DE10229795B4

DE10229795B4 - Flüssigkeitszähler mit einem Gehäuse aus Kunststoff

Info

Publication number: DE10229795B4
Application number: DE2002129795
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lang
Original assignee: M&FC Holding LLC
Current assignee: Sensus Spectrum LLC
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: PL205048B1; PL361043A1; RU2003120054A; DE10229795A1

Abstract

Flüssigkeitszähler, bei dem die Flüssigkeit keinerlei Kontakt mehr mit irgendwelchen Metallteilen bekommt, mit einem Blechmantel (20) und einem Zählergehäuse (10), wobei das Zählergehäuse (10) aus einem für Lebensmittel geeigneten Kunststoff besteht und im wesentlichen
– ein Gehäuseunterteil (11),
– ein Gehäuseoberteil (12),
– einen Einlassstutzen (13)
– und einen Auslassstutzen (14) umfasst,
und wobei
– Gehäuseunterteil (11), Einlassstutzen (13) und Auslassstutzen (14) einstückig hergestellt sind,
– das Gehäuseoberteil (12) das Gehäuseunterteil (11) flüssigkeitsdicht verschließt,
– das Zählergehäuse (10) von außen druckfest vom Blechmantel (20) gestützt wird,
– und vom Blechmantel (20) gestützte Wände des Zählergehäuses lediglich flüssigkeitsdicht sind und ihre Druckfestigkeit durch den Blechmantel (20) erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft Flüssigkeitszähler mit einem Gehäuse aus einem für Lebensmittel geeigneten Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der FR 2 806 474 A1 ist ein ganz aus Kunststoff bestehendes Gehäuse für einen Flüssigkeitszähler bekannt. Um den im Betrieb auftretenden Drücken standhalten zu können, hat das Gehäuse große Wandstärken und eine spezielle, elliptische Form. Die Verarbeitung von Kunststoffen mit großen Wanddicken ist jedoch sehr zeitaufwändig, da der heiße Kunststoff in der Spritzgussform abkühlen muss, um Verformungen, die bei einem zu frühen Entformen auftreten, vermeiden zu können. Des weiteren muss der verwendete Kunststoff sowohl hochfest als auch für Lebensmittel geeignet sein, eine Kombination, die nur relativ wenige Kunststoffe erfüllen. Der hohe Materialpreis und die großen Wandstärken in Verbindung mit der relativ langen Herstellungszeit haben bisher verhindert, dass solche Kunststoffgehäuse die klassischen Metallgehäuse ablösen konnten.

Ein grundsätzliches Problem bei der Herstellung von Zählergehäusen aus Kunststoff ist die Tatsache, dass Kunststoff einem permanent angelegten Druck über kurz oder lang nachgibt.

Noch einen Schritt weiter geht der in der DE 299 23 950 U1 beschriebene Zähler für fließfähige Medien. Dieser besitzt anstelle eines konventionellen Rohranschlussgehäuses aus Messing ein mehrteiliges Rohranschlussgehäuse, das aus einem Gehäusetopf aus Blech, zwei Rohranschlussstutzen und einem Gewinde- oder Bajonettring aus Blech zusammengesetzt ist. Das Rohranschlussgehäuse verbleibt auch nach Ablauf der Eichdauer im Rohrnetz, damit nur das eigentliche Messteil ausgewechselt werden muss. Die Metallteile sind druckfest miteinander verschweißt. In das Rohranschlussgehäuse ist zunächst eine aus Kunststoff bestehende Topfeinlage eingesetzt. Diese Topfeinlage besitzt angeformte Stutzen, die in die metallischen Rohranschlussstutzen eingeführt und gegen diese abgedichtet sind. Die Topfeinlage nimmt dann den eigentlichen Wasserzähler nach dem Messkapselprinzip auf, der seinerseits aus einem Topf und einem aufgesetzten Deckel besteht und in seinem Inneren ein Flügelrad besitzt. Alle wasserführenden Teile sind mit Hilfe von O-Ringen gegenseitig abgedichtet, um einen unerwünschten Austritt des Messmediums zu verhindern. Die Vielzahl von Einzelteilen, die Montage der Einzelteile und die Vielzahl der notwendigen Dichtflächen machen diesen Zähler sehr aufwändig.

Aus der DE 41 21 056 C2 ist ein Mehrstrahl-Wasserzähler mit einem Zählergehäuse mit Kopfverschraubung und mit einer Messkartusche bekannt. Die Messkartusche besitzt ein geschlossenes, druckfestes Gehäuse aus Kunststoff. Nach Ablauf der Eichdauer wird lediglich die Messkartusche ausgetauscht; das aus Messing bestehende Zählergehäuse verbleibt vor Ort.

Aus der DE 296 21 964 U1 ist ein Ultraschall-Messwertgeber bekannt, dessen Gehäuse mit einem Renkverschluss-Außenflansch versehen ist. Die Ultraschallwandler sitzen auf einem schalenförmigen Kunststoff-Tragteil. Eine tiefgezogene dünnwandige Stahlhaube übergreift das Kunststoff-Tragteil außen. Kunststoff-Tragteil und Stahlhaube werden mit Hilfe des Renkverschlusses mit dem Gehäuse des Ultraschall-Messwertgebers verbunden. Ein Dichtring verhindert das Austreten von Flüssigkeit.

Bei der Konstruktion von Verbrauchszählern für das Lebensmittel Trinkwasser ist zu beachten, dass nur Materialien verwendet werden, die das Wasser nicht verunreinigen. Diese Forderung erfüllen die klassischen aus Messing bestehenden Zählergehäuse nicht, seit entdeckt wurde, dass sie kontinuierlich Metallionen, insbesondere Blei, in das Trinkwasser abgeben. Diesen Nachteil zu vermeiden, haben sich die vorstehend beschriebenen Verbrauchszähler zum Ziel gesetzt, die einerseits das Gehäuse komplett aus dickwandigem Kunststoff oder andererseits aus einer Kombination eines Zählergehäuses aus Kunststoff mit einem Rohranschlussgehäuse aus rostfreiem und schweißbarem Edelstahl zu lösen versuchen, wobei diese Lösungen jedoch, wie dargelegt, sehr aufwändig und kostspielig sind. Das ist unbefriedigend.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitszähler anzugeben, der weitaus einfacher konstruiert und sehr viel schneller und billiger herstellbar ist, und gleichzeitig die Forderungen der Trinkwasserverordnung erfüllt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Flüssigkeitszähler mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Wesentliche Vorteile der vorliegenden Erfindung sind zum einen die Tatsache, dass die Flüssigkeit keinerlei Kontakt mit irgendwelchen Metallteilen mehr bekommt, des weiteren die Tatsache, dass das flüssigkeitsgefüllte Gehäuse mit Ausnahme des Gehäuseoberteils aus einem Stück besteht, was die Herstellung vereinfacht, und dass alle von außen durch den Blechmantel gestützten Kunststoffteile sehr dünnwandig ausgeführt werden können, wodurch die Abkühlzeiten in der Spritzgussform sehr kurz werden. Der Blechmantel selbst kann bevorzugt durch spanlose Umformung hergestellt werden, beispielsweise im Tiefziehverfahren, wobei in einem einzigen Arbeitshub auch kompliziertere Formen möglich sind. Bei der Auswahl des Materials, aus dem der Blechmantel besteht, muss keine Rücksicht auf die chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit genommen werden, da diese keinerlei Kontakt zum Metall hat.

Vorzugsweise besteht der Blechmantel aus zwei Teilen, einem Oberteil und einem Unterteil. Beide Teile können, wie schon erwähnt, im Tiefziehverfahren hergestellt werden.

Die Verbindung von Ober- und Unterteil des Blechmantels kann unlösbar ausgeführt werden, beispielsweise mittels Schweißnaht, Falz oder Niet.

Alternativ dazu ist auch eine lösbare Verbindung von Ober- und Unterteil denkbar, wobei diese Verbindung dann plombierbar ausgeführt sein sollte.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Gehäuseunterteil einen kreisförmigen Querschnitt, der Blechmantel dagegen einen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt und eine passende Aufnahme für Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil. Dadurch können die Verbindungselemente, die Blechmantelober- und -unterteil miteinander verbinden, in den vier Ecken des Blechmantels positioniert werden.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, mit Hilfe des Blechmantels nicht nur das Gehäuseunterteil und das Gehäuseoberteil druckfest zu stützen, sondern auch die Einlass- und Auslassstutzen.

Vorteilhafterweise besteht der Blechmantel aus rostfreiem Metall, bevorzugt aus einem ferromagnetischen Metall. In diesem Fall dient der Blechmantel gleichzeitig als magnetische Abschirmung, was sich insbesondere bei Flüssigkeitszählern nach dem Trockenläuferprinzip empfiehlt, deren Permanentmagnete der Magnetkupplung auf diese Weise gegen verbotene Manipulationen abgeschirmt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Flüssigkeitszähler ein Flügelradzähler. In diesem Fall sind an den Innenseiten von Gehäuseunterteil und/oder -oberteil hydraulische Einbauten, z. B. Staurippen, einstückig angeformt. Derartige Einbauten werden benötigt, um die Messkurve von Flügelradzählern zu linearisieren. Dadurch, dass diese hydraulischen Einbauten in einem Arbeitsgang mit dem Gehäuseunterteil bzw. Gehäuseoberteil hergestellt werden, werden die Herstellungskosten und -zeiten günstig beeinflusst.

Vorteilhafterweise ist in das Gehäuseunterteil und/oder Gehäuseoberteil auch ein Regulierkanal eingeformt. Da ein solcher Kanal in einem Arbeitsgang mit der Herstellung des jeweiligen Gehäuseteils und der hydraulischen Einbauten zur Linearisierung der Messkurve hergestellt werden kann, ergibt sich eine weitere Reduzierung der Herstellungskosten und -zeiten.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sitzt im Zählergehäuse ein Regulierküken. Der Blechmantel besitzt an der Stelle eine Öffnung, durch die das Regulierküken zugänglich ist. Dabei ist der Durchmesser der Öffnung im Blechmantel kleiner als der Durchmesser des Regulierkükens, so dass dieses ohne weitere Maßnahmen in seiner Position verbleibt, für den Reguliervorgang im Werk jedoch zugänglich ist.

Vorteilhafterweise besitzen Gehäuseoberteil und/oder Blechmantel Einrichtungen für die zentrierte Montage eines Zählwerks. Dadurch wird sichergestellt, dass die Drehung des Flügelrads einwandfrei auf das Zählwerk übertragen wird.

Ist das Zählwerk von einer Zählwerkshaube abgedeckt, so überdeckt diese vorzugsweise nicht nur das Zählwerk, sondern auch das Regulierküken. Dadurch entfällt ein besonderer Verschluss der Öffnung, durch die das Regulierküken zugänglich ist.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen

1 eine Draufsicht auf einen Flüssigkeitszähler,
2 eine Seitenansicht des Flüssigkeitszählers der 1,
3 einen Schnitt durch den Flüssigkeitszähler der 1 entlang der Linie III-III und
4 einen Längsschnitt durch das Zählergehäuse des Flüssigkeitszählers der 1.
1 als Draufsicht, 2 als Seitenansicht und 3 als Querschnitt entlang der Linie III-III in 1 zeigen einen Flüssigkeitszähler, hergestellt aus einem Kunststoffgehäuse 10 und einem das Kunststoffgehäuse 10 von außen druckfest stützenden Blechmantel 20. Einzelheiten des Kunststoffgehäuses 10 sind aus dem Längsschnitt in 4 erkennbar.
Das Zählergehäuse 10 besteht aus einem Gehäuseunterteil 11 mit einstückig angeformten Einlass- und Auslassstutzen 13, 14 und einem mittels O-Ring 16 flüssigkeitsdicht aufgesetzten Gehäuseoberteil 12. Im Inneren des Gehäuseunterteils 11 rotiert ein Flügelrad 1 mit Permanentmagneten 2. An der Innenseite des Gehäuseunterteils 11 und des Gehäuseoberteils 12 sind hydraulische Einbauten 15 angeformt, die der Linearisierung der Messkurve des Flügelrads 1 dienen.
An der Außenseite des Gehäuseoberteils 12 ist eine Einrichtung 17 angeformt, die die zentrierte Montage eines Zählwerks (nicht dargestellt) ermöglicht.
Der über das Zählergehäuse 10 gestülpte Blechmantel 20 besteht aus einem Oberteil 21 und einem Unterteil 22. Beide sind beispielsweise im Tiefziehverfahren hergestellt. Sie besitzen einen etwa quadratischen Querschnitt und sind so geformt, dass sie das Zählergehäuse 10 von außen stützen. In den Blechmantel 20 eingeformte Sicken 23 erhöhen dessen Festigkeit.
Wenn wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Zählergehäuse 10 einen kreisrunden, der Blechmantel 20 dagegen einen quadratischen Querschnitt hat, lassen sich die Verbindungselemente 25, beispielsweise Nieten, in den vier Ecken des Blechmantels 20 positionieren.
Damit die Flüssigkeit mit keinerlei Metallteilen Kontakt bekommt, bestehen auch die Einlass- und Auslassstutzen 13, 14 aus Kunststoff. Dem muss durch Formgebung und insbesondere ausreichende Wandstärke des Kunststoffs Rechnung getragen werden.
Wie 1 zeigt, befindet sich in dem Oberteil 21 des Blechmantels 20 eine Öffnung 26, unter der sich ein Regulierküken 3 befindet. Dieses Regulierküken 3 taucht in einen Regulierkanal (nicht dargestellt) ein, der in das Gehäuseunterteil 11 eingeformt ist. Die Öffnung 26 im Oberteil 21 besitzt einen kleineren Durchmesser als das Regulierküken 3, so dass das Regulierküken 3 durch den Blechmantel 20 in seiner axialen Position gehalten wird, durch die Öffnung 26 hindurch jedoch zugänglich bleibt. Wird nach erfolgter Regulierung ein Zählwerk aufgesetzt, wofür im Gehäuseoberteil 12 die zentrale Aufnahme 17 eingeformt ist, überdeckt dieses die Öffnung 26 und das Regulierküken 3.
Wie die Figuren erkennen lassen, sind alle Kunststoffwände, die von außen durch den Blechmantel 20 gestützt werden, sehr dünn ausgeführt. Diese Kunststoffwände müssen lediglich flüssigkeitsdicht sein. Die Druckfestigkeit wird durch den Blechmantel 20 erreicht. Dünne Wandstärken benötigen nur wenig Kunststoffmaterial und nur kurze Abkühlzeiten in der Spritzgussform, so dass die Herstellung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitszählers kosten- und zeitsparend erfolgen kann.

Claims

Flüssigkeitszähler, bei dem die Flüssigkeit keinerlei Kontakt mehr mit irgendwelchen Metallteilen bekommt, mit einem Blechmantel (20) und einem Zählergehäuse (10), wobei das Zählergehäuse (10) aus einem für Lebensmittel geeigneten Kunststoff besteht und im wesentlichen – ein Gehäuseunterteil (11), – ein Gehäuseoberteil (12), – einen Einlassstutzen (13) – und einen Auslassstutzen (14) umfasst, und wobei – Gehäuseunterteil (11), Einlassstutzen (13) und Auslassstutzen (14) einstückig hergestellt sind, – das Gehäuseoberteil (12) das Gehäuseunterteil (11) flüssigkeitsdicht verschließt, – das Zählergehäuse (10) von außen druckfest vom Blechmantel (20) gestützt wird, – und vom Blechmantel (20) gestützte Wände des Zählergehäuses lediglich flüssigkeitsdicht sind und ihre Druckfestigkeit durch den Blechmantel (20) erhalten.
Flüssigkeitszähler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – an den Innenseiten von Gehäuseunterteil (11) und/oder Gehäuseoberteil (12) sind hydraulische Einbauten, insbesondere Staurippen (15), einstückig angeformt.
Flüssigkeitszähler nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Blechmantel (20) besteht aus einem Oberteil (21) und einem Unterteil (22).
Flüssigkeitszähler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – Ober- und Unterteil (21, 22) sind mittels Schweißnaht, Falz oder Niet (25) unlösbar miteinander verbunden.
Flüssigkeitszähler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Merkmale: – Ober- und Unterteil (21, 22) sind lösbar miteinander verbunden, – die Verbindung ist plombierbar.
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 3 bis 4, gekennzeichnet durch die Merkmale: – Gehäuseunterteil (11) und/oder Gehäuseoberteil (12) besitzen einen kreisförmigen Querschnitt, – der Blechmantel (20) besitzt – einen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt – und eine Aufnahme für das Zählergehäuse (10), – die Verbindungselemente (25), die Ober- und Unterteil (21, 22) miteinander verbinden, sind in den Ecken des Blechmantels (20) positioniert.
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Blechmantel (20) stützt auch die Stutzen (13, 14).
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Blechmantel (20) besteht aus rostfreiem Metall.
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Blechmantel (20) besteht aus ferromagnetischem Metall.
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal: – in Gehäuseunterteil und/oder -deckel (11, 12) ist ein Regulierkanal eingeformt.
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Merkmale: – im Zählergehäuse (10) sitzt ein Regulierküken (3), – der Blechmantel (20) besitzt eine Öffnung (26), durch die das Regulierküken (3) zugänglich ist, – der Durchmesser dieser Öffnung (26) ist kleiner als der Durchmesser des Regulierkükens (3).
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch das Merkmal: – das Gehäuseoberteil (12) besitzt Einrichtungen (17) für die zentrierte Montage eines Zählwerks.
Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der Blechmantel (20) besitzt Einrichtungen für die zentrierte Montage eines Zählwerks.
Flüssigkeitszähler nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch das Merkmal: – eine Zählwerkshaube überdeckt Zählwerk und Regulierküken (3).