JP3712738B2 - 流量計 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の一般的な部分による流量計に関する。
一般的な流量計はEP 05 72 621号出願によって知られている。該出願に開示された流量計はガソリンや、軽油や、他の類似の液体燃料の給油ポンプに使用されている。そのような計量装置では高いレベルの精度が要求され、装置は校正することができなければならず、加えて、このタイプの装置は比較的低コストで製造できて長寿命でなければならない。開示された計量装置は、互いに噛合う２本のスクリュースピンドルが内部に配置されたケースを含んでいる。スクリュースピンドルはその各端部において取付けられていて、容易に回転できるようになっている。スクリュースピンドルの外側面は対応するボア内でケース内壁と極めて近接して回転する。計量すべき液体は軸方向の一方からスピンドルの装置に流入し、ここでその流速がスピンドルを回転させる。液体はスピンドル装置の反対軸方向で出て、計量チャンバを通過する。計量チャンバ内には、スピンドルの一方に固着された励磁ディスクが回転自在に設けられている。流体の流れの中で回転する励磁ディスクは、ハウジングの端部に設けられた検知器と協働して、検知器は、励磁ディスクから伝えられた回転速度の情報を受取って、これを電子評価回路に供給して、計測されたパルスを体積の値に変換する。DE 42 08 869号出願からも、燃料ラインを流れる体積流量を決定することが知られている。この出願では、スピンドルの端部に固定された鋼製の極ホイールが誘導式の近接スイッチと協働する。スピンドルの回転方向を確認できるようにするために、２つの近接スイッチが対向するが互いにオフセットして設けられ、ハウジングにねじ込まれて、計量チャンバ内の液体の流れの中に到達している。そのような近接スイッチの不都合な点は、それらを組立てるのが複雑であることであり、なぜなら、近接スイッチは計量チャンバに適正にタップ立てされた孔にねじ込まねばならず、そしてその後、計量装置の耐炎性の部分に直接位置決めされる。加えて、近接スイッチは計量チャンバの流路の断面が大きいことを要求する。
一般的な流量計の正確な動作は、最小の力が加えられることでスピンドルが回転できることを前提とする。このことは、液体中で回転する励磁ディスクにより引き起こされるブレーキ動作が最小にされなければならないことを要求する。
本発明の目的は、そのような一般的な装置の製造技術と動作機能とを改善することにある。
そのような目的は請求の範囲に記載された発明によって達成される。
本発明の形態によって、励磁ディスクはギャップの形状を有する部分的に覆われた領域内で回転する。これは流れている媒体に接する励磁ディスクによるブレーキ動作を最小化する。この効果はディスクの縁を滑らかにしておくことでさらに高められ、これによって「外輪効果」が、技術の現状に従う装置で可能なように、防止される。ギャップの形成は、励磁ディスクをその平坦な表面から走査することを許す。この目的のために、少なくとも２個の検知器が壁のギャップの領域に設けられて、磁場に感応する。ディスクは軸方向に作用する２つの磁石を取付けられるか、又は、２つの磁石領域を有しており、それにより磁束線はギャップ壁に垂直に透過する。ホール効果センサを磁場を検知する検知器として使用するのが好ましい。そのようなホール効果センサは好ましくは検知器チャンバ内に固定され、それは外側からアクセス可能で、センサがもはや流量計の耐炎性の領域内には存在しないように計量チャンバとはアルミニウム壁で分離されている。そのような流量計はセンサ上で作られなければならないという要求を著しく減少させる。ハウジングに設けられたネジ孔にセンサをねじ込むことも今や省略できるだろうから、組立もまた簡略化される。検知器チャンバは、スクリュースピンドルのチャンバに取付けられた、ハウジングの一部となるように割当てられるのが好ましい。これは分離されるレベルがギャップの領域にあることから、組立を簡単化する。励磁ディスクは８個の磁石を備え、これらはディスクの円周状に均等に配置される。磁石は平行に配向されるか、又は代りに平行でなく配向される。スピンドルハウジングと向い合うギャップ壁は、一方のスピンドルベアリングをカバーし、液体が軸方向に流れるように開口を有する覆いによって本発明の更なる有利な展開の中に部分的に形成される。検知器ハウジングは概略スピンドルの軸線すなわち励磁ディスクの軸線に至るまで計量チャンバ内に突出して、ディスクの略半分はギャップを貫通する。これは流体の流れによってディスクに作用する力を減少させる。加えて、ディスクは非常に平坦で、その厚さはその直径の何分の１程に薄く、それにより慣性モーメントを減少させる。これは非線形エラーを減少させる。本発明は構成要素がＤ字形の計量チャンバ内に突出するのを防止する。電気的な構成要素は、分離された検知チャンバ内に設けられたときには、外部の磁界、電気的な影響並びに計量される液体媒体との双方から容易に隔離されるだろう。少なくとも２つのホール効果センサが検知器チャンバ内に配置され、位相角度の情報を得られるように正確に配置され、それによりディスクの回転の方向の情報を与える。表面が働くディスクの磁石部分は、柔軟で小さな磁石組成からなり、ディスクの中心のまわりに円周状に配列される。励磁ディスクの領域における計量チャンバの断面積は、液体の流路の最も小さい部分の断面積よりも大きいか又は等しい。この配置は励磁ディスクの領域での液体の加速を許容できる範囲に制限する。
本発明は添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明される。図面に描かれているのは：
図１は、本発明による装置を示す断面図である。
図２は、図１の線−に沿った断面図である。
図３は、計量チャンバの領域を示す図１の断面図である。
図４は、本発明の第２の実施の形態である。
図５は、図４の具体例の計量チャンバの部分の断面図である。
本発明によれば、流量計は細長形状をしている。ハウジング１は閉じた体積空間を形成する互いに噛合うスクリュースピンドルを２本含んでいる。２本のスピンドルはボールベアリング１８によって保持されていて容易に回転する。ボールベアリング１８は、スクリュースピンドル２，３の端部において、それぞれケース内に配置されている。２本のスクリュースピンドルのうち一方には、その出口側の端部に励磁ディスク４を支持しており、励磁ディスクはスピンドルの端部にネジ止めされている。
入口フランジ１５は、スピンドルハウジング１の入口に取付けられており、液体がスピンドル内へポンプで送り込まれる入口開口８を軸方向に有している。スピンドルハウジング１の反対側の端部には、検知器ハウジング組立体１２がシール１０を設けられて取付けられている。検知器ハウジング組立体１２によってチャンバが設けられ、チャンバには外側からアクセス可能で、チャンバは計量チャンバ１７とは絶縁隔壁によって分離されている。検知器ハウジング組立体１２にはスピンドルの軸線方向に続いて出口フランジ１４が設けられており、出口フランジは入口フランジ１５の構造と同様で、出口フランジは軸線方向に出口オリフィス９を有している。ハウジングの部品１と１２との間には、シール１０の領域の中において、仕切１９が設けられており、仕切はベアリング１８をカバーしていて、スピンドル３の一端を支持している。仕切１９は中央に開口１９’を有し、これを通って液体が外へ出る。スクリューは開口１９’内に突出しており、ディスク４のための軸を形成していて、これによってディスク４はスピンドル３に堅固に連結される。仕切１９はギャップ１３の壁１３”を形成しており、ギャップの中でディスク４の約半分が回転する。対向壁１３’は検知器チャンバ７の隔壁によって形成されており、これはハウジング組立体１２に含まれている。検知器チャンバ７の隔壁はディスク４の表面と平行になっている。特に図２からわかるように、ディスク４上に配置された等間隔に間を隔てた磁石５がギャップ１３の中を通り、隔壁１３’に沿っている。
検知器チャンバ７内には磁場センサが互いに隣合って配列されており、図示の例では、２つのセンサが符号６，６’で示されている。検知器６，６’の間隔はディスク上の磁石の間隔とは異なっており、ディスク４の位相角度を決定でき、それによってディスクの回転方向を決定できるようになっている。検知器チャンバ７は、ホール効果センサ６，６’へ結合するリード線のためのケーブルフィードスルーを有している。加えて、チャンバには蓋１６が設けられ、例えば印刷配線基板上に取付けられた検知器６，６’の組立が終った後で、チャンバを閉じることができる。
ディスク４はスピンドル３の延長された軸に取付けられており、複数の分離した磁石が設けられている。ディスク４は検知器チャンバ７の壁１３’によって約半分が盲で、ディスクは一部分はギャップの中で回転する。ディスク４は滑らかな表面を有し、他の部分はＤ字形の計量チャンバ内に貫通しており、計量チャンバ内を通って液体が流れる。液体がスクリュースピンドル２，３内にポンプで送り込まれたとき、これによりスピンドルは回転させられる。ディスク４もまた今、回転し、交互に反転する磁場を発生させ、これがホール効果センサ６，６’によって検知される。従って、センサは特定のパルス信号を供給し、この信号はケーブルを介して信号処理のために取出される。
ディスク４は液体の流れの中で回転するけれども、本発明による装置は線形性を妨害しうる摩擦による受入れ難い影響を避けられることが示された。
ハウジング組立体１２内にホール効果センサ６，６’のための別個のハウジング構成要素を配置することが、特に有利である。
図４及び図５に描かれた実施の形態では、ディスク４はギャップ１３の中を回転し、ギャップはハウジング組立体１２の２つの平行な延設部分によって形成されている。これらの２つの延設部分６，６’は、検知器を支持すべく形作られ、ディスク４の表面を越えて延在しており、ディスクに施された磁石５がセンサの下を通過したときに磁石を検出する。
開示されたすべての特徴は本発明を表している。出願を開示することによって、優先権の基礎出願（先行出願の複写）の開示内容は、一部をなし、又は添付されており、そのような出願の特徴を本願の請求の範囲に応用する目的を含め、完全に含まれるものと考えられる。本開示の内容は、デンマークの優先権の基礎出願のドイツ語の翻訳の完全な内容を含む。

Claims (13)

1. 流体が流れる流入口（８）及び流出口（９）を有する計量ハウジング（１）と、
   前記計量ハウジング（１）内に回転可能に設けられた少なくとも２つの相互係合するスクリュースピンドル（２，３）であって、前記ハウジング（１）を通る軸方向の流体流れに応答して回転可能であるものと、
   前記計量ハウジング（１）内において、流体流れ内に配置され、且つ少なくとも２つの相互係合のスクリュースピンドルの１つに連結する励磁ディスク（４）であって、スクリュースピンドルとともに回転し、少なくとも１つの略平らな表面と、該表面上に配置された複数の磁石（５）とを有し、該複数の磁石（５）の磁界が、前記励磁ディスク（４）に対して軸方向であり、前記計量ハウジング（１）は、ギャップ（１３）を形成するように構成され、該励磁ディスク（４）は、該ギャップ（１３）を貫通し、それによって、前記計量ハウジング（１）の外側からアクセス可能な前記計量ハウジング（１）内の領域が、前記励磁ディスク（４）の前記平らな表面の一部に厳密に近接し、該一部を越えて延びる励磁ディスク（４）と、
   前記励磁ディスク（４）の磁石（５）と協働して、前記励磁ディスク（４）の回転を示す信号を発生するために、前記計量ハウジング（１）の前記領域内で前記励磁ディスク（４）に近接して、前記励磁ディスク（４）から間隔を隔てて配置された少なくとも２つの磁石感知検知器（６，６'）であって、前記計量ハウジング（１）の外側から前記領域内にアクセス可能である磁界検知器（６，６'）と、を有することを特徴とする、流体容積を測定するための装置。
2. 前記検知器（６，６'）は、ホール効果センサーである、請求項１に記載の装置。
3. 前記計量ハウジング（１）は、流体が流れる計量チャンバ（１７）を有し、該計量チャンバ（１７）は、検知器が配置される検知器チャンバ（７）を有し、該検知器チャンバ（７）は、ギャップ（１３）を形成する、励磁ディスク（４）に近接する壁を備える、請求項３に記載の装置。
4. 前記計量ハウジング（１）は、内部に配置された少なくとも２つの相互係合するスピンドルを備えたスピンドルハウジング部と、該スピンドルハウジング部に設けられ、前記検知器チャンバを取り囲むハウジング部とを有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記１つのスピンドルは、スピンドルベアリングを有し、さらに、前記計量ハウジング内で、前記スピンドルベアリングより上で、前記励磁ディスク（４）に近接する壁に対向して配置された仕切り（１９）を有し、該仕切りは、流体が流出する中心開口を有する、請求項３に記載の装置。
6. 前記励磁ディスク（４）の領域内における前記測定チャンバ内の前記流路は、流体流れの最小断面積以上の断面積を有する、請求項３に記載の装置。
7. 前記検知器チャンバ（７）は、２つ以上のホール効果センサーを含む、請求項３に記載の装置。
8. 前記励磁ディスク（４）は、前記励磁ディスク（４）上の円内に一様に配置された磁石を支持する、請求項１に記載の装置。
9. 前記励磁ディスク（４）は、８個の磁石を支持する、請求項８に記載の装置。
10. 前記励磁ディスク（４）の直径は、相互係合するスクリュースピンドル（３）の径に略等しい、請求項１に記載の装置。
11. 前記励磁ディスク（４）は、滑らかな表面を有する円形ディスクである、請求項１に記載の装置。
12. 前記装置は、給油ポンプ内の液体燃料を測定するための装置を構成する、請求項１に記載の装置。
13. 請求項１に記載の装置を利用する、給油ポンプによって出力された液体燃料容積を測定するための方法。

Images