DE4240512A1 - - Google Patents
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- H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
- H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
- H01H35/40—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by devices allowing continual flow of fluid, e.g. vane
- H01H35/405—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by devices allowing continual flow of fluid, e.g. vane the switch being of the reed switch type
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- H01H11/0006—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches
- H01H11/0012—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches for converting normally open to normally closed switches and vice versa
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsschalter für
Strömungsschaltüberwachungsvorrichtungen und insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Überwachungsvorrichtung zur
Überwachung einer Fluidströmung (sowohl Flüssigkeiten als auch
Gase) in Rohrleitungen, wobei die Vorrichtung eine Fahne
aufweist, die in die Fluidströmung aus Überwachungsgründen
eingetaucht wird und die durch die Kraft der Fluidströmung
bewegt wird, wobei die resultierende Bewegung magnetisch in ein
elektrisches Signal umgeformt wird; gemäß der Erfindung wird das
elektrische Signal durch einen neuartigen Schaltaufbau
geliefert, der ein langgestrecktes Gehäuse besitzt, welches aus
einem geeigneten nicht-magnetischen Plastikmaterial besteht, in
dem ein Reedschalter hermetisch abgedichtet in elektrischer
Schaltverbindung mit Zuführungsdrähten liegt, die außen
angeordnete Enden zur Verbindung mit einer elektrischen
Schaltung einer Vielzahl von Typen aufweist, wobei der
Schaltaufbau an der Baustelle gegenüber dem Sensorkörper der
Überwachungseinrichtung einstellbar ist, wodurch der
Monitoraufbau als Ganzes so eingestellt werden kann, daß der
Schalter entweder einen Ruhekontakt (NC) oder einen
Arbeitskontakt (NO) aufweist, wobei das Gehäuse des
Schalteraufbaus Anzeigemittel aufweist, um eine Einstellung des
Sensorkörpers der Überwachungsvorrichtung präzise auf
Arbeitskontakt oder Ruhekontakt vornehmen zu können.
Fluidströmungsüberwachungsvorrichtungen werden gewöhnlich bei
der Anwendung in Rohrleitungen benutzt, um die nach den hiervon
betätigten Vorrichtungen geleiteten Flüssigkeiten und Gase zu
überwachen. Ein Beispiel stellt der PSR-Strömungsmonitor gemäß
der US-PS 48 27 092 dar, der von der deutschen Firma Kobold
angeboten wird, die offensichtlich eine amerikanische
Niederlassung mit der Bezeichnung Kobold Instruments, Inc.,
Pittsburgh, Pennsylvania, hat. Einheiten dieser Bauart weisen
einen langgestreckten Sensorkörper auf, der eine durch Feder
vorgespannte schwenkbare Fahne beherbergt (die als Paddel
bezeichnet wird), und der Sensorkörper wird im Betrieb in
geeigneter Weise in die Leitung derart eingebaut, daß die
Fahnenstellung (der hiervon getragenen schwenkbaren Fahne), die
vom offenen Ende des langgestreckten Körpers vorsteht, in den
Bewegungspfad des strömenden Fluidmediums eintaucht, so daß die
Fahne um einen Mittelpunkt verschwenkt wird, um einen Schalter
zu betätigen, der einen Magneten aktiviert, der von einem
solchen Fahnenaufbau innerhalb des Sensorkörpers getragen wird;
der Teil des Sensorkörpers außerhalb der Leitung besitzt ein
geschlossenes Ende außerhalb der Leitung benachbart dem
Bewegungspfad des Magneten, wobei einstellbar ein Schalter der
herkömmlichen Reedbauart montiert ist, der ein langgestrecktes
Plastikgehäuse aufweist, das hermetisch abgedichtet den
Reedschalter aufnimmt, der in elektrischer Verbindung mit
Zuführungsdrähten steht, die außen angeordnete Enden besitzen,
damit sie an eine elektrische Schaltung angeschlossen werden
können, wo eine elektrische Schaltfunktion erforderlich ist,
nachdem eine spezifische Fluidströmung erreicht ist. Die PSR-
Vorrichtung kann entweder als Arbeitskontakt oder als
Ruhekontakt arbeiten, indem das Reedschaltergehäuse bewegt wird,
das demgemäß einen einstellbaren Schalterpunkt besitzt.
Bei einem Test der Kobold-PSR-Einheit hat es sich gezeigt, daß,
obgleich eine Einstellung möglich ist, um nominell den
Schaltpunkt einzustellen, die einzige Anzeige für eine solche
Einstellung, die bei einer solchen Einheit verfügbar ist, in
Form eines Paares kleiner Pfeile vorliegt, die außen auf dem
Schaltergehäuseaufbau angeordnet sind und jeweils eine
Arbeitskontaktfunktion oder eine Ruhekontaktfunktion am
Schaltergehäuseaufbau im Verhältnis zu dem Monitor-Sensoraufbau
angeben; es hat sich gezeigt, daß die Pfeilanordnung, die in
Verbindung mit der Kobold-PSR-Einheit benutzt wird, nicht die
Präzision liefert, die bei dieser Art von Instrumenten
erforderlich ist, wenn man beispielsweise die dilettantische Art
und Weise betrachtet, mit der in der Praxis Instrumente dieser
Bauart oft an der Baustelle von Personen eingebaut werden, die
nicht wirklich auf diesem Gebiet sachkundig sind. So lassen die
kleinen Pfeile, die bei den Kobold-Monitoren angeordnet sind,
Raum für eine individuelle Interpretation und für einen
möglichen Lagefehler, da keine positive physikalische Anzeige
besteht, daß der Reedschalteraufbau genau auf die gewünschte
Funktion eingestellt ist.
Demgemäß besteht ein Hauptziel der Erfindung darin, eine
Strömungsschalterüberwachungsvorrichtung der beschriebenen
Bauart zu schaffen, bei der der Reedschalter, da er zur
seitlichen Einstellung des Instrumentensensorkörpers gelagert
ist, eine positive physikalische Anzeige liefert, daß die
Schaltvorrichtung ordnungsgemäß gegenüber dem
Instrumentensensorkörper so angeordnet ist, daß die gewünschte
Schaltfunktion bewirkt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen
Strömungsschalterüberwachungsaufbau der beschriebenen Bauart zu
schaffen, bei dem der Reedschalter so ausgebildet ist, daß
Anschläge geschaffen werden, die am Instrumentensensorkörper
angreifen, um eine positive physikalische Anzeige zu liefern,
daß der Schalteraufbau ordnungsgemäß gegenüber dem
Instrumentensensorkörper so angeordnet ist, daß die gewünschte
Schaltfunktion zustande kommt.
Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, einen
Strömungsschalterüberwachungsaufbau der beschriebenen Bauart zu
schaffen, bei dem der Schaltaufbau als Reedschalter ausgebildet
ist und der Reedschalter selbst präzise innerhalb des
Schaltaufbaus an der gewünschten Stelle liegt, um die
Ruhekontaktschaltfunktion durchzuführen, und das Äußere des
Schalteraufbaus mit vorspringenden Flanschen versehen ist, die
als Anschläge wirken, die bei der Einstellung am
Instrumentensensorgehäuse angreifen, um eine positive
physikalische Anzeige dafür zu liefern, daß der Schalteraufbau
gemäß der Erfindung ordnungsgemäß relativ zum
Instrumentensensorkörper angeordnet ist, um die gewünschte
Schaltfunktion zu liefern.
Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, einen
Strömungsmonitor der beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem
der Reedschalter, der in Verbindung mit dem Schalteraufbau
benutzt wird, auf jener Seite des Schalteraufbaus angeordnet
ist, die am dichtesten benachbart zu der Bewegung des
Sensorkörpermagneten der Einheit liegt, während die
gegenüberliegende Seite des Schalteraufbaus mit Anzeigemarken
versehen ist, die eindeutig die Stellung des Schalters relativ
zum Sensorkörper der Einheit im Hinblick auf die
Ruhekontaktfunktion (NC) oder die Arbeitskontaktfunktion (NO)
anzeigen, was durch die Anzeigeanschlagflansche bewirkt wird.
Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, einen
allgemein verbesserten Strömungsschalterüberwachungsaufbau der
beschriebenen Art zu schaffen, der überraschend kompakt und
massiv gebaut ist und leckfrei auch im Hinblick auf den
Strömungssensorkörper und das Schaltgehäuse ist und der so
ausgebildet ist, daß er an der Einbaustelle geeicht werden kann,
um bei ansteigenden oder abfallenden Strömungsraten (wie es vom
Benutzer gewünscht wird) zu triggern, der billig herzustellen
ist, der einfach geeicht und gewartet werden kann, der im
Hinblick auf einen langzeitigen störungsfreien Betrieb auch
unter kritischen Bedingungen ausgebildet ist und auf einfache
Weise zur Inspektion oder zum Zwecke der Auswechslung entfernt
werden kann, ohne die Rohrleitung abschalten zu müssen, in die
der Schalteraufbau eingebaut ist.
Weiter besteht gemäß der Erfindung ein wichtiges Ziel darin, ein
neuartiges und einfaches Verfahren zu schaffen, um eine
Einstellung auf den gewünschten Schaltpunkt des Schalteraufbaus
im Hinblick auf den Sensorkörper vornehmen zu können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Fluidströmungsschaltüberwachungseinrichtung vorgesehen, die für
Leitungen geschaffen ist, welche Flüssigkeiten oder Gase nach
einem dadurch betriebenen Gerät leiten, wobei diese Einrichtung
einen Sensorkörper aufweist, an dem einstellbar ein
Fluidströmungsschaltüberwachungsaufbau angebracht werden
kann, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Der
Sensorkörper der Überwachungseinrichtung besteht aus einem
nicht-magnetischen Material, beispielsweise aus Messing, und er
definiert eine Bohrung oder einen Hohlraum, der sich in
Längsrichtung erstreckt und an einem Ende offen und am anderen
Ende geschlossen ist, wobei der Sensorkörper der
Überwachungseinrichtung an seinem geschlossenen Ende einen
langgestreckten Aus/An-Schaltaufbau lagert, der seitlich des
Sensorkörpers der Einheit einstellbar beweglich ist, und wobei
der Sensorkörper in seiner Bohrung oder im Hohlraum schwenkbar
koplanar zur Richtung der Fluidströmung durch die Leitung eine
Schwinghebelsteuervorrichtung in Form einer Schaufelanordnung
lagert, die an einem Ende eine Schaufel oder Fahne aufweist, die
vom offenen Ende des Sensorkörpers vorsteht, wobei ein
Permanentmagnet benachbart zu jenem anderen Ende angeordnet ist,
das benachbart zum geschlossenen Ende des Sensorkörpers liegt,
um durch Magnetwirkung eine Aktivierung der Schaltvorrichtung zu
bewirken, und wobei die Grundeinheit Federn aufweist, die im
Sensorkörper gelagert sind, um elastisch dieser Schwenkwirkung
entgegenzuwirken, und wobei die Basiseinheit Mittel aufweist, um
die Schaltvorrichtung der Einheit in fester Beziehung gegenüber
dem Sensorkörper festzuklemmen; gemäß der vorliegenden Erfindung
weist die Schaltaufbaueinheit folgende Merkmale auf: ein
langgestrecktes Gehäuse, welches aus geeignetem nicht
magnetischem Plastikmaterial besteht und so gestaltet ist, daß
eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung zwischen den Enden des
Gehäuses definiert wird; ein kommerziell verfügbarer
Reedschalter ist in der Bohrung des Schaltgehäuseaufbaus
angeordnet und steht in elektrischer Kontaktverbindung mit
Zuführungsdrähten, die von einem Ende des Schaltgehäuses
vorstehen; der Reedschalter selbst ist auf der Seite des
Schaltergehäuses angeordnet, das eine Lage aufweist, die am
dichtesten am Bewegungspfad des Magneten der Basiseinheit
angeordnet ist, wenn sich der Schaufelaufbau verschwenkt,
wodurch die Hebelsteuervorrichtung gebildet wird (diese Seite
des Schalteraufbaugehäuses wird im folgenden als "Schalterseite"
bezeichnet); das Gehäuse des Schalteraufbaus definiert einen
ersten und einen zweiten Anschlag auf beiden Seiten des
Sensorkörpers der Basiseinheit, die mit dem Sensorkörper der
Basiseinheit in Berührung gelangen, wenn der Schalteraufbau der
Basiseinheit so positioniert wird, daß die Ruhekontaktfunktion
(NC) oder die Arbeitskontaktfunktion (NO) des Reedschalters
eingestellt wird (der innerhalb des Gehäuses des Schalteraufbaus
angeordnet ist); die Positionierung des erwähnten Reedschalters
innerhalb des Gehäuses des Schalteraufbaus ist derart, daß der
Reedschalter in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet ist, um
seine Ruhekontaktfunktion (NC) durchzuführen, wenn der
ersterwähnte Anschlag des Schaltergehäuses körperlich an dem
Sensorkörper der Einheit angreift; das Gehäuse des
Schalteraufbaus, welches jene Seite besitzt, die der
Schalterseite gegenüberliegt, trägt Indexmarkierungen, die die
Ruhekontaktfunktion (NC) und die Arbeitskontaktfunktion (NO)
anzeigen und die der Lage des ersten und des zweiten Anschlags
entsprechen. Diese Indexmarkierungen sind an einem
langgestreckten Etikett aufgebracht, das auf jener Seite des
Schaltergehäuseaufbaus liegt, die der "Schalterseite"
gegenüberliegt, um anzuzeigen, wenn der Schalteraufbau gegenüber
dem Sensorkörper der Einheit in einer der erwähnten
Schaltfunktionsstellungen befindlich ist; der Sensorkörper der
Einheit ist an seinem geschlossenen Ende quer darüber parallel
zur Richtung der Fluidströmung geschlitzt, die zu überwachen
ist, um gleitbar das Gehäuse des Schalteraufbaus aufzunehmen;
die "Schalterseite" des Schaltgehäuseaufbaus ist in dem
Schlitz in der kritischen Lage angeordnet. Die
Fluidströmungsschaltüberwachungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung weist außerdem eine Kappe und einen Satz
von Schraubelementen auf, um das Gehäuse des Schalteraufbaus an
jener Stelle relativ zum Sensorkörper der Einheit festzuklemmen,
wo die gewünschte Schaltfunktion erfolgt (und diese ist nach
Wunsch des Betreibers der betreffenden Einrichtung einstellbar).
Weitere Ziele, Benutzungsmöglichkeiten und Vorteile sind
naheliegend oder sie werden aus der folgenden detaillierten
Zeichnungsbeschreibung einleuchtend, wobei gleiche Bezugszeichen
in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile kennzeichnen.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in verkleinertem Maßstab, angebaut
an ein herkömmliches T-Verbindungsstück, welches zwei
Leitungslängen verbindet (die als solche nicht dargestellt
sind), die in Leitungssystemen der beschriebenen Art benutzt
werden, durch die eine Fluidströmung in Richtung der Pfeile
verläuft, die durch den Fluidströmungs-Überwachungsaufbau gemäß
Fig. 1 überwacht werden soll, wobei eine Steuerung unter
Benutzung des Schalteraufbaus erfolgt, der ein Bestandteil des
Überwachungsaufbaus gemäß Fig. 1 ist und für diese Anwendung
eingestellt wurde.
Fig. 2 eine Seitenansicht der Überwachungsvorrichtung
nach Fig. 1, welche im Schnitt und in dem gleichen verringerten
Maßstab den Sensorkörper einer solchen Vorrichtung erkennen läßt
und die darin gelagerten Komponenten sowie den Schalteraufbau
der Basiseinheit zeigt, die einstellbar am geschlossenen Ende
des Sensorkörpers der Basiseinheit montiert ist, wobei der
Schaufelaufbau des Sensorkörpers in vollen Linien für die
Stellung bei einem Null-Durchfluß angegeben ist, während die
strichpunktierte Stellung die Lage bei höchster
Strömungsgeschwindigkeit angibt, und wobei der Schalteraufbau
relativ zum Sensorkörper in der Relation gemäß Fig. 1
eingestellt ist.
Fig. 3 im Grundriß in größerem Maßstab die
Fluidströmungsschaltüberwachungsvorrichtung nach Fig. 1, wobei
die Kappe und die Befestigungsschrauben, die den Schaltaufbau
der Einheit bei der gewünschten Schalterfunktion festklemmen,
weggelassen sind, ebenso wie das herkömmliche T-Stück, welches
in Fig. 1 dargestellt ist, wobei das Etikett vorzugsweise auf
der Seite des Schalteraufbaus der Basiseinheit angeordnet ist,
die dem Beobachter zugewandt ist.
Fig. 4 eine Schnittansicht des Aufbaus gemäß Fig. 1 bis 3,
geschnitten längs der Linie 4-4 gemäß Fig. 3, wobei schematisch
die allgemeine Anordnung dargestellt ist und wodurch die Art und
Weise erkennbar wird, auf die der herkömmliche Reedschalter
gegenüber dem Schalteraufbaugehäuse gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet werden sollte.
Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, wobei die
Kappe des Sensorkörpers der Einheit und die
Befestigungsschraubanordnungen in einer solchen Lage dargestellt
sind, daß die Schaltaufbaueinheit am Sensorkörper der Einheit in
der aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Stellung festgeklemmt
ist.
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, geschnitten nach der
Linie 6-6 gemäß Fig. 2, betrachtet in Richtung der Pfeile
und in einem größeren Maßstab gezeichnet.
Es soll jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß die
Zeichnungsdarstellung, auf die in der Beschreibung hingewiesen
wird, nur der Veranschaulichung dient, damit die Erfordernisse
der Patentgesetze erfüllt werden, und daß die Erfindung
abgewandelt und weiter ausgebildet werden kann, wie dies für den
Fachmann klar ist und wie dies im Rahmen der beiliegenden
Ansprüche zu verstehen ist.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Hier kennzeichnet das
Bezugszeichen 10 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Schaltüberwachung einer Fluidströmung, und diese
Vorrichtung weist ein Hauptgehäuse 11 in Form eines hohlen
Sensorkörpers 14 auf, der im Schnitt in Fig. 2 dargestellt ist,
und außerdem ist ein Schalteraufbau 12 gleitbar an dem
Sensorkörper 14 quer zu diesem montiert, um in fester Beziehung
zu dem Sensorkörper 14 festgelegt zu werden und um die
Ruhekontaktschaltfunktion (NC) und die
Arbeitskontaktschaltfunktion (NO) auf Wunsch des Betreibers
einstellen zu können. Die spezifische Überwachungsvorrichtung 10
ist in den Fig. 1 und 2 in einer speziellen Anwendung
dargestellt, in der sie an einem herkömmlichen T-
Rohrverbindungsstück 13 montiert ist, welches von jener Bauart
ist, wie sie üblicherweise benutzt wird, um zwei benachbarte
Rohrlängen zu verbinden, welche Rohrlängen als überflüssig
weggelassen sind. Die Überwachungsvorrichtung hat in ihrem
grundsätzlichen Aufbau jedoch ein sehr weites Anwendungsgebiet
auch für andere Zwecke, wie weiter unten beschrieben wird.
Wie bereits oben erwähnt, werden Überwachungsvorrichtungen für
Fluidströmungen gewöhnlich benutzt, um in Rohrleitungen
eingebaut zu werden, die Flüssigkeiten oder Gase nach einer
hierdurch betriebenen Vorrichtung führen. Im Hinblick auf die
Fig. 1 und 2 kann angenommen werden, daß das herkömmliche T-
Stück 76, das den Verbinder 13 bildet, benutzt wird, um zwei
Längen solcher Rohrleitungen zu verbinden, und die Richtung der
Strömung des Fluidmediums durch diese Rohrleitung und durch das
T-Stück 76 erfolgt in Richtung des Pfeiles 15 gemäß Fig. 1.
Dem Fachmann ist klar, daß die Vorrichtung zur
Fluidströmungsüberwachung, auf die sich die Erfindung bezieht,
relativ zu der Leitung, die das Fluidströmungsmedium führt,
senkrecht hierzu angeordnet wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich.
Aus diesem Grunde ist der Sensorkörper 14 selbst grundsätzlich
einstückig aus nicht-magnetischem Material, beispielsweise aus
Messing, hergestellt, und er definiert einen langgestreckten
starren Körper 18, der mit einer in Längsrichtung verlaufenden
Bohrung 20 (vgl. Fig. 2) ausgestattet ist, die ein offenes Ende
22 und ein geschlossenes Ende 24 besitzt. Der Sensorkörper 14
weist auch einen Abschnitt 26 mit Außengewinde, einen Abschnitt
28 mit äußerem Sechskant und einen runden Abschnitt 30 auf, der
das geschlossene Ende 24 des Teils 18 umfaßt. In der Bohrung 20
ist ein herkömmlicher dreiseitiger Schwenkrahmen 32 oder
Ausleger (vgl. Fig. 6) eingesetzt, der gegenüberliegende Wände
34 aufweist, zwischen denen ein Schwenkstift 36 befestigt ist,
und eine Querwand 37 verbindet die gegenüberliegenden Wände 34
einstückig miteinander. Die Wände 34 des Rahmens 32 sind an
ihren inneren Enden 35 in herkömmlicher Weise so ausgebildet,
daß sie auf der konkaven geschlossenen Endfläche 42 des
Sensorkörpers 14 aufsitzen, wobei der Rahmen 32 innerhalb der
Bohrung 20 des Sensorkörpers dadurch gehalten wird, daß das
äußere Ende 39 der Wand 37 auf einem geeigneten Drahtclip 38
oder einem anderen Verriegelungsring sitzt, der elastisch in
eine Ringausnehmung 40 eingesetzt ist, die innerhalb der Bohrung
20 des Sensorkörpers gebildet ist. Der Clip 38 oder der
Verriegelungsring, der diesen ersetzt, können von herkömmlicher
Bauart sein, wie sie für diesen Zweck verfügbar sind, wobei der
Rahmen 32 in herkömmlicher Weise relativ zu dem Innendurchmesser
der Bohrung 20 so beschaffen ist, daß die Reibung zwischen dem
Rahmen 32 und dem Sensorkörper 14 eine Drehung des Rahmens 32
relativ zu dem Sensorkörper 14 aus der Betriebsstellung gemäß
Fig. 2 heraus verhindert. Zu diesem Zweck sind die Wände 34 und
37 einstückig aus einem geeigneten elastischen Metall
hergestellt, welches so dimensioniert ist, daß es notwendig ist,
den Rahmen 32 seitlich zum Sensorkörper 14 zusammenzudrücken,
wenn der Rahmen eingesetzt wird, was zur Folge hat, daß die
Ecken und Ränder des Schwenkrahmens 32 sich in die innere
Oberfläche 56 der Bohrung 20 einschneiden, wenn der Rahmen 32 in
die Bohrung 20 bis in jene Stellung eingedrückt wird, die in
Fig. 2 dargestellt ist, und in der der Clip 38 oder ein
äquivalentes Haltemittel eingesetzt werden kann.
Auf dem Stift 36 ist schwenkbar eine Schaufel 50 gelagert, die
im Querschnitt eine U-Form besitzt und einen unteren
Schaufelabschnitt 52 und einen oberen Abschnitt 53 aufweist, wo
am oberen Ende 55 ein Permanentmagnet 54 befestigt ist, und
dieser Magnet 54 ist zweckmäßigerweise ein Keramikmagnet, und er
ist an der Schaufel 50 so festgelegt, daß er mit dieser
verschwenkbar ist, wenn das Fluidströmungsmedium an dem
Schaufelabschnitt 52 der Schaufel 50 angreift. Fig. 2
veranschaulicht zwei Stellungen der Schaufel 50, aber die Teile
sind in herkömmlicher Weise so proportioniert, daß die Schaufel
50 sich im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn in einem
solchen Ausmaß bewegen kann, daß der Magnet 54 an
gegenüberliegenden Teilen der inneren Oberfläche 56 der Bohrung
20 anstößt. Die Schaufel 50 wird auf dem Schwenkstift 36
gelagert, bevor der Schwenkrahmen 32 in die aus Fig. 2
ersichtliche Stellung gebracht wird.
In üblicher Weise wirkt der Schwenkwirkung der Schaufel 50 eine
geeignete Schaufelfeder 58 entgegen, die gemäß dem dargestellten
Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 2) einen Arm 60 aufweist, der
gegen die Bohrungsoberfläche 56 des Körpers 14 stößt, und dieser
Arm 60 ist einstückig mit einem Arm 62 hergestellt, der gegen
die Basiswand 64 der Schaufel abgestützt ist, welche die
Seitenwände 66 und 68 der Schaufel 50 verbindet. Die Feder 58
befindet sich auch bereits an Ort und Stelle, wenn der
Schwenkrahmen 32 wie aus Fig. 2 ersichtlich eingesetzt wird.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die Stirnwand 24
des Körpers 14 eine konkave Oberfläche 42 definiert, die wie bei
70 angedeutet geformt sein kann, damit sie der Bewegung des
Magneten 54 angepaßt sein kann, die dieser unter der Wirkung des
Strömungsmittels durchführt, das durch die Vorrichtung 10 zu
überwachen ist, wobei die Feder 58 dieser Bewegung
entgegenwirkt. In den Endlagen des Schaufelaufbaus 50 in jeder
Richtung stoßen die gegenüberliegenden Enden des Magneten 54 an
der Bohrungsoberfläche 56 des Körpers 14 an, so daß die
Bohrungsoberfläche einen Bewegungsanschlag für den
Schaufelaufbau 50 bildet. Die Oberfläche 42 kann ebenfalls
konkav und konisch um die Längsachse des Körpers 14 herum
ausgebildet sein, damit diese so proportioniert wird, daß eine
Störung mit dem Bewegungspfad des Magneten 54 vermieden wird.
Es ist ebenfalls üblich, den Sensorkörper 14 und den neuen
Schalteraufbau 12 so auszustatten, daß der Monitor 10 in die
Rohrleitung, durch die das zu messende Fluidmedium strömt, so
eingebaut werden kann, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist,
wobei der mit einem Außengewinde 26 versehene Körper 14 in das
Innengewinde 70 des T-Stücks 76 eingeschraubt wird, bis die
Vorrichtung 10 dicht in dem T-Stück 76 festgelegt ist; zu diesem
Zweck weist das dargestellte Ausführungsbeispiel des Körpers 14
eine Schlüsselfläche 72 in dem Abschnitt 28 auf, die einen
Strömungspfeil 74 trägt, so daß dann, wenn der Körper 14 dicht
im T-Stück 76 eingeschraubt ist, der Strömungspfeil 74 in
Richtung der Strömung innerhalb der Rohrleitung weist, und wenn
die Pfeilrichtung mit der Strömungsrichtung übereinstimmt, muß
das Einschrauben des Körpers 14 in das T-Stück 76 beendet
werden. Der Pfeil 74 ist auf der Sechskantfläche 74 eingegossen
oder auf einem geeigneten Etikett aufgebracht, oder in anderer
herkömmlicher Weise dort befestigt.
Die Schaufel 52 des Schaufelaufbaus 50 ist in Fig. 1 strichliert
dargestellt, und es ist wichtig, daß der Schaufelaufbau 50 sich
im wesentlichen über die Bohrung 77 erstreckt, die durch das
benutzte T-Stück 76 definiert wird, und die Schaufel 52 kann zu
diesem Zweck beschnitten oder verlängert werden.
Dadurch, daß die Überwachungsvorrichtung 10 in das T-Stück 76
wie aus Fig. 1 ersichtlich eingesetzt wird, wird der
Schaufelaufbau 50 dem Strömungsmedium innerhalb der Rohrleitung
und demgemäß innerhalb des T-Stückes 76 ausgesetzt, während die
Schalteranordnung 12 der Überwachungseinheit 10 außerhalb der
Rohrleitung und außerhalb des T-Stücks 76 befindlich ist.
Fig. 1 veranschaulicht den Schaufelaufbau 50 außerdem im
Ruhezustand, wenn keine Strömung vorhanden ist. Wenn sich eine
Strömung in Richtung der Pfeile 15 und 74 gemäß Fig. 1 aufbaut,
dann verschwenkt sich der Schaufelaufbau 50 im
Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der Feder 58, um den Magneten
54 so weit zu bewegen, bis er in Berührung mit dem
gegenüberliegenden Abschnitt der Bohrungsoberfläche 56 des
Körpers 14 gelangt. Wenn der Magnet 54 im Gegenuhrzeigersinn
gemäß Fig. 2 verschwenkt wird, dann verschiebt sich das
Magnetfeld, das ihn begleitet, entsprechend gegenüber dem
Schalteraufbau 12.
Der Schaufelschwenkrahmen 32 ist wie erwähnt relativ zum
Innendurchmesser der Bohrung 20 so dimensioniert, daß eine
genügende Reibung zwischen den beiden Teilen besteht, um zu
verhindern, daß der Schaufelaufbau 50 sich nach der einen oder
der anderen Seite aus seiner Drehachse gegenüber dem
Schwenkstift 36 verdreht, wobei diese Schwenkebene vorzugsweise
im wesentlichen koplanar ist zur Bewegungsrichtung des
Fluidmediums durch die Rohrleitung und das T-Stück 76. Demgemäß
wird durch die angegebene Einstellung des Pfeiles 74 gemäß Fig.
1 auch die Bewegungsebene des Schaufelaufbaus 50 in der
richtigen Lage eingestellt.
Der Schalteraufbau 12, der in den Fig. 1 und 2 zur Benutzung in
Verbindung mit dem Sensorkörper 14 dargestellt ist, umfaßt ein
Gehäuse 80 (Fig. 3 bis 5), welches aus einem geeigneten nicht-
metallischen, nicht-magnetischen Material, beispielsweise aus
Polypropylen oder anderen Plastikmaterialverbindungen,
hergestellt ist.
Das Gehäuse 80 ist langgestreckt und definiert eine Innenbohrung
82 (Fig. 4), die sich zwischen dem geschlossenen Ende 84 und
einem offenen Ende 86 des Gehäuses 80 erstreckt. Wie in Fig. 4
dargestellt, sind Zuführungsdrähte 88 und 90 in geeigneter Weise
angeordnet und an Ort und Stelle mit den Zuführungsenden 91 und 93
eines herkömmlichen Reedschalters 92 verlötet, der außerdem
mit zwei schematisch dargestellten inneren Schaltarmen 94 und 96
versehen ist, die durch das Magnetfeld des Magneten 54 mit ihre
Kontakten 98 und 100 zusammengebracht werden, um einen
elektrischen Schaltkreis in der Ruhekontaktstellung des Aufbaus
12 zu verbinden; wenn ein solches Magnetfeld nicht vorhanden
ist, um die Schaltkontakte 94 und 96 zu schließen, sind die
Kontaktarme in herkömmlicher Weise so vorgespannt, daß die
Kontakte 98 und 100 gespreizt werden, und dies ist die
elektrische Offen-Stellung (Arbeitskontaktstellung) des Aufbaus
12. Die Zuführungen 88 und 90 definieren die üblichen
Endabschnitte 101 und 103, die sich vom Gehäuse 80 nach außen
erstrecken, wobei die Zuführungsdrähte 88 und 90 und der
Reedschalter 92, nachdem ihre elektrischen Verbindungen im Laufe
der Herstellung des Aufbaus 12 hergestellt sind, in die Bohrung
82 des Schaltergehäuses 80 eingeschoben und dann an Ort und
Stelle durch ein geeignetes Epoxydharzprodukt 102 festgelegt
werden, welches in geeigneter Weise in die Gehäusebohrung 82
eingespritzt wird.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die
Lageanordnung des Reedschalters 92 innerhalb der Bohrung 82
des Schaltergehäuses 80. Dies wird im einzelnen weiter unten
beschrieben.
Das Gehäuse 80 des Schalteraufbaus 12 weist gegenüberliegende
gekrümmte Oberflächen 107 und 109 auf (Fig. 1 und 4) und
außerdem ebene, im wesentlichen parallele gegenüberliegende
Seitenoberflächen 111 und 113 (vgl. Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 5).
Das Gehäuse 80 ist verschiebbar in einem Schlitz 110 im Paßsitz
gelagert, und dieser Schlitz ist in dem geschlossenen Ende 24
des Sensorkörpers 18 ausgebildet, wobei die Seitenabschnitte 111
und 113 des Gehäuses 80 im wesentlichen parallel zu der Ebene
123 des Schlitzes 110 verlaufen. Weiter wird gemäß der Erfindung
der Schalteraufbau 12 gegenüber dem Sensorkörper 14 an Ort und
Stelle fixiert, wenn das Schaltergehäuse 80 innerhalb der
angegebenen Nut 110 liegt, wobei die Festlegung in Längsrichtung
des Gehäuses stattfindet und durch Anbringen einer Kappe 112 und
Lagerschrauben 114 und 116 bewirkt wird (vgl. Fig. 1, 2 und 5).
Die Festlegung erfolgt auf dem Sensorkörper 14, um das
Schaltergehäuse 80 fest im Sensorkörper 14 anzuordnen. Zu diesem
Zweck teilt der Schlitz 110 das Ende 24 des Sensorkörpers 14 in
zwei im Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge 118 und 120,
die in den jeweiligen ebenen Oberflächen 122 und 124 enden, die
koplanar quer zu der Ebene 123 liegen, wobei die äußeren
Seitenoberflächen 111 und 113 des Gehäuses 80 den jeweiligen
Schlitzoberflächen 125 und 127 gegenüberliegen, die durch die
jeweiligen Vorsprünge 118 und 120 des Sensorkörpers definiert
sind, und das Gehäuse 80 ist in den Schlitz 110 so eingesetzt,
daß wenigstens ein Teil seiner gekrümmten Oberfläche 109 etwas
hinter der Ebene 131 (Fig. 1) der Oberflächen 122 und 124 liegt.
So ist das Gehäuse 80 gegenüber der Tiefe des Schlitzes 110 so
angeordnet, daß die Kappe 112 das Gehäuse 80 gegenüber dem
Sensorkörper 14 fixiert, wenn beide Spannschrauben 114 und 116
dicht angezogen sind, weil ein geringer Abstand des Gehäuses 80
über der Ebene 131 vorhanden ist (welcher Abstand zu unbedeutend
ist, als daß er in der Zeichnung erkennbar wäre), und zwar
infolge des Vorhandenseins der gekrümmten Seitenoberflächen 107
und 109 des Gehäuses 80. Außerdem ist das Gehäuse 80 relativ zum
Sensorkörper 14 so orientiert, daß die Seitenflächen 111 und 113
im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung durch die Leitung
verlaufen, wie beispielsweise durch den Pfeil 74 angedeutet, und
wie es auch durch die gegenüberliegend angeordneten, aber
identischen Marken 133 und 135 (Fig. 3 und 5) des Gehäuses
gekennzeichnet ist. Demgemäß wird durch Eindrehen der jeweiligen
Spannschrauben 114 und 116 in die jeweiligen Innengewindelöcher
126 und 128 des Körpers 14 durch die Kappenöffnungen hindurch,
die die Schrauben 114 und 116 aufnehmen, die Kappe 112 gegen das
Gehäuse 80 verklemmt, wodurch das Schaltergehäuse 80 fest im
Sensorkörper 14 eingestellt wird. In diesem Zusammenhang muß
nochmals erwähnt werden, daß die Nut 110 parallel zur
Strömungsrichtung verläuft, und dies ist parallel zur
Strömungsrichtung, die durch den Pfeil 74 und die Markierungen
133 und 135 angegeben ist. Es ist außerdem darauf hinzuweisen,
daß der Außendurchmesser der Kappe 112 gleich ist dem
Außendurchmesser des runden Abschnitts 30 des Sensorkörpers.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Schaltergehäuse 80 an
seinem Ende 86 mit einem Außengewinde 130 versehen, und es weist
einen Sechskantflansch 132 auf, um ein Einschrauben in ein
Gehäuse oder dergleichen zu ermöglichen, das die elektrischen
Schaltungselemente aufweist, an die die Zuführungsdrähte 88 und
90 angeschlossen werden sollen, während das Ende 84 des Gehäuses
80 so gestaltet ist, daß eine Ringnut 134 gebildet wird, um das
Erfassen des Gehäuses 80 durch die Finger zu verbessern und um
das Gehäuse 80 zum Zwecke der Einstellung des Schalteraufbaus 12
relativ zum Körper 14 einzudrücken oder herauszuziehen, um den
gewünschten Schaltpunkt einzustellen.
Wie oben erwähnt, ist die Lageanordnung des Reedschalters 92
innerhalb des Gehäuses 80 ein wichtiges Merkmal gemäß
vorliegender Erfindung. Die grundsätzliche Idee ist hierbei
natürlich die, daß der Reedschalter 92 innerhalb des Gehäuses 80
in Längsrichtung desselben so angeordnet werden muß, daß der
Schaufelaufbau 50 relativ zu dem Schalter 92 so liegt, daß
dieser geschlossen wird, wenn die Teile des Aufbaus 10 in der
Ruhekontaktstellung der Vorrichtung 10 liegen, während, solange
der Schaufelaufbau 50 relativ zum Schalter 92 so liegt, daß der
Schalter offen sein kann, die Komponenten des Aufbaus 10 die
Arbeitskontaktschaltfunktion der Vorrichtung 10 einnehmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die einander
entgegengesetzten Seiten 111 und 113 des Gehäuses 80 mit
jeweiligen koplanaren Anschlagflanschen 144 und 146
ausgestattet, die relativ zum Gehäuse 80 so angeordnet sind, daß
sie an der äußeren Oberfläche 147 des runden Teils 50 des
Sensorkörpers 14 in jener Stellung des Schalters 92 relativ zum
Sensorkörper 14 angreifen, wenn diese Teile wie aus Fig. 1, 2, 3
und 5 ersichtlich angeordnet sind. Die gleichen
gegenüberliegenden Seiten 111 und 113 des Gehäuses 80 sind mit
koplanaren Anschlagflanschen 150 und 152 ausgestattet, die von
den jeweiligen Flanschen 144 und 146 im Abstand liegen, um die
Schließstellung des Schalters 92 relativ zum Sensorkörper 14 zu
definieren, wenn die Anschlagflansche 150 und 152 an dem
gegenüberliegenden Teil der Oberfläche 147 des Körpers 18 unter
den gleichen Umständen angreifen.
Weiter sieht die Erfindung vor, daß ein Etikett 156 (welches in
den Fig. 1 und 2 mit ihrem kleinen Maßstab nicht erkennbar ist,
aber aus Fig. 3 bis 5 hervorgeht) auf der gekrümmten Seite 109
des Gehäuses 80 festgelegt ist, und dieses Etikett trägt die aus
Fig. 3 ersichtlichen Kennzeichen. So definiert das Etikett 156
(welches quer zur Gehäuseseite 109 zentriert ist) einen
Anzeigeblock 158 (beispielsweise in Gestalt schwarzer Tusche),
der parallel zu den jeweiligen Anschlagsflanschen 144 und 146
liegt, und ein gleicher Anzeigeblock 160 verläuft parallel zu
den jeweiligen Flanschen 150 und 152; außerdem zeigt das Etikett
156 die Strömungsrichtung durch die Vorrichtung 10 an, und es
trägt weiter die Kennzeichnungen NC und NO, die jeweils
benachbart zu, aber zwischen den jeweiligen Anzeigeblöcken 158
und 160 liegen. Das Etikett ist auf dem Gehäuse 80 so
angebracht, daß die jeweiligen Anzeigeblöcke 158 und 160 jeweils
parallel zu den Flanschen 144, 146 und 150 und 152 liegen, wie
dies dargestellt ist, so daß dann, wenn die Flansche 144 und 146
in körperlicher Berührung mit der Oberfläche 147 des Körpers 14
stehen, die Kappe 112 über dem Block 158 liegt, und wenn die
Flansche 150 und 152 in körperlicher Berührung mit der
Oberfläche 147 des Körpers 14 stehen, die Kappe 112 über dem
Block 160 liegt. Der Rand der Kappe 112 hat den gleichen
Außendurchmesser wie der runde Abschnitt 30 (des Körpers 14), so
daß sein Umfangsrand mit der Oberfläche 147 des Körpers 14
zusammenfällt, was zur Folge hat, daß die Kappe 112 die gleiche
Stellung relativ zu den jeweiligen Blöcken 158 bzw. 160
einnimmt, wenn die betreffende Gruppe von Anschlagflanschen
relativ zur Oberfläche 147 in der erwähnten Weise angeordnet
ist.
Wenn das Gehäuse 80, wie aus Fig. 2 ersichtlich, relativ zum
Sensorkörper 14 so angeordnet ist, daß seine koplanaren
Anschlagflansche 144 und 146 an der äußeren Oberfläche 147 des
runden Teils 30 des Körpers 14 angreifen, und der Schaufelaufbau
50 in der Stellung "keine Strömung" befindlich ist, wie dies
voll ausgezogen in Fig. 2 dargestellt ist, dann befindet sich
die Vorrichtung in einer Einstellung, die als
Arbeitskontakteinstellung (NO) bezeichnet werden kann, wobei die
Kontakte 96 und 98 des Reedschalters 92 durch das Magnetfeld des
Schaufelmagneten 54 nicht in Kontaktberührung gezogen sind. In
einer solchen normalerweise offenen Arbeitskontakteinstellung
wird der Schaufelaufbau 50 veranlaßt, sich unter der Wirkung des
durchströmenden Mittels in die Stellung zu bewegen, die in Fig.
2 strichliert dargestellt ist, wobei die Schaltkontakte 96 und
98 durch die Änderung der Lage des Magnetfeldes geschlossen
werden, wobei die Lage des Magnetfeldes durch die Bewegung des
Schaufelmagneten 54 veranlaßt wird, und danach ist der Schalter
92 geschlossen.
Die gegenüberliegende Einstellung der Vorrichtung 10 kann als
Ruhekontakteinstellung (NC) bezeichnet werden, wobei die
Flansche 150 und 152 und die Oberfläche 147 in Berührung stehen.
Beide Einstellungen können gemäß der Erfindung dadurch bewirkt
werden, daß das Gehäuse 80 relativ zum Sensorkörper 14
festgelegt wird, wobei die Kappe 112 und die Schrauben 114 und
116 zum Verspannen benutzt werden.
Wie erwähnt, kann die Vorrichtung 10 in der Ruhekontaktstellung
(NC) relativ zum Körper 14 eingestellt werden, in der Annahme,
die Vorrichtung 10 wäre auf die Arbeitskontaktstellung (NO)
eingestellt, indem zunächst die Schrauben 114 und 116 gelöst
werden. Nachdem die Kappe 112 frei von ihren Spannschrauben 114
und 116 ist, kann der Schalteraufbau 12 manuell in Längsrichtung
innerhalb der Begrenzungen der gegenüberliegenden Seiten 125 und
127 (Fig. 3) des Körpers 14 und der Kappe 112 verstellt werden,
bis die koplanaren Anschlagflansche 150 und 152 an dem
gegenüberliegenden Teil der äußeren Oberfläche 147 des runden
Abschnitts 30 des Körpers 14 angreifen, wonach die Kappe 112
wieder unter Verwendung der Schrauben 114 und 116 angespannt
wird. Diese neue Einstellung wird als Ruhekontaktstellung (NC)
(normalerweise geschlossen) bezeichnet, weil der Schalteraufbau
12 in dem Körper 14 nunmehr so angeordnet ist, daß dann, wenn
der Schaufelaufbau 50 ruht und keine Strömung vorhanden ist, die
Kontakte 96 und 98 des Reedschalters 92 durch das Magnetfeld des
Schaufelmagneten 54 zusammengezogen werden, wodurch der Schalter
geschlossen wird. Wenn in dieser Einstellung gemäß Fig. 1 und 2
der Schaufelaufbau 50 einer Strömung ausgesetzt wird, wodurch
die Schaufel 50 sich in die strichpunktierte Stellung gemäß Fig.
2 bewegt, dann bewegt sich das Magnetfeld mit dem
Schaufelmagneten 54 und die Kontakte 96 und 98 heben voneinander
ab, so daß der Schalter 92 nunmehr offen ist.
Nunmehr wird wiederum auf das Etikett 156 Bezug genommen. Wenn
die Kappe 112 und die Befestigungsschrauben 114 und 116
festgezogen sind und das Schaltergehäuse 80 sich in einer der
angegebenen Schaltstellungen befindet, dann sind die jeweiligen
Endabschnitte und Anzeigeblocks 158 bzw. 160 sichtbar, wenn die
Vorrichtung 10 vom Ende 24 her betrachtet wird, und dies liefert
eine klare Anzeige, daß die Oberfläche 147 des Körpers 14
körperlich entweder durch die Flansche 144 und 146 oder die
Flansche 150 und 152 berührt wird, je nachdem, welche
Schaltfunktion für eine spezielle Anwendung der Vorrichtung
gefordert wird.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Etikett 156 so
orientiert, daß dann, wenn die Flansche 144 und 146 an der
Oberfläche 147 angreifen, der NO-Blockanzeiger 160 vollständig
zur Ablesung freiliegt, während dann, wenn die Flansche 150 und
152 an der Oberfläche 147 angreifen, der NC-Blockanzeiger 158
voll freigelegt ist, um abgelesen zu werden. Die NO-Anzeige des
Etiketts 156 benachbart zum Block 160 bedeutet, daß der
Schalteraufbau 12 in seiner normalen Offenstellung
(Arbeitskontaktstellung) befindlich ist, während die NC-Anzeige
des Etiketts 156 benachbart zum Block 158 bedeutet, daß der
Schalteraufbau 12 sich in seiner normalerweise geschlossenen
Stellung (Ruhekontaktstellung) befindet.
Der Schalteraufbau 12 ist so angeordnet, daß vom Ende 24 des
Sensorkörpers 14 her betrachtet jeweils nur eine der NO- oder
NC-Markierungen voll sichtbar ist und anzeigt, ob sich der
Schalteraufbau in der Arbeitskontaktstellung oder in der
Ruhekontaktstellung befindet, je nachdem, wie der Schalter
eingestellt ist und welche Flansche 144, 146 oder 150, 152 in
körperlicher Berührung mit der Oberfläche 147 stehen. Außerdem
sitzt der Rand der Kappe 112 über dem Anzeigeblock 158 oder 160.
Gemäß Fig. 5 ist es beispielsweise klar, daß der Schalteraufbau
12 sich in seiner Arbeitskontaktstellung relativ zum
Sensorkörper 14 befindet (in der Ruhekontaktstellung würde die
Kappe 112 die NC-Anzeige frei legen und die NO-Anzeige des
Etiketts 156 abdecken).
Die Arbeitsweise der Überwachungsvorrichtung 10 ist einfach und
betriebssicher. In den meisten Fällen wird der Schalteraufbau 12
in die Arbeitskontaktstellung gemäß Fig. 5 eingestellt, so daß
dann, wenn eine Flüssigkeitsströmung oder eine Gasströmung oder
eine Luftströmung vorhanden ist, die eine vorbestimmte Rate
überschreitet, die Kontakte geschlossen werden und der
Stromkreis geschlossen wird. Wenn die Strömung aufhört, dann
bewegt die Schaufelfeder 58 den Schaufelaufbau 50 zurück in die
Ruhestellung, und die Kontakte des Reedschalters 92 werden in
die ursprüngliche Offenstellung zurückgeführt. Durch eine
einfache Verdrahtung kann die Überwachungsvorrichtung benutzt
werden, um einen Alarm oder ein Signal zu aktivieren, oder um
eine Dämpfungsvorrichtung oder ein Ventil zu betätigen. Wenn die
Vorrichtung 10 mit einem Absperr-Relais gekoppelt ist, kann sie
benutzt werden, um Motoren, Pumpen oder Maschinen anzulassen
oder anzuhalten. Die Vorrichtung kann benutzt werden, um eine
unbemannte Anlage zu überwachen und gegenüber Beschädigungen zu
schützen. Durch Änderung der Lage des Schalteraufbaus 12 und
Einstellung in die Ruhekontaktstellung läßt sich eine weitere
Zahl möglicher Steuerungen erreichen.
Wenn die Einheit 10 in kleinere Rohrleitungen eingesetzt wird,
ist es wahrscheinlich, daß der Schaufelabschnitt 52 an Ort und
Stelle abgeschnitten wird, um zu verhindern, daß der
Schaufelaufbau 50 an den Wänden des Rohrleitungsaufbaus anstößt.
Es kann eine Schablone vorgesehen werden, um die jeweiligen
Punkte anzuzeigen, an denen der Schaufelteil 52 geschnitten
werden muß, je nach der Größe des Rohres, an dem die Vorrichtung
10 eingebaut werden soll.
Es ist zweckmäßig, daß die Vorrichtung 10 auf Rohrleitungen
abgestimmt ist, deren Innendurchmesser etwa ½ Zoll bis etwa
2 Zoll beträgt.
Die Überwachungsvorrichtung 10 ist überraschend kompakt, massiv
ausgebildet und kann jahrelang auch in kritischen Anwendungen
betriebssicher arbeiten. Der Sensorkörper 14 ist massiv
hergestellt und von einem Ende nach dem anderen nicht porös und
demgemäß leckstromfrei, und es wird verhindert, daß das
Strömungsmedium der Rohrleitung den Schalteraufbau 12 berührt.
Der Monitor 10 ist frei von mechanischem Leckstrom, wobei der
einzige sich bewegende Teil die Schaufelanordnung 50 ist und die
von ihr getragenen Komponenten einschließlich Schaufel 52 und
Magnet 54. Je nach der Art und Weise der Benutzung, die dem
Anwender freisteht, wird ein Schließen oder Öffnen des
hermetisch abgedichteten Reedschalters 92 des Schalteraufbaus 12
bewirkt, wenn die Strömung ansteigt oder abfällt und der Magnet
54 sich von dem Ende 24 des Sensorkörpers 14 bewegt und der
Schalteraufbau 12 für das Magnetfeld des Magneten genügend
durchlässig ist, wobei der Schalteraufbau 12 außerhalb des
Sensorkörpers 14 angeordnet ist. Die Aktivierung des
Schalteraufbaus 12 ist einstellbar, da der Schalteraufbau 12
bewegt werden kann, um den Reedschalter 92 in die gewünschte
Ruhestromstellung oder Arbeitsstromstellung zu überführen, und
der Benutzer kann die Stellung bestimmen, die er für den
jeweiligen Betrieb benötigt, für den die Vorrichtung 10
vorgesehen wird. Dies schafft die Möglichkeit, die
Überwachungseinrichtung 10 so zu eichen, daß eine Triggerung
entweder beim Ansteigen oder Abfallen der Strömungsmittelrate
erfolgt, je nach den speziellen Erfordernissen, und der
Schalteraufbau 12 ist so angeordnet, daß eine deutliche Anzeige
geliefert wird, in welcher Stellung sich der Schalteraufbau 12
befindet, nämlich in der Ruhestromstellung oder in der
Arbeitskontaktstellung des Sensors, so daß eine sichere
Arbeitsweise in der gewünschten Stellung gewährleistet wird.
Außerdem ist eine Wartung und Eichung der
Überwachungseinrichtung 10 leicht durchführbar.
Auch der Schalteraufbau 12 kann leicht geeicht oder insgesamt
vom Sensorkörper 14 entnommen werden, um inspiziert oder
ausgewechselt zu werden, ohne daß es erforderlich wäre, die
Rohrleitung abzuschalten, in die die Vorrichtung 10 eingebaut
ist.
Es ist zweckmäßig, daß eine in voller Größe angeordnete
schneidbare Schaufel oder Fahne aus rostfreiem Stahl zusammen
mit einer entnehmbaren Schablone zusammen mit den übrigen Teilen
der Überwachungseinrichtung 10 geliefert wird, wenn eine
Installation an der Baustelle beabsichtigt ist. Die
Überwachungsvorrichtung 10 ist auch in idealer Weise geeignet
für OEM-Anwendungen, da die Vorrichtung 10 für zahlreiche
Anwendungen eingestellt und benutzt werden kann.
Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen stellen nur ein
Ausführungsbeispiel dar, und die Erfindung ist nicht hierauf
beschränkt, außer wenn die Ansprüche in der Weise beschränkt
sind, und dem Fachmann ist es klar, daß Abwandlungen und
Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
Claims (7)
1. Strömungsüberwachungsvorrichtung mit einem langgestreckten
Sensorkörper (14), der quer zu einer Leitung angeordnet werden
kann, durch die das zu überwachende Strömungsmittel strömt,
wobei der Sensorkörper aus nicht-magnetischem Material besteht
und eine Bohrung definiert, die sich in Längsrichtung erstreckt
und an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen ist, und
wobei der Sensorkörper an seinem geschlossenen Ende eine mit
einem Reedschalter ausgestattete Schaltvorrichtung aufweist, die
seitlich zum Sensorkörper zwischen einer Arbeitskontaktstellung
(NC) und einer Ruhekontaktstellung (NO) einstellbar ist, und
wobei der Sensorkörper schwenkbar innerhalb seiner Bohrung einen
Schaufelaufbau schwenkbar in einer Ebene lagert, die im
wesentlichen koplanar zur Strömungsrichtung durch die Leitung
ist, und wobei der Schaufelaufbau an einem Ende eine Schaufel
besitzt, die aus dem offenen Ende vorsteht, während ein
Permanentmagnet benachbart zum anderen Ende der Schaufel
benachbart zum geschlossenen Ende des Sensorkörpers angeordnet
ist, um die magnetische Aktivierung der Schaltvorrichtung in der
gewünschten Schaltfunktion durchzuführen, wobei die
Schaufelanordnung unter der Wirkung einer Vorspannfeder steht,
die der Wirkung der Strömung entgegenwirkt, und mit Mitteln zum
Festklemmen der Schaltvorrichtung am Sensorkörper,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Schaltvorrichtung aus einem langgestreckten Gehäuse besteht, das eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung zwischen den Enden definiert, wobei ein Reedschalter in der Gehäusebohrung angeordnet ist, der mit nach außen führenden Zuführungsleitungen versehen ist, die aus einem Ende des Gehäuses vorstehen, und wobei der Reedschalter auf der Seite des Gehäuses so angeordnet ist, daß er eine Stellung aufweist, die dem Bewegungspfad des Magneten bei der Schwenkbewegung der Schaufel am nächsten liegt, wobei diese Seite des Gehäuses die Schaltseite des Gehäuses ist,
- - das Gehäuse einen ersten (150, 152) und zweiten (144, 146) Anschlag definiert, die auf beiden Seiten des Sensorkörpers befindlich sind, um körperlich mit dem Sensorkörper in Berührung gebracht zu werden, wenn die Schaltvorrichtung auf Ruhekontaktbetrieb bzw. Arbeitskontaktbetrieb des Reedschalters eingestellt ist,
- - der Reedschalter in Längsrichtung des Gehäuses so angeordnet ist, daß seine Ruhekontaktfunktion erhalten wird, wenn die ersten Gehäuseanschläge (150, 152) am Sensorkörper (14) angreifen,
- - und das Gehäuse gegenüber der Schaltseite Kennzeichnungsmarken aufweist, die der Lage von erstem und zweitem Anschlag entsprechen.
2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anschläge
jeweils gegenüberliegende Flansche aufweisen, die von den
Gehäuseseiten vorstehen, die zwischen der Schaltseite und der
gegenüberliegenden Seite des Gehäuses liegen.
3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnungsmarken auf einem
Etikett angebracht sind und die Einstellung des Reedschalters in
beiden Schaltstellungen kennzeichnen, wenn die Schaltvorrichtung
in Längsrichtung bewegt wird, um einzeln die jeweiligen ersten
und zweiten Anschläge in körperliche Berührung mit dem
Sensorkörper zu bringen.
4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper außen
Kennzeichnungsmarken aufweist, um die relative Einbaulage zur
Strömung anzugeben, die angezeigt werden soll.
5. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die
Schaltvorrichtung gegenüber dem Sensorkörper festzuklemmen, und
diese Klemmittel folgende Teile umfassen:
- - der Sensorkörper ist an seinem geschlossenen Ende mit einem Querschlitz ausgestattet, in dem gleitbar die Schaltvorrichtung aufgenommen wird, wobei die Schaltseite des Gehäuses auf dem Grund des Schlitzes gleitet,
- - der Schlitz verläuft parallel zur Schwenkebene des Schaufelaufbaus und
- - des ist eine Kappe mit Klemmschrauben vorgesehen, um die Schaltvorrichtung fest am Sensorkörper festzuklemmen.
6. Strömungsüberwachungsvorrichtung, die einen
langgestreckten Sensorkörper aufweist, der quer mit einem Ende
an einer Leitung festlegbar ist, durch die das zu überwachende
Strömungsmittel fließt, wobei der Sensorkörper aus nicht-
magnetischem Material besteht und eine Bohrung definiert, die
sich in Längsrichtung erstreckt und an einem Ende offen und am
anderen Ende geschlossen ist, und wobei der Sensorkörper an
seinem geschlossenen Ende einen Schaltaufbau mit Reedkontakt in
einem langgestreckten Gehäuse aufweist, das in Längsrichtung
quer zum Sensorkörper zwischen einer Ruhekontaktstellung (NC)
und einer Arbeitskontaktstellung (NO) verstellbar ist, wobei der
Sensorkörper in seiner Bohrung schwenkbar in der Ebene der
Strömung durch die Leitung einen Schaufelaufbau lagert, von dem
eine Schaufel aus dem offenen Ende vorsteht, während ein
Permanentmagnet benachbart zum anderen Ende des Schaufelaufbaus
benachbart zum geschlossenen Ende des Sensorkörpers angeordnet
ist, um durch Magnetwirkung den Schaltaufbau in die gewünschte
Schaltfunktionsstellung zu überführen, und wobei eine Feder im
Sensorkörper gelagert ist, um der Schwenkbewegung des
Schaufelaufbaus durch die Strömung entgegenzuwirken, und wobei
Mittel vorgesehen sind, um den Schalteraufbau fest auf dem
Sensorkörper zu verklemmen,
wobei ein Verfahren vorgesehen ist, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß
- - der Schalteraufbau so gestaltet wird, daß seine Einstellbewegung begrenzt ist, um eine Positionsanzeige zu liefern, wenn die Schaltvorrichtung relativ zum Sensorkörper so angeordnet wird, daß abwechselnd eine Ruhekontaktstellung und eine Arbeitskontaktstellung hergestellt wird,
- - am Äußeren des Schalteraufbaus Kennmarken angeordnet werden, die diese Stellungen anzeigen und
- - der Schalteraufbau in einer der Stellungen angeordnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schalteraufbau abwechselnd
in die eine oder die andere Stellung überführt wird.
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