DE102006027477A1

DE102006027477A1 - Durchflussmesser mit Hallsensor, System und Vorrichtung die diesen einsetzen, und Verfahren zu seiner Montage

Info

Publication number: DE102006027477A1
Application number: DE200610027477
Authority: DE
Inventors: Fabio Nebbia
Original assignee: Eltek SpA
Current assignee: Eltek SpA
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2006-12-28
Also published as: ITTO20050415A1; FR2887024A1

Abstract

Diese Erfindung betrifft einen Durchflussmesser (1', 1''), der zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids geeignet ist und der mindestens ein bewegliches Element (10) umfasst, das durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt werden kann, mindestens ein magnetisches Element (10f) und einen elektrischen Messfühler (6', 6''), welcher einen Hallsensor (100) umfasst; das bewegliche Element (10) und/oder das magnetische Element (10f) sind geeignet, ein Magnetfeld zu erzeugen oder zu ändern; der elektrische Messfühler (6', 6'') ist geeignet, dieses Magnetfeld zu messen; der elektrische Messfühler (6', 6'') sieht nur zwei elektrische Anschlüsse (32) für den Hallsensor (100) vor. DOLLAR A Dieser Durchflussmesser (1', 1'') kann vorteilhaft in Geräten und Systemen zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids und in Haushaltsgeräten, insbesondere Waschmaschinen und Geschirrspülmaschinen, eingesetzt werden.

Description

ZUSAMMENFASSUNG
Diese Erfindung betrifft einen Durchflussmesser (1', 1''), der zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids geeignet ist und der mindestens ein bewegliches Element (10) umfasst, das durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt werden kann, mindestens ein magnetisches Element (10f) und einen elektrischen Messfühler (6', 6''), welcher einen Hausensor (100) umfasst; das bewegliche Element (10) und/oder das magnetische Element (10f) sind geeignet, ein Magnetfeld zu erzeugen oder zu ändern; der elektrische Messfühler (6', 6'') ist geeignet, dieses Magnetfeld zu messen; der elektrische Messfühler (6', 6'') sieht nur zwei elektrische Anschlüsse (32) für den Hausensor (100) vor.
Dieser Durchflussmesser (1', 1'') kann vorteilhaft in Geräten und Systemen zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids und in Haushaltsgeräten, insbesondere Waschmaschinen und Geschirrspülmaschinen, eingesetzt werden.
BESCHREIBUNG
Diese Erfindung betrifft einen Durchflussmesser, der geeignet ist, den Durchfluss eines Fluids zu messen und/oder zu steuern, und ein Verfahren zu seiner Montage sowie ein System zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids und eine Vorrichtung.
Anwendung findet diese Erfindung insbesondere im Sektor der Komponenten und Systeme für Haushaltsgeräte, typischerweise Waschmaschinen und Geschirrspülmaschinen, oder für Geräte zur Klimatisierung und/oder Heizung von Räumen und/oder Fluiden.
In diesem Sektor sind die Kosten der Komponenten ein sehr wichtiger Faktor, da der Preis des Endprodukts die Kaufentscheidung der Kunden maßgeblich beeinflusst. Diese Komponenten müssen daher einfach sein.
Die Industrie fordert jedoch immer zuverlässigere und präzisere Komponenten.
Im Bereich der Haushaltsgeräte gibt es verschiedene Typen von Durchflussmessern; am weitesten verbreitet ist der Flügelrad-Durchflussmesser. Das Flügelrad wird so angeordnet, dass es durch den Durchfluss eines Fluids (typischerweise Wasser) in Drehung versetzt wird, und ein Sensor wird so angeordnet, dass er die Drehung des Flügelrades erfasst. Typischerweise sitzen am Flügelrad ein oder mehrere Magnete, die in der Lage sind, ein Magnetfeld zu erzeugen, und ist der Sensor so ausgeführt, dass er das Magnetfeld (die Stärke oder Veränderung der Stärke) erfassen kann, d.h. es handelt sich um einen magnetischen Sensor. Alternativ dazu sind beispielsweise ein oder mehrere feste Magnete vorgesehen und sitzen am Flügelrad ein oder mehrere Elemente, die in der Lage sind, das Magnetfeld zu verändern, beispielsweise ferromagnetische Elemente. In beiden genannten Fällen erfasst der magnetische Sensor ein veränderliches Magnetfeld, anhand dessen die Drehung (insbesondere die Drehzahl und/oder die Drehgeschwindigkeit) des Flügelrades und infolgedessen die Menge und/oder der Durchsatz des durch die Vorrichtung strömenden Fluids bestimmt werden können.

Als magnetischer Sensor recht verbreitet ist seit vielen Jahren der Reedschalter; dabei handelt es sich um ein elektromechanisches Bauelement, das einen elektrischen Kontakt ein- oder ausschaltet, wenn es ein Magnetfeld erfasst oder wenn ein Magnetfeld mit einer Stärke über einem vorgegebenen Wert vorliegt. Der Reedschalter und die auf diesem Bauelement basierenden Durchflussmesser sind den Fachleuten der Branche bekannt.

Vor kurzem wurde, auch unter dem Druck der Hausgeräteindustrie, daran gedacht, anstelle der Reedschalter magnetische Sensoren mit Hall-Effekt, oft einfach Hallsensoren genannt, zu verwenden; Hallsensoren sind elektronische Bauelemente und weisen bessere Leistungen als Reedschalter auf, sind allerdings auch teurer.

Ein Nachteil des Reedschalters ist beispielsweise seine Tendenz, in der Schließphase Instabilitäten zu verursachen, die auch als „Prellen" bekannt sind, d.h. eine schnelle Abfolge von Öffnungs- und Schließvorgängen unmittelbar nach dem Schalten. Das von einem Reedschalter erzeugte Signal verursacht, wenn es nicht geeignet "gefiltert" wird, Zählfehler, indem es nicht vorhandene Impulse oder aber mehr als durch das Schalten infolge des Vorbeilaufens des Magneten bewirkte Impulse generiert.

Ein weiterer Nachteil des Reedschalters ist seine hohe Empfindlichkeit für die Positionierung in Bezug auf das zu erfassende Magnetfeld und, im Fall der Durchflussmesser, in Bezug auf die Position der Magneten und des Flügelrades. Darüber hinaus wird der Reedschalter für den Wert der magnetischen Empfindlichkeit ausgewählt geliefert und ist genauso wie der Hallsensor um so teurer, je enger die Grenzen oder je kleiner das Fenster dieser Auswahl sind.

Der Reedschalter hat jedoch im Gegensatz zum Hallsensor eine Empfindlichkeit, die der Gefahr ständiger Veränderungen infolge einfacher Manipulation ausgesetzt ist, beispielsweise beim Biegen der Anschlusskontakte bei der Montage, da sich die mechanische Beanspruchung bis in das Innere des Glasröhrchens in den Bereich der Kontakte überträgt; aus diesem Grund erfordert der Reedschalter beispielsweise besondere Werkzeuge für dieses Biegen, besondere Sorgfalt beim Transport und Maßnahmen bei der Herstellung und/oder Verarbeitung, die keine mechanischen Beanspruchungen verursachen.

Schließlich ist daran zu erinnern, dass auch eine einfache thermische Beanspruchung, die eine Ausdehnung der Anschlusskontakte des Reedschalters bewirkt, diese Empfindlichkeit verändern kann. Im Fall der Hallsensoren ist dagegen im Allgemeinen ein in den Sensor integrierter guter Temperaturausgleich vorgesehen.

Was den Preis anbelangt, so mag eine Differenz von wenigen Zehntel Euro oder Dollar gering erscheinen; in dieser Branche ist diese Differenz jedoch als erheblich zu betrachten, sowohl für sich genommen als auch angesichts der riesigen Mengen (Millionenstückzahlen), die für den Sektor der Komponenten für Haushaltsgeräte typisch sind.

Die auf Hallsensoren basierenden Durchflussmesser haben daher Schwierigkeiten, sich bei allen Hausgeräteherstellern durchzusetzen, insbesondere bei den Niedrigpreis-Haushaltsgeräten. Ein Hersteller von Durchflussmessern ist somit gezwungen, Produkte im Sortiment zu haben, die auf beiden Typen von elektrischen Bauelementen basieren, d.h. auf Reedschaltern und auf Hallsensoren.

Der Anmelder hat Untersuchungen durchgeführt, um auf Hallsensoren basierende Produkte herzustellen.

Ein Hallsensor ist im Allgemeinen ein elektronisches Bauelement mit drei Anschlüssen: einer wird mit dem Pluspol der Stromversorgung verbunden, einer mit dem Minuspol der Stromversorgung und einer dient dazu, im Ausgang ein elektrisches Signal bereitzustellen, das dem vom Sensor erfassten Magnetfeld bzw. der erfassten Magnetfeldänderung entspricht. Der Sensor wird typischerweise auf einer Leiterplatte montiert, die im Durchflussmesser untergebracht wird. Der bekannte Durchflussmesser in der Ausführung mit Hallsensor weist typischerweise drei elektrische Anschlüsse zum Anschließen des Durchflussmessers auf, beispielsweise an die elektronische Steuerung eines Haushaltsgeräts. Häufig ist an der Vorrichtung ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen, der dieses Anschließen erleichtert. Alternativ dazu kann dieses Anschließen über drei elektrische Leiter erfolgen, die beispielsweise an die Leiterplatte gelötet sind, oder über drei elektrischen Kontakte auf der Leiterplatte.

Im Allgemeinen ist in einem Durchflussmesser für Haushaltsgeräte der Raum für den Sensor und die Leiterplatte begrenzt, und oft ist er von der Umgebung nicht abgetrennt; unter diesen Umständen kann die elektrische Isolierung durch Schmutz und/oder Feuchtigkeit, die sich auf den elektrischen Bauelementen und vor allem auf der Leiterplatte ansammeln, verringert werden. Dadurch werden die Leistungen des Durchflussmessers tendenziell beeinträchtigt, insbesondere dann, wenn dieser auf einem Hallsensor basiert, da diese elektronischen Bauelemente in Gehäusen mit relativ nahe beieinander liegenden Anschlüssen sitzen.

Darüber hinaus gibt es bei einem Durchflussmesser mit drei elektrischen Anschlüssen sechs verschiedene Möglichkeiten, die drei Anschlüsse der Vorrichtung mit den drei Anschlüssen des Sensors zu kombinieren. Ein Hersteller von Durchflussmessern ist folglich gezwungen, sechs verschiedene Ausführungen desselben Produkts im Sortiment zu halten, um alle möglichen Anforderungen seiner Kunden zu erfüllen. Die sechs verschiedenen Ausführungen können erhalten werden, indem man entweder die Verbindungen zwischen Leiterplatte und Steckverbinder mit Abschnitten von elektrischen Leitern manuell ausführt oder indem man sechs verschiedene Ausführungen der Leiterplatte vorsieht; beide Möglichkeiten sind relativ unvorteilhaft.

Schließlich erfordert die Verwendung eines Hallsensors ein dreiadriges elektrisches Verbindungskabel zwischen dem Durchflussmesser und der elektronischen Steuerung, was im Vergleich zu der Ausführung mit Reedschalter, welcher ein zweiadriges Kabel verwendet, nicht besonders komfortabel und wirtschaftlich ist. Darüber hinaus müsste ein Hausgerätehersteller, der die Möglichkeit schaffen möchte, in seinen Produkten sowohl Durchflussmesser auf der Basis eines Reedschalters (beispielsweise bei Produkten des Niedrigpreissegments) als auch Durchflussmesser auf der Basis eines Hallsensors (beispielsweise bei Produkten des Hochpreissegments) einzusetzen, die vielleicht sogar noch von verschiedenen Lieferanten kommen, eine Vielzahl verschiedener elektrischer Verbindungskabel beschaffen; dies ist nicht nur für das Lager unvorteilhaft, sondern auch in Anbetracht der Möglichkeit, dass bei der Produktion der Hausgeräte Montagefehler gemacht werden.

Die allgemeine Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Durchflussmesser auf der Basis eines Hallsensors zu schaffen, der die oben dargelegten Nachteile überwindet. Diese und andere Aufgaben werden von einem Durchflussmesser mit den Merkmalen, die in den Ansprüchen dargelegt werden und fester Bestandteil dieser Beschreibung sind, erfüllt.

Der Grundgedanke dieser Erfindung ist es, einen Hallsensor zu verwenden, aber am Durchflussmesser nur zwei elektrische Anschlüsse für diesen Sensor vorzusehen. Weiteren Aspekten zufolge betrifft diese Erfindung auch ein Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers und/oder einer Durchflusssteuerung, ein System zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses und eine Vorrichtung mit den in den beiliegenden Ansprüchen dargelegten Merkmalen.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung gehen eindeutig aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und aus den anliegenden Zeichnungen hervor, die rein als Beispiel und nicht einschränkend angegeben werden und in denen:
1 eine erste Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik zeigt,
2 eine zweite Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik zeigt,
3 eine dritte Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik zeigt,
4 eine Schaltungsanordnung gemäß dieser Erfindung zeigt,
5 aus verschiedenen Winkeln heraus eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Messfühlers zeigt,
6 aus verschiedenen Winkeln heraus eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Messfühlers zeigt,
7 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflussmessers ist,
8 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 7 im Teilschnitt ist,
9 eine Ansicht der Vorrichtung aus 7 im Längsschnitt ist,
10 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflussmessers ist,
11 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 10 im Teilschnitt ist,
12 eine Ansicht der Vorrichtung aus 10 im Längsschnitt ist,
13 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 10 ist, von der der elektrische Messfühler und der Adapter getrennt wurden;
14 eine vergrößerte Ansicht der Anordnung aus 13 ist, aber aus einem anderen Winkel,
15 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 10 aus einem anderen Winkel ist, bei der ein Verkabelungsanschluss vorhanden ist;
16 eine perspektivische Ansicht einer Variante der Vorrichtung aus 10 aus einem anderen Winkel ist, bei der ein Verkabelungsanschluss vorhanden ist;
17 eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Turbinengruppe ist,
18 eine perspektivische Explosionsansicht der Turbinengruppe aus 17 aus einem anderen Winkel ist.
Im Allgemeinen ist ein Durchflussmesser gemäß dieser Erfindung fähig, den Durchfluss eines Fluids zu messen, kann jedoch auch fähig sein, ihn in Bezug auf diese Messung zu steuern. Im Allgemeinen umfasst die Vorrichtung mindestens:

– ein bewegliches Element, das geeignet ist, durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt zu werden,
– mindestens ein magnetisches Element und
– einen elektrischen Messfühler, der einen Hallsensor umfasst;

Das Fluid kann flüssig sein, typischerweise Wasser oder eine wässrige Lösung, oder gasförmig, typischerweise Luft; diese Erfindung findet jedoch auch bei anderen Fluiden Anwendung, beispielsweise bei Öl.
Das bewegliche Element kann eine beliebige Form aufweisen und durch den Durchfluss eines Fluids auf verschiedene Weise in Bewegung versetzt werden, beispielsweise in eine Translations- oder Rotationsbewegung oder in Rotation und Translation oder es kann durch den Durchfluss des Fluids gedreht werden; die Bewegung des beweglichen Elements kann frei sein oder gebremst oder gehemmt werden oder einer Reaktion unterworfen sein, beispielsweise der Wirkung eines elastischen Elements, insbesondere einer Feder, die direkt oder indirekt darauf einwirkt. Eine typische Ausführungsform dieser Erfindung sieht vor, dass das bewegliche Element durch den Durchfluss des Fluids in Drehung versetzt wird; in diesem Fall nimmt es im Allgemeinen die Bezeichnung „Flügelrad" an.
Das Fluid kann typischerweise in die Vorrichtung eintreten und aus der Vorrichtung austreten, ohne in der Vorrichtung selbst angesammelt zu werden; die Messung kann sich auf das gesamte Fluid beziehen, das in die Vorrichtung eintritt, oder nur auf einen Teil davon, wobei dieser Teil vorzugsweise in einem vorgegebenen oder bestimmbaren Verhältnis dazu steht.
Das magnetische Element ist ein beliebiges Element, das in der Lage ist, ein Magnetfeld zu erzeugen oder zu ändern und kann ein Permanentmagnet, ein magnetisiertes Element oder ein Element aus ferromagnetischem Material sein oder ein beliebiges anderes Element, das geeignet ist, eine Signaländerung in einem magnetischen Sensor zu bewirken.
Das magnetische Element kann fest oder beweglich sein und insbesondere am beweglichen Element angebracht oder in dieses integriert sein; im Übrigen kann auch das bewegliche Element magnetisch sein; beispielsweise kann es zumindest teilweise magnetisiert sein oder zumindest teilweise aus ferromagnetischem Material bestehen. Eine erste typische Ausführungsform dieser Erfindung sieht ein Flügelrad vor, an dem ein oder zwei oder drei oder vier Permanentmagnete angebracht sind. Eine zweite typische Ausführungsform dieser Erfindung sieht einen festen Permanentmagneten und ein Flügelrad mit einem Zahnrad aus ferromagnetischem Material vor, das – insbesondere im Wechsel – das Magnetfeld des Magneten stört, wenn es gemeinsam mit dem Flügelrad rotiert.
Der erfindungsgemäße Durchflussmesser ist so ausgeführt, dass beim Durchfließen eines Fluids ein Magnetfeld vorliegt, dessen Stärke und/oder Änderung vom Fluiddurchfluss abhängig ist, insbesondere von seiner Geschwindigkeit und/oder seiner Menge und/oder seinem Durchsatz. Der elektrische Messfühler ist eine Einheit, die in der Lage ist, diese Stärke und/oder Veränderung des Magnetfeldes zu messen und infolgedessen direkt ein elektrisches Signal zu erzeugen oder die Erzeugung eines elektrischen Signals zu veranlassen, beispielsweise ein analoges oder digitales Signal. Im Allgemeinen kann diese Einheit aus verschiedenen mechanischen, elektrischen und elektronischen Bauelementen gebildet werden, umfasst jedoch mindestens einen magnetischen Sensor, d.h. ein elektrisches oder elektronisches Bauelement, das empfindlich auf das Magnetfeld oder die Magnetfeldänderung reagiert. Der elektrische Messfühler könnte nicht nur Magnetfeldmessungen durchführen, sondern beispielsweise auch Temperaturmessungen.
Das vom elektrischen Messfühler erzeugte oder veranlasste elektrische Signal kann von einer elektrischen oder elektronischen Schaltung zur Messung und/oder Steuerung einer Vorrichtung, beispielsweise eines Haushaltsgeräts oder eines Systems zur Heizung oder Klimatisierung oder eines anderen Geräts, in dem ein Fluid strömt oder angesammelt wird, gemessen und/oder gesteuert werden.
Der elektrische Messfühler des erfindungsgemäßen Durchflussmessers hat nur zwei elektrische Anschlüsse für den magnetischen Sensor; wenn der magnetische Sensor mit zwei Anschlüssen ausgeführt ist, können diese direkt mit den beiden elektrischen Anschlüssen verbunden werden; wenn der magnetische Sensor mit mehr als zwei Anschlüssen ausgeführt ist, beispielsweise mit drei, muss eine Schaltung zwischen den Sensor und die Anschlüsse gesetzt werden; selbstverständlich können weitere Varianten, beispielsweise mit zusätzlichen elektrischen Anschlüssen, die nicht für den magnetischen Sensor bestimmt sind, nicht ausgeschlossen werden. Falls der elektrische Messfühler mit mehr als einem magnetischen Sensor ausgestattet sein sollte, wäre die Zahl der elektrischen Anschlüsse höher; auf einfache Weise könnten zwei elektrische Anschlüsse für jeden magnetischen Sensor vorgesehen werden, aber auf komplexere Weise könnten gemeinsame Anschlüsse für mehrere Sensoren vorhanden sein. Die elektrischen Anschlüsse können auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein, beispielsweise mit elektrischen Leitern und/oder mit elektrischen Kontakten und/oder mit mindestens einem elektrischen Steckverbinder.
Der grundlegende Aspekt dieser Erfindung wird durch den elektrischen Messfühler dargestellt.
In 1 wird eine schematische Ansicht einer ersten Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik gezeigt.
Diese Anordnung umfasst einen Reedschalter RD1 (zwangsläufig mit zwei Anschlüssen).
Vorgesehen sind mindestens eine Spannungsquelle "Vsup" und ein Widerstand R1. Der Widerstand R1 ist mit dem Reedschalter RD1 in Reihe geschaltet; zwischen den beiden ist ein elektrischer Anschlusspunkt oder ein Messpunkt für ein Signal Vsig vorgesehen, beispielsweise in Bezug auf den Minuspol von Vsup.
Die positive Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an eine der beiden Klemmen des Widerstands R1 geschaltet; die negative Klemmen der Spannungsquelle Vsup ist an eine der beiden Klemmen des Reedschalters RD1 geschaltet.
An den Kontakten des Reedschalters RD1 wird eine Spannungsdifferenz Vsig aufgebaut, deren Verlauf vom Öffnen oder Schließen des mechanischen Kontakts des Reedschalters RD1 bzw. von dem Magnetfeld um den Reedschalter RD1 abhängig ist.
Bei geöffnetem Reedkontakt, d.h. wenn keine Erregung und kein Magnetfeld vorliegen, entsprechen die Spannung an den Kontakten des Reedschalters RD1 und somit das Signal Vsig im Wesentlichen der Versorgungsspannung der Spannungsquelle Vsup, d.h. sie haben einen im Wesentlichen positiven Wert; bei geschlossenem Reedkontakt dagegen, d.h. wenn eine Erregung oder ein Magnetfeld vorliegt, sind die Spannung an den Kontakten des Reedschalters RD1 und somit das Signal Vsig im Wesentlichen gleich Null.
In 2 wird eine schematische Ansicht einer zweiten Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik gezeigt.
Diese Anordnung umfasst einen Reedschalter RD2 (zwangsläufig mit zwei Anschlüssen).
Vorgesehen sind eine Spannungsquelle "Vsup" und ein Widerstand R2.
Der Widerstand R2 ist mit dem Reedschalter RD2 in Reihe geschaltet; auch in diesem Fall ist zwischen den beiden ein elektrischer Anschlusspunkt oder ein Messpunkt für ein Signal Vsig vorgesehen, beispielsweise in Bezug auf den Minuspol von Vsup oder auf die Kontakte des Widerstands.
Die positive Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an eine der beiden Klemmen des Reedschalters RD2 geschaltet; die negative Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an eine der beiden Klemmen des Widerstands R2 geschaltet.
An den Kontakten des Reedschalters RD2 wird eine Spannungsdifferenz Vsig aufgebaut, deren Verlauf vom Öffnen oder Schließen des mechanischen Kontakts des Reedschalters RD2 bzw. von dem Magnetfeld um den Reedschalter RD2 abhängig ist.
Bei geöffnetem Reedkontakt, d.h. wenn keine Erregung und kein Magnetfeld vorliegen, ist die Spannung an den Kontakten des Widerstands R2 im Wesentlichen gleich Null, weil der Widerstand nicht von elektrischem Strom durchflossen wird und somit das Signal Vsig im Wesentlichen gleich Null ist; bei geschlossenem Reedkontakt dagegen, d.h. wenn Erregung oder ein Magnetfeld vorliegt, ist die Spannung an den Kontakten des Reedschalters RD2 im Wesentlichen gleich Null und wird der Widerstand von Strom durchflossen, und das Signal Vsig entspricht somit im Wesentlichen der Versorgungsspannung der Spannungsquelle Vsup.
In 3 wird eine schematische Ansicht einer dritten Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik gezeigt.
Diese Anordnung umfasst einen Hallsensor H mit drei Anschlüssen: einer positiven Klemme "+", einer negativen Klemme "–" und einer Klemme "Out" zur Erfassung des Signals, insbesondere in Bezug auf diese negative Klemme "–".
Vorgesehen sind eine Spannungsquelle "Vsup" und ein Widerstand R3.
Die positive Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an die positive Klemme des Hallsensors H geschaltet, die negative Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an die negative Klemme des Hallsensors H geschaltet; in dieser Anordnung wird somit der Hallsensor H elektrisch mit einer Spannung gleich der Spannung Vsup versorgt. Diese Anordnung sieht darüber hinaus einen Widerstand R3 vor, auch „Pull-up-Widerstand" genannt, der zwischen die positive Klemme und die Out-Klemme des Hallsensors H geschaltet wird, und einen elektrischen Anschlusspunkt oder Messpunkt für ein Signal Vsig, beispielsweise in Bezug auf die negative Klemme von Vsup, der an die Out-Klemme geschaltet ist.
Zwischen der Out-Klemme und der negativen Klemme wird eine Spannungsdifferenz Vsig aufgebaut, deren Verlauf vom Schließen oder Öffnen des elektronischen Schalters des Hallsensors H, beispielsweise eines bipolaren oder MOSFET-Transistors, oder von dem Magnetfeld um den Hallsensor H abhängig ist.
Die Funktionsweise dieser Anordnung ist im Wesentlichen der der Schaltung aus 1 ähnlich, wobei der mechanische Schalter durch einen elektronischen Schalter ersetzt wurde.
Daraus folgt, dass bei geöffnetem elektronischen Schalter, d.h. wenn keine Erregung oder kein Magnetfeld vorliegt, die Spannung an den Kontakten des elektronischen Schalters und somit das Signal Vsig im Wesentlichen der Versorgungsspannung der Spannungsquelle Vsup entsprechen, d.h. einen im Wesentlichen positiven Wert haben; bei geschlossenem elektronischen Schalter dagegen, d.h. wenn Erregung oder ein Magnetfeld vorliegt, sind die Spannung an den Kontakten des elektronischen Schalters und somit das Signal Vsig im Wesentlichen gleich Null. Dabei muss berücksichtigt werden, dass ein elektronischer Schalter typischerweise nicht in der Lage ist, einen richtigen Kurzschluss zu erzeugen und dass daher auch dann, wenn der elektronische Schalter geschlossen ist, an seinen Kontakten eine Restspannung vorliegen könnte, die die Funktionslogik jedenfalls nicht beeinflusst.
Bei dieser Anordnung ist somit die Versorgungsspannung Vsup des Hallsensors H unabhängig von der Spannung des Signals Vsig.
Wie in der Einleitung erwähnt, ist man sich dessen bewusst geworden, dass diese Anordnung zahlreiche Nachteile aufweist, wenn sie in einen handelsüblichen Durchflussmesser integriert wird.
Angesichts dieser drei bekannten Schaltungsanordnungen und der durchgeführten Versuche wurde die neue und neuartige Schaltungsanordnung aus 4 erfunden. Diese Anordnung umfasst einen elektrischen Messfühler, bezeichnet mit der Nummer 6, mit zwei elektrischen Anschlüssen 61, der auf einem Hallsensor, bezeichnet mit der Nummer 100, basiert.
Der elektrische Messfühler wird aus Gründen der Einheitlichkeit auch in den anderen Zeichnungen mit der Nummer 6 bezeichnet; es ist jedoch offensichtlich, dass 4 eine schematische Darstellung unter Schaltkreisgesichtspunkten ist.
Vorgesehen sind typischerweise elektrische Versorgungseinrichtungen, insbesondere eine Spannungsquelle für positive Spannung "Vsup", und elektrische Spannungsabfalleinrichtungen, insbesondere mindestens ein Widerstand R4, die vorzugsweise in Reihe geschaltet sind.
Der Widerstand R4 ist in Reihe zum elektrischen Messfühler 6 geschaltet.
Die positive Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an einen der beiden Anschlüsse 61 des elektrischen Messfühlers 6 geschaltet, insbesondere an die positive Klemme des Hallsensors 100; die negative Klemme der Spannungsquelle Vsup ist an eine der beiden Klemmen des Widerstands R4 geschaltet. Der Widerstand R4 ist mit dem Hallsensor 100, d.h. mit seiner negativen Klemme in Reihe geschaltet; zwischen dieser negativen Klemme des Hallsensors 100 und dem Widerstand R4 ist ein elektrischer Anschlusspunkt oder ein Messpunkt für ein Signal Vsig vorgesehen, beispielsweise die Spannung in Bezug auf die negative Klemme von Vsup oder die Kontakte des Widerstands R4.
Der Hallsensor 100 ist vorzugsweise mit zwei Anschlüssen ausgeführt, die an die beiden elektrischen Anschlüsse 61 des elektrischen Messfühlers 6 geschaltet sind. An den Kontakten des elektrischen Messfühlers wird eine Spannungsdifferenz aufgebaut, deren Verlauf vom Magnetfeld um den Hallsensor 100 des elektrischen Messfühlers 6 abhängig ist.
Der elektrische Messfühler 6, d.h. der Hallsensor 100 liefert oder erzeugt im Ausgang einen Strom, dessen Verlauf von der Änderung des ihn umgebenden Magnetfeldes abhängig ist und dessen Wert vorzugsweise vom Messfühler 6 oder vom Hallsensor 100 vorgegeben wird.
Die elektrischen Spannungsabfalleinrichtungen R4 und die elektrischen Versorgungseinrichtungen Vsup sind Teil einer elektrischen oder elektronischen Mess- und/oder Steuerungsschaltung 200, die zwei elektrische Anschlüsse 201 zum Anschließen, insbesondere über eine entsprechende elektrische Verkabelung 300, an den elektrischen Sensor 6 umfasst, die mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen versehen ist wie beispielsweise einem elektrischen Steckverbinder 301 zum Anschließen an den Messfühler 6, und einem zweiten Steckverbinder 302 zum Anschließen an die Steuerungsschaltung 200.
Die elektrische Schaltung 200 umfasst im Allgemeinen weitere Schaltungselemente, die schematisch durch den Block B dargestellt sind, und zwar analoge passive (beispielsweise Widerstände oder Kondensatoren zum Filtern des Signals Vsig) und aktive (beispielsweise Transistoren oder Operationsverstärker zur Verstärkung des Signals Vsig) und/oder digitale Bauelemente (beispielsweise Gatter und/oder einen Mikrocontroller), die fähig sind, das Signal Vsig zu verarbeiten, um Informationen, beispielsweise Messwerte, die mit dem Fluiddurchfluss zusammenhängen (Geschwindigkeit und/oder Durchsatz und/oder Verbrauch), anzuzeigen und/oder zu speichern und/oder um über geeignete Ausgangsleitungen und/oder Steuerungsvorrichtungen die Funktionsweise einer Vorrichtung wie beispielsweise eines Magnetventils und/oder einer mit dem erfindungsgemäßen Durchflussmesser verbundenen Apparatur zu steuern.
Obwohl diese Anordnung den anderen augenscheinlich ähnlich ist, liegt hier jedoch ein ganz anderes Verhalten des Hallsensors vor, beispielsweise wenn man die Anordnung aus 3 betrachtet.
Bei dieser Anordnung wird der Hallsensor 100 nämlich nicht mit der gesamten Versorgungsspannung Vsup versorgt, sondern nur mit einem Teil davon, beispielsweise vermindert um die Spannung an den Kontakten des Widerstands R4. Darüber hinaus wird an der negativen Anschlussklemme des Hallsensors 100 das Signal Vsig in Bezug auf die Stärke und oder die Änderung des Magnetfeldes erzeugt.
Im Besonderen ist dieses Signal Vsig proportional zu einer Änderung des elektrischen Stroms, der im Hallsensor 100 und/oder in der in 4 gezeigten Messschaltung fließt, oder zu dem elektrischen Strom, der vom Hallsensor 100 aufgenommen wird.
Diese Änderung des elektrischen Stroms, beispielsweise in der Größenordnung eines Stroms, der sich von 4 mA auf 14 mA ändert und umgekehrt, kann von der elektrischen Mess- und/oder Steuerungsschaltung 200 über bekannte Schaltungen und Verfahren erfasst werden.
In dem Fall, der hier von besonderem Interesse ist, insbesondere bei Vorrichtungen für den Haushaltsgeräte-, Sanitär- und/oder Klimasektor, wird diese Änderung des elektrischen Stroms dazu genutzt, eine Änderung der Spannung an den Kontakten des Widerstands R4 zu erzeugen, so dass auf diese Weise die Messschaltung vergleichbar und/oder kompatibel mit anderen bekannten Typologien von magnetischen Sensoren, insbesondere Reed- und/oder Hallsensoren mit drei Anschlüssen, wird.
Es könnte auch sein, dass dieser Spannungsabfall an den Kontakten des Widerstands R4 vom Ausmaß her nicht gleich oder gleichwertig wie der von den bekannten magnetischen Sensoren bewirkte ist; wenn man jedoch vorteilhafterweise vorsieht, dass die elektrische Mess- und/oder Steuerungsschaltung 200 regelbar oder kalibrierbar oder programmierbar ist, vorzugsweise elektronisch und/oder über Mikrocontroller, könnte man diesen geringen Unterschieden in der Herstellungs- oder Montagephase einfach abhelfen und es so ermöglichen, eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der als am besten geeignet erachteten Vorrichtungen oder Sensoren zu erhalten.
Im einfachsten Fall, der in 4 gezeigt wird, umfasst der elektrische Messfühler 6 ein einziges elektrisches oder elektronisches Bauelement, vorteilhafterweise einen Hallsensor mit zwei Anschlüssen, das eine Schaltung zur Erfassung der Magnetfeldänderungen umfasst und mindestens eine Schaltung, die in der Lage ist, einen elektrischen Strom in der Versorgungsschaltung zu erzeugen, dessen Amplitude oder Änderungen proportional zur Stärke oder zur Änderung des Magnetfeldes sind.
In der Anordnung in 4 ist der Widerstand R4 an die negative Klemme der Spannungsquelle Vsup und der elektrische Messfühler 6 an die positive Klemme der Spannungsquelle Vsup geschaltet; in einer möglichen Variante könnten diese Anschlüsse vertauscht oder verschieden sein.
Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass die Schaltungsanordnung in 4 schematisch ist. Die Spannungsquelle Vsup besteht zum Beispiel typischerweise aus einem Netzteil, das über einen Transformator mit dem öffentlichen Versorgungsnetz verbunden ist und einen inneren Widerstand aufweist. Es könnten beispielsweise weitere passive und/oder aktive elektrische Bauelemente hinzugefügt werden, um beispielsweise Filter- und/oder Schutzfunktionen auszuführen; diese Stromversorgung könnte darüber hinaus von anderen elektronischen Vorrichtungen oder komplexeren Schaltungsanordnungen abgezweigt werden.
Das vom Hallsensor 100 kommende Signal, d.h. der Strom oder die Stromänderung oder die Spannung oder die Spannungsänderung an den Kontakten des Widerstandes R4 könnte über Operationsverstärker oder andere gleichwertige Schaltungen erfasst und/oder verstärkt werden oder direkt an den Eingang einer integrierten Schaltung, insbesondere an den Eingang eines Mikrocontrollers, geschaltet werden.
Zu diesem Zweck könnten vorteilhafterweise Mittel vorgesehen werden, die fähig sind, den Gewinn oder die Verstärkung dieser Schaltungen zu verändern, beispielsweise ein programmierbarer, in diese Verstärkerschaltung integrierter Widerstand, der während der Produktion verstellt oder kalibriert werden kann oder der von der Schaltung infolge von Verarbeitungen oder Konfigurationen automatisch verstellt wird.
Gleichsam könnte vorteilhafterweise auch ein verstellbarer oder regelbarer oder kalibrierbarer oder programmierbarer Widerstand R4 vorgesehen werden, so dass der Spannungsabfall an seinen Kontakten verändert werden kann.
Auf diese Weise könnte der Spannungsabfall an den Kontakten des Widerstands R4 bei gleich bleibender Stromaufnahme oder gleich bleibendem Stromfluss im Hallsensor 100 nach Belieben geregelt werden, beispielsweise so, dass eine gleiche oder gleichwertige Amplitude erhalten wird wie die, die von bekannten magnetischen Sensoren wie Reedschaltern erzeugt wird.
Alternativ dazu könnte diese Kalibrierung durch Ändern der Spannung oder Spannungsdifferenz an den Kontakten der Spannungsquelle Vsup erfolgen; dies in dem Fall, wenn diese Änderung der Versorgungsspannung es ermöglicht, auch verschiedene Werte des elektrischen Versorgungsstroms des Hallsensor 100 und somit indirekt auch verschiedene Änderungen dieses Spannungsabfalls zu erhalten. Diese automatische Kalibrierung oder Konfiguration könnte somit die Austauschbarkeit der verschiedenen Typologien von Hall- oder Reedsensoren unter Beibehaltung derselben Schaltung und elektrischen Verkabelung ermöglichen.
Zu demselben Zweck könnte diese Mikrocontroller- oder Mikroprozessorschaltung vorteilhafterweise mit Speichereinrichtungen versehen sein, in die Daten oder Referenztabellen eingegeben werden können, auf deren Grundlage diese automatische Kalibrierung, wenn auch innerhalb der in der Projektphase vorgegebenen Werte, vorgenommen werden kann.
Während der Produktionsphase könnte die Steuerschaltung mit automatischen oder halbautomatischen Produktionssystemen verbunden werden, die fähig sind, Parameter der Steuerschaltung zu überprüfen und/oder zu modifizieren oder die fähig sind, sich entsprechend anzupassen oder selbst zu regeln, je nach gewünschter Kombination oder Konfiguration; zu diesem Zweck könnte das Produktionssteuerungssystem Daten aus der Steuerschaltung des magnetischen Sensors und/oder des Durchflussmessers auslesen und/oder in diese schreiben.
Die angegebenen Bauelemente oder Schaltungsblöcke könnten, als nicht einschränkendes Beispiel, auch einer anderen Typologie entsprechen, sofern sie fähig sind, mit einem elektrischen Messfühler mit magnetischem Sensor zusammenzuarbeiten.
Darüber hinaus können analoge und/oder digitale, beschriebene und nicht beschriebene Schaltungsbauelemente und Schaltungsblöcke auf verschiedene Weise untereinander kombiniert werden, um Schaltungen und Systeme gemäß dieser Erfindung zu bilden.
Bleibt schließlich festzustellen, dass viele der technischen Lehren, die in den vorangehenden Abschnitten ausgeführt wurden, nicht unbedingt mit der Tatsache verknüpft sind, dass der elektrische Messfühler nur zwei elektrische Anschlüsse besitzt, wie der des nicht einschränkenden Beispiels in 4, oder mit der Tatsache, dass der Hallsensor 100 nur zwei elektrische Anschlüsse besitzt, wie der des nicht einschränkenden Beispiels in 4.
Die in 4 gezeigte Schaltungsanordnung ist im Allgemeinen nicht vollständig in einem erfindungsgemäßen Durchflussmesser enthalten.
Typischerweise ist der elektrische Messfühler 6 im Durchflussmesser enthalten, während der Widerstand R4 oder ähnliche Schaltungselemente und die Spannungsquelle Vsup oder ähnliche Schaltungselemente in einer elektrischen Mess- und/oder Steuerungsschaltung 200 enthalten sind, die beispielsweise in die Steuerschaltung eines Haushaltsgeräts oder eines anderen Geräts integriert ist oder von diesem unabhängig, aber an dieses angeschlossen ist.
Die Verbindung zwischen dem elektrischen Sensor 6 und der elektrischen Schaltung 200 wurde in der Zeichnung schematisch durch zwei Leiter 300 mit den jeweiligen Klemmen 301, die an die Anschlüsse 61 des Messfühlers geschaltet sind, und Klemmen 302, die an die Anschlüsse 201 der Schaltung 200 geschaltet sind, dargestellt. Im Allgemeinen können jedoch die elektrischen Anschlüsse des elektrischen Sensors 6 mit elektrischen Anschlussmitteln ausgeführt werden, insbesondere mit elektrischen Leitern und/oder elektrischen Kontakten und/oder mindestens einem elektrischen Steckverbinder.
In den nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den anliegenden Zeichnungen dargestellt sind, ist ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen, der nur zum Anschließen des magnetischen Sensors des elektrischen Durchflussmessers dient.
Da elektrische Steckverbinder mit einer Vielzahl von elektrischen Kontakten gängig sind, könnte dieser elektrische Steckverbinder beispielsweise sowohl zum Anschließen des magnetischen Sensors des elektrischen Messfühlers als auch zum Anschließen eines weiteren Sensors der elektrischen Messfühlers, beispielsweise eines Temperatursensors und/oder eines anderen elektrischen oder elektronischen Bauelements des erfindungsgemäßen Durchflussmessers, wie beispielsweise eines Magnetventils, verwendet werden.
Der in 4 verwendete Schematismus zeigt die recht typische Möglichkeit auf, dass die elektrischen Anschlüsse des elektrischen Messfühlers 6 fähig sind, mit Verkabelungsanschlüssen verbunden zu werden, insbesondere elektrischen Anschlüssen einer Vorrichtung.
In dem vorteilhaften Fall, in dem der Messfühler und die Verkabelung nur zwei elektrische Anschlüsse besitzen, ist die Verbindung zwischen den beiden invertierbar; auf diese Weise ist es möglich, denselben Durchflussmesser mit dem entsprechenden elektrischen Messfühler unabhängig von der Typologie der elektrischen Verkabelungsanschlüsse zu verwenden, da es möglich ist, den elektrischen Anschluss durch einfaches Vertauschen anzupassen. Sehr sinnvoll kann dies beispielsweise sein, wenn die Notwendigkeit besteht, eine Schaltungsanordnung zu verwenden, die den Einsatz eines Reedschalters wie beispielsweise desjenigen aus 1 vorsieht, und eine Schaltungsanordnung, die den Einsatz eines Hallsensors wie beispielsweise desjenigen aus 4 vorsieht.
Unter mechanischen Gesichtspunkten können Mittel vorgesehen werden, um die Verkabelungsanschlüsse an den Durchflussmesser, insbesondere beispielsweise an den elektrischen Messfühler 6, anzuschließen oder anzukuppeln oder daran zu befestigen.
Eine einfache und wirkungsvolle Art und Weise, um die elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen zu invertieren, besteht darin vorzusehen, dass diese Anschluss- oder Kupplungs- oder Befestigungsmittel symmetrisch sind. Dieselben Betrachtungen gelten auch und vor allem für den Fall, dass die elektrischen Anschlüsse des Messfühlers und der Verkabelung mit zwei Steckverbindern ausgeführt sind, einem des Messfühlers und einem der Verkabelung.
Der erfindungsgemäße elektrische Messfühler umfasst einen Hallsensor; darüber hinaus kann er auch ein Träger- und/oder Befestigungselement für den Hallsensor umfassen, typischerweise eine Leiterplatte.
In 5 und 6 sind zwei Beispiele einer solchen erfindungsgemäßen Leiterplatte dargestellt.
In einigen Ausführungsformen könnte der erfindungsgemäße elektrische Messfühler beispielsweise einfach aus einem Träger- und/oder Befestigungselement und aus einem Hallsensor oder aus einem Träger und/oder Befestigungselement, aus dem Hallsensor und aus wenigen zusätzlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bestehen. Die in 5 und 6 gezeigten Anordnungen können daher als Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen elektrischen Messfühlern betrachtet werden.
Das Beispiel in 5 sieht den Einsatz eines Hallsensors 100' mit zwei Anschlüssen vor, d.h. eines Hallsensors, der alle entsprechenden Funktionsteile in einem einzigen Bauelement oder Chip umfasst.
Das Beispiel in 6 sieht den Einsatz eines Hallsensors 100'' mit drei Anschlüssen vor, d.h. eines Hallsensors 100'' in Kombination mit einer Schaltung 101, die fähig ist, diesen Hallsensor 100'' mit drei Anschlüssen in einen Hallsensor mit zwei Anschlüssen umzuwandeln; in dem nicht einschränkenden Beispiel aus 6 besteht die Schaltung 101 aus einem einzigen Bauelement, insbesondere einer integrierten Schaltung, könnte aber auch diskret oder mit mehreren Bauelementen ausgeführt sein.
Ähnliche oder identische technische Elemente der beiden Ausführungsbeispiele werden mit der gleichen Nummer ohne Striche bezeichnet.
Die Zeichnungen zeigen eine Leiterplatte 31, auf der ein Hallsensor 100 montiert ist; die Leiterplatte 31 umfasst nur zwei Kontakte oder elektrische Anschlüsse 32, die für die elektrische Verkabelung oder das Anschließen an die Vorrichtung geeignet sind; im Besonderen nur zwei elektrische Anschlüsse, beispielsweise in Form von Klemmen 32, zur Stromversorgung des Hallsensors oder anderer Bauelemente des elektrischen Messfühlers oder zur elektrischen Messung oder zur Messung oder Übertragung des entsprechenden Signals Vsig.
Die Leiterplatte 31 ist so ausgeformt, dass sie ein Loch 31a (oder einen Sitz) umfasst, das bzw. der auf Höhe von mindestens einigen der Anschlüsse des Hallsensors 100 angeordnet ist und insbesondere dazu dient zu verhindern, dass Feuchtigkeit und/oder Schmutz, die sich auf der Leiterplatte ansammeln, insbesondere in der Nähe dieser Anschlüsse des Hallsensors 100, die elektrische Isolierung vermindern oder aufheben und dadurch die Funktionsweise des elektrischen Messfühlers 6 beeinträchtigen. Die mit der Feuchtigkeit zusammenhängenden Risiken sind natürlich bei einer Leiterplatte, die in einem Durchflussmesser untergebracht oder damit verbunden werden soll, sehr hoch; die Feuchtigkeit könnte nämlich beispielsweise durch Undichtigkeit und/oder durch Porosität der Materialien in ein Gehäuse eindringen, in dem die Leiterplatte untergebracht ist; die Feuchtigkeit könnte sich auf der Leiterplatte niederschlagen und zu Wanderungen von Ionen aus dem leitenden Material, aus dem die Leiterbahnen bestehen, führen, wenn diese Bahnen von Strom durchflossen werden, mit entsprechenden Kurzschlussgefahren. Auf diese Weise ist der elektrische Messfühler später vor Umwelteinflüssen geschützt.
Die Leiterplatte 31 ist so ausgeformt, dass sie einen Sitz 31b als Markierung umfasst, um eine feste und präzise Positionierung, beispielsweise in einem Gehäuse, beispielsweise dem Gehäuse 60'' der Zeichnungen 10 und 16, zu gestatten. Der Sitz 31b ermöglicht gemeinsam mit dem Loch 31a und gegebenenfalls zusätzlichen weiteren Löchern, die in der Leiterplatte 31 nicht dargestellt sind, eine bessere Verteilung eines etwaigen Isolier- oder Füllmaterials wie beispielsweise eines Harzes, mit dem der Sitz nach dem Einsetzen der Leiterplatte mit ihren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen vergossen wird.
Die Leiterplatte 31 umfasst weiterhin zwei Sitze 31c (oder zwei Langlöcher) auf Höhe der elektrischen Anschlüsse 32, um die Leiterplatte 31 mit einem elektrischen Steckverbinder oder mit der elektrischen Verkabelung der Vorrichtung, typischerweise eines Haushaltsgeräts, zu kuppeln; dieser elektrische Steckverbinder ist dabei mit entsprechenden Kupplungsmitteln versehen, die in diese Sitze 31c greifen.
Festzustellen ist, dass die Leiterplatte 31 darüber hinaus mit zwei kleinen Stufen 31d versehen ist, die kuppelnd und/oder rastend mit entsprechenden im Innern des Gehäuses ausgeführten Mitteln zusammenwirken, insbesondere um sie gegen Herausfallen zu sichern und eine genaue Positionierung der Leiterplatte 31 und somit des Hallsensors 100 zu gewährleisten.
In dem Beispiel aus 5 hat der Hallsensor 100' zwei Anschlüsse, die über zwei Leiterbahnen der Leiterplatte 31' elektrisch an die elektrischen Kontakte 32' angeschlossen sind.
In dem Beispiel aus 6, das starke Ähnlichkeit mit dem Beispiel aus 5 aufweist, ist ein Hallsensor 100'' zu beobachten, insbesondere eine integrierte Schaltung oder ein Chip, und ein Bauelement 101, insbesondere eine integrierte Schaltung oder ein Chip, die untereinander elektrisch (insbesondere über die Leiterbahnen der Leiterplatte 31) verbunden sind: Der Chip 100'' besitzt drei (oder mehr) Anschlüsse und nutzt zur Messung des Magnetfeldes den Halleffekt; der Chip 101, der mit dem Chip 100'' verbunden ist, speist den Chip 100'' und verarbeitet das vom Chip 100'' erzeugte elektrische Signal; der Chip 101 weist zwei Anschlüsse auf, die über zwei Leiterbahnen der Leiterplatte 31'' elektrisch mit den elektrischen Kontakten 32'' verbunden sind.
Der Chip 101 führt mindestens einen Teil der oben in Bezug auf die Erfindung und unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Funktionen aus, wobei er beispielsweise über die beiden elektrischen Kontakte 32 mit einer Spannungsquelle Vsup und einem Widerstand R4 verbunden ist.
Dieser Chip 101 ist weiterhin fähig, den Chip 100'' zu speisen, d.h. einen Hallsensor mit drei Leitern wie beispielsweise dem unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen, wobei er das am Ausgang Out dieses Hallsensors 100'' anliegende Signal, beispielsweise ein Spannungssignal, misst und in ein Format umwandelt, das zum Senden oder Übertragen über zwei elektrische Anschlüsse, insbesondere die beiden elektrischen Kontakte 32'', geeignet ist, wie beispielsweise ein Stromsignal oder eine digitale Information.
Wie bereits gesagt, benötigen die erfindungsgemäßen Durchflussmesser ein bewegliches Element, das fähig ist, durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt zu werden; gemäß einem vorteilhaften Aspekt dieser Erfindung sehen diese Durchflussmesser eine Gruppe mit einem beweglichen Element vor, die geeignet ist, im Durchflussmesser untergebracht zu werden, typischerweise zumindest teilweise in seinem Gehäuse.
Unter Bezugnahme auf 17 und 18 kann man eine mögliche Ausführungsform der Gruppe mit dem beweglichen Element verstehen, die als Ganzes mit der Nummer 9 bezeichnet wird; im Besonderen handelt es sich um eine Turbinengruppe.
Die Gruppe 9 umfasst im Wesentlichen ein Flügelrad 10 mit Schaufeln 10a; vor dem Flügelrad sitzt vorteilhafterweise ein Diffusor 11. Diese Elemente befinden sich zumindest teilweise in einem Körper 12 der Gruppe 9, der insbesondere einen mittigen Kern 12b umfasst, der über Speichen 12a an einem rohrförmigen Element 12c befestigt ist. Im Beispiel der Zeichnungen ist der Diffusor 11 mit dem Körper 12 durch Kuppeln verbunden, aber er könnte auch geschraubt, gespannt, geklebt oder gelötet sein.
Der Diffusor 11 ist fähig, die in den Durchflussmesser einströmende Flüssigkeit auf das Flügelrad 10 zu leiten; der Diffusor 11 weist zu diesem Zweck schraubenförmige Schaufeln 11a auf, die fest mit einem mittigen Kern 11b verbunden sind und so ausgeformt sind, dass sie die Flüssigkeit auf die Schaufeln 10a des Flügelrades 10 leiten.
Das Flügelrad 10 weist, frei und axial zum Einlasskanal des Durchflussmessers, ein Mittelteil 10b auf, mit dem gefügt oder fest zwei Enden 10c und 10d eines Achszapfens verbunden sind, wobei diese Enden zwei zueinander axiale Zapfen oder Erhebungen bilden, auch wenn sie unterschiedliche Formen oder Durchmesser besitzen, die vorzugsweise beim Spritzgießen des Flügelrades aus thermoplastischen Material erhalten werden; alternativ dazu könnte der Achszapfen auch aus Metall oder Kunststoff bestehen und mit dem Flügelrad 10 auf andere Weise verbunden sein, beispielsweise geschraubt oder gespannt oder geklebt oder gelötet.
Die Schaufeln 10a des Flügelrades 10 sind vorzugsweise entgegengesetzt zu den Schaufeln 11a des Diffusors 11 geneigt; die Schaufeln 10a werden vorzugsweise im äußeren Teil durch einen Schutzring 10e eingefasst, auf dessen Innenseite, auf Höhe einer oder mehrerer Schaufeln 10a, ein oder mehrere Magnete 10f und/oder ein oder mehrere Gegengewichte 10g mit einer gleichwertigen Form und einem gleichwertigen Gewicht wie die Magnete 10f, die jedoch kein Magnetfeld erzeugen, eingesetzt sind; im Beispiel der Zeichnungen sind ein Magnet 10f und ein Gegengewicht 10g eingesetzt, auch wenn das Flügelrad 10 vier Sitze für Magnete und/oder Gegengewichte vorsieht.
Die Magnete 10f und/oder die Gegengewichte 10g sitzen vorzugsweise in den Schaufeln 10a des Flügelrades 10 und werden im Wesentlichen axial zu besagtem Zapfen 10c, 10d eingesetzt, insbesondere in Sitze 10h, die im oder zum unteren Teil der Schaufeln 10a hin offen sind bzw. die zu der zum Auslasskanal 4 hin weisenden Seite zeigen.
Die Sitze 10h sind vorzugsweise mit geeigneten Kupplungselementen 10i wie federnden Erhebungen versehen, die fähig sind, die Magnete 10f und/oder die Gegengewichte 10g in der Position zu halten, nachdem sie deren Montage ermöglicht haben. Diese Montage erfolgt insbesondere durch eine federnde Bewegung während des Einsetzens der Magnete 10f und/oder Gegengewichte 10g. Auch die Kupplungselemente 10i werden vorzugsweise aus einem einzigen Stück mit dem Flügelrad 10 in einem einzigen Spritzgießvorgang erhalten.
Diese Lösung zur Montage der Magnete und/oder Gegengewichte ermöglicht es, eine Haltewand zu erhalten, die im Umfangsteil der Schaufeln 10a oder des Rings 10e ausgebildet ist, wobei diese Umfangswand insbesondere fähig ist, die Magnete gegen die Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Flügelrades 10 bedingt ist, zu halten. Der Anmelder hat in der Tat entdeckt, dass bei den bekannten Flügelradlösungen mit Magneten, die von außen nach innen radial in die Schaufeln eingesetzt oder auf diese aufgesetzt sind, Funktionsstörungen auftreten, die auf dem Herausfallen dieser Magnete beruhen, welche aus ihren jeweiligen Sitzen so weit heraustreten, dass sie die Innenwand des Kanals, in dem sich die Flügelradgruppe befindet, berühren und dadurch Funktionsstörungen verursachen, die bis zum Blockieren der Drehung des Flügelrades führen können.
Um das Spritzgießen der federnden Kupplungselemente 10i zu erleichtern, sind im ringförmigen Teil des Flügelrades 10 schmale Schlitze 10m vorgesehen, die zum Einführen und/oder Entnehmen von Formteilen dienen, welche im Fachjargon „Schieber" genannt werden; diese Schieber dienen dazu, das hinterschnittene Kupplungsteil dieser federnden Elemente zu realisieren; mit dem Begriff Hinterschneidung werden diejenigen Teile oder Enden verstanden werden, die eine zur Innenseite des Teils gerichtete Erhebung oder Stufe aufweisen; ohne einen Schieber (des einen oder anderen Typs) wäre es schwierig, ein solches Flügelrad spritzzugießen (das typischerweise aus starrem thermoplastischem Material hergestellt wird), da es unmöglich wäre, es anschließend aus der Form zu entnehmen.
Wie festzustellen ist, ist der Durchmesser des Flügelrades 10 dergestalt, dass ein Zwischenraum zwischen dem Flügelrad, insbesondere zwischen dem Schutzring 10e und/oder den Schaufeln 10a, und dem Körper 12 der Gruppe 9, in der es sich befindet, besteht.
Die Achszapfen 10c und 10d, die die Rotationsachse des Flügelrades 10 bestimmen, werden an ihren Enden durch zwei Sitze im Diffusor 11 (insbesondere in dessen mittigem Kern 11b) bzw. im Körper 12 der Gruppe 9 (insbesondere in dessen zentralen Kern 12b) gestützt, wobei in mindestens einem von ihnen, insbesondere im Sitz des Körpers 12, ein Drucklager 12d vorhanden ist.
Auch wenn nicht dargestellt, könnte in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhafterweise auch ein Filter und/oder ein Durchflussregler vorgesehen werden, vorzugsweise in der Ausführung mit veränderlichem Querschnitt, der die Verformung einer unter der Wirkung des Durchflusses elastisch verformbaren Membran nutzt, den Durchtritt der Flüssigkeit selbst zu regeln.
Der Körper 12 der Gruppe 9 und der Diffusor 11 sind so ausgebildet, dass sie über wechselseitige Kupplungsmittel, die mit den Nummern 12e am rohrförmigen Element 12c des Körpers 12 und 11d am ringförmigen Element 11c des Diffusors 11 bezeichnet werden, ineinander gesteckt werden und so mit dem Flügelrad 10 eine einzige kompakte Struktur bilden, die eine problemlose und genaue Vormontage der Teile ermöglicht.
In der folgenden Beschreibung werden nun zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Durchflussmessers und einige Varianten ausführlich beschrieben.
Das erste Ausführungsbeispiel wird unter Verweis auf die Zeichnungen 7 bis 9 beschrieben.
Das zweite Ausführungsbeispiel wird unter Verweis auf die Zeichnungen 10 bis 16 beschrieben.
Ähnliche oder identische technische Elemente der beiden Ausführungsbeispiele werden mit derselben Nummer bezeichnet, gefolgt von einem einzigen Strich, wenn sie sich auf das erste Ausführungsbeispiel beziehen und gefolgt von zwei Strichen, wenn sie sich speziell auf das zweite Ausführungsbeispiel beziehen.
Der Durchflussmesser aus 7, als Ganzes mit 1' bezeichnet, weist einen Körper 2' auf, der einen Einlasskanal 3' für Flüssigkeit, typischerweise Wasser, und einen Auslasskanal 4' für Flüssigkeit aufweist; der Kanal 3' und der Kanal 4' sind untereinander so verbunden, dass die Flüssigkeit durch den Kanal 3' in den Durchflussmesser 1' eintritt und durch den Kanal 4' aus dem Durchflussmesser 1' austritt. Der Durchflussmesser 1' kann beispielsweise zwischen einen Hahn des Wasserleitungsnetzes und den Wasserzulauf einer Waschmaschine gesetzt werden, kann aber alternativ dazu auch an anderen Stellen des Wasserkreislaufs einer Waschmaschine oder in Wasserkreisläufe anderer Apparaturen oder Vorrichtungen eingesetzt werden.
Im Körper 2' des Durchflussmessers 1' ist die Turbinengruppe 9 aus 17 und 18 untergebracht, aber es könnte auch eine andere Gruppe mit einem beweglichem Element untergebracht werden. In dem Beispiel der Zeichnungen ist der Körper 2' in zwei Teilkörper 2'a und 2'b geteilt, die dicht miteinander verbunden sind (beispielsweise geschraubt oder gekuppelt oder gespannt oder geklebt oder gelötet); im Besonderen werden die beiden Teilkörper 2'a und 2'b über zwei Feststellelemente in der Position gehalten, die in die jeweiligen Sitze 2'c des Körpers 2'a gesteckt werden, so dass sie innen mit entsprechenden Sitzen im Körper 2'b interferieren; diese Feststellelemente könnten zwei einfache zylindrische getrennte Elemente sein oder untereinander durch ein Querelement verbunden werden, so dass ein einziges U-förmiges Element gebildet wird, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Gruppe 9 ist in einem Sitz des Teilkörpers 2'a untergebracht; alternativ dazu könnte die Gruppe 9 in einem Sitz des Teilkörpers 2'b oder teilweise in einem Sitz des Teilkörpers 2'a und teilweise in einem Sitz des Teilkörpers 2'b untergebracht werden. Möglich ist auch, dass die Gruppe mit dem beweglichen Element im Einlasskanal 3' oder im Auslasskanal 4' untergebracht wird.
An der Außenseite des Körpers 2' des Durchflussmessers 1', insbesondere an der Außenseite des Teilkörpers 2'a des Durchflussmessers 1', ist ein Messfühler 6' befestigt, der vorzugsweise zumindest teilweise elektrisch oder elektronisch ist und der einen magnetischen Sensor 100''', insbesondere einen Hallsensor, umfasst.
Im Beispiel der Zeichnungen ist der Messfühler 6' zumindest teilweise in einem Gehäuse oder Behälter untergebracht, das bzw. der aus einem Sitz 2'd besteht, der fest mit dem Körper 2' des Durchflussmessers 1', insbesondere dem Teilkörper 2'a, verbunden ist oder daran ausgeformt oder darin integriert ist; dieses Gehäuse befindet sich typischerweise an der Seite des Körpers der Vorrichtung 1'.
Im Besonderen hat das Gehäuse eine in Längsrichtung längliche Form, ist der Körper in dem Bereich, in dem das Gehäuse sitzt, im Wesentlichen zylinder- oder prismenförmig und ist das Gehäuse so an der Seite des Körpers angeordnet, dass die Längsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Körpers in diesem Bereich und/oder im Wesentlichen tangential zur Oberfläche des Körpers in diesem Bereich verläuft.
Dieser Sitz 2'd ist darüber hinaus mit einem Abdeckelement 2'e wie einem Verschluss versehen, das geeignet ist, dieses Gehäuse zumindest teilweise zu verschließen; dieser Verschluss ist vorzugsweise geeignet, das Gehäuse 2'd dicht zu verschließen, um etwaige kleine Spalten, durch die Feuchtigkeit oder Schmutz aus der Umgebung eindringen könnten, zu vermeiden. Dieser Verschluss 2'e ist mit einem Durchlass für Verbindungen oder elektrische Leiter und mit Kupplungselementen, beispielsweise federnden Zähnen, zur Befestigung des Abdeckelements 2'e am Teilkörper 2'a und/oder am Sitz 2'd versehen; typischerweise sind auch der Körper 2'a und/oder der Sitz 2'd ihrerseits mit geeigneten Kupplungsmitteln zur Verbindung mit diesem Verschluss versehen.
In dem Beispiel der Zeichnungen befindet sich der Magnetsensor 100''' in einer solchen Position, dass er mit dem Magneten 10f des Flügelrades 10 fluchtet, wenn sich der Magnet selbst infolge der Rotation des Flügelrades dem Messfühler 6' nähert; alternativ dazu könnte der Messfühler 6' so positioniert sein, dass er beim Vorbeilaufen oder Annähern des oder der Magneten erregt werden kann, um ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen.
Der magnetische Sensor 100''' ist vorzugsweise mechanisch und elektrisch mit einer Leiterplatte 31''' verbunden, auf der auf einer Seite oder auf beiden Seiten Leiterbahnen angeordnet sind. Diese Leiterbahnen enden an einem Ende der Leiterplatte 31''' in zwei elektrischen Kontakten 32'''; dieses Ende der Leiterplatte 31''' ist vorzugsweise so ausgeformt, dass es sich zum Anschließen an eine elektrische oder elektronische Steuerschaltung (in den Zeichnungen nicht dargestellt), insbesondere an elektrische Anschlüsse einer Vorrichtung, mechanisch und elektrisch trennbar mit einem elektrischen Steckverbinder (in den Zeichnungen nicht dargestellt) verbinden lässt.
In 8 sind zwei elektrische Leiter 300 sichtbar, die an die elektrischen Kontakte 32''' gelötet sind und eine wirtschaftliche Alternative zum elektrischen Steckverbinder darstellen.
Der Sitz 2'd kann vorteilhafterweise zumindest teilweise mit Isoliermaterial (zum Schutz vor Flüssigkeiten und/oder Stromfluss) gefüllt werden oder direkt an die Leiterplatte 31''' angespritzt werden, um den Magnetsensor 100''' und ganz allgemein den Messfühler 6' vor etwaigen Wasserleckagen oder vor Feuchtigkeit und Schmutz aus der Umgebung und vor unbeabsichtigten elektrischen Kontakten zu schützen.
Der Messfühler 6' könnte, ebenfalls zu den beschriebenen Zwecken, zumindest teilweise mit einer Schutzschicht überzogen sein, beispielsweise durch zumindest teilweises Tauchen in ein Harz oder ein anderes Schutzmaterial in flüssiger Form, das geeignet ist, sich nach dem Beschichten zu verfestigen oder den Zustand zu wechseln.
Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Zeichnungen 10 bis 16 ist im Körper 2'' zusätzlich ein Magnetventil 7'' montiert, insbesondere ein Magnetventil mit Ungleichgewicht oder ein durch den netzseitigen Druck des Fluids vorgesteuertes Magnetventil, insbesondere in der im Haushalts- und/oder Sanitärgerätesektor üblicherweise verwendeten Ausführung.
Das Magnetventil 7'' weist einen Elektromagneten 36'' mit zwei Anschlüssen 38'' zur Stromversorgung auf, der ein bewegliches Dichtelement steuert; das mindestens einen beweglichen Anker oder Kern 41'' umfasst, der fest mit einem Verschluss oder Dichtungselement 40'' verbunden ist, der bzw. das auf eine Bohrung 42'' eines Tellers 43'' zum Halten einer Membran 44'' einwirkt.
Dieses Dichtelement des Magnetventils 7'' nutzt vorzugsweise den Druck des Fluids, um die entsprechende Bewegung zu erleichtern oder zu vollführen, d.h. um zu öffnen und/oder zu schließen.
Die Funktionsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung könnte mindestens einige der folgenden Phasen umfassen.
Zum Durchströmen der Flüssigkeit durch den Durchflussmesser 1'' muss das Magnetventil 7'' beispielsweise in der stromlos geschlossenen Ausführung durch Stromzufuhr zum Magnetventil 36'' aktiviert und geöffnet werden: Zu diesem Zweck ist das Magnetventil 7'' elektrisch mit der Waschmaschine oder einer anderen Vorrichtung verbunden, die über eine eigene Steuerung oder Steuerschaltung zum geeigneten Zeitpunkt (beispielsweise zu Beginn eines Waschzyklus) dafür sorgt, die Stromversorgung des Magnetventils 36'' zu schalten.
Die einströmende Flüssigkeit wird von den Schaufeln 11a des Diffusors 11 auf die Schaufeln 10a des Flügelrades 10 geleitet, so dass dieses in Drehung oder Bewegung versetzt wird.
Die Flüssigkeit fließt daraufhin in die Kammern A und C des Dichtelements, um anschließend in den Auslasskanal 4'' zu gelangen und dann die anderen Wasser führenden Teile der Waschmaschine oder einer anderen Vorrichtungs zu erreichen. Typischerweise ist der im zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dargestellte Durchflussmesser zwischen dem Wasserleitungsnetz und der Waschmaschine vorgesehen, könnte aber auch im Innern der Waschmaschine angebracht werden, beispielsweise zwischen verschiedenen Vorrichtungen des Wasserkreislaufs der Waschmaschine.
Die Rotation des Flügelrades 10 durch den Magneten 10f wird vom magnetischen Sensor 100 des elektrischen Messfühlers 6'' erfasst; die Erfassungen des magnetischen Sensors 100 werden zu einer elektrischen oder elektronischen Mess- und/oder Steuerungsschaltung übertragen, die sie beispielsweise verarbeitet, auf der Grundlage des Drehzahl/Volumen-Verhältnisses die Menge oder den Durchsatz des Wassers bestimmt und infolgedessen ein elektrisches Signal zur Steuerung des Magnetventils 7'' erzeugt; in einer möglichen Verwendungsbedingung wird, wenn die Flüssigkeitsmenge, die den Durchflussmesser 1'' durchströmt hat, gleich der vorgegebenen Menge ist, der Elektromagnet 36'' aberregt, so dass das Dichtelement den Auslasskanal 4'' verschließt.
Die Ausgangsbedingungen sind nun wieder hergestellt.
Ein Durchflussmesser mit einem ähnlichen Innenaufbau wie in 12 wird ausführlich in der italienischen Patentanmeldung AL92A000003 desselben Anmelders dargestellt und beschrieben; dieser Durchflussmesser unterscheidet sich jedoch sowohl in der Flügelradgruppe als auch im Hinblick auf den elektrischen Messfühler.
Die Funktionsweise des Durchflussmessers aus 7 bis 9, d.h. des Durchflussmessers nach dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, ist der oben beschriebenen Funktionsweise ähnlich, insbesondere im Hinblick auf den Messfühler 9 und die Gruppe mit dem beweglichen Element 9, mit Ausnahme dessen, was zum Magnetventil gesagt wurde.
In einer nicht dargestellten Variante könnte die Gruppe mit dem beweglichen Element, insbesondere die Flügelradgruppe, statt am Einlass 3'' des Durchflussmessers, beispielsweise zwischen dem Flüssigkeitsabsperrventil und dem Anschluss des Wasserleitungsnetzes, am Auslass 4'' des Durchflussmessers positioniert werden, beispielsweise zwischen dem Ventil und der Vorrichtung; zu diesem Zweck könnten die Abmessungen oder die Geometrie des Körpers des Durchflussmessers und/oder der Gruppe mit dem beweglichen Element bei Bedarf geändert werden; infolgedessen würde auch der elektrische Messfühler außen an diesem Gehäuseteil oder Auslasskanal angebracht.
Der Durchflussmesser 1'' umfasst eine Gruppe mit einem beweglichen Element, insbesondere einem Flügelrad; diese Gruppe entspricht beispielsweise der Turbinengruppe 9 aus 17 und 18.
Der Durchflussmesser 1'' umfasst einen elektrischen Messfühler 6'', der mit einem Gehäuse oder Behälter 60'' ausgestattet ist. Dieses Gehäuse 60'' ist typischerweise an der Seite des Körpers des Durchflussmessers 1'' angeordnet.
Im Besonderen hat das Gehäuse eine in Längsrichtung längliche Form, ist der Körper in dem Bereich, in dem das Gehäuse sitzt, im Wesentlichen zylinder- oder prismenförmig und ist das Gehäuse so an der Seite des Körpers angeordnet, dass die Längsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Körpers in diesem Bereich und/oder im Wesentlichen tangential zur Oberfläche des Körpers in diesem Bereich verläuft.
Der elektrische Messfühler 6'' ist zumindest teilweise in dem Gehäuse 60'' untergebracht, insbesondere in einem Sitz des Körpers des Durchflussmessers oder in einem hohlen oder mit einem Sitz versehenen Behälter.
Der Körper 2'' des Durchflussmessers ist mit einem geeigneten Sitz 50'' versehen, der seitliche Führungen 51'' umfasst, die geeignet sind, mit entsprechenden Erhebungen oder Führungen 60''a des Gehäuses 60'' verbunden zu werden, um eine gegenseitige Befestigung in einer vorgegebenen Position zu erreichen; diese Verbindungs- und/oder Befestigungsmittel sind geeignet, das Gehäuse 60'' und/oder die Leiterplatte 31'''' und/oder den Sensor 100 in einer vorgegebenen Position in Bezug auf den Körper 2'' und in Bezug auf die Gruppe mit dem beweglichen Element 9 oder das Flügelrad 10 oder den Magneten 10f zu positionieren, insbesondere um eine optimale Funktionsweise des Durchflussmessers zu erreichen. Darüber hinaus sind diese seitlichen Führungen 51'' und/oder Kupplungselemente 53'' des Körpers 2'' des Durchflussmessers 1'' geeignet, mit unterschiedlich langen Gehäusen 6'' und/oder mit unterschiedlich langen Träger- und/oder Befestigungselementen zusammenzuwirken, damit ein und derselbe Körper für Gehäuse verschiedener Ausführungen verwendet werden kann.
Diese seitlichen Führungen 51'' sind insbesondere geeignet, ein geführtes Schieben zu ermöglichen, um die vorgegebene Position und/oder das Kuppeln des Gehäuses 60'' in oder an diesem Körper des Durchflussmessers zu erreichen.
Festzustellen ist, dass die im Durchflussmesser 1'' aus 14 enthaltene Leiterplatte 31'''' geringfügig von den Leiterplatten 31' und 31'' der vorangehenden Zeichnungen abweicht; sie weist in der Tat anstelle von zwei zurückspringenden Sitzen zwei vorspringende Zähne oder Erhebungen 31''''e auf; festzustellen ist, dass ihr Ende selbst als elektrischer Steckverbinder dienen kann und dass die elektrischen Kontakte oder ein Teil der Leiterbahnen der Leiterplatte als elektrische Kontakte des elektrischen Steckverbinders dienen können.
Die Führungselemente sind vorzugsweise geeignet, den Hallsensor 100 nach der Positionierung des Gehäuses 60'' in Kontakt mit oder in der Nähe des Teils des Körpers, zu dem er weist, zu positionieren und zu halten; mit anderen Worten sind sie vorzugsweise geeignet, den Abstand zwischen Hallsensor 100 und Flügelrad 10 und/oder Magnet 10f so weit wie möglich zu verringern, um die Leistungen zu verbessern.
Um diese Positionierung zu gewährleisten, sind die Führungen 51'' des Sitzes 50'' und/oder die Führungen 60a'' des Gehäuses 60'' mit jeweils einem Anschlagteil 52'', 60d'' versehen, deren Aufeinandertreffen die Position des Gehäuses 60'' in Bezug auf den Körper 2'' bestimmt.
Ebenfalls um diese präzise Positionierung zu gewährleisten, ist die Leiterplatte mit ähnlichen Kupplungsmitteln wie den in 5 und 6 mit 31'd und 31''d bezeichneten versehen; während das Gehäuse 60'' innen mit entsprechenden Mitteln zum Kuppeln mit der Leiterplatte versehen ist. Das etwaige Versiegeln oder Vergießen mit Harz trägt vorteilhaft dazu bei, sie zu halten oder führt die Positionierung der Leiterplatte im Gehäuse aus.
Nach dem Einsetzen des Gehäuses 60'' des elektrischen Messfühlers 6'' im entsprechenden Sitz 50'' biegt sich das federnde Kupplungselement 53'', um die Erhebung 60''c am Gehäuse 60'' zu überwinden, anschließend am oberen Teil der Erhebung 60''c einzurasten und so eine Kupplung oder Sicherung gegen Herausfallen des elektrischen Messfühlers 6'' zu realisieren; zu diesem Zweck ist eine Form mit geneigten Flächen zumindest beim Innenteil des Kupplungselements 53'' und/oder bei einem Teil des Elements 60''c vorgesehen, die dazu beiträgt, ein einfaches und genaues Kuppeln zu vollführen.
Das Endstück der Leiterplatte 31'''', das zumindest teilweise aus dem Gehäuse 60'' herausragt, bildet einen Stiftstecker, dessen elektrische Kontakte aus zwei elektrisch leitenden Kontaktflächen 32''' dieser Leiterplatte bestehen; dieser Steckerstift kann mit einem entsprechenden Buchsenstecker einer elektrischen Verkabelung 300 gekuppelt zu werden, die in 15 und 16 erkennbar ist. Dieser Buchsenstecker ist insbesondere geeignet, mechanisch mit der im Gehäuse 60'' enthaltenen Leiterplatte gekuppelt zu werden, um eine Sicherung gegen Herausfallen zu bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der elektrische Messfühler, insbesondere das Gehäuse 60'', zur Kupplung mit einem Adapterelement 70'' vorgesehen, das fähig ist, die Typologie des elektrischen Steckverbinders zu ändern, beispielsweise, indem es ihn in einen Rast-2,5-Steckverbinder umwandelt, der in 15 sichtbar ist.
Dieser Adapter 70'', der vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden thermoplastischen Material besteht, ist fähig, an das Endstück der Leiterplatte 31'''' gekuppelt oder in dieses eingesetzt zu werden, indem es mit diesem über Rasten oder erhabene Elemente im Innern des Adapter 70'' verbunden wird, die beim Verbinden in Löcher oder Sitze der Leiterplatte greifen.
In einer nicht dargestellten Variante könnte der Adapter außen mit Kupplungselementen versehen sein, die fähig sind, sich mit dem Gehäuse zu verbinden; beispielsweise mit erhabenen Elementen, die fähig sind, in die Aussparung 60''k des Gehäuses 60'' zu greifen.
Dieser Adapter ist vorzugsweise mit Kupplungselementen 71'' zum Verbinden mit einem elektrischen Steckverbinder dieser Verkabelung und/oder mit Polarisationseinrichtungen versehen, die geeignet sind, ein mögliches falsches Verbinden mit der elektrischen Verkabelung zu verhindern.
In 15 ist ein Steckverbinder 80'' der Verkabelung gezeigt, aus dem zwei elektrische Leiter 300 austreten; der Steckverbinder 80'' ist geeignet, an den Adapter 70'' gekuppelt zu werden und weist Erhebungen oder Polarisationseinrichtungen 81'' auf, die fähig sind, sich mit Sitzen 72'' oder zweiten Polarisationsmitteln zu verbinden, die an diesem Adapter und/oder an dessen Gehäuse ausgebildet sind, um eine eindeutige mechanische und elektrische Verbindung der Verkabelung mit dem elektrischen Messfühler zu ermöglichen.
16 zeigt einen Steckverbinder 90'' der Verkabelung, der dem Steckverbinder 80'' ähnlich ist; der Steckverbinder 90'' ist geeignet, auf die Leiterplatte 31'''' gesteckt zu werden und weist keine Polarisationseinrichtungen auf.
Das Gehäuse 60'' des elektrischen Messfühlers weist vorzugsweise eine Form, insbesondere eine längliche Form, auf, die geeignet ist, sowohl eine Leiterplatte mit montiertem Hallsensor als auch eine Leiterplatte mit einem montierten magnetischen Sensor einer anderen Typologie, insbesondere einem Reedschalter, der typischerweise eine relativ längliche Form hat, aufzunehmen.
Das Gehäuse 60'' des elektrischen Messfühlers und/oder die Leiterplatte 31'''' des elektrischen Messfühlers sind fähig, eine optimale Positionierung der verschiedenen verwendeten Sensorausführungen zu gestatten und dabei deren Austauschbarkeit in demselben Durchflussmesser zu ermöglichen.
Folglich könnten vorteilhafterweise verschiedene Typologien von Leiterplatten vorgesehen werden, die in dasselbe Gehäuse eingesetzt werden können; oder aber es könnten vorteilhafterweise verschiedene Gehäusetypologien mit demselben Kupplungstyp in Bezug auf den Durchflussmesser vorgesehen werden, die fähig sind, mit demselben Sitz des Durchflussmessers gekuppelt zu werden.
Bereits aus der Beschreibung der beiden Ausführungsbeispiele gehen die Merkmale des Durchflussmessers, der Gegenstand dieser Erfindung ist, genauso klar hervor wie seine Vorteile.
Selbstverständlich können von einem Fachmann zahlreiche Varianten an den oben beschriebenen Durchflussmessern vorgenommen werden.
Diese Durchflussmesser dienen zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids und können beispielsweise zum Messen und/oder Dosieren und/oder Steuern und/oder Verteilen von Flüssigkeiten verwendet werden, insbesondere in einem Haushaltsgerät. Natürlich ist dies nur eine der möglichen Anwendungen; weitere Einsatzgebiete können Klimatisierungssysteme und ganz allgemein Systeme und Anlagen zur Zuleitung und/oder Verteilung von Fluiden sein, insbesondere von Wasser.
Auf den vorangehenden Seiten wurden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Durchflussmessers hauptsächlich unter mechanischen und fluiddynamischen Gesichtspunkten beschrieben.
Mit einem erfindungsgemäßen Durchflussmesser ist es möglich, ein System zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids zu realisieren; ein solches Wasser führendes System ist ein Aspekt dieser Erfindung.
Ein solches System kann verschiedene Komponenten umfassen, umfasst jedoch im Wesentlichen einen Durchflussmesser und eine elektrische Mess- und/oder Steuerungsschaltung, die elektrisch mit den elektrischen Anschlüssen des Durchflussmessers verbunden ist; im Besonderen ist die Schaltung mit den elektrischen Anschlüssen, vorzugsweise zwei, des magnetischen Sensors verbunden. Die Mess- und/oder Steuerungsvorrichtung und das Mess- und/oder Steuerungssystem eignen sich besonders gut und vorteilhaft für den Einsatz in einem Haushaltsgerät, insbesondere einer Waschmaschine oder Geschirrspülmaschine; auch ein solches Haushaltsgerät ist ein Aspekt dieser Erfindung.
Wie in der Einleitung dieser Beschreibung erwähnt, besteht ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung darin, Durchflussmesser zu schaffen, bei denen es möglich ist, einen Hallsensor oder einen Reedschalter zu verwenden und bei denen diese Wahl einfach und wirtschaftlich vorgenommen werden kann, vorzugsweise dadurch, dass sie im Wesentlichen austauschbar sind.
Gegenstand dieser Erfindung sind daher auch Verfahren zur Montage von Durchflussmessern, die dieses ihnen gemeinsame Merkmal widerspiegeln.
Gemäß einem ersten Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers sind die folgenden Phasen vorgesehen:

– Anordnen eines beweglichen Element, so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird,
– Anordnen eines elektrischen Messfühlers, in und/oder an dem mindestens ein magnetischer Sensor angebracht ist, so dass dieser magnetische Sensor die Bewegung dieses beweglichen Elements erfasst; in und/oder an diesem elektrischen Messfühler werden alternativ ein Reedschalter oder ein Hallsensor montiert, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen.

In diesem Fall erfolgt die Auswahl auf Ebene der Herstellung des elektrischen Messfühlers.
Gemäß einem zweiten Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers sind die folgenden Phasen vorgesehen:

– Anordnen eines beweglichen Element, so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird,
– Anordnen eines elektrischen Messfühlers, der ein Träger- und/oder Befestigungselement umfasst, an dem ein magnetischer Sensor so angebracht ist, dass dieser magnetische Sensor die Bewegung dieses beweglichen Elements erfasst; mit diesem Träger- und/oder Befestigungselement werden alternativ ein Reedschalter oder ein Hallsensor verbunden, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen.

Wenn eine Leiterplatte verwendet wird, erfolgt die Auswahl vorzugsweise auf Ebene der Montage der Bauelemente auf der Leiterplatte.
Wie auf den vorangehenden Seiten gesehen, kann bei der Verwendung von Sensoren mit zwei Anschlüssen dieselbe Leiterplatte verwendet werden.
Gemäß einem dritten Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers sind die folgenden Phasen vorgesehen:

– Anordnen eines beweglichen Element, so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird,
– Anordnen von mindestens einem elektrischen Messfühler eines ersten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Reedschalter, verbunden wird,
– Anordnen von mindestens einem elektrischen Messfühler eines zweiten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Hallsensor, verbunden wird, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen;

In diesem Fall erfolgt die Auswahl auf Ebene der Montage des Durchflussmessers. Gemäß einem vierten Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers sind die folgenden Phasen vorgesehen:

– Anordnen eines beweglichen Element, so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird,
– Anordnen von mindestens einem Träger- und/oder Befestigungselement eines ersten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Reedschalter, verbunden wird,
– Anordnen von mindestens einem Träger- und/oder Befestigungselement eines zweiten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Hallsensor, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen, verbunden wird,

In diesem Fall erfolgt die Auswahl auf Ebene der Montage des elektrischen Messfühlers oder des Durchflussmessers.
Bei allen vier Montageverfahren werden typischerweise weitere Vorgänge vorgesehen, darunter das Anordnen und die Montage von mindestens einem elektrischen Steckverbinder, das Anordnen und die Montage von mindestens einem elektrischen und/oder mechanischen Adapter, das Anordnen und die Montage eines Gehäuses und die zumindest teilweise Unterbringung des elektrischen Messfühlers oder des Träger- und/oder Befestigungselements in diesem Gehäuse, das Anordnen von Codierungsmitteln, die vorzugsweise geeignet sind, einen eindeutigen und selektiven Anschluss an den Durchflussmesser zu ermöglichen, das Anordnen von Anschluss- oder Kupplungsmitteln, vorzugsweise von Schnellverbindern, um Komponenten des Durchflussmessers anzuschließen oder anzukuppeln, das Anordnen und die Montage von Einrichtungen zum Absperren des Durchflusses eines Fluids, insbesondere von mindestens einer Dichtvorrichtung oder einer Stellvorrichtung oder eines Magnetventils.
Angesichts dieser Ausführungen sind die Vorteile dieser Erfindung eindeutig und ist ebenso eindeutig, dass diese Erfindung sich für zahlreiche sowohl konstruktive (unter mechanischen, fluiddynamischen, elektrischen und elektronischen Gesichtspunkten) als auch anwendungsbezogene Varianten eignet.

Claims

Durchflussmesser (1', 1''), der zur Erfassung des Durchflusses eines Fluids geeignet ist, umfassend: – ein bewegliches Element (10), das fähig ist, durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt zu werden, – mindestens ein magnetisches Element (10f) und – einen elektrischen Messfühler (6), der einen Hallsensor (100) umfasst; bei dem dieses bewegliche Element (10) und/oder mindestens ein magnetisches Element (10f) fähig sind, ein Magnetfeld zu erzeugen oder zu verändern, und bei dem dieser elektrische Messfühler (6) geeignet ist, dieses Magnetfeld zu messen; dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Messfühler (6) nur zwei elektrische Anschlüsse (32, 61) für den Hallsensor (100) besitzt.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 1, bei dem dieses bewegliche Element (10) ein rotierendes Element ist, insbesondere ein Flügelrad.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 1 oder 2, bei dem dieser Hallsensor (100) mit nur zwei Anschlüssen (+,–/Out) ausgestattet ist.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, bei dem der elektrische Messfühler (6) ein Träger- und/oder Befestigungselement (31', 31'') für mindestens diesen Hallsensor (100', 100'') umfasst.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 4, bei dem dieses Träger- und/oder Befestigungselement (31', 31'') geeignete Mittel (31'a) zum Schutz vor Umwelteinflüssen umfasst.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Träger- und/oder Befestigungselement (31) eine Leiterplatte (31', 31'') umfasst und bei dem der Hallsensor (100', 100'') vorzugsweise auf dieser Leiterplatte (31', 31'') montiert ist.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 6, bei dem diese Leiterplatte (31', 31'') nur auf einer Seite oder auf beiden Seiten Leiterbahnen besitzt.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Leiterplatte (31', 31'') mindestens einen Sitz und/oder ein Loch (31'a), vorzugsweise auf Höhe des Hallsensors (100', 100''), zum Schutz vor Umwelteinflüssen umfasst.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrischen Anschlüsse (32,61) für den magnetischen Sensor (100) fähig sind, mit Verkabelungsanschlüssen (300) verbunden zu werden, insbesondere mit elektrischen Anschlüssen einer Vorrichtung.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er Anschluss- oder Kupplungs- oder Befestigungsmittel (31c, 31e, 71'') für die Verkabelungsanschlüsse (300) umfasst.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 10, bei dem diese Anschluss- oder Kupplungs- oder Befestigungsmittel (31c, 31e) symmetrisch sind.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 9 oder 10 oder 11, bei dem die elektrischen Anschlüsse (32, 61) für den magnetischen Sensor (100) fähig sind, elektrisch mit Verkabelungsanschlüssen (300) verbunden zu werden, insbesondere mit elektrischen Anschlüssen einer Vorrichtung, vorzugsweise auf zwei verschiedene Arten.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrischen Anschlüsse (32, 61) des elektrischen Messfühlers (6) über elektrische Anschlussmittel ausgeführt werden, insbesondere über elektrische Leiter und/oder elektrische Kontakte und/oder mindestens einen elektrischen Steckverbinder.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 13, bei dem die Anschlussmittel nur oder auch für den elektrischen Anschluss des elektrischen Messfühlers dienen, insbesondere des Hallsensors (6, 100).
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der elektrische Steckverbinder fähig ist, mit einem Verkabelungssteckverbinder (80'', 90'') verbunden zu werden, insbesondere einem elektrischen Steckverbinder einer Vorrichtung.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem dieser elektrische Messfühler (6) nur ein einziges elektrisches oder elektronisches Bauelement (100') umfasst.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Hallsensor (100', 100'') ein zur Oberflächenmontage geeignetes Gehäuse besitzt.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der elektrische Messfühler (100) oder das Träger- und/oder Befestigungselement (31) zumindest teilweise in einem Gehäuse (2'd, 60'') untergebracht ist, insbesondere in einem Sitz (2'd) eines Körpers (2'a) des Durchflussmessers (1') oder in einem hohlen oder mit einem Sitz (50'') versehenen Behälter (60'').
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 18, bei dem der elektrische Messfühler (6) und/oder das Träger- und/oder Befestigungselement (31) Positionierungsmittel (31b, 31c) und/oder Kupplungsmittel (31d) umfasst, insbesondere zur genauen Unterbringung und/oder Befestigung im Innern des Gehäuses (60'').
Durchflussmesser nach Anspruch 18 oder 19, bei dem dieses Gehäuse (60'') an einem Körper (2'') des Durchflussmessers (1'') angebracht ist, vorzugsweise mit Kupplungs- oder Befestigungsmitteln (53'', 60''c) und/oder gemäß den Positionierungsmitteln (51'', 52'', 60''a, 60''d).
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 20, bei dem der Körper (2'') des Durchflussmessers (1'') und/oder das Gehäuse (60'') Führungsmittel (51, 60''a) und/oder Kupplungsmittel (53'', 60''c) aufweisen, die insbesondere fähig sind, das geführte Schieben und/oder Einsetzen und/oder Kuppeln des Gehäuses in oder an diesem Körper zu ermöglichen.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 21, bei dem die Führungsmittel (51'') und/oder Kupplungsmittel (53'') des Körpers (2'') des Durchflussmessers (1'') fähig sind, mit Gehäusen und/oder mit Träger- und/oder Befestigungselementen unterschiedlicher Typen, insbesondere unterschiedlicher Längen zusammenzuwirken.
Durchflussmesser (1', 1'') nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei dem das Gehäuse (60'') an der Seite des Körpers (2'') des Durchflussmessers (1'') angeordnet ist.
Durchflussmesser (1', 1'') nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei dem das Gehäuse (2'd) zumindest teilweise geschlossen ist (2'e), vorzugsweise hermetisch dicht.
Durchflussmesser (1', 1'') nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei dem das Gehäuse (2'd, 60'') zumindest teilweise mit einem vorzugsweise isolierenden Material gefüllt ist.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein elektrisches und/oder mechanisches Adapterelement (70'') umfasst, insbesondere für die elektrischen Anschlüsse (32, 61) des elektrischen Messfühlers (6).
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 26, bei dem das Adapterelement (70'') aus einem oder mehreren Teilen besteht.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 26 oder 27, bei dem das Adapterelement (70'') mit einem Körper des Durchflussmessers (2'') und/oder mit einem Gehäuse (60'') des elektrischen Messfühlers (6) und/oder mit einem Träger- und/oder Befestigungselement (31) des magnetischen Sensors (100) verbunden, insbesondere daran befestigt ist.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 26 oder 27 oder 28, bei dem das Adapterelement (70'') fähig ist, elektrisch und/oder mechanisch mit Verkabelungsanschlüssen (300) verbunden zu werden, insbesondere mit elektrischen Anschlüssen einer Vorrichtung.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 29, bei dem das Adapterelement (70'') fähig ist, elektrisch und/oder mechanisch mit einem Verkabelungssteckverbinder (80'', 90'') verbunden zu werden, insbesondere einem elektrischen Steckverbinder einer Vorrichtung.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Codierungsmittel umfasst, die vorzugsweise geeignet sind, einen eindeutigen oder selektiven Anschluss an elektrische Anschlüsse (32, 61) des Durchflussmessers (1) zu ermöglichen, insbesondere an die elektrischen Anschlüsse (32, 61) des elektrischen Messfühlers.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 31, bei dem diese Codierungsmittel mit einem Körper des Durchflussmessers und/oder mit einem Gehäuse des elektrischen Messfühlers und/oder mit einem Träger- und/oder Befestigungselement des magnetischen Sensors und/oder mit einem Adapterelement verbunden sind.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 31 oder 32, bei dem die Codierungsmittel Vorsprünge und/oder Erhebungen und/oder Rücksprünge und/oder Sitze und/oder Formteile umfassen.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Anschluss- oder Kupplungsmittel (31c, 31e, 53'', 60''c, 71 '') umfasst, vorzugsweise als Schnellverbinder.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 34, bei dem die Anschluss- oder Kupplungsmittel (31c, 31e, 53'', 60''c, 71'') Vorsprünge und/oder Erhebungen und/oder Rücksprünge und/oder Sitze und/oder Formteile umfassen, die vorzugsweise an mindestens einer Komponente des Durchflussmessers (1', 1'') ausgebildet sind.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 34 oder 35, elektrische Anschlüsse umfassend, insbesondere elektrische Anschlüsse für den Messfühler oder den magnetischen Sensor, bei dem die Anschluss- oder Kupplungsmittel so angeordnet sind, dass die elektrischen Anschlüsse mit mindestens einem unter einem Körper des Durchflussmessers, einem Gehäuse oder einem Steckverbinder des elektrischen Messfühlers, einem Träger- und/oder Befestigungselement des Magnetsensors oder einem Adapterelement angeschlossen oder gekuppelt werden.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 34 oder 35 oder 36, einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere einen elektrischen Steckverbinder für den Messfühler oder den magnetischen Sensor, umfassend, bei dem die Anschluss- oder Kupplungsmittel so angeordnet sind, dass der elektrische Steckverbinder mit mindestens einem unter einem Körper des Durchflussmessers, einem Gehäuse oder einem Steckverbinder des elektrischen Messfühlers, einem Träger- und/oder Befestigungselement des magnetischen Sensors oder einem Adapterelement verbunden oder gekuppelt wird.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 34 oder 35 oder 36 oder 37, ein Adapterelement umfassend, bei dem die Anschluss- oder Kupplungsmittel so angeordnet sind, dass das Adapterelement mit mindestens einem unter einem Körper des Durchflussmessers, einem Gehäuse oder einem Steckverbinder des elektrischen Messfühlers, einem Träger- und/oder Befestigungselement des magnetischen Sensors oder einem Adapterelement verbunden oder gekuppelt wird.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 34 oder 35 oder 36 oder 37 oder 38, ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse des elektrischen Messfühlers, umfassend, bei dem diese Anschluss- oder Kupplungsmittel so angeordnet sind, dass das Gehäuse mit mindestens einem unter einem Körper des Durchflussmessers, einem Gehäuse oder einem Steckverbinder des elektrischen Messfühlers, einem Träger- und/oder Befestigungselement des magnetischen Sensors oder einem Adapterelement verbunden oder gekuppelt wird.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, einen Körper (2, 12) umfassend, der das bewegliche Element (10) zumindest teilweise aufnimmt.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er dazu vorgesehen ist, alternativ einen Reedschalter oder einen Hallsensor zu verwenden, insbesondere um die Bewegung des beweglichen Elements (10) zu erfassen.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin geeignet ist, den Durchfluss des Fluids zu steuern.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel zum Absperren (7'') des Fluiddurchflusses umfasst, insbesondere mindestens ein Dichtelement oder ein Stellglied oder ein Magnetventil.
Durchflussmesser (1', 1'') zur Messung und Steuerung des Durchflusses eines Fluids, umfassend: – ein bewegliches Element (10), das fähig ist, durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt zu werden, – mindestens ein magnetisches Element (10f), – einen elektrischen Messfühler (6), der einen Hallsensor (100) umfasst, – Mittel zum Absperren (7'') des Fluiddurchflusses, insbesondere mindestens ein Dichtelement oder ein Stellglied oder ein Magnetventil; bei dem das bewegliche Element (10) und/oder mindestens ein magnetisches Element (10f) fähig sind, ein Magnetfeld zu erzeugen oder zu verändern, und bei dem der elektrische Messfühler (6) geeignet ist, das Magnetfeld zu messen; dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Messfühler (6) nur zwei elektrische Anschlüsse (32, 61) für den Hallsensor (100) besitzt.
System zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids, einen Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche umfassend, der die beiden elektrischen Anschlüsse (61) des elektrischen Messfühlers (6) umfasst, und eine elektrische Mess- und Steuerschaltung (200), die mit den beiden elektrischen Anschlüssen (61) elektrisch verbunden ist.
System nach Anspruch 45, bei dem die elektrische Messschaltung (200) elektrische Messeinrichtungen umfasst, insbesondere zur Messung eines elektrischen Stroms und/oder einer Spannung.
System nach Anspruch 46, bei dem die elektrischen Messeinrichtungen Spannungsabfalleinrichtungen (R4) umfassen, insbesondere mindestens einen Widerstand (R4), der vorzugsweise mit dem Hallsensor (100) in Reihe geschaltet ist.
System nach Anspruch 47, bei dem die elektrischen Spannungsabfalleinrichtungen (R4) an eine Masse oder an eine negative Klemme (–) oder an eine positive Klemme (+) von Stromversorgungseinrichtungen (Vsup) geschaltet sind.
System nach Anspruch 46 oder 47 oder 48, bei dem diese elektrischen Messeinrichtungen fähig sind, die Erfassung einer Änderung des vom Hallsensor (100) aufgenommenen Stroms zu ermöglichen, insbesondere indem diese Stromänderung in eine Spannungsänderung umgewandelt wird.
Vorrichtung, insbesondere ein Haushaltsgerät oder ein Heiz- oder Klimatisierungsgerät, das mindestens einen Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 44 umfasst.
Vorrichtung, insbesondere ein Haushaltsgerät oder ein Heiz- oder Klimatisierungsgerät, das mindestens ein System zur Messung und/oder Steuerung des Durchflusses eines Fluids nach mindestens einem der Ansprüche 45 bis 49 umfasst.
Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers (1', 1''), die folgenden Phasen umfassend: – Anordnen eines beweglichen Elements (10), so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird, – Anordnen eines elektrischen Messfühlers (6), in und/oder an dem mindestens ein magnetischer Sensor (100) so montiert ist, dass dieser magnetische Sensor (100) die Bewegung des beweglichen Elements (10) erfasst; dadurch gekennzeichnet, dass in und/oder an dem elektrischen Messfühler (6) alternativ ein Reedschalter oder ein Hallsensor montiert wird, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen.
Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers (1', 1''), die folgenden Phasen umfassend: – Anordnen eines beweglichen Elements (10), so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird, – Anordnen eines elektrischen Messfühlers, der ein Träger- und/oder Befestigungselement (31) umfasst, mit dem ein magnetischer Sensor (100) so verbunden ist, dass der magnetische Sensor (100) die Bewegung des beweglichen Elements (10) erfasst; dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem Träger- und/oder Befestigungselement (31) alternativ ein Reedschalter oder ein Hallsensor verbunden ist, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen.
Verfahren nach Anspruch 53, bei dem dieses Träger- und/oder Befestigungselement eine Leiterplatte ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte alternativ ein Reedschalter oder ein Hallsensor montiert wird, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen.
Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers (1', 1''), die folgenden Phasen umfassend: – Anordnen eines beweglichen Elements (10), so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird, – Anordnen von mindestens einem elektrischen Messfühler eines ersten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Reedschalter, verbunden ist, – Anordnen von mindestens einem elektrischen Messfühler eines zweiten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Hallsensor, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Messfühler des ersten Typs oder der elektrische Messfühler des zweiten Typs so in und/oder an einem Körper (2) oder einem Gehäuse (2'd, 60'') des Durchflussmessers untergebracht werden, dass der Reedschalter oder der Hallsensor die Bewegung des beweglichen Elements (10) erfasst.
Verfahren zur Montage eines Durchflussmessers (1', 1''), die folgenden Phasen umfassend: – Anordnen eines beweglichen Elements (10), so dass es durch den Durchfluss eines Fluids in Bewegung versetzt wird, – Anordnen von mindestens einem Träger- und/oder Befestigungselement eines ersten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Reedschalter, verbunden ist, – Anordnen von mindestens einem Träger- und oder Befestigungselement eines zweiten Typs, mit dem ein magnetischer Sensor, bestehend aus einem Hallsensor, vorzugsweise mit zwei Anschlüssen, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Träger- und/oder Befestigungselement des ersten Typs oder dieses Träger – und/oder Befestigungselement des zweiten Typs alternativ so in und/oder an einem Körper (2) oder einem Gehäuse (2'd, 60) des Durchflussmessers untergebracht wird, dass der Reedschalter oder der Hallsensor die Bewegung des beweglichen Elements erfasst.
Verfahren nach Anspruch 56, bei dem die Träger- und/oder Befestigungselemente Leiterplatten umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 57, bei dem der elektrische Messfühler (6) oder das Träger- und/oder Befestigungselement (31) nur zwei elektrische Anschlüsse (61, 32) für den magnetischen Sensor besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen wird, der nur oder auch für den elektrischen Anschluss des magnetischen Sensors verwendet wird, wobei dieser elektrische Steckverbinder für beide Alternativen verwendet wird, insbesondere für den Reedsensor und den Hallsensor.
Verfahren nach Anspruch 59, bei dem dieser elektrische Steckverbinder nur mit zwei elektrischen Kontakten ausgestattet ist.
Verfahren nach Anspruch 58 oder 59 oder 60, bei dem die elektrischen Anschlüsse (32, 61) oder der elektrische Steckverbinder auf zwei verschiedene Arten direkt oder indirekt mit Verkabelungsanschlüssen (300) verbunden oder gekuppelt werden können, insbesondere mit elektrischen Anschlüssen einer Vorrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches und/oder mechanisches Adapterelement (70'') vorgesehen wird, insbesondere für den elektrischen Steckverbinder.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2'd, 60'') vorgesehen wird und der elektrische Messfühler (6) oder das Träger- und/oder Befestigungselement (31) zumindest teilweise im Innern dieses Gehäuses (2'd, 60'') untergebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass Codierungsmittel vorgesehen werden, die vorzugsweise fähig sind, einen eindeutigen oder selektiven Anschluss an elektrische Anschlüsse (32, 61) des Durchflussmessers zu ermöglichen, insbesondere an den elektrischen Steckverbinder.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass Anschluss- oder Kupplungsmittel (31c, 31e, 53'', 60''c, 71'') vorgesehen werden, vorzugsweise als Schnellverbinder, und dass über diese Mittel mindestens zwei Komponenten des Durchflussmessers angeschlossen oder gekuppelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 52 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Absperren (7'') des Fluiddurchflusses vorgesehen werden, insbesondere mindestens ein Dichtelement oder ein Stellglied oder ein Magnetventil.
Durchflussmesser, insbesondere Vorrichtung zum Messen (1') oder Vorrichtung zum Messen und Steuern (1'') des Durchflusses eines Fluids, der entsprechend dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 52 bis 66 montiert wurde.
Durchflussmesser (1', 1'') nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein magnetisches Element (10f) und/oder mindestens ein Gegengewichtselement (10g) zumindest teilweise in einem, vorzugsweise offenen, Sitz (10h) des beweglichen Elements (10) untergebracht oder angebracht ist und/oder in oder an dem beweglichen Element (10) durch mindestens ein vorzugsweise federndes und vorzugsweise mit diesem Sitz (10h) verbundenes oder darin integriertes Kupplungselement (10i) gehalten wird.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 68, bei dem das bewegliche Element (10) ein rotierendes Element ist, das fähig ist, um eine Rotationsachse zu drehen, und bei dem der Sitz (10h) in einer im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse verlaufenden Richtung offen ist.
Durchflussmesser (1', 1'') nach Anspruch 68 oder 69, bei dem das bewegliche Element (10) ein rotierendes Element ist, das fähig ist, um eine Rotationsachse zu drehen, und bei dem mindestens ein magnetisches Element (10f) und/oder mindestens ein Gegengewichtselement (10g) in einer im Wesentlichen senkrecht zu dieser Rotationsachse verlaufenden Richtung durch eine Wand (10e) des beweglichen Elements (10) gehalten wird.