DE102012111275A1

DE102012111275A1 - Coil body assembly for magnetic-inductive flow measuring device, has wall, which surrounds radical opening for receiving spool core of coil body, where opening defines longitudinal axis by enclosing wall

Info

Publication number: DE102012111275A1
Application number: DE201210111275
Authority: DE
Inventors: Oliver Graf
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-05-22
Also published as: DE102012111275A8

Abstract

The coil body assembly has a wall (24), which surrounds a radical opening (25) for receiving a spool core of a coil body (23). The opening defines a longitudinal axis (26) by enclosing the wall. The flanges (27,28) are formed on the end sides of the axially outwardly protruding pins (30,31). The one of the pins is formed integrally with the coil body. The pins are made from a fiber reinforced thermoplastic by injection molding, particularly made from a polyphenylene sulfide. A ring is made from a silicone rubber, a chloroprene rubber, an ethylene-propylene rubber or a thermoplastic elastomer. An independent claim is included for a magnetic-inductive flow measuring device with a pole piece.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spulenkörperanordnung, insbesondere zur Verwendung mit einer Einrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung und eine magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung, zumindest umfassend zwei Spulenkörperanordnungen.The invention relates to a bobbin arrangement, in particular for use with a device for magnetic-inductive flow measurement and a magnetic-inductive flow measuring device, at least comprising two bobbin arrangements.

Spulenkörperanordnungen sind im Stand der Technik vielfach bekannt. Spulenkörper werden zum Beispiel verwendet für elektromechanische Maschinen, Messeinrichtungen, Schalteinrichtungen und bei Signalübertragern. Aus der DE 20 2006 009 947 U1 sind Spulenkörper aus einem elastischen Material bekannt, die im Bereich ihrer äußeren Flansche knopfartige Eingriffselemente einerseits und Eingriffsöffnungen andererseits aufweisen. Dabei sind Eingriffselemente und Eingriffsöffnungen so verteilt, dass sich diese von einander benachbart angeordneten Spulenkörpern komplementär ergänzen. Dadurch ist es möglich, mehrere gleichartige Spulenkörper zu größeren Spulenkörpersystemen zu verknöpfen und dabei ein vorgegebenes Rastermaß für die Anordnung von Anschlussstiften oder Kontaktflächen zur Oberflächenmontage (SMD) auf einer Leiterplatte einzuhalten.Spool assemblies are well known in the art. Bobbins are used, for example, for electromechanical machines, measuring devices, switching devices and signal transducers. From the DE 20 2006 009 947 U1 Spool body made of an elastic material are known which have button-like engagement elements on the one hand and engagement openings on the other hand in the region of their outer flanges. In this case, engagement elements and engagement openings are distributed so that they complement each other from adjacent coil bodies complementary. This makes it possible to button several similar bobbin to larger bobbin systems while maintaining a predetermined pitch for the arrangement of pins or pads for surface mounting (SMD) on a circuit board.

Aus der DE 699 04 045 T2 ist ein Spulenkörper für einen Transformator, insbesondere Signaltransformator, bekannt, der eine unsymmetrische Anordnung von elektrischen Anschlussstiften aufweist, um sicherzustellen, dass der Transformator in der korrekten Ausrichtung positioniert wird, wenn er mit anderen Komponenten verbunden wird, z.B. auf einer Leiterplatte befestigt wird.From the DE 699 04 045 T2 For example, a bobbin is known for a transformer, in particular a signal transformer, which has an asymmetrical arrangement of electrical connection pins to ensure that the transformer is positioned in the correct orientation when it is connected to other components, eg, mounted on a circuit board.

Aus der DE 10 2010 004 887 A1 ist ein Spulenkörper zur Anbringung auf einem Stator einer elektrischen Maschine bekannt, wobei der Stator sich nach radial außen oder innen erstreckende Fortsätze oder Zähne aufweist, die als Pol wirken und einen verbreiterten Kopfbereich umfassen, der als Polschuh wirkt. Es wird vorgeschlagen, den Spulenkörper mit einer ringförmig umlaufenden Halterippe auszugestalten, die zwischen zwei Vorsprüngen einer Haltestruktur, die durch das Blechpaket des Stators gebildet wird, bei der Montage der Spule eingepresst wird und dadurch der Spulenkörper fest mit dem Zahn verbunden ist. Es wird auch vorgeschlagen, in der Öffnung in dem Spulenkörper, die zur Aufnahme des Pols vorgesehen ist, Quetschrippen anzuordnen, die sich beim Aufpressen der Spule auf den Stator plastisch verformen und dadurch einen Presssitz des Spulenkörpers auf dem Pol bewirken.From the DE 10 2010 004 887 A1 For example, a spool is known for mounting on a stator of an electrical machine, the stator having radially outwardly or inwardly extending tabs or teeth that act as a pole and include a widened head portion that acts as a pole piece. It is proposed to design the bobbin with an annular circumferential retaining rib which is pressed between two projections of a holding structure, which is formed by the laminated core of the stator during assembly of the coil and thereby the bobbin is firmly connected to the tooth. It is also proposed, in the opening in the bobbin, which is provided for receiving the pole, to arrange crush ribs, which plastically deform during the pressing of the coil on the stator and thereby cause a press fit of the bobbin on the pole.

Magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtungen sind ebenfalls im Stand der Technik bekannt. Diese sehen eine volumetrische Strömungsmessung in einem Messrohr unter Nutzen der elektrodynamischen Induktion vor. Sie umfassen Messelektroden, die eine Messspannung ermitteln. Diese wird dadurch induziert, dass ein Magnetfeld senkrecht zu bewegten Ladungsträgern eines durch das Messrohr strömenden Mediums erzeugt wird und die Messelektroden im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordnet werden. Die in den Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, somit proportional zum Volumenstrom. Bei bekannter Dichte des Mediums lässt sich der Massestrom in dem Messrohr bestimmen. Zum Abgreifen der Messspannung sind zumeist zwei Messelektroden vorgesehen, also ein Messelektrodenpaar. Dieses wird entlang der Messrohrachse im Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet, also im Bereich der erwarteten maximalen Messspannung.Magnetic-inductive flow measuring devices are also known in the art. These provide a volumetric flow measurement in a measuring tube using electrodynamic induction. They include measuring electrodes which determine a measuring voltage. This is induced by the fact that a magnetic field is generated perpendicular to moving charge carriers of a medium flowing through the measuring tube and the measuring electrodes are arranged substantially perpendicular to the flow direction of the medium and perpendicular to the direction of the magnetic field. The measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the flow velocity of the medium averaged over the cross section of the measuring tube, thus proportional to the volume flow. With known density of the medium, the mass flow in the measuring tube can be determined. For tapping the measuring voltage, two measuring electrodes are usually provided, that is to say one pair of measuring electrodes. This is arranged along the measuring tube axis in the region of maximum magnetic field strength, ie in the range of the expected maximum measuring voltage.

Beispielsweise offenbart die WO 2008/028872 A1 ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums in einer Rohrleitung, umfassend ein Messrohr, das das Medium in Richtung der Messrohrachse durchströmt, ein Magnetsystem, das ein das Messrohr durchsetzendes, im Wesentlichen quer zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, zumindest eine mit dem Medium gekoppelte Messelektrode, die in einem im Wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld liegenden Bereich des Messrohres angeordnet ist, und eine Regel- und Auswerteeinheit, die anhand der in die zumindest eine Messelektrode induzierten Messspannung Informationen über den Volumen- oder Massestrom des Mediums in dem Messrohr liefert.For example, the WO 2008/028872 A1 a magnetic-inductive flowmeter for measuring the volume or mass flow of a medium in a pipeline, comprising a measuring tube which flows through the medium in the direction of the measuring tube axis, a magnetic system which generates a measuring tube passing through, extending substantially transversely to the measuring tube magnetic field, at least a measuring electrode coupled to the medium, which is arranged in a lying substantially perpendicular to the magnetic field region of the measuring tube, and a control and evaluation unit, based on the at least one measuring electrode induced measuring voltage information about the volume or mass flow of the medium in the Measuring tube delivers.

Handelsübliche magnetisch induktive Durchflussmessgeräte weisen regelmäßig ein Messrohr auf, dessen Innenraum im Messbetrieb vom Medium durchströmt wird. Am Messrohr ist ein magnetisch induktiver Durchflussmessaufnehmer angeordnet, der eine Vorrichtung zur Erzeugung eines das Messohr durchsetzenden Magnetfelds und in das Messrohr eingesetzte Messelektroden umfasst. Die Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes umfasst eine Spulenanordnung, die üblicherweise aus zwei einander gegenüberliegend zu beiden Seiten des Messrohrs angeordneten Spulen besteht. Die Spulen bestehen aus einem Spulenkörper mit einer elektrischen Wicklung und einem Spulenkern. Zur Erzeugung des Magnetfeldes werden die Spulen im Messbetrieb von einem Erregerstrom durchflossen, der die Ausbildung eines Magnetfeldes bewirkt, das das Messrohr im wesentlichen senkrecht zu dessen Rohrachse durchsetzt. Die Vorrichtung umfasst zusätzlich ein Feldmantelblech, dass zumindest einen Teil des Messrohres umgibt. Das Feldmantelblech 4 dient der Rückführung des Magnetfeldes. Senkrecht zum Magnetfeld bewegte Ladungsträger induzieren senkrecht zu deren Durchflussrichtung eine Spannung. Über die Elektroden ist im Messbetrieb die in dem Medium induzierte Spannung abgreifbar. Der Messaufnehmer ist in der Regel von einem Messaufnehmergehäuse umgeben, das beispielsweise aus zwei miteinander verbundenen das Messrohr umschließenden Halbschalen besteht. Auf das Messaufnehmergehäuse ist ein separates Elektronikgehäuse montiert, in dem sich eine Messgerätelektronik befindet, die beispielsweise über eine entsprechende Verbindung oder Durchführung elektrisch an den im Messaufnehmergehäuse angeordneten Messaufnehmer angeschlossen ist.Commercially available magnetic-inductive flowmeters regularly have a measuring tube, the interior of which flows through the medium during measuring operation. Arranged on the measuring tube is a magnetically inductive flow measuring transducer which comprises a device for generating a magnetic field passing through the measuring tube and measuring electrodes inserted in the measuring tube. The device for generating the magnetic field comprises a coil arrangement, which usually consists of two coils arranged opposite one another on both sides of the measuring tube. The coils consist of a bobbin with an electrical winding and a coil core. To generate the magnetic field, the coils are flowed through in measurement operation by an excitation current, which causes the formation of a magnetic field, which passes through the measuring tube substantially perpendicular to the tube axis. The device additionally comprises a field jacket plate which surrounds at least a part of the measuring tube. The field jacket plate 4 serves to return the magnetic field. Induce charge carriers moving perpendicularly to the magnetic field perpendicular to their flow direction, a voltage. In the measuring mode, the voltage induced in the medium can be tapped off via the electrodes. The sensor is usually surrounded by a sensor housing, which consists for example of two interconnected the measuring tube enclosing half-shells. On the sensor housing, a separate electronics housing is mounted, in which there is a meter electronics, which is connected, for example via a corresponding connection or passage electrically to the sensor arranged in the sensor housing.

Die Messgerätelektronik umfasst vorzugsweise die gesamte für den Betrieb des Durchflussmessgeräts erforderliche Elektronik. Hierzu gehören eine Elektronik zur Ansteuerung der Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes, eine Elektronik zur Aufnahme von mittels der Messelektroden aufgenommenen Messsignalen, eine Elektronik zur Aufbereitung und/oder Verarbeitung dieser Messsignale, sowie eine Signalverarbeitung, die anhand der Messsignale alle gewünschten Messergebnisse erzeugt und einer weiteren Anzeige und/oder Verarbeitung zugänglich macht. Zusätzlich erfolgt die Energieversorgung des Messaufnehmers über die Messgerätelektronik. Das Elektronikgehäuse weist in der Regel einen Anschlussraum auf, in dem an die Messgerätelektronik angeschlossene Anschlussleitungen verlaufen, die über eine in eine Außenwand des Elektronikgehäuses eingesetzte Durchführung nach außen geführt sind. Über diese über die Durchführung von außen zugänglichen Anschlussleitungen erfolgt die Energieversorgung des Messgeräts, gegebenenfalls eine Kommunikation mit dem Messgerät, sowie eine Übertragung der Messergebnisse. Ein Beispiel für ein solches Durchflussmessgerät ist das unter dem Produktnamen Promag 50 W von der Anmelderin vertriebene Durchflussmessgerät.The meter electronics preferably includes all of the electronics required to operate the flow meter. These include electronics for controlling the device for generating the magnetic field, an electronics for recording measured by the measuring electrodes measuring signals, an electronics for processing and / or processing of these measurement signals, as well as a signal processing that generates all the desired measurement results based on the measurement signals and another Display and / or processing. In addition, the power supply of the sensor via the meter electronics. As a rule, the electronics housing has a connection space in which connecting leads connected to the measuring device electronics run, which are guided to the outside via a bushing inserted into an outer wall of the electronics housing. These power cables, which are accessible from the outside, are used to supply power to the measuring device, if necessary to communicate with the measuring device, and to transmit the measurement results. An example of such a flowmeter is the flow meter marketed by the Applicant under the product name Promag 50W.

Aus der DE 102007029563 A1 ist ein besonders kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät bekannt, bei dem das Elektronikgehäuse in das Messaufnehmergehäuse integriert ist.From the DE 102007029563 A1 a particularly compact magnetic inductive flowmeter is known in which the electronics housing is integrated in the sensor housing.

Aus der WO 2011/091899 A1 ist ein weiteres magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bekannt. Bei diesem sind zwei Spulenbaugruppen mit jeweils einem Spulenkörper zur Aufnahme eines Polkerns einer Spule vorgesehen, wobei die Spule auf dem Spulenkörper und der Spulenkern in einer ersten Öffnung des Spulenkörpers mit einer Längsachse des Spulenkerns koaxial zur Spule angeordnet ist. Der Spulenkern weist eine Ausformung auf und der Spulenkörper einen ersten Anschlag, der zwischen Messrohr und Spule angeordnet ist. Der Spulenkern ist als Polschuh ausgeformt. Zwischen Spulenkern und Messrohr ist zumindest ein Polblech angeordnet, wobei jedes Polblech separat in ein dafür vorgesehenes Formnest im Spulenkörper im montierten Zustand desselben eingeklickt ist. Der Spulenkörper weist zumindest eine Kabelführung zur Führung eines Kabels auf. Der Spulenkern ist als Polschuh ausgeformt. Ein Polschuh dient zur Feldführung und ist entsprechend ausgeformt. Der Spulenkern übernimmt hier also die Funktion eines Spulenkerns und eines Polschuhs, insbesondere der Feldlinienführung im Messrohr. Dieses Bauteil könnte bei der beschriebenen Gestaltung auch als Polschuh bezeichnet werden. Die Ausformung weist hier die Form eines Rohrabschnitts auf. Somit kann ein Messrohr flächig kontaktiert werden. Die Krümmung und die Größe sind abgestimmt auf das Messrohr für eine gute Passform. Die Ausformung weist einen größeren Querschnitt quer zur Längsachse des Spulenkerns auf, als die Öffnung im Spulenkörper. Die Ausformung des Spulenkerns liegt daher großflächig am ersten Anschlag des Spulenkörpers an.From the WO 2011/091899 A1 is another electromagnetic flowmeter known. In this two coil assemblies are each provided with a bobbin for receiving a pole core of a coil, wherein the coil is arranged on the bobbin and the coil core in a first opening of the bobbin with a longitudinal axis of the coil core coaxial with the coil. The bobbin has a formation and the bobbin a first stop which is arranged between the measuring tube and coil. The spool core is shaped as a pole piece. At least one pole piece is arranged between the coil core and the measuring tube, wherein each pole piece is separately clipped into a corresponding mold cavity in the coil body in the assembled state. The bobbin has at least one cable guide for guiding a cable. The spool core is shaped as a pole piece. A pole piece is used for field guidance and is shaped accordingly. The coil core thus assumes the function of a coil core and a pole piece, in particular the field line guidance in the measuring tube. This component could be referred to in the described design as a pole piece. The shape here has the shape of a pipe section. Thus, a measuring tube can be contacted surface. The curvature and size are matched to the meter tube for a good fit. The formation has a larger cross-section transverse to the longitudinal axis of the spool core, as the opening in the bobbin. The shape of the coil core is therefore large-scale on the first stop of the bobbin.

Der Spulenkörper hat einen zweiten Anschlag auf einer dem Messrohr abgewandten Seite des Spulenkörpers. An diesen zweiten Anschlag ist ein Befestigungselement anlegbar. Das Befestigungselement wird dabei mit dem Spulenkern form- und/oder kraftschlüssig so verbunden, dass der Spulenkern unter einer Axialspannung, also einer längs der Längsachse des Spulenkerns wirkenden Spannung, am Spulenkörper befestigt ist. Der Spulenkern wird somit mit einem Befestigungselement, welches im montierten Zustand am zweiten Anschlag des Spulenkörpers anliegt, unter einer Vorspannung mit dem Spulenkörper verbunden, so dass Spulenkörper und Spulenkern in Richtung der Längsachse des Spulenkerns miteinander verspannt sind. Die Spannung wirkt zwischen dem ersten Anschlag und dem zweiten Anschlag des Spulenkörpers. Die Vorspannung zwischen beiden Anschlägen des Spulenkörpers und des Spulenkerns verhindert eine Verschiebung des Spulenkerns längs der Längsachse zum Spulenkörper. Die Spulenkörper der zwei baugleichen Spulenbaugruppen umfassen als integralem Bestandteil halbschalenförmige Gehäuseteile mit Rasthaken und zu den Rasthaken komplementären Ösen. Die Spulenbaugruppen werden gegenüberliegend um das Messrohr angesetzt und unter Vorspannung miteinander verrastet, womit die Spulenkörper kraftschlüssig mit dem Messrohr verbunden wären. Da die Spulenkörper aber üblicherweise aus Kunststoff gefertigt sind, kann es jedoch durch Fließprozesse im Kunststoff nach einer bestimmten Zeit zum Verlust dieser Vorspannung kommen. Bei Messung von Medien mit hoher Temperatur oder bei hohen Umgebungstemperaturen sind solche Fließprozesse in der Regel stärker ausgeprägt.The bobbin has a second stop on a side facing away from the measuring tube of the bobbin. At this second stop a fastener can be applied. The fastening element is in this case positively and / or non-positively connected to the coil core in such a way that the coil core is fastened to the coil body under an axial tension, that is to say a tension acting along the longitudinal axis of the coil core. The coil core is thus connected with a fastening element, which rests in the mounted state on the second stop of the bobbin under a bias to the bobbin, so that bobbin and coil core are clamped together in the direction of the longitudinal axis of the bobbin. The tension acts between the first stop and the second stop of the bobbin. The bias between the two stops of the bobbin and the bobbin prevents displacement of the bobbin along the longitudinal axis of the bobbin. The bobbins of the two identical coil assemblies comprise as an integral part of shell-shaped housing parts with latching hooks and complementary to the latching hooks eyelets. The coil assemblies are placed opposite to the measuring tube and locked together under bias with which the coil body would be non-positively connected to the measuring tube. However, since the bobbins are usually made of plastic, however, it may be due to flow processes in the plastic after a certain time to lose this bias. When measuring media with high temperature or at high ambient temperatures such flow processes are usually more pronounced.

Die WO 2004/072590 A1 offenbart ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit zwei an einem Messrohr gegenüberliegend angeordneten Spulenkörpern mit jeweils einer Spule und einem Polschuh als Spulenkern. Der Polschuh ist in einer ersten Öffnung des Spulenkörpers längs der Spulenachse geführt. Er weist eine Ausformung auf, die so ausgestaltet ist, dass das Messrohr vom Polschuh näherungsweise spaltfrei kontaktierbar ist. Die Spulenkörper werden mittels zweier Feldrückführ-Elemente gegenseitig vorgespannt. Dadurch wird der jeweilige Polschuh auf das Messrohr angedrückt.The WO 2004/072590 A1 discloses a magnetic-inductive flowmeter with two opposite to a measuring tube arranged bobbins, each with a coil and a Pole shoe as a coil core. The pole piece is guided in a first opening of the bobbin along the coil axis. It has a shape that is designed so that the measuring tube from the pole piece is approximately gap-free contactable. The bobbins are biased by means of two field feedback elements mutually. As a result, the respective pole piece is pressed onto the measuring tube.

Für Durchflussmessgeräte, die für die Messung in Rohrleitungen größeren Durchmessers vorgesehen sind, hat sich bewährt, die Spulenkörper als separate Bauteile vorzusehen.For flowmeters intended for measurement in larger diameter piping, it has been found useful to provide the bobbins as separate components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eingangs erwähnte Spulenkörperanordnungen und magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtungen zu verbessern.The invention has for its object to improve the aforementioned coil body assemblies and magnetic-inductive flow measuring devices.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spulenkörperanordnung mit einer Wandung, die eine zur Aufnahme eines Spulenkernes einen Spulenkörper durchgreifende Öffnung umgibt, wobei die Öffnung eine von der Wandung umschlossene Längsachse definiert, wobei die Wandung axial endseitig von einem ersten Flansch und einem zweiten Flansch eingefasst ist und zwischen den beiden Flanschen radial auswärts von der Wandung ein die Öffnung radial außerhalb der Wandung umgebender Wickelraum zur Aufnahme einer elektrischen Wicklung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einem der Flansche stirnseitig zumindest ein axial nach außen hervortretender Zapfen gebildet ist.This object is achieved by a bobbin arrangement with a wall which surrounds a coil body for receiving a bobbin extending through an opening, wherein the opening defines a longitudinal axis enclosed by the wall, wherein the wall is axially end enclosed by a first flange and a second flange and between the two flanges radially outwardly of the wall, a winding space surrounding the opening radially outside the wall is formed for receiving an electrical winding, characterized in that at least one of the flanges frontally at least one axially outwardly projecting pin is formed.

Für eine magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung der eingangs erwähnten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Durchflussmesseinrichtung zumindest zwei Spulenkörperanordnungen mit axial angeordneten Formschlussmitteln umfasst, sowie zumindest einen Polschuh, wobei der zumindest eine Polschuh zu den Formschlussmitteln der Spulenkörperanordnung komplementäre Formschlussmittel, vorzugsweise Löcher, zur zumindest radialen Festlegung der Spulenkörperanordnung gegenüber dem Polschuh bezogen auf eine Längsachse der Spulenkörperanordnung aufweist.For a magnetic-inductive flow measuring device of the type mentioned, the object is achieved in that the flow measuring device comprises at least two bobbin arrangements with axially arranged positive locking means, and at least one pole piece, wherein the at least one pole piece to the positive locking means of the bobbin assembly complementary positive locking means, preferably holes, to Having at least radial attachment of the bobbin assembly relative to the pole piece with respect to a longitudinal axis of the bobbin assembly.

Die Anmelderin hat herausgefunden, dass sich die Messgenauigkeit einer magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung überraschender Weise deutlich verbessern lässt durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Spulenkörperanordnung. Insbesondere lassen sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Spulenkörperanordnung Unterschiede in der Messgenauigkeit innerhalb einer Reihe von baugleichen Durchflussmesseinrichtungen erheblich verringern. Aufgrund des für Montage und Betrieb auch bei hohen oder wechselnden Temperaturen notwendigen Spieles zwischen Spulenkörper und Spulenkern, sowie unvermeidlicher Maßtoleranzen, besteht nämlich bei den bekannten magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtungen, insbesondere solchen, die für die Messung in Rohrleitungen größeren Durchmessers vorgesehen sind, die Möglichkeit, dass sich der Spulenkörper radial seitlich oder auch axial in Längsrichtung gegenüber dem Spulenkern verlagert. Eine solche Lageänderung beeinflusst das in dem Messrohr erzeugte Magnetfeld und damit auch die gemessene Spannung, also das Messergebnis. Solche Verlagerungen können von Schwingungen im Betrieb einer magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung aufgrund von Vibrationen in der Anlage, in die das Durchflussmessgerät integriert ist, verursacht werden. Das Auftreten von solchen Verlagerungen hängt dabei auch von Frequenz und Amplitude der Schwingungen ab, die zudem meist nicht konstant sind. Daher kann das Messergebnis bei den bekannten magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtungen von einer nicht vorhersehbaren und zeitlich veränderlichen dynamischen Störung überlagert und damit das Messergebnis mit einem nicht kompensierbaren dynamischen Fehler behaftet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Spulenkörperanordnung und einer erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung kann ein solcher Fehler mit einfachen Mitteln wesentlich reduziert werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht die radiale seitliche Fixierung eines Spulenkörpers gegenüber einem Polschuh und/oder Feldmantelblech und Anpressplatte und daher gegenüber dem Spulenkern durch Formschluss und damit wird die Quelle für den beschriebnen dynamischen Messfehler im Wesentlichen beseitigt.The Applicant has found that the measurement accuracy of a magnetic-inductive flow measuring device can be surprisingly significantly improved by the inventive design of a bobbin arrangement. In particular, differences in the measuring accuracy within a series of identically constructed flow measuring devices can be considerably reduced by the configuration of the coil former arrangement according to the invention. Because of the necessary clearance between bobbin and coil core for assembly and operation even at high or changing temperatures, and inevitable dimensional tolerances, namely in the known magnetic-inductive flow measuring devices, in particular those which are provided for the measurement in larger diameter pipelines, the possibility that the bobbin moves radially laterally or axially in the longitudinal direction relative to the spool core. Such a change in position influences the magnetic field generated in the measuring tube and thus also the measured voltage, ie the measurement result. Such displacements may be caused by vibrations in the operation of a magnetic-inductive flowmeter due to vibrations in the equipment in which the flowmeter is integrated. The occurrence of such displacements also depends on the frequency and amplitude of the oscillations, which moreover are usually not constant. Therefore, the measurement result can be superimposed in the known magnetic-inductive flow measuring devices of an unpredictable and time-varying dynamic disturbance and thus the measurement result with a non-compensable dynamic error. The inventive design of a coil body assembly and a magnetic-inductive flow measuring device according to the invention, such an error can be substantially reduced by simple means. The embodiment of the invention allows the radial lateral fixation of a bobbin against a pole piece and / or field coat plate and pressure plate and therefore against the bobbin by positive engagement and thus the source for the described dynamic measurement error is substantially eliminated.

Für eine Fixierung in alle radialen Richtungen ist es zweckmäßig, wenn zumindest zwei nach außen hervortretende Zapfen vorgesehen sind. Eine beidseitige Fixierung gegenüber Polschuh und Feldmantelblech nebst Anpressplatte wird erhalten, wenn auf jedem der Flansche zumindest ein, vorzugsweise zwei, axial nach außen hervortretende Zapfen gebildet ist.For a fixation in all radial directions, it is expedient if at least two outwardly projecting pins are provided. A two-sided fixation with respect to pole shoe and field jacket plate together with pressure plate is obtained when at least one, preferably two, axially outwardly projecting pin is formed on each of the flanges.

Die erfindungsgemäße Ausbildung bringt noch einen weiteren Vorteil mit sich. Durch die Zapfen wird die exakte Positionierung der Teile des gesamten Aufbaus erleichtert und ist ohne Hilfsmittel möglich. Dadurch wir der Aufwand für die Montage geringer, gleichzeitig eine gleich bleibend hohe Qualität erzielt.The inventive design brings a further advantage with it. By the pins, the exact positioning of the parts of the entire structure is facilitated and is possible without tools. As a result, the time and effort required for the assembly is lower and at the same time a consistently high quality is achieved.

Wirtschaftlich besonders günstig ist es dabei, wenn zumindest einer der Zapfen, vorteilhaft alle Zapfen, einstückig mit dem Spulenkörper ausgebildet ist, insbesondere der Spulenkörper mit den Zapfen aus einem faserverstärkten Thermoplast durch Spritzgießen hergestellt ist. Gute mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften ergeben sich, wenn der Spulenkörper aus einem Polyphenylensulfid (PPS-GF) mit einem Gehalt an anorganischen Fasern von mehr als 50 Gew.%, vorzugsweise von mehr als 60 Gew.% hergestellt ist.It is particularly economically advantageous if at least one of the pins, advantageously all pins, is integrally formed with the bobbin, in particular the bobbin is made with the pin of a fiber-reinforced thermoplastic by injection molding. Good mechanical, electrical and thermal properties result when the bobbin of a polyphenylene sulfide (PPS-GF) with an inorganic fiber content of more than 50 wt.%, Preferably of more than 60 wt.% Is made.

Die Montage der Bauteile lässt sich schneller erledigen, wenn der wenigstens eine Zapfen eine kegelstumpfförmige Außenkontur aufweist und sich vorzugsweise von dem Flansch aus mit einem Winkel von 1° bis 5° verjüngt. Dadurch lässt sich der Spulenkörper leichter in entsprechende Löcher z.B. im Polschuh einführen, zugleich wird auch ein besonders spielarmer Sitz gewährleistet.The assembly of the components can be done faster if the at least one pin has a frusto-conical outer contour and preferably tapers from the flange at an angle of 1 ° to 5 °. This makes it easier to insert the bobbin into corresponding holes, e.g. Insert in the pole piece, at the same time a particularly low-play seat is guaranteed.

Ein Spiel des Spulenkörpers in einer Durchflussmesseinrichtung in axialer Richtung lässt sich beseitigen und insbesondere Toleranzen ausgleichen ohne den Spulenkörper zu verspannen, wenn ein an dem oder den Zapfen auf einem der Flansche angeordneter Distanzring vorgesehen ist, der den Zapfen umgibt, wobei der Ring aus einem Elastomer hergestellt ist, vorzugsweise mit einer Härte von etwa 25 bis 35 Shore A, besonders bevorzugt etwa 30 Shore A. Wenn der Ring aus einem Silikon-Kautschuk (VMQ) besteht, kann die Spulenkörpereinrichtung bis etwa 180°C eingesetzt werden. Für weniger thermisch anspruchsvolle Anwendungen kann auch ein Chloropren-Kautschuk (CR) oder ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM) Anwendung finden. Bei einem thermoplastischen Elastomer, z.B. TPE-S, besteht die Möglichkeit, den Ring an den Spulenkörper im Mehrkomponentenspritzguss anzuspritzen. So könnte der Ring als separates Bauteil entfallen, kann nicht bei der Montage verloren gehen oder vergessen werden.A play of the bobbin in a flow measuring device in the axial direction can be eliminated and in particular compensate for tolerances without tensing the bobbin when a arranged on the pin or on one of the flanges spacer ring is provided which surrounds the pin, wherein the ring of an elastomer is prepared, preferably having a hardness of about 25 to 35 Shore A, more preferably about 30 Shore A. If the ring consists of a silicone rubber (VMQ), the bobbin device can be used up to about 180 ° C. For less demanding thermal applications, chloroprene rubber (CR) or ethylene-propylene rubber (EPDM) may also be used. For a thermoplastic elastomer, e.g. TPE-S, it is possible to inject the ring to the bobbin in multi-component injection molding. Thus, the ring could be omitted as a separate component, can not be lost during assembly or forgotten.

Ein besonders großer Längenausgleich durch den Ring ergibt sich, wenn der Ring annähernd topfförmig ausgestaltet ist mit einem radial inneren Bereich geringer Materialstärke und einem radial äußeren Bereich größerer Materialstärke, wobei vorzugsweise die Materialstärke in dem radial inneren Bereich etwa die Hälfte der Materialstärke im radial äußeren Bereich beträgt, und weiter vorzugsweise die Breite des radial äußeren Bereiches etwa die Hälfte der Materialstärke im radial äußeren Bereich beträgt. Dadurch lässt sich der Ring im Bedarfsfall mit relativ geringer Kraft auf etwa die Hälfte seiner Materialstärke zusammendrücken, wobei der radial äußere Rand nach außen gedrückt wird und erst bei stärkerer Kompression gegen die elastischen Materialkräfte gearbeitet werden muss.A particularly large length compensation by the ring is obtained when the ring is approximately pot-shaped with a radially inner region of low material thickness and a radially outer region of greater material thickness, preferably wherein the material thickness in the radially inner region about half of the material thickness in the radially outer region is, and more preferably, the width of the radially outer region is about half the material thickness in the radially outer region. As a result, if necessary, the ring can be compressed to about half of its material thickness with relatively little force, with the radially outer edge being pressed outward and only having to be worked against the elastic material forces during greater compression.

In einer besonders effektiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst die magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung ferner ein Messrohr, wobei zwei Spulenkörperanordnungen auf einander radial gegenüberliegenden Seiten des Messrohres angeordnet sind, wobei zwischen Spulenkörperanordnung und Messrohr jeweils ein Polschuh angeordnet ist, ferner in jeder Spulenkörperanordnung ein Spulenkern vorgesehen ist, sowie ein Feldmantelblech, das die beiden radial äußeren Enden der Spulenkerne so außerhalb des Messrohres miteinander verbindet, dass ein magnetischer Kreis durch das Messrohr gebildet ist, und wenigstens eine Anpressplatte zur mechanischen Verspannung von Feldmantelblech, Spulenkernen und Polschuhen über das Messrohr, wobei Feldmantelblech und Anpressplatte im Bereich der Spulenkörperanordnung zu den Formschlussmitteln der Spulenkörperanordnung komplementäre Formschlussmittel aufweisen, vorzugsweise Löcher, und wobei die Spulenkörperanordnung zwischen Spulenkörper und Polschuh und/oder Spulenkörper und Feldmantelblech wenigstens einen Distanzring aufweist, hergestellt aus einem Elastomer, vorzugsweise mit einer Härte von etwa 25 bis 35 Shore A, besonders bevorzugt etwa 30 Shore A, zur elastischen Fixierung des Spulenkörpers in axialer Richtung zwischen Polschuh und Feldmantelblech bzw. Anpressplatte.In a particularly effective embodiment of the invention, the magnetic-inductive flow measuring device further comprises a measuring tube, wherein two coil body assemblies are arranged on radially opposite sides of the measuring tube, wherein between each coil body assembly and measuring tube a pole piece is arranged, further in each bobbin assembly, a coil core is provided and a field jacket plate, which connects the two radially outer ends of the coil cores outside of the measuring tube, that a magnetic circuit is formed by the measuring tube, and at least one pressure plate for mechanical bracing of field jacket plate, coil cores and pole shoes on the measuring tube, wherein field jacket plate and pressure plate have in the region of the bobbin assembly to the positive locking means of the bobbin assembly complementary positive locking means, preferably holes, and wherein the bobbin assembly between the bobbin and Po shoe and / or bobbin and field coat sheet has at least one spacer made of an elastomer, preferably having a hardness of about 25 to 35 Shore A, more preferably about 30 Shore A, for elastic fixation of the bobbin in the axial direction between the pole piece and field coat plate pressure plate.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Diese zeigen in:For a more detailed explanation of the invention, embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings, for example. These show in:

1 eine perspektivische Ansicht einer magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung, teilweise aufgeschnitten, 1 a perspective view of a magnetic-inductive flow measuring device, partially cut,

2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung, 2 a sectional view of a magnetic-inductive flow measuring device according to the invention,

3 eine perspektivische Ansicht eines der Polschuhe, 3 a perspective view of one of the pole pieces,

4 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers, teilweise aufgeschnitten, 4 a side view of a bobbin according to the invention, partially cut open,

5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers, 5 a perspective view of a bobbin according to the invention,

6 eine Ansicht der Rückseite des erfindungsgemäßen Spulenkörpers aus 5, 6 a view of the back of the bobbin of the invention 5 .

7 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Distanzringes als Teil einer erfindungsgemäßen Spulenkörperanordnung, und 7 a perspective view of a spacer ring according to the invention as part of a coil bobbin arrangement according to the invention, and

8 eine Schnittansicht des Ringes aus 7. 8th a sectional view of the ring 7 ,

1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht einer besonders kompakten magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung, insgesamt mit 1 bezeichnet, zum Messen eines Durchflusses eines Mediums durch ein bestehendes Rohrleitungssystem. Hierzu weist das Durchflussmessgerät ein Messrohr 2 auf, dessen Innenraum im Messbetrieb vom Medium durchströmt wird. An das Messrohr 2 sind endseitig Prozessanschlüsse, in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Flansche 3, angeformt, mit denen das Messrohr 2 des Durchflussmessgeräts 1 in ein bestehendes Rohrleitungssystem einsetzbar ist. 1 shows a partially sectioned view of a particularly compact magnetic-inductive flow measuring device, with a total of 1 to measure a flow of a medium through an existing one Piping system. For this purpose, the flowmeter has a measuring tube 2 on whose interior flows through the medium during measurement operation. To the measuring tube 2 are terminal process connections, in which in 1 illustrated embodiment, two flanges 3 , molded, with which the measuring tube 2 of the flowmeter 1 can be used in an existing pipeline system.

Das Durchflussmessgerät 1 weist einen unmittelbar am Messrohr 2 angeordneten magnetisch induktiven Durchflussmessaufnehmer auf. Dieser umfasst eine am Messrohr 2 montierte Vorrichtung zur Erzeugung eines das Messohr 2 durchsetzenden Magnetfelds, und in das Messrohr 2 eingesetzte Elektroden 4, über die im Messbetrieb eine in das Medium induzierte Spannung abgreifbar ist.The flowmeter 1 has one directly on the measuring tube 2 arranged magnetic inductive flow sensor on. This includes one on the measuring tube 2 mounted device for generating a measuring tube 2 passing magnetic field, and in the measuring tube 2 inserted electrodes 4 , via which a voltage induced in the medium can be tapped off during measurement operation.

2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung 1, bei der die Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfelds und die Elektroden 4 dargestellt sind. Die Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes umfasst eine Spulenanordnung, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei einander gegenüberliegend zu beiden Seiten des Messrohrs 2 angeordneten Spulen 5 besteht. Zur Erzeugung des Magnetfeldes werden die Spulen 5 im Messbetrieb von einem Erregerstrom durchflossen, der die Ausbildung eines Magnetfeldes bewirkt, das das Messrohr 2 im Wesentlichen senkrecht zu dessen Rohrachse 6 durchsetzt. Die Rohrachse 6 steht senkrecht auf der Zeichenebene. Die Vorrichtung umfasst zusätzlich ein Feldmantelblech 7, das zumindest einen Teil des Messrohres 2 umgibt. Das Feldmantelblech 7 dient der Rückführung des Magnetfeldes. Über eine Anpressplatte 8 werden die Spulen 5 gegen Polschuhe 9 und diese gegen das Messrohr 2 gepresst, so dass sich ein geschlossener Magnetkreis bildet. 2 shows a section through a magnetic-inductive flow measuring device according to the invention 1 in which the device for generating the magnetic field and the electrodes 4 are shown. The device for generating the magnetic field comprises a coil arrangement which, in the exemplary embodiment shown, consists of two mutually opposite ones on both sides of the measuring tube 2 arranged coils 5 consists. To generate the magnetic field, the coils 5 In measuring operation, an excitation current flows through it, which causes the formation of a magnetic field, which is the measuring tube 2 essentially perpendicular to its tube axis 6 interspersed. The tube axis 6 is perpendicular to the drawing plane. The device additionally comprises a field jacket plate 7 that is at least part of the measuring tube 2 surrounds. The field jacket sheet 7 serves to return the magnetic field. About a pressure plate 8th become the coils 5 against pole shoes 9 and this against the measuring tube 2 pressed, so that forms a closed magnetic circuit.

Senkrecht zum Magnetfeld bewegte Ladungsträger induzieren senkrecht zu deren Durchflussrichtung eine Spannung, die über die Elektroden 4 abgreifbar ist. Hierzu sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Elektroden 4 vorgesehen, die einander gegenüberliegend zu beiden Seiten des Messrohrs 2 derart angeordnet sind, dass eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Elektroden 4 senkrecht zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Spulen 5 und damit senkrecht zum Magnetfeld verläuft.Charge carriers moving perpendicularly to the magnetic field induce a voltage perpendicular to their direction of flow that flows across the electrodes 4 can be tapped. For this purpose, in the illustrated embodiment, two electrodes 4 provided, which are opposite to each other on both sides of the measuring tube 2 are arranged such that an imaginary connecting line between the electrodes 4 perpendicular to an imaginary connecting line between the two coils 5 and thus perpendicular to the magnetic field.

Das in 1 gezeigte Durchflussmessgerät 1 weist noch ein Messgerätgehäuse auf, in dem das Messrohr 2 geführt ist und in dem sowohl der gesamte Messaufnehmer als auch die gesamte Messgerätelektronik des Durchflussmessgeräts 1 angeordnet sind. Das Messgerätgehäuse besteht aus zwei miteinander verbundenen das Messrohr 2 umschließenden Halbschalen 10 und 11 und einem Deckel 12.This in 1 shown flow meter 1 still has a meter housing in which the measuring tube 2 and in which both the entire sensor and the entire meter electronics of the flowmeter 1 are arranged. The gauge housing consists of two interconnected measuring tubes 2 enclosing half-shells 10 and 11 and a lid 12 ,

Das Magnetfeld wird durch zwei bezüglich des Messrohres 2 einander gegenüberliegende Spulenbaugruppen 5 mit jeweils einer Spulenkörperanordnung 13, einer Wicklung 14 und Spulenkernen 15, versehen mit jeweils einem Polschuh 9, erzeugt. Die Polschuhe 9 dienen der Feldführung und sind entsprechend so geformt, dass sie sich außenseitig an das Messrohr 2 anlegen. Zu diesem Zwecke weisen sie jeweils einen mittleren Abschnitt 16 auf, an den sich zwei einander gegenüberliegende abgewinkelte seitliche Abschnitte 17, 18 anschließen. Dies ist in 3 zu erkennen. Die drei Abschnitte 16, 17, 18 kontaktieren das Messrohr 2 außenseitig jeweils tangential. Senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und zur Richtung des erzeugten Magnetfeldes werden Messelektroden 4 angeordnet, die die in dem Messrohr 2 induzierte Messspannung abgreifen. Mit den Messelektroden 4 ist ein Koaxialkabel 19 zur Ableitung des Messsignals an die Messgerätelektronik (nicht dargestellt) verbunden, wie in 2 angedeutet.The magnetic field is through two with respect to the measuring tube 2 opposing coil assemblies 5 each with a bobbin arrangement 13 , a winding 14 and spool cores 15 , each provided with a pole piece 9 , generated. The pole shoes 9 serve the field guide and are shaped so that they are on the outside of the measuring tube 2 invest. For this purpose they each have a middle section 16 on, at the two opposing angled lateral sections 17 . 18 connect. This is in 3 to recognize. The three sections 16 . 17 . 18 contact the measuring tube 2 each tangential on the outside. Perpendicular to the flow direction of the medium and to the direction of the generated magnetic field are measuring electrodes 4 arranged in the measuring tube 2 pick up induced measuring voltage. With the measuring electrodes 4 is a coaxial cable 19 for deriving the measurement signal to the meter electronics (not shown), as in 2 indicated.

In Richtung zu dem Spulenkern 15 ist der jeweilige Polschuh 9 in seinem mittleren Abschnitt 16 flach ausgebildet. Zwei Bolzen 20 sind in dem mittleren Abschnitt 16 in den Polschuh 9 eingepresst und dienen zur Verbindung mit Feldmantelblech 7 und Anpressplatte 8. Weiter weist der Polschuh 9 (3) noch zwei Löcher 21 auf, die angepasst sind nach Lage und Durchmesser an Zapfen 31 eines Spulenkörpers 23 der erfindungsgemäßen Spulenkörperanordnung 13, siehe 4 bis 6. Der Polschuh 9 nimmt zwischen den Bolzen 20 einen Spulenkern 15 auf.Towards the spool core 15 is the respective pole piece 9 in its middle section 16 flat. Two bolts 20 are in the middle section 16 in the pole piece 9 pressed and used for connection with field jacket sheet 7 and pressure plate 8th , Next, the pole piece 9 ( 3 ) two more holes 21 on, which are adapted to the position and diameter of pins 31 a bobbin 23 the bobbin assembly according to the invention 13 , please refer 4 to 6 , The pole piece 9 takes between the bolts 20 a coil core 15 on.

Ein erfindungsgemäßer Spulenkörper 23 ist in verschiedenen Ansichten in den 4, 5 und 6 dargestellt und weist eine Wandung 24 auf, die eine zur Aufnahme eines Spulenkernes 15 den Spulenkörper durchgreifende Öffnung 25 umgibt. Die Öffnung 25 definiert eine von der Wandung 24 umschlossene Längsachse 26. Die Wandung 24 ist axial endseitig von einem ersten Flansch 27 und einem zweiten Flansch 28 eingefasst. Zwischen den beiden Flanschen 27, 28 erstreckt sich radial auswärts von der Wandung 24 ein die Öffnung 25 radial außerhalb der Wandung 24 umgebender Wickelraum 29 zur Aufnahme einer elektrischen Wicklung 14. Wenigstens auf einem der Flansche 27, 28 ist stirnseitig zumindest ein axial nach außen hervortretender Zapfen 30, 31 gebildet. Ein erster Flansch 27 ist auf der dem Messrohr 2 abgewandten Seite des Spulenkörpers angeordnet. Der Flansch 27 weist dabei in einem Teilbereich einen Anschlussbereich 22 auf für die Anschlüsse einer Wicklung auf dem Spulenkörper 23 (in 4 bis 6 nicht dargestellt). Die zwei sich zweckmäßig von dem Flansch 27 axial erstreckenden Zapfen 30 weisen eine größere Höhe auf, als die sich von dem gegenüberliegenden Flansch 28 erstreckenden Zapfen 31 (4 und 6). Die Zapfen 31 sind zum Eingriff in die Löcher 21 des Polschuhs 9 vorgesehen, die Zapfen 30 greifen in korrespondierende Löcher in Feldmantelblech 7 und Anpressplatte 8. Im Bereich der Öffnung 25 sind innenseitig noch zwei Nuten 36 vorgesehen, die im montierten Zustand die Bolzen 20 des Polschuhs 9 umgreifen. Diese Nuten 36 erleichtern zwar die Montage des Spulenkörpers 23 auf dem Polschuh 9, ihre lichte Weite muss dazu jedoch so groß bemessen sein, dass die durch Vibrationen ausgelösten Schwingungen und Verlagerungen des Spulenkörpers 23 gegenüber dem Spulenkern 15, die die erwähnten dynamischen Messfehler verursachen, nicht unterbunden werden.An inventive bobbin 23 is in different views in the 4 . 5 and 6 shown and has a wall 24 on, one for receiving a coil core 15 the bobbin thorough opening 25 surrounds. The opening 25 defines one of the wall 24 enclosed longitudinal axis 26 , The wall 24 is axially end of a first flange 27 and a second flange 28 edged. Between the two flanges 27 . 28 extends radially outward from the wall 24 one the opening 25 radially outside the wall 24 surrounding changing room 29 for receiving an electrical winding 14 , At least on one of the flanges 27 . 28 is frontally at least one axially outwardly projecting pin 30 . 31 educated. A first flange 27 is on the measuring tube 2 arranged opposite side of the bobbin. The flange 27 has a connection area in a subarea 22 on for the connections of a winding on the bobbin 23 (in 4 to 6 not shown). The two are useful from the flange 27 axial extending pin 30 have a greater height than that of the opposite flange 28 extending pin 31 ( 4 and 6 ). The cones 31 are to engage in the holes 21 of the pole piece 9 provided the pins 30 engage in corresponding holes in field jacket 7 and pressure plate 8th , In the area of the opening 25 There are two grooves on the inside 36 provided in the assembled state, the bolts 20 of the pole piece 9 embrace. These grooves 36 Although facilitate the assembly of the bobbin 23 on the pole piece 9 However, their clear width must be sized so large that the vibrations caused by vibrations and displacements of the bobbin 23 opposite the spool core 15 , which cause the mentioned dynamic measurement errors, can not be prevented.

Zapfen 30, 31 und Spulenkörper 23 sind vorteilhaft einteilig aus einem Polyphenylensulfid mit einem Gehalt an anorganischen Glas- und Mineralfasern von etwa 65 Gew.% durch Spritzguss hergestellt. Die Zapfen 30, 31 haben kegelstumpfförmige Gestalt, wobei sich die Außenkontur der Zapfen 30, 31 von der Basis am Flansch 27, 28 aus in einem Winkel von vorzugsweise etwa 2° verjüngt. Dadurch lassen sich die Zapfen 30, 31 leicht in die Löcher 21 des Polschuhs 9 und – nicht im Detail dargestellt – in Feldmantelblech 7 und Anpressplatte 8 einfügen. Zugleich kann die leichte Keilform der Zapfen 30, 31 das verbleibende Spiel zwischen Spulenkörper 23 und Polschuh 9 bzw. Feldmantelblech 7 und Anpressplatte 8 minimieren. Für einen maximalen Effekt bei minimalen zusätzlichem Fertigungsaufwand sollten die Zapfen 30 an dem ersten Flansch 27 und die Zapfen 31 an dem zweiten Flansch 28 jeweils soweit wie möglich voneinander entfernt angeordnet sein, vorzugsweise bezogen auf die Längsachse 26 gegenüberliegend (6). Zweckmäßig ist die Verbindungslinie zwischen den Zapfen 30 bzw. 31 bezogen auf die Längsachse 26 gegenüber der Verbindungslinie zwischen den Nuten 36 gedreht, z.B. um 30°.spigot 30 . 31 and bobbin 23 are advantageously made in one piece from a polyphenylene sulfide containing about 65% by weight of inorganic glass and mineral fibers by injection molding. The cones 30 . 31 have frustoconical shape, with the outer contour of the pins 30 . 31 from the base to the flange 27 . 28 tapered at an angle of preferably about 2 °. This allows the pins 30 . 31 easy in the holes 21 of the pole piece 9 and - not shown in detail - in field coat plate 7 and pressure plate 8th insert. At the same time, the slight wedge shape of the pin 30 . 31 the remaining game between bobbin 23 and pole piece 9 or field jacket sheet 7 and pressure plate 8th minimize. For maximum effect with minimal additional manufacturing effort, the pins should 30 on the first flange 27 and the cones 31 on the second flange 28 be as far apart as possible from each other, preferably based on the longitudinal axis 26 opposite ( 6 ). Appropriately, the connecting line between the pin 30 respectively. 31 relative to the longitudinal axis 26 opposite the connecting line between the grooves 36 rotated, eg by 30 °.

Um toleranzbedingtes Axialspiel des Spulenkörpers 23 zwischen Polschuh 9 einerseits und Feldmantelblech 7 und Anpressplatte 8 andererseits auszugleichen, sind Distanzringe 32 zum Aufstecken auf die Zapfen 30 vorgesehen. Bei geeigneter Materialpaarung, z.B. wenn der Ring 32 aus einem TPE hergestellt wird, können Spulenkörper 23 und Ringe 32 einteilig im Mehrkomponentenspritzgussverfahren hergestellt werden. Insbesondere für den Einsatz in der chemischen Industrie, wo häufig Prozesse mit höheren Temperaturen oder stark schwankenden Temperaturen gefahren werden, ist es vorteilhaft, den Ring 32 aus einem Silikonkautschuk (VMQ) herzustellen. Dadurch sind Einsatztemperaturen von 180°C und mehr möglich. Für den Zweck des Ausgleichs insbesondere toleranzbedingten Axialspiels ist es vorteilhaft, wenn das Material des Rings 32 eine Härte von etwa 25 bis 35 Shore A, besonders bevorzugt etwa 30 Shore A, aufweist. Dadurch wird einerseits eine ausreichende Dämpfung möglicher Axialbewegungen des Spulenkörpers gegenüber dem Spulenkern unterbunden, andererseits führt das Stauchen des Ringes 32 nicht zu einer nachteiligen Verspannung des Spulenkörpers.For tolerance-induced axial play of the bobbin 23 between pole piece 9 on the one hand and field jacket sheet 7 and pressure plate 8th on the other hand, are spacers 32 to attach to the pins 30 intended. With suitable material pairing, eg if the ring 32 Made from a TPE, bobbin can 23 and rings 32 be produced in one piece in multi-component injection molding. In particular, for use in the chemical industry, where processes are often run with higher temperatures or highly fluctuating temperatures, it is advantageous to the ring 32 made of a silicone rubber (VMQ). As a result, operating temperatures of 180 ° C and more are possible. For the purpose of compensation, in particular tolerance-related axial clearance, it is advantageous if the material of the ring 32 a hardness of about 25 to 35 Shore A, more preferably about 30 Shore A. As a result, on the one hand sufficient damping of possible axial movements of the bobbin relative to the bobbin is prevented, on the other hand causes the upsetting of the ring 32 not to an adverse tension of the bobbin.

Der in 7 in perspektivischer Ansicht und in 8 im Schnitt dargestellte Distanzring 32 umfasst zunächst mittig ein Loch 33 zum Aufstecken auf einen Zapfen 30 des Spulenkörpers 23. Spulenkörper 23 mit Ring(en) 32 bilden erfindungsgemäß bevorzugt die Spulenkörperanordnung 13. Insgesamt ist der Ring 32 annähernd topfförmig ausgestaltet mit einem radial inneren Bereich 34 geringer Materialstärke und einem radial äußeren Bereich oder Rand 35 größerer Materialstärke, wobei vorzugsweise die Materialstärke (Dicke) in dem radial inneren Bereich 34 etwa die Hälfte der Materialstärke im radial äußeren Randbereich 35 beträgt. Die Breite des Randes oder radial äußeren Bereiches 35 (in radialer Richtung) beträgt etwa die Hälfte der Materialstärke (Dicke in axialer Richtung) im radial äußeren Bereich 35. Durch diesen Aufbau lässt sich der Ring 32 im Bedarfsfall mit relativ geringer Kraft bis auf etwa die Hälfte seiner Materialstärke zusammendrücken, wobei der radial äußere Rand 35 nach außen weggedrückt wird und erst bei stärkerer Kompression gegen die elastischen Materialkräfte gearbeitet werden muss.The in 7 in perspective view and in 8th sectioned spacer ring 32 first includes a hole in the middle 33 for putting on a pin 30 of the bobbin 23 , bobbins 23 with ring (s) 32 According to the invention, the bobbin arrangement preferably forms 13 , Overall, the ring 32 approximately cup-shaped configured with a radially inner region 34 low material thickness and a radially outer region or edge 35 greater material thickness, wherein preferably the material thickness (thickness) in the radially inner region 34 about half the material thickness in the radially outer edge region 35 is. The width of the edge or radially outer area 35 (in the radial direction) is about half the material thickness (thickness in the axial direction) in the radially outer region 35 , Through this structure, the ring can be 32 If necessary, compress with relatively little force to about half its material thickness, the radially outer edge 35 pushed away to the outside and must be worked only with greater compression against the elastic material forces.

Durch diese Anordnung lässt sich eine axiale Bewegung des Spulenkörpers 23 gegenüber dem Spulenkern 15 für alle bei geordneter Produktion vorkommenden Toleranzüberdeckungen mit einem einzigen Bauteil, nämlich dem Ring 32, wirksam minimieren. Dabei beträgt der sinnvolle Längenausgleich zwischen rund 90% und rund 20% der Materialstärke des Ringes 32 im Randbereich 35. Damit lassen sich die Extrempositionen der Länge in axialer Richtung bezogen auf die Längsachse 26 und alle Zwischenwerte ausgleichen. Die Extrempositionen treten auf, wenn einerseits die axiale Länge des Spulenkörpers 23 an der Toleranzobergrenze und die des Spulenkerns 15 an der Toleranzuntergrenze liegt, d.h. hier erfolgt eine maximale Kompression des Ringes 23, und andererseits die axiale Länge des Spulenkörpers 23 an der Toleranzuntergrenze und die des Spulenkerns 15 an der Toleranzobergrenze liegt, d.h. hier erfolgt eine minimale Kompression des Ringes 23. Der Ring 32 sollte zur Unterdrückung von Axialschwingungen des Spulenkörpers 23 immer leicht vorgespannt sein, z.B. um ca. 10% seiner Materialstärke im Randbereich 35.By this arrangement can be an axial movement of the bobbin 23 opposite the spool core 15 for all tolerance overlays occurring with ordered production with a single component, namely the ring 32 , effectively minimize. The useful length compensation is between around 90% and around 20% of the material thickness of the ring 32 at the edge 35 , This allows the extreme positions of the length in the axial direction with respect to the longitudinal axis 26 and balance all intermediate values. The extreme positions occur when, on the one hand, the axial length of the bobbin 23 at the tolerance upper limit and that of the spool core 15 is at the tolerance lower limit, ie here is a maximum compression of the ring 23 , and on the other hand, the axial length of the bobbin 23 at the tolerance lower limit and that of the spool core 15 is at the tolerance upper limit, ie here is a minimum compression of the ring 23 , The ring 32 should be used to suppress axial vibrations of the bobbin 23 always slightly biased, eg by about 10% of its material thickness in the edge area 35 ,

So ist weder eine aufwändige Lagerhaltung für verschieden Dicke Distanzringe 32 erforderlich, noch muss bei der Montage eine Auswahl eines geeigneten Ringes 32 vorgenommen werden, so dass eben auch keine fehlerhafte Auswahl erfolgen kann. Durch Ausschalten einer solchen Fehlerquelle werden Qualitätsausreißer von vornherein vermieden.So is neither an expensive storage for different thickness spacer rings 32 required, nor must a selection of a suitable ring during assembly 32 be made so that just can not make a faulty selection. By eliminating such a source of error quality outliers are avoided from the outset.

Auch wenn die hier beschriebene Ausgestaltung der Erfindung als besonders effektiv und effizient angesehen wird, so können in einer erfindungsgemäßen magentisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung anstelle der Zapfen 30, 31 an der Spulenkörperanordnung 13 auch andere axial angeordnete Formschlussmittel und zumindest an Polschuh 9 sowie bevorzugt an Feldmantelblech 7 und Anpressplatte 8 dazu komplementäre Formschlussmittel vorgesehen sein. Anstelle der bevorzugten Zapfen 30, 31 in Form von Kegelstümpfen können beispielsweise zylindrische Stifte vorgesehen sein oder Pyramidenstümpfe mit drei- oder viereckiger Grundfläche, oder anderer unrunder Geometrien. Bei rotationssymmetrischer Grundfläche sind zur eindeutigen Fixierung des Spulenkörpers 23 in der Ebene des mittleren Abschnitts 16 des Polschuhs 9 zwei Formschlussmittel erforderlich. Bei nur einem Formschlussmittel könnte der Spulenkörper 23 noch eine Schwenkbewegung um das Zentrum des Formschlussmittels ausführen. Bei Formschlussmitteln mit unrundem Querschnitt reicht an sich eines für eine laterale und rotatorische Fixierung, jedoch ist für die rotatorische Fixierung ein hoher Fertigungsaufwand erforderlich und es muss dennoch ein erhebliches Spiel bezüglich einer rotatorischen Verlagerung des Spulenkörpers 23 in Kauf genommen werden. Natürlich können Zapfen und Löcher in den zusammenwirkenden Bauteilen ausgetauscht werden, es wird jedoch fertigungstechnisch als wirtschaftlicher angesehen, die Zapfen 30, 31 an dem Spulenkörper vorzusehen, als z.B. Stifte in den Polschuh 9 einzupressen und die Löcher in dem Spulenkörper 23 vorzusehen.Although the embodiment of the invention described here is considered to be particularly effective and efficient, in an inventive magenta-inductive flow measuring device instead of the pin 30 . 31 on the bobbin assembly 13 Other axially arranged positive locking means and at least pole piece 9 and preferably on field coat plate 7 and pressure plate 8th Complementary positive locking means may be provided for this purpose. Instead of the preferred cones 30 . 31 in the form of truncated cones, for example, cylindrical pins can be provided or truncated pyramids with a triangular or quadrangular base area, or other non-circular geometries. With rotationally symmetric base surface are for clear fixation of the bobbin 23 in the plane of the middle section 16 of the pole piece 9 two positive locking means required. With only one positive locking means could the bobbin 23 still perform a pivoting movement about the center of the positive locking means. In the case of positive locking means having a non-circular cross section, one is sufficient for lateral and rotational fixation, but a high production outlay is required for the rotational fixation, and nevertheless considerable play must be made with respect to a rotational displacement of the coil former 23 be accepted. Of course, pins and holes can be replaced in the cooperating components, but it is considered manufacturing technology as economic, the pin 30 . 31 to provide on the bobbin, such as pins in the pole piece 9 press and the holes in the bobbin 23 provided.

Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von Spulenkörperanordnungen und magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtungen können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, bei denen der der Spulenkörper formschlüssig gegen Relativbewegungen zum Spulenkern gesichert ist.In addition to the embodiments of coil body arrangements and magnetic-inductive flow measuring devices described above and shown in the figures, numerous others can be provided in which the coil body is positively secured against relative movements to the coil core.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung magnetic-inductive flow measuring device
22: Messrohr measuring tube
33: Flansch flange
44: Elektrode electrode
55: Spule Kitchen sink
66: Rohrachse pipe axis
77: Feldmantelblech Field jacket sheet
88th: Anpressplatte pressure plate
99: Polschuh pole
10, 1110, 11: Halbschalen shells
1212: Deckel cover
1313: Spulenkörperanordnung Bobbin assembly
1414: Wicklung winding
1515: Spulenkern Plunger
1616: mittlerer Abschnitt middle section
17, 1817, 18: seitliche Abschnitte lateral sections
1919: Koaxialkabel coaxial
2020: Bolzen bolt
2121: Loch hole
2222: Anschlussbereich terminal area
2323: Spulenkörper bobbins
2424: Wandung wall
2525: Öffnung opening
2626: Längsachse longitudinal axis
2727: erster Flansch first flange
2828: zweiter Flansch second flange
2929: Wickelraum changing room
30, 3130, 31: Zapfen spigot
3232: Ring ring
3333: Loch hole
3434: innerer Bereich inner area
3535: äußerer Bereich (Rand) outer area (border)
3636: Nut groove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202006009947 U1 [0002]
DE 69904045 T2 [0003]
DE 102010004887 A1 [0004]
WO 2008/028872 A1 [0006]
DE 102007029563 A1 [0009]
WO 2011/091899 A1 [0010]
WO 2004/072590 A1 [0012]

Claims

Coil arrangement with a wall ( 24 ), one for receiving a coil core ( 15 ) a bobbin ( 23 ) thorough opening ( 25 ), the opening ( 25 ) one of the wall ( 24 ) enclosed longitudinal axis ( 26 ), wherein the wall ( 24 ) axially end of a first flange ( 27 ) and a second flange ( 28 ) and between the two flanges ( 27 . 28 ) radially outward from the wall ( 24 ) an opening ( 25 ) radially outside the wall ( 24 ) surrounding changing room ( 29 ) for receiving an electrical winding ( 14 ), characterized in that at least on one of the flanges ( 27 . 28 ) end face at least one axially outwardly projecting pin ( 31 ) is formed.

Spool assembly according to claim 1, characterized in that at least two outwardly projecting pins ( 30 . 31 ) are provided.

Bobbin case arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on each of the flanges ( 27 . 28 ) at least one, preferably two, axially outwardly projecting pin ( 30 . 31 ) is formed.

Bobbin case arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the pins ( 30 . 31 ) integral with the bobbin ( 23 ) is trained.

Bobbin case arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bobbin ( 23 ) with the pins ( 30 . 31 ) is made of a fiber-reinforced thermoplastic by injection molding, preferably of a polyphenylene sulfide having an inorganic fiber content of more than 50% by weight, preferably more than 60% by weight.

Bobbin case arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pin ( 30 . 31 ) has a frustoconical outer contour and preferably from the flange ( 27 . 28 ) tapered at an angle of 1 ° to 5 °.

Bobbin case arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a pin (s) ( 30 . 31 ) on one of the flanges ( 27 . 28 ) arranged spacer ring ( 32 ), the pin ( 30 ), the ring ( 32 ) is made of an elastomer, preferably having a hardness of about 25 to 35 Shore A, more preferably about 30 Shore A.

Bobbin case assembly according to claim 7, characterized in that the ring ( 32 ) is made of a silicone rubber, a chloroprene rubber, an ethylene-propylene rubber or a thermoplastic elastomer.

Bobbin arrangement according to claim 8, characterized in that the ring ( 32 ) to the bobbin ( 23 ) is injected.

Bobbin arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that the ring ( 32 ) is approximately pot-shaped with a radially inner region ( 34 ) of low material thickness and a radially outer region ( 35 ) greater material thickness, wherein preferably the material thickness in the radially inner region ( 34 ) about half of the material thickness in the radially outer region ( 35 ), and more preferably the width of the radially outer region ( 35 ) about half of the material thickness in the radially outer region ( 35 ) is.

Magnetic-inductive flow measuring device ( 1 ), comprising at least two bobbin arrangements ( 13 ) with axially arranged positive locking means ( 30 . 31 ), preferably according to one of the preceding claims, as well as at least one pole piece ( 9 ), wherein the at least one pole piece ( 9 ) to the positive locking means ( 30 . 31 ) of the bobbin arrangement ( 13 ) complementary positive locking means, preferably holes ( 21 ), at least radial fixing of the bobbin arrangement ( 13 ) opposite the pole piece ( 9 ) relative to a longitudinal axis ( 26 ) of the bobbin arrangement ( 13 ) having.

Magnetic-inductive flow measuring device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, further comprising a measuring tube ( 2 ), wherein two bobbin arrangements ( 13 ) on mutually radially opposite sides of the measuring tube ( 2 ) are arranged, wherein between bobbin arrangement ( 13 ) and measuring tube ( 2 ) one pole piece ( 9 ), in each bobbin arrangement ( 13 ) a coil core ( 15 ) is provided, as well as a field coat plate ( 7 ), the two radially outer ends of the coil cores ( 15 ) so outside of the measuring tube ( 2 ) that a magnetic circuit through the measuring tube ( 2 ) is formed, and at least one pressure plate ( 8th ) for the mechanical tension of field casing sheet ( 7 ), Coil cores ( 15 ) and pole shoes ( 9 ) over the measuring tube ( 2 ), where field coat plate ( 7 ) and pressure plate ( 8th ) in the region of the bobbin arrangement ( 13 ) to the positive locking means ( 30 ) of the bobbin arrangement ( 13 ) have complementary positive locking means, preferably holes, and wherein the bobbin arrangement ( 13 ) between bobbin ( 23 ) and pole shoe ( 9 ) and / or bobbin ( 23 ) and field jacket sheet ( 7 ) at least one spacer ring ( 32 ) made of an elastomer, preferably having a hardness of about 25 to 35 Shore A, more preferably about 30 Shore A, for elastic fixation of the bobbin ( 23 ) in the axial direction between the pole piece ( 9 ) and field jacket sheet ( 7 ) or pressure plate ( 8th ).