DE102018116925A1

DE102018116925A1 - Mechatronischer Strömungssensor mit Hubkörper

Info

Publication number: DE102018116925A1
Application number: DE102018116925.6A
Authority: DE
Inventors: Tobias Bieg
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Bei einem mechatronischer Strömungssensor mit einem Sensorgehäuse 3 an dem eine Führungsachse 10 angeordnet ist, auf der ein Schiebeelement 12 gegen eine Federkraft verschiebbar gelagert ist und einem im Innenraum der Führungsachse 10 angeordneten Sensorelement 22, das die von der Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Mediums abhängige Position des Schiebelements 16 erfasst, ist am vorderen Ende des Schiebelements 16 ein Adapter 18 vorgesehen ist, der aus einem rückseitigen metallischen Träger 18a mit einem Bund 19 und einem in die Strömung hineinragenden Kunststoffteil 18b besteht. Der Adapter ist dadurch sehr leicht und hat den gleichen Ausdehnungskoeffizient wie das Sensorgehäuse 100

Description

Die Erfindung betrifft einen mechatronischen Strömungssensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2004 028 759 ist ein gattungsgemäßer mechatronischer Strömungssensor bekannt, bei dem die Position eines Schiebeelements mit einem induktiven Sensor erfasst wird. Das Schiebelement weist am vorderen Ende einen kegelförmigen Adapter mit einem Bund auf, der passend zu einem Ventilsitz in einem Schrägsitzsensorgehäuse ausgebildet ist. Alternativ kann die Position des Schiebelements auch mittels einer GMR-Zelle ermittelt werden.
Verschiedene mechatronische Strömungssensoren werden von der Anmelderin unter anderem unter der Bezeichnung SBY hergestellt und vertrieben.
Typischerweise ist die Einbaulage eines derartigen mechatronischen Strömungssensors waagerecht.
Aufgabe der Erfindung ist es einen mechatronischen Strömungssensor mit Hubkörper anzugeben, der unabhängig von der Einbaulage eine hohe Messgenauigkeit aufweist, wenig Druckabfall im Sensor erzeugt und der für einen größeren Temperaturbereich geeignet ist und der einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, den Adapter zweiteilig auszubilden, wobei ein rückseitiger Träger aus Metall und eine in die Strömung hineinragende Adapterspitze aus Kunststoff gefertigt ist.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1 Aufsicht eines mechatronischen Strömungssensors im eingebauten Zustand teilweise geschnitten gemäß Stand der Technik
2 Längsschnitt eines mechatronischen Strömungssensors gemäß 1 in vergrößerter Darstellung
3a Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter mit Schiebelement in Explosionsdarstellung gemäß einer ersten Variante
3b Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter mit Schiebelement gemäß einer ersten Variante geschnitten
3c Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter gemäß der ersten Variante
4a Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter mit Schiebelement in Explosionsdarstellung gemäß einer zweiten Variante
4b Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter mit Schiebelement gemäß einer zweiten Variante geschnitten
4c Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter gemäß einer zweiten Variante
5a erfindungsgemäßer mechatronischer Strömungssensor teilweise geschnitten
5b Strömungssensor gemäß 5a in Aufsicht teilweise geschnitten

In 1 ist ein mechatronischer Strömungssensor 1 bestehend aus einem Sensorgehäuse 3 im eingebauten Zustand dargestellt. Das Sensorgehäuse 3 ist in ein ¾ Zoll Gewindeanschluss an einem Schrägsitzsensorgehäuse 100 eingeschraubt. Das Schrägsitzsensorgehäuse 100, das einem bekannten R3/4 Schrägsitzventilgehäuse, weist insgesamt drei Gewindeanschlüsse 102 auf. Die Strömungsrichtung des zu messenden flüssigen bzw. gasförmigen Mediums ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
Aus dem mit einem Deckel 5 verschlossenen Sensorgehäuse 3 ragt eine Wärmeleithülse 7, in der ein Anschlusskabel 200 geführt wird. Am Ende des Anschlusskabels 200 ist eine Elektronikmodul 300 mit integriertem Stecker vorgesehen.
In 2 ist eine Schnittdarstellung eines mechatronischen Strömungssensors gemäß 1 vergrößert dargestellt. An dem Sensorgehäuse 3, ist eine Führungsachse 10 angeordnet, die zu einem großen Teil aus dem Sensorgehäuse 3 herausragt. Auf der Führungsachse 10 ist ein Schiebeelement 12 verschiebbar gelagert. Das Schiebeelement 12 kann entgegen der Kraftwirkung einer Feder 14 in Richtung des Sensorgehäuses 3 verschoben werden. Das Schiebeelement 12 besteht aus einem Führungsrohr 16 aus Messing oder Edelstahl und einem Adapter 18 mit einem Bund 19. Im Adapter 18 wird ein Magnet 20 gehalten, der eine relativ hohe Curie-Temperatur besitzt.
3a zeigt eine vergrößerte Explosions-Darstellung eines Schiebelements 12 mit einem Führungsrohr 16 und mit einem Adapter 18. Der Adapter 18 ist zweiteilig ausgeführt. Er besteht aus einem Träger 18a mit einem Bund 19 und einer Adapterspitze 18b, die in die Strömung hineinragt. Der Träger 18a mit Bund 19 ist aus Messing und die Adapterspitze 18b aus Kunststoff gefertigt. Im Inneren des Adapters 18 ist der Magnet 20 fixierbar. 3b zeigt die montierte Baugruppe im Teilschnitt. In 3c wird der montierte Adapter 18 ohne Führungsrohr dargestellt.
Alternativ kann der Bund 19 auch zwischen Führungsrohr und Adapterspitze eingeschraubt werden. Wie aus 4a ersichtlich kann der Magnet 20 mit einer Schraube 21 fixiert werden, die in die Adapterspitze 18b eingeschraubt wird. Beim Verschrauben wird der Magnet 20 dann automatisch fixiert. Hierzu weist die Adapterspitze 18a ein Außengewinde auf. 4b zeigt die montierte Baugruppe im Teilschnitt. In 4c wird der montierte Adapter 18 ohne Führungsrohr dargestellt.
In 5a und 5b wird der Adapter in eingebautem Zustand dargestellt.
Nachfolgend ist die Funktion der Erfindung näher erläutert. Durch den zweigeteilten Adapter 18 kann dieser sehr leicht ausgebildet werden. Anstatt statt 23 g wie bei bekannten Adaptern wiegt der erfindungsgemäße Adapter 18 nur noch 10 g. Dies bedeutet eine Einsparung von über 50%. Durch die Gewichtseinsparung kann eine schwächere Feder verwendet werden, wodurch in dem System ein geringerer Druckabfall durch den Sensor entsteht. Dadurch, dass der Träger 18a mit Bund 19 des Adapters aus Messing gefertigt ist, und den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Schrägsitzgehäuse 100 aufweist, ist dieser mechatronische Strömungssensor für einen weiten Temperaturbereich -20°C - 220°C geeignet.
Der Zusammenbau des Schiebeelements 12 insbesondere die Fixierung des Magneten 20 kann einfach und werkzeuglos erfolgen. Die beiden Teile 16, 18b die zusammengeschraubt werden müssen, sind einfach mit den Händen handhabbar.
Aufgrund des geringen Gewichts des Adapters kann die Einbaulage (horizontal/vertikal) des Strömungssensors beliebig gewählt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004028759 [0002]

Claims

Mechatronischer Strömungssensor mit einem Sensorgehäuse (3) an dem eine Führungsachse (10) angeordnet ist, auf der ein Schiebeelement (12) gegen eine Federkraft verschiebbar gelagert ist und einem im Innenraum der Führungsachse (10) angeordneten Sensorelement (22), das die von der Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Mediums abhängige Position des Schiebelements (12) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende des Schiebelements (12) ein Adapter (18) vorgesehen ist, der aus einem rückseitigen metallischen Träger (18a) mit einem Bund und einem in die Strömung hineinragenden Kunststoffteil (18b) besteht.
Mechatronischer Strömungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (12) rohrförmig ausgebildet ist und ein Innengewinde aufweist und das Kunststoffteil (18) ein Außengewinde aufweist und der Träger (18a) zwischen diesen beiden Teilen eingespannt ist.
Mechatronischer Strömungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (18a) eine Ausnehmung aufweist, in die ein Magnetkörper (20) passend einsetzbar ist.
Mechatronischer Strömungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18a) aus Messing ist.
Mechatronischer Strömungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (18b) aus PPS ist.