DE102007004828A1

DE102007004828A1 - Kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät und Verfahren zur Herstellung eines solchen Durchflussmessgerätes

Info

Publication number: DE102007004828A1
Application number: DE200710004828
Authority: DE
Inventors: Walter Reichart; Volker Schellhorn; Nikola Natterer
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: DE102007004828B4; WO2008092937A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät, welches einen hohlen Gehäusemantel aufweist und als beidseitig offenes Rohr ausgebildet ist. Ferner enthält das Durchflussmessgerät ein Messrohr zum Messen des Durchflusses eines durch das Messrohr strömenden Mediums sowie zumindest einen Gewindestutzen-Deckel, der an einer der beidseitigen Rohrenden des Gehäusemantels befestigt und koaxial zu dem Messrohr angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes.

Description

Die Erfindung betrifft ein kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Durchflussmessgerätes.
Die Erfindung betrifft den Bereich der Messtechnik für Rohrleitungen. Solche Rohrleitungen werden insbesondere benutzt, um flüssige Medien zu transportieren. Bei deren Transport, besteht oftmals die Notwendigkeit, die genaue Durchflussmenge zu bestimmen. Dies ist mittels eines magnetisch induktiven Durchflussmessgerätes, welches häufig auch als MID bezeichnet wird, unter Verwendung des Prinzips der magnetischen Induktion möglich. Dabei wird die Durchflussmenge des Mediums durch ein Messrohr unter Zuhilfenahme eines Magnetfeldes sowie zweier Messelektroden bestimmt. Das Magnetfeld durchdringt dazu das Messrohr und das darin fließende Medium. Enthält das Medium Ladungsträger, so werden diese von dem Magnetfeld abgelenkt und an den Elektroden kann eine induzierte Spannung abgegriffen werden, die mit zunehmender Durchflussmenge ansteigt und die somit ein Maß für die Durchflussmenge ist.
Üblicherweise bestehen solche Geräte zum Messen des Durchflusses aus zwei separaten und voneinander getrennten Einrichtungen. Die erste Einrichtung wird von dem Medium durchflossen. Dort wird auch die Information über die Durchflussmenge in Form der induzierten Spannung aufgenommen. In der zweiten Einrichtung findet die Auswertung und die Anzeige der aufgenommenen Informationen statt.
Bei allgemein bekannten MIDs, werden in der ersten Einrichtung in einem Gehäuse das Messrohr, die Messelektroden und die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes angeordnet. Diese Einrichtung wird in einer Rohrleitung zwischen zwei Anschlussrohren montiert. Das Gehäuse dieser Einrichtung ist gewöhnlicher Weise allseitig von Gehäusewänden umschlossen, wobei eine Einlass- und eine Auslassöffnung vorgesehen ist, durch welche das Medium über umliegende Anschlussrohre durch das im Gehäuse angeordnete Messrohr geleitet wird.
Die zweite Einrichtung wird verwendet, Informationen bezüglich der Durchflussmenge des Mediums auszuwerten und bei Bedarf anzuzeigen. Diese zweite Einrichtung ist über eine Schnittstelle mit der ersten Einrichtung verbunden. An dieser Schnittstelle wird die an den Elektroden abgegriffene Spannung abgefragt und aus dieser Spannung eine Durchflussmenge abgleitet. Zusätzlich kann über diese Schnittstelle auch die Ansteuerung der Magnetfelderzeugungseinrichtung erfolgen. Diese Einrichtung zur Ansteuerung, Auswertung und Anzeige der Informationen wird entweder an der Außenseite des Gehäuses der ersten Einrichtung angebracht oder ist von dieser sogar beabstandet angeordnet.
Nachteilig ist bei dieser Art der Ausführung anzusehen, dass die Verwendung zweier getrennter Einrichtungen verhältnismäßig teuer und zudem fehleranfällig ist. So ist zum Beispiel für jede der Einrichtungen ein separates Gehäuse notwendig, welche mit einem hohen Fertigungs- und Kostenaufwand hergestellt werden müssen. Befindet sich die zweite Einrichtung zur Auswertung und Anzeige der Messdaten zudem an der Außenseite des Gehäuses der ersten Einrichtung, so ist der Gesamtaufbau ausgesprochen sperrig und wenig kompakt und kann nicht an Orten eingesetzt werden, bei denen der Platz beschränkt ist. Sind die beiden Einrichtungen dagegen örtlich voneinander getrennt, so besteht ein zusätzlicher Aufwand darin diese miteinander zu verbinden. Auch kann eine solche Verbindung eine Fehlerquelle sein. Informationen bezüglich des Durchflusses können verfälscht werden.
Insbesondere nachteilig ist darüber hinaus die üblicherweise verwendete Ausführung des Gehäuses der ersten Einrichtung anzusehen. Dieses Gehäuse wird zumeist im Gussverfahren hergestellt. Im Gussverfahren hergestellten Bauteilen ist gemein, dass diese verhältnismäßig schwer sind und sich die hohen Kosten für die erforderlichen Anlagen und für die Herstellung der Gussformen erst bei sehr hohen Stückzahlen amortisieren. Zudem sind gegossene Teile ausgesprochen spröde und ein Versagen tritt insbesondere bei einer dynamischen Belastung früh ein.
Alternativ dazu werden auch Gehäuse verwendet, welche aus einer Vielzahl zusammengeschweißter Blechplatinen bestehen. Die Herstellung eines solchen Schweißgehäuses ist als ausgesprochen aufwändig anzusehen, da die zusammenzuschweißenden Blechplatinen einzeln hergestellt und anschließend verschweißt werden müssen. Die notwendige Automatisierungstechnik, um reproduzierbare Schweißergebnisse zu erzielen, ist zudem verhältnismäßig teuer.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein sehr einfaches und insbesondere kostengünstiges magnetisch induktives Durchflussmessgerät bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 60 gelöst.
Demgemäß ist ein kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät vorgesehen, welches einen hohlen Gehäusemantel aufweist und als beidseitig offenes Rohr ausgebildet ist. Ferner enthält das Durchflussmessgerät ein Messrohr zum Messen des Durchflusses eines durch das Messrohr strömenden Mediums sowie zumindest einen Gewindestutzen-Deckel, der an einer der beidseitigen Rohrenden des Gehäusemantels befestigt und koaxial zu dem Messrohr angeordnet ist.
Ferner ist ein Verfahren vorgesehen, mit welchem das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät hergestellt wird. In einem ersten Schritt wird dazu ein Messrohr bereitgestellt. An einem ersten Messrohrende des Messrohres wird anschließend ein Gewindestutzen-Deckel montiert. Dieser Gewindestutzen-Deckel wird in einem weiteren Verfahrensschritt an einer ersten Öffnung des rohrförmigen Gehäusemantels befestigt. Abschließend wird ein zweiter Gewindestutzen-Deckel an einem zweiten Messrohrende des Messrohres bei gleichzeitiger Montage des Gewindestutzen-Deckels an einer zweiten Öffnung des rohrförmigen Gehäusemantels montiert.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Durchflussmessgerät mit einem Gehäusemantel bereitzustellen, wobei der Gehäusemantel kostengünstig, insbesondere durch ein Tiefziehverfahren, hergestellt ist. Dieser Gehäusemantel ist dabei rohrförmig ausgebildet. Rohrförmig bedeutet, dass an dem Gehäusemantel keine Schraubverbindungen, Stiftverbindungen, Klebeverbindungen oder dergleichen vorgesehen sind. Eine zeit- und materialintensive spanende Bearbeitung unterschiedlicher Gehäuseteile, die anschließend zusammengesetzt werden müssen, ist somit nicht nötig. Ferner ist unter rohrförmig zu verstehen, dass der Innen- und/oder der Außenquerschnitt des Gehäusemantels über dessen axiale Länge größtenteils kon stant ist. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät ein Messrohr und einen Gewindestutzen-Deckel auf, wobei der Gewindestutzen-Deckel an einer der beidseitigen Rohrenden des Gehäusemantels befestigbar ist. Zusätzlich ist der Gewindestutzen-Deckel mit dem Messrohr verbunden. Aufgrund der Verbindung des Gewindestutzen-Deckels sowohl mit dem Gehäusemantel als auch dem Messrohr, erfolgt eine definierte Positionierung des Messrohres bezüglich des Gehäusemantels, ohne dass das Messrohr unmittelbar mit dem Gehäusemantel verbunden sein muss. Durch diese Art des Aufbaus kann ein ausgesprochen kompaktes und kostengünstig herzustellendes Durchflussmessgerät realisiert werden.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform weißt der als Rohr ausgebildete Gehäusemantel beidseitig eine Öffnung auf, wobei die Öffnungsquerschnittsfläche in etwa der inneren Querschnittsfläche des Gehäusemantels entspricht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weißt der als Rohr ausgebildete Gehäusemantel an einer seiner Enden eine erste Öffnung auf, dessen Öffnungsquerschnittsfläche in etwa der inneren Querschnittsfläche des Gehäusemantels entspricht und ferner weist der Gehäusemantel an seinem anderen Ende eine zweite Öffnung auf, dessen Öffnungsquerschnittsfläche wesentlich kleiner ist als die innere Querschnittsfläche des Gehäusemantels. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, einen becherförmigen Gehäusemantel herzustellen, der lediglich eine von einem Gewindestutzen-Deckel zu verschließende Öffnung aufweist.
Bevorzugt weist der Gehäusemantel ferner eine ringförmige Grundfläche auf. Ein Gehäusemantel mit einer solchen Grundfläche lässt sich im Tiefziehverfahren besonders einfach und wirtschaftlich herstellen. Alternativ zur Herstellung des Gehäusemantels im Tiefziehverfahren, können ebenfalls rohrförmige Halbzeuge mit einer ringförmigen Grundfläche als Ausgangsmaterial für den Gehäusemantel verwendet werden. Eine runde Form des Gehäusemantels ist als besonders platzsparend anzusehen und das Durchflussmessgerät kann somit besonders vorteilhaft in einem Rohrsystem an Stellen montiert werden, an denen nur ein begrenzter Bauraum vorhanden ist.
Ferner bevorzugt weist der Gehäusemantel eine vieleckige, insbesondere eine dreieckige, viereckige, sechseckige oder achteckige Grundfläche auf. Insbesondere bevorzugt haben die Umfangskanten der Grundfläche die gleiche Länge. Weist der Gehäusemantel aufgrund der vieleckigen Grundflächenform in Längsrichtung ebene Flächen auf, so können weitere Einrichtungen, wie z. B. eine Anzeigeeinrichtung, ausgesprochen einfach in den Gehäusemantel integriert werden.
Ferner bevorzugt weist der Gehäusemantel ein Länge zu Durchmesserverhältnis im Bereich von 1,5:1 bis 3:1, vorzugsweise von 2:1, auf. Aufgrund dieses sehr geringen Länge zu Durchmesserverhältnisses wird ein sehr kompaktes Durchflussmessgerät bereitgestellt, welches auch an räumlich besonders begrenzten Orten, z. B. zwischen zwei Rohrkrümmern, installiert werden.
Darüber hinaus bevorzugt weist der Gehäusemantel und/oder der Gewindestutzen-Deckel ein Metall, insbesondere ein Edelstahl auf, und ist bevorzugt vollständig aus diesem Metall hergestellt. Da Metalle und insbesondere Edelstahl, eine hohe Steifigkeit, Festigkeit und Zähigkeit aufweist, werden Kräfte, die bei einem eventuellen Ausdehnen oder Zusammenziehen der Rohrleitung auf das Durchflussmessgerät wirken, von den Gewindestutzen-Deckeln und dem Gehäusemantel aufgenommen, ohne dass das Durchflussmessgerät beschädigt wird.
Des Weiteren bevorzugt weist das Durchflussmessgerät eine Auswerteelektronik mit einer Platine auf, wobei die Platine zumindest teilweise flexibel ausgebildet ist und das Messrohr in Umfangsrichtung zumindest teilweise umschließt. Dabei ist die Auswerteelektronik bevorzugt innerhalb des Gehäusemantels angeordnet. Um die teilweise Flexibilität bereitzustellen, weist die Platine flexible Elemente auf, an denen sie faltbar ist. Dies kann genutzt werden, um die Auswerteelektronik, die auf der Platine angebracht ist, zumindest teilweise um das Messrohr zu falten. Dadurch kann die Auswerteelektronik auf sehr begrenzten Raum innerhalb des Gehäusemantels untergebracht werden. Eine zusätzliche, externe Auswerteeinrichtung ist somit nicht notwendig. Die wesentlichen Operationen, die zur Auswertung der Informationen des Durchflussmessgerätes notwendig sind, können von dieser integrierten Auswerteeinrichtung durchgeführt werden.
Ferner bevorzugt weist der Gehäusemantel an seinem Umfang eine Ausprägung auf, wobei die Querschnittsfläche im Bereich der Ausprägung um maximal 10% von dem Flächeninhalt einer Fläche abweicht, die begrenzt wird durch die Außenkontur des Gehäusemantels, in einer Querschnittsebene senkrecht zu dessen Längsachse. Bevorzugt ist diese Ausprägung eben ausgebildet. Diese Ausprägung dient der Aufnahme einer Anzeigeeinrichtung und/oder der Aufnahme von Bedienelementen. Eine solche Ausprägung kann an dem Gehäusemantel einfach und kostengünstig durch ein Umformverfahren hergestellt werden. Die Ausprägung entsteht somit einteilig mit dem Gehäusemantel. Zusätzliche spanende Fertigungsschritte und/oder Verbindungselemente zum Verbinden der Ausprägung mit dem Gehäusemantel sind nicht notwendig.
Ferner bevorzugt ist die Ausprägung bezüglich des Umfangs des Gehäusemantels erhaben und/oder vertieft ausgebildet. Ist eine Anzeigeeinrichtung und/oder sind Bedienelemente an einer Ausprägung angebracht die vertieft ausgebildet ist, so ist das Durchflussmessgerät in Umfangsrichtung besonders kompakt ausgeführt. Soll jedoch der Durchfluss eines wärmeren Mediums gemessen werden, so kann es vorteilhaft sein, die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedienelemente weiter entfernt von dem Messrohr anzuordnen. In diesem Falle bietet es sich an, diese an einer Ausprägung anzubringen, welche eine gewisse Distanz zu dem Messrohr aufweist. Dies kann durch eine Ausprägung bewerkstelligt werden, die bezüglich des Umfangs des Gehäusemantels erhaben ausgebildet ist.
Ferner bevorzugt weist die Ausprägung eine Breite auf, die dem Abstand zweier lateraler Kanten entspricht, welche verbunden mit der Achse des Gehäuses einen Zentriwinkel von bevorzugt 25° bis 50° ergeben. Wir der Zentriwinkel in dieser Größenordnung gewählt, so ergibt sich eine Breite, welche der Ausprägung eine ausreichende Größe gibt um auf dieser eine Anzeigeeinrichtung und/oder Bedienelemente und/oder Beschriftungen anzubringen und die sich zusätzlich einfach in einem Umformverfahren herstellen lässt.
Ferner bevorzugt weist die Ausprägung eine erste Ausnehmung zur Aufnahme einer Anzeigeeinrichtung auf. Darüber hinaus weist die Ausprägung bevorzugt zweite Ausnehmungen zur Aufnahme von Bedienelementen, insbesondere einer Tastatur auf. Durch solche Ausnehmungen, kann die erforderliche Elektronik für die Anzeigeeinrichtung und die Bedienelemente innerhalb des Gehäuses angeordnet werden. Dennoch ist die Anzeige der Anzeigeeinrichtung durch deren Anordnung in der ersten Ausnehmung von außen einsehbar und die Bedienelemente durch deren Anordnung in der zweiten Ausnehmung von außen bedienbar. Eine Beschädigung der jeweils erforderlichen Elektronik z. B. durch Umwelteinflüsse, tritt jedoch nicht auf, da diese von dem Gehäusemantel geschützt angeordnet sind.
Ferner bevorzugt weist das Durchflussmessgerät eine integrierte Anzeigeeinrichtung auf, wobei die Anzeigeinrichtung an der ersten Ausnehmung angeordnet ist. Durch die Integration der Anzeigeeinrichtung in den Gehäusemantel des Durchflussmessgerätes, lassen sich Informationen, z. B. bezüglich der Durchflussmenge und/oder Temperatur des Mediums, direkt an dem Gehäusemantel anzeigen. Eine zusätzliche externe Anzeigeeinrichtung ist nicht notwendig.
Ferner bevorzugt weist das Durchflussmessgerät eine Bedieneinrichtung auf, wobei die Bedieneinrichtung an der zweiten Ausnehmung angeordnet ist. Durch diese Bedieneinrichtung, kann unter anderem zwischen unterschiedlichen anzuzeigenden Informationen des Durchflussmessgerätes gewählt werden. Ebenfalls möglich ist es, über diese Bedienelemente Informationen, z. B. bezüglich des zu messenden Mediums, einzugeben. Dies kann unter anderem dessen elektrische Leitfähigkeit, dessen Viskosität und andere spezifische Eigenschaften sein.
Verbunden ist die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung und/oder die Magnetfelderzeugungseinrichtung mit der Auswerteelektronik, die ebenfalls innerhalb des Gehäusemantels angeordnet ist. Sämtliche Funktionalitäten, die zum Betrieb eines Durchflussmessgerätes notwendig sind, werden somit von einem kompakten Komplettgerät übernommen.
Ferner bevorzugt weist der Gehäusemantel zumindest eine Durchführung auf, in der eine Buchse vorgesehen ist. Diese Buchse ist bevorzugt ebenfalls mit der Auswerteelektronik verbunden. An der Buchse können Informationen der Auswerteelektronik ausgelesen werden. Dies können z. B. Informationen bezüglich der Durchflussmenge und/oder der Temperatur des Mediums sein. Ferner können an einer solchen Buchse auch komfortabel Informationen von außen an die Auswerteelektronik transferiert werden. Dies können z. B. Informationen bezüglich des zu messenden Mediums sein. Auf unterschiedliche zu messende Medien kann somit schnell und einfach reagiert werden.
Darüber hinaus bevorzugt ist, dass die Buchse nach außen von dem Gehäusemantel absteht oder bündig mit dem Gehäusemantel abschließt. Durch eine solche Ausführung der Buchse kann z. B. ein Stecker, besonders einfach mit der Buchse verbunden werden. Vorzugsweise ist diese Buchse als so genannte M12-Steckerbuchse ausgebildet, die der Aufnahme eines M12-Steckers dient. Eine solche Steckerbuchse weist typischerweise ein Außengewinde auf, auf welchem ein Innengewinde des M12-Steckers aufschraubbar ist, wodurch eine sehr sichere, vibrationsunanfällige Stecker-Buchsen-Verbindung bereitstellt ist.
Ferner bevorzugt weist die Buchse eine Gewindesausprägung zum Anschließen eines Steckers auf. Durch eine solche Gewindesausprägung wird der Stecker lösbar aber fest mit der Buchse verbunden. Somit wird gewährleistet, dass ein zuverlässiger Kontakt hergestellt ist. Ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Steckers aus der Buchse wird zudem vermieden.
Ferner bevorzugt ist die Buchse unlösbar, z. B. durch eine Laser- oder eine Widerstandsschweißverbindung, mit dem Gehäusemantel verbunden. Durch eine solche stoffschlüssige Verbindung wird vermieden, dass eventuelle Verunreinigungen in den Gehäusemantel eindringen und das Durchflussmessgerät durch diese beschädigt wird. Auf die Verwendung zusätzlicher Verbindungselemente zum Befestigen der Buchse am Gehäusemantel, wie z. B. Schrauben, kann verzichtet werden.
Bevorzugt ist der Gewindestutzen-Deckel ferner einteilig ausgebildet. Durch eine einteilige Ausbildung, werden Spalte an Verbindungsstellen vermieden, an denen Verunreinigungen in den Gehäusemantel eindringen oder ein Teil des zu messenden Mediums aus dem Durchflussmessgerät ausdringen könnte. Ferner weist ein solch einteiliger Aufbau eine höhere Stabilität auf, als Bauteile, die aus unterschiedlichen Komponenten bestehen. Ein eventuelles Zusammenziehen oder Ausdehnen des Rohrleitungssystems, in welchem das Durchflussmessgerät integriert ist, kann somit besser, ohne eine Beschädigung des Durchflussmessgerätes, kompensiert werden.
Ferner bevorzugt sind zwei, vorzugsweise identische Gewindestutzen-Deckel vorgesehen. Durch die Verwendung identischer Teile, wird die Losgröße erhöht und die Kosten bezogen auf ein Teil, insbesondere die Fixkosten, werden verringert. Entsprechend können durch die Verwendung identischer Teile, die Kosten des Durchflussmessgerätes minimiert werden. Da die Gewindestutzen-Deckel darüber hinaus an beiden Rohröffnungen des Gehäusemantels und beiden Messrohrenden des Messrohres in gleicher Weise angebracht werden können, wird die Montage vereinfacht und kann wirtschaftlicher bewerkstelligt werden.
Des Weiteren bevorzugt besteht der Gewindestutzen-Deckel aus einem ersten und einem dazu geometrisch unterschiedlich ausgeprägten prismatischen oder zylinderförmigen zweiten Körperabschnitt, wobei der erste Körperabschnitt mit dem zweiten Körperabschnitt einteilig verbunden ist und deren Grundflächen parallel zueinander sind. Vorteilhafterweise kann dem jeweiligen Körperabschnitt eine Funktion zugeordnet sein, die von der Funktion des anderen Körperabschnitts abweicht. Somit sind verschiedene Funktionalitäten integral in einem einteiligen Körper realisiert. Der erste Körperabschnitt dient unter anderem dem Anschluss des Gewindestutzen-Deckels an dem Gehäusemantel und der zweite Körperabschnitt der Kopplung an einem Anschlussrohr. Sind die Körperabschnitte ferner zylinderförmig ausgebildet, so sind diese einfach im Drehverfahren herstellbar.
Darüber hinaus bevorzugt ist eine erste Achse des Gewindestutzen-Deckels mit einer zweiten Achse des Gehäusemantels im montierten Zustand deckungsgleich. Dadurch wird ein im Umfangsrichtung symmetrischer Aufbau erreicht.
Des Weiteren bevorzugt ist der Gewindestutzen-Deckel im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der ersten Achse ausgebildet. Insbesondere in Kombination mit einer Zylinderform der Körperabschnitte, lässt sich der Gewindestutzen-Deckel daher als einfaches Drehteil realisieren.
Ferner bevorzugt entspricht der Flächeninhalt und die Form der Grundfläche des ersten Körperabschnitts dem Flächeninhalt und der Form des Querschnittes der Rohröffnung des Gehäusemantels. Dadurch wird beim Einsetzen des ersten Körperabschnitts in die Öffnung zwischen diesem Körperabschnitt und dem Gehäusemantel eine Übergangspassung erreicht, wodurch der erste Körperabschnitt in die Rohröffnung einführbar ist und dabei nur ein geringfügiges Spiel aufweist.
Des Weiteren bevorzugt ist die Grundfläche des ersten Körperabschnitts kleiner als die Querschnittsfläche der Rohröffnung des Gehäusemantels ausgeführt und dieser Körperabschnitt wird nicht lösbar, bevorzugt durch eine Schweißverbindung und insbesondere einer Laserschweißverbindung, mit einer I-Naht, einer Kehlnaht, einer V-Naht oder einer HV-Naht, mit dem Gehäusemantel verbunden. Durch die kleinere Querschnittsfläche lässt sich der erste Körperabschnitt einfach in die Rohröffnung des Gehäusemantels einsetzen und eine Fixierung erfolgt stoffschlüssig durch die Schweißverbindung. Durch diese Art der Verbindung, wird vermieden, dass Verunreinigungen an der Verbindungsstelle in das Durchflussmessgerät eindringen.
Ferner bevorzugt ist die Grundfläche des ersten Körperabschnitts geringfügig größer als die Querschnittsfläche der Rohröffnung des Gehäusemantels ausgeführt. Darüber hinaus bevorzugt sind die Materialen von dem Gehäusemantel und/oder dem Gewindestutzen-Deckel so gewählt, dass der Gewindestutzen-Deckel in die Rohröffnung des Gehäusemantels einpressbar ist. Durch einen solchen Pressverbund lässt sich eine besonders stabile Verbindung zwischen Gehäusemantel und Gewindestutzen-Deckel herstellen. Verunreinigungen können an dieser Verbindungsstelle nicht in das Durchflussmessgerät eindringen. Bei geeigneter Wahl der Abmaße des Querschnittes der Rohröffnung des Gehäusemantels und dem Querschnitt des ersten Körperabschnitts, ist sogar eine gasdichte Verbindung möglich. Eine zusätzliche Verbindungstechnik, wie z. B. Schweißen, ist nicht notwendig, kann aber zusätzlich angewandt werden.
Ferner bevorzugt weist der erste Körperabschnitt eine konische, gehäusemantelseitig verjüngte Umfangsfläche auf. Der Gewindestutzen-Deckel ist mit seiner konischen Umfangsfläche in den Gehäusemantel eingepresst, wobei der Gehäusemantel an zumindest einer seiner Rohröffnungen eine in Richtung des Gewindestutzen-Deckels konisch erweiterte Innenfläche aufweist. Durch einen solchen Kegelpressverbund, kann eine Verbindung realisiert werden, die ebenfalls dicht gegenüber Verunreinigungen ist, keine zusätzlichen Verbindungselemente benötigt und die ebenfalls lösbar ausgeführt sein kann. Ferner wird die Montage erleichtert, da durch die konischen Flächen das Einführen des Gewindestutzen-Deckels in die Rohröffnung einfach zu bewerkstelligen ist und sich dieser nicht verkantet.
Ferner bevorzugt weist der erste Körperabschnitt an seiner Umfangsfläche ein Außengewinde auf. Der Gewindestutzen-Deckel ist mit diesem Außengewinde in ein Innengewinde eingeschraubt, wobei dieses Innengewinde an zumindest einem der Rohröffnungen des Gehäusemantels vorgesehen ist. Durch die Verwendung einer Schraubverbindung, lässt sich zwischen Gehäusemantel und Gewindestutzen-Deckel eine Verbindung bewerkstelligen, die lösbar ist. Eine Abdichtung gegenüber Verunreinigungen kann durch zusätzliche Dichtelemente, wie z. B. O-Ringe, realisiert sein. Diese Ausführung erlaubt es, die Gewindestutzen-Deckel nachträglich zu lösen, wodurch eventuelle Wartungsarbeiten an dem Durchflussmessgerät möglich sind.
Ferner bevorzugt weist der erste Körperabschnitt einen Flansch auf. Der Gewindestutzen-Deckel ist mit diesem Flansch an einem Flansch am Gehäusemantel, bevorzugt lösbar durch eine Schraubenverbindung, befestigt. Auch diese Verbindungsart kann zerstörungsfrei gelöst werden. Zwischen den Flanschen können ebenfalls Dichtelement, wie O-Ringe oder dergleichen, vorgesehen sein. Ein Eindringen von Verunreinigungen in das Durchflussmessgerät wird durch solche Dichtelemente vermieden. Ferner bevorzugt weist der erste Körperabschnitt umfangs eine Ausprägung auf, die als Anschlag ausgeführt ist. Insbesondere bevorzugt ist dieser Anschlag umlaufend vorgesehen. Dieser Anschlag verhindert, dass der Gewindestutzen-Deckel in eine der Rohröffnungen des Gehäusemantels über die optimale Montageposition hinaus eingefügt wird. Eine Beschädigung des Durchflussmessgerätes bei der Montage der Gewindestutzen-Deckel wird somit vermieden.
Bevorzugt ist des Weiteren der zweite Körperabschnitt stutzenförmig ausgebildet und auf der der Öffnung des Gehäusemantels abgewandten Seite des Gewindestutzen-Deckels angeordnet. Die Grundfläche dieses Körperabschnitts ist signifikant kleiner als der Flächeninhalt der Grundfläche des ersten Körperabschnitts ausgebildet. Durch die stutzenförmige Ausbildung des zweiten Körperabschnitts, kann dieser einfach an einem umliegenden Anschlussrohren montiert werden.
Ferner bevorzugt weist der zweite Körperabschnitt an seiner Umfangsfläche ein Außengewinde auf, an welchen ein Anschlussrohr an den Gewindestutzen-Deckel ankoppelbar ist. Durch dieses Außengewinde, können Anschlussrohre schnell und einfach an dem Gewindestutzen-Deckel und somit mit dem Durchflussmessgerät, verbunden werden. Zu Wartungszwecken kann das Anschlussrohr, aufgrund der Lösbarkeit der Schraubverbindung, demontiert werden.
Darüber hinaus bevorzugt ist, das das Verhältnis von Außendurchmesser des ersten Körperabschnitts zu Außendurchmesser des zweiten Körperabschnitts im Bereich von 2:1 bis 5:1, vorzugsweise bei 3:1, liegt. Dadurch wird erreicht, dass der zweite Körperabschnitt kleiner als der erste Körperabschnitt ausgeführt ist, und einfach an gängige Anschlussrohre angekoppelt werden kann.
Ferner bevorzugt weist der zweite Körperabschnitt an seiner Außenfläche tangentiale Ausnehmungen auf, die Schraubenschlüsselanlageflächen bilden. An diesen Schraubenschlüsselanlageflächen kann das Durchflussmessgerät mit geeigneten Werkzeugen, wie zum Beispiel einem Schraubenschlüssel oder einer Rohrzange, an Anschlussrohren angekoppelt werden. Ferner bevorzugt weist der Gewindestutzen-Deckel eine erste axiale, durchgehende und hohlzylindrische Ausnehmung auf. Durch diese Ausnehmung wird das Medium, dessen Durchfluss gemessen werden soll, in das Durchflussmessgerät hinein bzw. aus diesem heraus geleitet. Vorzugsweise weist dies Ausnehmung daher die gleiche Querschnittsfläche wie der Durchflusskanal an den Messrohrenden des Messrohres auf. Dadurch fließt das Medium ohne ein Auftreten eventueller turbulente Strömungen durch das Messrohr und eine damit einhergehende Beeinflussung des Messergebnisses, wird vermieden. Ferner bevorzugt ist die erste Ausnehmung mittig bezüglich der Grundfläche des Gewindestutzen-Deckels angeordnet. Dieser stutzenförmige Körpers kann des Weiteren bevorzugt ein separates Teil sein, welches mit dem ersten Körperabschnitt des Gewindestutzen-Deckels verbunden ist.
Des Weiteren bevorzugt weist die erste Ausnehmung ein Gewinde auf, an welchem ein Anschlussrohr an den Gewindestutzen-Deckel ankoppelbar ist. Durch dieses Gewinde ist es möglich, dass nicht nur Anschlussrohre mit Innengewinde, sondern ebenfalls Anschlussrohre mit Außengewinde, an dem Gewindestutzen-Deckel ankoppelbar sind.
Ebenfalls bevorzugt weist der Gewindestutzen-Deckel auf seiner der Rohröffnung des Gehäusemantels zugewandten Seite eine Positioniervorrichtung zum Positionieren des Messrohres bezüglich des Gewindestutzen-Deckels auf. Diese Positioniervorrichtung garantiert eine definierte Position des Messrohres innerhalb des Durchflussmessgerätes. Ein eventueller Versatz des Messrohres bezüglich des Gewindestutzen-Deckels tritt daher nicht auf. Die Wahrscheinlichkeit, dass ungenaue Messergebnisse auftreten, die aufgrund von turbulenten Strömungen, welche an der Übergangsstelle von Gewindestutzen-Deckel zu Messrohr entstehen, wird minimiert.
Ferner bevorzugt ist die Positioniervorrichtung als Vertiefung im Material des Gewindestutzen-Deckels ausgeführt. Eine solche Vertiefung kann z. B. als eine Bohrung realisiert sein. Durch einen Positionierzapfen am Messrohr, der in diese Vertiefung eingeführt ist, wird ein Versatz des Messrohres bezüglich des Gewindestutzen-Deckels vermieden.
Ferner bevorzugt weist das Messrohr ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere einen Kunststoff, auf, da ein solches Material das Magnetfeld nicht ablenkt.
Bevorzugt wird für das Messrohr ein polymeres Material wie PEEK (PEEK = Polyetheretherketon) verwendet. PEEK ist ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff, der seine Schmelztemperatur bei etwa 335° Celsius hat. Statt der Verwendung von PEEK können auch andere Ketone wie zum Beispiel PEK, PEEEK, PEEKEK oder PEKK, verwendet werden. Solche Polyetherketonmaterialien sind gegen fast alle organischen und anorganischen Materialien beständig. Ferner sind diese Materialien auch deshalb vorteilhaft, da sie bis zu einer Temperatur von ca. 280° Celsius beständig gegen Hydrolyse sind. Allerdings sind solche Materialien typischerweise gegen UV-Strahlung und ätzende Materialien oder bei oxydierenden Bedingungen nicht beständig, wodurch solche Polyetherketone durch ein eigens dafür vorgesehenes Gehäuse geschützt werden müssen. Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass PEEK gegenüber anderen Kunststoffen eine ausgesprochen gute chemische und thermische Beständigkeit aufweist. Dadurch ist ein Einsatz eines mit einem solchen Material ausgestatteten Messrohres auch bei aggressiven Durchflussmedien mit einer hohen Temperatur möglich. Weiter bevorzugt wird PEEK aufgrund seiner hohen Festigkeit und Steifigkeit vorzugsweise verwendet.
Weitere bevorzugte Materialien zum Herstellen des Messrohres sind PPS (=Polypheylensulfid) sowie IXEF (=Polyarylamid). Beide Materialien weisen eine hohe Chemikalienbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Festigkeit auf.
Des Weiteren bevorzugt weist das Messrohr Messrohrenden auf, an denen Befestigungsmittel vorgesehen sind, um das Messrohr mit dem Gewindestutzen-Deckei zu verbinden. Eine Montage des Messrohres wird somit ermöglicht. Durch die Verbindung von Gewindestutzen-Deckel und Messrohr, wird das durchflusszumessende Medium unmittelbar von einem Anschlussrohr, welches an dem Gewindestutzen-Deckel angekoppelt ist, in das Messrohr geleitet.
Ferner bevorzugt weist zumindest ein Messrohrende ein Positionierelement, zum Positionieren des Messrohres an der Positioniervorrichtung des Gewindestutzen-Deckels, auf. Dieses Positionierelement kann bevorzugt als Positionierzapfen ausgebildet sein. in Kombination des Positionierelementes mit der Positioniervorrich tung am Gewindestutzen-Deckel, wird ein Versatz des Messrohres bezüglich des Gewindestutzen-Deckels vermieden.
Ferner bevorzugt weist der Gewindestutzen-Deckel eine zweite Ausnehmung gehäusemantelseitig mittig zu der ersten Ausnehmung auf, wobei die zweite Ausnehmung sich in den Gewindestutzen-Deckel hinein erstreckt, sodass am Übergang von der zweiten Ausnehmung zu der ersten Ausnehmung ein umlaufender Absatz ausgebildet ist. Diese zweiten Ausnehmung, dient der Bereitstellung verschiedener Verbindungsstrukturen, um den Gewindestutzen-Deckel mit dem Messrohr zu verbinden.
Ferner bevorzugt ist die zweite Ausnehmung messrohrseitig mit einem Öffnungswinkel von insbesondere 2,5° bis 12° und bevorzugt 10° konisch erweitert. Die Messrohrenden sind als Negativ dazu, mit einem Verjüngungswinkel von insbesondere 2,5° bis 12° und bevorzugt 10°, in axialer Richtung des Messrohres zu den Messrohrenden hin konisch verjüngt. Das konisch verjüngte Messrohrende ist in die zweite Ausnehmung des Gewindestutzen-Deckels derart eingepresst, dass zwischen den konischen Flächen des Messrohrendes und des Gewindestutzen-Deckels eine Dichtfläche ausgebildet ist. Durch eine solche Kegelpressverbindung ist die Verbindungsfläche zwischen Gewindestutzen-Deckel und Messrohrende dicht und das zu messende Medium kann nicht austreten. Ferner sind keine zusätzlichen Verbindungsmittel, wie zum Beispiel Schrauben oder dergleichen notwendig und die Montage kann ausgesprochen einfach bewerkstelligt werden, da das Messrohrende lediglich in den Gewindestutzen-Deckel eingepresst werden muss. Ferner bevorzugt ist auf dem Absatz zwischen erster und zweiter Ausnehmung des Gewindestutzen-Deckels ein erster Ausgleichsring vorgesehen, der beim Einpressen des Messrohres in die zweite Ausnehmung zusammengedrückt ist. Durch dieses Zusammenpressen, deformiert sich der Ausgleichsring und füllt eventuelle Hohlräume aus. Im Betrieb des Durchflussmessgerätes, können sich somit keine Ablagerungen des Mediums zwischen Gewindestutzen-Deckel und Messrohr ansammeln. Dies ist aus hygienischen Gründen geboten, da sich bei Ablagerungen des Mediums Keime und dergleichen bilden könnten.
Des Weiteren bevorzugt weist der erste Ausgleichsring Teflon auf und ist insbesondere vollständig aus Teflon hergestellt. Teflon ist besonders als Ausgangsmaterial für diesen Ausgleichring geeignet, da an Teflon aufgrund der geringen Oberflächen spannung keine Fremdmaterialen haften bleiben. Darüber hinaus ist Teflon sehr reaktionsträge, sodass es selbst von aggressiven Medien nicht angegriffen wird.
Ferner bevorzugt ist die zweite Ausnehmung des Gewindestutzen-Deckels hohlzylindrisch, mit einem gewindeformenden und/oder mit einem gewindeschneidenden Innengewinde ausgeführt. Ferner bevorzugt ist das Innengewinde des Gewindestutzen-Deckeis auf ein Außengewinde am Messrohrende aufgeschraubt. Wird das Messrohr aus einem Kunststoff hergestellt, so muss das Messrohrende keine Gewindestruktur aufweisen, sondern es wird bei dem Aufschrauben des Gewindestutzen-Deckels auf das Messrohrende gebildet. Jedoch kann an dem Messrohrende ebenfalls bereits ein Außengewinde aufgebracht sein. Da Gewindeflächen bekanntlich nicht dichten, kann eine endgültige Abdichtung dieser Verbindungsstelle ebenfalls durch einen Ausgleichsring erfolgen. Andere Dichtungselemente, wie z. B. O-Ringe, können jedoch ebenfalls verwendet werden.
Ferner bevorzugt weist das Messrohr eine Positioniereinrichtung auf, an welcher die Platine der Auswerteelektronik positioniert und/oder fixiert ist. Eine solche Positioniereinrichtung gewährleistet eine definierte Lage der Auswertelektronik bezüglich des Messrohres.
Des Weiteren bevorzugt ist in einem umlaufenden Ausgleichsspalt zwischen Gehäusemantel und Gewindestutzen-Deckel ein zweiter Ausgleichsring angeordnet, welcher Ablagerungen von Schmutzpartikeln in diesem Spalt verhindert. Ferner kann bei angepasster farblicher Gestaltung dieses Ausgleichsringes dem Durchflussmessgerät ein angenehmes und wiedererkennbares Äußeres verliehen werden.
Ferner bevorzugt ist ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes. Zunächst wird ein Messrohr bereitgestellt. Anschließend wird ein Gewindestutzen-Deckel an einem ersten Messrohrende des Messrohres montiert. In einem nächsten Schritt wird der Gewindestutzen-Deckel mit dem Messrohr an einer ersten Öffnung eines Rohrförmigen Gehäusemantels befestigt. Anschließend wird der zweite Gewindestutzen-Deckel an dem zweiten Messrohrende des Messrohres in seine Montageposition gebracht. Diese Montageposition gilt als die relevante Bezugsposition, die einzuhalten ist, da bei Nichteinhalten dieser Position ein Austritt des Mediums an der Verbindungsstelle von Messrohr und Gewindestutzen-Deckel auftreten könnte. Sobald sich der zweite Gewindestutzen-Deckel in dieser Position befindet, erfolgt eine endgültige Fixierung des Gewindestutzen- Deckels mit dem Gehäusemantel. Eventuelle Toleranzen des Gehäusemantels und/oder des Gewindestutzen-Deckels können bei geeigneter Ausführung dieser Bauteile, zum Beispiel durch Ausgleichsspalte zwischen diesen, ausgeglichen werden. Trotz eventueller Toleranzen wird die Funktion des Durchflussmessgerätes somit nicht beeinträchtigt.
Darüber hinaus bevorzugt wird an der Durchführung am Gehäusemantel eine Buchse durch ein nicht lösbares Fügeverfahren, insbesondere durch Widerstandsschweißen, angebracht. Durch diese Verbindung wird gewährleistet, dass in das Durchflussmessgerät keine Verunreinigungen eindringen. Ferner sind keine zusätzlichen Verbindungselemente zum Anbringen der Buchse, wie z. B. Schrauben oder dergleichen, notwendig.
Ferner bevorzugt wird zumindest einer der Gewindestutzen-Deckel an einem der Rohröffnungen des Gehäusemantels durch Laserschweißen oder ein anderes Schweißverfahren unlösbar befestigt. Bevorzugt erfolgt das Verschweißen über eine I-Naht, eine V-Naht oder eine Kehlnaht. Durch diese Verfahren ist eine sehr präzise Fixierung des Gewindestutzen-Deckels an dem Gehäusemantel möglich und Schmutzpartikel können nicht eindringen. Auf zusätzliche Verbindungselemente, wie z. B. Schrauben, kann verzichtet werden.
Ferner bevorzugt wird zumindest einer der Gewindestutzen-Deckel auf das Messrohrende aufgepresst. Zwischen Messrohrende und Gewindestutzen-Deckel bildet sich durch diese Pressverbindung eine Dichtfläche und das Medium kann nicht aus dem Messrohr austreten. Darüber hinaus bevorzugt ist zwischen Gewindestutzen-Deckel und Messrohr ein Ausgleichsring vorgesehen, der beim Aufpressen des Gewindestutzen-Deckels zusammengestaucht wird. Durch dieses Zusammenstauchen, wird der Ausgleichsring deformiert und eventuelle Hohlräume zwischen Gewindestutzen-Deckel und Messrohr ausgefüllt.
Ferner bevorzugt wird zumindest einer der Gewindestutzen-Deckel am Messrohrende aufgeschraubt. Durch eine Verschraubung kann eine lösbare Verbindung realisiert werden. Eine Demontage der Gewindestutzen-Deckel, zum Beispiel bei Wartungsarbeiten, ist somit einfach zu bewerkstelligen.
Ferner bevorzugt wird der Gehäusemantel, insbesondere unter Zuhilfenahme eines Lasers, beschriftet. Der Gehäusemantel kann z. B. mit der Funktion der verschiede nen Taster der Bedieneinrichtung und/oder mit Hinweisen bezüglich der Anzeigeeinrichtung und/oder mit Kennwerten des Durchflussmessgerätes beschriftet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Davon zeigt:
1A das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät mit den wesentlichen Bestandteilen in einer ersten Variante;
1B das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät mit den wesentlichen Bestandteilen in einer zweiten Variante;
2a–2c den Gehäusemantel gemäß zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen;
3 ein stilisierter erfindungsgemäßer Gehäusemantel mit einer Buchse;
4a–4c ein erfindungsgemäßer Gewindestutzen-Deckel gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten;
4d ein Gewindestutendeckel gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht;
5 das erfindungsgemäße Messrohr gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht;
6a, 6b ein erfindungsgemäßes Messrohr sowie eine Auswerteelektronik in einem demontierten und in einem montierten Zustand;
6c, 6d das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten;
7a, 7b eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gewindestutzen-Deckels und des Messrohres in einem demontierten und in einem montierten Zustand;
8a, 8b eine Schweißverbindung zwischen Gehäusemantel und Gewindestutzen-Deckel gemäß zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen
9 ein Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten.
In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente und Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die 1A und 1B zeigen das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät 1 mit dessen Hauptbestandteilen. Wesentlicher Gegenstand des Durchflussmessgeräts 1, ist ein hohler Gehäusemantel 10, mit zwei Rohröffnungen 16a und 16b/16c. In der ersten, in 1A dargestellten Variante, weist der Gehäusemantel 10 beidseitig eine Öffnung 16a und 16b auf, wobei der Öffnungsquerschnitt in etwa der inneren Querschnittsfläche des Gehäusemantels entspricht 10. An der Rohröffnung 16a ist ein Gewindestutzen-Deckel 14a angeordnet und an der Rohröffnung 16b ein Gewindestutzen-Deckel 14b. In 1B ist eine zweite Variante des Gehäusemantels 10 dargestellt. Dieser weist ebenfalls zwei Öffnung auf, wobei der Öffnungsquerschnitt der ersten Öffnung 16a in etwa dem inneren Querschnitt des Gehäusemantels 10 entspricht. Die zweite Öffnung 16c hat einen wesentlich kleineren Öffnungsquerschnitt als der innere Querschnitt des Gehäusemantels 10. Ein solcher Gehäusemantel 10 lässt sich kostengünstig im Tiefziehverfahren herstellen. Vorteilhaft ist an dieser Variante, dass lediglich ein Gewindestutzen-Deckel 14 bei der Montage des Durchflussmessgerätes 1 notwendig ist. Gemein ist den beiden Varianten des Gehäusemantels 10, dass diese jeweils ein Messrohr 12 umschließen. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird der weitere Aufbau anhand der Gehäusemantel Variante 1 erläutert, wobei die Erläuterungen ebenfalls für die Variante 2 des Gehäusemantels in angepasster Form gelten.
In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel liegen die Längsachsen des Gehäusemantels 10, des Messrohres 12 und der beiden Gewindestutzen-Deckel 14 aufeinander. Es ist jedoch ersichtlich, dass abhängig von der Ausführung des Gehäusemantels 10, dessen Längsachse nicht mit den Längsachsen des Messrohres 12 und der Gewindestutzen-Deckel 14 zusammenfallen muss. Die Querschnittsfläche der Rohröffnungen 16a und 16b entsprechen dem Innenquerschnitt des Gehäusemantels 10. Zumindest teilweise verschlossen werden diese Rohröffnungen 16a und 16b durch Gewindestutzen-Deckel 14a und 14b. Ein Verschließen dieser Rohröffnungen 16a bzw. 16b ist, wie in 1A dargestellt, in unterschiedlichen Varianten möglich. Der rechts dargestellte Gewindestutzen-Deckel 14a wird in die Rohröffnung 16a des Gehäusemantels 10 eingeführt. Verbunden werden kann dieser mit dem Gehäusemantel 10 z. B. über eine Schraubverbindung, wobei sich auf der Umfangsfläche des Gewindestutzen-Deckels 14a ein Außengewinde und am inneren Querschnitt des Gehäusemantels 10 ein Innengewinde befindet. Alternativ kann der Gewindestutzen-Deckel 14a auch in die Rohröffnung 16a des Gehäusemantels 10 eingepresst sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine Befestigung von Gewindestutzen-Deckel 14a und Rohröffnung 16a des Gehäusemantels 10 auch über eine Schweißverbindung realisiert sein. Ferner möglich ist eine Klebeverbindung zwischen dem Gewindestutzen-Deckel 14a und dem Gehäusemantel 10. Alternativ kann der Gewindestutzen-Deckel 14b auch, wie links dargestellt, auf die Rohröffnung 16b des Gehäusemantels 10 aufgesetzt werden. Eine Verbindung zwischen Gewindestutzen-Deckel 14b und Gehäusemantel 10 kann in dieser Variante ebenfalls über eine Schweißverbindung, eine Schraubenverbindung und/oder eine Klebeverbindung erfolgen. Ferner ist der Durchflusskanal 13 des Messrohres 12 mit Ausnehmungen in den Gewindestutzen-Deckeln 14a und 14b verbunden, so dass eine Medium durch den Durchflusskanal 13 geleitet werden kann.
2a zeigt den erfindungsgemäßen Gehäusemantel 10 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Gehäusemantel 10 weist beidseitige Rohröffnungen 16a und 16b auf. Dargestellt ist ebenfalls die Längsachse 36 des Gehäusemantels 10. Zudem weist der Gehäusemantel 10 eine Ausprägung 20 auf, in der eine erste Ausnehmung 24 sowie zweite Ausnehmungen 26 eingebracht sind. Obwohl in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Gehäusemantel rund dargestellt ist, ist diese Art der Geometrie kein die Erfindung beschränkendes Merkmal. Die Grundfläche kann ebenfalls eine vieleckige Form aufweisen. Insbesondere bevorzugt wird dabei eine regelmäßige vieleckige Form. Die Ausprägung 20 steht in diesem Ausführungsbeispiel erhaben von dem Gehäusemantel 10 ab. Hergestellt werden kann eine solche Ausprägung z. B. durch Innenhochdruckumformung. Zusätzlich sind in die erhabene Ausprägung 20 Ausnehmungen 24 und 26 eingebracht. Die Ausnehmung 24 dient der Aufnahme einer Anzeigeeinrichtung und die Ausnehmung 26 der Aufnahme von Bedienelementen. Die für deren Betrieb relevante Elektronik ist innerhalb des Gehäusemantels 10 angeordnet und somit vor Umwelteinflüssen geschützt.
2b zeigt ein Gehäusemantel 10 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Dieser Gehäusemantel 10 weist ebenfalls eine Längsachse 36 sowie eine erste Öffnung 16a und eine zweite Öffnung 16b auf. Obwohl hier ebenfalls die Grundfläche des Gehäusemantels ringförmig ausgebildet ist, ist es offensichtlich, dass ebenfalls eine vieleckige Form möglich ist. Der Gehäusemantel 10 weist eine Ausprägung 22 auf, die vertieft in den Gehäusemantel 10 hinein ragt. Hergestellt werden kann eine solche Ausprägung 22 z. B. durch ein Tiefziehverfahren. Die Ausprägung 22 weist ebenfalls eine erste Ausnehmung 24 sowie eine zweite Ausnehmung 26 auf. In der ersten Ausnehmung 24 ist eine Anzeigeeinrichtung und in den Ausnehmungen 26 Bedienelemente anordenbar. Die Bauform dieses Ausführungsbeispieles ist als besonders kompakt anzusehen.
2c stellt eine Schnittansicht eines Gehäusemantels 10 dar, wobei der Gehäusemantel 10 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel aus 2a ausgebildet und im Bereich der Ausprägung 20 geschnitten ist. Der Gehäusemantel 10 weist eine Längsachse 36 auf. Diese Längsachse 36 Schneiden zwei Geraden 29a und 29b mit einem eingeschlossenen Zentriwinkel 28. Die beiden Geraden 29a und 29b schneiden zudem den Gehäusemantel 10. Die Verbindung dieser Schnittpunkte, bildet die Breite der Ausprägung 22. Die Breite der Ausprägung 22, ergibt sich somit aus dem Zentriwinkel 28, der bevorzugt 25° bis 50° beträgt.
3 zeigt einen stilisierten Gehäusemantel 10, mit einer Durchführung 34, in der eine Buchse 30 angeordnet ist. Diese Buchse 30 ist mit einer innerhalb des Gehäusemantels 10 angeordneten Auswertelektronik 80 gekoppelt. An dieser Buchse können Informationen des Durchflussmessgerätes, z. B. die Durchflussmenge, abgegriffen werden. Zusätzlich können an dieser Buchse von der Auswerteelektronik 80 Informationen eingelesen werden. Dies können z. B. Informationen bezüglich des Durchfluss zu messenden Mediums sein. Um das Anbringen eines Steckers an der Buchse 30 zu vereinfachen weist, diese ferner ein Außengewinde 32 auf.
Die 4a bis 4c zeigen einen Gewindestutzen-Deckel 14 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Ansichten. Der Gewindestutzen-Deckel 14 weist einen ersten Körperabschnitt 40 und einen zweiten Körperabschnitt 42 auf. Ferner ist in diese Körperabschnitte eine erste Ausnehmung 46 sowie eine zweite Ausnehmung 60 eingebracht. In der dargestellten Ausführungsform, sind die Körperabschnitte und die Ausnehmungen rotationssymmetrisch. Es ist jedoch offensichtlich, dass nicht nur rotationssymmetrische, sondern ebenfalls andere prismatische, wie z. B. vieleckige Körperabschnitte und Ausnehmungen, möglich sind. Der erste Körperabschnitt 40 weist eine Umfangsfläche 48 sowie eine Grundfläche 46 auf. Ferner ist an der Umfangsfläche 48 des ersten Körperabschnitts 40 eine umlaufende Ausprägung 50 angeordnet, die als Anschlag dient. Zudem weist der erste Körperabschnitt eine Positioniervorrichtung 58 auf. Diese befindet sich im montierten Zustand gehäusemantelseitig des Gewindestutzen-Deckels 14. Der zweite Körperabschnitt 42 dient der Kopplung des Gewindestutzen-Deckels 14 mit einem Anschlussrohr. Um dies zu bewerkstelligen, weist er ein Außengewinde 52 auf. Auf dieses Außengewinde 52 ist ein Innengewinde eines Anschlussrohres aufschraubbar. Um eine Montage des Gewindestutzen-Deckels 14 an einem Anschlussrohr zu ermöglichen, weist der Gewindestutzen-Deckel 14 ferner Schraubenschlüsselanlageflächen 54 auf.
Zur Montage des Gewindestutzen-Deckels 14 an dem Gehäusemantel 10 kann die Umfangsfläche 48 des ersten Körperabschnitts 40 in unterschiedlichen Formen ausgeprägt sein. In einer ersten Variante weist die Umfangsfläche 48 ein Außengewinde auf. Mit diesem Außengewinde kann der Gewindestutzen-Deckel 14 in ein korrespondierendes Innengewinde an einer Rohröffnung 16 am Gehäusemantel 10 eingeschraubt sein. In einer zweiten Variante weist der erste Körperabschnitt 40 einen größeren Umfang als die Rohröffnung 16 des Gehäusemantels 10 auf. Bei der Montage wird der Gewindestutzen-Deckel 14 bei dieser Verbindungsvariante in die Öffnung des Gehäusemantels 10 eingepresst. Um die Montage zu erleichtern und den Pressverbund eventuell nachträglich lösen zu können, kann die Umfangsfläche 48 zudem eine konische Verjüngung gehäusemantelseitig aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Gewindestutzen-Deckel 14 an seiner Umfangsfläche 48 mit dem Gehäusemantel 10 verschweißt sein.
Die erste Ausnehmung 56 des Gewindestutzen-Deckels 14 dient dem Ein- beziehungsweise dem Ausleiten des Mediums in bzw. aus dem Durchflussmessgerät. Bevorzugt ist die Form und Größe dieser Ausnehmung 56 an die Form und Größe des Durchflusskanals 13 des Messrohres 12 angepasst.
Die zweite Ausnehmung 60 dient der Befestigung des Gewindestutzen-Deckels 14 an dem Messrohr 12. Diese zweite Ausnehmung 60 weist eine Umfangsfläche 61 sowie einen Absatz 62 auf. Um den Gewindestutzen-Deckel 14 mit dem Messrohr 12 zu verbinden, kann die Umfangsfläche 61 z. B. ein selbstschneidendes und/oder selbstfurchendes Gewinde aufweisen. Ist das Messrohr aus einem weichen Materi al, z. B. einem Kunststoff, hergestellt, so kann der Gewindestutzen-Deckel dergestalt auf das Messrohr aufgeschraubt werden, dass sich am Messrohrende ein Außengewinde bildet. Eine alternative Verbindungsform von Messrohr und Gewindestutzen-Deckel 14 ist in den 7a und 7b dargestellt und wird in Zusammenhang mit diesen Figuren erläutert.
Die 4d zeigt einen Gewindestutzen-Deckel 14 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die Funktionalitäten des Verbindens des Gewindestutzen-Deckels 14 mit dem Gehäusemantel 10 und einem Anschlussrohr, ist in diesem Ausführungsbeispiel in einem Körper integriert. Ein stutzenförmiger Körperabschnitt ist nicht notwendig. Um die Verbindung mit einem Anschlussrohr zu bewerkstelligen, weist die erste Ausnehmung 56 ein Innengewinde auf. Ein Anschlussrohr, welches ein Außengewinde aufweist, kann in in das Innengewinde der Ausnehmung 56 eingeschraubt werden. Die Verbindung des Gewindestutzen-Deckels 14 mit dem Gehäusemantel 10 und dem Messrohr 12 ist entsprechend den vorhergehenden Ausführungen realisiert.
5 zeigt ein Messrohr 12 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Das Messrohr 12 weist eine Längsachse 76, ein erstes Messrohrende 70 sowie ein zweites Messrohrende 72 auf. Darüber hinaus weist das Messrohr 12 zumindest ein Positionierelement 74 auf. Dieses Positionierelement 74 ist mit der Positioniervorrichtung 58 des Gewindestutzen-Deckels 14 verbindbar. In der dargestellten Form, ist das Positionierelement 74 als ein Positionierzapfen ausgeführt. Es ist jedoch offensichtlich, dass ebenfalls andere Ausführungen dieses Positionierelementes 74 möglich sind. Bevorzugt ist dieses jedoch an zumindest einem Messrohrende 70, 72 des Messrohrs 12 angeordnet, da an dieser Stelle das Messrohr 12 mit dem Gewindestutzen-Deckel 14 verbunden ist.
Die 6a und 6b zeigen die Auswerteelektronik 80 und das Messrohr 12 des erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes in einem demontierten bzw. in einem montierten Zustand. Die Auswerteelektronik 80 ist auf starren Platinensegmenten 81a angebracht, die über flexible Leiterabschnitte 81b miteinander verbunden sind. An diesen flexiblen Leiterabschnitten 81b sind die starren Platinensegmente 81a zumindest teilweise zueinander faltbar. Das Messrohr 12 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Positionierelemente 82 auf. Zur Montage werden die Positionierelemente 82 des Messrohres 12 in entsprechend ausgebildeten Vertiefungen in den starren Platinensegmenten 81a gesteckt. Anschließend werden die starren Platinensegmente 81a um die flexiblen Leiterfilmabschnitte 81b zueinander gefaltet, bis die starren Platinensegmente 81a das Messrohr 12 zumindest teilweise umschließen. Der montierte Zustand ist in 6b dargestellt.
Die 6c und 6d zeigen ein vollständig montiertes erfindungsgemäßes Durchflussmessgerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Das dargestellte Durchflussmessgerät beinhaltet die Auswerteelektronik 80, welche in der soeben erläuterten Form an dem Messrohr 12 angebracht ist. Zusätzlich ist an dem Gehäusemantel 10 eine Buchse 30 angebracht, die mit der Auswerteelektronik 80 verbunden ist. An der Buchse 30 können Daten ein- und/oder ausgelesen werden. Zusätzlich weist das Durchflussmessgerät eine Anzeigeeinrichtung 84 auf, die ebenfalls mit der Auswertelektronik 80 verbunden ist. Über die Anzeigeeinrichtung sind z. B. Informationen bezüglich der Durchflussmenge anzeigbar. Ferner weist das Durchflussmessgerät Bedienelemente 86 auf, mit welchen z. B. Daten bezüglich des durchflusszumessenden Mediums einstellbar sind. Zudem kann mit den Bedienelementen 86 zwischen unterschiedlichen von der Anzeigeeinrichtung 84 anzuzeigenden Informationen gewählt werden. Ferner ist an den Rohröffnungen 16 des Gehäusemantels 10 jeweils ein Gewindestutzen-Deckel 14 montiert. In dem Ausgleichsspalt zwischen den Gewindestutzen-Deckel 14 und dem Gehäusemantel 10 ist jeweils ein Ausgleichsring 88 angeordnet.
Die 7a und 7b zeigen eine bevorzugte Verbindungsmöglichkeit des Messrohres 12 mit dem Gewindestutzen Deckel 14. 7a zeigt dies im demontierten, 7b im montierten Zustand. Das Messrohr 12 weist eine konische Verjüngung der Umfangfläche 94 und der Gewindestutzen-Deckel 14 eine entsprechende konische, aber erweiterte Fläche 92 auf. Diese Fläche 92 ist die Umfangsfläche der zweiten Ausnehmung 60. Zusätzlich befindet sich am Übergang von der zweiten Ausnehmung 60 zu der ersten Ausnehmung 56 ein Absatz 62. Auf diesem liegt ein erster Ausgleichsring 90 auf. Wird nun das Messrohr 12 in die zweite Ausnehmung 60 des Gewindestutzen-Deckels 14 eingepresst, so bildet sich an der konisch verjüngten Fläche 94 des Messrohres 12 und der konisch erweiterten Fläche 92 des Gewindestutzen-Deckels eine Dichtfläche aus. Während des Einpressen, wird zusätzlich der Ausgleichsring 90 durch die Stirnfläche des Messrohres 12 gegen den umlaufenden Absatz 62 gepresst und deformiert sich. Diese Deformation bewirkt ein Ausfüllen eventueller Hohlräume zwischen Messrohr 12 und Gewindestutzen-Deckel 14. Hohlräume, in denen sich Reste des Mediums ablagern könnten, werden durch diesen deformierten ersten Ausgleichsring 90 verschlossen.
Die 8a und 8b zeigen unterschiedliche Möglichkeiten der Verbindung des Gehäusemantels 10 mit dem Gewindestutzen-Deckel 14. Wie in 8a dargestellt, ist über ein Laser- und/oder ein anderes Schweißverfahren, zwischen Gehäusemantel 10 und Gewindestutzen-Deckel eine I-Naht erzeugbar. In 8b ist dahingegen eine Kehlnaht 98 dargestellt, die den Gehäusemantel 10 und den Gewindestutzen-Deckel 14 miteinander verbindet.
9 stellt das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes dar. In einem ersten Schritt 100 wird ein Messrohr bereitgestellt. Anschließend wird im Schritt 102 ein Gewindestutzen-Deckel an dem ersten Messrohrende montiert. Diese Verbindung kann über die bereits erläuterte Pressverbindung oder eine Schraubverbindung und/oder eine Klebeverbindung hergestellt werden. Anschließend wird der Gewindestutzen-Deckel an einer ersten Öffnung des rohrförmigen Gehäusemantels befestigt. Diese Befestigung kann wie ebenfalls bereits erläutert durch ein Einpressen, ein Verschrauben, ein Verkleben und/oder ein Verschweißen erfolgen. Abschließend wird ein zweiter Gewindestutzen-Deckel an dem zweiten Messrohrende des Messrohres montiert. Zeitgleich mit der Montage am Messrohr, erfolgt die Montage des Gewindestutzen-Deckels an dem Gehäusemantel, wobei der Gehäusemantel und der Gewindestutzen-Deckel derart ausgeführt sind, dass diese eventuelle Toleranzen ausgleichen können, sodass letztendlich die Lage der Gewindestutzen-Deckel in ihrer optimalen Montageposition an den Messrohrenden, die endgültige Lage des Gehäusemantels bezüglich der Gewindestutzen-Deckels definiert. In einem abschließenden Schritt 108 wird der Gehäusemantel insbesondere unter zur Hilfenahme eines Lasers beschriftet.

1: Durchflussmessgerät
10: Gehäusemantel
10a: Gehäusemantel Variante 1
10b: Gehäusemantel Variante 2
12: Messrohr
13: Durchflusskanal
14: Gewindestutzen-Deckel
14a: Gewindestutzen-Deckel Form 1
14b: Gewindestutzen-Deckel Form 2
16: Rohröffnung des Gehäusemantels
16a: erste Rohröffnung
16b: zweite Rohröffnung Variante 1
16c: zweite Rohröffnung Variante 2
18: Achse des Gehäusemantels, des Messrohres und des Gewindestutzen-Deckels
20: Ausprägung – erhaben
22: Ausprägung – vertieft
24: Erste Ausnehmung (Anzeige)
26: Zweite Ausnehmungen (Bedienelemente)
28: Zentriwinkel
29a: Schenkel 1
29b: Schenkel 2
30: Buchse
32: Außengewinde der Buchse
34: Durchführung im Gehäusemantel
36: Zweite Achse – Gehäusemantel
40: Erster Körperabschnitt
42: Zweiter Körperabschnitt
44: Erste Achse – Gewindestutzen-Deckel
46: Grundfläche des ersten Körperabschnitts
48: Umfangsfläche des ersten Körperabschnitts
50: Anschlag
52: Außengewinde am zweiten Körperabschnitt
54: Schraubenschlüsselanlageflächen
56: Erste Ausnehmung
58: Positioniervorrichtung
60: zweite Ausnehmung
61: Umfangsfläche der zweiten Ausnehmung
62: umlaufender Absatz
70: erstes Messrohrende
72: zweites Messrohrende
74: Positionierelement
76: Mittelachse des Messrohres
80: Auswerteelektronik
81a: Starre Platinensegmente
81b: Flexible Platinensegmente
82: Positioniereinrichtung
84: Anzeigeeinrichtung
86: Bedieneinrichtung
87: Schweißnaht
88: zweiter Ausgleichsring
90: erster Ausgleichsring
92: konisch erweiterte Fläche
94: konisch verjüngte Fläche
96: I-Naht
98: Kehlnaht
100: Bereitstellen eines Messrohres
102: Montieren des ersten Gewindestutzen-Deckels am Messrohr
104: Befestigen des ersten Gewindestutzen-Deckels am Gehäusemantel
106: Montieren des zweiten Gewindestutzen-Deckels
108: Beschriften des Gehäusemantels

Claims

Kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät (1), – mit einem Gehäusemantel (10), der als offenes Rohr ausgebildet ist; und – mit einem Messrohr (12) zum Messen des Durchflusses eines durch das Messrohr (12) strömenden Mediums; sowie – mit zumindest einem Gewindestutzen-Deckel (14), der an einer der beidseitigen Rohrenden des Gehäusemantels (10) befestigt und koaxial zu dem Messrohr (12) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Rohr ausgebildete Gehäusemantel (10a) beidseitig eine Öffnung (16a; 16b) aufweist, wobei die Öffnungsquerschnittsfläche in etwa der inneren Querschnittsfläche des Gehäusemantels (10a) entspricht.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Rohr ausgebildete Gehäusemantel (10b) an einer seiner Enden eine erste Öffnung (16a) aufweist, dessen Öffnungsquerschnittsfläche in etwa der inneren Querschnittsfläche des Gehäusemantels (10b) entspricht und der an seinem anderen Ende eine zweite Öffnung (16c) aufweist, dessen Öffnungsquerschnittsfläche wesentlich kleiner ist als die innere Querschnittsfläche des Gehäusemantels (10).
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) eine ringförmige Grundfläche aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) eine vieleckige, insbesondere eine dreieckige, viereckige, sechseckige oder achteckige Grundfläche aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) ein Länge zu Durchmesserverhältnis im Bereich von 1,5:1 bis 3:1, vorzugsweise von 2:1, aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) und/oder der Gewindestutzen-Deckel (14) ein Metall, insbesondere einen Edelstahl, aufweist und bevorzugt vollständig aus diesem Metall besteht.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) durch Tiefziehen hergestellt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1 und 2 sowie 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) in einem nahtlosen Ziehverfahren hergestellt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) eine Auswerteelektronik (80) auf einer Platine aufweist, wobei die Platine zumindest teilweise flexibel ausgebildet ist und welche das Messrohr (12) in Umfangsrichtung zumindest teilweise umschließt und die innerhalb des Gehäusemantels (10) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) eine Magnetfelderzeugungseinrichtung aufweist mit der ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches das Messrohr (12) durchdringt.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) an seinem Umfang eine Ausprägung (20, 22) aufweist und die Querschnittsfläche im Bereich der Ausprägung (20, 22) um maximal 10% von dem Flächeninhalt einer Fläche abweicht, die begrenz wird, durch die Außenkontur des Gehäusemantels (10) in einem Querschnitt senkrecht zu dessen Längsachse.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (20, 22) eben ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) wenigstens einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (20, 22) bezüglich des Umfangs des Gehäusemantels (10) erhaben und/oder vertieft ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (20, 22) eine Breite aufweist, die dem Abstand zweier lateraler Kanten entspricht, welche verbunden mit der Längsachse des Gehäuses, einen Zentriwinkel (28) von bevorzugt 25° bis 50° ergeben.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (20, 22) eine erste Ausnehmung (24) zur Aufnahme einer Anzeigeeinrichtung (84) aufweist.
Durchflussmessgerät (1) wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (20, 22) zweite Ausnehmungen (26) zur Aufnahme von Bedienefementen, insbesondere einer Tastatur, aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) eine integrierte Anzeigeeinrichtung (84) aufweist, wobei die Anzeigeeinrichtung (84) an der ersten Ausnehmung (24) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) eine Bedieneinrichtung (86) aufweist, wobei die Bedieneinrichtung (86) an der zweiten Ausnehmung (26) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10) zumindest eine Durchführung (34) aufweist, in der eine Buchse (30) vorgesehen ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (30) nach außen von dem Gehäusemantel (10) absteht oder bündig mit dem Gehäusemantel (10) abschließt.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (30) ein Außengewinde (32) zum Anschließen eines Steckers aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (30) unlösbar, zum Beispiel durch eine Laser- oder eine Widerstandsschweißverbindung, mit dem Gehäusemantel (10) verbunden ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) einteilig ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, vorzugsweise identische Gewindestutzen-Deckel (14) vorgesehen sind.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) aus einem ersten und einem dazu geometrisch unterschiedlich ausgeprägten prismatischen oder zylinderförmigen zweiten Körperabschnitt (40, 42) besteht, wobei der erste Körperabschnitt (40) mit dem zweiten Körperabschnitt (42) einteilig verbunden ist und deren Grundflächen parallel zueinander sind.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Achse des Gewindestutzen-Deckels (14) und eine zweite Achse des Gehäusemantels (10) im montierten Zustand deckungsgleich sind.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) im wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der ersten Achse ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (46) des ersten Körperabschnitts (40) der Querschnittsfläche der Rohröffnung (16) des Gehäusemantels (10) entspricht.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (46) des ersten Körperabschnitts (40) kleiner ist als die Querschnittsfläche der Rohröffnung (16) des Gehäusemantels (10), und die Form der Grundfläche des ersten Körperabschnittes mit dem Querschnitt der Rohröffnung übereinstimmt.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) nicht lösbar, insbesondere durch eine Schweißverbindung und/oder eine Laserschweißverbindung, bevorzugt mit einer I-Naht (96), einer Kehlnaht (98), einer V-Naht oder einer HV-Naht, mit dem Gehäusemantel (10) verbunden ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (46) des ersten Körperabschnitts (40) geringfügig größer ist als die Querschnittsfläche der Rohröffnung (16) des Gehäusemantels (10) und dass die Materialien von dem Gehäusemantel (10) und/oder dem Gewindestutzen-Deckel (14) so gewählt sind, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) in die Rohröffnung (16) des Gehäusemantels (10) einpressbar ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körperabschnitt (40) eine konische, gehäusemantelseitig verjüngte Umfangsfläche aufweist und der Gewindestutzen-Deckel (14) mit seiner konischen Umfangsfläche in den Gehäusemantel (10) eingepresst ist, wobei der Gehäusemantel (10) an zumindest einer seiner Rohröffnung (16) eine konische, in Richtung des Gewindestutzen-Deckels (14) erweiterte Innenfläche aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körperabschnitt (40) an seiner Umfangsfläche ein Außengewinde aufweist und der Gewindestutzen-Deckel (14) mit diesem Außengewinde in ein Innengewinde eingeschraubt ist, welches zumindest an einem der Rohröffnungen (16) des Gehäusemantels (10) vorgesehen ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körperabschnitt (40) einen Flansch aufweist und dass der Gewindestutzen-Deckel (14) mit diesem Flansch an einem Flansch am Gehäusemantel (10), bevorzugt lösbar durch eine Schraubenverbindung, befestigt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körperabschnitt (40) umfangs eine Ausprägung (20, 22) aufweist, die als Anschlag (50) ausgeführt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körperabschnitt (42) stutzenförmig ausgebildet und auf der der Öffnung des Gehäusemantels (10) abgewandten Seite des Gewindestutzen-Deckels (14) angeordnet ist und dessen Grundfläche signifikant kleiner ist als der Flächeninhalt der Grundfläche (46) des ersten Körperabschnitts (40).
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körperabschnitt (42) an seiner Umfangsfläche (61) ein Außengewinde (52) aufweist, an welchem ein Anschlussrohr an den Gewindestutzen-Deckel (14) ankoppelbar ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Außendurchmesser des ersten Körperabschnitts (40) zu Außendurchmesser des zweiten Körperabschnitts (42) im Bereich von 2:1 bis 5:1, vorzugsweise bei 3:1, liegt.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körperabschnitt (42) an seiner Außenfläche tangentiale Ausnehmungen aufweist, die ^Schraubenschlüsselanlageflächen (54) bilden.
Durchflussmessgerät (1) wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) eine erste axiale, durchgehende und hohlzylindrische Ausnehmung (56) aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausnehmung (56) mittig bezüglich der Grundfläche (46) des ersten Körperabschnitts (40) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) wenigstens einem der Ansprüche 41 und 42, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausnehmung (56) ein Innengewinde aufweist, an welchem ein Anschlussrohr an den Gewindestutzen-Deckel (14) ankoppelbar ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckel (14) auf seiner der Öffnung des Gehäusemantels (10) zugewandten Seite eine Positioniervorrichtung (58) zum Positionieren des Messrohres (12) bezüglich des Gewindestutzen-Deckels (14) aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung (58) als Vertiefung im Material des Gewindestutzen-Deckels (14) ausgeführt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (12) ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere einen Kunststoff aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (12) PEEK aufweist und insbesondere vollständig aus PEEK hergestellt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (12) Messrohrenden (70, 72) aufweist und an den Messrohrenden (70, 72) Befestigungsmittel vorgesehen sind, um das Messrohr (12) mit dem Gewindestutzen-Deckel (14) zu verbinden.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Messrohrende (70, 72) ein Positionierelement (74), zum Positionieren des Messrohres (2) an der Positioniervorrichtung (58) des Gewindestutzen-Deckels (14) aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (12) eine Positioniereinrichtung (82) aufweist, an welcher die Platine der Auswerteelektronik (80) positioniert und/oder fixiert ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 41 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestutzen-Deckei (14) eine zweite Ausnehmung (60) Gehäusemantelseitig mittig zu der ersten Ausnehmung (56) aufweist, wobei die zweite Ausnehmung (60) sich in den Gewindestutzen-Deckel (14) hinein erstreckt, so dass am Übergang von der zweiten Ausnehmung (60) zu der ersten Ausnehmung (56) ein umlaufender Absatz (62) ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ausnehmung (60) messrohrseitig mit einem Öffnungswinkel von insbesondere 2,5° bis 12° und bevorzugt 10° konisch erweitert ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 48 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Messrohrenden (70, 72) mit einem Verjüngungswinkel von insbesondere 2,5° bis 12° und bevorzugt 10° in axialer Richtung des Messrohres (2) zu den Messrohrenden (70, 72) hin konisch verjüngt sind.
Durchflussmessgerät (1) wenigstens einem der Ansprüche 53, dadurch gekennzeichnet, dass das konisch verjüngende Messrohrende (70, 72) in die zweite Ausnehmung (60) des Gewindestutzen-Deckels (14) derart eingepresst ist, dass sich zwischen den konischen Flächen des Messrohrendes (70, 72) und des Gewindestutzen-Deckels (14) eine Dichtfläche ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 49 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Absatz (62) zwischen erster und zweiter Ausnehmung (56, 60) des Gewindestutzen-Deckels (14) ein erster Ausgleichsring (90) vorgesehen ist, der beim Einpressen des Messrohres (12) in die zweite Ausnehmung (60) zusammengedrückt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgleichsring (90) Teflon aufweist und insbesondere vollständig aus Teflon besteht.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 51 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ausnehmung (60) des Gewindestutzen-Deckels (14) hohlzylindrisch, mit einem Gewinde furchenden und/oder mit einem Gewinde schneidenden Innengewinde ausgeführt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 57, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde des Gewindestutzen-Deckels (14) auf ein Außengewinde an einem Messrohrende (70, 72) aufgeschraubt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem umlaufenden Ausgleichsspalt zwischen Gehäusemantel (10) und Gewindestutzen-Deckel (14) ein zweiter Ausgleichsring (88) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Durchflussmessgerätes (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 57, mit den Verfahrensschritten: – Bereitstellen (100) eines Messrohres (12); – Montieren (102) eines Gewindestutzen-Deckels (14) an dem ersten Messrohrende (70, 72); – Befestigen (104) des Gewindestutzen-Deckels (14) an einer ersten Öffnung des rohrförmigen Gehäusemantels (10); – Montieren (106) eines zweiten Gewindestutzen-Deckels (14) an dem zweiten Messrohrende (70, 72) des Messrohres bei gleichzeitiger Montage des Gewindestutzen-Deckels (14) an einer zweiten Öffnung eines rohrförmigen Gehäusemantels (10).
Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass an der Durchführung (34) am Gehäusemantel (10) eine Buchse (30) durch ein nichtlösbares Fügeverfahren, insbesondere durch Widerstandschweißen, angebracht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 60 und 61, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Gewindestutzen-Deckel (14) an einem der Rohröffnungen (16) des Gehäusemantels (10) durch Laserschweißen und/oder ein anderes Schweißverfahren unlösbar befestigt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Gewindestutzen-Deckel (14) auf eines der Messrohrenden (70, 72) aufgepresst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gewindestutzen-Deckel (14) und dem Messrohrenden (70, 72) ein erster Ausgleichsring (90) vorgesehen ist, der beim Einpressen des Gewindestutzen-Deckels (14) zusammengestaucht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Gewindestutzen-Deckel (14) auf ein Messrohrende (70, 72) am Messrohr (12) aufgeschraubt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (10), insbesondere unter Zuhilfenahme eines Lasers, beschriftet wird.