DE202017106253U1

DE202017106253U1 - Oval gear

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Publication number: DE202017106253U1
Application number: DE202017106253.8U
Authority: DE
Original assignee: FLACO GERAETE GmbH; Flaco-Gerate GmbH
Current assignee: FLACO GERAETE GmbH; Flaco-Gerate GmbH
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2027-10-17

Abstract

Ovalzahnrad (1), insbesondere für ein Durchflussmessgerät, mit einer Vielzahl von Zähnen (3), die umlaufend in einem Oval angeordnet sind, wobei in dem Ovalzahnrad (1) mindestens ein Magnet (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (5) vorgesehen ist, der mindestens eine Aufnahme (11) mit dem mindestens einen Magneten (7) aufweist, wobei der Formkörper (5) mit einer Schicht (8) aus Kunststoff umspritzt ist, die integral mit den Zähnen (3) ausgebildet ist.

Oval gear (1), in particular for a flow meter, with a plurality of teeth (3) arranged circumferentially in an oval, wherein in the oval gear (1) at least one magnet (7) is provided, characterized in that a shaped body ( 5) is provided, which has at least one receptacle (11) with the at least one magnet (7), wherein the shaped body (5) with a layer (8) made of plastic, which is formed integrally with the teeth (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ovalzahnrad, insbesondere für ein Durchflussmessgerät, mit einer Vielzahl von Zähnen, die umlaufend in einem Oval angeordnet sind, wobei in dem Ovalzahnrad mindestens ein Magnet vorgesehen ist.The present invention relates to an oval gear, in particular for a flow meter, with a plurality of teeth, which are arranged circumferentially in an oval, wherein in the oval gear at least one magnet is provided.

Die EP 129 232 B1 offenbart einen elektromagnetischen Durchflussmesser, bei dem in einer Messkammer zwei Messräder drehbar angeordnet sind, die als Ovalzahnräder ausgebildet sind. Jedes Ovalzahnrad ist um eine Achse drehbar gelagert, die in eine Lagerbuchse des Ovalzahnrades eingreift. In dem Ovalzahnrad sind dabei zwei Aufnahmen für Magneten ausgebildet, so dass eine Drehung des Ovalzahnrades über einen benachbart angeordneten Sensor berührungslos detektiert werden kann.The EP 129 232 B1 discloses an electromagnetic flowmeter in which two measuring wheels are rotatably arranged in a measuring chamber, which are formed as oval gears. Each oval gear is rotatably mounted about an axis which engages in a bearing bush of the oval gear. In this case, two receptacles for magnets are formed in the oval gear, so that a rotation of the oval gear can be detected contactlessly via an adjacently arranged sensor.

Um eine hohe Genauigkeit bei der Durchflussmessung zu erreichen, beispielsweise für eine eichgenaue Messung, müssen die Ovalzahnräder mit einem sehr präzisen Verfahren aus einem nicht magnetischen Material hergestellt werden. Für eine hohe Genauigkeit können die Ovalzahnräder aus gepresstem Kohlenstoff mit nachträglicher mechanischer Bearbeitung hergestellt werden. Solche Ovalzahnräder sind allerdings empfindlich gegen schlagartige Belastungen und können dadurch schnell beschädigt werden.In order to achieve a high accuracy in the flow measurement, for example for a calibration-accurate measurement, the oval gears must be made of a non-magnetic material with a very precise method. For high accuracy, the oval gears made of pressed carbon can be produced with subsequent mechanical processing. However, such oval gears are sensitive to sudden loads and can be damaged quickly.

Die Herstellung von Ovalzahnrädern aus Kunststoff im Spritzgussverfahren ist allerdings problematisch, da durch Materialanhäufungen Einfallstellen und Konturungenauigkeiten entstehen können. Die bei Rippenkonstruktionen entstehenden Hohlkammern können gerade bei der Durchflussmessung nachteilig sein, wenn sich Flüssigkeit dort ansammeln kann, was zu Messungenauigkeiten führt.The production of oval gears made of plastic by injection molding, however, is problematic because sink marks and contour inaccuracies can arise due to accumulations of material. The hollow chambers created in rib constructions can be disadvantageous, especially in the case of flow measurement, if liquid can accumulate there, which leads to measurement inaccuracies.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ovalzahnrad zu schaffen, das eine präzise Oberflächenkontur aufweist und effektiv herstellbar ist.It is therefore an object of the present invention to provide an oval gear, which has a precise surface contour and can be effectively produced.

Diese Aufgabe wird mit einem Ovalzahnrad mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with an oval gear with the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Ovalzahnrad umfasst zunächst eine Vielzahl von Zähnen, die umlaufend in einem Oval angeordnet sind. Dabei ist ein Formkörper vorgesehen, der mindestens eine Aufnahme mit mindestens einem Magneten aufweist, wobei der Formkörper mit einer Schicht aus Kunststoff umspritzt ist, die integral mit den Zähnen ausgebildet ist. Die Zähne werden somit durch das Spritzgussverfahren hergestellt, so dass die zähen Materialeigenschaften des Kunststoffes genutzt werden können, um ein Ovalzahnrad mit hoher Verschleißfestigkeit herstellen zu können. Zudem werden durch den Einsatz eines Formkörpers im Inneren des Ovalzahnrades größere Materialanhäufungen vermieden, so dass Einfallstellen nicht zu Konturungenauigkeiten an der äußeren Oberfläche des Ovalzahnrades führen.The oval gear according to the invention initially comprises a plurality of teeth, which are arranged circumferentially in an oval. In this case, a molded body is provided which has at least one receptacle with at least one magnet, wherein the molded body is encapsulated with a layer of plastic, which is formed integrally with the teeth. The teeth are thus produced by the injection molding process, so that the tough material properties of the plastic can be used to produce an oval gear with high wear resistance can. In addition, by the use of a shaped body inside the oval gear larger accumulations of material are avoided, so that sink marks do not lead to contour inaccuracies on the outer surface of the oval gear.

Vorzugsweise ist die Wandstärke der Schicht aus Kunststoff zwischen dem Formkörper und einem Boden zwischen zwei Zähnen im Wesentlichen konstant, beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 mm bis 8 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm bis 5 mm. Durch eine vergleichsweise geringe Wandstärke kann das Ovalzahnrad effektiv im Spritzgussverfahren hergestellt werden, indem der Formkörper umspritzt wird, wobei durch die geringe Wandstärke nur kurze Kühlzeiten benötigt werden und die so hergestellten Zähne eine hohe Konturgenauigkeit aufweisen.Preferably, the wall thickness of the layer of plastic between the molding and a bottom between two teeth is substantially constant, for example in a range between 1 mm to 8 mm, preferably between 2 mm to 5 mm. By a comparatively small wall thickness, the oval gear can be effectively produced by injection molding by the molded body is encapsulated, which are required by the small wall thickness only short cooling times and the teeth thus produced have a high contour accuracy.

Der Formkörper weist bevorzugt zwei im Wesentlichen ovale Seitenflächen auf, die im Wesentlichen eben ausgebildet sein können. Die Schicht aus Kunststoff überdeckt zumindest teilweise die Seitenflächen. Vorzugsweise überdeckt die Schicht aus Kunststoff die Seitenflächen bis auf eine Lagerachse und optional einen Ring des Formkörpers, der um die Lagerachse angeordnet ist. Eine Oberfläche eines solchen Ringes und die Schicht aus Kunststoff können dabei flächenbündig angeordnet sein, so dass die Schicht aus Kunststoff die Seitenflächen des Formkörpers vor einer Beschädigung schützt.The shaped body preferably has two substantially oval side surfaces, which may be substantially planar. The layer of plastic at least partially covers the side surfaces. Preferably, the layer of plastic covers the side surfaces except for a bearing axis and optionally a ring of the shaped body, which is arranged around the bearing axis. A surface of such a ring and the layer of plastic can be arranged flush, so that the layer of plastic protects the side surfaces of the molded body from damage.

Die Schicht aus Kunststoff verschließt vorzugsweise eine Öffnung der mindestens einen Aufnahme des Formkörpers, in der der mindestens eine Magnet angeordnet ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, einen zusätzlichen Stopfen an der Aufnahme vorzusehen.The layer of plastic preferably closes an opening of the at least one receptacle of the shaped body, in which the at least one magnet is arranged. This eliminates the need to provide an additional plug on the receptacle.

Für eine hohe Präzision weist der Formkörper vorzugsweise eine Buchse zum Einfügen einer Lagerachse für das Ovalzahnrad auf. Der Formkörper kann aus einem härteren und formstabileren Material hergestellt sein als die Beschichtung aus Kunststoff. Dabei kann der Formkörper ebenfalls aus Kunststoff oder einem anderen nicht magnetischen Material hergestellt sein, das die Beschichtung aus Kunststoff stützt.For high precision, the molded body preferably has a bush for inserting a bearing axis for the oval gear. The molded body can be made of a harder and more dimensionally stable material than the plastic coating. In this case, the shaped body may also be made of plastic or other non-magnetic material that supports the plastic coating.

Der Formkörper kann zwei Aufnahmen für Magneten aufweisen, die jeweils im Bereich der stirnseitigen Enden einer ovalen Seitenfläche angeordnet sind. Die Magneten können dabei stabförmig ausgebildet sein und werden in die Aufnahmen eingeschoben.The shaped body can have two receptacles for magnets, which are each arranged in the region of the front ends of an oval side surface. The magnets can be formed rod-shaped and are inserted into the receptacles.

Ein erfindungsgemäßes Ovalzahnrad wird beispielsweise in einem Durchflussmessgerät eingesetzt, bei dem ein Sensor die Drehung des Ovalzahnrades erfasst und die Durchflussmenge bestimmt, wie dies auch in der EP 129 232 B1 beschrieben ist. Durch die geschützte Anordnung der Magneten und des Formkörpers eignet sich das Ovalzahnrad auch für Durchflussmessgeräte, die korrosiv wirkende Medien fördern, beispielsweise eine Harnstofflösung für die Reinigung von Abgasen von Kraftfahrzeugen.An oval gear according to the invention is used, for example, in a flow meter in which a sensor detects the rotation of the Oval gear detected and determines the flow rate, as well as in the EP 129 232 B1 is described. Due to the protected arrangement of the magnets and the molded body, the oval gear is also suitable for flow meters that promote corrosive media, such as a urea solution for the purification of exhaust gases from motor vehicles.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1A und 1B zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen Ovalzahnrades;
2 eine perspektivische Ansicht beim Einfügen der Magneten in einen Formkörper, und
3 eine perspektivische Ansicht des Ovalzahnrades, bei der die Beschichtung transparent dargestellt ist.

The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

1A and 1B two views of an oval gear according to the invention;
2 a perspective view when inserting the magnets in a molding, and
3 a perspective view of the oval gear, in which the coating is shown transparent.

Ein Ovalzahnrad 1 umfasst zwei ebene Seitenflächen 2 und eine Vielzahl von umlaufend angeordneten Zähnen 3, die in Eingriff mit einem weiteren Zahnrad bringbar sind. Das Ovalzahnrad 1 ist um eine Lagerachse 4 drehbar, wobei die Zähne 3 sich parallel zur Längsrichtung der Lagerachse 4 erstrecken.An oval gear 1 includes two flat side surfaces 2 and a plurality of circumferentially arranged teeth 3 , which are engageable with another gear. The oval gear 1 is about a bearing axis 4 rotatable, with the teeth 3 parallel to the longitudinal direction of the bearing axis 4 extend.

In dem Ovalzahnrad 1 ist ein Formkörper 5 vorgesehen, der zwei Aufnahmen 11 aufweist, in die jeweils ein stabförmiger Magnet 7 eingefügt, vorzugsweise eingepresst, ist. Die Aufnahmen 11 und die Magneten 7 sind dabei im Bereich eines stirnseitigen Endes einer Seitenfläche 2 vorgesehen, so dass ein zu dem Ovalzahnrad 1 benachbart angeordneter Sensor eine Drehung des Ovalzahnrades 1 berührungslos detektieren kann.In the oval gear 1 is a shaped body 5 provided, the two shots 11 has, in each case a rod-shaped magnet 7 inserted, preferably pressed. The pictures 11 and the magnets 7 are in the range of an end face of a side surface 2 provided so that one to the oval gear 1 adjacently arranged sensor rotation of the oval gear 1 can detect without contact.

Der Formkörper 5 ist von einer Schicht 8 aus Kunststoff umgeben, die vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt ist und die integral mit den Zähnen 3 ausgebildet ist. Der Kunststoff der Schicht 8 ist vorzugsweise ein Kunststoff, der eine geringe Flüssigkeitsaufnahme aufweist, beispielsweise kann PEEK (Polyetheretherketon) eingesetzt werden.The molded body 5 is from a layer 8th surrounded by plastic, which is preferably made by injection molding and integral with the teeth 3 is trained. The plastic of the layer 8th is preferably a plastic which has a low liquid absorption, for example, PEEK (polyetheretherketone) can be used.

Die Schicht 8 aus Kunststoff bildet im Bereich der Aufnahmen 11 einen Stopfen 9 aus, der die stabförmigen Magneten 7 in dem Formkörper 5 abgedichtet einschließt. Somit kann das Ovalzahnrad 1 auch für korrosive Medien eingesetzt werden, die nicht mit dem Magneten 7 in Kontakt kommen.The layer 8th made of plastic forms in the field of shots 11 a stopper 9 off, the rod-shaped magnet 7 in the shaped body 5 sealed. Thus, the oval gear 1 also be used for corrosive media that are not with the magnet 7 get in touch.

Die Schicht 8 aus Kunststoff besitzt im Bereich der Zähne 3 vorzugsweise eine im Wesentlichen konstante Wandstärke, wobei die Wanddicke im Bereich eines Bodens zwischen zwei Zähnen vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1 mm bis 8 mm liegen kann.The layer 8th plastic has in the area of the teeth 3 preferably a substantially constant wall thickness, wherein the wall thickness in the region of a bottom between two teeth may preferably be in a range between 1 mm to 8 mm.

Für die Herstellung des Ovalzahnrades 1 wird zunächst gemäß 2 ein Formkörper 5 aus einem formstabilen Material hergestellt, der optional eine größere Härte aufweisen kann als die spätere Schicht 8 aus Kunststoff. Der Formkörper 5 kann dabei ebenfalls aus Kunststoff oder einen anderen, nicht magnetischen Material hergestellt sein. Der Formkörper 5 weist zwei Aufnahmen 11 für die stabförmigen Magnete 7 auf und zudem eine mittige Buchse 6 zum Einfügen der Lagerachse 4. Die Buchse 6 steht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel geringfügig über eine Seitenfläche 12 des Formkörpers 5 hervor, so dass auf der Seitenfläche 12 ein Ring 10 ausgebildet ist. Die Erstreckung des Ringes 10 in axiale Richtung der Lagerachse 4 entspricht dabei der Dicke der späteren Schicht 8 aus Kunststoff, wie dies in 1A gezeigt ist. Bis auf den Ring 10 sind die Seitenflächen 12 des Formkörpers 5 durch die Schicht 8 aus Kunststoff überdeckt.For the production of the oval gear 1 is first according to 2 a shaped body 5 made of a dimensionally stable material, which may optionally have a higher hardness than the later layer 8th made of plastic. The molded body 5 can also be made of plastic or another, non-magnetic material. The molded body 5 has two shots 11 for the rod-shaped magnets 7 on and also a central socket 6 for inserting the bearing axis 4 , The socket 6 is slightly above a side surface in the illustrated embodiment 12 of the molding 5 protruding, leaving on the side surface 12 a ring 10 is trained. The extension of the ring 10 in the axial direction of the bearing axis 4 corresponds to the thickness of the later layer 8th made of plastic, like this one in 1A is shown. Except for the ring 10 are the side surfaces 12 of the molding 5 through the layer 8th covered in plastic.

In 3 ist das Ovalzahnrad 1 mit einer durchsichtigen Schicht 8 gezeigt, wobei die Schicht 8 nicht durchsichtig sein muss. Innerhalb der Schicht 8 ist der Formkörper 5 zu sehen, der die Magneten 7 aufnimmt und eine Buchse 6 für die Lagerachse 4 ausbildet. Das Ovalzahnrad 1 kann somit mit wenigen Bauteilen mit einer präzisen Außenkontur hergestellt werden.In 3 is the oval gear 1 with a transparent layer 8th shown, with the layer 8th does not have to be transparent. Within the shift 8th is the molding 5 to see the magnets 7 picks up and a socket 6 for the bearing axis 4 formed. The oval gear 1 can thus be manufactured with a few components with a precise outer contour.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: OvalzahnradOval gear
22: Seitenflächeside surface
33: Zahntooth
44: Lagerachsebearing axle
55: Formkörpermoldings
66: BuchseRifle
77: Magnetmagnet
88th: Schichtlayer
99: StopfenPlug
1010: Ringring
1111: Aufnahmeadmission
1212: Seitenflächeside surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 129232 B1 [0002, 0013]

Claims

Oval gear (1), in particular for a flow meter, with a plurality of teeth (3) arranged circumferentially in an oval, wherein in the oval gear (1) at least one magnet (7) is provided, characterized in that a shaped body ( 5) is provided, which has at least one receptacle (11) with the at least one magnet (7), wherein the shaped body (5) with a layer (8) made of plastic, which is formed integrally with the teeth (3).

Oval gear to Claim 1 , characterized in that the wall thickness of the layer (8) of plastic between the shaped body (5) and a bottom between two teeth (3) is substantially constant.

Oval gear to Claim 2 , characterized in that the wall thickness in a range between 1 mm to 8 mm, in particular between 2 mm to 5 mm.

Oval gear according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped body (5) has two substantially oval side surfaces (12).

Oval gear to Claim 4 , characterized in that the layer (8) of plastic, the side surfaces (12) at least partially covered.

Oval gear to Claim 4 or 5 , characterized in that the layer (8) covers the side surfaces (12) except for a bush or a ring (10) for a bearing axis (4).

Oval gear according to one of the preceding claims, characterized in that the layer (8) of plastic closes an opening for the at least one receptacle (11) of the shaped body (5).

Oval gear according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped body (5) has a bush (6) for inserting a bearing axis (4) for the oval gear.

Oval gear according to one of the preceding claims, characterized in that in the shaped body (5) has two receptacles (11) for magnets (7) are formed.

Oval gear according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one magnet (7) is rod-shaped.

Oval gear according to one of the preceding claims, characterized in that the layer (8) made of plastic is made of PEEK.

Flowmeter with at least one oval gear (1) according to one of the preceding claims.