-
Die
Erfindung betrifft Verbrauchszähler für Wasser
und vergleichbare Flüssigkeiten gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche 1 oder 7. Sie betrifft ferner Herstellverfahren
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
-
Verbrauchszähler
für Wasser und vergleichbare Flüssigkeiten besitzen üblicherweise
ein druckfestes Außengehäuse, ursprünglich
aus Metall, insbesondere aus Messing bestehend, jetzt zunehmend in
Kunststoff realisiert. Im Gehäuse sitzt eine Messkammer,
die das eigentliche Messorgan aufnimmt, beispielsweise ein Flügelrad,
eine Turbine oder einen Ringkolben.
-
Damit
keine Flüssigkeit ungemessen passieren kann, muss die Einlassseite
des Verbrauchszählers gegen die Auslassseite abgedichtet
werden. Hierzu werden eine oder mehrere elastomere Dichtungen verwendet.
So zeigt beispielsweise die
DE 103 06 873 B4 einen Wasserzähler
mit einem Metallgehäuse und einem aus Kunststoff bestehenden Messeinsatz.
Die Abdichtung zwischen Gehäuse und Messeinsatz erfolgt
mit Hilfe zweier Dichtungsringe, von denen der eine als Flachdichtung,
der andere als O-Ring ausgebildet ist. Der O-Ring sitzt in einer
speziellen Nut.
-
Die
DE G 91 15 728 U offenbart
eine Messeinheit für Durchflusszähler für
Flüssigkeiten, die drei Dichtungsringe für die
Abdichtung benötigt. Ein Dichtungsring ist in eine schräge
Nut eingesetzt, die sich in einem aus Kunststoff bespritzten Trennstück
befindet, um so Einlass und Auslass der Messeinheit gegeneinander
abzudichten. Die Abdichtung zwischen Trennstück und Messkammer
erfolgt über zwei weitere O-Ringe. Alle drei O-Ringe sitzen
in einer speziellen Nut.
-
Die
DE 23 37 465 C3 zeigt
einen Flüssigkeitszähler, der ebenfalls ein gesondertes
Trennstück verwendet. Die Abdichtung von Einlass und Auslass erfolgt
mit Hilfe zweier O-Ringe, die das Trennstück jeweils gegen
Einlass und Auslass des druckfesten Gehäuses abdichten.
Die Abdichtung zwischen Trennstück und Messkammer erfolgt
in herkömmlicher Weise über zwei Dichtungsringe,
von denen der eine als O-Ring, der andere als Flachdichtung ausgebildet
ist. Die drei O-Ringe sitzen in speziellen Nuten.
-
Die
DE 197 30 605 C1 offenbart
einen Ringkolbenzähler, bei dem die Auslassöffnung
für das gemessene Wasser im Mantel der Messkammer angeordnet
ist. Die Abdichtung zum druckfesten Gehäuse erfolgt mit
Hilfe eines O-Rings, der in einer die mantelseitige Auslassöffnung
umgebenden Nut untergebracht wird.
-
Einen
Ringkolbenzähler, bei dem die Auslassöffnung für
das gemessene Wasser im Mantel der Messkammer angeordnet ist, offenbart
auch die
EP 1467188
B1 . Statt eines O-Rings wird hier eine aufgeklebte Silikonraupe
verwendet.
-
Obwohl
sich Dichtungsringe in Form von Flachdichtungen, Profildichtungen
und O-Ringen durchaus bewährt haben, haben sie einige Nachteile. Ein
Nachteil ist, dass die Dichtungsringe lose sind; sie können
also während der Montage herausfallen. Für O-Ringe
müssen spezielle Nuten vorgesehen sein. Diese Nuten müssen
ausreichend breit sein, damit der O-Ring sich ausdehnen kann, sobald
er unter Druck gesetzt wird, und rechts und links eine Begrenzungswand
haben. Das bedeutet, dass relativ viel Platz verbraucht wird. Auch
müssen die O-Ringe lose in der Nut sitzen. Wenn der Dichtungsring
sich beim Zusammenbauen des Verbrauchszähler aus seiner Nut
löst, kommt es zu Undichtigkeiten zwischen Einlass und
Auslass des Verbrauchszählers und die Messflüssigkeit
kann ungemessen passieren. Da der Verbrauchszähler jedoch
bereits geschlossen ist, ist keine optische Kontrolle möglich.
Das ist unbefriedigend.
-
Ein
weiteres Problem tritt beim Austausch von Verbrauchszählern
nach Ablauf der Eichperiode auf. Die neuen Zähler werden
mit Hilfe zweier Dichtungsringe in die Wasserleitung eingeschraubt.
Das bedeutet, dass der Monteur diese Dichtungsringe korrekt einsetzen
und dafür sorgen muss, dass sie bis zum Anziehen der Überwurfmuttern
ihre korrekte Position beibehalten. Ist die Verschraubung nicht dicht,
muss er das Ganze wieder lösen, einen neuen Dichtungsring
einsetzen, die Verschraubung wieder schließen und die Dichtigkeit
wieder überprüfen. Das ist mit einem erheblichen
Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Das ist äußerst
unbefriedigend.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen
anzugeben, mit deren Hilfe die geschilderten Probleme mit den herkömmlichen Dichtungen
vermieden werden können. Insbesondere soll das schädliche
Verwinden und Verwalken der Dichtungen beseitigt werden.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst durch Verbrauchszähler mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des Anspruchs
7.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, die Dichtungen
unverlierbar, vorzugsweise unlösbar mit dem zugehörigen
Teil des Verbrauchszählers, sei es die Messkammer, sei
es das Gehäuse, zu verbinden.
-
Falls
Dichtung und Gehäuse bzw. Messkammer aus Materialien bestehen,
die materialschlüssig kompatibel sind, lässt sich
der Materialschluss vorteilhafterweise mittels chemischer oder thermischer Behandlung
realisieren. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Dichtung
und Gehäuse bzw. Messkammer aus einem identischen Kunststoff
bestehen, beispielsweise aus Polyamid (PA).
-
In
der Mehrzahl der Fälle ist diese Kompatibilität
der Materialien von Dichtung und Gehäuse bzw. Messkammer
jedoch nicht gegeben. Dies ist beispielsweise immer dann der Fall,
wenn das Gehäuse aus Metall besteht. Aber selbst wenn Gehäuse und
Messkammer aus Kunststoff hergestellt sind, wegen der bei Gehäusen
erforderlichen hohen Druckfestigkeit vorzugsweise aus glasfaserverstärktem
Kunststoff, z. B. Polyamid, muss die Dichtung wegen der besonderen
elastischen Eigenschaften aus einem anderen, elastischeren Material
bestehen, beispielsweise aus Polypropylen (PP) oder einem thermoplastischen
Elastomer (TPE). In diesen Fällen sorgt ein Formschluss
für die Unverlierbarkeit der Dichtung, vorteilhafterweise
in Form von Aussparungen.
-
Als
Aussparungen kommen vorzugsweise in Betracht: Schwalbenschwanz,
Hinterschnitt oder Einstich.
-
Derartige
Aussparungen lassen sich insbesondere dann besonders einfach realisieren,
wenn Gehäuse bzw. Messkammer aus Kunststoff gespritzt sind.
-
Vorteilhafterweise
ist die Dichtung ein Dichtungsring und besitzt eine Mehrzahl von
in den Aussparungen verankerten Erweiterungen. Durch die Mehrzahl
an Erweiterungen wird das störende, die Dichtigkeit verhindernde
Verschieben, Verdrehen, Verwinden und/oder Verwalken der Dichtungen
verhindert. Dies verbessert die Gleichmäßigkeit
der Dichtung und der Dichtungsfunktion und sorgt gleichzeitig für
eine gleichmäßige Druckverteilung im Dichtungsring.
-
Wie
schon erwähnt, lassen sich die Aussparungen zur Fixierung
der Dichtung beim Spritzen von Gehäuse bzw. Messkammer
aus Kunststoff einformen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass
Gehäuse bzw. Messkammer nicht komplett aus Kunststoff bestehen
müssen. Für die einfache Herstellung der Dichtung
genügt es, wenn wenigstens das die Dichtung haltende Teil
aus Kunststoff besteht.
-
Ein
besonderer Vorteil der Erfindung, gleichgültig ob die Dichtung
formschlüssig oder materialschlüssig befestigt
ist, ist die Tatsache, dass die bisher zum Halten der O-Ringe benötigte,
immer von zwei Seitenwänden begrenzte Nut nicht mehr erforderlich
ist. Dadurch können die Durchlassöffnungen für
die zu messende Flüssigkeit entsprechend größer gewählt
werden, wodurch der Druckabfall entsprechend zurückgeht.
-
Es
versteht sich, dass die Vorteile der erfindungsgemäßen
Dichtungsbefestigung nur dann in vollem Umfang realisiert werden
können, wenn ein zeit- und kostensparendes Verfahren zur
Fixierung der Dichtung an Gehäuse oder Messkammer zur Verfügung
gestellt wird. Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren
zum Herstellen von Verbrauchszählern.
-
Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
12.
-
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
unter vielen ist die Tatsache, dass die Dichtung stets die optimale
Form und Größe erhält, unabhängig
davon, mit welchen Toleranzen Gehäuse bzw. Messkammer und
die darin vorgesehenen Aussparungen hergestellt wurden. Außerdem
sorgt die nachträgliche Extrusion der Dichtung dafür,
dass das Dichtungsmaterial optimal in die Aussparungen eindringt
und diese ausfüllt, wodurch die Verbindung besonders fest
und dauerhaft wird.
-
Falls
eine Erhöhung der Haftfestigkeit zwischen Dichtung und
Gehäuse bzw. Messkammer nötig ist, kann ein Haftvermittler
auf das mit Aussparungen versehene Teil des Verbrauchszählers
aufgebracht werden.
-
Falls
die Materialien von Dichtung und Gehäuse bzw. Messkammer
kompatibel oder gar identisch sind, kann die unlösbare
Verbindung zwischen beiden durch Aufschmelzen des Dichtungsmaterials auf
das Gehäuse- bzw. Messkammermaterial erfolgen.
-
Anhand
der Zeichnungen soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Es zeigen jeweils rein
schematisch
-
1 eine
Ansicht der Unterseite einer Verbrauchzählerpatrone mit
unverlierbarer Dichtung,
-
2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II durch die Verbrauchzählerpatrone
der 1 und
-
3 einen
Schnitt durch ein zu der Verbrauchzählerpatrone der 1 und 2 passendes
Gehäuseunterteil.
-
1 als
Druntersicht und 2 als Schnitt entlang der Linie
II-II zeigen den für das Verständnis der Erfindung
wesentlichen Teil einer Verbrauchszählerpatrone, die dazu
bestimmt ist, in ein vor Ort sitzendes Zählerunterteil 1 (3)
aus Messing eingeschraubt zu werden, um eine abgelaufene Verbrauchszählerpatrone
zu ersetzen.
-
Das
Gehäuse 10 ist mit einem Koaxial-Anschluss ausgerüstet,
gebildet durch eine zentrale Wasserauslassöffnung 12 und
dazu konzentrischen Wassereinlassschlitzen 13.
-
Mit
Hilfe eines Gewindes 14 wird die Verbrauchszählerpatrone
in das Zählerunterteil (3) eingeschraubt.
Mit Hilfe eines Gewindes 15 wird die Verbrauchszählerpatrone
geschlossen, sobald die Messkammer (nicht dargestellt) eingesetzt
wurde.
-
Die
Abdichtung zwischen Einlass und Auslass des Verbrauchszählers übernehmen
zwei Dichtungsringe 20, 30. Der erste Dichtungsring 20 ist
mit Hilfe einer Mehrzahl von am Umfang verteilten schwalbenschwanzförmigen
Erweiterungen 21 in ebenfalls schwalbenschwanzförmigen
Aussparungen verankert, die im Boden 11 der Verbrauchszählerpatrone 10 eingeformt
sind. Dank der Verankerung durch die schwalbenschwanzförmigen
Erweiterungen 21 kann die zentrale Durchlassöffnung 12 den selben
Durchmesser haben wie der Dichtungsring 20, so dass der
Flüssigkeitslauf mit minimalem Druckverlust erfolgen kann.
Trotzdem kann sich der Dichtungsring 20 wenn nötig
nach innen auswölben, wenn die Verbrauchszählerpatrone 10 zu
tief in das ortsfest sitzende Zähleruntergehäuse 1 (3)
eingeschraubt wird.
-
Die
Abdichtung zwischen der Verbrauchszählerpatrone 10 und
dem ortsfesten Gehäuseunterteil 1 erfolgt des
Weiteren durch den zweiten Dichtungsring 30. Auch dieser
ist mit Hilfe von schwalbenschwanzförmigen Erweiterungen 31 in
der Verbrauchszählerpatrone 10 verankert.
-
Zum
Herstellen der Dichtungsringe 20, 30 wird die
Verbrauchszählerpatrone 10, die zunächst
in einem getrennten Vorgang hergestellt wurde, in eine Spritzgießform
eingelegt. Anschließend wird an Einspritzpunkten 22, 32 Dichtungsmaterial,
beispielsweise Polypropylen (PP) oder thermoplastisches Elastomer
(TPE), eingespritzt, füllt die Aussparungen komplett aus
und bildet gleichzeitig die Dichtungsringe 20, 30 mit
den Erweiterungen 21, 31 in der richtigen Form,
Größe und Position. Weitere Montagearbeiten sind
entbehrlich. Die Dichtungsringe 20, 30 können
sich beim weiteren Handling, sei es im Herstellerwerk, sei es auf
dem Transport, sei es vor Ort beim Auswechseln der Verbrauchszählerpatrone, nicht
mehr lösen. Dank der vielfachen Verankerungen können
die Dichtungsringe 20, 30 sich beim Einschrauben
weder Verdrehen noch Verwinden noch Verwalken. Der erfindungsgemäße
Verbrauchszähler vereinigt somit optimale Sicherheit und
Zuverlässigkeit mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand.
-
3 zeigt
einen Schnitt durch ein zu der Verbrauchzählerpatrone der 1 und 2 passendes
Gehäuseunterteil 1. Man erkennt Einlass 2 und
Auslass 3 für die zu messende Flüssigkeit
und die Dichtungsfläche 4, mit der der erste Dichtungsring 20 kooperiert.
Die Gehäuseanschlussstutzen 3, 4 sind
ebenfalls mit unverlierbaren Dichtungen 40 ausgerüstet.
Auf diese Weise wird jeder Verlust einer Dichtung vermieden, die
Montagezeit verkürzt und die Verwendung einer losen, unpassenden
Dichtung durch den Monteur verhindert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10306873
B4 [0003]
- - DE 9115728 U [0004]
- - DE 2337465 C3 [0005]
- - DE 19730605 C1 [0006]
- - EP 1467188 B1 [0007]