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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Messeinsatz gemäß den Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie einen Fluidzähler unter Verwendung des erfindungsgemäßen Messeinsatzes.
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Zur
Erfassung der durch einen Fluidzähler hindurch
fließenden
Fluidmenge beinhaltet der Messeinsatz üblicherweise ein Flügelrad,
das durch das strömende
Fluid in Rotation versetzt wird. Ein Zählwerk nimmt über eine
geeignete Kopplung die Umdrehungen des Flügelrads auf und zeigt über eine Übersetzung
die durchgeflossene Fluidmenge an. Bei derartigen Fluidzählern besteht
jedoch das Problem, dass sich das Flügelrad nicht immer proportional
zur Strömungsgeschwindigkeit
des Fluids dreht, wodurch sich Messfehler ergeben. Diese Messfehler werden
in einem Diagramm als sogenannte „Fehlerkurve" dargestellt. Die
Fehlerkurve liegt in einem Fehlerband und muss gemäß den gesetzlichen
Auflagen regulierbar sein.
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Bei
herkömmlichen
Fluidzählern
des Standes der Technik gibt es verschiedene Lösungsansätze zur Regulierung der Fehlerkurve.
Zum einen erfolgt die Regulierung mittels eines Siebes mit Stufen und
einem Kanalringunterteil mit Regulieröffnung. Die Regulieröffnung besitzt
einen wahlweise veränderbaren
Querschnitt, so dass Fluid neben dem eigentlichen Messraum vorbeifließt und daher
nicht in die Volumenmessung mit einbezogen wird. Zum anderen gibt
es Konstruktionen, die unter Einsatz einer Regulierschraube den
Einlasskanal zum Messraum erweitert oder verengt.
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Aus
DE 27 15 964 C2 ist
ein Gerät
zur Mengenmessung eines strömenden
Fluids mit einem im Messteil des Gerätes untergebrachten Messrades bekannt,
wobei ein Teil der zu messenden Menge des Fluidstromes durch ein
Gehäuse
zum Messrad hinzugeleitet wird, so dass dessen Beschaufelung in der
einen oder anderen Richtung durchströmt wird. Koaxial zum Messrad
ist ein Justierung axial zu diesem verstellbar angebracht, der zusammen
mit dem Gehäuse
einen das Messrad umgebenen, vom Fluid zu durchströmenden bestimmten
Ringspalt bildet, dessen Querschnitt zwecks Justierung des Messgerätes durch
Verstellung des Justierringes stufenlos veränderbar ist.
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Die
DE 41 21 056 C2 offenbart
einen Mehrstrahl-Wasserzähler
mit einer Messkartusche und einem darin angeordneten Flügelbecher,
bestehend aus Flügelbecherunterteil
und Flügelbecheroberteil. Das
Flügelbecherunterteil
besitzt unten zwei Bypassöffnungen,
mit denen die Anzeige insgesamt nach Minus oder Plus verschoben
werden kann. Um die Menge des durch die Bypassöffnungen hindurchtretenden
Wassers justieren zu können,
ist in die zentrale Wasserauslassöffnung im Boden des Kartuschenunterteils
ein Justierring eingesetzt. Dessen Oberkante ist zweifach rampenförmig ausgebildet.
Diese Kanten verschließen
je nach Winkelstellung des Justierrings einen mehr oder weniger
großen
Teil der Justieröffnungen.
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Der
aus
DE 82 21 506 U1 bekannte
Einstrahl-Durchflusszähler
für Flüssigkeiten
in Trockenläuferbauart
umfasst eine Messeinheit, die aus einem Messwerk und einem Zählwerk besteht.
Das Messwerk weist ein Flügelrad
und eine dieses umschließende
Leiteinrichtung auf. Die Leiteinrichtung ist mit einer Einlass-
und einer Auslassöffnung
für die Flüssigkeit
versehen und durch eine ein Lager für das Flügelrad aufweisende Scheibe
abgedeckt, die in Richtung des Flügelrades vorspringende Staurippen trägt und gegenüber der
Leiteinrichtung begrenzt verdrehbar ist. Zum Verdrehen der Scheibe
ist auf ihrer von dem Flügelrad abgewandten
Seite ein Nocken vorgesehen, der in einen Mitnehmer eingreift, der
an einem dem Messraum abschließenden
Deckel ausgebildet ist. Der Mitnehmer ist zur Übertragung von Stellbewegungen
auf die Scheibe verdrehbar und durch einen Spannring gegenüber dem Messwerksgehäuse fixierbar.
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Aus
DE 297 09 858 U1 ist
ein Flügelradzähler zum
Messen einer Flüssigkeitsmenge
mit einer Vielzahl von Staurippen bekannt, die oberhalb und unterhalb
eines Flügelrades
angeordnet sind. Wenigstens eine Staurippe ist relativ zu den restlichen Staurippen
bewegbar ausgebildet. Der Flügelradzähler weist
einen an der Außenseite
des Messraums umlaufenden Strömungskanal
auf.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen neuartigen
Messeinsatz zur Verfügung
zu stellen, welcher es erlaubt, die Teileanzahl des Messeinsatzes
zu minimieren, sowie Montagearbeiten und damit Kosten einzusparen.
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Die
vorliegende Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Messeinsatz dadurch gelöst, dass die
Reguliereinrichtung mindestens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl
von Regulieröffnungen
umfasst, deren Durchlass durch Veränderung der Winkelstellung
von Kanalring zu Messkammerdeckel oder von Teilen des Kanalrings
zueinander veränderbar
ist. Die Erfindung ermöglicht
es, die Reguliereinrichtung in die Bauteile des Messeinsatzes derart
zu integrieren, dass keine zusätzlichen
Teile wie z. B. ein Sieb oder eine Schraube notwendig sind. Ferner
kann lediglich durch Verstellung der Winkelstellung in einfacher
Weise und ohne großen
Montageaufwand eine Anpassung zur Messfehlerregulierung vorgenommen
werden.
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Zweckmäßigerweise
befindet sich die Reguliereinrichtung etwa im Bereich einer Trennebene
(E) zwischen dem Messkammerdeckel und dem Kanalring bzw. alternativ
in der Trennebene im Bereich von Teilen des Kanalrings. Dieser erlaubt
es insbesondere, formtechnisch einfach herzustellende Maßnahmen
zur Realisierung der Reguliereinrichtung in diesem Bereich vorzunehmen.
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Zweckmäßigerweise
ist als Regulieröffnung mindestens
eine zur Trennebene hin offene Regulierausnehmung vorgesehen, die
einen den Strömungskanal
mit dem Messraum verbindenden Durchlass aufweist, der durch einen
am gegenüberliegenden Bauteil
entsprechend positionierten Reguliervorsprung vollständig oder
nur zum Teil verschließbar ist.
Durch entsprechendes Zusammenfügen
der gegenüberliegenden
Bauteile wird demzufolge die Größe der Regulieröffnung festgelegt
bzw. verändert.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Reguliervorsprünge mit unterschiedlicher
Höhe h
entlang des Umfangs des Messraums vorgesehen. Daraus resultiert
der Vorteil, dass durch in unterschiedlichen Winkelstellungen vorzunehmendes
Zusammenfügen
der Bauteile unterschiedlich große Regulierungsöffnungen
herstellbar sind.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann mindestens ein Regulierungsvorsprung eine schräg verlaufende obere
Fläche
aufweisen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die beiden
Bauteile gegeneinander verdrehbar sind, so dass durch die gewünschte Drehstellung
in Verbindung mit der schräg
verlaufenden, oberen Fläche
die Größe der Regulieröffnung festgelegt
werden kann.
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Hierzu
ist es zweckmäßig, wenn
die Regulierausnehmung ringförmig
oder zumindest ringabschnittsförmig
vorgesehen ist, da hierdurch eine Verdrehbewegung der beiden Bauteile
zueinander ermöglicht
wird. Die Regulierausnehmungen können aber
auch im Wesentlichen gerade sein, was insbesondere bei kürzeren Regulierausnehmungen
realisierbar ist. Die Enden können
vorzugsweise abgerundet sein.
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Zweckmäßigerweise
umfasst der erfindungsgemäße Messeinsatz
neben der Reguliereinrichtung eine Zentriereinrichtung zur Zentrierung
von Messkammerdeckel und Kanalring zueinander.
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Die
Zentriereinrichtung ist vorzugsweise ebenfalls im Bereich der Trennebene
vorgesehen.
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Die
Zentriereinrichtung umfasst mindestens einen, vorzugsweise eine
Mehrzahl von Zentriervorsprüngen,
die in entsprechende Zentrierausnehmungen an dem gegenüberliegenden
Bauteil eingreifen.
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Besonders
zweckmäßig ist,
wenn mindestens eine Zentrierausnehmung gleichzeitig auch zur Aufnahme
eines Reguliervorsprungs dient. Hierbei dient der jeweilige Reguliervorsprung
gleichzeitig zur Zentrierung der beiden Bauteile zueinander.
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Der
Vorteil des Gegenstands von Anspruch 14 besteht dann, dass die betreffenden
Vorsprünge und
Ausnehmungen formtechnisch einfach eingebracht werden können.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus nebengeordnet auch
einen Fluidzähler
mit einem Messeinsatz und einem Zählwerk zur Verbindung mit einem
Anschlussgehäuse
in einem Fluidnetz, welcher einen Messeinsatz nach einem der Ansprüche 1-14
umfasst.
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Zweckmäßige Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
stark vereinfachte schematische Darstellung eines Fluidzählers mit
Anschlussgehäuse;
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2 eine
Schnittdarstellung durch den Messeinsatz einer Ausgestaltung nach
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
perspektivische Darstellung der jeweiligen Innenseite des Messkammerdeckels
sowie des Kanalrings einschließlich
Flügelrad
der Ausgestaltung nach 2;
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4 eine
vergrößerte Teilschnittdarstellung der
Anordnung von Messkammerdeckel zu Kanalring im Bereich der Trennebene
E ;
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5 eine
perspektivische Darstellung der Innenseite des Messkammerdeckels
sowie des Kanalrings mit Flügelrad
einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
vergrößerte Teilschnittdarstellung der
Anordnung von Messkammerdeckel sowie des Kanalrings mit Flügelrad im
Bereich der Trennebene E;
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7 eine
alternative Ausgestaltung eines Messeinsatzes gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie
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8 eine alternative Ausgestaltung des Messeinsatzes
der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht (8a) sowie
als Schnittdarstellung (8b).
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Bezugsziffer 1 in 1 kennzeichnet
einen Fluidzähler,
insbesondere Wasserzähler
in seiner Gesamtheit. Er umfasst ein Zählwerk 4 sowie einen mit
dem Zählwerk 4 in
Verbindung stehenden Messkammerdeckel 5, welcher wiederum
in ein Anschlussgehäuse 2,
das sich in einem Fluidnetz, insbesondere Wasserversorgungsnetz,
befindet, eingesetzt ist. Der Messkammerdeckel 5 beinhaltet
den in 1 nicht sichtbaren Messeinsatz 3. Der
Messeinsatz 3 ist mit dem Anschlussgehäuse 2 verbunden, vorzugsweise
geschraubt.
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Wie
aus 2 hervorgeht, umfasst der Messeinsatz 3 einen
Messkammerdeckel 5 sowie einen Kanalring 6, die
den Messraum 8 festlegen. Im Messraum 8 sind Flügel 7 an
einem Flügelrad
angeordnet (siehe 3). Der Messeinsatz 3 beinhaltet
außerdem
einen an der Außenseite
des Messraums 8 umlaufenden Strömungskanal 11 sowie
eine Mehrzahl von Einlasskanälen 9,
die den Strömungskanal 11 mit dem
Messraum 8 verbinden, sowie einen Auslasskanal 10.
Schließlich
ist eine Reguliereinrichtung zur Messfehlerregulierung vorgesehen,
wobei die Regulierwirkung der Reguliereinrichtung durch Veränderung
der Winkelstellung von Kanalring 6 zu Messkammerdeckel 5 veränderbar
ist. Eine solche Integration der Reguliereinrichtung in den Kanalring 6 bzw.
Messkammerdeckel 5 trägt
erheblich zur Kostenreduzierung bei und zeichnet sich zu dem durch eine
bedienerfreundliche Handhabung aus. Mittels der Reguliereinrichtung
können
Messfehler, die aufgrund der Drehung des Flügelrades entstehen, reguliert
werden.
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Anstatt
der Veränderung
der Winkelstellung von Kanalring 6 zu Messkammerdeckel 5 kann
es auch vorgesehen sein, dass die Winkelstellung lediglich von Teilen
des Kanalrings 6 zueinander veränderbar ist, um eine Veränderung
der Regulierwirkung zu bewirken. Diese Ausführungsvariante ist jedoch in den
Zeichnungsfiguren nicht dargestellt.
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Die
Reguliereinrichtung umfasst gemäß der Ausführungsvariante
in 3 zwei Regulieröffnungen 12, deren
Durchlass durch Veränderung
der Winkelstellung des Kanalrings 6 zum Messkammerdeckel 5 veränderbar
ist. Je nach eingestellter Regulierungsposition fließt demnach
mehr oder weniger Fluid durch die Regulieröffnungen 12, das Fluid
wird somit an den Eingangskanälen
vorbei in den Messraum 8 geleitet und wird dadurch nicht
in die Volumenmessung mit einbezogen.
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Die
Reguliereinrichtung befindet sich etwa im Bereich einer Trennebene
E, die zwischen dem Messkammerdeckel 5 und dem Kanalring 6 liegt. Dies
hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen
Teile erforderlich sind und zudem die gesamte Reguliereinrichtung
formtechnisch einfach herstellbar ist.
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Wie
besonders aus den 2 – 7 hervorgeht,
ist als Regulieröffnung 12 mindestens
eine zur Trennebene E hin offene Ausnehmung 14 vorgesehen,
die durch einen am gegenüberliegenden
Bauteil entsprechend positionierten Reguliervorsprung 13 verschließbar ist.
Dabei werden die offenen Ausnehmungen 14 je nach Positionierung
des gegenüberliegenden
Bauteils teilweise oder auch vollständig verschlossen. Um dies
zu gewährleisten,
ist bei der Ausführungsvariante
gemäß den 2, 3 und 4 eine
Mehrzahl von Reguliervorsprüngen 13 mit unterschiedlicher
Höhe h
entlang des Umfangs des Messraums 8 vorgesehen. Besonders
deutlich ist dies in der perspektivischen Darstellung der Innenseite
des Kanalrings in 3 zu sehen. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
weisen die sich jeweils gegenüberliegenden
Reguliervorsprünge 13 dieselbe
Höhe auf,
so dass in den beiden gegenüberliegenden
Regulieröffnungen 12 derselbe
Durchlass eingestellt wird. Eine Verdrehung des Kanalrings 6 zu dem
Messkammerdeckel 5 bewirkt eine Änderung der Regulieröffnungen 14,
ohne dass ein weiteres Bauteil erforderlich ist.
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Statt
einer unterschiedlichen Höhe
können die
Reguliervorsprünge 13 gemäß der alternativen Ausgestaltung
in den 5 und 6 eine schräg verlaufende, obere Fläche von 15 aufweisen.
Die Regulieröffnungen 12 können damit
stufenlos in ihrer Größe bzw.
Höhe verändert werden
, um die Fehlerkurve regulieren zu können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn
die Regulierausnehmung 14 – wie in 5 dargestellt – ringförmig ist,
da damit eine komplette, kontinuierliche Verdrehbewegung von Kanalring 6 zu Messkammerdeckel 5 möglich ist.
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Die
Regulierausnehmungen 14 können aber auch – wie dies
aus 3 hervorgeht – im
Wesentlichen gerade sein, da sie sich aufgrund ihrer kurzen Länge nicht
dem kreisförmigen
Messkammerdeckel 5 anpassen müssen. Entsprechend sind auch
die am Kanalring 6 angeordneten Reguliervorsprünge 13 im Wcscntlichen
gerade ausgebildet. Die Enden der Regulierausnehmungen 14 sowie
der Reguliervorsprünge 13 sind
abgerundet, um ein Verkanten zu vermeiden.
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Neben
der Reguliereinrichtung ist eine Zentriereinrichtung zur Zentrierung
von Messkammerdeckel 5 und Kanalring 6 zueinander
vorgesehen, damit die beiden Bauteile exakt zueinander positionierbar sind.
Die Zentriereinrichtung befindet sich ebenfalls wie auch die Reguliereinrichtung
im Bereich der Trennebene E, so dass auch die Anordnung der Zentriereinrichtung
formtechnisch einfach herstellbar ist.
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Die
Zentriereinrichtung umfasst eine Mehrzahl von Zentriervorsprüngen 18,
die in eine entsprechende Zentrierausnehmung 19 am gegenüberliegenden
Bauteil eingreifen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens
eine Zentrierausnehmung 19 auch zur Aufnahme eines Reguliervorsprungs 13 dient.
Insbesondere sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß den 3 – 7 die
Reguliereinrichtungen gleichzeitig auch zur Zentrierung der beiden
Bauteile zueinander geeignet bzw. werden dazu genutzt.
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Die
Reguliervorsprünge 13,
Regulierausnehmungen 14, Zentriervorsprünge 18 sowie Zentrierausnehmungen 19 befinden
sich in einem Seitenbereich – bezogen
auf die Rotationsachse des Messeinsatzes 3 – mit dem
Vorteil, dass die genannten Bauelemente formtechnisch einfach eingebracht
werden können.
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2 zeigt
einen Messeinsatz 3, bei dem die Trennebene E der Regulieröffnungen 12 in
Höhe der Flügel 7 liegt.
Die Flügel 7 sind
allerdings nicht eingezeichnet. Die Strömungseingänge 9 sind dabei teils in
den Messkammerdeckel 5 und teils in den Kanalring 6 verlegt,
um somit die Trennebene E in Höhe der
Flügel 7 anbringen
zu können.
In 7 ist die Reguliermöglichkeit in der Trennebene
E zwischen Messkammerdeckel 5 und Kanalring 6 vorgesehen.
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Die
alternative Ausgestaltung des Messeinsatzes 3 in 8 zeigt als Reguliereinrichtung Staurippen 16 im
Messkammerdeckel 5 sowie Staurippen 17 im Kanalring 6,
wobei die Messfehlerregulierung durch Änderung der Winkelstellung
von Messkammerdeckel 5 zu Kanalring 6 einstellbar
ist. Das Flügelrad
bzw. die Flügel
sind nicht dargestellt. Aufgrund der veränderbaren Lage der Staurippen 16 und 17 zueinander
kann der Widerstand auf die Flügel
verstärkt
oder vermindert werden, das zu einem Absenken oder Anheben der Fehlerkurve
führt.
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- 1
- Fluidzähler
- 2
- Anschlussgehäuse
- 3
- Messeinsatz
- 4
- Zählwerk
- 5
- Messkammerdeckel
- 6
- Kanalring
- 7
- Flügel
- 8
- Messraum
- 9
- Einlasskanal
- 10
- Auslasskanal
- 11
- Strömungskanal
- 12
- Regulieröffnung
- 13
- Reguliervorsprung
- 14
- (Regulier)Ausnehmung
- 15
- schräge obere
Fläche
- 16
- Staurippe
(Messkammerdeckel)
- 17
- Staurippe
(Kanalring)
- 18
- Zentriervorsprung
- 19
- Zentrierausnehmung