WO2024008645A1 - Baugruppe eines feldgeräts - Google Patents

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WO2024008645A1
WO2024008645A1 PCT/EP2023/068235 EP2023068235W WO2024008645A1 WO 2024008645 A1 WO2024008645 A1 WO 2024008645A1 EP 2023068235 W EP2023068235 W EP 2023068235W WO 2024008645 A1 WO2024008645 A1 WO 2024008645A1
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WO
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component
mounting sleeve
cylindrical section
bore
cylindrical
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Application number
PCT/EP2023/068235
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English (en)
French (fr)
Inventor
Anton RIEGER
Dominique Wiederkehr
Original Assignee
Endress+Hauser Flowtec Ag
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/04—Sealings between relatively-stationary surfaces without packing between the surfaces, e.g. with ground surfaces, with cutting edge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3209—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
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    • G01F1/3259—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
    • G01F1/3266—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations by sensing mechanical vibrations
    • G—PHYSICS
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/18—Supports or connecting means for meters

Definitions

  • the present invention relates to an assembly of a field device.
  • the assembly according to the invention of a field device comprises a first component; and a second component, wherein the first component has a cylindrical bore, the second component having a mounting sleeve with at least a first cylindrical section which has a clearance fit with respect to the cylindrical bore of the first component, the mounting sleeve having an annular bead around the at least a first cylindrical section which is formed monolithically with the at least one first cylindrical section and which has an interference fit with respect to the cylindrical bore, wherein the at least one first cylindrical section is introduced into the cylindrical bore with the circumferential bead, so that the at least one first Cylindrical section of the mounting sleeve is clamped radially in the cylindrical bore, creating an annular shape circumferential radial seal is formed between the first component and the second component, the interference fit being realized with at least local deformation of the at least one first cylindrical section, in particular in the vicinity of the bead.
  • the surroundings of the bead include in particular the areas of the sleeve adjoining the bead on both sides in the axial direction
  • a field device in the sense of the invention is in particular a measuring device in industrial process measurement technology for recording process measurement variables, such as flow rate, flow velocity, level, pressure, temperature, density, viscosity, pH value, or other process measurement variables.
  • a meter for measuring flow rate may include, for example, a vortex meter, a magnetic inductive flow meter, an ultrasonic flow meter, a thermal flow meter, or a Coriolis flow meter.
  • Level measuring devices include in particular TDR measuring devices with free-radiating or guided microwaves or ultrasonic measuring devices.
  • Pressure measuring devices include a pressure transducer, the measuring membrane of which can be subjected to media pressure directly or via a diaphragm seal.
  • the first component has a first axial stop surface
  • the second component has a second axial stop surface which cooperates with the first axial stop surface in order to determine an axial position of the second component with respect to the first component.
  • the at least one first cylindrical section is arranged in the axial direction over a coupling length in the cylindrical bore, the coupling length being not less than half, for example not less than three quarters and in particular not less than one time of the diameter of the cylindrical Bore is.
  • the interference fit between the mounting sleeve and the bore is the average radial on a contact surface
  • Deformation of the mounting sleeve is at least twice, in particular at least four times, the radial deformation of the bore, and/or the maximum radial deformation of the mounting sleeve, in particular in the area surrounding the bush, is at least four times, in particular at least eight times, the radial deformation of the bore.
  • the average radial deformation can be determined in particular by integrating the radial deformation over the volume of the body under consideration, over the axial region of the first cylindrical section divided by the integration volume.
  • the mounting sleeve has plastic deformation in the area of the contact surface of the interference fit between the mounting sleeve and the bore and/or in the vicinity of the bead, with the bore in particular having no plastic deformation in the area of the contact surface.
  • an axial length of the contact surface in the interference fit is no more than a fifth, in particular no more than a tenth, of the axial length of the at least one first cylindrical section.
  • the vortex meter comprises: a measuring tube with a measuring tube jacket that delimits a lumen for guiding a medium; a bluff body in the lumen of the measuring tube to create a vortex street; and an assembly according to one of the preceding claims, wherein the second component further comprises a paddle sensor, the mounting sleeve having a first end face, the mounting sleeve being arranged at least in sections with the first end face first in the bore, wherein the mounting sleeve has a second end face facing away from the first end face, and wherein the paddle sensor is arranged on the second end face; wherein the measuring tube jacket has an opening behind the obstruction body in the flow direction, through which the paddle sensor protrudes into the lumen, the first component being connected to the measuring tube jacket along a contact surface surrounding the mounting sleeve in a ring, in particular in a media-tight manner.
  • the mounting sleeve has a second cylindrical section, which adjoins the first cylindrical section in the direction of the second end face, the second cylindrical section having a greater wall thickness than the first cylindrical section, the second cylindrical section its end face facing away from the first end face has an elastic membrane body which carries the paddle sensor.
  • the first component has a first axial stop surface
  • the second component has a second axial stop surface which cooperates with the first axial stop surface in order to determine an axial position of the second component with respect to the first component, wherein one of The radial step facing the first end face between the first cylindrical section and the second cylindrical section forms the second axial stop surface.
  • a sealing ring in particular a graphite sealing ring, is clamped between a sealing surface of the measuring tube jacket, which surrounds the opening in the measuring tube jacket in a ring, and a sealing surface of the mounting sleeve facing away from the first end face of the mounting sleeve, which separates the lumen of the measuring tube from the first Component separates.
  • the vortex counter further comprises an electromechanical converter for detecting deflections of the paddle sensors and for providing deflection-dependent electrical primary signals, the electromechanical transducer being arranged in the mounting sleeve.
  • the vortex counter further comprises an electronics housing; and a measuring and operating circuit for operating the electromechanical converter and for detecting the electrical primary signals, the electronics housing being held at a distance from the measuring tube by the first component, the measuring and operating circuit being arranged in the electronics housing, and wherein through the first component a electrical connection runs through which the measuring and operating circuit is connected to the electromechanical converter.
  • Fig. 1 a view of an embodiment of an inventive
  • Fig. 2a a longitudinal section through an embodiment of an assembly according to the invention in a vortex counter
  • Fig. 2b an enlarged detailed longitudinal section through a
  • the exemplary embodiment of a vortex counter 1 shown in FIG. 1 comprises a measuring tube 2 with a substantially cylindrical measuring tube jacket 21 which encloses a lumen 23 for guiding a medium.
  • a particularly prismatic interfering body 24 extends through the lumen 23 of the measuring tube 2 in order to narrow the clear cross section of the measuring tube. Due to this cross-sectional narrowing, a vortex street is created in the flowing medium with a separation frequency of the vortices from the disruptive body 24 that is essentially proportional to the speed.
  • a paddle sensor 340 protrudes through an opening 25 in the casing body 21 of the measuring tube 2 in the flow direction downstream of the disruptive body 24 into the lumen 23 in order to detect the vortices.
  • the vortex counter also has an assembly 3, which is attached to the measuring tube 2 and includes a first component 32 and a second component 34, which are each monolithic here.
  • the first component 32 comprises a flange 322 and a support tube 324 for supporting an electronics housing 40.
  • the flange 322 rests on the measuring tube jacket 21 with a mounting surface 326 and is attached to it by means of bolts 329 (shown only in FIG. 1).
  • a cylindrical bore 328 extends through the first component 32 along a longitudinal axis of the support tube 324.
  • the second component 34 includes the above-mentioned paddle sensor 340, an elastic annular membrane 342 and a mounting sleeve 343.
  • the paddle sensor 340 includes a shaft 341 which is connected to the inner edge of the annular membrane 342, to the outer edge of which the mounting sleeve 343 connects.
  • the mounting sleeve 343 includes a first section 344 and a second section 345, the second section being arranged between the annular membrane 342 and the first section 344.
  • the second section 345 is designed as a rigid hollow cylinder which connects to the annular membrane 342, the cylinder axis of which is perpendicular to one of the annular membrane
  • the first section 344 of the mounting sleeve 343 has a significantly smaller wall thickness than the second section 345, with essentially the same inner diameter, whereby the mounting sleeve
  • the mounting sleeve 34 is inserted with its first section 344 into the bore 328, which extends through the first component 32, over a length L, wherein the cylindrical lateral surface of the first section 344 of the mounting sleeve 343 has a clearance fit with the bore 328.
  • An annular bead 348 runs around the lateral surface of the first section 344 of the mounting sleeve 343 and has an interference fit with the bore 328.
  • the contour of the bead 348 can be designed, for example, toroidal or spherical shell-shaped.
  • the axial stop surface 346 between the first section 344 and the second section 345 of the mounting sleeve 343 rests on the mounting surface 326 of the flange 322 of the first component 32, whereby the second component is axially clamped in a blind hole 28 in the measuring tube jacket 21, the opening 25 in the measuring tube jacket opens into the bottom of the blind hole 28.
  • a sealing ring 27, in particular a graphite sealing ring, is axially clamped between the bottom of the blind hole 28 and the second end face of the mounting sleeve 343.
  • the second component which includes the paddle sensor 340, is connected to the measuring tube jacket in a defined position, temperature-resistant, media-resistant and vibration-resistant and pressure-resistant.
  • the metal-metal seal between the first component 32 and the second component 34 also reliably prevents medium from reaching the lumen 23 of the measuring tube 2 through the bore 328 of the carrier tube 324 into the electronics housing 40 if the sealing ring 27 fails.
  • a measuring and operating circuit 42 for operating the vortex counter 1 is arranged in the electronics housing, which is set up to evaluate the signals of an electromechanical converter 44, which is arranged in the second component 34, and serves to detect the movements of the paddle sensor.
  • the electromechanical transducer 44 can in particular be a capacitive, inductive or resistive transducer, which is connected to the operating and evaluation circuit via a cable through the bore 328 of the carrier tube 324.

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Abstract

Eine Baugruppe (3) eines Feldgeräts, umfasst ein erstes Bauteil (32); und ein zweites Bauteil (34), wobei das erste Bauteil (32) eine zylindrische Bohrung 328) aufweist, wobei das zweite Bauteil (34) eine Montagehülse (343) mit zumindest einem ersten zylindrischen Abschnitt (344) aufweist, der bezüglich der zylindrischen Bohrung (328) des ersten Bauteils (32) eine Spielpassung aufweist, wobei die Montagehülse (343) einen ringförmig umlaufenden Wulst (348) um den mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitt (344) aufweist, der monolithisch mit dem mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitt (344) ausgebildet ist und der bezüglich der zylindrischen Bohrung (328) eine Übermaßpassung aufweist, wobei der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt (344) mit dem umlaufenden Wulst (348) in die zylindrische Bohrung (328) eingebracht ist, sodass der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt (344) der Montagehülse (343) in der zylindrischen Bohrung (328) radial eingespannt ist, wodurch eine ringförmig umlaufende Radialdichtung zwischen dem ersten Bauteil (32) und dem zweiten Bauteil (34) gebildet ist.

Description

Baugruppe eines Feldgeräts
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe eines Feldgeräts.
Aufgrund der Herstellung von Feldgeräten in Baugruppen, die zu einem vollständigen Gerät kombiniert werden, ist es erforderlich, drucktragende und medienbeständige Dichtungen vorzusehen, die über einen weiten Temperaturbereich wirksam sind. Hierzu sind insbesondere Metall-Metall-Dichtungen geeignet, bei denen zwei metallische Dichtflächen mit geeigneter Flächenpressung aneinander liegen. Die Offenlegungsschrift DE 2011 264 offenbart eine Dichtungsanordnung, bei der eine zylindrische Hülse mit einer stirnseitigen konischen Kontur mit einem komplementären Konus axialen gestaucht wird, um eine radiale Flächenpressung, gegen ein durch die Hülse geführtes zylindrisches Rohr zu generieren. Die genannte Schrift ist nur ein Beispiel von vielen, in denen es stets darum geht durch axiale Einspannung eine radiale Dichtung zu erzielen. Wenngleich dies im Prinzip funktioniert, ist es jedoch sehr aufwendig, da mehrere Teile mit geringen Fertigungstoleranzen erforderlich sind, um eine definierte radiale Dichtwirkung zu erzielen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Baugruppe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , und den Wirbelzähler gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7.
Die erfindungsgemäße Baugruppe eines Feldgeräts, umfasst ein erstes Bauteil; und ein zweites Bauteil, wobei das erste Bauteil eine zylindrische Bohrung aufweist, wobei das zweite Bauteil eine Montagehülse mit zumindest einem ersten zylindrischen Abschnitt aufweist, der bezüglich der zylindrischen Bohrung des ersten Bauteils eine Spielpassung aufweist, wobei die Montagehülse einen ringförmig umlaufenden Wulst um den mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitt aufweist, der monolithisch mit dem mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist und der bezüglich der zylindrischen Bohrung eine Übermaßpassung aufweist, wobei der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt mit dem umlaufenden Wulst in die zylindrische Bohrung eingebracht ist, sodass der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt der Montagehülse in der zylindrischen Bohrung radial eingespannt ist, wodurch eine ringförmig umlaufende Radialdichtung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil gebildet ist, wobei die Übermaßpassung unter zumindest lokaler Verformung des zumindest einen ersten zylindrischen Abschnitts, insbesondere in der Umgebung des Wulstes verwirklicht ist.
Die Umgebung des Wulstes umfasst insbesondere die beidseitig in axialer Richtung an den Wulst anschließenden Bereiche der Hülse
Ein Feldgerät im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Messgerät der industriellen Prozessmesstechnik zum Erfassen von Prozessmessgrößen, wie beispielsweise Durchflussrate, Strömungsgeschwindigkeit, Füllstand, Druck, Temperatur, Dichte, Viskosität, pH-Wert, oder anderer Prozessmessgrößen. Ein Messgerät zum Messen der Durchflussrate kann beispielsweise einen Wirbelzähler, einen magnetisch induktives Durchflussmessgerät, ein Ultraschall-Durchflussmessgerät, ein thermisches Durchflussmessgerät oder ein Coriolis-Durchflussmessgerät umfassen. Füllstandsmessgeräte umfassen insbesondere TDR-Messgeräte mit freistrahlenden oder geführten Mikrowellen oder Ultraschall-Messgeräte. Druckmessgeräte umfassen einen Druckmesswandler, dessen Messmembran direkt oder einen Druckmittler mit einem Mediendruck beaufschlagbar ist. Diese beispielhaft genannten Messgeräte, und weitere können erfindungsgemäße Baugruppen umfassen.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das erste Bauteil eine erste axiale Anschlagfläche auf, wobei das zweite Bauteil eine zweite axiale Anschlagfläche aufweist, die mit der ersten axialen Anschlagfläche zusammenwirkt, um eine axiale Position des zweiten Bauteils bezüglich des ersten Bauteils festzulegen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt in axialer Richtung über eine Kopplungslänge in der zylindrischen Bohrung angeordnet, wobei die Kopplungslänge nicht weniger als die Hälfte, beispielsweise nicht weniger als drei Viertel und insbesondere nicht weniger als das Einfache des Durchmessers der zylindrischen Bohrung beträgt.
In einer Weiterbildung der Erfindung beträgt an einer Kontaktfläche der Übermaßpassung zwischen der Montagehülse und der Bohrung die mittlere radiale Verformung der Montagehülse mindestens das Doppelte insbesondere mindestens das Vierfache der radialen Verformung der Bohrung, und/oder die maximale radiale Verformung der Montagehülse insbesondere in der Umgebung des Wustes beträgt mindestens das Vierfache insbesondere mindestens das Achtfache der radialen Verformung der Bohrung.
Die mittlere radiale Verformung kann insbesondere durch Integration der radialen Verformung über das Volumen des betrachteten Körpers, über den axialen Bereich des ersten zylindrischen Abschnitts geteilt durch das Integrationsvolumen ermittelt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Montagehülse, im Bereich der Kontaktfläche der Übermaßpassung zwischen der Montagehülse und der Bohrung und/oder in der Umgebung des Wulstes, plastische Verformung auf, wobei insbesondere die Bohrung im Bereich der Kontaktfläche keine plastische Verformung aufweist.
In einer Weiterbildung der Erfindung beträgt eine axiale Länge der Kontaktfläche in der Übermaßpassung nicht mehr als ein Fünftel insbesondere nicht mehr als ein Zehntel der axialen Länge des mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitts.
Der erfindungsgemäße Wirbelzähler, umfasst: ein Messrohr mit einem Messrohrmantel, der einem Lumen zum Führen eines Mediums begrenzt; einen Störkörper in dem Lumen des Messrohrs zum Erzeugen einer Wirbelstraße; und eine Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das zweite Bauteil weiterhin einen Paddelsensor umfasst, wobei die Montagehülse eine erste Stirnseite aufweist, wobei die Montagehülse zumindest abschnittsweise mit der ersten Stirnseite voran in der Bohrung angeordnet ist, wobei die Montagehülse eine der ersten Stirnseite abgewandte zweite Stirnseite aufweist, und wobei der Paddelsensor an der zweiten Stirnseite angeordnet ist; wobei der Messrohrmantel, in Strömungsrichtung hinter dem Störkörper eine Öffnung aufweist, durch welche der Paddelsensor in das Lumen hineinragt, wobei das erste Bauteil mit dem Messrohrmantel entlang einer die Montagehülse ringförmig umgebenden Kontaktfläche, insbesondere mediendicht, verbunden ist.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wirbelzählers weist die Montagehülse einen zweiten zylindrischen Abschnitt auf, welcher in Richtung der zweiten Stirnseite an den ersten zylindrischen Abschnitt anschließt, wobei der zweite zylindrische Abschnitt eine größere Wandstärke aufweist, als der erste zylindrische Abschnitt, wobei der zweite zylindrische Abschnitt an seiner der ersten Stirnseite abgewandten Stirnseite einen elastischen Membrankörper aufweist, welcher den Paddelsensor trägt.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wirbelzählers weist das erste Bauteil eine erste axiale Anschlagfläche auf, wobei das zweite Bauteil eine zweite axiale Anschlagfläche aufweist, die mit der ersten axialen Anschlagfläche zusammenwirkt, um eine axiale Position des zweiten Bauteils bezüglich des ersten Bauteils festzulegen, wobei eine der ersten Stirnseite zugewandte radiale Stufe zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt die zweite axiale Anschlagfläche bildet.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wirbelzählers ist zwischen einer Dichtfläche des Messrohrmantels, welche die Öffnung im Messrohrmantels ringförmig umgibt, und einer der ersten Stirnseite der Montagehülse abgewandten Dichtfläche der Montagehülse ein Dichtring, insbesondere ein Graphit-Dichtring eingespannt, welcher das Lumen des Messrohrs von dem ersten Bauteil trennt.
In einer Weiterbildung umfasst der erfindungsgemäße Wirbelzähler weiterhin einen elektromechanischen Wandler zum Erfassen von Auslenkungen des Paddel- sensors und zum Bereitstellen von auslenkungsabhängigen elektrischen Primärsignalen, wobei der elektromechanische Wandler in der Montagehülse angeordnet ist.
In einer Weiterbildung umfasst der erfindungsgemäße Wirbelzähler weiterhin ein Elektronikgehäuse; und eine Mess- und Betriebsschaltung zum Betreiben des elektromechanischen Wandlers und zum Erfassen der elektrischen Primärsignale, wobei das Elektronikgehäuse beabstandet zum Messrohr von dem ersten Bauteil gehalten wird, wobei die Mess- und Betriebsschaltung in dem Elektronikgehäuse angeordnet ist, und wobei durch das erste Bauteil eine elektrische Verbindung verläuft, durch welche die Mess- und Betriebsschaltung mit dem elektromechanischen Wandler verbunden ist.
Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 : eine Ansicht eines Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Wirbelzählers;
Fig. 2a: einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe in einem Wirbelzähler; und
Fig. 2b: einen vergrößerten Detaillängsschnitt durch ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Wirbelzählers 1 umfasst ein Messrohr 2 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Messrohrmantel 21 welcher ein Lumen 23 zum Führen eines Mediums umschließt. Ein insbesondere prismatischer Störkörper 24 erstreckt sich durch das Lumen 23 des Messrohrs 2, um den lichten Querschnitt des Messrohrs zu verengen. Aufgrund dieser Querschnittsverengung entsteht im strömenden Medium eine Wirbelstraße mit einer im Wesentlichen geschwindigkeitsproportionalen Ablösefrequenz der Wirbel vom Störkörper 24. Durch eine Öffnung 25 in dem Mantel körper 21 des Messrohrs 2 ragt ein Paddelsensor 340 in Strömungsrichtung stromabwärts des Störkörpers 24 in das Lumen 23, um die Wirbel zu detektieren.
Weitere Einzelheiten des Wirbelzählers sowie einer erfindungsgemäßen Baugruppe zum Herstellen des Wirbelzählers werden nun unter Bezugnahme auf die Fign 2a und 2b erläutert. Der Wirbelzähler weist weiterhin eine Baugruppe 3 auf, die an dem Messrohr 2 befestigt ist und ein erstes Bauteil 32 sowie ein zweites Bauteil 34 umfasst, die hier jeweils monolithisch ausgebildet sind. Das erste Bauteil 32 umfasst einen Flansch 322 und ein Trägerrohr 324 zum Tragen eines Elektronikgehäuses 40. Der Flansch 322 liegt mit einer Montagefläche 326 an dem Messrohrmantel 21 an und ist mittels (nur in Fig. 1 dargestellter) Bolzen 329 daran befestigt. Durch das erste Bauteil 32 erstreckt sich entlang einer Längsachse des Trägerrohrs 324 eine zylindrische Bohrung 328.
Das zweite Bauteil 34 umfasst den oben erwähnten Paddelsensor 340, eine elastische Ringmembran 342 und eine Montagehülse 343. Der Paddelsensor 340 umfasst einen Schaft 341 , der mit dem inneren Rand der Ringmembran 342 verbunden ist, an deren äußeren Rand die Montagehülse 343 anschließt. Die Montagehülse 343 umfasst einen ersten Abschnitt 344 und einen zweiten Abschnitt 345, wobei der zweite Abschnitt zwischen der Ringmembran 342 und dem ersten Abschnitt 344 angeordnet ist. Der zweite Abschnitt 345 ist als biegesteifer Hohlzylinder ausgebildet, der an die Ringmembran 342 anschließt, dessen Zylinderachse senkrecht zu einer von der Ringmembran
342 aufgespannten Ebene verläuft, und der sich bezogen auf die Ringmembran in die dem Paddelsensor 340 abgewandte Richtung erstreckt. Der erste Abschnitt 344 der Montagehülse 343, weist bei im Wesentlichen gleichen Innendurchmesser eine erheblich geringere Wandstärke als der zweite Abschnitt 345 auf, wodurch die Montagehülse
343 beim Übergang zwischen dem ersten Abschnitt 344 und dem zweiten Abschnitt 345 an ihrer äußeren Mantelfläche einen radialen Sprung aufweist, der eine ringförmig umlaufende axiale Anschlagfläche 346 bildet, welche einer ersten Stirnseite der Montagehülse 343 zugewandt und der Ringmembran 342 an der zweiten Stirnseite der Montagehülse abgewandt ist. Die Montagehülse 34 ist mit ihrem ersten Abschnitt 344 in die Bohrung 328, durch das erste Bauteil 32 erstreckt, über eine Länge L eingeschoben, wobei die zylindrische Mantelfläche des ersten Abschnitts 344 der Montagehülse 343 eine Spielpassung zur Bohrung 328 aufweist. Um die Mantelfläche des ersten Abschnitts 344 der Montagehülse 343 verläuft ein ringförmiger Wulst 348 der zur Bohrung 328 eine Übermaßpassung aufweist. Die Kontur des Wulsts 348 kann beispielsweise toroidal oder kugelschalenförmig ausgebildet sein. Durch das Einschieben des ersten Abschnitts 344 der Montagehülse 343 in die Bohrung 328 wird eine Metall-Metall-Dich- tung zwischen dem ersten Bauteil 32 und dem zweiten Bauteil 34 ausgebildet, die insbesondere drucktragend ist. Die Montagehülse 343 wird dabei im Bereich des ersten Abschnitts 344, insbesondere in der Umgebung des Wulstes elastisch und ggf. anteilig plastisch verformt.
Die axiale Anschlagfläche 346 zwischen dem ersten Abschnitt 344 und dem zweiten Abschnitt 345 der Montagehülse 343 liegt an der Montagefläche 326 des Flanschs 322 des ersten Bauteils 32 an, wodurch das zweite Bauteil in einer Sacklochbohrung 28 in dem Messrohrmantel 21 axial eingespannt ist, wobei die Öffnung 25 im Messrohrmantel in den Boden des Sacklochs 28 mündet. Zwischen dem Boden des Sacklochs 28 und der zweiten Stirnseite der Montagehülse 343 ist ein Dichtring 27, insbesondere ein Graphit-Dichtring axial eingespannt. Somit ist das zweite Bauteil, welches den Paddelsensor 340 umfasst, in einer definierten Position, temperaturbeständig, medienbeständig und erschütterungsfest und druckfest mit dem Messrohrmantel verbunden. Durch die Metall-Metall-Dichtung zwischen dem ersten Bauteil 32 und dem zweiten Bauteil 34 wird zudem zuverlässig verhindert, dass bei Versagen des Dichtrings 27 Medium aus dem Lumen 23 des Messrohrs 2 durch die Bohrung 328 des Trägerrohrs 324 in das Elektronikgehäuse 40 gelangt.
In dem Elektronikgehäuse ist eine Mess- und Betriebsschaltung 42 zum Betreiben des Wirbelzählers 1 angeordnet, welche dazu eingerichtet ist, die Signale eines elektromechanischen Wandlers 44 auszuwerten, welcher in dem zweiten Bauteil 34 angeordnet ist, und dazu dient, die Bewegungen des Paddelsensors zu erfassen. Der elektromechanische Wandler 44 kann insbesondere ein kapazitiver, induktiver oder resistiver Wandler sein, welcher über ein Kabel die durch die Bohrung 328 des Trägerrohrs 324 an die Betriebs- und Auswerteschaltung angeschlossen ist. Wenngleich die Erfindung anhand eines Wirbelzählers erläutert wurde, und hier besondere Relevanz entfaltet, ist sie auch für andere Feldgeräte von Interesse, in denen zwei Bauteile zuverlässig miteinander zu verbinden sind.

Claims

Patentansprüche
1 . Baugruppe (3) eines Feldgeräts, umfassend ein erstes Bauteil (32); und ein zweites Bauteil (34), wobei das erste Bauteil (32) eine zylindrische Bohrung 328) aufweist, wobei das zweite Bauteil (34) eine Montagehülse (343) mit zumindest einem ersten zylindrischen Abschnitt (344) aufweist, der bezüglich der zylindrischen Bohrung (328) des ersten Bauteils (32) eine Spielpassung aufweist, wobei die Montagehülse
(343) einen ringförmig umlaufenden Wulst (348) um den mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitt (344) aufweist, der monolithisch mit dem mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitt (344) ausgebildet ist und der bezüglich der zylindrischen Bohrung (328) eine Übermaßpassung aufweist, wobei der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt (344) mit dem umlaufenden Wulst (348) in die zylindrische Bohrung (328) eingebracht ist, sodass der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt
(344) der Montagehülse (343) in der zylindrischen Bohrung (328) radial eingespannt ist, wodurch eine ringförmig umlaufende Radialdichtung zwischen dem ersten Bauteil (32) und dem zweiten Bauteil (34) gebildet ist, wobei die Übermaßpassung unter zumindest lokaler Verformung des zumindest einen ersten zylindrischen Abschnitts, insbesondere in der Umgebung des Wulstes verwirklicht ist.
2. Baugruppe (3) nach Anspruch 1 , wobei das erste Bauteil (32) eine erste axiale Anschlagfläche (326) aufweist, und wobei das zweite Bauteil (34) eine zweite axiale Anschlagfläche (346) aufweist, die mit der ersten axialen Anschlagfläche zusammenwirkt, um eine axiale Position des zweiten Bauteils (34) bezüglich des ersten Bauteils (32) festzulegen.
3. Baugruppe (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der mindestens eine erste zylindrische Abschnitt (344) in axialer Richtung über eine Kopplungslänge (L) in der zylindrischen Bohrung (328) angeordnet ist, wobei die Kopplungslänge (L) nicht weniger als die Hälfte, beispielsweise nicht weniger als drei Viertel und insbesondere nicht weniger als das Einfache des Durchmessers der zylindrischen Bohrung (328) beträgt.
4. Baugruppe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an einer Kontaktfläche der Übermaßpassung zwischen der Montagehülse (343) und der Bohrung (328) die mittlere radiale Verformung der Montagehülse (343) mindestens das Doppelte insbesondere mindestens das Vierfache der radialen Verformung der Bohrung (328) beträgt, und/oder wobei die maximale radiale Verformung der Montagehülse (343), insbesondere in der Umgebung des Wulstes, mindestens das Vierfache insbesondere mindestens das Achtfache der radialen Verformung der Bohrung (328) beträgt.
5. Baugruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Montagehülse (343) im Bereich der Kontaktfläche der Übermaßpassung zwischen der Montagehülse (343) und der Bohrung (328) und/oder in der Umgebung des Wulstes, plastische Verformung aufweist, und wobei insbesondere die Bohrung (328) im Bereich der Kontaktfläche keine plastische Verformung aufweist.
6. Baugruppe (3) nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine axiale Länge der Kontaktfläche in der Übermaßpassung nicht mehr als ein Fünftel insbesondere nicht mehr als ein Zehntel der axialen Länge des mindestens einen ersten zylindrischen Abschnitts beträgt.
7. Wirbelzähler (1 ), umfassend: ein Messrohr (2) mit einem Messrohrmantel (21 ), der einem Lumen (23) zum Führen eines Mediums begrenzt; einen Störkörper (24) in dem Lumen (23) des Messrohrs (2) zum Erzeugen einer Wirbelstraße; und eine Baugruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das zweite Bauteil (34) weiterhin einen Paddelsensor (340) umfasst, wobei die Montagehülse (343) eine erste Stirnseite aufweist, wobei die Montagehülse (343) zumindest abschnittsweise mit der ersten Stirnseite voran in der Bohrung (328) angeordnet ist, wobei die Montagehülse (343) eine der ersten Stirnseite abgewandte zweite Stirnseite aufweist, und wobei der Paddelsensor (340) an der zweiten Stirnseite angeordnet ist; wobei der Messrohrmantel (21), in Strömungsrichtung hinter dem Störkörper (24) eine Öffnung aufweist, durch welche der Paddelsensor (340) in das Lumen hineinragt, wobei das erste Bauteil (32) mit dem Messrohrmantel (31) entlang einer die Montagehülse (343) ringförmig umgebenden Kontaktfläche (326) verbunden ist.
8. Wirbelzähler (1 ) nach Anspruch 7, wobei die Montagehülse (343) einen zweiten zylindrischen Abschnitt (345) aufweist, welcher in Richtung der zweiten Stirnseite an den ersten zylindrischen Abschnitt (344) anschließt, wobei der zweite zylindrische Abschnitt (345) eine größere Wandstärke aufweist, als der erste zylindrische Abschnitt (344), wobei der zweite zylindrische Abschnitt (345) an seiner der ersten Stirnseite abgewandten Stirnseite einen elastischen Membrankörper (342) aufweist, welcher den Paddelsensor (340) trägt.
9. Wirbelzähler (1 ) nach Anspruch 7 mit einer Baugruppe nach Anspruch 2, wobei einer der ersten Stirnseite zugewandte radiale Stufe zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt (344) und dem zweiten zylindrischen Abschnitt (345) die zweite axiale Anschlagfläche (346) bildet.
10. Wirbelzähler (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zwischen einer Dichtfläche des Messrohrmantels (21 ), welche die Öffnung (25) im Messrohrmantels ringförmig umgibt, und einer der ersten Stirnseite der Montagehülse (343) abgewandten Dichtfläche der Montagehülse ein Dichtring 27), insbesondere ein Graphit-Dichtring eingespannt ist, welcher das Lumen (23) des Messrohrs (2) von dem ersten Bauteil (32) trennt.
11. Wirbelzähler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen elektromechanischen Wandler (44) zum Erfassen von Auslenkungen des Paddelsensors und zum Bereitstellen von auslenkungsabhängigen elektrischen Primärsignalen, wobei der elektromechanische Wandler (44) in der Montagehülse (343) angeordnet ist.
12. Wirbelzähler (1 ) nach Anspruch 10, weiterhin umfassend ein Elektronikgehäuse (40); und eine Mess- und Betriebsschaltung (42) zum Betreiben des elektromechanischen Wandlers (44) und zum Erfassen der elektrischen Primärsignale, wobei das Elektronikgehäuse (40) beabstandet zum Messrohr (2) von dem ersten Bauteil (32) gehalten wird, wobei die Mess- und Betriebsschaltung (42) in dem Elektronikgehäuse (40) angeordnet ist, und wobei durch das erste Bauteil (32) eine elektrische Verbindung verläuft, durch welche die Mess- und Betriebsschaltung mit dem elektromechanischen Wandler verbunden ist.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2011264A1 (de) 1970-03-05 1971-09-16 Schaefer & Kind Armaturenfabri Verschraubung fur mit einem Anschluß stutzen zu verbindende starre Rohre
US4791818A (en) * 1987-07-20 1988-12-20 Itt Corporation Cantilever beam, insertable, vortex meter sensor
DE19753555A1 (de) * 1997-01-13 1998-07-16 Eg & G Pressure Science Inc Dichtungsring
DE102013105363A1 (de) * 2013-05-24 2014-11-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Wirbelströmungsmesssensor und Wirbelströmungsmessaufnehmer zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids
US9360354B2 (en) * 2013-09-11 2016-06-07 Smc Corporation Vortex flowmeter
EP1423663B1 (de) * 2001-09-04 2018-11-28 Endress + Hauser Flowtec AG Korrosionsbeständiger wirbelströmungsaufnehmer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313843A (en) 1990-01-29 1994-05-24 Fuji Electric Co., Ltd. Karman vortex flow meter
US9322683B2 (en) 2014-05-12 2016-04-26 Invensys Systems, Inc. Multivariable vortex flowmeter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2011264A1 (de) 1970-03-05 1971-09-16 Schaefer & Kind Armaturenfabri Verschraubung fur mit einem Anschluß stutzen zu verbindende starre Rohre
US4791818A (en) * 1987-07-20 1988-12-20 Itt Corporation Cantilever beam, insertable, vortex meter sensor
DE19753555A1 (de) * 1997-01-13 1998-07-16 Eg & G Pressure Science Inc Dichtungsring
EP1423663B1 (de) * 2001-09-04 2018-11-28 Endress + Hauser Flowtec AG Korrosionsbeständiger wirbelströmungsaufnehmer
DE102013105363A1 (de) * 2013-05-24 2014-11-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Wirbelströmungsmesssensor und Wirbelströmungsmessaufnehmer zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids
US9360354B2 (en) * 2013-09-11 2016-06-07 Smc Corporation Vortex flowmeter

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