformung der Membran kann demnach als Ausgangsgröße detektiert oder weiterverwendet werden, wobei diese Ausgangsgröße idealerweise etwa proportional zum Druck und/oder zur Druckänderung als Eingangsgröße ist. Wenn die Membran das Ende ihres Arbeitsbereichs, also einen bestimmten Höchstdruck erreicht hat, wird eine weitere Verformung durch das Basisteil verhindert, und die Membran wird bei weiter steigendem Druck mechanisch nicht weiter belastet.According to the invention, it has been recognized that a principle according to the prior art DE 34 14 558 A1 known structure not only for pulse damping, but also for the quantitative detection of pressures and / or pressure changes is suitable. Compared with the previously known pressure gauges results from the back-feeding of the membrane with a base member which limits the deformation of the membrane, a positive pressure without giving up a sensitive response of the membrane to either very small pressure differences. For as soon as the membrane has deformed so far due to a pressure increase in their environment that further deformation is limited by the base part, a further pressure increase acts only against the base part, which may be solid, for example, causing a collapse or damage to the Membrane prevented. At the same time, as long as it has not deformed enough to come into contact with the base, the membrane can be easily released and, depending on the design of the membrane, easily deformed, creating a very sensitive response to pressure changes and the extent of deformation the membrane depends on the ambient pressure or the pressure change. Accordingly, the deformation of the membrane can be detected or used as an output variable, this output variable ideally being approximately proportional to the pressure and / or the pressure change as an input variable. When the membrane has reached the end of its working range, ie a certain maximum pressure, further deformation is prevented by the base part, and the membrane is mechanically not further loaded with further increasing pressure.

Eine Vorrichtung mit einer Membran aus Metall und einem Basisteil, an dem die Membran mittels einer fluiddichten Verbindung befestigt ist, und bei der das Basisteil derart ausgestaltet ist, dass es eine Begrenzung für eine Verformung der Membran bildet, kann erfindungsgemäß als überdruckfeste Druckmesseinrichtung, als überdruckfester Aktuator, als überdruckfestes Steuerungselement – beispielsweise als Schalter oder für ein Sicherheitsventil – oder als überdruckfestes Stellglied für einen Regelkreis – beispielsweise für eine druckabhängige Regelung eines Durchflusses – oder dergleichen verwendet werden. All diesen Verwendungen ist gemeinsam, dass sie auch bei hohen Drücken möglich sind, oder dass sie hohen Sicherheitsanforderungen genügen, da die entsprechende Vorrichtung auch bei sehr hohen Druckpulsen und entsprechenden Belastungsspitzen funktionsfähig bleibt und keinen Schaden nimmt.A Device with a membrane of metal and a base part, on attached to the membrane by means of a fluid-tight connection is, and in which the base part is designed such that it forms a limit to deformation of the membrane can according to the invention as a pressure-resistant pressure measuring device, as overpressure resistant actuator, as overpressure resistant Control element - for example, as a switch or for a safety valve - or as a pressure-resistant Actuator for a control loop - for example for a pressure-dependent control of a flow - or the like can be used. All these uses are common, that they are possible even at high pressures, or that they meet high security requirements, since the corresponding device even at very high pressure pulses and corresponding load peaks remains functional and no harm.

Die Vorrichtung selbst wird nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise dadurch modifiziert, dass an der Membran ein sich aufgrund einer Verformung der Membran bewegendes, vorzugsweise sich mit der Membran mitbewegendes mechanisches Betätigungselement, ein Messelement oder ein Zeiger angebracht ist oder auf andere Weise mit der Membran in Wirkverbindung steht. Hierdurch wird die Verformung der Membran als Ausgangsgröße direkt nutzbar gemacht, so dass aus der vorliegenden Vorrichtung ein Mess- und/oder Stellglied wird. Hierbei wird das mechanische Betätigungselement, das Messelement oder der Zeiger vorzugsweise an der Membran befestigt und durch das Basisteil beweglich hindurchgeführt.The Device itself is according to a first aspect of the present invention Invention advantageously modified by the fact that on the membrane a moving due to deformation of the membrane, preferably moving mechanical actuator with the diaphragm, a measuring element or a pointer is attached or otherwise is in operative connection with the membrane. This will cause the deformation the membrane can be used directly as an output, so that from the present device, a measuring and / or actuator becomes. Here, the mechanical actuator, the measuring element or the pointer is preferably attached to the membrane and passed through the base part movable.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Membran der Vorrichtung mit einem gewellten Profil versehen. Dies ermöglicht, die Druck-Weg-Kennlinie, also den Zusammenhang zwischen der Eingangsgröße „Druck bzw. „Druckänderung” und der Ausgangsgröße „Bewegung” bzw. „Wegposition” auf den Verwendungszweck auszulegen und/oder eine möglichst genaue Linearität der Druck-Weg-Kennlinie im beabsichtigten Messbereich zu erzielen.To In a second aspect of the present invention, the membrane the device provided with a corrugated profile. This makes possible, the pressure-displacement curve, ie the relationship between the input variable "pressure or "pressure change" and the output variable "movement" or "path position" to design the purpose and / or a possible exact linearity of the pressure-displacement characteristic in the intended Reach measuring range.

Soweit die Membran mit einem gewellten Profil versehen ist, ist es vorteilhaft, wenn das Basisteil an seiner zur Membran hin weisenden Oberfläche ein entsprechend der Wellung der Membran ausgebildetes, gewelltes Profil aufweist und somit eine an das Profil angepasste Anlagefläche bildet.So far the membrane is provided with a corrugated profile, it is advantageous if the base part on its surface facing the membrane a according to the corrugation of the membrane trained, corrugated profile has and thus adapted to the profile contact surface forms.

Die bevorzugten Weiterbildungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in den Ansprüchen 3 bis 15 niedergelegt sind, sind im Übrigen unabhängig davon, ob die Membran mit einem gewellten Profil versehen ist, oder nicht. Die Merkmale der entsprechenden Ansprüche können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ohne ein gewelltes Profil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 16 kombiniert werden. Die folgenden Ausführungen sind in diesem Lichte zu verstehen.The preferred developments of an inventive Device set forth in claims 3 to 15 are, incidentally, regardless of whether the Membrane is provided with a corrugated profile or not. The Features of the corresponding claims can be found in Frame of the present invention without a corrugated profile combined with the features of independent claim 16 become. The following explanations are in this light to understand.

Vorzugsweise schließen das Bassteil und die Membran eine fluiddichte Kammer zwischen sich ein, was jedoch nicht in jedem Fall notwendig ist.Preferably the base part and the membrane close a fluid-tight Chamber between them, which is not necessary in any case is.

Um den Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung einstellen zu können, kann das Basisteil außerdem mit einer verschließbaren Öffnung versehen sein, mittels welcher ein Medium in die fluiddichte Kammer zwischen dem Basisteil und der Membran eingefüllt werden kann, oder mittels der ein Medium umgekehrt entnommen werden kann. Dieses Medium kann im einfachsten Fall ein Gas sein, so dass durch ein zusätzliches Befüllen bzw. ein Entnehmen von solchem Gas aus der fluiddichten Kammer eine Anpassung der Vorrichtung an entsprechende Umgebungsdrücke vorgenommen werden kann, oder auch ein Differenzdruck zwischen der Kammer und der Umgebung, in der die Vorrichtung eingesetzt werden soll, vorgewählt werden kann. Neben einem Gas kommen als ein solches Medium weitere kompressible Medien in Betracht, wie beispielsweise ein Schaum oder ein gashaltiges Öl oder dergleichen. Auch eine Mischung von kompressiblen und nicht-kompressiblen Medien kann verwendet werden.Around the working area of the device according to the invention The base part can also be adjusted be provided with a closable opening, by means of which a medium in the fluid-tight chamber between the Base part and the membrane can be filled, or by means of which a medium can be removed vice versa. This medium can be a gas in the simplest case, so by an additional Filling or removing such gas from the fluid-tight Chamber an adaptation of the device to appropriate ambient pressures can be made, or a differential pressure between the chamber and the environment in which the device is to be used, can be preselected. In addition to a gas arrive as a Such medium further compressible media into consideration, such as a foam or gaseous oil or the like. Also a mix of compressible and non-compressible media can be used.

Die fluiddichte Kammer zwischen dem Basisteil und der Membran ist – unabhängig vom Vorhandensein einer verschließbaren Öffnung im Basisteil – vorzugsweise mit einem kompressiblen Medium befüllt. Dieses kompressible Medium kann wiederum ein Gas oder eine gashaltige Flüssigkeit sein, jedoch ist auch ein kompressibler Feststoff als Medium einsetzbar, beispielsweise ein Elastomer oder ein Schaumstoff.The fluid-tight chamber between the base part and the membrane is - independent the presence of a closable opening in the base part - preferably filled with a compressible medium. This compressible medium can in turn be a gas or a gaseous Liquid, but is also a compressible solid can be used as a medium, for example an elastomer or a foam.

Soweit hierbei ein kompressibles Fluid, insbesondere ein Gas, zum Einsatz kommt, kann das Basisteil eine Ausnehmung zur Aufnahme des kompressiblen Mediums bei einer Verformung der Membran enthalten. Das kompressible Medium kann sich dann bei einer Verformung der Membran bis zu einer Anlage derselben am Basisteil in diese Ausnehmung zurückziehen, so dass die Membran tatsächlich am Basisteil zum Anliegen kommt. Umgekehrt kann es jedoch auch vorteilhaft sein, im Basisteil gerade keine solche Ausnehmung vorzusehen, so dass selbst bei der größtmöglichen Verformung der Membran zum Basisteil hin ein Polster, insbesondere ein Gaspolster, zwischen der Membran und einer Anlagefläche des Basisteils zurückbleibt. Ein sorgfältiges Aufeinan der-Abstimmen der Oberfläche des Basisteils auf das Profil bzw. die Oberfläche der Membran erübrigt sich hierdurch, und zur Berechnung der Druck-Weg-Kennlinie der Vorrichtung kann mit Gasgleichungen gearbeitet werden.So far in this case a compressible fluid, in particular a gas used comes, the base part may have a recess for receiving the compressible Medium contained in a deformation of the membrane. The compressible Medium can then be at a deformation of the membrane up to a plant withdraw the same at the base part in this recess, so that the membrane actually abuts the base part comes. Conversely, it may also be advantageous in the base part just do not provide such a recess, so that even in the maximum deformation of the membrane for Base part towards a cushion, in particular a gas cushion, between the membrane and a contact surface of the base part remains. Careful coordination of the surface of the base part on the profile or the surface of the membrane is unnecessary by this, and to calculate the pressure-displacement curve the device can be worked with gas equations.

Die fluiddichte Kammer zwischen dem Basisteil und der Membran kann darüber hinaus zum Teil mit einem nicht kompressiblen Medium, insbesondere mit einer Flüssigkeit oder einem festen Kern, gefüllt sein. Ein solches nicht-kompressibles Medium verringert die maximale Auslenkung der Verformungsbewegung der Membran und erhöht so die Freiheit bei der Ausformung des Basisteils. Soweit es sich beim nicht-kompressiblen Medium um eine Flüssigkeit handelt, ergibt sich der Vorteil, dass sich diese Flüssigkeit selbstständig an die Form der Membran anpasst, wenn diese sich an die durch die Flüssigkeit gebildete Begrenzung der Verformungsbewegung anlegt, so dass die Abstützung der Membran über ihre gesamte Oberfläche gleichmäßig erfolgt und keine lokalen Belastungsspitzen entstehen. In diesem Fall bildet also eine Art Flüssigkeitspolster die Anlagefläche des Basisteils für die Membran. Dementsprechend kann das Basisteil im Übrigen ein nach oben offenes Gehäuse bilden, an dessen oberen Rand die Membran umlaufend stoffschlüssig festgelegt ist.The fluid-tight chamber between the base part and the membrane can about it in part with a non-compressible medium, in particular with a liquid or a solid core, filled be. Such a non-compressible medium reduces the maximum Deflection of the deformation movement of the membrane and increases so the freedom in the formation of the base part. As far as it is when the non-compressible medium is a liquid, There is the advantage that this liquid is self-contained adapts to the shape of the membrane, when this is due to the through the Liquid creates defined limit of deformation movement, so that the support of the membrane over its entire Surface evenly done and no local load peaks arise. In this case, then forms a kind of liquid cushion the contact surface of the base part for the membrane. Accordingly, that can Base part, moreover, an upwardly open housing form, at the upper edge of the membrane circumferentially cohesively is fixed.

Bevorzugterweise besteht das Basisteil im Wesentlichen aus einer Metallscheibe, die zur Bildung der fluiddichten Kammer mit einer mittigen konkaven Ausfräsung versehen ist, wobei die Membran randseitig umlaufend stoffschlüssig mit dem Basisteil verbunden ist, insbesondere mittels einer Schweißnaht. In diesem Fall bietet es besondere Vorteile, wenn das Basisteil randseitig mit einer breiten Auflage für die Membran versehen ist, wenn also die Ausfräsung eine breite Auflage für die Membran stehen lässt. Denn dann wird der Verbindungsbereich zwischen der Membran und dem Basisteil, insbesondere die randseitig umlaufende Schweißnaht, mechanisch entlastet, da keine Biegebeanspruchung auf die Schweißnaht wirkt.preferably, the base part consists essentially of a metal disc, the for forming the fluid-tight chamber with a central concave Cutout is provided, the membrane peripherally encircling cohesively connected to the base part, in particular by means of a weld. In this case, it offers special Advantages, if the base part edge with a wide edition provided for the membrane, so if the cutout leave a wide support for the membrane. Because then the connection area between the membrane and the Base part, in particular the peripheral circumferential weld, mechanically relieved, as no bending stress on the weld acts.

Um eine Verformung der Membran in beide Richtungen zuzulassen und somit den Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erweitern, oder deren Toleranz gegen unzulässig hohe Drücke bzw. Druckpulse in beide Richtungen zu erhöhen, kann eine zweite Begrenzung für eine Verformung der Memb ran vorgesehen sein: Auf der dem Basisteil gegenüberliegenden Seite der Membran kann hierfür ein zusätzliches Abstützungsteil angeordnet sein, das eine zweite Begrenzung für die Membranverformung bildet. Dieses Abstützungsteil ist mit einer Durchgangsöffnung für das umgebende Druckmedium versehen, so dass der Zwischenraum zwischen dem zusätzlichen Abstützungsteil und der Membran mit dem umgebenden Druckmedium korrespondiert.Around allow a deformation of the membrane in both directions and thus the working area of the device according to the invention to expand, or their tolerance against impermissibly high Can increase pressures or pressure pulses in both directions a second limit to deformation of the membrane be provided: On the base part opposite Side of the membrane can be an additional Abstützungsteil be arranged, which has a second boundary forms for the membrane deformation. This support part is with a through hole for the surrounding Pressure medium provided so that the space between the additional Support part and the membrane with the surrounding pressure medium corresponds.

Mehrere Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:Several Exemplary embodiments of an inventively designed Device are hereinafter with reference to the accompanying drawings described and explained in detail. Show it:

1 den grundsätzlichen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels in seitlicher Schnittdarstellung; 1 the basic structure of a first embodiment in a lateral sectional view;

2 das Ausführungsbeispiel aus 1 in einem druckbelasteten Zustand; 2 the embodiment 1 in a pressurized state;

3 ein gegenüber 1 modifiziertes Ausführungsbeispiel; 3 one opposite 1 modified embodiment;

4 ein anderes Ausführungsbeispiel in seitlicher Schnittdarstellung; 4 another embodiment in side sectional view;

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel in seitlicher Schnittdarstellung; 5 a further embodiment in side sectional view;

6 eine seitliche Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels aus 1 in einer Verwendung als Messvorrichtung; 6 a side sectional view of the embodiment 1 in a use as a measuring device;

7 eine seitliche Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels aus 1 in einer Verwendung als Aktuator; 7 a side sectional view of the embodiment 1 in a use as an actuator;

8 ein Prinzipdiagramm mit Druck-Weg-Kennlinien. 8th a basic diagram with pressure-displacement curves.

1 zeigt in einer seitlichen Schnittdarstellung den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum quantitativen Erfassen von Drücken und/oder Druckänderungen. Er besteht aus einem Basisteil 1 und einer Membran 2 aus Metall, die randseitig umlaufend stoffschlüssig miteinander verbunden sind und eine fluiddichte Kammer 3 zwischen sich einschließen. Das Basisteil 1 ist in seiner Grundform eine Metallscheibe, die zentrisch mit einer im Wesentlichen konkaven Ausfräsung 4 versehen ist. Die Membran 2 weist ein konzentrisch gewelltes Profil 5 auf, während die Ausfräsung 4 des Basisteils 1 mit einer dem Profil 5 der Membran 2 angepassten konzentrischen bzw. rotationssymmetrischen Profilierung versehen ist. 1 shows in a sectional side view of the basic structure of an embodiment of an inventive device for the quantitative detection of pressures and / or pressure changes. It consists of a base part 1 and a membrane 2 made of metal, which are circumferentially cohesively bonded together at the edge and a fluid-tight chamber 3 between them. The base part 1 is in its basic form a metal disc which is centered with a substantially concave cutout 4 is provided. The membrane 2 has a concentric wavy profile 5 on while the cutout 4 of the base part 1 with a profile 5 the membrane 2 adapted concentric or rotationally symmetrical profiling is provided.

Wie 2 verdeutlicht, kann sich die Membran 2 bei diesem Ausführungsbeispiel so weit in das Basisteil 1 hinein verformen, bis sie auf dem Basisteil 1 aufliegt und eine weitere Verformung nicht mehr möglich ist. Da die Profilierung der Ausfräsung 4 des Basisteils 1 dem gewellten Profil 5 der Membran 2 entspricht, kann sich die Membran 2 ganzflächig an das Basisteil 1 anlegen, so dass eine weitere Erhöhung des Umgebungsdrucks keine höhere mechanische Belastung der Membran 2 verursachen kann. Ein Kollabieren oder eine sonstige Beschädigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch bei Drücken, die weit oberhalb des Arbeitsbereichs der Vorrichtung liegen, ausgeschlossen.As 2 clarifies, the membrane can 2 in this embodiment so far in the base part 1 deform it until it is on the base part 1 rests and a further deformation is no longer possible. Because the profiling of the cutout 4 of the base part 1 the wavy profile 5 the membrane 2 corresponds, the membrane can 2 over the entire surface of the base part 1 create, so that a further increase in the ambient pressure no higher mechanical stress on the membrane 2 can cause. A collapse or other damage of the device according to the invention is excluded even at pressures that are far above the working range of the device.

Wie die 1 und 2 weiterhin verdeutlichen, ist das Basisteil 1 dieses Ausführungsbeispiels randseitig mit einer breiten Auflage 6 für die Membran 2 versehen – die Ausfräsung 4 lässt also einen relativ breiten Rand stehen, wodurch die mechanische Belastung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Membran 2 und dem Basisteil 1 beim Verformen der Membran 2 in die Kammer 3 hinein minimiert wird.As the 1 and 2 continue to clarify chen, is the base part 1 this embodiment edge with a wide edition 6 for the membrane 2 provided - the cutout 4 Thus, leaves a relatively wide edge, whereby the mechanical stress of the cohesive connection between the membrane 2 and the base part 1 during deformation of the membrane 2 in the chamber 3 is minimized in it.

Die fluiddichte Kammer 3 ist hier im übrigen mit einem Gas als Medium gefüllt und die Wellung des Profils 5 der Membran 2 ist so auf die Geometrie der Membran 2 und die Eigenschaften des Gases in der Kammer 3 abgestimmt, dass der Weg, den ein Zentrum 7 der Membran zum Basisteil 1 hin bei einer Druckänderung des Umgebungsdrucks zurücklegt, im wesentlichen proportional zum Druck ist, wodurch sich eine nahezu lineare Druck-Weg-Kennlinie der Membranbewegung ergibt.The fluid-tight chamber 3 here is filled with a gas as a medium and the corrugation of the profile 5 the membrane 2 is so on the geometry of the membrane 2 and the properties of the gas in the chamber 3 tuned that the way a center 7 the membrane to the base part 1 towards a pressure change of the ambient pressure, is substantially proportional to the pressure, resulting in a nearly linear pressure-displacement curve of the membrane movement.

Im Zustand, der in 2 dargestellt ist, ist das Gas in der Kammer 3 bis auf ein Mindestmaß komprimiert, so dass es in der vorliegenden Darstellung zwi schen der Membran 2 und der Ausfräsung 4 des Basisteils 1 nicht mehr zu erkennen ist. Gleichwohl bildet es hier ein Polster zwischen der Membran 2 und dem Basisteil 1, wodurch etwaige Toleranzen in der Profilierung der Ausfräsung 4 ausgeglichen werden, was lokale Belastungsspitzen auf die Membran 2 anschließt.In the state in 2 is shown, the gas is in the chamber 3 compressed to a minimum, so that in the present representation between tween the membrane 2 and the cutout 4 of the base part 1 is no longer recognizable. Nevertheless, it forms a cushion between the membrane 2 and the base part 1 , whereby any tolerances in the profiling of the cutout 4 be balanced, causing local stress peaks on the membrane 2 followed.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, im Basisteil, und hier vorzugsweise nahe dessen Zentrum, eine zur Kammer 3 offene Ausnehmung vorzusehen, in die das Gas aus der Kammer 3 fließen kann und in der das Gas komprimiert verbleiben kann, während die Membran 2 – dann vollständig – am Basisteil 1 anliegt. Als andere Alternative kann die Kammer 3 evakuiert sein, wodurch sich ebenfalls kein Gaspolster zwischen die Membran und das Basisteil legt.Alternatively, however, it is also possible in the base part, and here preferably near its center, one to the chamber 3 provide an open recess into which the gas from the chamber 3 can flow and in which the gas can remain compressed while the membrane 2 - then completely - on the base part 1 is applied. As another alternative, the chamber 3 be evacuated, which also lays no gas cushion between the membrane and the base part.

Weiter alternativ – und in den Figuren nicht dargestellt – kann zwischen dem Basisteil 1 und der Membran 2 ein Kern aus einem Feststoff angeordnet sein, an den sich die Membran 2 oberhalb einer bestimmten Druckbelastung anlegt, so dass sie sich nicht weiter verformen kann. In diesem Kern können dann wiederum Ausnehmungen vorgesehen sein, die ein kompressibles Medium aufnehmen, so dass sich die Membran 2 direkt auf den Kern auflegen kann. Der Kern selbst kann zu einem gewissen Maß kompressibel ausgebildet sein.Further alternatively - and not shown in the figures - can between the base part 1 and the membrane 2 a core of a solid may be arranged, to which the membrane 2 above a certain pressure load applies, so that they can not deform further. Recesses can then be provided in this core, which receive a compressible medium, so that the membrane 2 can hang directly on the core. The core itself can be designed to be compressible to a certain extent.

3 zeigt eine Modifikation des Ausführungsbeispiels aus 1. Der Unterschied besteht darin, dass hier das Basisteil 1 mit einer verschließbaren Öffnung 8 versehen ist, die die ansonsten fluiddichte Kammer 3 von außen zugänglich macht, um beispielsweise Gas in die Kammer 3 zu füllen oder solches aus dieser zu entnehmen. Der in der Kammer 3 herrschende Druck kann hierdurch leicht voreingestellt und infolgedessen der Arbeitsbereich der Vorrichtung gewählt werden. Es ist auch möglich, mittels der Öffnung 8 das in der Kammer 3 befindliche Medium auszutauschen und beispielsweise statt eines Gases ein gashaltiges Öl oder dergleichen einzufüllen, gegebenenfalls auch nur teilweise. 3 shows a modification of the embodiment 1 , The difference is that here is the base part 1 with a closable opening 8th is provided, which is the otherwise fluid-tight chamber 3 accessible from outside, for example, gas in the chamber 3 to fill or to remove such from this. The one in the chamber 3 prevailing pressure can thereby easily preset and consequently the working range of the device can be selected. It is also possible by means of the opening 8th that in the chamber 3 exchange existing medium and, for example, instead of a gas to fill a gas-containing oil or the like, possibly also only partially.

Das Ausführungsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, unterscheidet sich von den Ausführungsbeispielen aus den 1 bis 3 im Wesentlichen dadurch, dass das Basisteil 1 nicht mehr als Metallscheibe mit Ausfräsung ausgebildet ist, sondern durch ein Gehäuse 9 und eine darin befindliche Flüssigkeit 10 gebildet wird. Das Gehäuse 9 bildet zusammen mit der Membran 2 eine fluiddichte Dose, während die Flüssigkeit 10 für eine Begrenzung der Verformung der Membran 2 sorgt. Wenn sich die Membran 2 bei steigendem Umgebungsdruck nach innen in die ansonsten gasgefüllte Kammer 3 bewegt, wird das Gas so lange komprimiert, bis die Flüssigkeit 10 nahezu den gesamten Innenraum der durch das Gehäuse 9 und die Membran 2 gebildeten Dose einnimmt und infolgedessen verhindert, dass sich die Membran 2 weiter nach innen verformen kann. Die hierdurch gebildete Begrenzung der Verformung der Membran 2 erzeugt ein Gegendruck gegen den Umgebungsdruck, der an jedem Punkt der Membran 2 konstant groß ist und daher einseitige Belastungen oder Belastungsspitzen auf die Membran 2 vermeidet – und dies auch ohne ein Profil in eine Oberfläche einbringen zu müssen, das dem Profil 5 der Membran 2 möglichst exakt entspricht.The embodiment that is in 4 is different from the embodiments of the 1 to 3 essentially in that the base part 1 is no longer designed as a metal disc with cutout, but by a housing 9 and a liquid contained therein 10 is formed. The housing 9 forms together with the membrane 2 a fluid-tight can while the fluid 10 for limiting the deformation of the membrane 2 provides. When the membrane 2 with increasing ambient pressure inwards into the otherwise gas-filled chamber 3 moved, the gas is compressed until the liquid 10 almost the entire interior of the housing 9 and the membrane 2 formed can and consequently prevents the membrane 2 can deform further inside. The resulting limitation of the deformation of the membrane 2 creates a back pressure against the ambient pressure at each point of the membrane 2 is constantly large and therefore one-sided loads or load peaks on the membrane 2 avoids - and without having to bring a profile into a surface that the profile 5 the membrane 2 as exactly as possible.

5 zeigt wiederum eine Modifikation einer Vorrichtung aus den 1 und 2. Die Modifikation besteht hier darin, dass auf der dem Basisteil 1 gegenüberliegenden Seite der Membran 2 ein zusätzliches Abstützungsteil 11 angebracht ist. Dieses Abstützungsteil 11 ist ebenfalls randseitig stoffschlüssig mit der Membran 2 verbunden und somit indirekt auch mit dem Basisteil 1. Wie das Basisteil 1, besteht das Abstützungsteil 11 aus einer Metallscheibe mit einer zentrischen Ausfräsung 12, deren Oberfläche dem gewellten Profil der Membran 2 entspricht und im Mittel konkav verläuft. Das Abstützungsteil 11 bzw. dessen Ausfräsung 12 bildet eine Begrenzung für eine Verformung der Membran 2 nach außen, also wenn der Umgebungsdruck gegenüber dem in der Kammer 3 herrschenden Druck abnimmt. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl gegen Drücke, die oberhalb des Arbeitsbereichs liegen, als auch gegen Drücke, die unterhalb des Arbeitsbereichs liegen, resistent. Um die Membran 2 nicht von der Umgebung zu isolieren, korrespondiert ein einerseits von der Membran 2 und andererseits vom Abstützungsteil 11 gebildeter Zwischenraum 13 über eine Durchgangsöffnung 14 mit der Umgebung. 5 again shows a modification of a device from the 1 and 2 , The modification here is that on the base part 1 opposite side of the membrane 2 an additional support part 11 is appropriate. This support part 11 is also peripherally cohesively with the membrane 2 connected and thus indirectly with the base part 1 , Like the base part 1 , consists of the support part 11 from a metal disc with a central cut-out 12 whose surface is the corrugated profile of the membrane 2 corresponds and concave on average. The support part 11 or its cut-out 12 forms a limit to deformation of the membrane 2 to the outside, so if the ambient pressure against that in the chamber 3 prevailing pressure decreases. Thus, the device according to the invention is resistant both to pressures which are above the working range and to pressures which are below the working range. To the membrane 2 not to isolate from the environment, one corresponds on the one hand by the membrane 2 and on the other hand from the support part 11 formed gap 13 via a passage opening 14 with the environment.

6 zeigt das bereits in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel, das hier als überdruckfeste Druckmesseinrichtung verwendet wird. Hierzu ist im Zentrum 7 der Membran 2 ein Stift 15 befestigt, der als Messelement beweglich durch das Basisteil 1 hindurch geführt ist und die Bewegung der Membran 2 bei einer Verformung mitmacht. Die Bewegung bzw. die momentane Position des Stiftes 15 wird in einem beispielsweise kapazitiven Messsystem 16 detektiert und mittels einer Druck-Weg-Kennlinie der vorliegenden Vorrichtung in einen gemessenen Druckwert umgewandelt. 6 shows that already in 1 illustrated Embodiment, which is used here as a pressure-resistant pressure measuring device. This is in the center 7 the membrane 2 a pen 15 attached, as a measuring element movable through the base part 1 passed through and the movement of the membrane 2 participate in a deformation. The movement or the current position of the pen 15 is in an example capacitive measuring system 16 detected and converted by means of a pressure-displacement characteristic of the present device into a measured pressure value.

7 zeigt wiederum das Ausführungsbeispiel aus 1, welches hier als Regelventil verwendet wird: Die Membran 2 bildet eine Seite einer Flüssigkeitsleitung 17, während gegenüberliegend in einer Wandung 18 der Flüssigkeitsleitung 17 eine Ventilöffnung 19 durch eine Ventilklappe 20 verschlossen ist. Diese Ventilklappe 20 ist über ein mechanisches Betätigungselement 21 direkt mechanisch mit dem Zentrum 7 der Membran 2 verbunden, so dass sie sich mit einer Verformungsbewegung der Membran 2 mitbewegt. Sobald ein statischer Druck in der Flüssigkeitsleitung 17 vorliegt, der oberhalb eines durch Vorspannen der fluiddichten Kammer 3 eingestellten Druckwertes liegt, verformt sich die Membran 2 in die Kammer 3 hinein, wodurch die Ventilklappe 20 zwangsläufig mitbewegt wird und die Ventilöffnung 19 freigibt. 7 again shows the embodiment 1 , which is used here as a control valve: The membrane 2 forms one side of a fluid line 17 while opposite in a wall 18 the liquid line 17 a valve opening 19 through a valve flap 20 is closed. This valve flap 20 is via a mechanical actuator 21 directly mechanically with the center 7 the membrane 2 connected, so that they undergo a deformation movement of the membrane 2 moved. Once a static pressure in the liquid line 17 which is above one by biasing the fluid-tight chamber 3 set pressure value, the membrane deforms 2 in the chamber 3 into it, causing the valve flap 20 is inevitably moved and the valve opening 19 releases.

In ähnlichen Ausgestaltungen, wie beispielhaft in den 6 und 7 dargestellt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Schalter oder sonstiges Steuerungselement, als Regelelement, als Aktuator oder als druckanzeigendes Messinstrument verwendet werden, wobei ein bisher bei druckerfassenden Einrichtungen nicht möglich gewesener Überlastungsschutz gegen zu hohe Umgebungsdrücke gegeben ist.In similar embodiments, as exemplified in the 6 and 7 shown, the device according to the invention can be used as a switch or other control element, as a control element, as an actuator or as a pressure-indicating measuring instrument, which has not previously been possible with pressure-detecting devices overload protection against excessively high ambient pressures.

8 zeigt schließlich beispielhaft und schematisch drei Weg-Druck-Kennlinien, wobei die Kennlinie (a) die Kennlinie einer Membranscheibe mit einem gewellten Profil, jedoch ohne erfindungsgemäß eine Begrenzung bildende Hinterfütterung ist. Durch die Wellung ergibt sich ein linearer Kennlinienverlauf im Arbeitsbereich der Membran, wobei oberhalb des Arbeitsbereichs eine nichtlineare weitere Verformung der Membran bis zu deren Zerstörung auftritt. Die Kennlinie (b) ist die Kennlinie einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der sich die Membran ganzflächig an das Basisteil anlegen kann, ohne dass ein Fluid dazwischen eingeschlossen bleibt. Wie zu erkennen ist, schließt sich an den linearen Arbeitsbereich ein ebenso linearer Sättigungsbereich an, in dem ein weiterer Druckanstieg keine weitere Verformung der Membran bewirkt. Die Kennlinie (c) ist schließlich die Kennlinie einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, in der zwischen der Membran und dem Basisteil ein Gaspolster verbleibt, dieses also nicht in eine Ausnehmung oder dergleichen verdrängt werden kann. Hier schließt sich nach einem linearen Arbeitsbereich ein Sättigungsbereich an, der sich asymptotisch dem linearen Sättigungsbereich der Kennlinie (b) annähert. Auch hier ist eine Beschädigung oder Zerstörung der Membran bei zunehmenden Druck nicht zu befürchten. 8th Finally, by way of example and schematically shows three path-pressure characteristics, wherein the characteristic (a) is the characteristic of a membrane disk with a corrugated profile, but without according to the invention a limiting forming back-lining. The corrugation results in a linear characteristic curve in the working area of the membrane, wherein a non-linear further deformation of the membrane occurs up to its destruction above the working area. The characteristic curve (b) is the characteristic curve of a device according to the invention, in which the membrane can be applied over the whole area to the base part, without a fluid being trapped therebetween. As can be seen, the linear work area is adjoined by a likewise linear saturation region, in which a further increase in pressure does not cause any further deformation of the membrane. The characteristic curve (c) is finally the characteristic curve of a device designed according to the invention, in which a gas cushion remains between the membrane and the base part, that is, it can not be displaced into a recess or the like. This is followed by a saturation region following a linear working region, which asymptotically approaches the linear saturation region of the characteristic curve (b). Again, damage or destruction of the membrane with increasing pressure is not to be feared.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3414558 A1 [0003, 0007]

Claims

Apparatus for quantitatively detecting pressures and / or pressure changes by converting a pressure and / or a pressure change as an input into a motion or path position as an output, comprising a membrane ( 2 ) made of metal and a base part ( 1 ), on which the membrane ( 2 ) is fastened by means of a fluid-tight connection, wherein the base part ( 1 ) is configured such that there is a limit to deformation of the membrane ( 2 ), characterized in that the membrane ( 2 ) with a corrugated profile ( 5 ) is provided.

Device according to claim 1, characterized in that the base part ( 1 ) at its to the membrane ( 2 ) facing surface a corresponding to the corrugation of the membrane formed, corrugated profile ( 4 ) having.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that between the membrane ( 2 ) and the base part ( 1 ) a fluid-tight chamber ( 3 ) is formed.

Device according to claim 3, characterized in that the base part ( 1 ) with a closable opening ( 8th ), by means of which the fluid-tight chamber ( 3 ) between the base part ( 1 ) and the membrane ( 2 ) can be filled with a medium or such a medium can be removed.

Device according to at least one of claims 3 or 4, characterized in that the fluid-tight chamber ( 3 ) between the base part ( 1 ) and the membrane ( 2 ) is filled with a compressible medium, in particular a gas and / or a gas-containing liquid and / or a compressible solid.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the base part ( 1 ) a recess for receiving the compressible medium in a deformation of the membrane ( 2 ) contains.

Device according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that the fluid-tight chamber ( 3 ) between the base part ( 1 ) and the membrane ( 2 ) is partially filled with a non-compressible medium, in particular a liquid and / or a solid core.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the base part ( 1 ) from an upwardly open housing ( 9 ) with a filled liquid ( 10 ) is formed, wherein the membrane ( 2 ) on the housing ( 9 ) is fixed circumferentially cohesively.

Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the base part ( 1 ) substantially of a metal disc with a central, substantially concave cutout ( 4 ) and that the membrane ( 2 ) circumferentially cohesively cohesively with the base part ( 1 ) connected is.

Device according to claim 9, characterized in that the base part ( 1 ) for the mechanical relief of the connection area between the membrane ( 2 ) and the base part ( 1 ) at the edge with a wide overlay ( 6 ) for the membrane ( 2 ) is provided.

Device according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that on the base part ( 1 ) opposite side of the membrane ( 2 ) a support part ( 11 ) which has a second boundary for a reverse deformation of the membrane ( 2 ), wherein the support part ( 11 ) a passage opening ( 14 ) for a surrounding pressure medium, so that a gap ( 13 ) between the support part ( 11 ) and the membrane ( 2 ) corresponds to the surrounding pressure medium.

Device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that on the membrane ( 2 ) with a deformation of the membrane ( 2 ) moving mechanical actuator ( 21 ), a measuring element ( 15 . 16 ) or a pointer is attached.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the mechanical actuating element ( 21 ), the measuring element ( 15 . 16 ) or the pointer through the base part ( 1 ) is passed.

Device according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the membrane ( 2 ) is pre-formed by a defined biasing force.

Device according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the base part ( 1 ) and the membrane ( 2 ) are formed substantially rotationally symmetrical.

Apparatus for quantitatively detecting pressures and / or pressure changes by converting a pressure and / or a pressure change as an input into a motion or path position as an output, comprising a membrane ( 2 ) made of metal and a base part ( 1 ), on which the membrane ( 2 ) is fastened by means of a fluid-tight connection, wherein the base part ( 1 ) is configured such that there is a limit to deformation of the membrane ( 2 ), characterized in that with the membrane ( 2 ) due to deformation of the membrane ( 2 ) moving mechani Nice actuator ( 21 ), a measuring element ( 15 . 16 ) or a pointer is operatively connected.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the mechanical actuating element ( 21 ), the measuring element ( 15 . 16 ) or the pointer through the base part ( 1 ) is passed.

Device according to one of claims 16 or 17, characterized in that between the membrane ( 2 ) and the base part ( 1 ) a fluid-tight chamber ( 3 ) is formed.

Use of a device with a membrane ( 2 ) made of metal and a base part ( 1 ), on which the membrane ( 2 ) is fastened by means of a fluid-tight connection, wherein the base part ( 1 ) is configured such that there is a limit to deformation of the membrane ( 2 ) forms, in particular according to at least one of claims 1 to 18, as a pressure-resistant pressure measuring device.

Use of a device with a membrane ( 2 ) made of metal and a base part ( 1 ), on which the membrane ( 2 ) is fastened by means of a fluid-tight connection, wherein the base part ( 1 ) is configured such that there is a limit to deformation of the membrane ( 2 ) forms, in particular according to at least one of claims 1 to 18, as a pressure-resistant control element.

Use of a device with a membrane ( 2 ) made of metal and a base part ( 1 ), on which the membrane ( 2 ) is fastened by means of a fluid-tight connection, wherein the base part ( 1 ) is configured such that there is a limit to deformation of the membrane ( 2 ), in particular according to at least one of claims 1 to 18, as a pressure-resistant actuator for a control loop.

Use of a device with a membrane ( 2 ) made of metal and a base part ( 1 ), on which the membrane ( 2 ) is fastened by means of a fluid-tight connection, wherein the base part ( 1 ) is configured such that there is a limit to deformation of the membrane ( 2 ), in particular according to at least one of claims 1 to 18, as a pressure-resistant actuator.