DE29611212U1 - Vane water meter with modulator disc - Google Patents
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Description
Flügelrad-Wasserzähler mit ModulatorscheibeImpeller water meter with modulator disc
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flügelrad-Wasserzähler, insbesondere für Trinkwasser, mit einer elektronisch abgetasteten Modulatorscheibe mit einer auf einer elektrisch isolierenden Trägerplatte aufgebrachten, von einer Kunststoffschicht abgedeckten Sektorbeschichtung aus Metall.The invention relates to a vane wheel water meter, in particular for drinking water, with an electronically scanned modulator disk with a metal sector coating applied to an electrically insulating carrier plate and covered by a plastic layer.
Derart mit einer Sensorabtastung der Modulatorscheibe arbeitende Flügelrad-Wasserzähler haben gegenüber nichtelektronischen Abtastungen, seien es Naßläufer, bei denen die Flügelradumdrehung mittels Zahntrieben direkt in ein mechanisches Rechenwerk eingeleitet werden, seien es Trocken läufer, bei denen mittels einer Magnetkupplung die Drehbewegung des Flügels im Rechenwerk auf eine mitlaufende Zählscheibe berührungsfrei gekoppelt wird, den Vorteil einer geringeren Bauhöhe. Darüber hinaus bedarf es auch keines Unwuchtausgleichs für die verwendeten Koppelmagnete. Weitere Nachteile bisheriger Abtastsysteme sind Verunreinigungen bei Naßläufern sowie hydraulische Einschränkungen durch Unwucht, Lagerreibung und Magnetkupplungskräfte.Impeller water meters that work with a sensor scanning the modulator disk have the advantage of a lower overall height compared to non-electronic scanning systems, whether wet-running, where the impeller rotation is fed directly into a mechanical calculator by means of gear drives, or dry-running, where the rotary movement of the impeller in the calculator is coupled to a rotating counting disk without contact by means of a magnetic coupling. In addition, no unbalance compensation is required for the coupling magnets used. Other disadvantages of previous scanning systems are contamination in wet-running meters and hydraulic restrictions due to unbalance, bearing friction and magnetic coupling forces.
Sollen derartige Flügeiradwasserzähler mit elektronisch abgetasteten Modulatorscheiben im Trinkwasserbereich eingesetzt werden, so ist es entweder notwendig, die Sektorbeschichtung aus Gold herzustellen, was sehr teuer ist, oder aber man verwendet billigere Metalle wie Kupfer und sieht dann zur Vermeidung einer Korrosion und damit einer Verschmutzung des Trinkwassers eine Kunststoffabdeckplatte vor. Diese Abdeckplatte bedeutet aber ein zusätzliches Bauteil, welches auf die Modulatorscheibe aufgeschweißt werden muß, wodurch zum einen die Fertigung wiederum verteuert wird und zum anderen die Bauhöhe erhöht wird, so daß der Abstand der eigentlichen modulierenden Metallfläche der Modulatorscheibe über die Trennwand zum Zählwerk hin zu den dort angeordneten Sensoren entsprechend größer sein muß. Dies verschlechtert aber die Auflösung.If such vane-wheel water meters with electronically scanned modulator disks are to be used in the drinking water sector, it is either necessary to produce the sector coating from gold, which is very expensive, or to use cheaper metals such as copper and then provide a plastic cover plate to prevent corrosion and thus contamination of the drinking water. This cover plate, however, represents an additional component that must be welded onto the modulator disk, which on the one hand makes production more expensive and on the other hand increases the height, so that the distance between the actual modulating metal surface of the modulator disk and the dividing wall to the counter and the sensors arranged there must be correspondingly greater. However, this impairs the resolution.
Die bereits vorgeschlagenen gespritzten Kunststoffplatten als einseitig beschichtete Träger für eine Metallfolie, die ca. 5&mgr; dick ist, sind aber fertigungstechnisch ebenfalls recht aufwendig und führen deshalb in der Praxis nicht zu einer befriedigenden Lösung.The previously proposed injection-molded plastic plates as one-sided coated carriers for a metal foil that is approx. 5μ thick are also quite complex to manufacture and therefore do not lead to a satisfactory solution in practice.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flügelrad-Wasserzähler der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Modulatorplatte niedriger baut und damit näher an den Sensoren angeordnet sein kann und daß gleichzeitig bei trinkwassertauglichem Aufbau die Fertigung vereinfacht ist.The invention is therefore based on the object of designing a vane wheel water meter of the type mentioned at the beginning in such a way that the modulator plate is lower and can thus be arranged closer to the sensors and that at the same time production is simplified with a design suitable for drinking water.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die direkt auf dem Flügelrad befestigte Modulatorscheibe eine Trägerplatte aus Keramik oder glasfaserverstärktem Kunstharz, insb. Epoxidharz, aufweist und daß die Sektorbeschichtung aus Metall von einer trinkwassertauglichen Lackschicht überdeckt ist.To achieve this object, the invention provides that the modulator disk attached directly to the impeller has a carrier plate made of ceramic or glass fiber reinforced synthetic resin, in particular epoxy resin, and that the metal sector coating is covered by a layer of paint suitable for drinking water.
Die Fertigung aus Keramik oder einer speziellen Epoxidharzmischung, für die die Trinkwassertauglichkeit nachgewiesen ist, ermöglicht die Herstellung großflächiger Platten, aus denen die Modulatorplatten nach der Metallbeschichtung der großen Platte einfach ausgestanzt werden können. Sowohl Keramik als auch glasfaserverstärktes Epoxidharz sind dabei ohne weiteres trinkwassertauglich ohne weitere Behandlung. Ein ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion beruht auf der einfachen Lackbeschichtung der die dünne Metallbeschichtung tragenden Oberfläche anstelle der bisher darauf aufgeschweißten Kunststoffabdeckscheiben. Diese trinkwassertaugliche Lackschicht ist nicht nur erheblich dünner, sondern läßt sich auch sehr viel einfacher aufbringen.Manufacturing from ceramic or a special epoxy resin mixture, for which suitability for drinking water has been proven, enables the production of large-area plates from which the modulator plates can be easily punched out after the metal coating of the large plate. Both ceramic and glass fiber reinforced epoxy resin are suitable for drinking water without any further treatment. A very special advantage of the design according to the invention is based on the simple coating of paint on the surface bearing the thin metal coating instead of the plastic cover plates previously welded onto it. This coating of paint suitable for drinking water is not only considerably thinner, but is also much easier to apply.
Bevorzugt, insbesondere bei Trägerplatten aus glasfaserverstärktem Kunstharz, kann für die Sektorbeschichtung Kupfer verwendet werden. Im Falle von Keramik hat es sich aber auch als besonders vorteilhaft erwiesen, hierfür eine Silber-Palladium-Beschichtung vorzusehen.Preferably, especially for carrier plates made of glass fiber reinforced synthetic resin, copper can be used for the sector coating. In the case of ceramic, however, it has also proven particularly advantageous to provide a silver-palladium coating for this purpose.
Die Modulatorplatte kann sehr einfach durch Ultraschallschweißen am Flügelrad befestigt sein, insbesondere indem am Flügelrad eine Platte mit die Ränder der Modulatorscheibe umgreifenden und durch Schweißen hakenförmig verformbaren Ringstegen angeformt ist.The modulator plate can be attached to the impeller very easily by ultrasonic welding, in particular by forming a plate on the impeller with ring webs that surround the edges of the modulator disk and can be deformed into a hook shape by welding.
Anstelle dieses Aufschweißens der Modulatorpiatte auf das Flügelrad kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen sein, daß die Modulatorscheibe direkt am Flügelrad im Spritzwerkzeug zu dessen Herstellung mit angespritzt ist.Instead of welding the modulator plate onto the impeller, a further embodiment of the invention can also provide for the modulator disk to be molded directly onto the impeller in the injection mold for its manufacture.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of an embodiment and from the drawing. In the drawing:
&iacgr;&ogr; Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Flügelrad-Wasserzähler, in weichem außer dem Flügelrad nur die Trennwand zum anschließenden Meßraum und die dort angeordneten Sensoren schematisch zu erkennen sind,&iacgr;&ogr; Fig. 1 a partial section through a vane wheel water meter, in which apart from the vane wheel only the partition wall to the adjoining measuring chamber and the sensors arranged there can be seen schematically,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 von oben gesehen, undFig. 2 is a plan view of the arrangement according to Fig. 1 seen from above, and
Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Flügel und die darauf aufgeschweißte Modulatorscheibe.Fig. 3 shows an enlarged partial section through the wing and the modulator disk welded onto it.
Der erfindungsgemäße Flügelrad-Wasserzähler enthält außer dem Flügelrad 1 mit seiner Lagerachse 2 und der auf ihm befestigten Modulatorscheibe 3 in dem durch eine Trennwand 4 vom wasserführenden Raum 5 mit dem Flügelrad getrennten Meßraum 8 schematisch angedeutete Sensoren 6. Diese erfassen den Umlauf der im dargestellten Ausführungsbeispiel halbkreisförmig ausgebildeten Sektorbeschichtung 7 der Modulatorplatte 3 und ermitteln daraus berührungsfrei und ohne ein magnetisch angekoppeltes mitlaufendes Zählrad im Meßraum 8 die Umdrehungen des Flügelrads 1, was dann an die Zählelektronik weitergeleitet wird.The impeller water meter according to the invention contains, in addition to the impeller 1 with its bearing axis 2 and the modulator disk 3 attached to it, schematically indicated sensors 6 in the measuring chamber 8 separated by a partition wall 4 from the water-carrying chamber 5 with the impeller. These sensors detect the rotation of the sector coating 7 of the modulator plate 3, which is semicircular in the embodiment shown, and from this determine the revolutions of the impeller 1 in the measuring chamber 8 without contact and without a magnetically coupled rotating counting wheel, which is then passed on to the counting electronics.
Erfindungsgemäß besteht die Modulatorscheibe 3 aus einer Trägerplatte 9 aus Keramik oder glasfaserverstärktem Kunststoff, auf die eine Sektorbeschichtung 7 aus Kupfer oder im Falle von Keramik für die Trägerplatte bevorzugt Silber-Palladium aufgebracht ist. Die Oberfläche der Trägerplatte sowohl der beschichte-According to the invention, the modulator disk 3 consists of a carrier plate 9 made of ceramic or glass fiber reinforced plastic, onto which a sector coating 7 made of copper or, in the case of ceramic for the carrier plate, preferably silver-palladium is applied. The surface of the carrier plate and the coated
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ten Oberseite als auch ggf. der nicht beschichteten Unterseite ist mit einer trinkwassertauglichen Lackschicht 10 überzogen.The coated upper side and, if applicable, the uncoated underside are coated with a layer of paint 10 suitable for drinking water.
Die Modulatorscheibe 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Ultraschallschweißen direkt am Flügelrad 1 befestigt, wozu am Flügelrad 1 eine Kunststoffscheibe 11 in der oberen Stirnfläche der einzelnen Flügel 12 angespritzt ist. Auf dieser Kunststoffscheibe 11 sind angespritzte, durch das Ultraschallschweißen hakenförmig verformte Stege angeformt, die die Befestigung der Modulatorscheibe 3 bewirken.In the embodiment shown, the modulator disk 3 is attached directly to the impeller 1 by ultrasonic welding, for which purpose a plastic disk 11 is molded onto the upper face of the individual blades 12 on the impeller 1. Molded onto this plastic disk 11 are webs that are shaped like hooks by ultrasonic welding and that secure the modulator disk 3.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung entfällt die Montage eines Ausgleichsgewichts zur Modulatorfläche, da dies direkt über die ausgewuchtete Geometrie der Modulatorscheibe realisiert worden ist, d.h. es ist nur noch ein Bauteil nötig.The design according to the invention eliminates the need to mount a balancing weight on the modulator surface, since this is achieved directly via the balanced geometry of the modulator disk, i.e. only one component is required.
Die eingesetzten Materialien haben eine geringe Dichte. Damit wird der Flügel leichter, die strömungsrelevanten Auftriebskräfte wirken früher und der Verschleiß des Lagers wird dadurch geringer.The materials used have a low density. This makes the wing lighter, the flow-relevant lift forces act sooner and the wear on the bearing is therefore reduced.
Durch die lackgeschützte Modulatorfläche 7 reduziert sich der Sensorabstand a um ca. 4/10 mm. Dies bedeutet, daß kein zusätzliches Bauteil für den Schutz der Modulatorfläche mehr nötig ist und gleichzeitig resultieren daraus folgende Konstruktionsaspekte: Erhöhung der Wandstärke nach außen (d); Sicherheit für die Sensorabtastung (a) und Vergrößerung des Gestaltungspotentials im Hydraulikbereich (d minus a).The paint-protected modulator surface 7 reduces the sensor distance a by approx. 4/10 mm. This means that no additional component is required to protect the modulator surface and at the same time this results in the following design aspects: Increased wall thickness towards the outside (d); safety for sensor scanning (a) and increased design potential in the hydraulic area (d minus a).
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1996
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Legal Events
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