WO2009080352A1

WO2009080352A1 - Gehäusekörper für eine flusssteuer- oder -überwachungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2009080352A1
Application number: PCT/EP2008/011039
Authority: WO
Inventors: Robert Buck
Original assignee: Robert Buck
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2009-07-02
Also published as: DE102008064412A1

Abstract

Ein Gehäusekörper (1) für eine Flusssteuer- und/oder -Überwachungsvorrichtung weist auf : - mindestens zwei Öffnungen an der Oberfläche (4, 10) des Gehäusekörpers (1), die durch einen Kanal (11, 5, 33; 20, 21) im Innern des Gehäusekörpers (1) verbunden sind, - wobei in dem einen Kanal (11, 5, 33; 20, 21) mindestens ein Ventilsitz (16) angeordnet ist.

Description

Gehäusekörper für eine Flusssteuer- oder -Überwachungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gehausekorper für eine Flusssteuer- und/oder Flussuberwachungsvorrichtung zum Steuern oder Überwachen des Flusses von gasformigen oder flussigen Medien.

Der erfindungsgemaße Gehausekorper weist mindestens zwei Offnungen an der Oberflache des Gehausekorpers auf, die durch einen Kanal im Innern des Gehausekorpers verbunden sind, wobei in dem einen Kanal mindestens ein Ventilsitz angeordnet ist. Dieser Ventilsitz kann zum Beispiel den Schließkorper eines Absperrventils aufnehmen, der, wenn er fest gegen den Ventilsitz gedruckt ist, den Kanal absperrt, oder einen Schließkorper eines Stromungssensors, der durch eine Strömung in dem Kanal vom Ventilsitz fortgedruckt werden kann und anhand von dessen Bewegung die Starke einer durch den Kanal verlaufenden Strömung erfasst werden kann.

Um zur Steuerung und/oder Überwachung von Strömen verschiedener Medien mehrere Gehausekorper in einer kompakten Anordnung zusammenfassen zu können, weist die Oberflache des Gehausekorpers vorzugsweise entgegengesetzt orientierte parallele ebene Außenflachen auf, und die mindestens zwei Offnungen sind in diese Außenflachen verbindenden weiteren Flachen angeordnet, so dass sie nicht versperrt werden, wenn die Außenflachen mehrerer Gehausekorper einander berühren.

Um mehrere derartige Gehausekorper zu einer festen Einheit zusammenfassen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Gehausekorper wenigstens eine sich zwischen den zwei Außenflächen erstreckende Durchgangsbohrung aufweist, so dass, wenn mehrere der Gehäusekörper mit miteinander fluchtenden Durchgangsbohrungen angeordnet werden, durch diese zum Beispiel eine Schraube gesteckt werden kann, um die Gehäusekörper aneinander zu befestigen.

Die verbindenden Flächen umfassen vorzugsweise wenigstens eine ebene Stirnfläche, in der mindestens zwei der Öffnungen gebildet sind. So kann ein zu überwachendes oder zu steuerndes Medium an derselben Seite des Gehäusekörpers zu- und abgeführt werden, was die Montage des Gehäusekörpers an vormontierten Zu- und Abflussleitungen erleichtert .

Die verbindenden Flächen können auch zwei parallele ebene Stirnflächen umfassen, auf die die Öffnungen verteilt sind. Dies erleichtert eine sukzessive Montage zunächst einer der Zu- oder Ableitungen, dann des Gehäusekörpers und schließlich einer noch fehlenden Zu- oder Ableitung.

Wenn der Kanal zwei gegeneinander achsversetzte Kanalabschnitte und einen ersten die Kanalabschnitte verbindenden Durchbruch umfasst, ist der Ventilsitz zweckmäßigerweise an dem ersten Durchbruch gebildet.

An diesem ersten Durchbruch kann darüber hinaus ein zweiter Ventilsitz gebildet sein, wobei jeder der zwei Ventilsitze einem der zwei über den ersten Durchbruch verbundenen Kanalabschnitte zugewandt ist. So ist es möglich, wahlweise den ersten oder den zweiten Ventilsitz mit einem Schließkörper zu bestücken, so dass jeweils passend zur Durchflussrichtung des Mediums der Schließkörper je nach Bedarf so platziert werden kann, dass er von durch den Gehäusekörper strömendem Medium von dem Ventilsitz fort oder gegen den Ventilsitz gedrückt wird.

Der Kanal kann auch einen zweiten die Kanalabschnitte verbindenden und mit einem zweiten Ventilsitz versehenen Durchbruch umfassen.

Wenn der erste und der zweite Ventilsitz einem gleichen der Kanalabschnitte zugewandt sind, kann ein solcher Gehäusekörper zum Beispiel zur Schaffung eines redundanten Durchflussmessers oder eines Durchflussmessers mit erweitertem Messbereich genutzt werden, wie im folgenden in den Ausführungsbeispielen detailliert dargelegt.

Wenn hingegen der erste Ventilsitz dem ersten Kanalabschnitt und der zweite Ventilsitz dem zweiten Kanalabschnitt zugewandt ist, kann ein bidirektionaler Durchflussmesser geschaffen werden.

Die Kanalabschnitte erstrecken sich vorzugsweise geradlinig von einer der erwähnten Öffnungen aus in den Gehäusekörper hinein. Dies vereinfacht die Realisierung des Kanals durch Abformen oder Bohren.

Die Zahl der durch den Kanal verbundenen Öffnungen des Gehäusekörpers ist vorzugsweise wenigstens drei. Dadurch ist es möglich, in den Gehäusekörper zusätzlich zur Steueroder Überwachungsfunktion eine Funktion des Verteilens des hindurchgehenden Fluids auf wenigstens zwei Ausgänge oder des Sammeln von Fluid von wenigstens zwei Eingängen zu integrieren. Es kann auch eine nicht benötigte der drei Öffnungen mit einem Blindverschluss versehen werden, so dass beim Einbauen des Gehäusekörpers in eine vorgegebene Anwendungsumgebung diejenigen Öffnungen zum Anschließen von Rohrleitungen ausgewählt werden können, bei denen dies am einfachsten möglich ist.

Wenn die Zahl der Öffnungen wenigstens drei ist, dann gibt es vorzugsweise einen Kanalabschnitt, der zwei der Öffnungen verbindet, und der Ventilsitz ist zwischen diesem Kanalabschnitt und einem von der dritten Öffnung ausgehenden Kanalabschnitt angeordnet.

Bei einem Gehäusekörper mit wenigstens drei Öffnungen kann auch einer erster der Ventilsitze zwischen einem von der ersten Öffnung ausgehenden ersten Kanalabschnitt und einem von der zweiten Öffnung ausgehenden zweiten Kanalabschnitt und ein zweiter der Ventilsitze zwischen dem ersten Kanalabschnitt und einem von der dritten Öffnung ausgehenden dritten Kanalabschnitt angeordnet sein. So kann beispielsweise, wenn ein Mediumstrom über die erste Öffnung eintritt und auf zwei Teilströme aufgeteilt wird, ein jeder dieser Teilströme unabhängig vom anderen erfasst beziehungsweise gesteuert werden. Entsprechendes gilt, wenn an der zweiten beziehungsweise dritten Öffnung eintretende Teilströme sich zu einem an der ersten Öffnung austretenden Strom vereinigen. Denkbar ist auch eine Konstellation, bei der ein an der zweiten Öffnung eintretender Strom am ersten Ventilsitz überwacht beziehungsweise gesteuert wird, an der ersten Öffnung ein Teil dieses Stroms abgezweigt oder zusätzlich Medium zugeführt wird, und der resultierende Strom am zweiten Ventilsitz abermals überwacht oder gesteuert wird.

Um eine platzsparende Anordnung der Ventilsitze zu ermöglichen, erstrecken sich der zweite und der dritte Kanalabschnitt vorzugsweise von entgegengesetzten Stirnflächen aus in den Gehäusekörper. Dabei können der zweite und der dritte Kanalabschnitt wenigstens teilweise miteinander fluchten, oder mit anderen Worten, eine Längsachse des zweiten Kanalabschnitts kann durch den dritten Kanalabschnitt verlaufen.

Vorzugsweise sind die Längsachsen des zweiten und des dritten Kanalabschnitts deckungsgleich.

Eine Trennwand zwischen dem zweiten und dem dritten Kanalabschnitt kann in diesem Fall als ein einteiliger Bestandteil des Gehäusekörpers ausgeführt sein.

Eine Trennwand in einem sich zwischen Öffnungen auf zwei Stirnflächen des Gehäusekörpers erstreckenden Durchgang kann aber auch als separates Bauteil in den Durchgang eingesetzt sein, um diesen in zwei Kanalabschnitte zu unterteilen.

Eine solche eingefügte Trennwand kann zweckmäßigerweise realisiert sein als Teil eines an einer der Öffnungen gehaltenen, in den Durchgang eingreifenden Bechers.

Die Zahl der durch den Kanal verbundenen Öffnungen kann vier betragen, vorzugsweise in Form von je zwei Öffnungen auf einander gegenüberliegenden ebenen Stirnflächen des Gehäusekörpers .

Da nicht immer mehr als zwei dieser Öffnungen zum Anschließen von Leitungen benötigt werden, ist zweckmäßigerweise wenigstens eine von ihnen durch einen Blindverschluss abgedichtet. Um den Durchbruch zwischen zu einander achsversetzten Kanalabschnitten zu schaffen und/oder einen Schließkörper an einem Ventilsitz eines solchen Durchbruchs platzieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn eine Hilfsbohrung sich in Verlängerung jedes Durchbruchs zwischen einem der Kanalabschnitte und der Oberfläche des Gehäusekörpers erstreckt .

Vorzugsweise erstreckt sich die Hilfsbohrung zwischen der Oberfläche und demjenigen Kanalabschnitt, welchem der Ventilsitz zugewandt ist. So kann der Ventilsitz durch die HilfsÖffnung hindurch bearbeitet bzw. ein Träger für einen Schließkörper in der HilfsÖffnung montiert werden.

Ein solcher Schließkörperträger kann zweckmäßigerweise einen Sensor zur Erfassung der Position des Schließkörpers umfassen.

Auch von den Hilfsbohrungen kann eine nicht benötigte jeweils mit einem Blindverschluss versehen sein.

Eine Öffnung in der Oberfläche des Gehäusekörpers, auf die die Hilfsbohrung mündet, kann dieselbe Gestalt haben wie die Öffnungen des Kanals. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, gleiche Blindverschlüsse für die Öffnungen des Kanals und für die Hilfsbohrungen zu verwenden, so dass die Zahl der für die Montage eines Armaturensystems unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gehäusekörpers benötigten Bauteiltypen verringert ist. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, im Bedarfsfalle auch die Öffnung einer Hilfsbohrung zu nützen, um eine Rohrleitung daran anzuschließen. Um die Möglichkeit von Verwechslungen auszuschließen, kann es auch sinnvoll sein, dass eine Öffnung an der Oberfläche des Gehäusekörpers, auf die die Hilfsbohrung mündet, eine von den Öffnungen des Kanals verschiedene Gestalt, insbesondere einen anderen Durchmesser als diese, hat.

Die Hilfsbohrungen erstrecken sich vorzugsweise im rechten Winkel zu den Kanalabschnitten, einerseits um die universelle Verwendbarkeit des Gehäusekörpers aufrecht zu erhalten und zu vermeiden, dass er eine Vorzugs- Durchflussrichtung aufweist, andererseits, im Falle mehrerer Hilfsbohrungen, weil die Anordnung im rechten Winkel es erlaubt, die mehreren Hilfsbohrungen Platz sparend unterzubringen.

Zur Montage von Rohranschlussstücken, Blindverschlüssen oder dergleichen sind die Öffnungen vorzugsweise mit einem Innengewinde versehen.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem ein Träger eines Schließkörpers (17, 53) in wenigstens einer der Hilfsbohrungen (12; 13; 24, 25) montiert ist.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Schließkörper (17) durch eine Feder (18) in eine Schließstellung am Ventilsitz (16) beaufschlagt ist.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Schließkörper (17) in der Schließstellung und in einer offenen Anschlagstellung in einen Durchbruch (14, 15) des Gehäusekörpers eingreift. Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem die Bewegungsfreiheit des Schließkörpers (17) durch einen verstellbaren Anschlag (55) begrenzt ist.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Träger, der Schließkörper (17) und die Feder (18) in einer Baugruppe (2, 3) zusammengefasst sind.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Schließkörper (17) durch ein Magnetfeld in eine Schließstellung am Ventilsitz (16) beaufschlagt ist.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Schließkörper (17), ein Magnet (44) und ein ferromagnetischer Körper (45) in einer Baugruppe (2) zusammengefasst sind.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Träger einen Sensor (19) zur Erfassung der Position des Schließkörpers (17, 53) umfasst.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem ein Sensorbeeinflussungselement (54, 45) an den Schließkörper (17) gekoppelt und mit diesem beweglich ist.

Bevorzugt ist ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Kanal (5, 11, 33; 21, 22) einen oder mehrere gebohrte Kanalabschnitte (5; 11; 33; 21; 22) umfasst.

Bevorzugt ist auch ein Gehäusekörper vorgesehen, bei dem der Gehäusekörper (1) durch Abformen erhalten ist. Bevorzugt ist auch ein Gehausekorper vorgesehen, der aus Edelstahl, Aluminium, Teflon oder POM gefertigt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von

Ausfuhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefugten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gehausekorpers mit einem Stromungssensor gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;

Fig. 2 eine zur Fig. 1 analoge Ansicht gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Stromungssensor gemäß Fig. 1 oder 2;

Fig. 3 a exnen vereinfachten Stromungssensor mit dem

Gehausekorper gemäß der ersten Ausgestaltung;

Fig. 4 einen zur Fig. 3 analogen Schnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung mit erweiterten Anschlussmoglichkeiten;

Fig. 4 a einen Schnitt durch das Stromungsmessgerat der

Figur 4 entlang der eingezeichneten Schnittachse in Figur 4

Fig. 4 b einen Schnitt wie in Figur 4 a zu einem zweiten Zustand des Stromungsmessgerats

Fig. 4 c eine Detailansicht aus Figur 4 b Fig. 4 d drei Momentaufnahmen der Bewegung des bis f Schließkörpers bei einer Schockbelastung

Fig. 4 g ein Einschraubsensorgerät mit einem Schließkörper und einer Anordnung von Dämpfungsbohrungen

Fig. 4 h ein Einschraubsensorgerät mit einem Schließkörper und einer Anordnung von Dämpfungselementen

Fig. 5 einen Schnitt gemäß einer vierten Ausgestaltung mit erweiterten Möglichkeiten zur Platzierung der Sensorelemente ;

Fig. 6 einen Gehäusekörper gemäß einer fünften Ausgestaltung, bestückt mit parallelen, redundanten Sensorelementen;

Fig. 7 einen Gehäusekörper gemäß einer sechsten Ausgestaltung des Strömungssensors;

Fig. 8 eine siebte Ausgestaltung des Gehäusekörpers mit drei Kanalabschnitten und in Reihe angeordneten Sensorelernenten;

Fig. 9 einen weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Gehäusekörpers ;

Fig. 10 eine Abwandlung des Gehäusekörpers der Fig. 8, die mit einer minimalen Zahl von Hilfsbohrungen zahlreiche Möglichkeiten zur Platzierung von zwei Sensoren bietet; Fig. 11 eine Weiterbildung des Gehäusekörpers aus Fig. 10, die größtmögliche Freiheit hinsichtlich anzuschließender Leitungen bietet;

Fig. 12 eine besondere Anwendung des Gehäusekörpers aus Fig. 11;

Fig. 13 ein Detail eines Gehäusekörpers gemäß einer Abwandlung;

Fig. 14 eine weitere Abwandlung des Gehäusekörpers, der die Möglichkeit redundanter Messungen an einem einzigen Durchbruch bietet;

Fig. 15 eine Detaildarstellung, die eine Variante eines Schließkörpers zeigt;

Fig. 16 eine Detaildarstellung mit einer abgewandelten Gestaltung des Durchbruchs;

Fig. 17 eine Detaildarstellung einer Variante, bei der die Bewegungsfreiheit des Schließkörpers verstellbar ist

Fig. 18 eine Weiterbildung des Details aus Fig. 14;

Fig. 19 eine weitere Detaildarstellung, die eine abgewandelte Gestaltung eines Ventilsitzes zeigt;

Fig. 20 ein Detail eines Gehäusekörpers mit einer bevorzugten Ausführungsform eines Sensorelements; Fig. 21 ein Detail des Sensorelements aus Fig. 19 in perspektivischer auseinandergezogener Ansicht; und

Fig. 22 ein Beispiel für einen Strömungssensor, in dessen Gehäuseblock zwei verschiedene Typen von Sensorelementen kombiniert sind; und

Fig. 23 ein zweites Beispiel für einen Strömungssensor mit zwei verschiedenen Typen von Sensorelementen.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäusekörpers 1, bestückt mit zwei Einschraubsensorgeräten bzw. Sensorelementen 2, 3. Der Gehäusekörper 1 ist aus einem massiven Metallblock, zum Beispiel aus Stahl oder Aluminium, gefertigt und hat eine im Wesentlichen flach quaderförmige Gestalt. Für spezielle Anwendungen, z. B. für die Lebensmittelverarbeitung, kommen auch Kunststoffmaterialien wie insbesondere POM oder Teflon für den Gehäusekörper 1 des Strömungsmessgerätes in Betracht .

Von einer vertikalen Schmalseite 4 erstreckt sich eine Sackbohrung 5 senkrecht ins Innere des Gehäusekörpers 1 bis in die Nähe der gegenüberliegenden Schmalseite, wo sie eine von der Oberseite 6 her eingebrachte Hilfsbohrung kreuzt. In diese Hilfsbohrung ist das Einschraubsensorgerät bzw. Sensorelement 2 eingeschraubt. Eine zweite Sackbohrung erstreckt sich von der vom Betrachter abgewandten Schmalseite aus und kreuzt eine von der Unterseite her eingebrachte, das Einschraubsensorgerät bzw. Sensorelement 3 aufnehmende Hilfsbohrung. Die Breitseiten 7 des Gehäusekörpers 1 sind bis auf zwei Durchgangsbohrungen 8 geschlossen. Die Durchgangsbohrungen 8 sind vorgesehen, um durch die Durchgangsbohrungen 8 mehrerer sich mit ihren Breitseiten 7 berührender Gehäusekörper 1 zum Beispiel eine Schraube hindurch zu stecken, um so eine beliebige Zahl der Gehäusekörper 1 zu einer Baugruppe zusammenzufassen oder auf einem (nicht dargestellten) Träger zu befestigen.

Figur 2 zeigt einen zweiten Gehäusekörper in einer zur Fig. 1 analogen Darstellung. Die Anordnung der Sackbohrungen, Hilfsbohrungen und Durchgangsbohrungen am Gehäusekörper 1 ist die gleiche wie am Gehäusekörper der Fig. 1; der Unterschied liegt darin, dass der Gehäusekörper der Fig. 2 im Wesentlichen durch Abformung, zum Beispiel durch Druckguss oder Spritzguss, erhalten ist und an seinen Schmalseiten Material sparende Vertiefungen 9 aufweist. Durch diese Abformungen kann einerseits Material und damit auch Gewicht eingespart werden und andererseits bei der Herstellung gerade aus Kunststoff eine schnellere Aushärtung bevorzugt beim Spritzgießen erreicht werden.

Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den Gehäusekörper 1 der Fig. 1 oder 2 entlang einer zu den Breitseiten 7 parallelen Mittelebene. Die von der Schmalseite 4 ausgehende Sackbohrung 5 und eine von der gegenüberliegenden Schmalseite 10 ausgehende Sackbohrung 11 erstrecken sich parallel gegeneinander versetzt in dem Gehäusekörper 1. In rechtem Winkel zu beiden verlaufen Hilfsbohrungen 12, 13, die vorgesehen sind, um darin Gehäuse der -in Figur 3 losgelöst von dem Gehäusekörper 1 dargestellten- Einschraubsensorgeräte bzw. Sensorelemente 2, 3 zu verschrauben. In Verlängerung der Hilfsbohrungen 12, 13 sind zwei Durchbruche 14, 15 zwischen den Sackbohrungen 5, 11 gebildet. Jeder Durchbruch 14, 15 ist umgeben von einer der gegenüberliegenden Hilfsbohrung 12 bzw. 13 zugewandten ringförmigen Planflache, die einen Ventilsitz 16 bildet. Es sind zwei Durchgangsbohrungen 8.1 und 8.2 vorgesehen, über die verschiedene Baugruppen zusammengefasst werden können.

Im montierten Zustand ist ein Schließkorper 17 des Einschraubsensorgerats bzw. Sensorelements 2 bzw. 3 durch eine Schraubenfeder 18 an den Ventilsitz 16 angedruckt. Ein Naherungsschalter oder -sensor 19 ist zur Erfassung der Position des Schließkorpers 17 in einem von dem Gehausekorper 1 abgewandten Ende des Gehäuses des Sensorgerats bzw. - elements 2 bzw. 3 vorgesehen, um einen -je nach Typ des Naherungsschalters oder -sensors 19 metallischen oder ferromagnetischen- Erfassungskorper zu erfassen, der an einem dem Naherungsschalter oder -sensor 19 zugewandten Ende des Schließkorpers 17 montiert ist.

Im Folgenden wird der Einfachheit halber nur noch vom Naherungsschalter 19 die Rede sein, wobei aber, wenn nichts Gegenteiliges gesagt ist, auch ein Naherungssensor gemeint ist.

Wenn ein gasformiges oder flussiges Medium wie durch die Pfeile angezeigt durch den Gehausekorper 1 strömt, so wird dadurch der Schließkorper 17 des Einschraubsensorgerats 2 in einem zur Durchflussrate des Mediums proportionalen Maß von dem Ventilsitz 16 abgehoben, und die Auslenkung des Schließkorpers 17 wird von dem Naherungsschalter 19 des Einschraubsensorgerats 2 erfasst. Gleichzeitig druckt die Strömung den Schließkorper 17 des Einschraubsensorgerats 3 gegen seinen Ventilsitz 16, so dass der Durchbruch 15 dicht verschlossen ist und der Strom des Mediums komplett durch den Durchbruch 15 laufen muss und vom Einschraubsensorgeräts 2 erfasst wird. Bei einem Richtungswechsel der Strömung sperrt der Schließkörper 17 des Einschraubsensorgeräts 2, und die Strömung wird am Einschraubsensorgerät 3 erfasst. Der Aufbau der Fig. 3 erlaubt auf diese Weise genaue Durchflussmessungen in zwei Richtungen.

Der Aufbau der Figur 3 kann beispielsweise in einem geschlossenen System, in dem ein Medium abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen umgewälzt wird, eingesetzt werden, um durch Vergleichen der von den zwei Sensorgeräte 2, 3 erfassten Durchsätze eine eventuelle Leckage zu erfassen. Hierfür sind die zwei Sensorgeäte zweckmäßigerweise baugleich und ihre Näherungsschalter 19 eventuell sogar paarweise auf gleiche Empfindlichkeit selektiert .

Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die zwei Einschraubsensorgeräte bzw. Sensorelemente 2, 3 unterschiedlich empfindlich sind, um zum Beispiel in einer Anwendung, in der die Hauptflussrichtung des Mediums in Richtung der Pfeile der Fig. 3 verläuft, gelegentliche schwache Flüsse in Gegenrichtung aber nicht ausgeschlossen sind, auch die letzteren zu erfassen und auf diese Weise zu einem exakteren Messwert für den Gesamtdurchsatz an Medium zu gelangen, als dies mit einem einzigen Sensor möglich ist.

Zur Dämpfung von plötzlichen Druckspitzen sind bei den Einschraubsensorgeräten 2 und 3 Dämpfungselemente vorgesehen. Insbesondere weist das Einschraubsensorgerät 2 einen Dampfungsschlitz 111 auf und das

Einschraubsensorgerat 3 eine Dampfungsbohrung 112. Es ist bevorzugt auch denkbar, dass ein Einschraubsensorgerat eine Kombination von Dampfungsschlitzen und/ oder Dampfungsbohrungen aufweist. Durch diese Dampfungselemente wird bei schlagartigen Durchflussanderungen vermieden, dass die Schließkorper 17 schlagartig gegen die Federkraft nach oben bis zum Anschlag geschlagen werden und dadurch die Mechanik Schaden nehmen konnte. Durch die Dampfungselemente ist vielmehr sichergestellt, dass eine solche schlagartige Belastung durch das Medium (beispielsweise Flüssigkeit) zwischen dem hulsenformigen Schließkorper 17 und der Zylinder, auf dem der Schließkorper verfahrbar angeordnet ist, abgedampft wird. Dadurch dass bei einer solchen Bewegung das Medium zwischen dem Zylinder 37 und Schließkorper 17 komprimiert wird, kann das Medium nur über das Dampfungselement entweichen. Dies fuhrt dazu, dass bei einer solch schlagartigen Belastung das Medium den Schließkorper 17 gegenüber dem Anschlag auf dem Zylinder 37 dampft und das Medium über die Dampfungsbohrung 112 oder den Dampfungsschlitz 111 oder eine Kombination hiervon, insbesondere auch eine Vielzahl von Bohrungen, verzögert abgeleitet wird. Dadurch wird eine effektive Dampfung durch das langsamer entweichende Fluid in dem System Schließkorper - Zylinder realisiert.

Bevorzugt werden als Dampfungsbohrungen 112 auch eine Mehrzahl an Bohrungen vorgesehen, besonders bevorzugt auch Bohrungen verschiedener Große. Diese Bohrungen können auf einer Hohe angeordnet sein oder entlang des Verschiebeweges auf der Oberflache des Schließkorpers . Es ist auch möglich, auf einem Schließkorper mindestens einen Dampfungsschlitz und Bohrungen in Kombination vorzusehen. Hierdurch können verschiedene Dämpfungsverhalten eingestellt werden, die auf das Fluid abgestimmt werden können. So kann bei einem gasförmigen Medium eine kleine Bohrung vorgesehen sein, um durch eine stärkere Komprimierung des Gases den Schlag effektiv zu dämpfen, während bei einer zähen Flüssigkeit ein breiter Dämpfungsschlitz gewählt werden kann, um das gewünschte Dämpfungsverhalten einzustellen.

Figur 3 a zeigt eine Variante eines Strömungssensors mit dem Gehäusekörper 1 gemäß Figur 3 und einem einzigen Einschraubsensorgerät 2. Die Hilfsbohrung 13 ist durch einen Stopfen 38 verschlossen, der einen verstellbaren Schließkörper 17 trägt. Der Schließkörper liegt am Ventilsitz 16 des Durchgangs 14 an und versperrt diesen, so dass der gesamte Strömungssensor nur in einer Richtung für das Medium durchlässig ist.

Figur 4 zeigt eine Variante des Gehäusekörpers 1, bei der die beiden Sackbohrungen 5, 11 durch sich von einer Schmalseite 4 zur anderen 10 erstreckende Bohrungen 20, 21 ersetzt sind. Die Öffnungen, an denen diese Bohrungen 20, 21 auf die Schmalseiten 4, 10 münden, sind sämtlich mit Innengewinden 22 versehen, in die wahlweise (nicht dargestellte) Anschlussstutzen oder Blindstopfen 23 eingeschraubt werden können. Fig. 4 zeigt zwei solche Blindstopfen 23 an der auf die Schmalseite 10 mündenden Öffnung des Kanals 20 und an der auf die Schmalseite 4 mündenden Öffnung des Kanals 21 im montierten Zustand. Wenn diese Blindstopfen 23 montiert sind, entspricht der Aufbau der Fig. 4 strömungstechnisch demjenigen der Fig. 3. Alternativ besteht die Möglichkeit, zwei Blindstopfen 23 an einer gleichen Schmalseite 4 oder 10 und Zu- und Ableitungen für das Medium auf der jeweils anderen Schmalseite anzuschließen.

Des Weiteren ist auch eine Sammler- oder Verteilerfunktion realisierbar, wenn jeweils nur eine oder keine der vier Öffnungen der Bohrungen 20, 21 mit Blindstopfen 23 versehen ist.

Einer weiteren Variante zufolge können in dem Gehäusekörper eine Durchgangsbohrung wie 20 oder 21 mit einer Sackbohrung wie 5 oder 11 kombiniert werden, so dass an den vertikalen Schmalseiten 4, 10 insgesamt drei Öffnungen vorhanden sind.

Bevorzugt sind die Öffnungen der Bohrungen 20, 21 genauso groß wie die Bohrungen für die Einschraubsensorgeräte. Auf diese Weise können die Anschlüsse nochmals variabler montiert werden.

Das Einschraubsensorgerät 2 umfasst einen Schließkörper 17 mit einer Dämpfungsbohrung 112.1, der über dem Zylinder 37 beweglich verschiebbar angeordnet ist und durch die Kraft der Feder 18 in die Ausnehmung 15 gepresst wird. Im Kopf des Schließkörpers 17 ist ein Magnet 122 angeordnet und im Zylinder 37 ist ein Magnetsensor 121 angeordnet. Das Feld, das durch den Magneten erzeugt wird, ist gestrichelt eingezeichnet. Durch die Sensoreinstelleinrichtung 115 ist der Abstand zwischen dem Magnetsensor 121 und dem Magneten 122 einstellbar. Die Sensoreinstellrichtung 115 kann in das Einschraubsensorgerät 2 eingedreht werden, wodurch der Abstand zwischen dem Magnetsensor 121 und dem Magneten 122 verringert wird. Dadurch wird der Schaltpunkt für diese Sensoranordnung früher erreicht. Wenn die Sensoreinstellrichtung 115 aus dem Einschraubsensorgerät 2 herausgedreht wird, wird der Schaltpunkt für diese Sensoranordnung erst bei einer höheren Verschiebung des Schließkörpers 17 gegenüber dem Zylinder 37 erreicht. Die gewünschte Position der Sensoreinstellrichtung 115 und damit der Schaltpunkt der Sensoranordnung kann über die Feststellschraube 116 fixiert werden.

In Figur 4 a ist ein Schnitt durch das Strömungsmessgerät der Figur 4 entlang der eingezeichneten Schnittachse in Figur 4 dargestellt. Es sind beide Dämpfungsbohrungen 112.1 und 112.2 zu sehen.

In Figur 4 b ist ein Schnitt durch das Strömungsmessgerät wie in Figur 4 a dargestellt. Der Schließkörper 17 befindet sich hier in einem extrem nach oben ausgelenkten Zustand, wie dies nach einer schockartigen Belastung durch pulsierendes Medium auftreten könnte. Auch zu erkennen ist, dass die Feldlinien (gestrichelt eingezeichnet) des Magneten 122 nun am Magnetsensor 121 deutlich stärker wirken und der Schaltpunkt damit schon sicher erreicht wurde. In diesem komprimierten Zustand verhindern nun die Dämpfungsbohrungen 112.1 und 112.2, dass der Schließkörper 17 entlang des Zylinders 37 entgegen der Kraft der Feder 18 bis nach oben zum Anschlag durchfährt und dabei Schaden nehmen kann. Durch die Dämpfungsbohrungen 112.1 und 112.2 entweicht während des Verfahrens des Schließkörpers 17 entlang des Zylinders 37 das Medium, das sich noch zwischen dem Schließkörper 17 und dem Zylinder 37 befindet über die Dämpfungsbohrungen 112.1 und 112.2. Erst wenn der Punkt erreicht ist, der in Figur 4 b dargestellt ist, dass nämlich die Dämpfungsbohrungen 112.1 und 112.2 auf der Höhe des Zylinders angelangt sind, kann das Medium, das sich noch zwischen dem Schließkörper 17 und dem Zylinder 37 befindet, nicht mehr so leicht über die Dampfungsbohrungen 112.1 und 112.2 entweichen.

Dieser Aspekt wird in Figur 4 c dargestellt. Figur 4 c stellt eine Detailansicht aus Figur 4 b dar. Es ist der Zustand zu erkennen, bei dem der Schließkorper 17 über den Zylinder 37 so weit nach oben verfahren ist, dass die Dampfungsbohrungen 112.1 und 112.2 das Medium nicht mehr ungehindert entweichen lassen, sondern das Medium bzw. Fluid oder Gas über den Restspalt 138, der zwischen dem Schließkorper 17 und dem Zylinder 37 gebildet ist, entweichen muss. Dies fuhrt zu einer Komprimierung des Mediums und damit zu einer unmittelbaren Stoßdampfung auf die verbleibende Strecke, die der Schließkorper 17 über den Zylinder 37 noch bewegt werden kann. Auf diese Weise wird der Schließkorper 17 effektiv gedampft und ein Aufschlagen auf den Anschlag verhindert. Dadurch wird die Sensoranordnung gegen Schlagbelastung geschützt.

In den Figuren 4 d bis f ist im zeitlichen Ablauf nochmals in drei Momentaufnahmen die Bewegung des Schließkorpers 17 bei einer Schockbelastung dargestellt. Als Sensoranordnung ist hier ein induktiver Sensor dargestellt, der aus einem Oszillator 123 und der metallischen Hülse des Schließkorpers 17 besteht. Wenn diese metallische Hülse über den Zylinder 37 bewegt wird, wird ihre Position relativ zu dem Oszillator 123 verändert und dadurch der voreingestellte Schaltpunkt erreicht.

In Figur 4 d ist nun der Schließkorper 17 im geschlossenen Zustand dargestellt, wie er herrscht, wenn beispielsweise kein Medium fließt. Die Feder 18 bewirkt hierbei, dass der Schließkorper 17 in die Öffnung 15 auf den Ventilsitz 16 gedruckt wird. Der induktive Sensor schaltet nicht, da die Hülse des Schließkorpers 17 weit von dem Oszillator 123 entfernt ist.

In Figur 4 e ist nun ein Zustand dargestellt, bei dem der Schließkorper 17 nach oben ausgelenkt wurde, wie er auftritt, wenn Fluid fließt und dadurch der Schließkorper aus seiner Position entgegen der Kraft der Feder 18 bewegt wurde. Die Hülse des Schließkorpers 17 befindet sich nun bereits auf Hohe des Oszillators 123, wodurch der induktive Sensor nun seinen Schaltpunkt erreicht hat.

In Figur 4 f ist der Zustand dargestellt, der sich bei einer schockartigen Belastung im Extrem einstellt. Hier ist der Schließkorper 17 so weit nach oben ausgelenkt, dass das Medium zwischen Schließkorper 17 und Zylinder 37 nicht mehr über die Dampfungsbohrungen 112 direkt entweichen kann, sondern über einen Restspalt zwischen Schließkorper 17 und Zylinder 37 entweichen muss und dadurch eine Dampfungswirkung erreicht wird.

In Figur 4 g ist ein Einschraubsensorgerat 2 mit einem Schließkorper 17 und einer Anordnung von Dampfungsbohrungen 112.1 bis 112.4 dargestellt. Die Dampfungsbohrungen 112.1 bis 112.4 weisen abnehmende Durchmesser auf, so dass bei der Dampfung einer schlagartigen Belastung die Dampfungswirkung nach Überstreichen der jeweiligen Dampfungsbohrung immer weiter zunimmt. Diese Dampfungsbohrungen 112.1 bis 112.4 können auch alle oder nur einige zusatzlich auf der Ruckseite des Schließkorpers 17 angebracht sein. Hierdurch kann das Dampfungsverhalten nochmals detaillierter eingestellt werden. In Figur 4 h ist ein Einschraubsensorgerät 2 mit einem Schließkörper 17 und einer Anordnung von Dämpfungsschlitzen 111.1 bis 111.2 sowie einer Dämpfungsbohrung 112 dargestellt. Der Dämpfungsschlitz 111.1 ist mit einem über die Axialrichtung des Schließkörpers 17 veränderlichen Breite ausgebildet, hier mit nach unten abnehmender Breite. Damit wird die Dämpfungswirkung bei Belastung ansteigend nicht linear verstärkt. Der Dämpfungsschlitz 111.2 ist abgesetzt mit einer kleineren Breite als der Dämpfungsschlitz 111.1 ausgebildet und die abgesetzte Dämpfungsbohrung 112 bietet in der Extremposition die letzte Möglichkeit für Medium, zwischen dem Schließkörper 17 und dem Zylinder, über den dieser läuft, zu entweichen.

Figur 5 zeigt eine zweite Weiterbildung des Gehäusekörpers 1. Der Gehäusekörper 1 der Figur 5 weist wie derjenige der Figur 3 von entgegengesetzten Schmalseiten 4, 10 her vorgetriebene Sackbohrungen 5, 11 auf, allerdings liegen den Durchbrüchen 14, 15 jeweils auf beiden Seiten, oben und unten, Hilfsbohrungen 12, 13 beziehungsweise 24, 25 gegenüber, und die Durchbrüche 14, 15 sind zu beiden Sackbohrungen 5, 11 hin jeweils von Ventilsitzen 16 umgeben .

Anstatt wie gezeigt sich diametral gegenüberliegend ist es bei dieser Ausgestaltung auch möglich, die

Einschraubsensorgeräte 2, 3 in paralleler Orientierung, das heißt beide von der Oberseite 6 oder beide von der Unterseite her in den Gehäusekörper 1 zu montieren. In diesem Fall sollte ein durch die Bohrungen 5, 11 verlaufender Strom, wenn die Sensorelemente 2, 3 baugleich und die Durchbrüche 14, 15 von gleicher Gestalt sind, sich zu im Wesentlichen gleichen Teilen auf die zwei Durchbrüche 14, 15 verteilen, so dass beide Einschraubsensorgeräte 2, 3 im Wesentlichen gleiche Messsignale liefern. Ist dies nicht der Fall, so ist dies ein Hinweis darauf, dass eines der Einschraubsensorgeräte 2, 3 gestört ist und dass die gelieferten Messsignale nicht vertrauenswürdig sind.

Figur 6 zeigt beispielhaft einen Aufbau mit vier Hilfsbohrungen 12, 13, 24, 25 und Seite an Seite angeordneten Einschraubsensorgeräten 2, 3, der eine Aufteilung des strömenden Mediums auf die zwei Durchbrüche 14, 15 und eine Messung der Teilströme an den beiden Durchbrüchen wie oben beschrieben ermöglicht, allerdings mit wie in Figur 4 durchgehenden Bohrungen 20, 21 anstelle der Sackbohrungen 5, 11. Besonders bevorzugt sind alle Öffnungen sowohl die Hilfsbohrungenl2, 13, 14, 25 sowie die durchgehenden Bohrungen 20, 21 gleich groß, so dass Sensoren, Anschlüsse und Blindstopfen in beliebiger Anzahl und Weise konfigurierbar sind.

Die durchgehende Bohrung 21 ermöglicht eine weitere vorteilhafte Anwendung als Störungsabsicherung für einen Verbraucher, der an einer über die Bohrung 21 durch den Gehäusekörper 1 führenden Leitung stromabwärts angeordnet ist. Wenn z.B. aufgrund einer Verstopfung der Leitung stromabwärts von der Bohrung 21 das Medium sich aufstaut, weicht es in die Bohrung 20 aus und verdrängt dabei die Schließkörper 17 der Einschraubsensorgeräte 2, 3. Um eine Störung festzustellen, genügt es, wenn eines der Sensorelemente bzw. Einschraubsensorgeräte 2, 3 die Verdrängung seines Schließkörpers erfasst. Es könnte daher einer der Durchbrüche 14, 15 durch einen über eine benachbarte Hilfsbohrung eingeführten Stopfen verschlossen sein. Die parallele Verwendung der zwei Einschraubsensorgeräte 2, 3, hat jedoch den Vorteil, dass auch dann, wenn einer der Schließkörper in geschlossener Stellung festklemmt, noch eine Störungserfassung möglich ist.

Figur 7 zeigt einen abgewandelten Gehäusekörper 1, der sich von demjenigen der Figur 6 durch das Vorhandensein eines umlaufenden Bundes 30 in den beiden Bohrungen 20, 21 in einer Mittelebene zwischen den Hilfsbohrungen 12, 25 einerseits und 13, 24 andererseits unterscheidet. Die obere Bohrung 20 ist im hier gezeigten Aufbau beiderseits mit Blindstopfen 23 verschlossen. Ein Einschraubsensorgerät 3 greift durch die Hilfsbohrung 24 an der Oberseite des Gehäusekörpers 1 in den Durchbruch 14 ein, ein Einschraubsensorgerät 2 durch die Hilfsbohrung 25 an der Unterseite in den Durchbruch 15.

Ein Becher 26 ist vorgesehen, um von der Schmalseite 4 her in die untere Bohrung 21 eingeführt zu werden. Der Becher 26 hat eine zylindrische Außenwand 27 mit einer darin gebildeten Öffnung 28 und einen geschlossenen Boden 29 mit einer einen Dichtring 32 aufnehmenden Nut. Am Becher 26 und der Bohrung 21 kann eine Codierung vorgesehen sein, die sicherstellt, dass der Becher nur in einer Orientierung in der Bohrung 21 platzierbar ist, in welcher die Öffnung 28 dem Durchbruch 14 zugewandt ist. Durch Einschrauben eines Anschlussstutzens in das Gewinde 22 an der auf die Schmalseite 4 mündenden Öffnung der Bohrung 21 ist der Becher 26 mit an dem Bund 30 anliegendem Dichtring 32 in der Bohrung 21 fixierbar. Da auch die Bohrung 20 einen Bund 30 aufweist, könnte der Becher 26, wenn gewünscht, auch in der Bohrung 20 montiert werden .

Der Aufbau der Figur 7 ist in einer Leitung zwischen zwei miteinander fluchtenden Rohrstücken als Durchflusssensor verwendbar. Von links in den Becher 26 eintretendes Medium kann die Bohrung 21 nicht auf direktem Wege passieren, da diese von dem Boden 29 versperrt ist. Stattdessen passiert es die Öffnung 28 und den Durchbruch 14, wobei es den Schließkörper 17 des Sensors 3 in zur Durchflussrate proportionalem Maße verdrängt, und gelangt so in die Bohrung 20. Von dort strömt es durch den Durchbruch 15 zurück in die Bohrung 21, wobei es den Schließkörper 17 des Sensors 2 verdrängt, und verlässt den Gehäusekörper 1 über den rechten Auslass der Bohrung 21.

Aus einer eventuellen Diskrepanz der von den Sensorelementen gelieferten Messsignale kann wie bei der Ausgestaltung der Figur 6 auf eine Störung eines der Sensorelemente geschlossen werden. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, nicht identische Sensoren, insbesondere solche mit unterschiedlichen Messbereichen, zu montieren, um so eine exakte Messung des Durchsatzes auf einem größeren Messintervall zu ermöglichen, als mit einem einzelnen Sensor abgedeckt werden kann.

Einer nicht gezeichneten Abwandlung zufolge haben die Ventilsitze 16 jeweils einen kleineren Durchmesser als die Bohrungen 20, 21, und der Becher 26 hat zwei sich diametral gegenüberliegende Öffnungen, deren Durchmesser denen der Ventilsitze 16 entspricht. Dann ist es möglich, an dem Gehäusekörper 1 ein Sensorelement mit den Becher 26 kreuzendem Schließkörper 17 zu montieren.

Figur 8 zeigt eine speziell an eine Anwendung mit in Reihe angeordneten Sensorelementen angepasste Ausgestaltung des Gehäusekörpers. Anstelle der durchgehenden Bohrung 21 sind in einem unteren Bereich des Gehäusekörpers zwei aus entgegengesetzten Richtungen aufeinander zulaufende Sackbohrungen 11, 33 vorgesehen, zwischen denen eine mit dem übrigen Gehäusekörper einteilige Trennwand 34 die Funktion des Becherbodens 29 aus Fig. 7 übernimmt. Eine Sackbohrung 5 im oberen Teil des Gehäusekörpers 1 ist durch einen Blindstopfen 23 verschließbar. Einschraubsensorgeräte 2, 3 sind in sich diametral gegenüberliegende Hilfsbohrungen 24, 25 eingeschraubt, in einer Konfiguration, die äußerlich derjenigen der Figur 3 oder 4 ähnelt. Aufgrund der gegenüber diesen Figuren veränderten Lage der Ein- und Auslässe für das Medium und des Vorhandenseins der Trennwand 34 liegen die Einschraubsensorgeräte 2, 3 gemäß Fig. 8 im Strom des Mediums in Reihe hintereinander.

Der Blindstopfen 23 der Figur 8 kann auch weggelassen und durch einen Rohranschluss ersetzt werden; in diesem Fall fungiert der Aufbau der Figur 8 nicht nur als Durchflusssensor, sondern dient gleichzeitig zum Verteilen eines an der Sackbohrung 11 eingespeisten und vom Sensor 2 gemessenen Stroms in einen an der Öffnung 35 der Sackbohrung 5 austretenden ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom, der nach Passieren des Durchbruchs 14 und Erfassung durch den Sensor 3 über die Sackbohrung 33 austritt. Der erste Teilstrom kann in diesem Aufbau zwar nicht direkt gemessen werden, doch ist sein Durchsatz durch Bilden der Differenz der von den Einschraubsensorgerate 2, 3 gemessenen Durchsatze lexcht ermittelbar.

Selbstverständlich kann auch, wie in Figur 9 gezeigt, eines der zwei Einschraubsensorgerate 2, 3 entfallen und die von ihm belegte Hilfsbohrung 24 oder 25 durch einen Blindstopfen 23 verschlossen sein.

Ein weiterer Unterschied zwischen dem Aufbau der Figur 8 und demjenigen der Figur 9 ist, dass beim Gehausekorper 1 der Figur 9 in der Trennwand 34 ein enger Durchgang 36 gebildet ist, und dass ein zylindrischer Abschnitt des Schließkorpers 17 den Durchbruch 15 zwischen den Sackbohrungen 5 und 11 exakt ausfüllt. Dies hat zur Folge, dass erst dann Medium in maßgeblichem Umfang den Durchbruch 15 passiert, wenn der Schließkorper 17 komplett aus dem Durchbruch verdrangt ist. Solange ein Druckabfall zwischen den Bohrungen 5, 33 nicht ausreicht, um den Schließkorper 17 vollständig aus dem Durchbruch 15 zu verdrangen, strömt das Medium praktisch ausschließlich über den Durchgang 36, und die Auslenkung des Schließkorpers 17 aus seiner Ruhestellung am Ventilsitz 16 ist proportional zu diesem Druckabfall. Dementsprechend ist auch das Messsignal des Sensors 2 proportional zum Druck und nicht zum Durchsatz des Mediums, solange der Schließkorper 17 nicht komplett aus dem Durchbruch 15 verdrangt ist. Auf diese Weise lasst sich ein Wert vorgeben, bis zu dem eine Bewegung des Schließkorpers 17 noch nicht stattfindet.

Außerdem ist in Figur 9 gegenüberliegend des Einschraubsensorgerats 2 ein Stößel 60 dargestellt, der durch Drehen weiter in den Gehauseblock auf das Schließelement 17 hin zu verstellt werden kann. Über diesen Stößel 60 kann das Schließelement 17 sogar aus seinem Sitz nach oben bewegt und dort fixiert werden, so dass ein Spalt zwischen dem Schließelement und dem Ventilsitz 16 verbleibt. Durch den Stößel lasst sich die Große dieses Spaltes einstellen und dadurch ebenfalls ein Strom an Medium vorwählen, der mindestens existieren muss, um den Schließkorper 17 weiter auszulenken.

Der in Figur 10 gezeigte Gehausekorper 1 unterscheidet sich von demjenigen der Figur 8 durch eine dritte Hilfsbohrung 24, die von der Oberseite 6 des Gehausekorpers 1 her auf den Durchbruch 14 ausgerichtet ist, und dadurch, dass auch an der der Bohrung 5 zugewandten Seite des Durchbruchs 14 ein Ventilsitz 16 gebildet ist. Die Hilfsbohrung 24 kann blindgestopft sein, um eine Anordnung der Sensoren 2, 3 wie in Figuren 8 oder 9 gezeigt zu realisieren; darüber hinaus bietet sie die Möglichkeit, zwei Einschraubsensorgerate 2, 3 wie gezeigt parallel nebeneinander anzuordnen. In dieser Anordnung fungiert der Gehausekorper 1 zusatzlich als ein T-Stuck zum Zusammenfuhren von jeweils über die Bohrungen 11, 33 eingespeisten Teilstromen, deren Durchsatzrate vom Sensorelement 3 beziehungsweise 2 erfasst wird, und die gemeinsam über die Öffnung 35 der Bohrung 5 austreten.

Der Gehausekorper 1 der Figur 11 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 10 zum einen dadurch, dass die Sackbohrung 5 durch eine durchgehende Bohrung 21 ersetzt ist. Eine der beiden Offnungen dieser Bohrung 21 kann mit einem Blindstopfen 23 versehen sein, um die Konfiguration der Fig. 10 zu realisieren; darüber hinaus bietet sich die Möglichkeit, mit den über die Bohrungen 5, 33 eingespeisten Teilstromen noch einen dritten Teilstrom zu vereinigen, der an einer der Offnungen der Durchgangsbohrung 20 eintritt. Ein zweiter Unterschied ist, dass eine vierte Hilfsbohrung 25 vorgesehen ist, die auf einen der Sackbohrung 11 zugewandten Ventilsitz am Durchbruch 15 ausgerichtet ist. So können die Einschraubsensorgeräte 2, 3, statt von der Oberseite 6 her, wie in Figur 11 gezeigt, auch von der Unterseite her in den Gehäusekörper 1 eingeschraubt werden, um eine Verzweigungsfunktion zu realisieren.

Figur 12 zeigt einen abermals geringfügig abgewandelten Gehäusekörper 1 mit in der oben beschriebenen Weise zur Realisierung einer Verteilungsfunktion orientiert eingebauten Einschraubsensorgeräte 2, 3. Der Gehäusekörper

I der Figur 12 unterscheidet sich von demjenigen der Fig.

II durch einen in der Bohrung 20 mittig umlaufenden Bund 30, der wie bei der Ausgestaltung der Fig. 7 als Anschlag für einen in die Bohrung 20 einführbaren Becher 26 vorgesehen ist. Wenn dieser Becher 26 in der Bohrung 20 durch ein in die Öffnung 35 der Bohrung 20 eingeschraubtes Anschlussstück am Platz gehalten ist, unterteilt er das Innere des Gehäusekörpers 1 in zwei voneinander getrennte Kanäle, einen, in welchem Medium über die Öffnung 35, über das Innere des Bechers 26, den Durchbruch 14 und die Bohrung 33 zirkulieren und dabei vom Sensor 3 gemessen werden kann, und einen dazu spiegelbildlichen Kanal, dessen Durchsatz vom Einschraubsensorgerät 2 erfasst wird.

Wie man sieht, ist dieser Gehäusekörper 1 sehr vielseitig verwendbar, je nachdem, welche der Öffnungen seiner Bohrungen 11, 20, 33 mit Blindstopfen versehen sind, kann ein einzelner Strom, der an Öffnungen einer gleichen Seite des Gehäusekörpers 1 oder an verschiedenen Seiten ein- und austritt, mit einem Einzelsensor gemessen werden, es kann ein einzelner Strom auf bis zu drei Teilströme, von denen bis zu zwei gemessen werden, aufgeteilt werden; es können bis zu drei Teilströme, von denen bis zu zwei gemessen werden, zu einem Ausgangsstrom zusammengeführt werden, ein einzelner Strom kann mit Hilfe von zwei hintereinander geschalteten Sensoren vermessen werden, oder es können zwei voneinander getrennte Teilkreise mit jeweils einem Sensor geschaffen werden.

Die Figuren 13 bis 18 zeigen die diverse jeweils die Einschraubsensorgeräte und ihre Anordnung betreffende Abwandlungen, die mit den diversen oben beschriebenen Ausgestaltungen des Gehäusekörpers 1 beliebig kombinierbar sind.

Während bei den bisher dargestellten Ausgestaltungen die Ebene der Ventilsitze 16 stets tangential zur Wandfläche einer benachbarten Bohrung 5, 11, 20, 21 oder 33 verläuft, ist sie in der Detaildarstellung der Figur 13 geringfügig vertieft angeordnet, so dass ein auf dem Ventilsitz 16 aufliegender Bund 39 des Schließkörpers 17 in die Vertiefung eintauchen kann. Dadurch erhöht sich der Widerstand, den der Schließkörper 17 einer schwachen Strömung entgegensetzt, beziehungsweise der aus einer schwachen Strömung durch den Durchbruch 14 oder 15 resultierende Hub des Schließkörpers 17. So ist die Empfindlichkeit des Sensors für schwache Strömungen erhöht.

Wenn in den bisher betrachteten Ausführungsbeispielen der Durchmesser der Durchbrüche 14, 15 über ihre Länge hinweg konstant ist und ein in einen solchen Durchbruch eingreifendes Kopfstück 40 des Schließkörpers 17 ebenfalls konstanten Durchmesser hat, dann ist der Strömungswiderstand am Durchbruch proportional zur Länge eines Spalts zwischen dem Kopfstuck und der es umgebenden Wand des Durchbruchs. Bei der Ausgestaltung der Fig. 14 ist zwar weiterhin der Durchmesser des Durchbruchs 14 konstant, aber das Kopfstuck 40 ist geringfügig konisch zugespitzt und ist in die dem Bund 39 gegenüber liegende quer zum Durchbruch verlaufende Bohrung, hier mit 11 bezeichnet, verlängert. Wenn eine Strömung den Schließkorper 17 zurückdrängt, verkürzt sich dadurch zunächst nicht der Spalt zwischen dem Kopfstuck 40 und der Wand des Durchbruchs, aber die Breite dieses Spalts nimmt zu, so dass sich wie bei den zuvor betrachteten Ausfuhrungsbeispielen der Stromungswiderstand mit zunehmender Verdrängung des Schließkorpers 17 verringert. Der Weg, über den hinweg der Schließkorper 17 verdrangt werden kann, ist -entsprechend der Lange des Kopfstucks 40- großer als bei den zuvor betrachteten Ausfuhrungsbeispielen, so dass eine hoher auflosende Messung möglich ist.

Eine weitere Besonderheit der Abwandlung von Figur 14 liegt darin, dass ein zweiter Erfassungskorper 41 in die Spitze des Schließkorpers 17 eingelassen ist. In eine diesem Erfassungskorper 41 zugewandte Gewindebohrung 42 des Schließkorpers 17 kann ein zweiter Naherungsschalter oder -sensor eingeschraubt werden, der eine zweite, unabhängige Messung der Position des Schließkorpers 17 zusatzlich zu der des Naherungsschalters oder -sensors 19 ermöglicht.

Zweckmäßig ist insbesondere, sowohl den Naherungsschalter 19 in dem Sensorelement 2 oder 3 als einen Naherungssensor in der Gewindebohrung 42 (oder einen Naherungssensor im Sensorelement und einen Naherungsschalter in der Gewindebohrung 42) vorzusehen, um einerseits einen quantitativen Messwert für die Verdrängung des Schließkorpers 17 als auch ein binares, die Überschreitung einer Grenzposition anzeigendes Signal zur Verfugung zu haben.

Wie in Figur 15 gezeigt, kann auch ein in geschlossener Stellung im Wesentlichen komplett im Durchbruch 15 aufgenommenes Kopfstuck 40 des Schließkorpers 17 kegelförmig verjungt sein, so dass, sobald der Bund 39 des Schließkorpers 17 vom Ventilsitz 16 abhebt, der Stromungswiderstand nicht nur aufgrund einer Verkürzung des von Durchbruch und Schließkorper begrenzten Engpasses sondern auch aufgrund seines mit zunehmender Auslenkung des Schließkorpers wachsenden Querschnitts abnimmt. Eine eventuelle Nichtlinearitat des vom Naherungssensor 19 gelieferten Messsignals kann auf elektronischem Wege kompensiert werden. Denkbar ist aber auch, die Konizitat des Kopfstucks 40 anzupassen und eventuell sogar entlang der Langsachse des Schließkorpers 17 veränderlich zu machen, um ein Messsignal zu erhalten, dass zur Auslenkung oder zum Durchsatz linear, quadratisch, logarithmisch oder in anderer zweckmäßiger Weise proportional ist.

Eine weitere Möglichkeit der Abwandlung ist, den Durchbruch 14 selber konisch zu formen. In Figur 16 ist eine Ausgestaltung gezeigt, bei der der Durchbruch 14 doppelt konisch ist, um in geschlossener Stellung einen großflächigen Kontakt zwischen den Wanden des Durchbruchs 14 und dem Kopfstuck 17 zu ermöglichen, egal, ob das Sensorelement 2 in der gezeigten Orientierung oder umgekehrt, in der hier mit einem Blindstopfen 23 verschlossen gezeigten Hilfsbohrung, montiert ist. Zu Figur 16 ist des Weiteren zu bemerken, dass diese Figur den Schließkorper in einer offenen Anschlagstellung zeigt, d.h. in der größtmöglichen Entfernung vom Ventilsitz 16, die der Schließkorper 17 erreichen kann. In dieser Stellung ist der Schließkorper 17 komplett aus dem Durchbruch 14 ausgeruckt. Sobald dies geschieht, nimmt der Durchsatz durch den Durchbruch 14 sehr stark mit der Auslenkung zu. Es ist dann schwierig, die Auslenkung des Schließkorpers 17 exakt genug zu messen, um daraus den Durchsatz sicher abschätzen zu können, aber es ist ausgeschlossen, dass sich das Medium am Durchbruch 14 aufstaut und einen kritisch hohen Druck aufbaut. Kombiniert man das Sensorelement der Figur 16 in einer Reihenschaltung mit einem zweiten, zur Messung höherer Durchflussraten ausgelegten, z.B. in einer Anordnung wie in Figur 8 gezeigt, dann können die Messsignale der beiden Sensorelemente in einer nachgeordneten gemeinsamen Auswerteschaltung zu einem einzigen Messsignal verrechnet werden, das eine hohe Auflosung bei niedrigem Durchsatz mit einem großen Messbereich kombiniert.

Um die Stellungen, die der Schließkorper einnehmen kann, auf solche zu beschranken, bei denen eine präzise Durchsatzmessung möglich ist, ist es sinnvoll, einen Anschlag vorzusehen, der den Schließkorper 17 daran hindert, komplett aus dem Durchbruch 14 auszurücken.

Figur 17 zeigt eine Abwandlung des Einschraubsensorgerats der Figur 15, das einen solchen Anschlag aufweist. Bei diesem Einschraubsensorgerat ist der Naherungsschalter 19 in einem Becher 55 eingeschraubt und durch eine Kontermutter 56 axial fixiert. Der Becher 55 wiederum ist in das Gehäuse des Sensorelements eingeschraubt und durch eine Kontermutter 57 axial fixiert. Ein Boden des Bechers 55 liegt dem Schließkörper 17 gegenüber und bildet einen verstellbaren Anschlag, der die Bewegungsfreiheit des Schließkörpers 17 begrenzt. Diese Konstruktion bietet dem Anwender die Freiheit, durch Justieren des Anschlags, d.h. der Position des Bechers 55, zu entscheiden, ob er zulassen will, dass der Schließkörper 17 aus dem Durchbruch ausrückt oder nicht, und falls nicht, wie groß der

Durchgangsquerschnitt zwischen dem Schließkörper 17 und den Wänden des Durchbruchs 14 maximal werden darf.

In der Ausgestaltung der Figur 18 liegt einem Schließkörper 17 vom gleichen Typ wie in Figur 14 gezeigt eine Hilfsbohrung 24 des Gehäusekörpers 1 gegenüber. Diese Hilfsbohrung 24 kann, wie gezeigt, durch einen Blindstopfen 23 verschlossen sein, wenn nur ein einziger Messwert für die Verdrängung des Schließkörpers 17 erforderlich ist; wenn ein zweiter Messwert benötigt wird, kann der Blindstopfen 23 einfach durch einen mit einem geeigneten Sensor bestückten Stopfen 43 ersetzt werden.

Die in Figur 19 gezeigte Ausgestaltung unterscheidet sich von den bisher betrachteten in zwei jeweils unabhängig voneinander realisierbaren Aspekten. Dem ersten Aspekt zufolge ist die Schraubenfeder 18, die den Schließkörper 17 gegen den Ventilsitz 16 beaufschlagt, durch eine im Gehäuse des Einschraubsensorgeräts 2 ortsfeste Spule 44 und einen in dem Schließkörper 17 eingebetteten, im Feld der Spule 44 beweglichen ferromagnetischen Körper 45 ersetzt. Die Kraft, die den Schließkörper 17 in seiner axialen Richtung beaufschlagt, ist eine magnetische Kraft zwischen der Spule 44 und dem Körper 45. Der Körper 45 kann gleichzeitig als Erfassungskörper für den Näherungsschalter oder -sensor 19 dienen .

Dem zweiten Aspekt zufolge ist der Ventilsitz 16 hier nicht eine plane Fläche rings um einen Eingang des Durchbruchs 14, sondern die Innenwand des Durchbruchs 14 selber. Der Schließkörper 17 kann daher aus der in Figur 19 gezeigten Gleichgewichtsstellung in verschiedene Richtungen ausgelenkt werden, je nach Strömungsrichtung des Mediums. Eine Rückschlagventilwirkung ist nicht gegeben.

Figur 20 zeigt einen Teilschnitt durch einen Gehäusekörper 1 mit einem darin montierten Sensorelement 46. Das in dieser Figur gezeigte Sensorelement 46 ist anstelle der mit Bezug auf Figur 3 beschriebenen Einschraubsensorgeräte 2, 3 in jedem der oben beschriebenen Gehäusekörper 1 verwendbar. Es umfasst eine in eine Hilfsbohrung des Gehäusekörpers 1 dicht eingeschraubte Gehäusemuffe 47, in der wiederum ein Näherungsschalter 19 axial verstellbar verschraubt ist. An ihrem in den Gehäusekörper 1 eingreifenden Ende trägt die Gehäusemuffe 47 ein mehrfach durchbrochenes Rohrstück 48. Eine Ventilklappenanordnung, die an einem von der Gehäusemuffe 47 abgewandten offenen Ende des Rohrstücks 48 befestigt und dicht an den Ventilsitz 16 angedrückt ist, ist in Figur 21 vergrößert gezeigt. Sie umfasst einen in sich steifen Stützring 49, der vorgesehen ist, um von dem Rohrstück 48 gegen den Ventilsitz 16 gedrückt zu werden, sowie ein elastisches Formteil 50 mit einem äußeren Ring 51, der formschlüssig in eine umlaufende Nut 52 des Stützrings 49 eingreift, und einer von dem äußeren Ring 51 umgebenen und auf einem Teil ihres Umfangs mit diesem einteilig verbundenen Klappe 53. Wenn kein Medium durch das Sensorelement 46 strömt, liegt die Klappe 53 dicht an dem Stϋtzring 49 an. Wenn Medium in der Perspektive der Fig. 17 von unten nach oben durch den Durchbruch 15 strömt, drückt es die Klappe 53 hoch, und die resultierende Bewegung eines in die Klappe 53 eingelassenen metallischen oder ferromagnetischen Erfassungskörpers 54 wird von dem Näherungsschalter 19 erfasst.

Figur 22 zeigt ein Beispiel eines Durchflusssensors, in dem Einschraubsensorgeräte 2, 3 von unterschiedlichem Typ in einem Gehäusekörper 1 kombiniert sind. Der hier gezeigte Gehäusekörper 1 ist vom gleichen Typ wie in Figur 6, doch versteht sich, dass das Beispiel auch auf andere hier gezeigte Typen des Gehäusekörpers 1 übertragbar ist.

Die Einschraubsensorgeräte 2, 3 sind beide in den Durchbrüchen 14, 15 zwischen den Bohrungen 20, 21 so angeordnet, dass sie einen Fluss von der Bohrung 21 in die Bohrung 20 ermöglichen, nicht aber in Gegenrichtung. Das Sensorelement 2 hat einen Schließkörper 17 mit kurzem, stark konisch verjüngtem Kopfstück40, wie mit Bezug auf Figur 15 dargestellt. Das Sensorelement 3 hat einen langen Schließkörper mit eng an den Wänden des Durchbruchs 14 anliegendem Kopfstück 40. Wenn unter dem Druck des Mediums in der Bohrung 21 beide Schließkörper 17 nach oben ausweichen, fließt das Medium im Wesentlichen nur durch den Durchbruch 15 des Einschraubsensorgeräts 2, und allein der Näherungsschalter 19 dieses Sensorelements 2 liefert einen für den Durchsatz des Mediums repräsentatives Messsignal. Um ein solches quantitatives Messsignal zu liefern, ist dieser Näherungsschalter 19 vorzugsweise ein induktiver Sensor. Nur wenn das Sensorelement 2 in geschlossener Stellung festklemmt, wird der Schließkörper 17 des Sensorelements 3 so weit ausgelenkt, dass in nennenswertem Umfang Medium durch den Durchbruch 14 fließt. Um dies festzustellen, braucht der Näherungsschalter 19 des Sensorelements 3 lediglich ein binäres Signal liefern zu können. Hierfür kann als Näherungsschalter zweckmäßigerweise ein Magnetfeldsensor Verwendung finden. Das Ausgangssignal des Einschraubsensorgeräts 3 zeigt somit an, ob das Einschraubsensorgerät 2 fehlerhaft ist und es repariert bzw. sein Ausgangssignal verworfen werden muss.

Alternativ kann auch der Näherungsschalter des Sensorelements 3 ausgelegt sein, um ein quantitatives zu seiner Auslenkung proportionales Messsignal zu liefern. Da das Sensorelement unabhängig von seiner Auslenkung im Wesentlichen kein Medium durchlässt, solange das Kopfstück 40 nicht aus dem Durchbruch 14 ausgerückt ist, ist das Messsignal repräsentativ für den Druckabfall zwischen den Bohrungen 20, 21.

Figur 23 zeigt ein weiteres Beispiel eines

Durchflusssensors mit in einem Gehäusekörper 1 kombinierten Einschraubsensorgeräten 2, 3 von unterschiedlichem Typ. Das Einschraubsensorgerät 2 ist vom in Figur 17 gezeigten Typ. Sein Becher 55 ist so eingestellt, dass die Bewegungsfreiheit des Schließkörpers 17 eng begrenzt ist und der Schließkörper 17 insbesondere nicht den Durchbruch 15 verlassen kann. Das Kopfstück 40 ist nur schwach kegelförmig, so dass der freie Durchlassquerschnitt nur wenig mit der Auslenkung des Schließkörpers 17 zunimmt. Dies und eine relativ schwache auf den Schließkörper 17 - hier durch die Feder 18 - ausgeübte Rückstellkraft geben dem Einschraubsensorgerat 2 eine hohe Empfindlichkeit und einen kleinen Messbereich, z. B. von 0 bis 0,1 l/min.

Das Einschraubsensorgerat 3 ist vom in Figur 14 gezeigten Typ, mit einem langen, im Vergleich zum Sensorelement 3 stark kegelförmigen Kopfstuck 40. Die Bewegungsfreiheit des Schließkorpers 17 ist groß, und der freie Durchlassquerschnitt nimmt stark mit der Auslenkung des Schließkorpers 17 zu. Die Ruckstellkraft der Feder 18 ist kraftiger als beim Einschraubsensorgerat 2. Das Einschraubsensorgerat 3 ist daher relativ wenig empfindlich, hat aber dafür einen großen Messbereich. Vorzugsweise ist dieser Messbereich komplementär zu dem des Einschraubsensorgerats 2, z. B. von 0,1 bis 15 l/min.

Eine mit beiden Einschraubsensorgerate 2, 3 verbundene gemeinsame Auswerteschaltung kann die Messsignale der beiden Sensorelemente zu einem einzigen Signal kombinieren, das sowohl einen großen Messbereich -hier z.B. von 0 bis 15 l/min - als auch -im Messbereich des Sensorelements 2- die hohe Genauigkeit des letzteren aufweist.

Claims

Patentansprüche

1. Gehäusekörper (1) für eine Flusssteuer- und/oder - Überwachungsvorrichtung, der aufweist: mindestens zwei Öffnungen an der Oberfläche (4, 10) des Gehäusekörpers (1), die durch einen Kanal (11, 5, 33; 20, 21) im Innern des Gehäusekörpers (1) verbunden sind, wobei in dem einen Kanal (11, 5, 33; 20, 21) mindestens ein Ventilsitz (16) angeordnet ist.

2. Gehäusekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gehäusekörpers (1) zwei entgegengesetzt orientierte parallele ebene Außenflächen (7) und die Außenflächen (7) verbindende weitere Flächen (4, 6, 10) aufweist und die mindestens zwei Öffnungen in den verbindenden Flächen (4, 10) angeordnet sind.

3. Gehäusekörper nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Flächen (4, 6, 10) eine ebene Stirnfläche (4, 10) umfassen, in der mindestens zwei der Öffnungen gebildet sind.

4. Gehäusekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (11, 5, 33; 20, 21) wenigstens zwei gegeneinander achsversetzte Kanalabschnitte (11, 5, 33; 20, 21) und einen ersten die Kanalabschnitte verbindenden Durchbruch (14; 15) umfasst, und dass der Ventilsitz (16) an dem ersten Durchbruch gebildet ist.

5. Gehäusekörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der durch den Kanal (5, 11, 33; 21, 22) verbundenen Öffnungen wenigstens drei ist.

6. Gehäusekörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kanalabschnitte (20; 21) sich von einer der Stirnflächen (4) bis zur anderen (10) erstreckt.

7. Gehäusekörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse des zweiten Kanalabschnitts (5) durch den dritten Kanalabschnitt (33) verläuft, insbesondere dass der zweite und der dritte Kanalabschnitt (5, 33) deckungsgleiche Längsachsen haben.

8. Gehäusekörper nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennwand (34) zwischen dem zweiten und dem dritten Kanalabschnitt (5, 33) einteiliger Bestandteil des Gehäusekörpers (1) ist.