WO2003036242A1 - Flow sensor for fluids - Google Patents

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WO2003036242A1
WO2003036242A1 PCT/CH2002/000524 CH0200524W WO03036242A1 WO 2003036242 A1 WO2003036242 A1 WO 2003036242A1 CH 0200524 W CH0200524 W CH 0200524W WO 03036242 A1 WO03036242 A1 WO 03036242A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
measuring chamber
partition
flow meter
liquids
housing
Prior art date
Application number
PCT/CH2002/000524
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Gschwind
Original Assignee
Aquametro Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aquametro Ag filed Critical Aquametro Ag
Publication of WO2003036242A1 publication Critical patent/WO2003036242A1/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/04—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls
    • G01F3/06—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls comprising members rotating in a fluid-tight or substantially fluid-tight manner in a housing
    • G01F3/08—Rotary-piston or ring-piston meters

Definitions

  • the invention relates to a flow meter for liquids, with a measuring chamber arranged in a housing with inlet and outlet openings and a cylindrical measuring chamber jacket, as well as an inner guide ring and a central guide pin, an annular piston inserted into the measuring chamber with a recess and with a , radial partition wall inserted into the housing between the measuring chamber jacket and the inner guide ring.
  • Flowmeters of this type are known in various embodiments. They are used to measure the flow volume of flowing liquids such as water, oils, fuels, etc.
  • a flow meter of this type is described for example in EP B1 0 627 614.
  • This flow meter has a housing with a measuring chamber, which has a cylindrical measuring chamber jacket. The housing is equipped with inlet and outlet openings for the liquid flowing through, which are connected to the measuring chamber.
  • An annular piston with a radial recess is inserted into the measuring chamber and has a central cylinder journal.
  • the measuring chamber has an inner guide ring and a central guide pin, which serve to guide the movement of the ring piston.
  • ring pistons of this type do not actually perform any rotational movements, but rather cyclical movements around the central guide pin of the measuring chamber.
  • a partition is installed in the radial direction, which forms a separate component and is not integrally connected to the measuring chamber is.
  • This partition engages in the recess on the ring piston and also serves to guide the movement of this ring piston.
  • the recess in the annular piston is specially designed in a known manner and has a cross section corresponding to the sequence of movements.
  • the partition wall according to the invention consists of a material from the group aluminum or magnesium or their alloys, the surface of the partition wall at least partially having a hard anodized surface layer.
  • Methods for producing hard anodized surface layers in aluminum, magnesium and their alloys are known. With these known methods, layer thicknesses of approximately 10 ⁇ m to approximately 200 ⁇ m can be produced.
  • the entire surface of the partition can be hard anodized or at least those surfaces that come into contact with the ring piston are treated accordingly.
  • a particularly suitable process is hard anodizing, which is a known special process of anodic oxidation.
  • lubricant particles are embedded in the hard anodized surface layer of the partition.
  • the central guide pin in the measuring chamber is made of steel.
  • This steel guide pin is firmly inserted into the housing and connected to it, the housing being made in a known manner from brass, nodular cast iron, stainless steel or another suitable material.
  • the ring piston consists of a material from the groups aluminum or magnesium or their alloys and the surface of this ring piston has at least partially a hard anodized surface layer with a thickness of approximately 10 ⁇ m to approximately 200 ⁇ m.
  • the use of these materials in combination with the materials proposed for the partition wall according to the invention leads to particularly suitable solutions and enables the service life of such flow measuring devices to be additionally increased.
  • the use of aluminum or magnesium or their alloys as material for the annular piston also reduces its mass, which reduces the flow resistance during flow measurement.
  • FIG. 1 shows a cross section through a flow meter according to the invention in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a plan view of the flow meter according to FIG. Fig. 1 with the cover off.
  • FIG. 1 shows a simplified schematic illustration of a cross section through a housing 1 of a flow measuring device for liquids according to the invention.
  • This housing 1 is a pressed part made of brass.
  • the housing 1 has a measuring chamber 2, which forms a cylindrical cavity and has a cylindrical measuring chamber jacket 14.
  • a guide ring 6 is formed in the measuring chamber 2 concentrically with the measuring chamber jacket 14 and a guide pin 7 is arranged in the center.
  • This guide pin 7 consists of a hardened and ground steel pin and is fixed in a bore 17th pressed into the housing 1.
  • an annular piston 5 with a cylindrical pin 13 is inserted in a known manner, which can execute oscillating movements around the central guide pin 7.
  • a radial partition 8 is inserted between the measuring chamber jacket 14 and the guide ring 6, which is held in corresponding grooves 18 in the housing 1 or in the measuring chamber 2.
  • a recess 9 is arranged, into which the partition 8 engages, this recess 9 being designed in a known manner so that the oscillating movements of the annular piston 5 are possible.
  • the measuring chamber 2 in the housing 1 is sealed off by means of a housing cover 10.
  • a counter 11 is connected to this housing cover 10, which in the example shown is a known electronic counter, which registers and processes signals from a pulse generator 12 on the annular piston 5.
  • FIG. 2 shows a top view of the flow meter according to FIG. 1, the housing cover 10 with the counter being removed.
  • the housing 1 has an inlet opening 3 and an outlet opening 4 for the liquid flowing through.
  • the inlet opening 3 is connected in the housing 1 to a connection bore 19 and the outlet opening 4 to a connection bore 20.
  • the flow meter Via these connection bores 19 and 20, the flow meter is installed in the flow system in which the volume flow of the liquid flowing through is to be measured.
  • the liquid flowing through sets the ring piston 5 in oscillating movements around the guide pin 7 in a known manner. This measuring principle has been known for a long time and is also used, for example, in EP-B1-681163 or WO 93/22631.
  • the partition 8 consists of a material from the group aluminum, magnesium or their alloys. At least partial areas of the surface of this partition 8 are anodically oxidized or have a hard anodized surface layer 15, 16. The corresponding procedures are known.
  • This hard anodized surface layer 15, 16 must be present at least on the side surfaces of the partition 8, which come into contact with the partial areas 21, 22 of the annular piston 5.
  • the partition 8 consists of an aluminum alloy which is hard anodized along the entire surface.
  • the ring piston 5 also consists of an aluminum alloy with a hard anodized surface coating.
  • the thickness of the hard anodized surface layer 15, 16 on the partition 8 can be between 10 and 200 ⁇ m, the choice of the layer thickness depending on the overall dimensions of the partition 8 and the desired strength properties.
  • the methods for applying the hard anodized surface layers to the partition 8 and the annular piston 5 are known methods of anodic oxidation.
  • lubricant particles are embedded in the surface layers 15, 16. This is done thanks to a known impregnation process, for example under the name ALTEF from Altefco AG, CH-8362 Balterswil.
  • the lubricant particles are plastic particles from the groups of the silicones or polytetrafluoroethylene or polysulfones. This leads to an additional reduction in the friction and the risk of damage to the partition 8.
  • the described and illustrated example of a flow measuring device according to the invention is especially suitable for use in the flow measurement of mineral oils, for example diesel fuels or heating oil.
  • mineral oils for example diesel fuels or heating oil.
  • the design according to the invention has a significantly longer service life and service life, the service life being up to a factor of 15 greater than in most known solutions. This enables light the use of the flow meter according to the invention also for the consumption measurement in modern truck engines. In this application, additional loads on the flow meter occur, which result from the fuel pumps and the injection pumps and the corresponding vibrations in the liquid system.
  • the partition 8 and the annular piston 5 can be manufactured in a conventional manner and no special manufacturing processes are necessary which would lead to increased costs.
  • the resistance of the selected materials and surface coatings to a large number of different other liquids is guaranteed.

Abstract

The flow sensor comprises an annular piston (5), arranged in a measuring chamber (2) in a housing (1). The annular piston (5) runs on a separating wall (8) and carries out oscillating movements. Said separating wall (8) is made from aluminium, magnesium, or alloys thereof and is provided with a hard anodised surface. The flow sensor thus has a greater serviceable life and reduced wear.

Description

Durchflussmessgerät für FlüssigkeitenFlow meter for liquids
Die Erfindung bezieht sich auf ein Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, mit einer in einem Gehäuse angeordneten Messkammer mit Ein- und Auslassöffnungen und einem zylindrischen Messkammermantel, sowie einem inneren Führungsring und einem zentralen Führungszapfen, einem in die Messkammer ein- gelegten Ringkolben mit einer Aussparung und mit einer, in das Gehäuse eingesetzten radialen Trennwand zwischen Messkammermantel und innerem Führungsring.The invention relates to a flow meter for liquids, with a measuring chamber arranged in a housing with inlet and outlet openings and a cylindrical measuring chamber jacket, as well as an inner guide ring and a central guide pin, an annular piston inserted into the measuring chamber with a recess and with a , radial partition wall inserted into the housing between the measuring chamber jacket and the inner guide ring.
Durchflussmessgeräte dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen be- kannt. Sie dienen der Messung des Durchflussvolumens von strömenden Flüssigkeiten wie beispielsweise Wasser, Öle, Kraftstoffe, etc. Ein Durchflussmessgerät dieser Art ist beispielsweise in EP B1 0 627 614 beschrieben. Dieses Durchflussmessgerät weist ein Gehäuse mit einer Messkammer auf, welche einen zylindrischen Messkammermantel aufweist. Das Gehäuse ist mit Ein- und Auslassöff- nungen für die durchströmende Flüssigkeit ausgestattet, welche mit der Messkammer verbunden sind. In die Messkammer ist ein Ringkolben mit einer radialen Aussparung eingelegt, welcher einen zentralen Zylinderzapfen aufweist. Die Messkammer weist einen inneren Führungsring und einen zentralen Führungszapfen auf, welche zur Führung der Bewegung des Ringkolbens dienen. Bekannt- lieh führen Ringkolben dieser Art keine eigentlichen Rotationsbewegungen aus, sondern zyklische Bewegungen um den zentralen Führungszapfen der Messkammer. Zwischen dem Führungsring der Messkammer und dem zylindrischen Messkammermantel ist in radialer Richtung eine Trennwand eingebaut, welche ein separates Bauteil bildet und nicht einstückig mit der Messkammer verbunden ist. Diese Trennwand greift in die Aussparung am Ringkolben ein und dient ebenfalls der Bewegungsführung dieses Ringkolbens. Dazu ist die Aussparung im Ringkolben in bekannter Weise speziell ausgebildet und weist einen, dem Bewegungsablauf entsprechenden Querschnitt auf.Flowmeters of this type are known in various embodiments. They are used to measure the flow volume of flowing liquids such as water, oils, fuels, etc. A flow meter of this type is described for example in EP B1 0 627 614. This flow meter has a housing with a measuring chamber, which has a cylindrical measuring chamber jacket. The housing is equipped with inlet and outlet openings for the liquid flowing through, which are connected to the measuring chamber. An annular piston with a radial recess is inserted into the measuring chamber and has a central cylinder journal. The measuring chamber has an inner guide ring and a central guide pin, which serve to guide the movement of the ring piston. As is known, ring pistons of this type do not actually perform any rotational movements, but rather cyclical movements around the central guide pin of the measuring chamber. Between the guide ring of the measuring chamber and the cylindrical measuring chamber jacket, a partition is installed in the radial direction, which forms a separate component and is not integrally connected to the measuring chamber is. This partition engages in the recess on the ring piston and also serves to guide the movement of this ring piston. For this purpose, the recess in the annular piston is specially designed in a known manner and has a cross section corresponding to the sequence of movements.
Bei dieser bekannten Bauweise treten zwischen der Trennwand und den im Bereiche der Trennwand liegenden Teilbereichen des Ringkolbens, bzw. dessen Wänden der Aussparung, Reibungsvorgänge und in den Umkehrpunkten der Bewegung des Ringkolbens unter Umständen hohe Flächenpressungen auf. Diese Reibungskräfte und Flächenpressungen können im Bereiche der Trennwand zu Beschädigungen oder auch zu einer Störung des Laufes des Ringkolbens führen. Dadurch wird die Messgenauigkeit des entsprechenden Durchflussmessgerätes verringert und dessen Lebensdauer verkürzt. In der bekannten EP B1 0 627 614 wird vorgeschlagen, die Trennwand aus einem harten Kunststoff herzustellen und deren Querschnittsform speziell zu gestalten und an den Bewegungsablauf des Ringkolbens anzupassen. Die Herstellung einer Trennwand mit einem derartigen komplexen Querschnitt ist sehr aufwendig und die notwendige Präzision der Abmessungen ist schwierig zu erreichen. Der Einsatz von Hartkunststoff als Material für die Trennwand ist auch nicht bei allen durchfliessenden Flüssigkeiten möglich. Beispielsweise bei der Durchflussmessung von Dieselkraftstoffen werden derartige Trennwände relativ rasch beschädigt oder gar zerstört. Es ist auch bereits bekannt, Trennwände aus Edelstahl herzustellen, wobei Trennwände aus diesem Material teilweise bei Flüssigkeiten eingesetzt werden können, bei welchen Hartkunststoffe nicht in Frage kommen. Die Herstellung entsprechender Trennwände aus Edelstahl ist jedoch ebenfalls aufwendig und teuer, da sie sehr präzise gefertigt werden müssen.In this known construction, high surface pressures occur under certain circumstances between the partition wall and the partial regions of the ring piston lying in the region of the partition wall, or the walls of the recess thereof, and in the reversal points of the movement of the ring piston. These frictional forces and surface pressures can lead to damage or even a disturbance in the running of the ring piston in the area of the partition. This reduces the measuring accuracy of the corresponding flow meter and shortens its service life. In the known EP B1 0 627 614 it is proposed to produce the partition from a hard plastic and to design its cross-sectional shape specifically and to adapt it to the movement sequence of the ring piston. The production of a partition with such a complex cross section is very complex and the necessary precision of the dimensions is difficult to achieve. The use of hard plastic as a material for the partition is also not possible with all liquids flowing through. For example, in the flow measurement of diesel fuels, such partitions are damaged or even destroyed relatively quickly. It is also already known to produce partition walls made of stainless steel, partition walls made of this material being able to be used in part for liquids in which hard plastics are out of the question. However, the production of corresponding stainless steel partitions is also complex and expensive since they have to be manufactured very precisely.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Durchflussmessgerät mit einem Ringkolben zu schaffen, bei welchem die Trennwand kostengünstig hergestellt werden kann, diese Trennwand trotzdem eine hohe Beständigkeit gegen Beschädigungen durch Reibung oder Flächenpressungen aufweist und der Reibungswiderstand zwischen dieser Trennwand und den mit der Trennwand in Berührung stehenden Teilen des Ringkolbens reduziert wird, sowie der Einsatz mit unterschiedlichen Durchflussmedien möglich ist.It is an object of the present invention to provide a flow meter with an annular piston, in which the partition wall can be produced inexpensively, this partition wall nevertheless has a high resistance to damage from friction or surface pressures and the frictional resistance between this partition wall and those in contact with the partition wall stationary parts of the ring piston is reduced, and use with different flow media is possible.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the features defined in claim 1. Advantageous developments of the invention result from the features of the dependent claims.
Die erfindungsgemässe Trennwand besteht aus einem Material der Gruppe Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen, wobei die Oberfläche der Trennwand mindestens teilweise eine hart anodisierte Oberflächenschicht aufweist. Verfahren zur Herstellung von hart anodisierten Oberflächenschichten bei Aluminium, Magnesium und deren Legierungen sind bekannt. Mit diesen bekannten Verfahren lassen sich Schichtdicken von ca. 10 μm bis ca. 200 μm herstellen. Dabei kann die gesamte Oberfläche der Trennwand hart anodisiert wer- den oder es werden mindestens diejenigen Flächen, welche mit dem Ringkolben in Berührung treten, entsprechend behandelt. Ein besonders geeignetes Verfahren ist das Harteloxieren, welches ein bekanntes Sonderverfahren der anodischen Oxidation darstellt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in die hart anodisierte Oberflächenschicht der Trennwand Schmierstoffpartikel eingela- gert. Diese Einlagerung von Schmierstoffpartikeln erfolgt in bekannter Weise in der Form einer Oberflächen-Imprägnierung. Ein entsprechendes Verfahren ist unter der Bezeichnung ALTEF bekannt und wird von der Firma Altefco AG, CH- 8362 Balterswil angeboten. Trennwände der erfindungsgemässen Art aus Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen mit einer hart eloxierten Oberflä- ehe lassen sich kostengünstig bearbeiten und mit grosser Präzision fertigen. Die hart anodisierte Oberfläche weist eine hohe Abriebfestigkeit und eine den Ansprüchen genügende Druckfestigkeit auf. Derartige Trennwände lassen sich deshalb für unterschiedlichste Flüssigkeiten, beispielsweise auch für Dieselkraftstoff einsetzen. Die Lebensdauer von Durchflussmessgeräten, welche eine erfin- dungsgemässe Trennwand aufweisen, ist bis zu um den Faktor 15 höher als bei Trennwänden aus Hartkunststoff. Weitere Vorteile ergeben sich auch dadurch, dass der zentrale Führungszapfen in der Messkammer aus Stahl besteht. Dieser Führungszapfen aus Stahl ist fest in das Gehäuse eingesetzt und mit diesem verbunden, wobei das Gehäuse in bekannter Weise aus Messing, Sphäroguss, Edelstahl oder einem anderen geeig- neten Material besteht. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass der Ringkolben aus einem Material der Gruppen Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen besteht und die Oberfläche dieses Ringkolbens mindestens teilweise eine hart anodisierte Oberflächenschicht mit einer Dicke von ca. 10 μm bis ca. 200 μm aufweist. Der Einsatz dieser Mate- rialien in Kombination mit den erfindungsgemäss vorgeschlagenen Materialien für die Trennwand führt zu besonders geeigneten Lösungen und ermöglicht die zusätzliche Erhöhung der Lebensdauer derartiger Durchflussmessgeräte. Der Einsatz von Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen als Material für den Ringkolben reduziert auch dessen Masse, wodurch der Durchflusswiderstand bei der Durchflussmessung reduziert wird.The partition wall according to the invention consists of a material from the group aluminum or magnesium or their alloys, the surface of the partition wall at least partially having a hard anodized surface layer. Methods for producing hard anodized surface layers in aluminum, magnesium and their alloys are known. With these known methods, layer thicknesses of approximately 10 μm to approximately 200 μm can be produced. The entire surface of the partition can be hard anodized or at least those surfaces that come into contact with the ring piston are treated accordingly. A particularly suitable process is hard anodizing, which is a known special process of anodic oxidation. In an advantageous embodiment of the invention, lubricant particles are embedded in the hard anodized surface layer of the partition. This storage of lubricant particles takes place in a known manner in the form of a surface impregnation. A corresponding method is known under the name ALTEF and is offered by Altefco AG, CH-8362 Balterswil. Partitions of the type according to the invention made of aluminum or magnesium or their alloys with a hard anodized surface can be machined inexpensively and manufactured with great precision. The hard anodized surface has high abrasion resistance and pressure resistance that meets the requirements. Partitions of this type can therefore be used for a wide variety of liquids, for example also for diesel fuel. The lifespan of flowmeters that have a partition according to the invention is up to a factor of 15 longer than that of partition walls made of hard plastic. Further advantages also result from the fact that the central guide pin in the measuring chamber is made of steel. This steel guide pin is firmly inserted into the housing and connected to it, the housing being made in a known manner from brass, nodular cast iron, stainless steel or another suitable material. A further advantageous embodiment of the subject matter of the invention is that the ring piston consists of a material from the groups aluminum or magnesium or their alloys and the surface of this ring piston has at least partially a hard anodized surface layer with a thickness of approximately 10 μm to approximately 200 μm. The use of these materials in combination with the materials proposed for the partition wall according to the invention leads to particularly suitable solutions and enables the service life of such flow measuring devices to be additionally increased. The use of aluminum or magnesium or their alloys as material for the annular piston also reduces its mass, which reduces the flow resistance during flow measurement.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings. Show:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Durchflussmessgerät in schematischer Darstellung, und Fig. 2 eine Aufsicht auf das Durchflussmessgerät gem. Fig. 1 mit abgehobenem Deckel.1 shows a cross section through a flow meter according to the invention in a schematic representation, and FIG. 2 shows a plan view of the flow meter according to FIG. Fig. 1 with the cover off.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Gehäuse 1 eines erfindungsgemässen Durchflussmessgerätes für Flüssigkeiten. Dieses Gehäuse 1 ist ein Pressteil aus Messing. Das Gehäuse 1 weist eine Messkammer 2 auf, welche einen zylinderförmigen Hohlraum bildet und einen zylindrischen Messkammermantel 14 aufweist. Konzentrisch zum Messkam- mermantel 14 ist in der Messkammer 2 ein Führungsring 6 ausgebildet und im Zentrum ist ein Führungszapfen 7 angeordnet. Dieser Führungszapfen 7 besteht aus einem gehärteten und geschliffenen Stahlstift und ist fest in eine Bohrung 17 im Gehäuse 1 eingepresst. In die Messkammer 2 ist in bekannter Weise ein Ringkolben 5 mit einem Zylinderzapfen 13 eingelegt, welcher oszillierende Bewegungen um den zentralen Führungszapfen 7 ausführen kann. Im weiteren ist zwischen dem Messkammermantel 14 und dem Führungsring 6 eine radiale Trenn- wand 8 eingesetzt, welche in entsprechenden Nuten 18 im Gehäuse 1 bzw. in der Messkammer 2 gehalten ist. Im Ringkolben 5 ist eine Aussparung 9 angeordnet, in welche die Trennwand 8 eingreift, wobei diese Aussparung 9 in bekannter Weise so ausgebildet ist, dass die oszillierenden Bewegungen des Ringkolbens 5 möglich sind. Die Messkammer 2 im Gehäuse 1 ist mittels eines Gehäusedeckels 10 dicht abgeschlossen. Mit diesem Gehäusedeckel 10 verbunden ist ein Zählwerk 11 , wobei es sich im dargestellten Beispiel um ein bekanntes elektronisches Zählwerk handelt, welches Signale eines Impulsgebers 12 auf dem Ringkolben 5 registriert und verarbeitet.1 shows a simplified schematic illustration of a cross section through a housing 1 of a flow measuring device for liquids according to the invention. This housing 1 is a pressed part made of brass. The housing 1 has a measuring chamber 2, which forms a cylindrical cavity and has a cylindrical measuring chamber jacket 14. A guide ring 6 is formed in the measuring chamber 2 concentrically with the measuring chamber jacket 14 and a guide pin 7 is arranged in the center. This guide pin 7 consists of a hardened and ground steel pin and is fixed in a bore 17th pressed into the housing 1. In the measuring chamber 2, an annular piston 5 with a cylindrical pin 13 is inserted in a known manner, which can execute oscillating movements around the central guide pin 7. Furthermore, a radial partition 8 is inserted between the measuring chamber jacket 14 and the guide ring 6, which is held in corresponding grooves 18 in the housing 1 or in the measuring chamber 2. In the annular piston 5, a recess 9 is arranged, into which the partition 8 engages, this recess 9 being designed in a known manner so that the oscillating movements of the annular piston 5 are possible. The measuring chamber 2 in the housing 1 is sealed off by means of a housing cover 10. A counter 11 is connected to this housing cover 10, which in the example shown is a known electronic counter, which registers and processes signals from a pulse generator 12 on the annular piston 5.
In Fig. 2 ist das Durchflussmessgerät gemäss Fig. 1 in einer Aufsicht dargestellt, wobei der Gehäusedeckel 10 mit dem Zählwerk entfernt ist. Das Gehäuse 1 weist eine Einlassöffnung 3 und eine Auslassöffnung 4 für die durchströmende Flüssigkeit auf. Die Einlassöffnung 3 ist im Gehäuse 1 mit einer Anschlussbohrung 19 und die Auslassöffnung 4 mit einer Anschlussbohrung 20 verbunden. Über diese Anschlussbohrungen 19 und 20 wird das Durchflussmessgerät in das Durchflusssystem eingebaut, in welchem der Volumenstrom der durchfliessenden Flüssigkeit gemessen werden soll. Die durchströmende Flüssigkeit setzt in bekannter Weise den Ringkolben 5 in oszillierende Bewegungen um den Führungszapfen 7. Dieses Messprinzip ist seit langem bekannt und findet beispielsweise auch in EP- B1-681163 oder WO 93/22631 Anwendung. Bei diesen oszillierenden Bewegungen des Ringkolbens 5 stehen Teilbereiche 21 , 22 des Ringkolbens 5, welche sich im Bereiche der Aussparung 9 befinden, mit der Trennwand 8 in Kontakt. Dabei bewegen sich diese Teilbereiche 21 , 22 des Ringkolbens 5 in komplizierten Bewegungsabläufen entlang der Seitenflächen der Trennwand 8. An diesen Sei- tenflächen der Trennwand 8 entstehen deshalb hohe Reibungs- und Flächenpressungsbelastungen, welche zu unerwünschten Abnutzungen oder Beschädigungen führen können. Zur Reduktion und möglichst weitgehenden Vermeidung derartiger Abnutzungen und Beschädigungen besteht die Trennwand 8 gemäss der erfindungsgemässen Lösung aus einem Material der Gruppe Aluminium, Magnesium oder deren Legierungen. Mindestens Teilbereiche der Oberfläche dieser Trennwand 8 sind anodisch oxidiert, bzw. weisen eine hart anodisierte Oberflä- chenschicht 15, 16 auf. Die entsprechenden Verfahren sind bekannt. Diese hart anodisierte Oberflächenschicht 15, 16 muss mindestens an den Seitenflächen der Trennwand 8 vorliegen, welche mit den Teilbereichen 21 , 22 des Ringkolbens 5 in Kontakt gelangen. Im dargestellten Beispiel besteht die Trennwand 8 aus einer Aluminium-Legierung, welche entlang der gesamten Oberfläche harteloxiert ist. Der Ringkolben 5 besteht ebenfalls aus einer Aluminium-Legierung mit einer harteloxierten Oberflächenbeschichtung. Die Dicke der hart anodisierten Oberflächenschicht 15, 16 an der Trennwand 8 kann zwischen 10 bis 200 μm liegen, wobei die Wahl der Schichtdicke von den Gesamtabmessungen der Trennwand 8 und den angestrebten Festigkeitseigenschaften abhängig ist. Bei den Verfahren zur Aufbringung der hart anodisierten Oberflächenschichten auf die Trennwand 8 und den Ringkolben 5 handelt es sich um bekannte Verfahren der anodischen Oxidation. Zur weiteren Verbesserung und Reduktion der Oberflächenbelastungen zwischen der Trennwand 8 und den Teilbereichen 21 , 22 des Ringkolbens 5 werden in die Oberflächenschichten 15, 16 Schmierstoffpartikel eingelagert. Dies erfolgt dank eines bekannten Imprägnierverfahrens z.B. unter der Bezeichnung ALTEF der Firma Altefco AG, CH-8362 Balterswil. Bei den Schmierstoffpartikeln handelt es sich um Kunststoffpartikel aus den Gruppen der Silikone oder Polyte- trafluorethylene oder Polysulfone. Dies führt zu einer zusätzlichen Reduktion der Reibung und des Beschädigungsrisikos an der Trennwand 8.FIG. 2 shows a top view of the flow meter according to FIG. 1, the housing cover 10 with the counter being removed. The housing 1 has an inlet opening 3 and an outlet opening 4 for the liquid flowing through. The inlet opening 3 is connected in the housing 1 to a connection bore 19 and the outlet opening 4 to a connection bore 20. Via these connection bores 19 and 20, the flow meter is installed in the flow system in which the volume flow of the liquid flowing through is to be measured. The liquid flowing through sets the ring piston 5 in oscillating movements around the guide pin 7 in a known manner. This measuring principle has been known for a long time and is also used, for example, in EP-B1-681163 or WO 93/22631. During these oscillating movements of the annular piston 5, partial regions 21, 22 of the annular piston 5, which are located in the region of the recess 9, are in contact with the partition 8. These sub-areas 21, 22 of the annular piston 5 move in complicated movements along the side surfaces of the partition wall 8. Therefore, high friction and surface pressure loads occur on these side surfaces of the partition wall 8, which can lead to undesired wear or damage. For reduction and avoidance as far as possible Such wear and damage, the partition 8 according to the inventive solution consists of a material from the group aluminum, magnesium or their alloys. At least partial areas of the surface of this partition 8 are anodically oxidized or have a hard anodized surface layer 15, 16. The corresponding procedures are known. This hard anodized surface layer 15, 16 must be present at least on the side surfaces of the partition 8, which come into contact with the partial areas 21, 22 of the annular piston 5. In the example shown, the partition 8 consists of an aluminum alloy which is hard anodized along the entire surface. The ring piston 5 also consists of an aluminum alloy with a hard anodized surface coating. The thickness of the hard anodized surface layer 15, 16 on the partition 8 can be between 10 and 200 μm, the choice of the layer thickness depending on the overall dimensions of the partition 8 and the desired strength properties. The methods for applying the hard anodized surface layers to the partition 8 and the annular piston 5 are known methods of anodic oxidation. To further improve and reduce the surface loads between the partition 8 and the partial areas 21, 22 of the annular piston 5, lubricant particles are embedded in the surface layers 15, 16. This is done thanks to a known impregnation process, for example under the name ALTEF from Altefco AG, CH-8362 Balterswil. The lubricant particles are plastic particles from the groups of the silicones or polytetrafluoroethylene or polysulfones. This leads to an additional reduction in the friction and the risk of damage to the partition 8.
Das beschriebene und dargestellte Beispiel eines Durchflussmessgerätes gemäss der Erfindung ist speziell für den Einsatz bei der Durchflussmessung von Mineralölen, z.B. Dieselkraftstoffen oder Heizöl extra leicht geeignet. Gegenüber den bisher bekannten und angewendeten Durchflussmessgeräten mit einer Trennwand 8 aus Hartkunststoff weist die erfindungsgemässe Ausführung eine wesentlich höhere Standzeit und Lebensdauer auf, wobei die Lebensdauer bis zum Faktor 15 grosser ist als bei den meisten bekannten Lösungen. Dies ermög- licht den Einsatz des erfindungsgemässen Durchflussmessgerätes auch für die Verbrauchsmessung bei modernen Lastkraftwagenmotoren. Bei dieser Anwendung treten zusätzliche Belastungen des Durchflussmessgerätes auf, welche von den Kraftstoffpumpen und den Einspritzpumpen und den entsprechenden Schwingungen im Flüssigkeitssystem herrühren. Trotz der wesentlich höheren Standzeiten der erfindungsgemässen Durchflussmessgeräte lassen sich die Trennwand 8 und der Ringkolben 5 in herkömmlicher Weise herstellen und es sind keine speziellen Herstellungsverfahren notwendig, welche zu erhöhten Kosten führen würden. Zudem ist auch die Beständigkeit der gewählten Materialien und Beschichtungen der Oberflächen gegenüber einer grossen Zahl von unterschiedlichen anderen Flüssigkeiten gewährleistet. The described and illustrated example of a flow measuring device according to the invention is especially suitable for use in the flow measurement of mineral oils, for example diesel fuels or heating oil. Compared to the previously known and used flowmeters with a partition 8 made of hard plastic, the design according to the invention has a significantly longer service life and service life, the service life being up to a factor of 15 greater than in most known solutions. This enables light the use of the flow meter according to the invention also for the consumption measurement in modern truck engines. In this application, additional loads on the flow meter occur, which result from the fuel pumps and the injection pumps and the corresponding vibrations in the liquid system. Despite the significantly longer service life of the flowmeters according to the invention, the partition 8 and the annular piston 5 can be manufactured in a conventional manner and no special manufacturing processes are necessary which would lead to increased costs. In addition, the resistance of the selected materials and surface coatings to a large number of different other liquids is guaranteed.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, mit einer in einem Gehäuse (1 ) angeordneten Messkammer (2) mit Ein- und Auslassöffnungen (3, 4) und ei- nem zylindrischen Messkammermantel (14) sowie einem inneren Führungsring (6) und einem zentralen Führungszapfen (7), einem in die Messkammer eingelegten Ringkolben (5) mit einer Aussparung (9) und mit einer in das Gehäuse (1 ) bzw. in die Messkammer (2) eingesetzten, radialen Trennwand (8) zwischen Messkammermantel (14) und innerem Führungs- ring (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) aus einem Material der Gruppe Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen besteht und die Oberfläche der Trennwand mindestens teilweise eine hart anodisierte Oberflächenschicht (15, 16) mit einer Dicke von mindestens 10 μm bis maximal 200 μm aufweist.1. Flow meter for liquids, with a measuring chamber (2) arranged in a housing (1) with inlet and outlet openings (3, 4) and a cylindrical measuring chamber jacket (14) as well as an inner guide ring (6) and a central guide pin ( 7), an annular piston (5) inserted into the measuring chamber with a recess (9) and with a radial partition (8) inserted into the housing (1) or into the measuring chamber (2) between the measuring chamber casing (14) and the inner guide - Ring (6), characterized in that the partition (8) consists of a material from the group aluminum or magnesium or their alloys and the surface of the partition at least partially a hard anodized surface layer (15, 16) with a thickness of at least 10 microns up to a maximum of 200 μm.
2. Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in die hart anodisierte Oberflächenschicht (15, 16) Schmierstoffpartikel eingelagert sind.2. Flow meter for liquids, according to claim 1, characterized in that in the hard anodized surface layer (15, 16) lubricant particles are embedded.
3. Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Führungszapfen (7) in der Mess- kammer (2) aus Stahl besteht und fest mit dem Gehäuse (1 ) verbunden ist.3. Flow meter for liquids, according to claim 1 or 2, characterized in that the central guide pin (7) in the measuring chamber (2) consists of steel and is firmly connected to the housing (1).
4. Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (5) aus einem Material der Gruppe Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen besteht und die Oberfläche des Ringkolbens (5) mindestens teilweise eine hart an- odisierte Oberflächenschicht mit einer Dicke von mindestens 10 μm bis maximal 200 μm aufweist.4. Flow meter for liquids, according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the ring piston (5) consists of a material from the group aluminum or magnesium or their alloys and the surface of the ring piston (5) at least partially anodized hard Surface layer with a thickness of at least 10 microns to a maximum of 200 microns.
5. Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Oberflächenschicht (15, 16) eingelagerten Schmierstoffpartikel Kunststoffe der Gruppe der Silikone oder Polytetrafluo- rethylene oder Polysulfone sind. 5. flow meter for liquids, according to claim 2, characterized in that in the surface layer (15, 16) embedded Lubricant particles are plastics from the group of silicones or polytetrafluorethylenes or polysulfones.
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