DE19923932C2

DE19923932C2 - Flüssigkeitszähler mit multifunktionalem Meßkammerdeckel

Info

Publication number: DE19923932C2
Application number: DE1999123932
Authority: DE
Inventors: Markus Knepper; Ottmar Oeder; Claus Zellner; Emil Geissler; Manfred Schulze
Original assignee: Hydrometer GmbH
Current assignee: Hydrometer GmbH
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: DE19923932A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitszähler, zum Beispiel Wasserzähler, in Trockenläuferausführung mit einem Trockenraum mit Zählwerk, einem Zählergehäuse, einer in einen Meßraum einer Anschlußarmatur einzubringenden Meßkammer mit Flüssigkeitseinlauf sowie Flüssigkeitsauslauf, mit Strömungskanälen zur Flüssigkeitsführung sowie mit einem Meßkammerdeckel, welche die Meßkammer vom Trockenraum trennt, wobei der Einlauf sowie die Strömungskanäle als Bestandteils des Meßkammerdeckels vorgesehen sind.

Ein entsprechender Flüssigkeitszähler ergibt sich aus der DE 89 07 190 U1, bei dem der Meßkammerdeckel als Meßbecher ausgebildet ist und ein Teil des Einlasses gleichzeitig als tangentialer Strömungskanal ausgebildet und als Bestandteil des Meßbechers vorgesehen ist. Es handelt sich hierbei allerdings um eine sehr einfache Konstruktion, bei der der Einlaß sozusagen unmittelbar mit der Meßkammer in Verbindung steht.

DE 91 15 728 U1 zeigt einen Flüssigkeitsmesser mit einem Zählwerkgehäuse, welches mit einem Meßkammerdeckel zum Meßraum hin hermetisch abgeschlossen ist. Die Meßkammer wird gebildet durch ein separat vorgesehenes Innengehäuse, d. h. ein zusätzlich zum Meßkammerdeckel vorgesehenes, mehrteiliges Bauteil. Darüber hinaus ist zwischen dem Innengehäuse und der Anschlußarmatur bzw. zwischen dem Innengehäuse und einem axialen Steg des Meßkammerdeckels ein umlaufender Strömungskanal ausgebildet. Das Einströmen der Flüssigkeit von diesem umlaufenden Strömungskanal erfolgt über Staurippen versehene Einlaßöffnungen in Axialrichtung zum Flüssigkeitszähler.

Eine weitere Konstruktion eines Flüssigkeitszählers ergibt sich aus dem DE 298 06 191 U1. Es handelt sich hierbei um ein Durchflußmeßgerät mit Magnetkupplung, bei dem der Gehäuseboden des Zählwerkgehäuses, eine die Magnetkupplung mit radialem Abstand konzentrisch umschließende ferromagnetische Ringscheibe sowie der Meßkammerdeckel sandwichförmig aneinanderliegend zwischen dem Trockenraum sowie dem Meßraum einer Anschlußarmatur angeordnet sind. Die Montage erfolgt über ein an der Außenseite der ferromagnetischen Ringscheibe angeordnetes Außengewinde.

Die DE 44 28 996 C2 zeigt einen Wasserzähler in Trockenläuferausführung mit einem Meßkammerdeckel, bei dem die Kanäle zur Führung der Flüssigkeit durch zusätzliche, an dem Meßkammerdeckel anzubringende Teile realisiert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Konstruktion eines gattungsgemäßen Flüssigkeitszählers zu vereinfachen und eine umweltfreundliche sowie kostengünstigere Herstellung bei im Vergleich zu bisherigen Flüssigkeitszählern gleichbleibender Leistung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Flüssigkeitszähler dadurch gelöst, daß es sich bei den Strömungskanälen um einen von einer äußeren sowie inneren Wandung begrenzten, umlaufenden Strömungskanal sowie um vom umlaufenden Strömungskanal abzweigenden, die innere Wandung durchsetzende Kanäle handelt und die Einströmrichtung zur Gewährleistung einer Tangentialeinströmung über die Kanäle in die Meßkammer in einem schrägen Winkel zur Senkrechten bezogen auf die innere Wandung festgelegt ist. Der Einlauf sowie die Strömungskanäle werden erfindungsgemäß bereits bei der Fertigung des Meßkammerdeckels in diesen integriert, wodurch einerseits kostspielige Montagearbeiten andererseits die Notwendigkeit zusätzlicher Teile, die unter Umständen sogar aus im Vergleich zum Meßkammerdeckel unterschiedlichem Material bestehen, vermieden werden können. Dies führt zu einer Einsparung an Material, Gewicht und Handling. Auch wird durch die Demontage, Sortierbarkeit und Entsorgung entsprechender Flüssigkeitszähler vereinfacht.

Zweckmäßigerweise sind die Strömungskanäle nach unten hin offen ausgebildet, so daß sie die Möglichkeit der Herstellung des Meßkammerdeckels einschließlich der Strömungskanäle im Rahmen üblicher Formgebungsverfahren, zum Beispiel im Spritzgießverfahren etc. ermöglichen.

Desweiteren sind innerhalb der Meßkammer Staurippen in den Meßkammerdeckel eingeformt, so daß auch hierfür keine weiteren zusätzlichen Montagemaßnahmen erforderlich sind.

Zur Gewährleistung des Auslaufs befindet sich an der Unterseite des Meßkammerdeckels ein Aufsatz, welcher zusammen mit dem Meßkammerdeckel die Meßkammer, die das Laufrad aufnimmt, bildet. Der Aufsatz beinhaltet vorzugsweise eine Lagerstelle für das Laufrad, so daß keine zusätzlichen Vorkehrungen hierfür innerhalb der Anschlußarmatur notwendig sind.

Der Aufsatz liegt in vorteilhafter Weise an der inneren Wandung des umlaufenden Strömungskanals auf, so daß Flüssigkeit lediglich über den am Meßkammerdeckel vorgesehenen Einlauf in die Meßkammer gelangt kann.

Weiterhin verfügt der Meßkammerdeckel über ein Außengewinde, mittels welchem er unmittelbar in eine Anschlußarmatur einschraubbar ist. Zur Erzielung einer Verbindung sind daher keine weiteren, zusätzlichen Teile oder konstruktiven Maßnahmen erforderlich.

Die Meßkammer des Flüssigkeitszählers kann in einfacher Weise montiert werden, in dem das Laufrad in die durch die innere Wandung gebildete Ausnehmung eingesetzt und anschließend der Aufsatz aufgesetzt wird.

Ferner können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung an der Ober- und/oder Unterseite Ausnehmungen und/oder Vorsprünge in den Meßkammerdeckel eingeformt sein, die als Lagerstelle für Sensorspulen, Abschirmungen des Magnettriebs und/oder für Wellen des Magnettriebs dienen. Daraus resultiert der Vorteil, daß der Meßkammerdeckel neben seiner Funktion der Gewährleistung des Einlaufs der Flüssigkeit zudem mechanische Funktionen übernimmt, wodurch zusätzliche Teile entfallen können bzw. zusätzliche Teile, die neben anderen Funktionen diese Funktion bisher übernommen haben, einfacher und kostengünstiger (beispielsweise durch andere Materialwahl) konzipiert werden können. Zudem läßt sich hierdurch eine Verbesserung der Positionierung des Magnettriebs und der Welle des Drehbewegungsgebers am Laufrad erzielen. Außerdem kann die Unterbringung und Positionierung einer Magnet-Metallabschirmung optimiert werden.

Ferner liegen Meßkammerdeckel und das Zählwerkgehäuse unmittelbar aneinander, wobei das Zählwerkgehäuse mit dem Meßkammerdeckel über einen Vorsprung sowie eine entsprechende Ausnehmung in Eingriff stehen und über die kreisrunde Geometrie des Meßkammerdeckels sowie Zählwerkgehäuses ein Verdrehen des Zählwerkgehäuses zum Meßkammerdeckel möglich bleibt und so eine Ablesemöglichkeit aus verschiedenen Richtungen besteht.

Der Meßkammerdeckel ist in vorteilhafter Weise als Kunststoffformteil, ins besondere Kunststoffspritzgießteil konzipiert. Zur Erhöhung der Festigkeit kann der Kunststoff einen Faseranteil zum Beispiel Glasfaseranteil oder Kunststofffaseranteil aufweisen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitendarstellung einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Flüssigkeitszählers in Teilschnittdarstellung unter Verwendung eines mechanischen Zählwerks;

Fig. 2a den Meßkammerdeckel des Flüssigkeitszählers gemäß Fig. 1 in Draufsicht auf seine der Meßkammer zugewandten Seite;

Fig. 2b den Meßkammerdeckel gemäß Fig. 2a im Schnitt entlang der Linie B-B;

Fig. 2c den Meßkammerdeckel gemäß Fig. 2a im Schnitt entlang der Linie A-A;

Fig. 2d den Meßkammerdeckel im Schnitt entlang der Linie C-C;

Fig. 3 die Seitenansicht einer weiteren Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Flüssigkeitszählers unter Verwendung eines elektrischen Zählwerks in Teilschnittdarstellung sowie

Fig. 4 den Ausschnitt der Lagerstelle für den Magnettrieb einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flüssig keitszählers in teilweiser Schnittdarstellung.

Bezugsziffer 1 bezeichnet den Flüssigkeitszähler, zum Beispiel Wasserzähler in seiner Gesamtheit. Der Flüssigkeitszähler 1 umfaßt einen Trockenraum 3 mit einem mechanischen Zählwerk 4, welches einzelne Rollensätze mit Zah len aufweist, die an der Oberseite in einem (nicht dargestellten) Fenster im Zählwerkgehäuse 2 eingesehen werden können.

Im Zählwerkgehäuse 2 befindet sich desweiteren eine Montageplatte 30, auf der das Zählwerk 4 montiert und Lagerstellen für einen Magnettrieb 29 so wie für ein die Drehbewegung des Magnettriebs 29 aufnehmendes, mit dem Zählwerk 4 in Verbindung stehendes Getriebe 7 vorgesehen sind.

Den unteren Abschluß des Zahlwerkgehäuses 2 bildet eine Laufplatte 23, an der die Montageplatte 30 montiert ist und sich weitere Lagerstellen für das Getriebe 7 befinden.

Zur Verbindung dieser beiden Teile zueinander weist das Zählwerkgehäuse 2 an seinem unteren Ende einen ganz oder teilweise umlaufenden Vorsprung 26 auf, welcher in eine entsprechende ganz- oder teilweise umlaufende Aus nehmung 27 am Meßkammerdeckel 5 eingreift, wodurch eine axial wirksame Verbindung entsteht, gleichzeitig aber eine Verdrehung von Zahlwerkgehäu se 2 zu Meßkammerdeckel 5 gewährleistet bleibt.

An der dem Trockenraum 3 gegenüberliegenden Seite des Meßkammerge häuses 5 befindet sich die Meßkammer 6 mit einem Laufrad 17 zur Erfassung der Flüssigkeitsströhmung. Das Laufrad 17 steht drehfest mit einem Dreh bewegungsgeber 31 in Verbindung, welcher in einer entsprechenden Aus nehmung 19 direkt am Meßkammerdeckel 5 gelagert ist. Die Drehung des Drehbewegungsgebers 31 wird vom Magnettrieb, d. h. dessen Aufnehmer übernommen und anschließend über das Getriebe 7 auf das Zählwerk 4 übertragen.

Der Meßkammerdeckel 5 gewährleistet ebenfalls eine unmittelbare Lagerstel le 24 für den Magnettrieb 29, beispielsweise durch die in Fig. 1 dargestellte Lagerhülse 28, die in den Meßkammerdeckel während dessen Formgebungs verfahren eingeformt wurde und in die ein Lagerzapfen des Magenttriebs 29 eingreift. Der Magnettrieb 29 erstreckt sich hierbei zumindest zum Teil durch eine Durchtrittsöffnung 32 in der Laufplatte 23 hindurch.

An der Unterseite des Meßkammerdeckels 5 schließt sich ein Aufsatz 10 an, der den Raum der Meßkammer 6 nach unten hin begrenzt sowie gleichzeitig eine unterseitige Lagerstelle 33 für die Drehachse 34 des Laufrads 17 ge währleistet.

Der Meßkammerdeckel 5 ist weiterhin mit einem Außengewinde 16 ausge stattet, welches dazu dient, den Meßkammerdeckel in eine (nicht dargestellt) Anschlußarmatur von oben einzuschrauben. Die Anschlußarmatur definiert einen Meßraum, in welchen die Meßkammer 6 an der Unterseite des Flüssig keitszählers 1 eingesetzt wird.

Um zu ermöglichen, daß Flüssigkeit aus dem Meßraum der Anschlußarmatur in die Meßkammer 6 des Flüssigkeitszählers gelangen kann, weist der Meß kammerdeckel 5 einen in diesen integrierten, d. h. einstückig geingeformten Einlauf 8 auf.

Der Einlauf 8 geht über in einen kreisförmigen, umlaufenden Strömungskanal 11, welcher durch eine äußere 13 sowie innere Wandung 14 gebildet ist.

Sowohl Einlauf 8 als auch Strömungskanal 11 sind nach unten hin offen. Der Strömungskanal 11 weist zudem ein sich nach oben hin verjüngende Seite auf, die konkret durch eine gekrümmte Seitenwand zur äußeren Wandung 13 hin realisiert wird. Hierdurch wird zum einen eine vorteilhafte Führung der Strömung erreicht, zum anderen läßt sich der Meßkammerdeckel 5 gleichzeitig einfach entformen. Der Flüssigkeitsauslauf 9 befindet sich an der Unterseite des Aufsatzes 10.

Die innere Wandung 14 ist gemäß Fig. 2a durch eine Mehrzahl von Kanälen 12 unterbrochen, die dazu vorgesehen sind, eine Verbindung zwischen Kanal 11 sowie Meßkammer 6 zu gewährleisten. Die Kanäle 12 sind verglichen zu einer Senkrechten in Richtung auf die innere Wandung 14 leicht schräg ori entiert, wodurch eine tangentiale Einströmung in die Meßkammer 6 erfolgt.

Im Inneren der Meßkammer 6 befindet sich eine Mehrzahl von entlang des Umfangs angeordneten Staurippen 25, die durch umlaufende, entsprechend beabstandete Vertiefungen 15 gebildet werden, welche ebenfalls einstückig in den Meßkammerdeckel 5 eingeformt sind.

Wie aus den Fig. 2a-2d deutlich hervorgeht, befindet sich in der Mitte an der Unterseite des Meßkammerdeckels 5 eine ringförmige Ausnehmung 19 zur Aufnahme des Drehbewegungsgebers 31 (vgl. Fig. 1) des Laufrads 17.

Gemäß der Erfindung wird der Meßkammerdeckel 5 gemäß Fig. 2a-2d als einstückiges Formteil produziert. Besonders zweckmäßigerweise wird hierzu der Meßkammerdeckel 5 als Spritzgieß-Kunststoffteil, beispielsweise unter Verwendung eines Thermoplasten gefertigt. Zur Erhöhung der Festigkeit kann der Kunststoff faserverstärkt sein, d. h. aus Glasfaser oder Kunststoff faseranteile besitzen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flüssigkeits zählers mit einem Zählwerk 4 in Form eines elektronischen Zählwerks mit Batterie 34 sowie einem LCD-Träger 35 einschließlich Anzeige.

Gemäß Fig. 3 befinden sich die Sensorspulen 21 zur Aufnahme der Drehbe wegung des Drehbewegungsgebers 31 in einer eigens dafür im Meßkammer deckel 5 vorgesehenen, taschenförmigen Ausnehmungen 20. Hierzu weist die an der Uhrseite befindliche Laufplatte 23 Öffnungen 22 auf, durch die hin durch die Magnetspulen 21 gesteckt werden können.

Ansonsten entspricht die Ausgestaltung des Flüssigkeitszählers gemäß Fig. 3 derjenigen der Fig. 1 sowie 2a-2d.

Die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung (in Teil schnittdarstellung), bei der in den Meßkammerdeckel 5 um die Position des Magnettriebs 29 herum ein ringförmiger Vorsprung 36 eingeformt ist, wel cher als Aufnahme für eine Metallabschirmung 37 in Form einer Metallhülse zur Vermeidung von Manipulationen dient.

Durch die Erfindung wird eine im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigkeits zählern erhebliche Reduzierung der Teilanzahl erreicht, wodurch der Flüssig keitszähler einerseits erheblich billiger produziert werden kann, andererseits ist eine vereinfachte Entsorgung durchführbar. Die Erfindung stellt daher ei nen besonderen Beitrag auf dem einschlägigen Gebiet der Technik dar.

BEZUGSZEICHEN

1

Flüssigkeitszähler

2

Zählwerkgehäuse

3

Trockenraum

4

Zählwerk

5

Meßkammerdeckel

6

Meßkammer

7

Getriebe

8

Flüssigkeitseinlauf

9

Flüssigkeitsauslauf

10

Aufsatz

11

umlaufender Ströhmungskanal

12

Kanal

13

äußere Wandung

14

innere Wandung

15

Vertiefungen

16

Außengewinde

17

Laufrad

18

Ausnehmung

19

Ausnehmung

20

Ausnehmung

21

Sensorspule

22

Öffnung

23

Laufplatte

24

Lagerhülse

25

Staurippe

26

Vorsprung

27

Ausnehmung

28

Vorsprung

29

Magnettrieb

30

Montageplatte

31

Drehbewegungsgeber

32

Durchtrittsöffnung

33

Lagerstelle

34

Batterie

35

LCD-Träger einschl. Anzeige

36

ringförmiger Vorsprung

37

Metallabschirmung

Claims

1. Flüssigkeitszähler in Trockenläuferausführung mit einem Trockenraum (3) mit Zählwerk (4), einem Zählwerkgehäuse (2), mit einer in einen Meßraum einer Anschlußarmatur einzubringenden Meßkammer (6) mit Flüssigkeitseinlauf (8) und Flüssigkeitsauslauf (9), mit Strömungskanälen (11) zur Flüssigkeitsführung, sowie mit einem Meßkammerdeckel (5), welche die Meßkammer (6) vom Trockenraum (3) trennt, wobei der Einlauf (8) sowie die Strömungskanäle (11, 12) als Bestandteil des Meßkammerdeckels (5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Strömungskanälen um einen von einer äußeren (13) sowie inneren Wandung (14) begrenzten, umlaufenden Strömungskanal (11) sowie um vom umlaufenden Strömungskanal (11) abzweigende, die innere Wandung (14) durchsetzende Kanäle (12) handelt und die Einströmrichtung zur Gewährleistung einer Tangentialeinströmung über die Kanäle (12) in die Meßkammer (6) in einem schrägen Winkel zur Senkrechten bezogen auf die innere Wandung (14) festgelegt ist.

2. Flüssigkeitszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (11) nach unten offen ausgestaltet sind.

3. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) an der Innenseite der inneren Wandung (14) in den Meßkammerdeckel (5) eingeformte Staurippen (25) aufweist.

4. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Auslauf (9) in einem an der Unterseite des Meßkammerdeckels (5) sich anschließenden Aufsatz (10) befindet.

5. Flüssigkeitszähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (10) an der inneren Wandung (14) des umlaufenden Strömungskanals (11) aufliegt.

6. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) über ein Außengewinde (16) in eine Anschlußarmatur einschraubbar ist.

7. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laufrad (17) in eine durch die innere Wandung (14) gebildete Ausnehmung (18) eingesetzt ist.

8. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) an seiner Ober- und/oder Unterseite insbesondere als Lager- oder Befestigungsstellen dienende Ausnehmungen(19, 20) und/oder Vorsprünge (28) aufweist.

9. Flüssigkeitszähler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) als Lagerstelle für Sensorspulen (21) dienen.

10. Flüssigkeitszähler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorspulen (21) durch Öffnungen (22) der Laufplatte (23) hindurch in die Ausnehmungen (20) des Meßkammerdeckels (5) einsteckbar sind.

11. Flüssigkeitszähler nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Trockenraum (3) zugewandten Seite des Meßkammerdeckels (5) als Vorsprung (28) eine Lagerstelle, insbesondere Lagerhülse (24), für den Magnettrieb (29) des Zählwerks (4) in den Meßkammerdeckel (5) eingeformt ist.

12. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß manche der Kanäle (12) jeweils am stirnseitigen Ende einer Staurippe (25) liegen.

13. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) und das Zählerwerkgehäuse (2) unmittelbar aneinander liegen und das Zählerwerkgehäuse (2) mit dem Meßkammerdeckel (5) über einen Vorsprung (26) sowie eine entsprechende Ausnehmung (22) in Eingriff stehen.

14. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) als Kunststoffformteil, insbesondere faserverstärktes Kunststoffformteil vorgesehen ist.

15. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) als Kunststoff-Metallverbundformteil vorgesehen ist.

16. Flüssigkeitszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammerdeckel (5) aus einem formgebenden Verfahren, insbesondere im sogenannten "Metal injection Moulding", hergestellt wird.