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Die
Erfindung betrifft einen Durchflussmesser mit einer flüssigkeitsdurchströmten
Kammer und mit einer Messsensorvorrichtung für die Flüssigkeitsleitung
in flüssigkeitsführenden Haushaltsmaschinen, insbesondere
für die Wasserleitung in Kaffeemaschinen, Kaffeeautomaten,
-vollautomaten, Geschirrspülern, Waschmaschinen oder dergleichen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Geschirrspülmaschinen
und Waschmaschinen, Getränkeleitungen für beispielsweise
Wein, Mineralwasser und Bier, Getränkezubereitungsmaschinen
wie Kaffeemaschinen, Kaffeeautomaten oder -vollautomaten, und anderweitige
Flüssigkeitsleitung in flüssigkeitsführenden
Haushaltsmaschinen weisen üblicherweise einen Durchflussmesser
mit einer flüssigkeitsdurchströmten Kammer und
mit einer Messsensorvorrichtung auf, da die Menge an durchlaufender
Flüssigkeit beispielsweise für die üblicherweise vorhandene
automatische Programmsteuerung erfasst werden muss. In besonderem
Maße haben sich hierbei Durchflussmesser (vgl.
JP 55 44 963 ) mit Flügelrädern
etabliert, die in einer Kammer gelagert werden, die von der zulaufenden
Flüssigkeit durchströmt wird. Mit einer entsprechenden
Sensorik wird die Anzahl der Umdrehungen dieses Flügelrades
erfasst, die als Messgröße für die durchgelaufene
Flüssigkeitsmenge bei der Steuerung der Maschine verwendbar
ist.
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Zur
Verwendung in Geschirrspülmaschinen, Waschmaschinen oder
dergleichen ist bereits ein derartiger Durchflussmesser, welcher
in einer separaten Kammer untergebracht ist, aus der Druckschrift
DE 196 01 072 C2 bekannt.
Die Druckschrift verweist bereits auf die hohen qualitativen Anforderungen
und den entsprechenden Aufwand, der betrieben werden muss um eine
ausreichende Dichtigkeit der Kammer des Durchflussmessers sowie
der Anschlussstellen zu gewährleisten. Dementsprechend
wird hier ein Durchflussmesser wenigstens teilweise in das Wasserzulaufgefäß integriert.
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Eine
besondere Schwierigkeit ergibt sich auch dann, wenn eine Reinigung
der flüssigkeitsdurchströmten Kammer eines Durchflussmessers notwendig
ist und die Kammer dafür geöffnet werden muss.
Diesem Zwecke angepasste Durchflussmesser sind bereits aus beispielsweise
der Druckschrift
DE
34 42 358 C3 bekannt. Unter anderem wird darin eine Kammer
vorgeschlagen, deren Ober- und Unterschale durch ein Bajonettverschluss
miteinander verbindbar sind.
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Das
Vorhandensein eines Messgerätes bedingt allerdings automatisch
die Nähe spannungsführender Teile zu den von Flüssigkeit
durchflossenen Gefäßen.
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Daher
ist es die Aufgabe der Erfindung, die Gefahr des Flüssigkeitskontakts
mit elektrischen Bauteilen zu verringern bzw. praktisch auszuschließen.
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Die
Aufgabe wird ausgehend von bereits bekannten Durchflussmessern mit
einer flüssigkeitsdurchströmten Kammer und mit
einer Messsensorvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildung der Erfindung
möglich.
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Dementsprechend
zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Durchflussmesser
mit einer flüssigkeitsdurchströmten Kammer und
mit einer Messsensorvorrichtung dadurch aus, dass die Messsensorvorrichtung
in einer getrennten Kapsel an der Außenseite der Kammer
angebracht ist. Vorteilhafterweise ist dadurch gleichzeitig eine
doppelte Isolierung zwischen der Flüssigkeit und spannungsführenden
Bauteilen des Messsensors gewährleistet.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass eine Messsensorvorrichtung
gemäß der Erfindung, die als Kapsel ausgebildet
ist, als kompaktes Bauteil eine begünstigte Montageermöglicht
und bei Bedarf in einfacher Weise ausgetauscht werden kann, wenn
beispielsweise der Sensor einen Defekt aufweist. Kostenersparnisse
bezüglich der Herstellung und wesentlich geringerer Reparaturaufwand können
realisiert werden.
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Je
nach gewünschter Bauart sind hierbei verschiedene Ausführungsbeispiele
der Kapselung der Messsensorvorrichtung denkbar. So kann beispielsweise
die Messsensorvorrichtung vollständig vergossen werden.
Die Kapselung kann aber auch aus einem Gehäuse bestehen,
was in der Regel einen geringeren Material- und Fabrikationsaufwand
sowie gute Dichtigkeit bedeutet. Für dieses Ausführungsbeispiel
der Erfindung besteht eine doppelte Isolierung, erstens durch die
Trennwand der flüssigkeitsdurchströmten Kammer
und zweitens durch die Trennwand der Kapsel der Messsensorvorrichtung.
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Demnach
müssen dann die Messdaten und/oder Messsignale durch die
Kapselungswand an eine weiterverarbeitende elektronische Einheit übergeben
werden. Dabei ist es weiterhin notwendig, die Übertragung
so zu gestalten, dass zu den weiteren elektrischen Komponenten eine
entsprechend gute, beispielsweise doppelte Isolierung gewährleistet
ist.
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Denkbar
wäre beispielsweise eine optische Übertragung
der Messdaten und/oder Messsignale durch die Kapselwand ebenso eine
Funkübertragung oder dergleichen. Eine Weiterbildung kann
auch eine eigene Energieversorgungseinheit der Messsensorvorrichtung
in der Kapselung enthalten.
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Eine
besonders platzsparende Ausführungsform der Erfindung ergibt
sich, wenn die Messsensorvorrichtung in eine Vertiefungsmulde der
Außenwand der flüssigkeitsdurchströmten
Kammer eingebracht werden kann. Dadurch wird ermöglicht,
dass der Messsensor nahe, aber dennoch gut abgeschirmt von der Flüssigkeit
ist.
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Bei
einer Ausgestaltung des Durchflussmessers mit Flügelrad
ergibt sich somit eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung,
bei der das Flügelrad mit Magneten versehen ist und die
Umdrehungszahl mittels eines Hall-Sensors detektiert werden kann,
ohne dabei in unmittelbarem Kontakt zum Flügelrad zu stehen.
Dies erleichtert die Trennung des flüssigkeitsdurchflossenen
Raumes von der Messsensorvorrichtung, die ein spannungsführendes Bauteil
darstellt.
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Die
Außenwand des Durchflussmessers gefolgt von der Kapselwand
der Messsensorvorrichtung bilden dann die doppelte Isolierung.
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Eine
besonders elegantes Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ergibt
sich, wenn das Gehäuse der Messsensorvorrichtung aus einer
Wanne und einem Deckel besteht. Vorteilhafterweise können
Wanne und Deckel zum Beispiel miteinander verklebt, verschweißt,
in besonders vorteilhafter Weise auch Ultraschall-verschweißt,
oder in anderer Weise miteinander fest oder lösbar verbunden
werden. Derartige übliche Verbindungsverfahren haben sich
im Umgang mit entsprechenden Kunststoffteilen in vielfacher Hinsicht,
ebenfalls bezüglich der Dichtigkeit, bewährt.
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Da
Funkübertragungen sowie optische Übertragung der
oben genannten Messdaten und/oder Messsignale des Messsensors denkbar,
in aller Regel jedoch sehr aufwendig sind, ist oft eine einfache Durchkontaktierung
zur Übertragung elektrischer Signale gewünscht.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ergibt
sich somit, wenn Kontaktstellen und/oder Kontaktmittel als Mittel
zur elektrischen Messdaten und/oder Messsignalübertragung
in die Kapselungswand eingebracht sind. Um sehr gute, beispielsweise
doppelte Isolierung weiterhin zu gewährleisten, ist diese
Durchkontaktierung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
an einer nicht an das Durchflussmesser angrenzenden Fläche
der Messsensorvorrichtung angebracht.
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Hierbei
sind als spezielle Varianten der Erfindung verschiedenste Möglichkeiten
denkbar, um die Kontaktstellen und/oder Kontaktgins mit weiterer Elektronik
der Getränkemaschine, also weiteren spannungsführenden
Bauteilen, weiterhin abzuschirmen.
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Eine
erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet
sich in besonders vorteilhafter Weise dadurch aus, dass die Kapsel
der Messsensorvorrichtung als Stecker ausgebildet ist, weil hierdurch
eine einfache und genaue Montage ermöglicht wird. Beispielsweise
ist denkbar, die Kontaktstellen und/oder Kontaktgins durch den Deckel
austreten zu lassen, während die Wanne in die Vertiefungsmulde
der Außenwand der flüssigkeitsdurchströmten
Kammer eingebracht ist. Als Gegenstück zum Stecker kann
eine Art Dose verwendet werden, die alle technischen und qualitativen
Anforderung zur ausreichenden Isolierung erfüllt.
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Je
nach gewünschter Bauart ist es denkbar, als Weiterentwicklung
der erfindungsgemäßen flüssigkeitsdurchströmten
Kammer eines Durchflussmessers eine Gestaltung zu wählen,
dass die Messsensorvorrichtung mit Befestigungsmitteln wie Klipps,
Bajonettverschlüssen oder dergleichen an der Außenwand
des Durchflussmessers angebracht ist. Dies bietet vorteilhafterweise
eine einfache und zuverlässige Montage mit präziser
Positionierung des Messsensors.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird anhand der nachfolgenden Beschreibungen näher
erläutert. Im Einzelnen zeigen
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1 eine
schematische Explosivdarstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
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2 eine
schematische Explosivdarstellung der Messsensorvorrichtung (4),
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3 eine
transparente Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2.
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Die
Darstellung in 1 beschreibt die Zusammensetzung
eines Durchflussmessers mit einer flüssigkeitsdurchströmten
Kammer (13) und mit einer Messsensorvorrichtung (4)
und zeigt auch, wie das Gehäuse der Messsensorvorrichtung
(4) eingesetzt ist. In der Unterschale (1) mit
Zuflussleitung (12) befindet sich das Flügelrad
(2), das mit Magneten (3) versehen ist. Das Gefäß wird
abgeschlossen durch eine Deckelwandschale (10) mit einer
Abflussleitung (11). In der Deckelwandschale (10)
befindet sich weiterhin eine Vertiefung (14), welche unmittelbar über dem
Flügelrad (2) bzw. den darin befindlichen Magneten
(3) angeordnet ist. Die Vertiefung (14) in der Deckelwandschale
sieht keiner.
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Unterbrechung
und/oder Öffnung der Deckelwandschale (10) vor.
Die Vertiefung ermöglicht eine Einbringung des Gehäuses
der Messsensorvorrichtung (4). Diese besteht grundsätzlich
aus einer Wanne (9) und einem Deckel (5), die üblicherweise miteinander
verschweißt und/oder verklebt sind. Zur Befestigung sind
in diesem Fall seitlich am Deckel Klipps (15) angebracht,
die in einer entsprechenden Stelle der Deckelwandschale (10)
einrasten. Das Gehäuse der Messsensorvorrichtung (4)
ist hier als Stecker ausgebildet. Als Messsensor dient ein Hall-Sensor
(7), außerdem ist ein weiterer Widerstand (8)
eingebracht. Zur elektrischen Weiterleitung der Messsignale sind
drei Kontaktgins (6) vorhanden, die den Deckel (5)
des Steckers durchsetzen.
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2 zeigt
noch einmal die schematische Zusammensetzung des Gehäuses
der Messsensorvorrichtung (4) ausgebildet als Stecker bei
dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Das Gehäuse besteht aus einer Wanne (9) einem
Deckel (5), die später miteinander beispielsweise
verschweißt und/oder verklebt sind, einem Hall-Sensor (7)
als Messsensor, einem Widerstand (8) sowie drei Kontaktgins
(6), die durch den Deckel (5) hindurchgeführt sind.
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3 zeigt
eine transparente Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
gemäß den 1 und 2 mit
flüssigkeitsdurchströmter Kammer (13),
in welche das Gehäuse der Messsensorvorrichtung (4), in
diesem Fall als Stecker ausgebildet, in eine Vertiefung (14)
in der Deckelwandschale (10) eingebracht ist. Die Abbildung
veranschaulicht die Position des Steckers direkt über dem
Flügelrad (2), wobei auch der Hall-Sensor (7)
sich über den Magneten (3), getrennt von einer
doppelten Isolierung, welche durch die Außenwand der flüssigkeitsdurchströmten
Kammer (13), hier gebildet durch die Deckelwandschale (10)
und die Wanne (5) des Gehäuses der Messsensorvorrichtung
(4) gebildet wird, befindet.
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Die
Flüssigkeit, die durch die Zuflussleitung (12)
in die flüssigkeitsdurchströmte Kammer (13)
einströmt, treibt das Flügelrad (2) an.
Gleichzeitig rotieren auch die im Flügelrad (2)
befindlichen Magnete (3). Das sich zeitlich ändernde
magnetische Kraftflussdichte wird durch einen Hall-Sensor (7)
detektiert. Die Ansteuerung des Sensors sowie die Weiterleitung
elektrischer Messsignale erfolgt über Kontaktgins (6).
Die Einbringung der Messsensorvorrichtung (4) in die Einformung
bzw. Vertiefung (14) in der Deckelwandschale (10)
des Durchflussmessers (13) sorgt dafür, dass der
Hall-Sensor (7) hervorragend und zuverlässig in
Bezug auf die Rotationsebene der Magneten (3) positioniert
wird.
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Auch
in diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
besteht das wesentliche Kennzeichen zur Lösung der Aufgabenstellung
darin, dass die Messsensorvorrichtung (4) als Kapsel separat
an der Außenseite der flüssigkeitsdurchströmten
Kammer (13) angebracht ist.
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- 1
- Unterschale
- 2
- Flügelrad
- 3
- Magnete
- 4
- Messsensorvorrichtung
- 5
- Kontaktgins
- 6
- Deckel
- 7
- Hall-Sensor
- 8
- Widerstand
- 9
- Wanne
- 10
- Deckelwandschale
- 11
- Abflussleitung
- 12
- Zuflussleitung
- 13
- flüssigkeitsdurchströmte
Kammer
- 14
- Vertiefung
- 15
- Klipps
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 5544963 [0002]
- - DE 19601072 C2 [0003]
- - DE 3442358 C3 [0004]