DE10207454B4 - Volumenzähler - Google Patents

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Abstract

Volumenzähler (1) mit einer innerhalb eines Gehäuses (2) angeordneten Messkammer (3), mit mindestens einem innerhalb der Messkammer (3) angeordneten, drehbar gelagerten und durch einen Volumenstrom eines Fluids in Drehbewegung versetzbaren Rotor (5, 5'), wobei die Messkammer (3) senkrecht zur Achse des Rotors (5, 5') von dem Fluid durchströmbar ist, und mit mindestens einem mit dem mindestens einen Rotor (5, 5') drehfest verbundenen Signalgeber, der direkt oberhalb des Rotors (5, 5') an einer Verlängerung des Rotors (5, 5') außerhalb der Messkammern (3), aber innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, sowie mit mindestens einem in eine dem Signalgeber zugewandte Stirnwandung des Gehäuses eingesetzten Sensor (13) zur Signalbildung, wobei der Signalgeber als eine flache Signalscheibe (7, 7') mit einer Mehrzahl von diskreten, durch den Sensor (18) erfassbaren Bereichen (8, 9) ausgebildet ist, die in Umfangsrichtung der Signalscheibe (7, 7') volumenproportionale Abmessungen unterschiedlicher Breite und/oder Abstände aufweisen, so dass die ungleichförmige Rotationsbewegung des Rotors...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Volumenzähler.
  • Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, wie er aus der DE 33 00 657 A1 , der DE 34 42 358 C3 oder auch der CH 576 629 A5 bekannt ist.
  • Volumenzähler oder Durchflussmessgeräte sind demnach in einer Vielzahl unterschiedlicher Bauformen wie beispielsweise Ovalradzähler, Zahnradzähler, Bi-Rotor-Zähler, Treibschieber- oder Ringkolbenzähler bekannt, die alle auf einem grundlegenden gemeinsamen Funktionsprinzip beruhen: Innerhalb einer von einem Fluid durchströmbaren Messkammer ist mindestens ein Rotor angeordnet, das durch das strömende Fluid in Drehbewegung versetzt wird, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors als Maß für das den Zähler durchströmende Fluid-Volumen verwendet werden kann. Um eine entsprechende Auswertung dieser Drehbewegung vornehmen zu können, ist es erforderlich, diese in geeigneter Weise sensorisch zu erfassen.
  • Aus der DE 41 42 062 A1 ist ein Volumenzähler zum Messen von Flüssigkeitsmengen in Tankstellen-Zapfsäulen mit einem Gehäuse, einer Messkammer, mindestens einem Rotor in Form eines Schneckenkörpers, einem Signalgeber, der außerhalb der Messkammer, aber innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und einem Sensor bekannt. Der Signalgeber ist als Fächer- oder Zahnscheibe ausgebildet mit einer Mehrzahl von diskreten, durch den Sensor erfassbaren Bereichen gleichen Abstandes. Bei dem bekannten Volumenzähler werden die Umdrehungen des Schneckenkörpers in Impulse umgeformt, deren Größe, Anzahl und Folgefrequenz direkt proportional zur getankten Kraftstoffmenge ist.
  • Die CH 576 629 A5 zeigt ein Strömungsmengen-Messgerät, bei dem die Messkammer senkrecht zur Rotorachse von Fluid durchströmbar ist.
  • Die DE 33 00 657 A1 betrifft einen Ovalradzähler, bei dem jeweils eine Stirnseite mit einem Permanentmagneten bestückt ist und bei denen eine entsprechende Magnetfeldsensor-Anordnung oberhalb der Ovalradstirnseiten vorgesehen ist. Allerdings erlauben die ovalen Stirnflächen flächenmäßig in der Regel nur das Anbringen einer geringen Anzahl von Magneten, da eine notwendigerweise kreisförmige Anordnung in geeigneter Teilung nur im Nabenbereich der Ovalräder erfolgen kann. Dies wirkt sich insbesondere auf die Größe des Messbereiches und die Messwertauflösung nachteilig aus. Eine beliebig enge Anordnung einer Mehrzahl von Permanentmagneten ist darüber hinaus aufgrund der starken magnetischen Streufelder einer solchen Anordnung nicht möglich, da die Gefahr von Fehlmessungen bestünde. Dieser Aspekt ist insbesondere bei Volumenzählern problematisch, bei denen der Rotor bzw. die Rotoren ungleichförmige Rotationsbewegungen ausführen, beispielsweise bei Ovalradzählern.
  • Zum Erreichen einer hohen Messwertauflösung müssen bei derartigen Volumenzählern eine Mehrzahl von Signalgebern in volumenproportionalen, d.h. an die variable Rotationsgeschwindigkeit angepassten Abständen angeordnet sein, die in Teilbereichen aufgrund verminderter Rotationsgeschwindigkeit sehr eng werden. Als nachteilig ist weiterhin anzusehen, dass aufgrund der mit baulichen Veränderungen an den Rotoren verbundenen Anordnung der Permanentmagneten ein nachträgliches flexibles Verändern bzw. Anpassen des Messbereichs oder der Messwertauflösung praktisch nicht mehr möglich ist oder mit erheblichem Aufwand verbunden wäre.
  • Die DE 34 42 358 C3 betrifft einen Flügelradzähler mit in das Flügelrad eingesetzten Permanentmagneten. Auch hier ergeben sich konstruktionsbedingt die vorstehend aufgeführten Nachteile.
  • Beim Gegenstand der CH 576 629 A5 , sind ebenfalls direkt auf der Stirnseite eines schaufelradbesetzten Rotors Permanentmagneten bzw. Teile aus ferromagnetischem Material vorgesehen, dass sich auch hier die entsprechende Problematik ergibt.
  • Ähnliches gilt auch für bekannte Sensoranordnungen in einer hohl ausgebildeten Rotorwelle, z.B. bei Sensoranordnungen nach dem Wiegand-Prinzip. Die Anordnung eines Wiegand-Sensors in einer Hohlwelle ist baulich anspruchsvoll, außerdem ist die zugehörige Steuerungselektronik aufwändig und komplex. Das Gleiche gilt für die Kalibrierung eines solchen Sensors. Der Nachweis einer Drehbewegung geschieht mittels kurzer Pulse, deren Dauer nicht von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors abhängt. Deshalb sind derartige Sensoren, insbesondere bei geringen Durchflussmengen (quasi-statischer Betrieb) mit Nachteilen behaftet. Aufgrund der beengten Platzverhältnisses ist außerdem nur ein geringer konstruktiver Spielraum vorhanden, was mit entsprechend erhöhtem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand einhergeht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsmessgerät unter Vermeidung der vorstehend aufgeführten Nachteile in konstruktiv einfacher und damit fertigungstechnisch günstiger Weise derart auszubilden, das eine sichere, hochaufgelöste und dabei flexible Signalgebung für eine nachgeschaltete Auswertelektronik auch bei geringen Durchflussmengen gewährleistet ist, die mit einer Montage- und Bedienfreundlichkeit einhergeht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Volumenzähler gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass der Querschnitt des Gehäuses bzw. der durch den Rotor überstrichene Bereich zur Volumenmessung optimal genutzt werden kann und somit die Messauflösung erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keinerlei Abdichtungen von Wellen, insbesondere der Geberrotoren erforderlich sind und daher die Reibung minimiert ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Signalscheiben als Fahnenscheiben oder als Lochscheiben ausgebildet sind. Derartige Signalscheiben lassen sich in äußerst einfacher Weise durch Laserschnitt oder Stanzen herstellen und sind damit in der Fertigung besonders kostengünstig. Dabei sind die Vorsprünge bzw. Löcher proportional angeordnet, d.h. die Vorsprünge bzw. die Löcher selbst der Signalscheibe sind nicht äquidistant angeordnet und weisen darüber hinaus auch keine identische Breite auf, sondern sind derartig ausgebildet, dass bei gleichem Volumendurchfluss eine ungleichförmige Rotations bewegung eines rotierenden Bauteils eines Volumenzählers ausgeglichen wird, wie dies beispielsweise bei Ovalradzählern der Fall ist. Auf diese Weise ist auch eine einfache Anpassungsmöglichkeit an beliebige Zählertypen, beispielsweise Zahnradzähler oder Flügelradzähler, gegeben, bei denen die Räder eine gleichförmige Drehbewegung ausführen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei Signalscheiben an einem einzelnen drehbaren Bauteil eines Volumenzählers angeordnet sind. Insbesondere können dabei die Signalscheiben derart relativ zueinander angeordnet sein, dass an den entsprechenden zugeordneten Sensoren ein bestimmter Phasenversatz der Signale resultiert. Durch Vorsehen einer Mehrzahl von Signalscheiben und Sensoren können entsprechend mehrere Signale mit beliebig gestalteten Puls-Pause-Verhältnissen sowie beliebigem Phasenversatz erzeugt werden. Auf diese Weise ist sowohl die Messwertauflösung des Volumenzählers an konkrete Erfordernisse anpassbar, als auch ein Erfassen der Laufrichtung des Zählers, d.h. der Durchflussrichtung des Fluids möglich. Bei einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es darüber hinaus möglich, mehrere Signalscheiben zu einem einzigen Bauteil zu kombinieren, das in diesem Fall zugleich als Fahnen- und Lochscheibe mit mehreren konzentrisch angeordneten Signalspuren aus Vorsprüngen bzw. aus Löchern ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine Minimierung der erforderlichen Bauteilanzahl möglich.
  • Die Signalbildung erfolgt vorzugsweise induktiv, wobei kostengünstige handelsübliche Sensoren zum Einsatz kommen können. Im Zuge einer entsprechenden Ausgestaltung der Erfindung sind die Signalscheiben vorzugsweise aus einem durch induktive Nährungsgeber nachweisbaren Material, insbesonde re aus Chromstahl oder Chrom-Nickel-Stahl in V2A- bzw. V4A-Qualität gefertigt. Alternativ können die Signalscheiben beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehen. Insbesondere beim Vermessen aggressiver Fluide ist die Verwendung widerstandsfähiger, nicht rostender Stahlscheiben als Signalgeber von Vorteil, um eine lange Standzeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Signalbildung magnetisch. In diesem Fall sind die Signalscheiben in Teilbereichen magnetisiert oder weisen in Teilbereichen eine magnetisierte Bestückung, insbesondere in Form von Permanentmagneten auf. Die Sensoren sind dabei vorzugsweise als Magnetfeldsensoren ausgebildet. Im Zuge dieser Ausgestaltung können zur Herstellung der Signalscheiben auch Materialien verwendet werden, die sich mit induktiven Nährungsgebern nicht nachweisen lassen, deren Verwendung jedoch mit Blick auf gewisse materialschädigende Eigenschaften des Fluids angezeigt sein kann. Dies gilt insbesondere für die mögliche Verwendung von Signalscheiben aus Kunststoff mit Permanentmagnetbestückung. Auch im Falle magnetischer Signalbildung sind die entsprechenden magnetisierten Teilbereiche der Signalscheiben vorzugsweise volumenproportional ausgebildet.
  • Eine Weiterbildung des erfindungsgemäße Gegenstandes sieht vor, dass die Sensoren jeweils abgedichtet in einen Sensorhalter eingebracht, insbesondere eingeschraubt sind. Das Vorsehen von Sensorhaltern ermöglicht die Verwendung vielfältiger handelsüblicher Sensoren, da auf diese Weise eine Anpassung der Sensorgeometrie an die baulichen Gegebenheiten des Volumenzählers erreicht werden kann. Vorzugsweise sind dabei die Sensorhalter abgedichtet in entsprechenden Bohrungen angeordnet, die in einem vorteilhafterweise ebenen Deckel des Zähler-Gehäuses vorgesehen sind. Eine solche Ausgestaltung zeichnet sich insbesondere durch ein hohes Maß an Variabilität bezüglich der relativen und absoluten Positionierung der Sensoren aus. Auf diese Weise lassen sich bei einer Verwendung einer Mehrzahl von Signalscheiben bzw. -spuren die zugehörigen Sensoren relativ zueinander derartig anordnen, dass einzelne Signalkanäle zueinander einen bestimmten Phasenwinkel aufweisen. Bei einer Verwendung von zwei Signalscheiben bzw. -spuren und entsprechend zwei Sensoren besitzen die Kanäle vorzugsweise einen relativen Phasenwinkel von 90° bei Vorwärts- und 270° bei Rückwärtslauf des Zählers. Anhand der relativen Phasenlage der Kanäle ist damit die Laufrichtung des Zählers angebbar.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse des Sensors selbst als Sensorhalter ausgebildet ist. Die Abdichtung des Sensorgehäuses gegen das Zählergehäuse erfolgt vorzugsweise mittels eines O-Rings, der in einer auf einer Außenumfangsfläche des Sensorhalters vorgesehenen Nut angeordnet ist. Auf diese Weise ist es nach einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung möglich, die Sensorhalter und damit die Sensoren in Richtung ihrer Längsachsen zwecks einer axialen Justage der Sensoren zu verschieben, wodurch ein optimaler sensorabhängiger Schaltabstand gewährleistet ist.
  • Bei den bislang diskutierten Ausgestaltungen der Erfindung sind die Sensoren fluidberührt, d.h. sie tauchen zumindest mit ihrer Vorderseite in das Fluid ein. Nach einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch auch vorgesehen, dass der Sensorhalter als Vollgehäuse ausgebildet ist, so dass sich die Sensorelektronik vollständig im Trockenraum befindet und somit auch bei eingebautem Sensor und fluidbefülltem Zählerinnenraum ausgetauscht werden kann. Bei einer solcher Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, ein Fluid-Fördersystem, bei dem ein Volumenzähler zum Einsatz kommt, anzuhalten und den Zählerinnenraum zu entleeren, bevor ein Austausch oder eine Überprüfung der Sensorelektronik erfolgen kann.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1a eine Schnittansicht eines Ovalrad-Zählers mit in das Zähler-Gehäuse integrierter Meßkammer sowie zwei Sensoren und einer Signalscheibe;
  • 1b eine Draufsicht auf einen dem Volumenzähler der 1a ähnlichen Volumenzähler;
  • 2a eine Schnittansicht eines Ovalrad-Zählers mit separater Meßkammer sowie zwei Sensoren und zwei Signalscheiben;
  • 2b eine Draufsicht auf einen dem Volumenzähler der 2a ähnlichen Volumenzähler;
  • 3a eine Schnittansicht eines Ovalrad-Zählers mit separater Meßkammer sowie zwei Sensoren und einer Signalscheibe;
  • 3b eine Draufsicht auf einen dem Volumenzähler der 3a ähnlichen Volumenzähler; und
  • 4 eine Oszilloskop-Darstellung der Sensorsignale eines erfindungsgemäßen Impulsabgriffes mit zwei Sensoren.
  • 1a zeigt einen Volumenzähler in Form eines Ovalradzählers 1 mit in ein Zähler-Gehäuse 2 integrierter Maßkammer 3. Das Gehäuse 2 weist in seiner Seitenwandung einander diametral gegenüberliegend einen Fluid-Einlaß 2a und einen Fluid-Auslaß 2b auf. Unterhalb eines Meßraumabschlußdeckels 4 sind in an sich bekannter Weise zwei Ovalräder 5, 5' mittels zweier vertikaler drehbar gelagerter Wellen A, A' oder um entsprechende (gehäusefeste) Achsen drehbar gelagert. Das eine Ovalrad 5 weist bezüglich der Oberseite des Meßraumabschlußdeckels 4 einen gewissen Überstand oder eine Verlängerung 6 auf, an dessen Ende eine senkrecht zur Richtung der Wellen A, A' stehende Signalscheibe 7 angeordnet ist, Die Signalscheibe 7 ist im wesentlichen als Kreisscheibe ausgebildet und weist zwei konzentrische Signalspuren auf, die aus Löchern 8 bzw. Vorsprüngen 9 gebildet sind.
  • Das Zähler-Gehäuse 2 ist nach oben durch einen ebenen Gehäuse-Deckel 10 verschlossen. In diesem sind in hierfür vorgesehenen Bohrungen zwei Sensorhalter 11, 12 angeordnet. In diese sind induktive Nährungsgeber 13 derart eingesetzt, dass sich die Spitze 14 des Sensors 13 jeweils direkt oberhalb der Signalscheibe 7 im Bereich einer der beiden Signalspuren befindet. Die Sensorhalter 11, 12 weisen oberhalb des Gehäuse-Deckels 10 einen Flansch 15 auf. Zwischen diesem Flansch 15 und der Oberseite 16 des Gehäuse-Deckels 10 ist eine Unterlegscheibe 17 als Abstandsstück eingelegt.
  • 1b verdeutlicht die konzentrische Anordnung der beiden aus Vorsprüngen 9 bzw. Löchern 8 gebildeten Signalspuren der Signalscheibe 7. Die Signalspuren der Signalscheibe 7 weisen eine volumenproportionale Teilung auf. Die Sensorhalter 11, 12 sind so oberhalb der Signalscheibe 7 angeordnet, dass sich ein Sensor oberhalb der inneren und der andere Sensor oberhalb der äußeren Signalspur befindet. Die relative Anordnung der Sensoren ist so gewählt, dass sich der eine Sensor gerade über einer Lücke zwischen zwei Vor sprüngen 9 der Signalscheibe 7 befindet, während der andere Sensor je nach Durchflußrichtung des Fluids sich noch bzw. bereits über einem induktiv detektierbaren Teil 9 der Signalscheibe 7 befindet. Auf diese Weise liefern die beiden Sensoren die in 4 gezeigten Signale, anhand derer sich sowohl die Drehgeschwindigkeit als auch die Drehrichtung des Ovalrades 5 und damit die Durchflußmenge und die Durchflußrichtung des Fluids ableiten lassen.
  • Die Verwendung von unterschiedlich dicken bzw. einer Mehrzahl von Unterlegscheiben 17 zwischen Sensorhalter-Flansch 15 und der Oberseite 16 des Gehäusedeckels 10 ermöglichen eine einfache axiale Justage, d.h. ein Verschieben der Sensorhalter 11, 12 in Richtung ihrer Längsachsen und damit eine Justage der Sensoren 13, wodurch ein optimaler Arbeitsabstand der Sensorspitze 14 zur Signalscheibe 7 einstellbar ist.
  • Bei der hier gezeigten Ausgestaltung der Erfindung existiert neben den beiden Ovalrädern 5, 5' nur ein einziges weiteres bewegtes Bauteil, die Signalscheibe 7, woraus eine besonders einfache Ausgestaltung resultiert.
  • Durch die Verlagerung des Impulsabgriffs in den Druckausgleichsraum zwischen Meßraumabschlußdeckel 4 und Gehäuse-Deckel 10 lassen sich bedeutende Verbesserungen der Abgriffsgestaltungsmöglichkeiten erzielen, insbesondere erlauben die großzügigen Platzverhältnisse eine hohe Impulszahl mit exakter volumenproportionaler Teilung.
  • Dadurch bedingt, dass die verwendeten induktiven Sensoren auch eine statische Funktion besitzen, d.h. beliebig lange ein- bzw. ausgeschaltet bleiben, läßt sich auch bei sehr geringen Durchflußmengen (Schleichmengen) eine sichere Sig nalgebung erreichen. Auch ein völliger Stillstand des Volumenzählers wird so sicher erkannt.
  • Für den Fall, dass die Sensorhalter 11, 12 als Vollgehäuse ausgebildet sind, sind diese oberhalb der Signalscheibe 7 gegen den Zählerinnenraum vollständig abgeschlossen, so dass der Sensor 13 bzw. die Sensorelektronik auch bei laufendem Betrieb des Volumenzählers 1 im fluidgefüllten Zustand ausgetauscht werden kann.
  • 2a zeigt einen Volumenzähler, der in seinem Aufbau im wesentlichen dem in 1a und 1b gezeigten Ovalradzähler entspricht. Allerdings ist hier die Meßkammer 3 nicht in das Zähler-Gehäuse 2 integriert, sondern als separates Bauteil innerhalb des Gehäuses 2 ausgebildet.
  • Auf der Verlängerung 6 des Ovalrades 5 sind zwei Signalscheiben 7, 7' parallel und in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, wobei die obere Signalscheibe 7' einen gegenüber der unteren Signalscheibe 7 verminderten Durchmesser aufweist. Diese Mindermaß der oberen Signalscheibe 7' ist derart gestaltet, dass die Signalspur der unteren Signalscheibe 7 entlang des vollen Umfangs der unteren Signalscheibe 7 freiliegt. Die in den Deckel 10 des Zähler-Gehäuses 2 eingebrachten Sensorhalter 11, 12 sind derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass der eine Sensor 13 sich in einem optimalen Arbeitsabstand zur Signalspur der unteren Signalscheibe 7 befindet, während der andere in einem eben solchen Abstand zur Signalspur der oberen Signalscheibe 7' angeordnet ist.
  • Oberhalb der Meßkammer 3 ist ein Führungsteil 19 mit U-förmigem Querschnitt vorgesehen, das mit den Enden seiner freien Schenkel auf der Oberseite der Meßkammer 3 aufsitzt und in seinem parallel zur Oberseite der Meßkammer 3 ver laufenden Mittelbereich eine Bohrung 20 besitzt, die zur Aufnahme der Verlängerung 6 der Welle A des Ovalrades 5 dient.
  • 2b zeigt die Ausbildung der Signalscheiben 7, 7' als Fahnenscheiben, so dass die Signalspuren durch volumenproportional ausgebildete bzw. angeordnete Vorsprünge 9 gebildet sind. Auch bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sensorhalter 11, 12 so im Deckel 10 des Zähler-Gehäuses 2 angeordnet, dass ein Sensor über einer Lücke der ersten Fahnenscheibe 7' angeordnet ist, während sich der zweite Sensor noch bzw. bereits teilweise über einem Vorsprung 9 der anderen Fahnenscheibe 7 befindet.
  • In einer auf der Außenumfangsfläche der Sensorhalter 11, 12 vorgesehenen Nut ist ein O-Ring 18 angeordnet, der eine Abdichtung zwischen Sensorhalter 11, 12 und dem Deckel 10 des Zähler-Gehäuses 2 bewirkt.
  • 3a zeigt einen Ovalradzähler, der eine Kombination der in den 1a, b und 2a, b gezeigten Systeme darstellt.
  • Der hier gezeigt Volumenzähler 1 weist eine separat innerhalb des Zähler-Gehäuses angeordnete Meßkammer 3 auf und besitzt darüber hinaus eine einzige Signalscheibe 7, die zwei konzentrische Signalspuren aus volumenproportional ausgebildeten bzw, angeordneten Vorsprüngen 9 und Löchern 8 aufweist: Oberhalb der Oberseite der Meßkammer 3 ist ein Führungsteil 19 mit einer Bohrung 20 zur Aufnahme der Verlängerung 6 des Ovalrades 5 vorhanden.
  • 3b zeigt noch einmal die aus 1b bekannte Ausgestaltung der Signalscheibe 7 mit zwei konzentrisch angeordneten Signalspuren in Verwendung bei einem aus 2a bekannten Volumenzähler 1 mit separater Meßkammer 3.
  • 4 zeigt die Ausgangssignale zweier Sensoren eines Volumenzählers 1 gemäß den 1a bis 3b, bei dem die Sensoren so angeordnet sind, dass die Sensorsignale eine relative Phasenlage von 90° bei Vorwärtslauf und 270° bei Rückwärtslauf des Volumenzählers 1 besitzen. Bei dem hier gezeigten Messungsbeispiel eilt das Signal S1 des ersten Sensors dem Signal S2 des zweiten Sensors um ein Viertel einer Signal-Periodendauer T voraus, wodurch ein Vorwärtslauf des Volumenzählers 1 angezeigt ist. Bei Rückwärtslauf des Zählers wäre das Signal S2 zusätzlich noch einmal um 180°, d.h. um die Hälfte der Signal-Periodendauer T gegenüber dem Signal S1 verschoben.
  • Die vorstehend beschriebenen Zeichnungen besitzen lediglich exemplarischen und keinesfalls beschränkenden Charakter. Zusätzlich zu der dargestellten Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Ovalradzählern ist insbesondere auch die Verwendung mit anderen bekannten Typen von Volumenzählern wie beispielsweise Zahnradzählern, Treibschiebern, Bi-Rotor-Zählern und Ringkolbenzählern ohne weiteres möglich.
  • 1
    Volumenzähler (Ovalradzähler)
    2
    Zähler-Gehäuse
    3
    Meßkammer
    4
    Meßraumabschlußdeckel
    5, 5'
    Ovalräder
    6
    Verlängerung von 5
    7, 7'
    Signalscheiben
    8
    Loch
    9
    Vorsprung
    10
    Gehäuse-Deckel
    11, 12
    Sensorhalter
    13
    Sensor
    14
    Sensorspitze
    15
    Flansch
    16
    Oberseite des Gehäuse-Deckels (10)
    17
    Unterlegscheibe
    18
    O-Ring
    19
    Führungsteil
    20
    Bohrung
    A, A'
    Drehachsen/Wellen
    S1, S2
    Sensorsignal
    T
    Signal-Periodendauer

Claims (25)

  1. Volumenzähler (1) mit einer innerhalb eines Gehäuses (2) angeordneten Messkammer (3), mit mindestens einem innerhalb der Messkammer (3) angeordneten, drehbar gelagerten und durch einen Volumenstrom eines Fluids in Drehbewegung versetzbaren Rotor (5, 5'), wobei die Messkammer (3) senkrecht zur Achse des Rotors (5, 5') von dem Fluid durchströmbar ist, und mit mindestens einem mit dem mindestens einen Rotor (5, 5') drehfest verbundenen Signalgeber, der direkt oberhalb des Rotors (5, 5') an einer Verlängerung des Rotors (5, 5') außerhalb der Messkammern (3), aber innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, sowie mit mindestens einem in eine dem Signalgeber zugewandte Stirnwandung des Gehäuses eingesetzten Sensor (13) zur Signalbildung, wobei der Signalgeber als eine flache Signalscheibe (7, 7') mit einer Mehrzahl von diskreten, durch den Sensor (18) erfassbaren Bereichen (8, 9) ausgebildet ist, die in Umfangsrichtung der Signalscheibe (7, 7') volumenproportionale Abmessungen unterschiedlicher Breite und/oder Abstände aufweisen, so dass die ungleichförmige Rotationsbewegung des Rotors aufgrund seiner Ausbildung bei konstantem Volumenstrom ausgleichbar ist.
  2. Volumenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') als Fahnenscheiben ausgebildet sind.
  3. Volumenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') als Lochscheiben ausgebildet sind.
  4. Volumenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenzähler (1) mindestens zwei unterschiedliche Rotoren (5, 5') mit parallelen Rotorachsen aufweist, an denen jeweils eine Signalscheibe (7, 7') angeordnet ist.
  5. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem einzelnen Rotor (5) mindestens zwei Signalscheiben (7, 7') angeordnet sind.
  6. Volumenzähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') zu einem einzigen Bauteil (7) kombiniert sind, das zugleich als Fahnen- und Lochscheibe mit konzentrischen Signalspuren aus Vorsprüngen (9) bzw. Löchern (8) ausgebildet ist.
  7. Volumenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (13) als induktive Nährungsgeber ausgebildet sind.
  8. Volumenzähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') aus einem durch induktive Nährungsgeber (13) nachweisbaren Material, insbe sondere aus Kupfer oder Aluminium bestehen.
  9. Volumenzähler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') aus Chromstahl oder Chrom-Nickel-Stahl in V2A- bzw. V4A-Qualität bestehen.
  10. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (13) als Magnetfeldsensoren ausgebildet sind.
  11. Volumenzähler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') diskrete ferromagnetische Bereiche aufweisen.
  12. Volumenzähler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheiben (7, 7') in Teilbereichen eine magnetisierte Bestückung, insbesondere in Form von Permanentmagneten aufweisen.
  13. Volumenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (13) jeweils abgedichtet in einen Sensorhalter (11, 12) eingebracht, insbesondere eingeschraubt sind.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen im Wesentlichen ebenen Deckel (10) aufweist.
  15. Volumenzähler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhalter (11, 12) abgedichtet in in dem Deckel (10) des Gehäuses (2) angebrachten Bohrungen angeordnet sind.
  16. Volumenzähler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung durch einen O-Ring (18) erfolgt, der in einer auf einer Außenumfangsfläche des Sensorhalters (11, 12) vorgesehenen Nut angeordnet ist.
  17. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhalter (11, 12) in ihrer Längsrichtung zur axialen Justage der Sensoren (13) verschiebbar sind.
  18. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Justage der Sensoren (13) mittels Unterlegscheiben (17) durchführbar ist, die zwischen einem am Sensorhalter (11, 12) vorgesehenen Flansch (15) und der Oberseite (16) des Gehäusedeckels (10) angeordnet sind.
  19. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse als Sensorhalter (11, 12) ausgebildet ist.
  20. Volumenzähler nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhalter (11, 12) als Vollgehäuse ausgebildet sind, so dass ein Ausbau einer Elektronik des Sensors (13) bei eingebautem Sensor (13) und fluidbefülltem Zählerinnenraum durchführbar ist.
  21. Volumenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Mehrzahl von Signalscheiben (7, 7') bzw. -spuren die zugehörigen Sensoren (13) relativ zueinander derart angeordnet sind, dass einzelne Signalkanäle zueinander einen bestimmten Phasenwinkel aufweisen.
  22. Volumenzähler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass durch die relative Phasenlage der einzelnen Kanäle eine Durchflussrichtung detektierbar ist.
  23. Volumenzähler nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von zwei Signalscheiben (7, 7') bzw. -spuren und zwei Sensoren (13) die Kanäle einen Phasenwinkel von 90° bei Vorwärts- und 270° bei Rückwärtslauf des Zählers (1) aufweisen.
  24. Volumenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheibe/n (7, 7') durch Laserschneiden hergestellt ist bzw. sind.
  25. Volumenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalscheibe/n (7, 7') gestanzt ist bzw. sind.
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