DE102012019832A1 - Gehäusekörper und mechatronische Strömungsmessvorrichtung mit Hubkörper-Strömungsmesseinsätzen und einem derartigen Gehäusekörper - Google Patents

Abstract

Quaderförmiger monolithischer Gehäusekörper 401 für eine mechatronische Strömungsmessvorrichtung 600 ... mit wenigstens zwei, bezüglich der x-y-Ebene parallel angeordnete Funktionseinheiten 401f, 401f1, 401f2, ... 401fl, wobei a) jede Funktionseinheit 401f hinsichtlich der Messfluidkanäle 405 genau ein oberes Sackloch 405s in y-Richtung aufweist, das zwei in y-Richtung parallel angeordnete Sack- und/oder Durchgangslöcher 405s, 405d in z-Richtung rechtwinklig schneidet, wobei die beiden letzteren einerseits einen Teil und den z-Auslass 402a eines x-y-z-Durchgangskanales 405dk (einschließlich des x-Messkanales 405m) und eines z-Sammelrrücklaufes (Teil des Sensorrücklaufes RS) des mittels des in den Gehäuseblock 401 eingeschraubten Strömungsmesseinsatzes 1 zu messenden und/oder zu regelnden Fluids einer Temperiereinrichtung 500 einer bzw. für eine Ur- oder Umformeinrichtung 520 bilden, b) der Messkanal 405m durch mindestens zwei koaxiale Sacklöcher 405s in x-Richtung gebildet ist, ...

Description

• Die Erfindung betrifft Gehäusekörper für mechatronische Strömungsmessvorrichtungen sowie mechatronische Hubkörper-Strömungsmessvorrichtungen mit derartigen Gehäusekörpern gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
• Aus der WO 2009080352 A1 ist eine gattungsgemäße mechatronische Strömungsmessvorrichtung mit einem quaderförmigen Gehäusekörper bekannt, bei dem die Position eines am Gehäusekörper fluiddicht befestigten, fluidauslenkbaren Hubkörpers mit einem Messwertaufnehmer erfassbar ist. Mechatronische Strömungsmessgeräte werden von der Anmelderin unter der Bezeichnung SBY und SBU hergestellt und vertrieben. Derartige Messgeräte sind für Mediums- bzw. Fluidtemperaturen bis ca. 80–120°C einsetzbar und sind deshalb nicht oder wenig für Hochtemperaturanwendungen (über 80–120°C, insbesondere ca. 200°C) geeignet. Derartige Temperaturen treten unter anderem beim Temperieren von Spitzgießwerkzeugen auf.
• Bekannt sind weiterhin Thermoformenverfahren, Thermoformenanlagen und Spritzgießwerkzeuge mit fluidgeheizten/fluidgekühlten Temperiereinrichtungen, die mehrere Strömungsmessgeräte aufweisen, wobei an die Strömungsmessgeräte z. T. hohe Temperaturbeständigkeitsforderungen gestellt werden, bedingt durch die hohe Verarbeitungstemperatur des Spritzgießmaterials selbst und/oder durch eine hohe Werkzeugtemperatur. Ein Spritzgießwerkzeug bzw. Spritzgusswerkzeug ist ein Werkzeug aus mehreren Baugruppen und verschiedenen Einzelteilen, vorwiegend aus Stahl, das zur Herstellung großer Stückzahlen von Kunststoffteilen dient. Ein Spritzgießwerkzeug kann über eine oder zwei Trennebenen und mehrere Kavitäten mit Formkernen pro Trennebene verfügen, d.h., es können mehrere Kunststoffteile gleichzeitig in einer Form produziert werden. Werkzeuge mit zwei Trennebenen verfügen oft über einen zweiseitigen Steilgewindetrieb, der das schnelle, parallele Öffnen und Schließen der beiden Formebenen ermöglicht. Weitere Grundbestandteile von Spritzgießwerkzeugen sind: a) Aufspannplatten zur Aufspannung des Werkzeugs auf die Spritzgießmaschine b) Anguss c) Kühlkreislauf d) Auswertereinheit. Der Kunststoff wird mittels des Zylinders der Spritzgussmaschine mit hohem Druck durch die Zuführkanäle in die Kavitäten des Werkzeugs eingespritzt, so dass die Luft entweicht. Durch spezielle Entlüftungskanäle in dem Formteil wird über einen Kühlkreislauf soweit abgekühlt, bis ”entformt” werden kann. Die Dauer eines Zyklusses (Zeit zwischen zwei Entformungen) ist abhängig von Werkstückgröße und Kühldauer. Die Entformung erfolgt durch so genannte Auswerfer, wobei zur Entnahme der Formteile Entnahmeroboter eingesetzt werden können. Die Standzeit der Spritzgussform hängt von verschiedenen Parametern des Spritzzyklusses wie beispielsweise Temperatur und Temperaturdifferenzen oder dem Einspritzdruck ab. Man unterscheidet unter anderem zwischen Kaltkanal- und Heißkanalwerkzeugen. Bei Kaltkanalsystemen härtet der Kunststoff im Anguss aus und wird nach dem Auswerfen des Formteiles abgetrennt. Heißkanalsysteme können über so genannte Nadelverschlusssysteme verfügen, bei dem die Einspritzdüse direkt nach dem Nachdrücken durch eine Verschlussnadel geschlossen wird. Weitere Bauformen von Spritzgießformen sind: a) Dreiplattenwerkzeug b) Isolierkanalwerkzeug c) Etagenwerkzeug. Als Formwerkzeug bezeichnet man Bearbeitungswerkzeuge und Handwerkzeuge die in den Hauptgruppen der formenden Fertigungsverfahren, Urformen und Umformen, in Werkzeugmaschinen oder im Handwerk verwendet werden. Relevant ist vor allem die DIN 8580 bzw. neuere demensprechende Normen. Formwerkzeuge nehmen eine zentrale Stellung in vielen Bereichen der produzierenden und verarbeitenden Industrie ein. Eine besonders große Bedeutung haben sie: in der Metallindustrie, speziell in der blechverarbeitenden Industrie (z. B. Karosseriebau) und in der gesamten Gusstechnik, in der Kunststoffverarbeitung (vor allem bei Spritzgießverfahren) und in einigen Bereichen des Handwerks (z. B. bei Schmieden). Die Herstellung von Messgerätegehäusen oder Lebensmittelverpackungen, wie Becher, Deckel und Schalen aus Kunststoff, stellt höchste Anforderungen an die Präzision der Spritzgieß- und Thermoformwerkzeuge, vor allem an die zykluszeit- und zykluspunkt-exakten Fluidtemperierungen des Vor- und/oder Rücklaufes bzw. der einzelnen Fluidkanäle der Thermoformen- bzw. Spritzgießwerkzeuge.
• Das Thermoformen ist ein Verfahren zur Umformung thermoplastischer Kunststoffe. Früher wurde es als Warmformen, Tiefziehen oder Vakuumtiefziehen bezeichnet. Man unterscheidet die Thermoformverfahren nach dem Halbzeug: Dünnere Halbzeuge werden Folien genannt, dickere (ab ca. 1,5 mm) Platten. Folien-Halbzeuge können auf großen (bis ⌀ 1,8 m) Rollen den Thermoformautomaten zugeführt werden. Daneben sind die Thermoformen die Werkzeuge für das Thermoformen. Beim Vakuum-Thermoformverfahren sind z. B. folgende Schritte bzw. Verfahrenshandlungen üblich und typisch: 1) Folie einlegen 2) Spannrahmen zu 3) Aufheizen 4) Vorblasen 5) Formhelfer ab; Tisch auf/ab 6) Vakuum ein 7) Kühlen 8) Entformen 9) Maschine öffnen; Die Zykluszeiten betragen etwa 30 sec bis 10 min, sind also wesentlich langer als bei Spritzgießmaschine (oft kleiner als 3–5 s!). Je nach Kunststoff bzw. Ausgangsmaterial müssen die Werkzeuge gekühlt oder beheizt werden, ggf. ist auch eine Vorwärmstation erforderlich. Formwerkzeuge mit optimaler Kühlung, Heizung und Temperierung, vor allem einer automatisierten Temperierung, sowie eine effiziente Schnellwechseltechnik sind die Grundvoraussetzungen für qualitativ hochwertige Produkte und eine geringe Ausschussrate. POM-Formmassen können auf allen handelsüblichen Spritzgießmaschinen mit herkömmlichen Universalschnecken verarbeitet werden. Angusskanäle, Anschnitte und Heißkanalsysteme sollten nicht zu klein bemessen werden. POM-Formmassen können bzw. müssen im Spritzgießverfahren bei Massetemperaturen zwischen 180°C bis 230°C verarbeitet werden und lassen sich gut entformen. Bei höheren Temperaturen, die für mehr Produktivität gewünscht ist, ist auf eine (sehr) kurze Verweilzeit zu achten, da das Material thermisch geschädigt werden kann. Die Werkzeugtemperatur für optimale Festigkeit, Steifigkeit und Härte sollte zwischen 60°C und 90°C gewählt werden. Zur Verringerung der Nachschwindung kann die Temperatur bis auf 120°C oder mehr angehoben werden. Einem möglichen Teileverzug kann durch unterschiedliche Temperierung der Formhälften gegengesteuert werden. Eine gut ausgelegte schnelle und präzise Temperierung beeinflusst über die Werkzeug-, Fluid- und Formmassetemperatur die Oberflächengüte, die Schwindung und die Toleranzen der Formteile. Genaue Empfehlungen für die Formmassen bzw. Ausgangsmaterialien zu geben, ist schwierig, denn sie hängen u. a. von der Werkzeuggestaltung, der Werkzeugtemperierung und der eingesetzten Spritzgießmaschine ab und können nur nach Kenntnis aller Randbedingungen gegeben werden. Deshalb ist es sehr wichtig, die Werkzeug,- Fluid- und Formmasse-Temperierung sehr präzise und zeitlich exakt vornehmen zu können. Spritzgießwerkzeuge müssen verfahrensbedingt zonenabhängig temperiert werden. Dazu sind je nach Werkzeuggröße einer oder mehrere Temperierkreisläufe erforderlich. Die Durchflussmenge muss für jeden Temperierkreislauf separat regulierbar sein, um den geforderten Temperaturbereich für die jeweilige Zone im Spritzgießwerkzeug zu gewährleisten. Eine aus der Praxis bekannte einfache Art und Weise der Temperiermedienverteilung ist die Verteilung über so genannte Blindverteiler. Bei diesem System wird die Temperierfluidverteilung durch Einzelabgänge aus einem Zentralrohr realisiert. Die Einzelabgänge können absperrbar sein, auf eine Anzeige des Temperierfluiddurchflusses je Einzelkanal wird in der Regel verzichtet. Blindverteiler haben den Nachteil, dass eine Regulierung und Visualisierung der Temperiermedienströme nicht möglich ist. Ist der Temperiermediendurchfluss in einer oder mehrerer Zonen des Spritzgießwerkzeuges gestört, so können Fehler erst an Hand aufgetretener Qualitätsmängel an den hergestellten Formteilen erkannt werden. Aus der DE 41 15 963 A1 ist es bekannt, zur Kühlung von Spritzgießwerkzeugen mit mehreren Kühlkreisläufen, die mit unterschiedlichen Durchflussmengen pro Zeiteinheit beaufschlagt werden, für jeden Kreislauf jeweils ein Schwebekörper-Durchflussmengen-Messgerät einzusetzen, die in Form eines Registers unmittelbar nebeneinander in Reihe angeordnet sind. Die Zu- und Abflüsse aller Kreisläufe werden dabei über Sammelkanäle zusammengefasst. Hierzu sind für den gemeinsamen Abfluss bzw. Rücklauf in der oberen Durchflussarmatur Querkanäle zwischen den einzelnen Messgeräten angeordnet und in analoger Weise Querkanäle in der unteren Durchflussarmatur, für den Zufluss bzw. Vorlauf. Die Durchflussmengen für die einzelnen Kreisläufe sind mittels Stellventilen manuell regulierbar, wobei die jeweilige Durchflussmenge für einen Kreislauf über den definierten Auftrieb eines Schwimmkörpers in einem transparenten Schauglas abgelesen und kontrolliert werden kann.
• Derartige Systeme haben den Nachteil, dass sie bei weitem nicht alle Anforderungen für eine elektronische präzise und schnelle Prozessüberwachung und Prozessregelung erfüllen, vor allem hinsichtlich genauer, schneller Strömungsgeschwindigkeits- und/oder Strömungsmengenerfassung einschließlich der Fluidtemperaturregelung. Die eingestellten Durchflüsse sind in Abhängigkeit vom anliegenden zentralen Temperiermedium und von den Druckverhältnissen im System Werkzeug – Temperierkreislauf instabil und können nicht automatisch beeinflusst werden. Das Ablesen von Durchflusswerten am Schauglas ist wesentlich von der vorhandenen Temperiermedienqualität abhängig, eine praxisübliche chemische Behandlung des Temperiermediums führt zu einer Verschmutzung der Schaugläser, die eine Kontrolle der Durchflussmenge erschwert. Für rechnergesteuerte Temperaturregelungen und Prozessüberwachungen ist die elektronische Erfassung von prozessrelevanten Daten sowie die Ansteuerung von elektrischen Stellelementen wesentliche Verfahrensgrundlage. Diese Mess- und Stelleinheiten müssen derzeit zusätzlich in die separaten Kühlkreisläufe eingebunden werden, was mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist. Die zwangsläufig vorhandenen mechanisch betätigbaren Regelventile und Durchfluss-Schaugläser bleiben für die automatische, die Temperatur regelnde Prozesssteuerung ungenutzt und verursachen zusätzliche Kosten.
• Z. B. wird der Fertigungsprozess für Datenträger auf Kunststoffbasis so eingestellt, dass eine hinreichend genaue Substratqualität bei möglichst kurzer Zykluszeit erzielt wird. Da eine gute Abformqualität der Informationsstruktur von optischen Datenträgern eine hohe Werkzeugtemperatur erfordert und eine kurze Zykluszeit eine niedrige Werkzeugtemperatur zur schnelleren Erstarrung der eingespritzten Kunststoffschmelze zur Bedingung hat, ist eine genaue Temperaturführung offensichtlich von größter Bedeutung. Es sind Zykluszeiten von 2,0–2,6 Sek. für DVDs erreicht worden. Heutzutage wird bei der Temperatureinstellung vor allem die radiale Verformung des Formlings berücksichtigt. Im Fertigungsprozess muss die Temperatur der Werkzeuge je nach Disk-Format in einem Temperaturbereich von ca. 40° bis 145°C – z. B. 120°C beim DVD-Spritzgießprozess gehalten werden. Bereits Abweichungen von nur 0,5 bis 1,0°C können schon dazu führen, dass die entstehenden Produkte nicht brauchbar sind. Die genaue und schnelle Temperatursteuerung ist daher entscheidende Voraussetzung für eine effektive Produktion mit wenig Ausschuss.
• Aufgabe der Erfindung ist es, Gehäusekörper für mechatronische Hubkörper-Strömungsmessvorrichtungen als auch mechatronische Hubkörper-Strömungsmessvorrichtungen zu verbessern, insbesondere solche für Temperiereinrichtungen von/für Spritzgieß- und Thermoformanlagen bzw. Ur- oder Umformeinrichtungen, die schnelle und präzise Fluidtemperatur- und/oder Fluidmengen-Regelungen für die fluidbasierten Werkzeuge und/oder Formmassen von Temperiereinrichtungen bzw. Ur- oder Umformeinrichtungen ermöglichen.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen einschließlich der Bezugszeichenerläuterungen angegeben.
• Ein quaderförmiger monolithischer Gehäusekörper für eine mechatronische Hubkörper-Strömungsmessvorrichtung mit Strömungsumlenkung weist zueinander rechtwinklige Sack- und/oder Durchgangslöcher in x-, y- und z-Richtung auf, die einander schneiden bzw. überlappen. Dadurch ist ein Durchgangskanal aus mehreren Durchgangskanalstücken geschaffen für das zu messende Fluid. In einem derartigen Kreuzungsbereich einer bzw. jeder Funktionseinheit ist in einem doppelten, konzentrischen Sackloch, das den x-Messkanal bildet, ein mechatronischer Strömungsmesseinsatz in x-Richtung befestigt bzw. eingeschraubt, dessen fluidgeschwindkeitsabhängige und fluidumlenkungsbedingte Hubkörperauslenkung durch einen magnetfeldempfindlichen oder induktiven Näherungssensor erfassbar ist. Insbesondere der Gehäusekörper und die Strömungsmesseinrichtung für Hochtemperaturfluid-Verwendungen weist in z-Richtung mindestens einen Kanal für die Kühlung (ggf. auch für die Heizung bzw. Temperierung der Strömungsmesseinsätze) auf sowie mindestens zwei Befestigungskanäle für die Fixierung nebeneinander angeordneter Gehäusekörper, vzw. für direkt und unmittelbar verbundene Gehäusekörper.
• Wesentliche Merkmale der Erfindung sind: In z-Richtung sind zwei benachbarte Sack- und/oder Durchgangslöcher als Sammelsensorrücklauf bzgl. aller paralleler Funktionseinheiten (Kanalanzahl) vorhanden, die direkt mittels eines y-Sack- oder y-Durchgangsloches, d. h. in y-Richtung, verbunden sind. Sie sind Teil eines Durchgangskanales vom Einlass einer Funktionseinheit bis zu deren Auslass für das mit dem Strömungsmesseinsatz zu messende Fluid. Durch diese Lösung ist es möglich, durch einen einzigen monolithischen Gehäusekörper bzw. eine Gehäusekörpereinheit aus mehreren verbundenen Gehäusekörpern den mehrkanaligen Sensorvorlauf VS durch diesen Gehäusekörper zu zentralisieren (Zweikanaligkeit in z-Richtung). Hierdurch sind einerseits neuartige Anschlussmöglichkeiten vorhanden, andererseits sind bei entsprechender Gestaltung und durch die z-Sammelkanäle auch leicht niedrige Strömungswiderstände erreichbar,
• Die grundlegende Ideen bei einer Temperiereinrichtung einer Ur- oder Umformeinrichtung mit einem Temperiergerät, mit einem zu temperierenden Formwerkzeug, wobei das Formwerkzeug mindestens einen Fluidkanal aufweist und zumindest in einem Kanal ein Regelventil zur Einstellung der Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Fluides und ein dem Regelventil zugeordnetes Hubkörper-Strömungsmessgerät, besteht darin, ein bestimmtes Grundprinzip hinsichtlich der hubkörperbasierten Strömungsmessgeräte, Strömungseinrichtungen und in einen Grundkörper fluiddicht einschraubbaren bzw. befestigbaren Strömungsmesseinsätze anzuwenden und die Strömung im Bereich des Hubkörpers bzw. Ventilsitzes gezielt um einen größeren Winkelbetrag in nur eine Richtung oder auch in zwei entgegengesetzte Richtungen umzulenken, so dass die Anströmrichtung des Fluides ungleich der Abströmrichtung ist, d. h. dass die Auslenkungsrichtung des Hubkörpers gegenüber der An- oder Abströmrichtung um einen bestimmten Winkel differiert, der ca. 90 Grad beträgt. Weiterhin sind verschiedene vorteilhafte Gehäusekörper bzw. Gehäuseblocke vorgestellt, die sich vor allem hinsichtlich der Fluidkanalgestaltung und Fluidführung unterscheiden. Die verschiedenen quaderförmigen monolithischen Gehäusekörper für eine mechatronische Hubkörper-Strömungsmessvorrichtung mit Strömungsumlenkung weisen zueinander rechtwinklige Sack- und/oder Durchgangslöcher in x-, y- und z-Richtung auf, die einander schneiden bzw. überlappen. Dadurch ist ein Durchgangskanal aus mehreren Durchgangskanalstücken geschaffen für das zu messende Fluid. In einem derartigen Kreuzungsbereich einer bzw. jeder Funktionseinheit ist in einem doppelten, konzentrischen Sackloch, das den x-Messkanal bildet, ein mechatronischer Strömungsmesseinsatz in x-Richtung befestigt bzw. eingeschraubt, dessen fluidgeschwindkeitsabhängige und fluidumlenkungsbedingte Hubkörperauslenkung durch einen magnetfeldempfindlichen oder induktiven Näherungssensor erfassbar ist. Insbesondere der Gehäusekörper und die Strömungsmesseinrichtung für Hochtemperaturfluid-Verwendungen weist in z-Richtung mindestens einen Kanal für die Kühlung (ggf. auch für die Heizung bzw. Temperierung der Strömungsmesseinsätze) auf sowie mindestens zwei Befestigungskanäle für die Fixierung nebeneinander angeordneter Gehäusekörper, vzw. für direkt und unmittelbar verbundene Gehäusekörper.
• Nachfolgend ist die Erfindung anhand von mehreren, auch in Zeichnungen dargestellter vorteilhafter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
• Die 7–11 zeigen perspektivische und Schnittdarstellungen monolithischer, erfindungsgemäßer, quaderförmiger Gehäusekörper 401 und erfindungsgemäßer Strömungsmesseinrichtungen 600. Sie dienen beispielhaft für Gestaltungsmöglichkeiten von erfindungsgemäßen Gehäusekörpern 401, wobei hier die beiden z-Kanäle 405 (Sammelsensorrücklauf) teilweise nicht eingezeichnet sind.
• 1: Hinsichtlich der Erfindung bevorzugter, hochleistungsfähiger, sehr genau messender mechatronischer Hubkörper-Strömungsmesseinsatz 1 mit einer Wärmeleithülse 7a und verbesserter Luftkühlung für hohe Fluidtemperaturen von mindestens 120–250 Grad Celsius mit einer Messwertaufnehmereinheit 21 mit einem berührungslos arbeitenden, magnetfeldempfindlichen elektronischen Näherungssensorelement (vzw. GMR- oder AMR-Zelle) 21e mit Fluidwärmeschutz und einer Meßeinsatz-1-externen Ausgabeeinheit 300 für eine erfindungsgemäße Strömungsmess- oder Strömungsüberwachungsvorrichtung 600 mit einem hier nicht dargestellten erfindungsgemäßen Grundkörper 401, wobei der Strömungsmesseinsatz 1 hier als Teil eines Strömungsmessgerätes 4 mit Ventilfunktion mit einem beispielhaft dargestellten y-förmigen Fluidgehäuse bzw. Grundkörper 3a (bzw. Gehäusekörper bzw. Gehäuseblock 401) fluiddicht verbunden ist (teilweise geschnitten);
• 2: Längsschnitt dieses bevorzugten, mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1 und dieses Strömungsmessgerätes 4 gemäß 1;
• 3: Aufsicht eines hinsichtlich der Erfindung bevorzugten, mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1 im nichteingebauten Zustand, der im Wesentlichen dem von 1 und 2 entspricht;
• 4a & 4b: Perspektivische und Schnittdarstellung des Kühlfluid- bzw. Kühlwasserbasierten, messfluidwärmableitendes Teiles mit einer Kühlfluidkammer 7ka eines hinsichtlich der Erfindung bevorzugten hochleistungsfähigen, sehr genau messenden mechatronischen Hubkörper-Strömungsmesseinsatzes 1 ähnlich der 1 für hohe Fluidtemperaturen von mindestens 120–250 Grad Celsius;
• 5: Hinsichtlich der Erfindung bevorzugter, hochleistungsfähiger, sehr genau messender mechatronischer Hubkörper-Strömungsmesseinsatz 1 mit einer Wärmeleithülse 7a und Wasser- bzw. Fluidkühlung für hohe Fluidtemperaturen von mindestens 120–250 Grad Celsius mit einer Messwertaufnehmereinheit 21 mit einem berührungslos arbeitenden, magnetfeldempfindlichen oder induktiv arbeitendem elektronischen Näherungssensorelement (GMR- oder AMR-Zelle) 21e mit Fluidwärmeschutz und einer nichtgezeigten Meßeinsatz-1-externen Ausgabeeinheit 300 für eine erfindungsgemäße Strömungsmess- oder Strömungsüberwachungsvorrichtung 600 mit einem hier nicht dargestellten erfindungsgemäßen Grundkörper 401, wobei der Strömungsmesseinsatz 1 hier als Teil eines Strömungsmessgerätes 4 mit Ventilfunktion mit einem beispielhaft dargestellten y-förmigen Fluidgehäuse bzw. Grundkörper 3a (bzw. Gehäusekörper bzw. Gehäuseblock 401) fluiddicht verbunden ist (teilweise geschnitten);
• 6: Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Temperiereinrichtung 500 einer Ur- oder Umformeinrichtung 520, das beispielhaft die Anwendung des erfindungsgemäßen Gehäusekörpers 401 und der erfindungsgemäßen Strömungsmessvorrichtung 600, 575 sowie bevorzugter Strömungsmesseinsätze 1 für eine hochgenaue Messfluidtemperaturregelung des Vor- oder Rücklaufes V, R der zu temperierenden Fluidkanäle der Ur- oder Umformeinrichtung zeigt, wobei die örtliche bzw. genaue Anordnung der Messfluid-Ein- und -Ausgänge nur symbolisch gezeigt und ggf. gemäß der erfindungsgemäß vorgegebenen Anordnungen angepasst werden muss und die der Strömungsmessvorrichtung 600 vorausgehende und/oder nachfolgende Einheit 510, 525, 520, 560, 560b usw. vzw. direkt an eine oder beide Schmalseiten 401sf, 401sn des Grundkörpers 401 angeflanscht ist und nicht, wie hier gezeigt, über symbolische flexible oder starre Fluidverbindungsleitungen verbunden sind bzw. verbindbar sind; Die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung 500 einer Ur- oder Umformeinrichtung 520 hat ein Temperiergerät 510, das zumindest eine Pumpe zum Pumpen des Fluides in den Zulauf, eine Temperaturänderungseinrichtung zum Heizen des Fluides und/oder zum Kühlen des Fluides sowie eine Temperaturregeleinrichtung für das zu pumpende Fluid aufweist. Das zu temperierende Formwerkzeug 525, insbesondere ein Spritzgießwerkzeug, weist mindestens einen Fluidkanal 525k, d. h. mindestens einem Zulauf 525z und mindestens einem Rücklauf 525z auf. D. h., dass der Fluidkanal 525k an mindestens eine Zulaufleitung 550z und mindestens eine Rücklaufleitung 550r hat. Im dargestellten Beispiel ist ein vierkanaliges Formwerkzeug 525 gezeigt und demzufolge ein vierkanaliger Rücklauf bis zur Strömungsmesseinrichtung 600 in Form eines Strömungsmessgeräteblocks 575 mit vier mechatronischen Strömungsmesseinsätzen 570e, die zusammen mit den vier Funktionsblöcken 401f des Gehäusekörpers vier mechatronische Strömungsmessgeräte 570 bilden, d. h. einen Messgeräteblock 575. An diesen schließt sich ein Regelventilblock 565 mit vier elektrischen Regelventilen 560 an, die entsprechend der Signale der zugeordneten Strömungsmessgeräte 570 gesteuert werden. Da die Strömung zumindest eines der Strömungsmessgeräte 570 gemäß der 1 und 2 im Bereich des Hubkörpers so umgelenkt ist, so dass die Anströmrichtung des Fluides ungleich der Abströmrichtung ist, d. h. dass die Auslenkungsrichtung des Hubkörpers gegenüber der An- oder Abströmrichtung um einen bestimmten Winkel Wn bzw. Wb, der größer als 10–20 Grad ist, differiert, und dass das Strömungsmessgerät 570 ein mechatronisches Hubkörperströmungsmessgerät ist, werden beträchtliche Vorteile erreicht. Dies sind z. B.: a) die Trübung oder Verschmutzung des Fuides ist unerheblich b) der Hubkörper wird von der Strömung weg bewegt. Dadurch ist Platz vorhanden, einen genauen Sensor bzw. ein Annäherungsmessgerät zu platzieren, wobei ein elektronisches induktives oder Magnet-Näherungsmessgerät oder ein elektronischer induktiver oder Magnet-Näherungsschalter besonders geeignet ist, auch wegen der bekannten Vorteile dieser Prinzipien.
• 7: Perspektivische und Schnittdarstellung eines zweikanaligen monolithischen, quaderförmigen Gehäusekörpers 401 ohne Strömungsmesseinsatz 1, der genau zwei direkt verbundene Durchgangslöcher 405s, 405d in z-Richtung als z-Sammelvorlauf V und z-Sammelrücklauf R aufweist, die einerseits einen Teil eines ersten x-y-z-Durchgangskanales 405dk1 einschließlich des Messkanales 405m für den Rücklauf R des mittels des Strömungsmesseinsatzes 1 zu messenden und/oder zu regelnden Fluids einer Einrichtung 520, 500, 520s, 525, 560b bilden und andererseits einen Teil eines zweiten y-z-Durchgangskanales 405dk2 ohne einen Messkanal 405m für den z-Sammelvorlauf V bilden, so dass sich der Eingang bzw. Anschluss 402e, 402ep für den zweikanaligen, antiparallelen Sammelvorlauf (V, 405d, 405s, nicht einseitig mit einem Blindstopfen verschlossene z-Durchgangsloches 405d) auf beiden Stirnseiten 401sv, 401sh des Gehäusekörpers 401 befindet (in z-Richtung) und alle Einrichtungs-seitigen 520, 500, 520s, 525, 560b Eingangsanschlüsse bzw. Eingangs-Öffnungen 402e, 402es für den dann zweikanaligen, antiparallelen Vorlauf V als auch alle Einrichtungs-seitigen 520, 500, 520s, 525 Ausgangsanschlüsse bzw. Ausgangs-Öffnungen 402 des zweikanaligen Rücklaufes R auf der Strömungsmesseinsatz-1-fernen Schmalseite 401sf sind.
• 8a & b: Perspektivische und Schnittdarstellung einer Strömungsmesseinheit 600 mit einer vierkanaligen monolithischen, quaderförmigen Gehäusekörpereinheit 401e mit je zwei Gehäusekörpern 401 mit insgesamt vier Funktionseinheiten 401f und vier wassergekühlten mechatronischen Strömungsmesseinsätzen 1 gemäß der 4 & 5, wobei jeder Gehäusekörper 401 genau zwei direkt in y-Richtung verbundene Durchgangslöcher 405s, 405d in z-Richtung mit vier Gewinde-Öffnungen 402g als zwei Gewinde-z-Anschlüsse 402g für zwei antiparallele z-Sammelvorläufe V einer Vorlaufquelle V (z. B. 510, siehe 6; oder auch mehrere Vorlaufquellen) und zwei z-Ausgangsöffnungen 402a als Gewinde-z-Ausgangsanschlüsse 402g im Sensorrücklauf RS als antiparalleler z-Sammelrücklauf R aufweist, wobei die vier y-Ausgänge 402a des Rücklaufes (R, entspricht hier dem Sensorrücklauf RS) der Gehäusekörpereinheit 401e mit je einem Blindstopfen 490 verschlossen sind. Das Messeinsatz-1-nahe z-Durchgangsloch 405d ist Teil und antiparalleler Ausgang eines ersten x-y-z-Durchgangskanales (405dk1, Pfeile 3–6 gemäß 9) des Rücklaufes R einer Einrichtung bzw. einer Maschine 520, 500, 520s, 525, 560b, der den Messkanal 405m mit dem Strömungsmesseinsatz 1 miteinschließt. Das Messeinsatz-1-ferne z-Durchgangsloch 405d ist Teil und antiparalleler Eingang eines zweiten, Messkanal-405m-losen, aus zwei Kanalteilstücken 405t (y, z; Pfeile 1 & 2 gemäß 9) bestehender y-z-Durchgangskanal 405dk1 des Vorlaufes V bzw. einer Vorlaufquelle V bzw. eines Vorlaufgerätes, z. B. eines Temperiergerätes 510 (siehe 6).
• 9: 8a ist hier vergrößert dargestellt. Die Pfeile 1–2 geben den Vorlauf-V-Flussverlauf an, die Pfeile 3–6 den Rücklauf-R-Flussverlauf.
• 10a & b: Perspektivische Ansicht einer Strömungsmesseinheit 600 mit einer vierkanaligen monolithischen, quaderförmiger Gehäusekörpereinheit 401e aus zwei Gehäuseblöcken 401 mit je zwei Funktionseinheiten 401f und beispielhaft gezeigten in die Gewindeöffnung 402g eingeschraubten wassergekühlten mechatronischen Strömungsmesseinsätzen 1 gemäß der 5 & 6. Diese Figur zeigt beispielhaft Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung, wobei die beiden direkt verbundenen z-Kanäle nicht eingezeichnet sind. Der Gehäusekörper 401 entspricht bis auf die reduzierte Kanalzahl dem von x. 10b zeigt den in die beiden konzentrischen, den Messkanal 405m bildenden x-Sacklöcher 405s unterschiedlichen Durchmessers eingeschraubten Strömungsmesseinsatz 1. Das untere Ende des größeren Sackloches 405s bildet den Ventilsitz 407v für den Ventilschließkörper 18sv des Hubkörpers 18a
• 11: Perspektivische Ansicht und Schnittdarstellung (erste Funktionseinheit 401f1) eines Gehäusekörpers 401 und einer Strömungsmesseinheit 600 mit einem derartigen vierkanaligen monolithischen, quaderförmigen Gehäusekörper 401 mit vier Funktionseinheiten 401f, 401f1 ... 401f4 und einem beispielhaft gezeigten in die Gewindeöffnung 402g eingeschraubten wassergekühlten bzw. wasserkühlbaren mechatronischen Hubkörper-Strömungsmesseinsatz 1 vor allem gemäß der 1–3. Diese Figur zeigt beispielhaft Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung, wobei die beiden direkt verbundenen z-Kanäle nicht eingezeichnet sind. Es ist ein Durchgangskanal 405dk je Funktionseinheit 401f, 401f1, ... 401f4 für das Messfluid vorhanden, da der obere und der untere y-Kanal als einzige messfluidrelevante Sacklöcher 405s ausgebildet ist. Jedes dieser Sacklöcher 405s hat auf zwei Anschlüsse 402a (hier auf der Messeinsatz-1-fernen 401sf Schmalseite 401sf und keine auf der messeinsatz-1-nahen Stirnseite 401sn. Dadurch kann die gesamte Anschlusstechnik einer Temperiereinrichtung 500 kostensparend auf einer Seite des Gehäusekörpers 401 realisiert sein. Ein entprechender Einsatz gemäß der prinzipiellen Darstellung und Komponenten gemäß 6 ist ohne weiteres möglich. Alle Rücklauf-R-Kanäle 580 des Formwerkzeuges 525 und alle Rücklauf-R-Kanäle 580 des Einganges des Regelblockes 560b sind auf der Messeinsatz-1-fernen Stirnseite 401sn) anschließbar bzw. angeschlossen. Statt zwei oberer y-Ausgangskanalstücke 405at als Teil des Sensorrücklaufes RS hat dieser Gehäusekörper 401 passiven, sondern nur einen aktiven Ausgangskanal 405a, der nur aus einem einzigen Ausgangskanalstück 405ak (Durchgangskanalstück 405aks) und somit keinem passiven Ausgangskanalstück 405ap besteht.
• Nachfolgend wird die Erfindung weiter erläutert einschließlich besonderer und vorteilhafter Ausgestaltungen.
• Der quaderförmige monolithische Gehäusekörper 401 für eine mechatronische Strömungsmessvorrichtung 600 mit einem in einer Öffnung 402ss eines x-Sackloches 405s bzw. x-Messkanales 405m der Oberseite 404o des Gehäusekörpers 401 gewindebefestigbaren mechatronischen Hubkörper-18a-Strömungsmesseinsatzes 1 mit einem Sensor 21 bzw. Sensorelement 21e, der/das die fluidbasierte und fluidgeschwindigkeitsabhängige Auslenkung von dessen Hubkörper 18a berührungslos detektieren kann, mit wenigstens zwei, bezüglich der x-y-Ebene parallel angeordnete Funktionseinheiten 401f, 401f1, 401f2, ... 401fl, hat folgende Merkmale:
• a) Jede Funktionseinheit 401f hat hinsichtlich der Messfluidkanäle 405 genau ein oberes Sackloch 405s in y-Richtung, das zwei in y-Richtung parallel angeordnete Sack- und/oder Durchgangslöcher 405s, 405d in z-Richtung rechtwinklig schneidet, wobei die beiden letzteren einerseits einen Teil und den z-Auslass 402a eines x-y-z-Durchgangskanales 405dk (einschließlich des x-Messkanales 405m und eines z-Sammelrrücklaufes (Teil des Sensorrücklaufes RS) des mittels des in den Gehäuseblock 401 eingeschraubten Strömungsmesseinsatzes 1 zu messenden und/oder zu regelnden Fluids einer Temperiereinrichtung 500 einer bzw. für eine Ur- oder Umformeinrichtung 520 bilden.
• b) Der Messkanal 405m ist durch mindestens zwei koaxiale Sacklöcher 405s in x-Richtung gebildet ist, wobei das im Durchmesser kleinere Sackloch 405s bis zum unteren y-Kanal 405 bzw. Durchgangs- oder Sackloch 405s, 405d durchgeht und das obere, im Durchmesser größere und am oberen Ende mit einem Gewinde (Gewindeöffnung 402g) versehene Sackloch 405s nur den oberen y-Kanal 405 bzw. das obere y-Durchgangsloch 405s, 405d schneidet.
• Eine weitere bevorzugte Untervariante betrifft einen Gehäusekörper 401 mit einem weiteren Sackloch 405se in x-Richtung als Sensorkanalteilstück 405ts zur Aufnahme eines weiteren Sensors bzw. Sensorgerätes anderer Art, z. B. eines Temperaturfühlers oder eines Drucksensors, wobei das weitere Sackloch 405ss auf der Oberseite 404o endet bzw. beginnt und mit dem bzw. einem Durchgangskanal 405dk verbunden ist und vorzugsweise zwischen dem Sensorkanalteilstück tss bzw. Messkanal 405tm und dem nächstliegenden z-Sammelausgangskanal 405a angeordnet ist, wobei vzw. dieses Sackloch 405se bzw. Sensorkanalteilstück 405ts und deren Öffnung 402se anders ausgebildet ist, als die für den Strömungsmesseinsatz 1, so dass Vertauschungen nicht passieren können.
• Eine weitere bevorzugte Untervariante betrifft einen Gehäusekörper 401 mit einem als einstückiges bzw. monolithisches Gussteil hergestellten Gehäusekörper 401, vorzugsweise aus einem Buntmetall oder Buntmetall-Legierungen, insbesondere aus Messing, und/oder mit planen Öffnungen 402, 402e, 402a mit Innengewinde 402g, wobei alle derartigen messfluidkontaktierenden Öffnungen 402g Innengewinde aufweisen.
• Eine weitere bevorzugte Untervariante betrifft einen Gehäusekörper 401 mit mindestens einem in z-Richtung verlaufenden Kühlkanal 405k, der in der Nähe des Kanalteilstückes 405tss für den Strömungsmesseinsatz 1 angeordnet ist, aber keine Kanal-Verbindung zu den messfluidführenden bzw. führbaren Kanälen 405s, 405dks hat.
• Eine weitere bevorzugte Untervariante betrifft einen Gehäusekörper 401 mit zueinander im Wesentlichen (ggf. bis auf Dichtungsstellen) planparallelen Stirnseiten 401s, 401sv, 401sh sowie durchgehenden Löchern in z-Richtung, so dass mehrere Gehäusekörper 401 anreihbar und fluiddicht fixierbar, vzw. verschraubbar sind, vzw. sind die Gehäusekörper 401 angereiht und bilden eine fluiddichte Gehäuseblockeinheit 401e.
• Die Erfindung betrifft außerdem eine Strömungsüberwachungs- oder Strömungsmessvorrichtung 600 mit einem erfindungsgemäßen Gehausekörper 1 und mindestens einem, in der Öffnung 402ss des Messgeräteinsatz-Kanalstückes 405tss des Gehäusekörpers 1 fluiddicht befestigtem mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 mit einem durch das zu messende Fluid auslenkbaren Hubkörper 18a und 90-Grad-Strömungsumlenkung im Bereich des Hubkörpers 18a. Vorzugsweise ist sie so gestaltet, dass sie zur Strömungsüberwachung oder Strömungsgeschwindigkeits- oder Strömungsvolumenmessung heißer Fluide mit Temperaturen von über 120–200 Grad Celsius geeignet ist, wobei spezielle luft- oder fluidgekühlte mechatronische Strömungsmesseinsätze 1 verwendet sind.
• Die Erfindung betrifft außerdem eine Ur- oder Umformeinrichtung 520, 520s, insbesondere Spritzgießmaschine 520s oder Spritzgießanlage 520s oder Thermoumformeinrichtung 520, mit einem Formwerkzeug 525 mit zu temperierenden Fluidkanälen und/oder mit einer mehrkanalig 580 zu temperierenden Formmasse, mit einer Temperiereinrichtung 500 mit einem Temperierteil oder einem Temperiergerät 510 als Vorlaufquelle V sowie mit einer erfindungsgemäßen Strömungsüberwachungs- oder Strömungsmessvorrichtung 600. Nachfolgend sind für die Erfindung vorteilhafte Strömungsmesseinsätze 1 anhand von mehreren, auch in den 1–5 dargestellter vorteilhafter Ausführungsbeispiele näher erläutert:
  Vorteilhafte Strömungsmesseinsätze sind nachfolgend erläutert:
  Eine Variante der Erfindung besteht darin, dass die Ausgabeeinheit 300, die ein messsignalrelevantes Ausgangssignal als Standardsignal über einen Stecker- oder Kabelausgang ausgibt, außerhalb des Gehäuses 3b der mediumsnahen Messeinheit 4 angeordnet und mit diesem über ein flexibles Kabel 200 verbunden. Die Ausgabeeinheit 300 mit einer integrierten Elektronikeinheit (z. B. mit für Kurzschlussschutz, elektrooptischen Anzeigeelementen, Anzeige- und Programmierungslogik usw.), die das Signal der Messaufnahmereinheit 21 bzw. des Messaufnehmers bearbeitet und in ein standardisiertes Signal umwandelt und an eine nachfolgende Einheit wie eine SPS abgibt, ist bei bekannten mechatronischen Hubkörperströmungsmessgeräten im Näherungsschalter oder ein Analognäherungssensorgerät integriert, die die bei diesen Geräten üblichen Anzeige-Elemente wie LEDs aufweisen. Besonders für hohe Mediumstemperaturen ist es aber vorteilhaft, die Ausgabeeinheit 300 als separate Einheit (Gerät, Modul) zu realisieren, weil dadurch eine Ausgabeeinheit 300 mit integrierter Auswerteeinheit bzw. auswertender Elektronikeinheit, ggf. auch mit einer Programmier-, Bedien- und/oder Anzeigeeinheit, mit einem standardisierbaren, vom mediumsnahen Teil des Strömungsmesseinsatzes 1 unabhängigen Teil geschaffen ist, die universell verwendbar und bei Hochtemperaturanwendungen weit weniger temperatur- und mediumsbelastet ist (thermische, chemische und mechanische Beständigkeit und Dichtigkeit). Um eine geringe Störbarkeit bzw. eine gute Zuverlässigkeit und Medien- und Feuchtigkeitsbeständigkeit zu erreichen, ist es vorteilhaft, beide Einheiten durch eine nichtsteckbare flexible Verbindung (Kabel) elektrisch zu kontaktieren, d. h. keine Steckverbinder zu benutzen, vorzugsweise auch keinen Kabelanschlussraum.
• Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Strömungsmesseinsatz im Wesentlichen aus drei koaxial angeordneten Kreishohlzylindern besteht, die miteinander verschraubt sind, wobei der innere die Wärmeleithülse, der mittlere die Isolatorhülse 10i, die gleichzeitig Führungshülse für die Hubkörpereinheit und/oder die Hubkörper-Feder ist, und der äußere der Gehäusemantel 3b6 ist, der mit dem Mediumsgehäuse, z. B. einem Messing-Y-Stück bzw. Messing-Schrägsitzventilgehäuse 3a mit Ventilsitz als Hubkörperanschlag verschraubbar ist. Das Gerät 4 ist dadurch besonders stabil sowie effektiv und preiswert herstellbar.
• Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Messwertaufnehmereinheit 21, mit der die Position des Hubkörpers 18a mittels eines auf diesem angebrachten oder mit diesem starr verbundenen Beeinflussungselementes 20 erfasst wird, zumindest mediumsseitig mit einem thermischen Isolator oder Halbisolator zu umhüllen, der vor dem heißen Medium schützt. Zwangsläufig wird durch dessen begrenzte Isolierfähigkeit und der durch das verwendete Messaufnehmerprinzip des elektronischen Annäherungssensor bzw. -schalters bedingte Aufbau und die technisch und sensorisch bedingte relativ dünne Wandstärke der Führungshülse 18b1 bei einer Mediumstemperatur von mehr als 120 Grad Celsius trotzdem viel Wärme in dessen Innenraum gelangen, so dass der Messaufnehmer bzw. die Messaufnehmereinheit trotzdem stark erwärmt wird. Zweitens ist diese Messwertaufnehmereinheit 21 thermisch mit einem Wärmeleitkörper 7 gekoppelt, der so gestaltet ist, dass dessen äußerer Teil, zumindest ein Teil davon, Bestandteil der Außenseite des Gehäuses 3b des Strömungsmesseinsatzes 1 ist. Anstatt die kritische Einheit, die Messaufnehmereinheit 21, weiter vom heißen Medium zu entfernen, was zu einem Verlust an Empfindlichkeit und Messgenauigkeit führen würde, wurde somit ein anderer, besserer Weg erkannt, der diese Nachteile vermeidet. Da der Wärmeleitkörper 7 einen höheren, insbesondere einen deutlich höheren Wärmeleitkoeffizienten als die Isoliereinheit 5 aufweist (der Unterschied sollte möglichst groß gewählt werden), kann die Mediumswärme bzw. Restwärme, die zu dieser Messwertaufnehmereinheit 21 über den thermischen Isolator bzw. die Isoliereinheit 5 gelangt, in den Wärmeleitkörper 7 einschließlich eines oder mehrerer seiner äußeren Teile 7a1, 7b abgeleitet und zumindest von einem dieser äußeren Teile 7a1, 7b die Mediumswärme an die Umgebung des Gehäuses abgegeben werden. Der Wärmeleitkörper 7 ist bevorzugt hohlzylinderförmig, insbesondere kreishohlzylinderförmig, mit einem massiven Mantel ausgebildet und ist am mediumseitigen Ende vollständig geschlossen. Dies ermöglicht, die Messwertaufnehmereinheit 21, die im einfachsten Fall nur aus dem Messwertaufnehmer bestehen kann, am oder im Ende des Wärmeleitkörpers 7 bzw. einer Wärmeleithülse 7a anzubringen und die elektrischen Zuleitungen (Kabel 200) im Wärmeleitkörper 7 zu führen. Dies ist besonders praktisch, da der möglichst dickwandige Wärmeleitkörper 7 vorteilhafterweise über die Rückfront 3b5 des Gehäuses 3b hinaus geführt ist und damit kommt das Kabel 200 weit entfernt vom heißen Medium oder heißen Teilen an die Oberfläche. Somit ist ein effektiver mechanischer und thermischer Schutz, vor allem Knickschutz, gegeben. Da ein Teil des Wärmeleitkörpers 7 bzw. der Wärmeleithülse 7a nun Teil des erweiterten Gehäuses 3b des Strömungsmesseinsatzes bzw. -gerätes ist, ist die Wärmeabführung durch die vergrößerte Wärmekapazität und Wärmeleitung besser, auch durch die langen, aber trotzdem relativ dünnen flexiblen Litze des Anschlusskabels 200, aber die Wärmeabführung durch Luftkonvektion und Wärmestrahlung ist vor allem durch die stark vergrößerte Oberfläche gut wärmeleitender Bereiche des Gerätes 4 mit direktem Luftkontakt (Gehäuseoberflächen) verbessert, vor allem, weil die Wärmeabführung an die Umgebung im mediumsfernen Bereich des Gerätes 4 erfolgt. Damit eignet sich die Erfindung für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere von ca. 120 bis 200°C und darüber hinaus, wie sie beispielsweise bei Öl- oder Hochdruckwasser-Medien bei Temperiereinrichtungen 500 von Ur- und Umformmaschinen auftreten können. Derartige Temperaturen in Richtung 200°C und darüber treten unter anderem beim Temperieren der Werkzeuge bzw. Werkzeughälften von Spitzgießmaschinen auf. Vorzugsweise besteht der Wärmeleitkörper 7, vor allem die Wärmeleithülse 7a, aus Kupfer, vor allem aus einem hochreinen Kupfer mit einem Wärmeleitkoeffizient größer als 300 W/Km, und die thermische Isolatorhülse 10i aus einem temperaturbeständigem Kunststoff, bevorzugt PPS, POM oder PEEK.
• Nachfolgend werden besondere Ausgestaltungen der Erfindung anhand der 1 bis 5 weitergehend erläutert, die verschiedene vorteilhafte Varianten von Strömungsmesseinsätzen 1, insbesondere hochtemperaturfluidbeständige, betreffen:
• In 1 zeigt eine mechatronische Strömungsmessvorrichtung, bestehend aus einem Strömungsmesseinsatz 1 mit einer Messeinheit 1c, die in ein Mediumgehäuse 3a mit ¾-Zoll-Gewindeanschluss 3a1 eingeschraubt ist. In dem Gehäuse 3b ist eine Führungshülse 10 angeordnet, die zu einem großen Teil aus dem Gehäuse 3 herausragt. Auf der Führungshülse 10 ist ein Schiebeelement 12 bzw. eine Hubkörpereinheit 18 verschiebbar gelagert. Das Schiebeelement 12 kann entgegen der Kraftwirkung einer Feder 14 in Richtung des Gehäuses 3 verschoben werden. Das Schiebeelement 12 besteht aus einem Führungsrohr 16 aus Kupfer und einem Adapter 18 aus PPF. Im Adapter 18 wird ein Magnet 20 gehalten, der eine relativ hohe Curie-Temperatur besitzt. In die Führungsachse 10 ist die Wärmeleithülse 7a eingeschraubt. Im Innenraum am vorderen Ende der Wärmeleithülse 7a befindet sich eine Messfühlereinheit 21, vorzugsweise eine GMR-Sensor mit Vorverarbeitungselektronik, die auf einer Sensorplatine 24 befestigt ist.
• Die Ausgabeeinheit 300 weist neben einem zylinderförmigen Gehäuse 330 und einem Signalausgang 310, z. B. einem Kabel- oder Steckerausgang, zumindest eine Elektronikeinheit 320 auf, die das Signal der Messaufnehmereinheit 21 bzw. des Messaufnehmers bearbeitet und in ein standardisiertes Ausgangssignal umwandelt und an eine nachfolgende Einheit wie eine SPS abgibt, ggf. auch Anzeige-Elemente wie LEDs. Die Elektronikeinheit übernimmt ggf. auch die Programmierbarkeit und/oder Bedienbarkeit (leitungsgebunden und/oder mittels Schalter oder Potentiometer an der Auswerteeinheit). Die Auswerteeinheit ist nicht, wie bei konventionellen Lösungen, in das eigentliche Messgerät, in diesem Fall in die Messeinheit 1c, integriert, sondern bevorzugt über ein konventionelles zwei-, drei- oder vieradriges flexibles Kabel 200, z. B. einem Standard-PVC- oder einem höherbelastbaren Gummi-Kabel, mit der Messeinheit 1c verbunden. Die Ausgabeeinheit 300 weist ausgangsseitig einen Steckeranschluss 310a auf, z. B. einen drei- oder vierpoligen M8- oder M12-Rundsteckverbinder, so dass diese direkt und preiswert mit der nachfolgenden Einheit verbunden werden kann. Durch diesen modularen und den sonstigen modularen Aufbau des Strömungsmessgerätes 1 kann die Ausgabeeinheit 300 universell gestaltet und für viele Anwendungsfälle eingesetzt werden. Gleichzeitig kann durch den vorzugsweise modularen Aufbau der Messeinheit 1c, insbesondere durch die Verwendung dreier ineinander geschraubter Haupthülsen 3b6, 10, 7d/7a und der modularen Hubkörpereinheit 18, diese den Mediums- und Messbedingungen vor Ort leicht und individuell angepasst werden. Ggf. kann das flexible Kabel 200 auch über eine nicht dargestellte Steckverbindung mit der Ausgabeeinheit 300 verbunden werden. Dies gibt noch mehr Flexibilität hinsichtlich der Auswahl und des Einsatzes von Ausgabeeinheit 300 und Kabel 200 (Länge, Material usw.). Besonders bei Hochtemperaturanwendungen ist es von Vorteil, wenn der Platz innerhalb der Messeinheit 1c für Temperaturableitmittel bzw. den Wärmeleitkörper 7 und für die mechanische und thermische Stabilität dieser Einheit verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich insbesondere bei der Verwendung von preiswerten flexiblen Kabeln, die zumeist eine PVC-Ummantelung aufweisen, die bei hohen Temperaturen entweder nicht einsetzbar oder mechanisch wenig belastbar sind. Durch Verwendung eines Wärmeleitkörpers 7, der über die rückseitige Front 3b5 hinausgeht (Äußerer Teil 7b) und in dem das Kabel 200 geführt ist, ist der Austrittspunkt im Bereich des rückseitigen Ausganges 7a1 bzw. des Kickschutzes 210 wenig temperaturbelastet, ggf. auch wenig medienbelastet durch evtl. austretenden heißes Medium, so dass das Strömungsmessgerät 1 bzw. das flexible Kabel 200 in diesem Bereich mechanische und chemische Belastungen besser verträgt bzw. der Einsatz preiswerter Kabel möglich ist. Die Ausgabeeinheit 300 ist weit entfernt vom heißen Medium und darum auch nur konventionellen Temperaturbelastungen ausgesetzt. Auch dies erfordert wiederum keinen Einsatz temperaturbelastbarer und teurer Materialien für Gehäuse, Elektronik u. a..
• Das Mediumgehäuse 3a, üblicherweise aus Messing bestehend, weist insgesamt drei Stutzen 3a4 mit drei Gewindeanschlüsse auf, wobei zwei mediumseitige Gewindeanschlüsse 3a1 und ein strömungsmesseinsatzseitiger 3a2 vorhanden sind. Die Strömungsrichtung 2 des zu messenden flüssigen bzw. gasförmigen Mediums ist durch einen Pfeil gekennzeichnet. Aus dem mit einem Deckel 3b1 verschlossenen Gehäuse 3b des mediumseitigen Teil der Messeinheit 1c ragt ein Wärmeleitkörper 7 in Form einer Kupfer- oder Messing-Wärmeleithülse 7a, in der das Anschlusskabel 200 geführt wird. Das Ende der Wärmeleithülse 7a weist einen Knickschutz 210 für das flexible Anschlusskabel 200 auf. Es ist vorteilhaft, Knickschutz 210 und den äußeren Teil 7b des Wärmeleitkörpers 7 einstückig auszuführen, wobei sich Kupfer besonders eignet und die Wandstärke des Knickschutzes entsprechend dünn ausgeführt ist, so das durch umschließendes Verpressen mittels eines Mehrsegment-Werkzeuges ein Knickschutz in Verbindung mit einer ausgezeichneten flüssigkeitsdichten Verbindung mit dem mehr oder weniger elastischen Kabel 200 erreicht werden kann ohne das separate Maßnahmen für die dauerhafte Dichtigkeit in diesem Bereich betroffen werden müssen oder ein weitergehender Materialeinsatz in Form von speziellen Dichtungen notwendig ist.
• In 2 ist eine Schnittdarstellung des mechatronischen Strömungsmessgerätes 4 mit einer entsprechenden Strömungsmesseinheit 1c bzw. Strömungsmesseinsatzes 1 gemäß 1 vergrößert dargestellt. In dem unten offenen Gehäusemantel 3b6 ist eine unten geschlossene Führungshülse 10 aus temperaturbeständigem, aber thermisch schlecht leitendem Material wie PEEK oder PPS eingeschraubt, die den wesentlichen Teil der Isoliereinheit 5 darstellt, um die Messaufnehmereinheit 21 gegen die Hitze des Mediums zu schützen. Ein Dichtungselement 11a in Form eines O-Ringes verhindert, dass Medium bis zur Schraubverbindung gelangen bzw. aus dem Gerät austreten kann. Zwischen mittlerer (Führungshülse 10) und äußerer 3b6 Hülse ist ein schmaler ringförmiger Hohlraum 15 für die Feder 14 und das Führungsrohr 18b. Dieses Führungsrohr 18b kann selber, vor allem im Falle des Einsatzes eines induktiven Näherungssensors bzw. einer Spule bzw. LC- oder LR-Oszillators als Messaufnehmereinheit 21, das Beeinflussungselement (entsprechend dem Magneten 20) für die Messaufnehmereinheit 21 sein oder kann ein solches Beeinflussungselement bzw. Schwingkreisbedämpfungselement beinhalten. Das Beeinflussungselement ist dann als Bedämpfungsring ausgeführt, der vorteilhafterweise aus nichtmagnetischem Edelstahl besteht. In vorliegenden Fall ist ein GMR-Messaufnehmereinheit 21 als integriertes Bauelement mit einem Magnet als Beeinflussungselement 20 dargestellt, der mit dem Hubkörper 18a des Hubkörpermodul 18 (mit Feder 14 und Führungsrohr 18b) fest verbunden bzw. in diesem verschlossen ist, so dass kein Fluidkontakt wegen möglicher Korrosion oder Verunreinigung des Mediums vorhanden ist. Es ist bei Magnet-Messaufnehmern im Gegensatz zu induktiven messenden Geräten üblich, dass das Messelement bzw. der Messaufnehmer Vorverarbeitungselektronik aufweist, die zusammen mit dem Messelement eine kompakte bzw. integrierte Einheit bilden. Messaufnehmereinheit 20 kann im Sinne dieser Erfindung bedeuten, dass Vorverarbeitungselektronik in diese integriert ist oder aber die Messaufnehmereinheit nur den Messaufnehmer, z. B. eine Sensorspule, aufweist. Magnetfeldempfindliche Messaufnehmer in Sinne der beiden beschriebenen Verfahren bzw. Sensortypen sind für Hochtemperaturanwendungen besonders geeignet, da sie vor allem gegenüber optischen und kapazitiven Verfahren robust und schmutzunempfindlich sind.
• Wie bereits erwähnt, ist das Messgerät 4 mit seinem Messeinsatz 1 besonders vorteilhaft durch seinen modularen Aufbau. Einerseits kann das Hubkörpermodul 18 leicht durch ein anderes ersetzt werden oder einzelne Bestandteile wie die Feder 14, das Führungsrohr 18b oder der Hubkörper 18a ausgewechselt werden. Anderseits ergibt sich eine größere Universalität und preiswerte Herstellbarkeit des Strömungsmesseinsatz 1 bzw. des Strömungsmessgerätes 4 durch den modularen Aufbau mittels dreier koaxialer, miteinander verschraubter und sich überlappender Haupthülsen, die sich oberhalb des Hubkörpers 18a befinden. Dies sind
• a) der mediumsseitig offene Gehäusemantel 3b6 als äußere Hülse, die mittels eines unteren Außengewindes 3b6a und des Dichtungselementes 26 mediumsdicht in das Mediumgehäuse 3a eingeschraubt ist (3b6i, 10a);
• b) die mediumsseitig geschlossene Führungshülse 10 als mittlere Hülse, die in den Gehäusemante 13b6 eingeschraubt ist (3b2, 10a), mittels des Dichtungselementes 11a abgedichtet ist und mit diesem Gehäusemantel 3b6 einen hohlzylinderförmigen Hohlraum 15 zur Führung des Führungsrohres 18b der Hubkörpereinheit 18 und/oder zur Führung der Feder 14 bildet. Für hohe Mediumstemperaturen ist die Führungshülse 10 aus hitzebeständigem thermisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoff wie PEEK oder PPS, gebildet;
• c) die Messaufnehmerhülse in Form einer Wärmeleithülse 7b, die an oder in deren mediumsseitiger Spitze die Messaufnehmereinheit 21 trägt und die in die mittlere Hülse, d. h. die Führungshülse 10 eingeschraubt ist (7a2a, 10b). Die Abdichtung erfolgt optional mittels des Dichtungselementes 11b. Für hohe Mediumstemperaturen von mindestens 120 bis 200 Grad Celsius ist diese Messaufnehmerhülse 7d als wärmebeständige und hochwärmeleitfähige Wärmeleithülse 7a ausgebildet (vorzugsweise mit einem einstückigen Mantel aus hochreinem Kupfer mit einem Wärmeleitkoeffizient größer als 300 W/Km und über die Rückfront 3b5 hinausragend), die durch den guten thermischen Kontakt mit der Messaufnehmereinheit 21 deren Wärme in den rückwärtigen Teil der Wärmeleithülse 7a transportiert, ggf. auch in einen sekundären Wärmeleitkörper 7, z. B. in eine vierte Hülse, die als Deckel 3b1 und Kontermutter ausgebildet ist. Durch den modularen Aufbau mittels dreier Haupthülsen, kann das Messgerät 1c oder einzelne Teile desselben wie die Wärmeleithülse 7a mit der Messaufnehmereinheit 21 sehr schnell ausgewechselt werden, z. B. im Fehlerfall. Es reicht dann, diese kleinere Einheit, d. h. eine der drei Haupthülsen auszuwechseln.
• Die Führungshülse 10 als Hauptbestandteil der Isoliereinheit 5 aus thermisch isolierendem Material zu machen, hilft gegen die Temperaturbelastung der Messaufnehmereinheit 21. Wenn jedoch viel heißes Medium strömt oder die Temperatur sehr hoch ist, hilft diese Maßnahme wenig, da erkannt wurde, dass die Wärmeableitfähigkeit konventioneller mechatronischer Strömungsmessgeräte gering ist. Aus diesem Grunde ist der Einsatz einer Isoliereinheit 5 bzw. einer thermisch isolierenden Führungshülse 10 mit einem niedrigen Wärmeleitkoeffizienten mit dem Einsatz eines Wärmeleitkörpers 7 mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten innerhalb der Führungshülse 10 kombiniert. In die Führungshülse 10 ist von oben ein Wärmeleitkörper 7 in Form einer unten geschlossenen und oben offenen Wärmeleithülse 7a mit großer Wandstärke und somit sehr geringem Wärmewiderstand eingeschraubt. Zumindest deren Mantel ist sinnvollerweise einstückig, z. B. als Dreh- oder Tiefziehteil aus Kupfer, ausgebildet ist, um Wärmeleitungssperren bzw. Zonen mit verringerter Wärmeleitfähigkeit zu vermeiden. Das untere Ende der Wärmeleithülse 7a ist mit einem hartgelötetem Kupferdeckel verschlossen. Auf dem Deckel bzw. in der Wärmeleithülse 7a ist die Messaufnehmereinheit 21 mit einer Leiterplatte 24 angeordnet, die eine gute thermische Ankopplung an den Deckel bzw. an die Wärmeleithülse 7a hat, z. B. durch ein Verguss- oder Klebmittel, das sinnvollerweise elektrisch isoliert, aber thermisch gut leitend ist (Wärmeleitpaste). An die Leiterplatte 24 sind die Litze 22 des flexiblen Kabels 200 angelötet, das durch die Wärmeleithülse 7a geführt ist (zumindest deren Adern). Der Wärmeleitkörper 7 ist zwar der Hauptbestandteil der Isoliereinheit 5, aber auch das Hubkörpermodul 18 mit dem Führungsrohr 18b (das zur Druckstoßdämpfung eine Dämpfungsöffnung 6 aufweist und bei Verwendung eines Magnet-Näherungssensors aus Kupfer, Messing oder einem Hochtemperaturwerkstück wie POM, PEEK oder PPS besteht), sowie der nur schmale Kanal 15, in der die Feder 14 geführt wird, tragen dazu bei, das der Temperaturgradient von der Hauptströmung des Mediums zur Messaufnehmereinheit 21 möglichst groß ist. Der Wärmeleitkörper 7 ist so gestaltet, das zumindest ein Teil (äußerer Teil 7b) von ihm zur äußeren Oberfläche des Gehäuses 3b des Messeinheit 1c gehört, insbesondere zur mediumsfernen Oberfläche. Dadurch kann wesentlich mehr Wärme durch die Messeinheit 1c bzw. den Strömungsmesseinsatz 1 an die Umgebung abgegeben werden (teilweise auch über die elektrischen Zuleitungen des flexiblen Kabels 200). Dies geschieht vor allem durch Wärmekonvektion und -strahlung. Dies ist realisiert durch die massive, wärmewiderstandsarme Wärmeleithülse 7a, die mit ihrem äußeren Teil 7b bis über die Rückfront 3b5 hinausreicht. Die Rückfront 3b5 ist hier in der besonders bevorzugten Ausgestaltung durch einen Deckel 3b1 in Form einer Metallmutter gebildet, die zugleich Kontermutter ist. Durch dessen Innengewinde 3b1i und den Kraftschluss bei Konterung ergibt sich ein niedriger Wärmewiderstand zur primären Wärmeleithülse 7a, so dass der Deckel 3b1 ein äußerer wärmeleitender, -konvektierender und -strahlender Gehäuseteil 3b7 und sekundärer Teil des Wärmeleitkörper 7 ist, zugleich auch eine hohlzylinderförmige Gehäuse-Mutter mit Innengewinde 3b1i.
• Der Gehäusemantel 3b6 und die Führungshülse 10 sind aus einem schlecht wärmeleitenden Material wie PPS (Polypropylensulfid) mit einem Wärmeleitkoeffizienten von ca. 0.3 W/K m. Das im Y-Fitting bzw. der Anschlusseinheit 100 strömende Medium umgibt einen Teil der Führungshülse 10, die eine beliebige Querschnittsform haben kann. Sie hat aber bei kreishohlzylinderförmiger Ausbildung einige technische und ökonomische Vorteile. Aufgrund der hohen Temperatur des Mediums bis zu 200°C und darüber wird trotz des schlechten Wärmeleitkoeffizienten von PPS Restwärme von der Führungshülse 10 in Richtung Wärmeleithülse 7a transportiert. Die Führungshülse 10 dient als thermischer Isolator, der einen endlichen Wärmewiderstand aufweist. Aufgrund des sehr hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des Wärmeleitkörpers 7, der bevorzugt als kreishohlzylinderförmige Wärmeleithülse 7a ausgeführt ist, wird die Wärme aber gut zum mediumsfernen Ende der Wärmeleithülse 7 abtransportiert, wo sie in die Umgebung nach außen abgeführt wird. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Messfühlereinheit 21 nicht mehr als 90°C warm wird.
• Neben einer Messfühlereinheit 21 bzw. einem Messfühler für ein Beeinflussungselement 20 in Form eines Dauer-Magneten, für den ein GMR-Sensor bzw. GMR-Messfühler besonders geeignet ist, ist zur Erfassung der Position des Schiebeelements 12 bzw. des bewegten Hubkörpers 18a der Hubkörpereinheit 18 alternativ auch andere Sensortypen denkbar. Insbesondere sind induktive Näherungs-Sensoren oder induktive Näherungsschalter sehr geeignet, vor allem, wenn das Prinzip der Außenringbedämpfung benutzt wird, dass durch sehr kleine Hysteresen sehr hohe Genauigkeiten, besonders Schaltgenauigkeiten, ermöglicht. Alternativ zu POM kann als Material für das Gehäuse 3c und die Führungshülse 10 auch PPE oder PEEK verwendet werden.
• 3 zeigt einen Strömungsmesseinsatz 1, der im Gegensatz zu den 1 bis 2 einen größeren sekundären Wärmeleitkörper 7 in Form eines metallischen Deckels 3b1 mit Innengewinde 3b1i aufweist. Dadurch ist eine bessere Kühlung der Messaufnehmereinheit 21 gewährleistet. Der langgestreckte Gehäusemantel 3b6 ist ebenfalls aus thermisch isolierendem Material, so dass keine ungewollten Wärmebrücken mit niedrigem Wärmeleitkoeffizienten parallel zur Wärmebrücke Medium-Messfühlereinheit entstehen können. Auch der Hubkörper ist leicht konisch und speziell ausgebildet, so eine hohe Messdynamik von über 1:100 erreicht werden kann. Dies bedeutet, dass ohne Wechseln des Hubkörpers bzw. der Hubkörperform ein Strömungsgeschwindigkeitsbereich von weniger als 100 ml/min bis über 100 l/min überwacht bzw. gemessen werden kann.
• Durch das in dem Schrägsitzventilgehäuse Y-Fitting bzw. in der Anschlusseinheit 100 strömende Medium bzw. Fluid (Flüssigkeit oder Gas) wird das Schiebeelement 12 bzw. der Hubkörper 18a je nach Strömungsgeschwindigkeit des Mediums mehr oder weniger in Richtung des fluidabgewandten Endes der Messeinheit 1c bzw. des Gehäusemantels 3b6 des Gehäuses 3 gedrückt. Mit Hilfe des mittels der Litze 22 kontaktierten Sensorelementes bzw. des Messfühlers bzw. der Messfühlereinheit 21 wird die Lage des Beeinflussungselementes 20, d. h. des Magneten, und damit die Position des Schiebeelements 12 bzw. Hubkörpereinheit 18 auf der Führungsachse bzw. der Führungshülse 10 erfasst und das entsprechende Messsignal mittels einer Auswerteeinheit weiterverarbeitet, ggf. linearisiert und/oder ein Schaltpunkt oder mehrere Schaltpunkte erzeugt und ausgegeben, vorzugsweise als Standardsignal im Form eines Schaltsignales und/oder digitalen Signales und/oder eines üblichen Analogsignales, z. B. 0–10 V oder 4–20 mA.
• Wenn der mechatronische Strömungseinsatz 1 in einer heißen Umgebung eingebaut ist, die vor allem Hochtemperaturfluidanwendungen betrifft, ist eine Wasserkühlung mittels des Wärmeleitkörpers 7 bzw. der Wärmeleithülse 7a vorgesehen, wie sie auch die 4 und 5 zeigen. Diese(r) ragt deshalb erheblich weniger oder gar nicht aus dem Gehäuse 3c heraus, was geringe Baulänge für beengte Platzverhältnisse ermöglicht.
• Die Erfindung eignet sich besonders gut für Temperiereinrichtungen für Hochtemperaturspritzgussvorrichtungen bzw. Spritzgießmaschinen. Das Medium bzw. Fluid (Wasser, Öl oder Glykol) besitzt eine Temperatur von ca. 80 bis 200° Celsius und hat dabei einen Druck von ca. 3 bis 20 bar. Mit dem erfindungsgemäßen mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 und einem darauf basierenden Strömungsmessgerät 4 kann die Menge des strömenden Mediums sehr genau und trägheitsarm (Reaktionszeiten von weniger als 30 bis 10 ms!) erfasst und der Prozess entsprechend genau und schnell bzw. fein geregelt werden. Damit kann mit einem zusätzlichen Temperatursensor der Wärmeeintrag oder der Wärmeabtrag in das bzw. aus dem Spritzgießwerkzeug heraus genau bestimmt werden und damit der Spritzgießprozess optimiert werden.
• Nachfolgend ist eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung bzw. Ur- oder Umformeinrichtung 520, 520s vorwiegend auf Basis der 6 näher erläutert, für die bestimmte beschriebene und in anderen Figuren gezeigte Erfindungsvarianten vorteilhaft einsetzbar sind:
  Eine Hauptvariante der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung 500 einer Ur- oder Umformeinrichtung 520 für die Temperierung mehrerer Fluidkanäle 580 des Vorlaufes V und Rücklaufes R der zu temperierenden Einrichtung 525e, 525 mit mindestens einer mehrkanaligen 401f, 401f1, 401f2 usw. mechatronischen Hubkörper-18a-Strömungsmesseinrichtung 600, 575. Diese Temperiereinrichtung weist auf:
• a) eine Ventilsitz-407v-basierte und Ventilschließkörper-18sv-basierte Rückflußverhinderungsfunktion im x-Messkanal 405m bzw. im Sackloch 405ss auf der Oberseite 404o, in das ein diese Rückflußverhinderungsfunktion bewirkender mechatronischer Hubkörper-18a-Strömungsmesseinsatz 1 eingeschraubt ist. Er hat ein am Hubkörper 18a befestigtes Metallring- oder Metallhülse-förmiges oder Dauermagnet-Beeinflussungselement 20 zur strömungsabhängigen Beeinflussung (bzw. Bedämpfung) eines stationär im Sensorschaft 5 des Messeinsatzes 1 angeordneten magnetisch oder induktiv berührungslos arbeitenden Näherungssensorelementes 21e bzw. einer entsprechenden elektronischen Messwertaufnehmereinheit 21. Geeignet sind vor allem GMR- oder AMR-Zellen oder ein selbstschwingender LC-Oszillator mit einer Sensorspule, vzw. einer litzebasierten, mehrlagigen Spule, die konzentrisch bzgl. der Längsachse des Hubkörpers angeordnet ist;
• b) ein quaderförmiges monolithisches Fluidgehäuse 401 mit mindestens zwei Funktionseinheiten 401f. Es hat ausschließlich zueinander senkrechte Durchgangskanalstücke 405dks in x-, y- und/oder z-Richtung für einen oder mehrere Durchgangskanäle 405dk des zu messenden Fluids des Vor- und/oder Rücklaufes V, R. Immer nur genau ein Durchgangskanal 405dk oder mehrere einander partiell überlappende Durchgangskanäle 405dk sind vorhanden. Der/Diese schließen den einzigen x-Messkanal 405m jeder Funktionseinheit 401f mitein und haben Öffnungen/Anschlüsse 405e, 405a für den Vor- und/oder Rücklauf V, R ausschließlich auf mindestens einer Schmalseite 401sf, 401sn und/oder auf mindestens einer Stirnseite 401sv, 401sh des Gehäusekörpers 401;
• c) eine Strömungsumlenkung von ca. 90 Grad im unteren Bereich des Hubkörpers 18a bzw. seines Ventilschließkörpers 18sv, die eine fluidgeschwindigkeitsabhängige x-Auslenkung des Hubkörpers 18a ermöglicht, wobei ein Rückstellelement 14r, vzw. eine Spiralfeder, bei abnehmender Strömung eine dementsprechende selbsttätige Rückstellung des Hubkörpers bewirkt und bei jeglichen Strömungsgeschwindigkeitswerten eine Mindestüberlappung größer Null des Sensorschaftes 5 mit dem oberen Teil des Sensorschaft-5-geführten Hubkörpers 18a vorhanden ist.
• Eine weitere Hauptvariante der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung 500 einer Ur- oder Umformeinrichtung 520 für die Temperierung ein- oder mehrerer Fluidkanäle 580 der zu temperierenden Einrichtung 525e, 525 mit einem Fluidkanal 580 oder mehreren Fluidkanälen 580 im Vorlauf V und im Rücklauf R. Sie weist auf:
• a) ein Temperiergerät 510, das zumindest eine Pumpe zum Pumpen des Fluides in den Vorlauf V, 580v, eine Temperaturänderungseinrichtung zum Heizen des Fluides und/oder zum Kühlen des Fluides sowie eine Temperaturregeleinrichtung für die strömungsgeschwindigkeitsabhängige Einstellung einer bestimmten Temperatur bzw. eines bestimmten Temperaturbereiches des Fluides dieser Fluidkanäle 580;
• b) eine zu temperierende bzw. temperierte Einrichtung 525e, 525 der Ur- oder Umformeinrichtung 520 mit mindestens einem zu temperierenden Fluidkanal 580 bzw. mindestens einem zu temperierenden Fluid des Vorlaufes V, insbesondere ein Formwerkzeug 525, vor allem ein Spritz-, Gieß- oder Thermoformwerkzeug 525,
• c) mindestens ein einkanaliges mechatronisches Schrägsitz-Hubkörper-18a-Strömungsmeßgerät 4 und/oder eine einkanalige 401f mechatronische Hubkörper-18a-Strömungsmesseinrichtung 600, 575 in einem Fluidkanal oder mehreren Fluidkanälen des Vor- und/oder Rücklaufes V, R. Dieses Strömungsmessgerät 4 mit Schrägsitzventilfunktion und einkanaligem, monolithischen Schrägsitz- bzw- y-förmigen Fluidgehäuse 3a und der monolithische, quaderförmige Gehäusekörper 401 mit nur einer Funktionseinheit 401f weisen je einen fluiddicht befestigten mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 auf. Dessen Hubkörper 18a ist entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit des Fluides und durch Strömungsumlenkung innerhalb des Fluidgehäuse 3a und des Gehäusekörpers 401 auslenkbar. Bei abnehmender Strömung erfolgt mittels einer Rückstelleinheit, vzw. einer Spiralfeder, die Rückstellung des Hubkörpers 18a selbsttätig gemäß der Strömungsgeschwindigkeit. Das am Hubkörper 18a befestigte Metallring- oder Metallhülsen-förmige oder Dauermagnet-basierte Beeinflussungselement 20 beeinflusst strömungsabhängig das stationär im fluidberührenden Sensorschaft 5 des Messeinsatzes 1 angeordnete magnetisch oder induktiv berührungslos arbeitende Näherungssensorelement 21e bzw. eine entsprechende Messwertaufnehmereinheit 21. Dieses bzw. diese ist vorteilhafterweise als AMR- oder GMR-Zelle oder als selbstschwingender LC-Oszillator ausgebildet. Sehr genau induktiv messende Strömungsmesseinrichtungen 600, 4 sind möglich, wenn das als Bedämpfungshülse ausgebildete Beeinflussungselement 20 und die Sensorspule 21e koaxial zueinander angeordnet sind. Besonders bei Strömungsmessgeräten 600, 4 mit Schaltausgang ist es sehr sinnvoll wenn der Sensorschaft 5 und somit die Sensorspule 21 längsaxial-verstellbar ist, weil dann der Schaltpunkt für verschiedenste Strömungsgeschwindigkeiten immer in den Bereich größer Sensorempfindlichkeit gelegt werden kann.
• c) mindestens eine Regeleinrichtung 560, vzw. mit einem analog arbeitenden Regelventil, zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluides eines Fluidkanales 580 der Einrichtung 525e bzw. des Vor- oder Rücklaufes V, R in Abhängigkeit der Messwerte, die das zugehörige Strömungsmessgerät 4 liefert, wobei über diese Regelung der Strömungsgeschwindigkeit auch die Fluidtemperatur des ein- oder mehrkanaligen Rücklaufes und/oder des ein- oder mehrkanaligen Vorlaufes für jeden Zweig bzw. Kreislauf separat regelbar ist.
• Eine weitere Hauptvariante der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung 500 für die Temperierung ein oder mehrerer Fluidkanäle 580 der zu temperierenden Einrichtung 525e einer Ur- oder Umformeinrichtung 520. Sie weist auf:
• a) ein Temperiergerät 510, das zumindest eine Pumpe zum Pumpen des Fluides in den Vorlauf V, 580v, eine Temperaturänderungseinrichtung zum Heizen des Fluides und/oder zum Kühlen des Fluides sowie eine Temperaturregeleinrichtung für die strömungsgeschwindigkeitsabhängige Einstellung einer bestimmten Temperatur bzw. eines bestimmten Temperaturbereiches des Fluides dieser Fluidkanäle 580;
• b) eine zu temperierende bzw. temperierte Einrichtung 525e der Ur- oder Umformeinrichtung 520 mit mindestens zwei zu temperierenden Fluidkanälen 580 bzw. mindestens zwei zu temperierende Fluide dergleichen Art, d. h. des Vorlaufes V oder des Rücklaufes R, insbesondere ein Formwerkzeug 525, vor allem ein Spritz-, Gieß- oder Thermoformwerkzeug 525,
• c) mindestens eine mehrkanalige, mechatronische Strömungsmessvorrichtung 600 für die zu temperierenden und zu messenden Fluidkanäle 580 des Vor- und/oder Rücklaufes V, R, wobei diese Strömungsmessvorrichtung 600 einen monolithischen Gehäusekörper 401 mit mindestens zwei Funktionseinheiten 401f (d. h. mindestens zwei Fluidkanäle) mit je einem fluiddicht befestigten mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 für die zu messenden und zu temperierenden Fluidkanäle 580 aufweist. Deren Hubkörper 18a sind entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit des Fluides und durch Strömungsumlenkung von etwa 90 Grad im unteren Bereich des Hubkörpers 18a (innerhalb des Gehäusekörpers 401) auslenkbar. Sie haben je einen Beeinflussungskörper 20 zur strömungsabhängigen Beeinflussung einer/eines stationär im oder am Messeinsatz 4 angeordneten magnetisch oder induktiv arbeitenden elektronischen Messwertaufnehmereinheit 21 oder Näherungssensorelementes 21e. Besonders geeignet sind GMR- oder AMR-Zellen oder Spule eines LC-Schwingkreises, deren Amplitudenänderung oder Stromaufnahme- oder Energieaufnahmeänderung als Sensorsignal auswertbar ist.
• c) mindestens zwei Regeleinrichtungen 560, vzw. analog arbeitenden Regelventile 560, zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluides der relevanten Mess-Fluidkanäle 580 der Einrichtung 525e bzw. des Vor- und/oder Rücklaufes V, R in Abhängigkeit der Messwerte, die die zugehörige Strömungsmessvorrichtung 600 liefert.
• Die bevorzugte Variante der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung 500, bei der die Vor- oder Rücklaufseite der Regeleinrichtungen 560 und/oder des Temperiergerätes 510 so gestaltet sind, dass sie an eine passende Seite des Grundkörpers 401 (eine seiner beiden Schmalseiten 401sf, 401sf oder eine seiner beiden Stirnseiten 401sh, 401sv mit den Öffnungen 402 der y-Kanäle 405) direkt anflanschbar sind, vorzugsweise angeflanscht sind, so dass die Notwendigkeit von Schlauch- oder Rohr-Verbindungen zwischen diesen Einheiten entfallen kann. Günstig ist es, wenn je zwei dieser korrespondierenden Seiten so ausgebildet sind, dass eine derartige Anflanschung unter Zuhilfenahme/Verwendung elastischer oder metallischer Dichtungen realisierbar ist bzw. realisiert ist, und zuvor Verschlussteile der Fluidöffnungen 402 wie Blindstopfen oder Gewindeblindstopfen entfernt worden sind. Beide korrespondierende Seiten sind im Wesentlichen (bis auf die vertieften oder erhabenen Dichtungsstellen) exakt eben und planparallel.
• Die weitere bevorzugte Variante der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung 500 bei der Vorlauf V einkanalig ist und der Rücklauf R mehrkanalig, so dass entsprechend dieser Kanalzahl des Rücklaufes eine entsprechende Anzahl von Strömungsmesskanälen mit je einem Strömungsmesseinsatz 1 und je einer Regeleinrichtung 560 vorhanden ist. Günstig ist eine Strömungsmessvorrichtung 600 mit einem oder mehreren bzgl. ihrer Stirnseiten 401sh, 401sv aneinandergeflanschten monolithischen Gehäusekörpern 401, Gehäuseblockeinheit 401e.
• Bezugszeichenliste

1

Mechatronischer Strömungsmesseinsatz mit fluidgeschwindigkeitsabhängiger Hubkörper-18a-Auslenkung, der für eine mechatronische Strömungsmessvorrichtung 600 mit einem Gehäuseblock 401 geeignet und vorteilhaft ist

1c

Messeinheit des mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1 (ohne Hubkörpermodul 18)

1w

Mechatronischer Strömungsmesseinsatz 1 mit Wasserkühlung (mit Hubkörpermodul 18 und doppelwandiger Wärmeleitkörper 7wd)

2

Fließrichtung des Fluides (Flüssigkeit oder Gas)

3

Gehäuse des Strömungsmessgerätes 4 mit einem Strömungsmeßeinsatz 1 (Einfach-Gehäuse)

3a

Fluidgehäuse als Alternative zum Gehäuseblock 401 (mit Befestigungsmöglichkeit für den Strömungsmesseinsatz 1)

3a1

Anschluss

3a1g

Gewindeanschluss

3a2

Ventilsitz

3a3

Messgerätseitiger Gewindeanschluss

3a4

Stutzen

3a4a

Ausgangsseitiger Stutzen

3a4e

Eingangsseitiger Stutzen

3a4f

Medium- bzw. fluidferner Stutzen bzw. Messstutzen

3as

Schrägsitzventilgehäuse

3ay

y-förmiges Medium- bzw. Fluidgehäuse

3b

Gehäuse des Strömungsmesseinsatzes 1

3b1

Deckel

3b1i

Innengewinde

3b5

Rückfront

3b6

Gehäusemantel

3b6a

Außengewinde

3b6i

Innengewinde

3b7

Wärmeleitender Gehäuseteil

3c

Gehäuse der Messeinheit 1c

4

Strömungsmessgerät, das aus dem Fluidgehäuse 3a und einem mit einem Stutzen 3a4 fluiddicht verbundenen Strömungsmesseinsatz 1 mit einem Hubkörper 18a besteht

4r

Rückwärtiger bzw. fluidferner Teil des Strömungsmessgerätes 4

5

Zylinderförmige Isoliereinheit bzw. Isolierrohr bzw. Sensorschaft aus elektrisch und/oder magnetisch nicht leitendem Material, vzw. aus hochtemperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere POM, in dem zumindest das berührungslos arbeitende Näherungs-Sensorelement 21b befestigt ist, wobei vzw. bei jeglichen Strömungsgeschwindigkeitswerten immer eine Mindestüberlappung dieser beiden Teile 5, 18b1 vorhanden ist, deren Wert also immer größer als Null ist

6

Dämpfungsöffnung

7

Wärmeleitkörper

7a

Wärmeleithülse

7a1

Rückseitiger Ausgang

7a2

Gewinde

7a2a

Außengewinde

7b

Äußerer Teil (über die Rückfront 3b5 bzw. den Deckel 3b1 hinausgehend)

7c

Innerer Teil (nicht über die Rückfront 3b5 bzw. den Deckel 3b1 hinausgehend)

7d

Messaufnehmerhülse

7k

Kammer des Wärmeleitkörpers

7ka

Außenkammer für Fluidkühlung

7kaa

Fluidanschluß der Außenkammer 7ka

7ki

Innenkammer zur Aufnahme des Sensorelementes 21e und/oder der Messaufnehmereinheit und/oder des Anschlußkabels 200

7wd

Doppelwandiger Wärmeleitkörper mit getrennten Kammern

10

Führungshülse

10a

Außengewinde

10b

Innengewinde

10i

Isolierhülse

11

Dichtungselement

12

Schiebelement; praktisch identisch mit dem Hubkörper 18a

14

Spiralfeder zur selbsttätigen Rückstellung des Hubkörpers 18a bei abnehmender Strömung

14r

Rückstellelement zur selbsttätigen Rückstellung des Hubkörpers 18a bei abnehmender Strömung

15

Hohlraum

18

Hubkörpermodul, das den Hubkörper 18a und das Rückstellelement 14r bzw. die Spiralfeder 14 umfasst

18a

Hubkörper als Teil des Hubkörpermoduls 18, der den Schließkörper 18s bzw,. den Ventilschließkörper 18sv, das Führungsrohr 18b1 sowie das Beeinflussungselement 20 (Magnet oder geschlossener Metallring oder geschlossene Metallhülse, vzw. Edelstahl) umfasst

18b

Verbindungselement bzw. Führungshülse als oberer Teil des Hubkörpers 18a, die allein oder zusätzlich vom innenliegenden Sensorschaft 5 geführt ist bzw. führbar ist, wobei vzw. bei jeglichen Strömungsgeschwindigkeitswerten immer eine Mindestüberlappung dieser beiden Teile 5, 18b vorhanden ist, deren Wert also immer größer als Null ist

18b1

Führungsrohr als oberer Teil des Hubkörpers 18a, das allein oder zusätzlich vom innenliegenden Sensorschaft 5 geführt ist bzw. führbar ist, wobei vzw. bei jeglichen Strömungsgeschwindigkeitswerten immer eine Mindestüberlappung dieser beiden Teile 5, 18b1 vorhanden ist, deren Wert also immer größer als Null ist

18s

Schließkörper des Hubkörpers 18a, der im Zusammenwirken mit dem Anschlagbereich 407 (bzw. dem Ventilsitz 407v) des Gehäusekörpers 401 bzw. Fluidgehäuses 3a bei minimaler Strömung einen minimalen Fluidquerschnitt bewirkt, der im Falle einer Ventilfunktion bzw. Ventilsitzes 407v und eines entsprechenden Ventilschließkörpers 18sv Null ist

18sv

Ventilschließkörper als spezielle Variante des Schließkörpers 407 des Hubkörpers, der im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 407v bei minimaler Strömung einen minimalen Fluidquerschnitt bewirkt, der im Falle einer Ventilfunktion bzw. Ventilsitzes 407v und eines entsprechenden Ventilschließkörper 18sv Null ist

19

Schrägsitzventil bzw. Schrägsitzventilfunktion des Strömungsmessgerätes 4 bzw. der Strömungsmesseinrichtung 600, das auf Basis des Ventilsitzes 407v und eines entsprechenden Ventilschließkörpers 18sv die Rückflussverhinderung bewirkt

20

Beeinflussungselement des Hubkörpers 18a in Form eines Dauermagneten oder Metallringes oder einer Metallhülse zur berührungslosen Beeinflussung des berührungslos arbeitendes Näherungs-Sensorelementes 21e (Spule oder magnetfeldempfindliches elektronisches Element wie GMR- oder AMR-Element) bzw. der entsprechenden elektronischen Messwertaufnehmereinheit, vorzugsweise GMR- oder AMR-Zelle oder bedämpfbarer LC-Schwingkreis

21

Messwertaufnehmereinheit

21e

Berührungslos arbeitendes Näherungs-Sensorelement

22

Ader des Kabels 200, vorzugsweise Litzeader

24

Leiterplatte

26

Dichtungselement (O-Ring)

100

Anschlusseinheit

110

Elektrische Anschlusseinheit

200

Anschlusskabel

210

Knickschutz

300

Ausgabeeinheit

310

Signalausgang

310a

Steckeranschluss

320

Elektronikeinheit

330

Gehäuse

401

Einstückiger Gehäuseblock bzw. -körper (Monoblock) mit mindestens zwei, in z-Richtung parallel ausgebildeter Funktionseinheiten 401f zur Aufnahme mindestens zweier Strömungsmesseinsätze 1 (genau ein Strömungsmesseinsätze 1 je Funktionseinheit 401f)

401f

Funktionseinheit bzw. -block als Teil des einstückigen Gehäuseblockes bzw. -körpers 1, die in z-Richtung parallel ausgebildet sind

401e

Gehäuseblockeinheit durch stirnseitige (401sv, 401sh) Anreihung zweier oder mehrerer einstückiger Gehäuseblöcke 401d

401f1

Erste Funktionseinheit eines Gehäusekörpers 401 oder Gehäusekörperverbundeinheit 401v

401f2

Zweite Funktionseinheit

401fl

Letzte Funktionseinheit

401fx

x-te Funktionseinheit

401s

Stirnseite des Gehäuseblockes 401

401sf

Messeinsatz-1-ferne Schmalseite des Gehäusekörpers 401 (bzgl. des mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1)

401sn

Messeinsatz-1-nahe Schmalseite des Gehäusekörpers 401 (bzgl. des mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1)

401sv

Vordere (rechte) Stirnseite des Gehäusekörpers

401sh

Hintere (linke) Stirnseite des Gehäusekörpers

401v

Gehäusekörperverbundeinheit aus mindestens zwei bzgl. ihrer Stirnseiten 401s (ggf. meßfluiddicht) angereihten Gehäusekörper 401

402

Öffnung im Gehäusekörper 401

402a

Auslass(Öffnung) für das Messfluid

402ag

Gemeinsamer Messfluid-Auslass mehrerer oder aller Funktionseinheiten 401f in z-Richtung, für Vorlauf V bzw. Rücklauf R der anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Maschine oder Vorrichtung, vzw. einer Temperiereinrichtung 500 einer oder für eine Ur- oder Umformeinrichtung 520 oder der direkt anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Ur- oder Umformeinrichtung 520 mit einem Formwerkzeug 525

402av

Sensorrücklauf-RS-Auslass des Gehäusekörpers 401

402e

Einlass des Gehäusekörpers 401 für das Messfluid

402eg

Gemeinsamer Fluideinlass (als Teil des Sensorvorlaufes VS) für den Vorlauf V bzw. den Rücklauf R der anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Maschine Vorrichtung, vzw. einer Temperiereinrichtung 500 einer oder für eine Ur- oder Umformeinrichtung 520, insbesondere einer Spritzgieß-Maschine 520s, mit einem fluidtemperierten Formwerkzeug 525

402ep

Primärer Fluideinlass (in z-Richtung) des Gehäusekörpers 401 eines zweiten, zusätzlichen Durchgangskanales 405dk2, z. B. mit zwei zueinander rechtwinkligen Durchgangskanalstücken 405dks, der nicht unmittelbarer Teil des Sensorvorlaufes VS ist, wobei im ersten Durchgangskanal 405dk1 mit einem Messkanal 405m mittels des Strömungsmesseinsatzes 1 gemessen wird und zwar als Teil des Rücklaufes der zu temperierenden bzw. strömungsgeschwindigkeitsmäßig bzw. temperaturmäßig zu messenden bzw. zu regelnden Fluidkreisläufe der Spritzgieß-Maschine 520s bzw. der Ur- oder Umformeinrichtung 520

402es

Sekundärer Fluideinlass in y-Richtung, der im Gegensatz zum primären Fluideinlass (als Teil zweiten, zusätzlichen Durchgangskanales 405dk2) in z-Richtung unmittelbarer Teil des Sensorvorlaufes VS ist, wobei in diesem ersten Durchgangskanal 405dk1 mit einem Messkanal 405m mittels des Strömungsmesseinsatzes 1 gemessen wird und zwar als Teil des Rücklaufes R der zu temperierenden bzw. strömungsgeschwindigkeitsmäßig bzw. temperaturmäßig zu messenden bzw. zu regelnden Fluidkreisläufe der Spritzgieß-Maschine 520s bzw. der Ur- oder Umformeinrichtung 520; Der sekundärer Fluideinlass 402es ist im Betriebszustand Teil des Rücklaufes R der zu temperierenden bzw. strömungstechnisch zu messenden Fluidkreisläufe der Spritzgieß-Maschine 520s

402ev

Sensorvorlauf-VS-Einlass des Gehäusekörpers 401

402ev1

Erster Sensorvorlauf-VS-Einlass des Gehäusekörpers 401

402ev2

Zweiter Sensorvorlauf-VS-Einlass des Gehäusekörpers 401

402g

Gewinde-Öffnung bzw. Gewinde-Ausgangsanschluss

402s

Öffnung für die Befestigung eines Sensormesseinsatzes oder Sensorgerätes

402sk

Öffnung für die Befestigung eines sekundären Sensormesseinsatzes oder Sensorgerätes zusätzlich zum mechatronischen Hubkörper-Strömungsmesseinsatzes 1

402ss

Öffnung für die Befestigung eines Sensormesseinsatzes in Form eines mechatronischen Hubkörper-Strömungsmesseinsatzes 1

403

Stufe bzgl. der Oberfläche 404 des Gehäusekörpers 401

404

Oberfläche des Gehäusekörpers 401

404o

Oberseite des Gehäusekörpers 401

404u

Unterseite des Gehäusekörpers 401

405

Kanal, nur iSv. Meßfluidkanal (keine Kühl- oder Befestigungskanal 405k, 405b)

405a

Ausgangskanal iSv. Meßfluidausgangskanal des Gehäusekörpers 401; örtlich gesehen nach dem mechatronischen Hubkörper-Strömungsmesseinsatz 1 bzw. Ventilsitz 407v bzw. Anschlagbereich 407

405ak

Aktiver Ausgangskanal als Teil des Vor- oder Rücklaufes V, R des zu messenden Fluidkreislaufes einer Maschine bzw. Ur- oder Umformeinrichtung 520 bzw. einer Temperiereinrichtung 500 (kein passiver Kanal im Bereich eines Sackloches oder Blindstopfens oder dergleichen)

405at

Teilstück des Ausgangskanales 405a

405at1

Ersten Teilstück des Ausgangskanales 405a

405at2

Zweites Teilstück des Ausgangskanales 405a

405at2y

Zweites Teilstück des Ausgangskanales 405a in y-Richtung

405at2z

Zweites Teilstück des Ausgangskanales 405a in z-Richtung

405at3

Drittes Teilstück des Ausgangskanales 405a

405at3y

Drittes Teilstück des Ausgangskanales 405a in y-Richtung

405at3z

Drittes Teilstück des Ausgangskanales 405a in z-Richtung

405atg

Gemeinsames Teilstück für mehrere Ausgangskanäle 405a

405atk

Aktives Teilstück des Ausgangskanals

405atp

Passives Teilstück des Ausgangskanals

405b

Befestigungskanal

405d

Durchgangsloch des Gehäusekörpers 401, das von einer Seite des Gehäusekörpers bis zur gegenüberliegenden Seite reicht und zumindest teilweise einen Teil des Durchgangskanales 405dk bildet

405d1

Erstes Durchgangsloch 405d2 Zweites Durchgangsloch

405dk

Durchgangskanal für das Messfluid (Vor- oder Rücklauf V, R) vom Einlass 402e bis zum Auslass 402a des Gehäusekörpers 401 mit mindestens oder genau einem aktiven Eingangskanal 405ek und mindestens oder genau einem aktiven Ausgangskanal 405ak

405dks

Durchgangskanalstück des Durchgangskanales 405dk, das entweder ein aktives Eingangskanalstück 405etk oder ein aktives Ausgangskanalstück 405atk oder ein aktives Meßkanalstück 405tmk sein kann

405dks1

Erstes Durchgangskanalstück gemäß Pfeil 1

405dks6

Sechstes Durchgangskanalstück

405e

Eingangskanal des Gehäusekörpers 401

405e1

Erster Eingangskanal (des ersten Funktionsblockes 401f1)

405e2

Zweiter Eingangskanal (des zweiten Funktionsblockes 401f2)

405ek

Aktiver Eingangskanal, der bis zum Anschlagbereich 407 bzw. Ventilsitz 407v reicht in einen Teil des Meßkanales 405m in x-Richtung umfasst

405et

Teilstück des Eingangskanales bzw. Eingangskanalstückes

405et1

Erstes Teilstück des Eingangskanales bzw. Eingangskanalstückes

405et2

Zweites Teilstück des Eingangskanales bzw. Eingangskanalstückes

405etk

Aktives Teilstück des Eingangskanals 405e

405etp

Passives Teilstück des Eingangskanals 405e

405k

Kühlkanal im Gehäuseblock 401 bzw. in der Gehäuseblockeinheit 401e, der keine Verbindung zum Vor- oder Rücklauf hat und nur zur Kühlung des mechatronischen Strömungsmeßeinsatzes 1 mittels eines separaten Fluidkreislaufes dient, ggf. auch zur Kühlung evtl. vorhandener weiterer Sensoren bzw. Meßgeräte

405m

Meßkanal in x-Richtung als Teil des Durchgangskanales 405dk, als Ende des aktiven Eingangskanales 405ek und Anfang des aktiven Ausgangskanales 405ak, der durch zwei konzentrische Sacklöcher 405s unterschiedlicher Länge gebildet ist, wobei diese beiden Sacklöcher 405s auf der Oberseite 404 des Gehäuseblockes 401 beginnt, das Durchmesser-größere x-Sackloch nur den oberen y-Kanal 405 schneidet und für die Befestigung des Strömungsmesseinsatzes 1 dient bzw. dementsprechend bearbeitet/ausgelegt ist und das Durchmesser-kleinere Sackloch 405 den oberen und den unteren y-Kanal 405 des Gehäusekörpers 401 schneidet

405p

Passiver Kanal im Eingangskanal 405ek oder Ausgangskanal 405ak

405s

Sackloch im Gehäuseblock 401, das Teil des Durchgangskanales 405dk ist oder mindestens eine Verbindung zum Durchgangskanal 405dk hat, in dem das zu messende Fluid fließt bzw. fließen muß und das im Gegensatz zum Durchgangsloch 405d nicht von einer Seite 401s, 401sn, 401sf des Gehäuseblockes 401 bis zur anderen, gegenüberliegenden Seite 401s, 401sn, 401sf durchgehend ist

405se

Sensorsackloch mit einer Öffnung 402 auf der Oberseite 404o des Gehäusekörpers 401 für einen sekundären Sensor oder Meßeinsatz, vzw. Temperatur- oder Drucksensor zusätzlich zum mechatronischen Hubkörper-Strömungsmeßeinsatz 1, wobei dieses Sensorsackloch 405se nur bis zum oberen y-Kanal 405 bzw. einem oberen Kanalstück 405t des Gehäuseblockes 401 reicht, vzw. ist es im Sensorrücklauf RS angeordnet

405sk

Sackkanal; keine Durchgangsströmung; es ist kein Durchgangskanal 405dk

405ss

Sensorsackloch in x-Richtung auf der Oberseite 404o des Gehäusekörpers 401 zur Aufnahme eines mechatronischen Hubkörper-Strömungsmeßeinsatzes 1, das nur das obere der beiden in x-Richtung übereinanderliegenden y-Kanalstücke 405t (bzw. y-Kanäle 405k) schneidet und im Durchmesser größer ist als das konzentrische Sackloch 405s gleicher Orientierung, das das Meßkanalteilstück 405tm bildet und das diese beiden y-Kanalstücke 405t bzw. y-Kanäle 405k schneidet

405t

Teilstück eines Fluidkanales 405 bzw. Kanalstück bzw. Kanalteilstück

405tm

Meßkanalteilstück (als Teil des Messkanales 405m) des Durchgangskanales 405dk, in den der untere Teil des Hubkörpers 18a (bzw. des Hubkörpersmoduls 18) hineinragt, der in der vom unteren Kanal 405k kommenden Fluidströmung ausgelenkt ist

405tmk

Aktives Meßkanalstück als Teil des Messkanales 405m

405ts

Sensorkanalteilstück in x-Richtung, z. B. für einen sekundären Sensor, einen Messfühler oder ein Sensormessgerät, vorzugsweise einen Temperatur oder Drucksensor bzw. ein Temperatur- oder Druckmessgerät, wobei dieses Sensorkanalteilstück 405ts sich auf der gleichen Seite des Gehäuseblockes 401 befindet wie das Sensorkanalteilstück 405tss und nur das obere der beiden in x-Richtung übereinanderliegenden y-Kanalstücke 405t (bzw. y-Kanäle 405k) schneidet

405tss

Sensorkanalteilstück in x-Richtung für einen mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1407 Anschlagbereich für den Schließkörper bzw. Ventilschließkörper des Hubkörper 18a eines mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1 bei minimaler Strömung für einen mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 mit Rückflußverhinderung und mit einem Hubkörper 18a, der fluidgeschwindigkeitsabhängig auslenkbar ist; vzw. ist er als Ventilsitz für einen Gehäusekörper 401, einen mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 und eine Strömungsmessvorrichtung 600 mit Rückflußverhinderungsfunktion ausgebildet

407v

Ventilsitz für einen Gehäusekörper 401, einen mechatronischen Strömungsmesseinsatz 1 und eine Strömungsmessvorrichtung 600 mit Rückflußverhinderungsfunktion

490

Blindstopfen, vzw. Gewindeblindstopfen, zum Verschließen eines Kanalstückes 405t

500

Temperiereinrichtung einer oder für eine Ur- oder Umformeinrichtung 520

510

Temperiergerät als Bestandteil der Temperiereinrichtung 500

520

Ur- oder Umformeinrichtung mit einem Formwerkzeug 525

520s

Spritzgießmaschine mit einem Formwerkzeug 525

525

Formwerkzeug der Ur- oder Umformeinrichtung 520 mit zu temperierenden Kanälen 580, insbesondere ein Spritz-, Gieß- oder Thermoformwerkzeug (525)

525e

Einrichtung der Ur- oder Umformeinrichtung mit zu temperierenden Kanälen

525fa

Fluidauslaß des Formwerkzeuges 525 oder der Einrichtung 525e

525fe

Fluideinlaß des Formwerkzeuges 525 oder der Einrichtung 525e

560

Regelvorrichtung, vzw. analog arbeitendes Regelventil

560b

Regelblock mit mehreren mechanisch verbundenen Regelvorrichtungen in einem mehrteiligen, vzw. monolithischen Gehäuseblock

580

Kanal, Rohr- oder Schlauch-gebunden oder im Gerät bzw. in der Maschine/Einrichtung 525, 520, 520s, für das temperierende Fluid, der Teil des Zulaufes 580z oder Rücklaufes 580r des Formwerkzeuges 525 hinsichtlich des Temperiergerätes 510 ist

580e

Gerät-externer Kanal, z. B. Rohrleitung

580er

Gerät-externer Kanal, z. B. Rohrleitung, im Rücklauf 580r

580ev

Gerät-externer Kanal, z. B. Rohrleitung, im Vorlauf 580v

580i

Gerätinterner Kanal 580, z. B. innerhalb des Formwerkzeugs 525

580if

Gerätinterner Kanal 580 innerhalb des Formwerkzeugs 525

580is

Gerätinterner Kanal 580 innerhalb der Strömungsmess- bzw. Strömungsüberwachungsvorrichtung 600, z. B. Durchgangskanal 405dk

580l

Fluid-Leitung im Vor- oder Rücklauf

580v

Vorlaufkanal für das zu temperierende bzw. temperierte Fluid bzgl. des zu temperierenden Formwerkzeuges 525 bzw. der zu temperierenden Formmasse

580vz

Einkanaliger Vorlauf V, d. h. es gibt nur einen Vorlaufkanal 580v und keinen Parallelkanal 580rp

580r

Rücklaufkanal des Rücklaufes R für das zu temperierende bzw. temperierte Fluid

580rp

Parallelkanal als Teil eines mehrkanaligen Rücklaufes 580r eines entsprechend mehrkanaligen Formwerkzeuges 525

580rz

Streckeabschnitt des Rücklaufes 580r mit einem einzigen Kanal 580, d. h. ohne Parallelkanal 580rp

600

Strömungsmessvorrichtung bzw. Strömungsüberwachungsvorrichtung mit mindestens einem einstückig ausgebildeten Gehäuseblock 401 oder einer Gehäuseblockeinheit 401e

R

Rücklauf bzw. Sammelrücklauf; der Teil des Fluidkreislaufes, der vom Fluidausgang der anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Maschine oder Vorrichtung, vzw. einer Temperiereinrichtung 500 einer oder für eine Ur- oder Umformeinrichtung 520 oder der direkt anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Ur- oder Umformeinrichtung 520 mit einem Formwerkzeug 525 reicht, wobei der Gehäuseblock 401 Teil des Vorlaufes V und/oder Rücklaufes R ist

RS

Sensorrücklauf; besondere Rücklauf-R-Definition, bezogen auf die Position des mechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1 im Gehäuseblock 401 bzw. in der Gehäuseblockeinheit 401e

V

Vorlauf bzw. Sammelvorlauf der anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Einrichtung, Maschine oder Vorrichtung 525, 520, 520s, 525e, 560b, vzw. Temperiereinrichtung 500 einer Ur- oder Umformeinrichtung 520 oder der direkt anschließbaren bzw. angeschlossenen, vzw. direkt angeflanschten Ur- oder Umformeinrichtung 520 mit einem Formwerkzeug 525, wobei der Gehäuseblock 401 Teil des Vorlaufes V und/oder Rücklaufes R ist

VS

Sensorvorlauf besondere Vorlauf-V-Definition, bezogen auf die Position desmechatronischen Strömungsmesseinsatzes 1 im Gehäuseblock 401 bzw. in der Gehäuseblockeinheit 401e

• 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
• WO 2009080352 A1 [0002]
• DE 4115963 A1 [0004]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• DIN 8580 [0003]

Claims (9)

1. Quaderförmiger monolithischer Gehäusekörper (401) für eine mechatronische Strömungsmessvorrichtung (600) mit einem in einer Öffnung (402ss) eines x-Sackloches (405s) bzw. x-Messkanales (405m) der Oberseite (404o) des Gehäusekörpers (401) gewindebefestigbaren mechatronischen Hubkörper-(18a)-Strömungsmesseinsatzes (1) mit einem Sensor (21) bzw. Sensorelement (21e), der/das die fluidbasierte und fluidgeschwindigkeitsabhängige Auslenkung von dessen Hubkörper (18a) berührungslos detektieren kann, mit wenigstens zwei, bezüglich der x-y-Ebene parallel angeordnete Funktionseinheiten (401f, 401f1, 401f2, ... 401fl), wobei a) jede Funktionseinheit (401f) hinsichtlich der Messfluidkanäle (405) genau ein oberes Sackloch (405s) in y-Richtung aufweist, das zwei in y-Richtung parallel angeordnete Sack- und/oder Durchgangslöcher (405s, 405d) in z-Richtung rechtwinklig schneidet, wobei die beiden letzteren einerseits einen Teil und den z-Auslass (402a) eines x-y-z-Durchgangskanales (405dk) (einschließlich des x-Messkanales (405m)) und eines z-Sammelrrücklaufes (Teil des Sensorrücklaufes RS) des mittels des in den Gehäuseblock (401) eingeschraubten Strömungsmesseinsatzes (1) zu messenden und/oder zu regelnden Fluids einer Temperiereinrichtung (500) einer bzw. für eine Ur- oder Umformeinrichtung (520) bilden, b) der Messkanal (405m) durch mindestens zwei koaxiale Sacklöcher (405s) in x-Richtung gebildet ist, wobei das im Durchmesser kleinere Sackloch (405s) bis zum unteren y-Kanal (405) bzw. Durchgangs- oder Sackloch (405s, 405d) durchgeht und das obere, im Durchmesser größere und am oberen Ende mit einem Gewinde (Gewindeöffnung 402g) versehene Sackloch (405s) nur den oberen y-Kanal (405) bzw. das obere y-Durchgangsloch (405s, 405d) schneidet.
2. Gehäusekörper (401) nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei derartige Gehäusekörper direkt über ihre Stirnseiten (401sv, 401sh) verbunden sind, vzw. mittels mindestens zweier langer Schrauben oder dergleichen in den mindestens zwei z-Befestigungskanälen (405b), so dass ihre z-Sammelkanäle (405e, 405a, 405dks, 405dk1, 405dk2) koaxial zueinander ausgerichtet sind.
3. Gehäusekörper (401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem weiteren Sackloch (405se) in x-Richtung als Sensorkanalteilstück (405ts) zur Aufnahme eines weiteren Sensors bzw. Sensorgerätes anderer Art, z. B. eines Temperaturfühlers oder eines Drucksensors, wobei das weitere Sackloch (405se) auf der Oberseite (404o) endet bzw. beginnt und mit dem bzw. einem Durchgangskanal (405dk) verbunden ist und vorzugsweise zwischen dem Sensorkanalteilstück (405tss) bzw. Messkanal (405tm) und dem nächstliegenden z-Sammelausgangskanal (405a) angeordnet ist, wobei vzw. dieses Sackloch (405se) bzw. Sensorkanalteilstück (405ts) und deren Öffnung (402se) anders ausgebildet ist, als die für den Strömungsmesseinsatz (1), so dass Vertauschungen nicht passieren können.
4. Gehäusekörper (401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem als einstückiges bzw. monolithisches Gussteil hergestellten Gehäusekörper (401), vorzugsweise aus einem Buntmetall oder Buntmetall-Legierungen, insbesondere aus Messing, und/oder mit planen Öffnungen (402, 402e, 402a) mit Innengewinde (402g), wobei alle derartigen meßfluidkontaktierenden Öffnungen (402g) Innengewinde aufweisen.
5. Gehäusekörper (401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem in z-Richtung verlaufenden Kühlkanal (405k), der in der Nähe des Kanalteilstückes (405tss) für den Strömungsmesseinsatz (1) angeordnet ist, aber keine Kanal-Verbindung zu den messfluidführenden bzw. -führbaren Kanälen (405s, 405dks) hat.
6. Gehäusekörper (401) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zueinander im Wesentlichen (ggf. bis auf Dichtungsstellen) planparallelen Stirnseiten (401s, 401sv, 401sh), so dass mehrere Gehäusekörper (401) anreihbar und fluiddicht fixierbar, vzw. verschraubbar sind, vzw. sind die Gehäusekörper (401) angereiht und bilden eine fluiddichte Gehäuseblockeinheit (401e).
7. Strömungsüberwachungs- oder Strömungsmessvorrichtung (600) mit einem Gehäusekörper (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche und mindestens einem, in der Öffnung (402ss) des Messgeräteinsatz-Kanalstückes (405tss) des Gehäusekörpers (1) fluiddicht befestigtem mechatronischen Strömungsmesseinsatz (1) mit einem durch das zu messende Fluid auslenkbaren Hubkörper (18a) und 90-Grad-Strömungsumlenkung im Bereich des Hubkörpers (18a), insbesondere zur Strömungsüberwachung oder Strömungsgeschwindigkeits- oder Strömungsvolumenmessung heißer Fluide mit Temperaturen von über 120–200 Grad Celsius und der Verwendung spezieller luft- oder fluidgekühlter mechatronischer Strömungsmesseinsätze (1).
8. Temperiereinrichtung (500) Ur- oder Umformeinrichtung (520, 520s), insbesondere Spritzgießmaschine (520s) oder Spritzgießanlage (520s) oder Thermoumformeinrichtung (520), mit einem Temperierteil oder einem Temperiergerät (510) als Vorlaufquelle (V) sowie mit einer Strömungsüberwachungs- oder Strömungsmessvorrichtung (600) nach Anspruch 7.
9. Ur- oder Umformeinrichtung (520, 520s), insbesondere Spritzgießmaschine (520s) oder Spritzgießanlage (520s) oder Thermoumformeinrichtung (520), mit einem Formwerkzeug (525) mit zu temperierenden Fluidkanälen und/oder mit einer mehrkanalig (580) zu temperierenden Formmasse, mit einer Temperiereinrichtung (500) nach Anspruch 8

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