DE3609190C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Strömungsmeßgerät nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

In zunehmendem Maße werden in der modernen Montage- und Ver­ bindungstechnik die herkömmlichen Verbindungsarten, wie Schrauben, Nieten, Schweißen und Löten durch eine Klebetech­ nik ersetzt, die häufig wirtschaftlicher ist. Ebenso werden öfters Feststoffdichtungen, die in der Handhabung schwierig und vergleichsweise teuer sind, durch flüssige oder pastenar­ tige Dichtstoffe ersetzt. Ein weiteres Gebiet ist das Auftra­ gen von Ölen oder Fett in einer genau zu dosierenden Menge auf einzuölende oder einzufettende Teile.

Das aufzutragende Medium wird dabei über eine Dosierdüse mit einem Austrittskanal auf das zu behandelnde Teil aufge­ bracht. Dabei ist es jedoch erforderlich zu prüfen, ob das Medium in der vorgegebenen Menge und Zeit auf das zu behan­ delnde Teil bzw. dessen Oberfläche aufgebracht wird. Hierzu ist es bekannt, in den Kanal einen Meßfühler einzusetzen, der den Druck des strömenden Mediums mißt. Hierzu verwendet man Dehnungsmeßstreifen, die in üblicher Weise in einer Brückenschaltung abgeglichen sind. Auftretende Querschnitts­ veränderungen in dem Kanal oder an dem Meßfühler aufgrund des Strömungsdruckes werden dabei zur Auswertung und Kontrol­ le verwendet.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß diese Einrichtung relativ aufwendig ist. Weiterhin ist von Nachteil, daß die Messung relativ ungenau ist. So lassen sich z. B. nur sehr große Luft­ einschlüsse bzw. stärkere Durchflußstörungen damit erfassen.

In der DE-PS 32 24 336 ist ein Strömungsmeßgerät beschrie­ ben, wobei das Meßglied eine Stauklape ist, die in einer bestimmten Position gehalten werden soll. Bei höherem Massen­ durchsatz sind entsprechend größere Kräfte notwendig, um die Stauklappe in ihrer Stellung zu halten. Hierzu dient eine Lichtschranke, die die Stellung der Stauklappe überwacht. Ist die Lichtschranke nicht unterbrochen, wird ein Elektro­ magnet entsprechend aktiviert, dessen magnetische Kraft die Stauklappe wieder in die Stellung zur Unterbrechung der Lichtschranke zurückbewegt. Diese optische Abtastung ist damit praktisch nur ein Schaltglied. Der tatsächliche Durch­ flußwert kann damit nicht ermittelt werden. Außerdem ist dieses vorbekannte Strömungsmeßgerät bezüglich einer Bau­ größenreduzierung beschränkt, insbesondere wegen des Stau­ klappenprinzipes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Meßgerät zur Überwachung einer Strömung in einem Kanal zu schaffen, die bei relativ einfachem und sehr kleinem Aufbau eine hohe Empfindlichkeit besitzt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnen­ den Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird nun direkt die Verbiegung oder Auslen­ kung eines Meßstabs verwendet, wobei aufgrund der federnden Lagerung die Abweichung des Meßstabes im entsprechenden Ver­ hältnis direkt angezeigt und damit optisch abgetastet wird. Aufgrund der berührungslosen Abtastung und des möglichen einfachen Aufbaues des Meßstabes ist dieses Verfahren mit billigen Bauteilen durchführbar. Darüber hinaus ist es sehr empfindlich, wodurch auch kleine Strömungsänderungen, wie z. B. kleine Lufteinschlüsse im Medium erkannt werden können.

Der Meßstab kann sehr robust und einfach aufgebaut und weiterhin auch sehr klein gehalten werden, wodurch er auch für sehr kleine Anlagen mit engen Kanälen verwendet werden kann.

Die optische Abtasteinrichtung kann auf beliebige Weise aus­ gestaltet sein. So ist z. B. eine Faseroptik mit Glasfaserka­ beln möglich. Dabei kann das hintere Ende des Meßstabes zwi­ schen zwei sich gegenüberliegenden Glasfaserkabeln liegen, die mit der Auswerte- und Kontrolleinrichtung verbunden sind. Auf diese Weise wird die Auslenkung des Meßstabes zwi­ schen den beiden sich gegenüberliegenden Glasfaserkabeln er­ faßt und entsprechend ausgewertet.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit kann dabei vorgesehen sein, daß der Stab im Bereich der Meßstelle zwischen den beiden Glasfaserkabeln abgeflacht ist und zwar derart, daß die abge­ flachte Seite senkrecht zur Meßeinrichtung liegt.

Der mit dem Meßverstärker verbundene Relaiskontakt (Optokopp­ ler) kann auch zur Funktionskontrolle, wie z. B. Material­ fluß, Lufteinschluß, Funktion des Dosierventiles usw., ver­ wendet werden. Gegebenenfalls kann ein weiterer Relaiskontakt über ein Zusatzgerät zugeschaltet werden. Auf diese Weise können ein unterer und ein oberer Grenzwert bezüglich der Durchflußmen­ ge erfaßt und ausgewertet werden.

Nach einer entsprechenden Eichung kann in einer weiteren und sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Analogausgang nach einer entsprechenden Ei­ chung zur Durchflußmengenmessung verwendet wird. Diese Mes­ sung kann dann z. B. zum Aufbau eines Regelkreises verwendet werden, über den der Durchfluß des strömenden Mediums gere­ gel wird.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren und die Vor­ richtung hierzu für jede Gas- oder Flüssigkeitsmes­ sung geeignet, weshalb die o. a. Einsatzgebiete lediglich bei­ spielshalber genannt sind.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Bereich einer Dosierdüse,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Strö­ mungsmeßgerät,

Fig. 3 Ansicht einer Schutzkappe für das Strömungsmeßgerät,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 Prinzipdarstellung der Auswerte- und Kontrollein­ richtung.

Eine Dosierdüse 1 weist im unteren Bereich einen Austrittska­ nal 2 auf. Die Dosierdüse 1 ist mit einer Gewindebohrung 3 versehen, die in den Austrittskanal 2 ragt. In die Bohrung wird das Gehäuse 4 eines Strömungsmeßgerätes mit einem Gewin­ deansatz 5 eingeschraubt.

In den Fig. 2 und 4 ist der Aufbau des Strömungsmeßgerätes prinzipmäßig dargestellt. Kern des Strömungsmeßgerätes bil­ det ein Meßstab 6 als Meßglied, der als einfacher federnder Stahldraht ausgebildet sein kann. Der Meßstab 6 ist zwischen seinen beiden Enden federnd bzw. nachgiebig in einer Lager­ stelle 7 gelagert. Die Lagerstelle 7 wird durch eine Engstel­ le in einer Durchgangsbohrung in dem Gehäuse 4 gebildet. In dieser Lagerstelle 7 ist der Meßstab elastisch, z. B. durch eine Silikonfüllung 8 gelagert. Zur Einsetzung der Hebelwir­ kung und zur Erhöhung der Meßgenauigkeit wird man die Lager­ stelle 7 wesentlich näher an dem vorderen Ende 9 des Meßsta­ bes anordnen, welches quer in den Kanal 2 ragt. Im Bereich des hinteren Endes 10 des Meßstabes 6 befinden sich gegen­ überliegend zwei Glasfaserkabel 11 und 12, die in Bohrungen des Gehäuses 4 gelagert sind. Die Glasfaserkabel 11 und 12 sind über Meßleitungen 13 und 14 mit einer Auswerte- und Kon­ trolleinrichtung 15 verbunden.

Eine Schutzkappe 16 ist auf das hintere Ende des Strömungs­ meßgerätes aufsetzbar und schützt den Meßstab und die Meß­ stelle mit den Glasfaserkabeln 11 und 12.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert auf folgende Weise:

Das Strömungsmeßgerät wird in die Bohrung 3 der Dosierdüse 1 eingeschraubt, wobei lediglich darauf zu achten ist, daß der Meßstab 6 und die Glasfaserkabel 11 und 12 sich in einer La­ ge befinden, in der der Meßstab 6 aufgrund des Fließdruckes des strömenden Mediums in Fließrichtung (in der Zeichnung nach unten) ausgelenkt werden kann. Hierzu müssen die beiden Glasfaserstäbe 11 und 12 ebenfalls quer zur Strömungsrich­ tung angeordnet sein; d. h. bei einem vertikal verlaufenden Kanal müssen sie horizontal liegen.

Durch den Fließdruck des strömenden Mediums wird der Meßstab 6 an seinem vorderen Ende 9 nach unten in Pfeilrichtung aus­ gelenkt, wobei aufgrund des Hebelgesetzes und der elasti­ schen einseitigen Lagerung in der Lagerstelle 7 gleichzeitig das hintere Ende 10 nach oben verschwenkt wird. Diese Ver­ schwenkung wird über die beiden sich gegenüberliegenden Glas­ faserkabel 11 und 12 festgestellt und in der Auswerte- und Kontrolleinrichtung 15 ausgewertet. Hierzu kann diese Ein­ heit auch mit einer Anzeigeeinrichtung 18 versehen sein. Im Bedarfsfalle kann die Auswerteeinheit 15 mit einer Rechenein­ heit 17 verbunden sein, in der eine Auswertung der Durchfluß­ menge für einen Regelkreis vorgenommen wird. Hierzu ist es lediglich erforderlich, daß man die spezifischen Daten des zu prüfenden Mediums vorher feststellt und in die Rechenein­ heit 17 eingibt.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit kann der Meßstab 6 in seinem Endbereich 10 zwischen den beiden Glasfaserkabeln 11 und 12 abgeflacht sein, wie in der Fig. 4 gestrichelt dargestellt.

Aufgrund der Einfachheit des Aufbaues und des geringen not­ wendigen Raumbedarfes ist das Strömungsmeßgerät praktisch überall einsetzbar. So können z. B. für den Stahldraht als Meßstab 6 Durchmesser von z. B. nur 0,25 mm und darunter ver­ wendet werden. Aus diesem geringen Maß resultieren auch die übrigen kleinen Maße des Strömungsmeßgerätes.

Claims (6)

1. Strömungsmeßgerät, insbesondere für eine Auftrags- und Dosiereinrichtung für Klebstoff, Flüssigkeitsdichtung, Öl- oder Fettauftrag, das ein in oder an eine Dosierdüse der Auf­ tragseinrichtung ein- bzw. ansetzbares Gehäuse aufweist, an oder in dessem vorderen in den Kanal der Auftragseinrichtung ragenden Bereich ein bewegliches, auf den Druck der Strömung reagierendes Meßglied angeordnet ist, wobei das Meßglied mit seinem einen Ende in den Kanal ragt, während sein anderer Endbereich im Meßbereich einer optischen Abtasteinrichtung liegt, die mit der Auswerte- und Kontrolleinrichtung verbun­ den ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied ein federnd zwischen seinen beiden Enden (9, 10) gelagerter Meßstab (6) ist, dessen hinteres Ende (10) zwi­ schen sich gegenüberliegenden Gliedern der optischen Abtast­ einrichtung (11, 12) liegt, die mit der Auswerte- und Kon­ trolleinrichtung (15) verbunden ist, welche einen Meßverstär­ ker aufweist, der über einen Analogausgang und einen oder mehrere Relaiskontakte verfügt.

2. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Abtasteinrichtung eine Faseroptik mit Glasfaser­ kabeln (11, 12) aufweist.

3. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstab (6) im Bereich der Meßstelle zwischen den beiden Glasfaserkabeln (11, 12) abgeflacht ist und zwar derart, daß die abgeflachte Seite senkrecht zur Meßrichtung liegt.

4. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßverstärker mit Fotosensoren und Fotoempfänger verse­ hen ist.

5. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogausgang mit einer Recheneinheit (17) zur Bestim­ mung der Durchflußmenge verbunden ist.

6. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (17) mit einem Regelkreis verbunden ist, über den die Durchflußmenge des strömenden Mediums regelbar ist.