DE2635015A1

DE2635015A1 - Volumenzaehler

Info

Publication number: DE2635015A1
Application number: DE19762635015
Authority: DE
Inventors: Yves Luce
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-11
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1977-03-10
Also published as: FR2321111A1; DE2635015B2; DE2635015C3; US4044596A; FR2321111B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Volumenzähler für Flüssigkeiten, dessen Gehäuse einen Einlauf aufweist, der mit einem Auslauf durch einen über einen Kreisbogen verlaufenden Kanal verbunden ist, in dem durch Beaufschlagung mit der Flüssigkeit zumindest zwei um eine zentrisch zum Kanal angeordnete Drehachse rotierende Flügel umlaufen.

Ein derartiger Flügelradzähler gehört zu der Gruppe der Geschwindigkeitszähler, die das Durchströmvolumen nicht unmittelbar registrieren, sondern es aus der Durchströmgeschwindigkeit der Flüssigkeit ermitteln. Ihr Betrieb ist sehr elastisch und nicht an eine Höchstzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit gebunden.

Weiter sind Volumenzähler bekannt, bei denen sich ein den Kanal versperrendes Element in diesem verschiebt und dabei eine exzentrische Drehbewegung in dem Zählergehäuse bewirkt. Diese exzentrische Drehbewegung macht eine Begrenzung auf eine mit der Mittenverlagerung des in Drehung befindlichen Teiles vereinbare Höchstzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit erforderlich.

Solche Volumenzähler sind vom Leck-Typ, was keinerlei Nachteil darstellt, da dieser Leckverlust sehr gering ist und außerdem bei jeder Umdrehung gleich groß ist und demzufolge die Registriervorrichtung so geeicht werden kann, daß diesem Leckverlust Rechnung getragen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Volumenzähler der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß er sowohl die hohe maximale Drehzahl eines Flügelradzählers als auch die volumetrische Genauigkeit eines Zählers vom Leck-Typ aufweist und dabei die Nachteile der beiden Zählertypen vermeidet.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Verstelleinrichtung gelöst, die stromab des Einlaufes nacheinander jeden Flügel von einer außerhalb des Kanals liegenden Ruhestellung in eine den Kanal dichtend abschließende Wirkstellung bzw. hinter dem Auslauf jeden Flügel von seiner Wirkstellung in seine Ruhestellung verstellt.

Damit wird einerseits die angestrebte hohe volumetrische Genauigkeit erreicht, andererseits unterliegt der erfindungsgemäße Volumenzähler keiner Begrenzung hinsichtlich hoher Drehzahlen.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die radial innenliegende Wandung des Kanals von einer um die Drehachse umlaufenden Nabe gebildet/ auf der jeder Flügel um je einen parallel zu dieser Drehachse liegenden Zapfen verschwenkbar gelagert ist. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher und in der Herstellung kostensparender Aufbau des VolumenZählers.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform weist eine innerhalb der hohl ausgebildeten Nabe ortsfest auf der Drehachse angeordnete Kurvenscheibe auf, auf der sich jeder Flügel mit einem drehfest mit ihm verbundenen Nockensegment abstützt. Außerdem weist die zentrale Kurvenscheibe einen mit einer entsprechenden Auskehlung in den NockenSegmenten zusammenwirkenden und die Verschwenkung des Flügels in seine Wirkstellung einleitenden Finger sowie ein die Wirkstellung sicherndes Kreissegment auf, dem ein entsprechendes Kreissegment jedes Nockensegments zugeordnet ist.

Diese Ausführungsform der Erfindung weist mit der zentralen Kurvenscheibe lediglich ein zusätzliches Element zur Steuerung der Flügel auf» Dadurch verringert sich die Störanfälligkeit des Volumen-

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Zählers sowie dessen bewegte Massen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auskehlung jedes Nockensegmentes in eine Nase übergeht, die in Wirkstellung des Flügels an einem vorzugsweise drehbaren Anschlagrad der zentralen Kurvenscheibe anliegt.

Dies bedingt den Vorteil eines gleichmäßigen Laufs des Volumenzählers ohne Erschütterungen sowie einen geringen Verschleiß der Verstelleinrichtung.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Verstelleinrichtung für die Flügel eine in den Umlaufweg der sich in Wirkstellung befindlichen Flügel ragende, an der radial außen liegenden Wandung des Kanals vorgesehene Anlaufkurve aufweist, die in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Auslauf auf dem inneren Durchmesser des Kanals endet.

Hiermit wird ein weiches Einleiten der Verschwenkbewegung sowie deren kontinuierlicher Ablauf erzielt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die stromab liegende Stirnseite der Flügel in Anpassung an den Außendurchmesser der Nabe abgerundet.

Hierdurch wird ein besonders günstiger Strömungsverlauf ohne Wirbelbildung durch die in der Ruhestellung befindlichen Flügel erreicht.

In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung entlang seiner Drehachse,

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Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 einen Fig. 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren Ausführungsform.

ι Danach durchquert die bei 1 ankommende Flüssigkeit die Durchflußöffnungen 2 der Buchse 3, die durch die Befestigungselemente 4

; und die Dichtungen 5 und 6 die flüssigkeitsdichte Befestigung des Gehäuses 7 und der Trennwand 8 am Grundkörper 9 gewährleistet.

'■ Dabei ist die Dichtung 5 eine Ringdichtung mit kreisförmigem

: Querschnitt. Der Grundkörper 9 begrenzt den oberen Teil der Kammer 10, von wo die Flüssigkeit durch die öffnung 11 ausströmen

¹ kann. Bevor die Flüssigkeit in die Kammer 10 eindringen kann muß sie den Einlauf 12 des Gehäuses 7 unterhalb der Trennwand 8 durch-

I queren und den kreisförmigen Kanal 13 durchströmen, der in einer als Auslauf 15 dienenden Durchflußöffnung der Trennwand 8 mündet.

j Beim Durchströmen des Kanals 13 dreht die Flüssigkeit durch die !Flügel 16 eine um die Drehachse 18 umlaufende Nabe 17. Diese ist durch die Schraube 19 mit einem Flansch 20 drehfest verbunden, der seinerseits drehfest mit einer in einer dichten Glocke 22 gelager- ; ten Welle 21 verbunden ^.st. Durch an der Welle 21 drehfest angeordneten Magnetelementen 23 werden die auf der Außenseite der Glocke 22 an einem Außenteil 24 angeordneten Magnetelemente 23b mitgedreht. Das Außenteil 24 wiederum treibt unter Einfügung von -konischen Verzahnungen 24a die Welle 24b einer Zähleinrichtung für die Umdrehungeil der Nabe 17.

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Die Flügel 16 sind drehbar auf einem Zapfen 25 zwischen unteren Unterlegscheiben 26 und oberen Unterlegscheiben 27 angebracht und so geformt, daß sie in ihrer Ruhestellung vollständig in die Nabe 17 versenkt sind bzw. in Wirkstellung den Kanal 13 dichtend abschließen.

Die vier Flügel sind jeweils drehfest mit je einem Zahnsegment verbunden. Außerdem sind die sich jeweils diametral gegenüberliegenden Flügel 16 über radial verschiebbare Zahnstangen 30,31, deren Enden jeweils in eines der Zahnsegmente 28 eingreifen, so miteinander verbunden, daß das Ausschwenken eines Flügels von dem Einschwenken des zugeordneten gegenüberliegenden Flügels gesteuert wird. Dabei sind die Zahnstangen rechtwinklig zueinander angeordnet. Eine am Ende des Kanals 13 angeordnete Anlaufkurve steuert das Einschwenken des Flügels 16a , sobald sich dieser Flügel am rechten Rand der Durchflußöffnung 15 in der Trennwand befindet und durch den Kanal 13 ein Flüssigkeitsvolumen herangeführt hat, das in diesem Kanal zwischen zwei aufeinanderfolgende Flügel begrenzt wird.

Wie Figur 2 zeigt, befinden sich immer zwei Flügel in Wirkstellung, wobei ihre Verschwenkbewegung in die Wirkstellung durch einen Anschlag 32 auf der Nabe 17 begrenzt wird. Zur gleichen Zeit sind die beiden anderen Flügel in die Nabe 17 in die Ruhestellung versenkt.

Um das aufeinanderfolgende Ausschwenken jeder der Flügel 16 zu erleichtern, ist in der radial außenliegenden Wandung des Kanals 13 eine Ausnehmung 33 vorgesehen, die sich über den Umfangsabschnitt erstreckt, über den die Verschwenkung eines jeden Flügels 16 in seine Wirkstellung erfolgt. Dadurch kann während des Verschwenkungsvorganges die Flüssigkeit frei um den betreffenden Flügel strömen, wodurch eine Wirbelbildung verhindert wird.

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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsform nur in der Verstelleinrichtung für die Flügel 16.

In dieser Ausführungsform sind die Flügel 16 drehfest mit Nockensegmenten 34 verbunden, die die Zahnsegmente 28 ersetzen und die mit einer zentralen Kurvenscheibe 35 zusammenwirken. Diese ortsfest angeordnete Kurvenscheibe 35 weist einen Finger 36 auf, der mit einer Auskehlung 37 in dem Nockensegment 34 zusammenwirkt, um den Verschwenkvorgang der Flügel 16 aus der Ruhestellung in die Wirkstellung einzuleiten. Außerdem weist die zentrale Kurvenscheibe 35 ein Kreissegment auf, das mit einem Kreissegment 39 an dem Nockensegment 34 zusammenwirkt, um die Flügel 16 in der Wirkstellung zu halten.

Nach Einleitung des VerSchwenkvorganges der Flügel 16 durch das Zusammenwirken des Fingers 36 mit der Auskehlung 37 wird eine Nase 40 des Nockensegmentes 34 von einem Anschlagrad 41 beaufschlagt, das sich frei um seine Achse dreht, damit der Verschwenkvorgang gleichmäßig und ohne Erschütterung sowie ohne Verschleiß der Teile stattfindet.

Im übrigen ist die Arbeitsweise genau die gleiche wie die der vorherigen Ausführungsform«

Es versteht sich von selbst, daß die beiden in der Zeichnung dargestellten und oben beschriebenen Äusführungsformen nur als Beispiel und nicht als Einschränkung zu sehen sind und daß zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorstehenden Erfindung zu verlassen. So kann vor allem die Anzahl der Flügel eine andere als vier sein, es können mehrere ähnliche oder verschiedene Kanäle vorgesehen werden, um die für jede Um-

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drehung der Welle gemessene Durchströmmenge zu erhöhen. Außerdem ! kann auch die Verstelleinrichtung für das Verschwenken der Flügel anders als dargestellt gestaltet sein.

DipliT-Isg. Werner Gramm Patentanwalt

Wg/Gru.

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Claims

Patentansprüche:

1.JVolumenzähler für Flüssigkeiten/ dessen Gehäuse einen Einlauf aufweist, der mit einem Auslauf durch einen über einen Kreisbogen verlaufenden Kanal verbunden ist, in dem durch Beaufschlagung mit der Flüssigkeit zumindest zwei um eine zentrisch zum Kanal angeordnete Drehachse rotierende Flügel umlaufen, gekennzeichnet durch eine Verstelleinrichtung (30,31,48; 34-41; 42), die stromab des Einlaufes (12) nacheinander jeden Flügel (16) von einer außerhalb des Kanals (13) liegenden Ruhestellung in eine den Kanal dichtend abschließende Wirkstellung bzw. hinter dem Auslauf (15) jeden Flügel (16) von seiner Wirkstellung in seine Ruhestellung verstellt.

2. Volumenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innenliegende Wandung des Kanals (13) von einer um die genannte Drehachse (18) umlaufenden Nabe (17) gebildet ist, auf der jeder Flügel (16) um je einen parallel zu dieser Drehachse (18) liegenden Zapfen (25) verschwenkbar gelagert ist.

Form Nr.«

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3. Volumenzähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die : Flügel (16) über den Umfang der Nabe (17) gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei sich jeweils zwei Flügel (16) diametral gegenüberliegen und über eine radial verschiebbare Zahnstange (30,31), deren Enden jeweils in ein starr mit jedem Flügel (16) verbundenes Zahnsegment (28) eingreifen, so in kinetischer Verbindung miteinander stehen, daß sich jeweils der eine der beiden Flügel (16) in seiner Wirkstellung und der andere in seiner Ruhestellung befindet.

4. Volumenzähler nach Anspruch 2,gekennzeichnet durch eine inner- ; halb der hohl ausgebildeten Nabe (17) ortsfest auf der Drehachse (18) angeordnete Kurvenscheibe (35), auf der sich jeder Flügel (16) mit einem drehfest mit ihm verbundenen Nockensegment (34) abstützt. .

5. Volumenzähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Kurvenscheibe (35) einen mit einer entsprechenden Auskehlung (37) in den Nockensegmenten (34) zusammenwirkenden und die Verschwenkung des Flügels (16) in seine Wirkstellung einleitenden Finger (36) sowie ein die Wirkstellung sicherndes Kreissegment (38) aufweist, dem ein entsprechendes Kreissegment (39)jedes Nockensegmentes (34) zugeordnet ist.

6. Volumenzähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskehlung (37) jedes Nockensegmentes (34)in eine Nase (40) übergeht, die in Wirkstellung des Flügels (16) an einem vorzugsweise drehbaren Anschlagrad (41) der zentralen Kurvenscheibe (35) anliegt.

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7. Volumenzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung für die Flügel (16) eine in den Umlaufweg der sich in Wirkstellung befindlichen Flügel (16) ragende, an der radial außen liegenden Wandung des Kanals (13) vorgesehene Anlaufkurve (42) aufweist, die in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Auslauf (15) auf dem inneren Durchmesser des Kanals (13) endet.

8. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 2 - 7 , dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (16) in seiner Wirkstellung an einem gegenüber dem Flügel stromab angeordneten Anschlag (32) der Nabe (17) anliegt.

9. Volumenzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Wirkstellung der Flügel (16) deren stromauf liegende Rückseite angenähert radial liegt.

10. Volumenzähler nach Anspruch 7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die stromab liegende Stirnseite der Flügel (16) in Anpassung an den Außendurchmesser der Nabe (17) abgerundet ist.

11. Volumenzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der radial außenliegenden Wandung des Kanals (13) eine Ausnehmung (33) vorgesehen ist, die sich über den Umfangsabschnitt erstreckt, über den die Verschwenkung jedes Flügels (16) in seine Wirkstellung erfolgt.

12. Volumenzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) zwei über eine Trennwand (8) abgeteilte und über eine in dieser Trennwand vorgesehene den Auslauf (15) bildende Durchflußöffnung miteinander in Verbindung stehende Kammern (10,13) aufweist.

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13.Volumenzähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch j gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Grundkörper (9) mit '< dem Ein- (12) und Auslauf (15) besteht, der von einem ange- [ schraubten (4) Boden verschlossen ist, wobei zwischen Boden ; und Grundkörper (9) eine Durchflußoffnungen (2) aufweisende ; Buchse (3) angeordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende über eine Dichtung (5) an dem Boden und mit ihrem anderen Ende direkt oder indirekt an der Trennwand (8) abstützt, die über eine Dichtung (6) gegen den Grundkörper (9) gedrückt wird.

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