Bourdonfeder

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In den meisten mechanischen Manometern (auch Druckuhren genannt) ist die Bourdonfeder (auch Bourdonrohr, unzutreffend auch Bourdonröhre genannt) als Messgrößenwandler zu finden.
Sie setzt den Druck (genau genommen die Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Feder und ihrer Umgebung) in eine bogenförmige Bewegung um, die dem Antrieb eines Zeigers dient.

Die Bourdonfeder ist eine rund gebogene Rohrfeder ovalen Querschnitts, die sich unter Druckeinwirkung dem kreisförmigen Querschnitt nähert und dadurch aufbiegt.

[Bearbeiten] Geschichte

Lange nach der Entdeckung des atmosphärischen Luftdrucks durch Evangelista Torricelli (1608-1647) sollte ein Arbeiter ein Rohr für einen Destillationsapparat zu einer Wendelform biegen. Da der Rohrbieger es beim Wickeln jedoch ungeschickt verbeulte, versuchte er, es durch Innendruck wieder zu richten. Durch die Druckbeaufschlagung streckte es sich wieder. Das führte zur Idee, diesen Effekt zur Druckmessung einzusetzen.

Nach Strohmeyer war der Erfinder der Rohrfeder ein deutscher Ingenieur namens Schinz, der 1845 bei Roskopf, Koblenz die erste Röhrenfeder herstellte. Jedoch meldete drei Jahre später im Jahre 1848 der Pariser Instrumentenmacher Eugène Bourdon die Rohrfeder zum Patent an.

Der Name „Bourdonfeder“ etablierte sich und blieb bis heute erhalten, auch wenn Bourdon nicht lange Inhaber des Patents blieb - im Jahre 1859 wurde das Patent Pat. US Nr. 9163 vom 3. August 1852 (ET) erfolgreich von Lucien Vidie, dem Erfinder der Aneroiddose angefochten und mit Hilfe seines Freundes und Patentanwalts Pierre Armand Lecomte niedergeschlagen.

[Bearbeiten] Anwendung

Das Boudonrohr ist bis heute das Messglied von mechanischen Manometern im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 200 bar. Bei geringeren Drücken kommen Membran-Messdosen zum Einsatz. Der Vorteil der Bourdonfeder ist dabei die große Kraft, die zum Antrieb des Zeigers zur Verfügung steht. Die geringe Auslenkung (das Rohr darf sich nur im elastischen Bereich verformen) wird mit einem spielfreien Zahnstangen- oder Zahnradtrieb auf den Zeiger übertragen und lenkt diesen mit einem Hub von wenigen Millimetern über die gesamte Skala.

Die Anpassung an verschiedene Messbereiche erfolgt durch Variation des Wandungsquerschnittes und/oder der Bogenlänge des Rohres; in manchen Fällen ist es zu einer mehrgängigen Wendel gebogen, meist beschreibt es jedoch einen Winkel von <360°.

[Bearbeiten] Literatur

• Matthias Künzel: Ein Beitrag zur interferenzoptischen Präzisionsdruckmessung mit Quarz-Bourdonfedern