DE1960735B1 - Umschaltventil für Verbundzähler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Umschaltventil für Ver- macht. Ferner ist der konstruktive und bearbeitungsbundzähler, bei dem ein innerhalb des Umschalt- technische Aufwand erheblich. Letzteres gilt in be-

ventilgehäuses in axialer Richtung bewegbares sonderem Maße für Klappenventile, zumal wenn die Schließorgan durch den Strömungsdruck der Meß- Verbesserung der Steuerungswirkung durch geflüssigkeit in der Hauptleitung und eine diesem 5 krümmte Drosselflächen erreicht werden soll, die in

entgegenwirkende Kraft, die in der letzten Schließ- der Bewegungsbahn des Klappenkörpers angeordnet

phase erhöht wird, betätigt wird. Umschaltventile sind.

sind an eine Hauptstromleitung angeschlossen, die Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die geeinen Hauptzähler aufweist, und an eine Nebenstrom- nannten Nachteile auszuschalten und insbesondere leitung, die mit einem Nebenzähler versehen ist. Der io ein Umschaltventil zu schaffen, das Meßfehler im Nebenzähler dient dabei der Messung kleiner Durch- Umschaltbereich ausschließt, bei dem das Schließflußmengen, während in entsprechender Weise der organ in der Offen-Stellung wirksamer als bisher ent-Hauptzähler große Durchflußmengen bestimmt. lastet ist und das bedeutend leichter als die bisher

Neben dem eingangs behandelten Umschaltventil- bekannten Ausführungen ist.

typ ist ein anderer, besonders häufig eingesetzter Typ 15 Dieses wird bei dem eingangs näher erläuterten bekannt, bei dem die Mündung der Hauptleitung Umschaltventil erfindungsgemäß dadurch erreicht, durch einen Klappenkörper verschlossen ist, der daß ein erstes Federorgan vorgesehen ist, das das durch ein starres oder beweglich gelagertes Gewicht Schließorgan nur im unmittelbaren Bereich der Sitzin seiner Sperrstellung '■ gehalten wird. Durch den fläche liegenden Teil des Betätigungsweges mit einer Strömungsdruck wird entgegen der Wirkung des 20 Steuerkraft beaufschlagt, das Schließorgan durch Gewichtes der Klappenkörper vom Sitz abgehoben. einen hydraulischen Drücker bewegbar ist, der Bei derartigen Anordnungen ist es ferner bekannt, ständig vom Differenzdruck der Meßflüssigkeit vor durch die Bewegung des Klappenkörpers gleichzeitig und hinter dem Schließorgan und einer diesem entden Zufluß vom Nebenzähler zu steuern. Dieses ge- gegenwirkenden Kraft beaufschlagt ist, und der schieht beispielsweise dadurch, daß Haupt- und 25 Drücker beim Öffnen des Schließorgans von diesem Nebenleitung in einen gemeinsamen Gehäuseraum abgehoben ist, nach dem Öffnen durch Abnahme der münden, was den Vorteil hat, daß der gesamte Strö- Druckdifferenz sich in Richtung des Schließorgans mungsdruck für Steuerungsvorgänge einsetzbar ist. bewegt und dieses entgegen dem und in Abhängig-

Bei den beiden behandelten Arten von Umschalt- keit vom Strömungsdruck der Meßflüssigkeit mit-

ventilen besteht ein wesentlicher Nachteil darin, daß 30 nimmt, bis nach dem Zurücklegen einer bestimmten

der Wechsel vom Nebenzählerbetrieb auf den Haupt- Strecke das erste Federorgan wirksam wird und das

zählerbetrieb nicht bei .exakten Strömungszuständen Schließorgan schlagartig in die Sperrstellung drückt,

erreichbar ist, sondern der Hauptzähler bei Zunahme Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist

der Durchflußmenge zu früh einsetzt und bei Ab- nur das erste unmittelbar auf das Schließorgan wir-

nahme der Durchflußmenge zu lange in Tätigkeit ist. 35 kende Federorgan auf den Umschaltdruck des Ventils

Dieses beeinträchtigt die Meßgenauigkeit erheblich, eingestellt und die vom hydraulischen Drücker auf

und die DEN 19 625 trägt diesen bisher nicht be- das Schließorgan aufgebrachte Kraft wesentlich

hobenen Mängeln Rechnung durch Zulassung eines kleiner.

Meßfehlers in unbegrenzter Höhe im festgelegten Es ist auf diese Weise erfindungsgemäß sicher-Umschaltbereich der Verbundzähler. Zur Begrenzung 40 gestellt, daß eine große Schließkraft auf das Schließdieser Meßfehler und des Umschaltbereiches sind organ wirkt, während in der geöffneten Stellung eine Einrichtungen, wie Permanentmagnete, sich ändernde besonders feinfühlige Anpassung an die Strömungs-Gewichte u. dgl., bekannt, um zunächst vor dem noch Verhältnisse und damit Bewegung des Schließorgans geschlossenen Klappenkörper einen erhöhten Druck erreicht wird, was darauf zurückzuführen ist, daß der aufzubauen, der für ein plötzliches Öffnen und 45 hydraulische Drücker in Abhängigkeit von dem GeSchließen der Klappe im Interesse der Meßgenauig- samtdruck der Meßflüssigkeit in der Hauptleitung keit erforderlich ist. Diese Einrichtungen befriedigen steuerbar ist. Für eine exakte Tätigkeit des Hauptjedoch nur zu einem geringen Teil, da exakte Schließ- Zählers ist die Schlußphase des Schließweges des vorgänge nicht ermöglicht werden. Schließorgans maßgeblich. Bei den bekannten Klap-

Die Verwendung von Permanentmagneten bei 50 penventilen ist eine ruckartige Unterbindung des

einem Umschaltventil der eingangs erläuterten Art Zuflusses vom Hauptzähler auf Grund der geome-

stellt nämlich nur beim Öffnen der Hauptleitung irischen bzw. konstruktiven Gegebenheiten nicht

einen exakten Übergang auf den Hauptzählerbetrieb möglich, zumal der dynamische Druck der sich

sicher. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß der bewegenden Strömungsmittelsäule auf die Schließ-

Permanentmagnet eine bei Vergrößerung des Spaltes 55 fläche des Klappenkörpers voll wirksam ist. Um den

steil abfallende Kraftkennlinie hat und deshalb beim Abbau des dynamischen Strömungsmitteldruckes von

Schließen erst in der allerletzten Schließphase wirk- der Bewegung des Schließorgans bis zu einem ge-

sam ist, d. h., auch die erhöhte Schließkraft muß wissen Grade unabhängig zu machen, ist gemäß

durch das Federorgan aufgebracht werden, dessen einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen,

Kraft in diesem Bereich bereits abgenommen hat und 60 daß das Schließorgan ein Hilfsventil aufweist, das in

das deshalb entsprechend stark ausgelegt sein müßte. der geöffneten Stellung des Schließorgans ebenfalls

Dieses wiederum stört den Betrieb in der etwas ge- geöffnet ist und erst gegen Ende der beschleunigten

öffneten Stellung des Schließorgans, indem dieses Schließphase ebenfalls schlagartig geschlossen wird,

»flattert«. Um die in der Schließphase erforderlichen Die gleiche Wirkung ist dadurch erzielbar, daß

hohen Kräfte aufbringen zu können, müssen die 65 gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das

Magnete stark ausgelegt sein. Dieses hat große Ab- Schließorgan ein Drosselorgan aufweist, das in der

messungen und ein erhebliches Gewicht zur Folge, beschleunigten Schließphase den Gesamtdurchfluß

was große und schwere Ventilgehäuse erforderlich von Haupt-und Nebenzähler kurzzeitig stark drosselt.

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Diese Drosselwirkung wirkt sich auch beim Öffnen Bei 60 ist ein Hilfsventil dargestellt, das dem des Schließorgans vorteilhaft aus, da in an sich be- Schließorgan 50 zugeordnet ist. Der Teller 52 weist,

kannter Weise der gesamte Strömungsmitteldruck das Durchgangsbohrungen 61 auf, die auf dem Umfang Schließorgan schnell in die geöffnete Stellung über- des Tellers 52 gleichmäßig verteilt sind und deren

führt. 5 Anzahl und Größe in Anpassung an die jeweiligen

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Strömungskennwerte gewählt ist. Weiterhin ist der

Erfindung wiedergegeben, die an Hand der nach- Teller 52 mit drei auf dem Umfang verteilten Buchsen

folgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es 62 versehen, in denen Stifte 63 gleitend geführt sind,

zeigt Die Stifte 63 verbinden einen Hilfsventilteller 64 mit.

F i g. 1 einen Schnitt durch das Umschaltventil in io einem Anschlag 65, an dem ein Ring 66 mit radialen

der Ruhestellung, Armen 67 angeordnet ist, die der durch die Öffnungen

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform des Um- 61 tretenden Flüssigkeit keinerlei Widerstand entr

schaltventils, gegensetzen. Zwischen den Armen 67 und der ent-

F i g. 3 bis 6 schematisch verschiedene Betriebs- sprechenden Oberfläche des Tellers 52 ist eine

Stellungen des Umschaltventils, erläutert an Hand der 15 schwache Druckfeder 68 vorgesehen. Die Druckfeder

Ausführungsform gemäß F i g. 1, und 68 drückt über die Arme 67 und die Stifte 63 den

F i g. 7 eine gegenüber F i g. 1 und 2 abgeänderte Teller 64 gegen die stromauf weisende Oberfläche

Ausführungsform. des Tellers 52, wodurch die Öffnungen 61 verschlos-

In Fig. 1 ist ein Gehäuse 10 für ein Umschalt- sen werden.

ventil gezeigt, an das bei 11 eine Hauptleitung, die 20 Der Teller 64 des Hilfsventil 60 ist mittels einer

vom Hauptzähler kommt, angeschlossen ist und bei Nabe 69 bewegbar auf dem Umfang der Nabe 51 des

12 eine Nebenleitung, die von einem Nebenzähler Schließorgans 50 gelagert. Am vorderen freien Ende

kommt. Bei 13 tritt die gesamte Meßflüssigkeit aus der Nabe 69 befindet sich ein Ansatz 70, dessen freie

dem Umschaltventilgehäuse aus. Die Nebenleitung Oberfläche 71 mit der entsprechenden Oberfläche des

zweigt vor dem Hauptzähler ab und ist während des 25 Lagers 23 in Eingriff gebracht werden kann. Ferner

gesamten Meßvorganges mit Flüssigkeit beaufschlagt. ist die Nabe 69 mit' einem Ansatz 72 versehen, in

Die Umschalteinrichtung stellt eine Einheit dar, die dem auf dem Umfang verteilt drei Federelemente 73 als Ganzes in das Gehäuse 10 einsetzbar ist und mit- gelagert sind, die eine Kugel 74 gegen den äußeren tels eines Flansches 21 an einem Gehäusevorsprung Umfang der Nabe 51 drücken. Bei 75 ist eine Kerbe 14 befestigt sein kann. Der Flansch 21 ist an einem 30 angedeutet, von der ebenfalls drei auf dem Umfang zylindrischen Sitzkörper 20 angeordnet. Vom Umfang der Nabe 51 verteilt vorgesehen sind und in die die des Sitzkörpers 20 verlaufen radial zur Mitte zwei entsprechenden Kugeln 74 einrasten, um das Hilf s- oder drei Rippen 22, die in der Mitte ein Lager 23 ventil 60 unabhängig von der Bewegung des Schließaufweisen. In dem Lager 23 ist eine Achse 24 dreh- organs 50 in der geöffneten Stellung zu halten, falls fest angeordnet, wobei jedoch die Achse 24 gegenüber 35 keine speziellen Steuerkräfte auf das Hilfsventil 60 dem Lager 23 in axialer Richtung einstellbar ist. Die wirksam sind.

Achse 24 weist eine Zentralbohrung 25 auf, die die Auf der Achse 24 ist ferner ein hydraulischer

Hauptleitung 11 mit einem Stutzen 26 verbindet. Drücker gelagert, der allgemein mit 80 bezeichnet ist.

Am äußeren Umfang des Sitzkörpers 20 sind dia- Der Drücker 80 besteht aus einem scheibenförmigen

metral gegenüberliegend vorzugsweise zwei Lager- 40 Kolben 81, der mit der Achse 24 einstückig ausgebil-

böcke 27 angeordnet, in denen Stangen 28 schwenk- det sein kann und am äußeren Umfang einen Dich-

bar geführt sind. Die äußeren freien Enden der tungsring aufweist. Der Kolben 81 wird von einem

Stangen 28 sind durch zwei Federelemente 29 mit- Zylinder 82 übergriffen, der mittels einer Stirnwand

einander verbunden, die mittels entsprechender Stifte 83 mit einer Nabe 84 versehen ist. Die Nabe 84 ist

30 an den Stangen 28 so angelenkt sind, daß die 45 gleitend auf der Achse 24 geführt, wobei der in den

Federn 29 zu beiden Seiten der Achse 24 frei beweg- Arbeitsraum 85 weisende Teil der Nabe 84 mit einer

bar sind. Ausnehmung 86 versehen ist, durch die der Stutzen 26

An einer in Abhängigkeit von der erforderlichen in den Arbeitsraum 85 ragt. Der freie Rand des in

Kraftaufbringung wählbaren Stelle zwischen den den Arbeitsraum 85 ragenden Teiles der Nabe 84 ist

Lagern 27 und den Stiften 30 weisen die Stangen 28 50 mit 87 bezeichnet und bildet zusammen mit der

Lagerböcke 31 für Rollen 32 auf. Wurzel des Kolbens 81 einen Anschlag und damit

Das Schließorgan ist allgemein mit 50 bezeichnet eine Begrenzung für die Zylinderbewegung,
und besteht aus einer Nabe 51, die gleitend auf der Die äußere freie Oberfläche des Tellers 83 wird Achse 24 geführt ist. Die Nabe 51 weist einen sich von einer Feder 88 beaufschlagt, die als Schraubenradial erstreckenden Teller 52 auf, der am oberen 55 feder zwischen dem Teller 83 und einem Anschlag 89 freien Ende mit einem zylindrischen Abschnitt 53 vorgespannt ist, der verstellbar auf der Achse 24 anversehen ist. Am äußeren Umfang des Tellers 52 be- geordnet ist.

findet sich eine zylindrische Dichtungsfläche 54, wäh- Der Zylinder 82 weist einen kleineren Durchmesser rend an der Stirnseite des Zylinders 53 eine radiale auf als der Zylinder 53 des. Schließorgans 50 und ragt Dichtungsfläche 55 mit einem Dichtungsring 56 aus- 60 in den Zylinder 53 hinein. Die vordere freie Stirngebildet ist. Stromab weist der zylindrische Abschnitt flache des Zylinders 82 ist mit 90 bezeichnet und 53 eine geneigte Steuerfläche 57 auf. Die Steuerfläche bildet eine radiale Ringfläche, die mit den Armen 67 57 bildet zusammen mit der freien Oberfläche 58 des in Eingriff gebracht werden kann.
Zylinders 53 die Kurvenbahn für die Rollen 32, wo- Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des bei bei 59 der Schaltpunkt liegt. In der Ruhestellung 65 erfindungsgemäßen Ventils, wobei die. entsprechenden kann die Lage der Rollen 32 durch-einen zylindrl·· Einzelelemente der Ausführungsformen gemäß Fig. \ sehen Bund am Zylinder 53 fixiert sein,, um eine kon- und 7 durch die Einzelelemente dieser Ausführungsstante Vorspannung der Federn 29 einzuhalten. form ersetzbar sind.. . ..

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Das erste Federorgan besteht aus zwei Lagerböcken überein. Das Schließorgan 50 liegt dabei unter der

127, die einander diametral gegenüberliegend an der Wirkung des Federorgans 27 bis 32 an dem Sitz 20

Scheibe 81 fest angeordnet sind und je eine Stange dicht an. Die Feder 68 drückt den Teller 64 des Hilfs-

128 tragen. Die äußeren freien Enden der Stangen ventils 60 gegen die stromauf liegende Stirnseite des

128 sind durch zwei Federelemente 129 miteinander 5 Tellers 52. Die Durchgangsbohrungen 61 sind damit verbunden, die mittels entsprechender Stifte 130 an ebenfalls verschlossen.

den Stangen 128 so angelenkt sind, daß die Federn Der Drücker 80 befindet sich ebenfalls in der Ruhe-

129 zu beiden Seiten der Nabe 51 frei bewegbar sind. stellung, indem die Druckfeder 88 die Nabe 84 gegen Zur Einstellung der Federvorspannung können die den Kolben 81 drückt. Zwischen der Fläche 90 und Stifte 130 auf den Stangen 128 in deren Längsrich- io den Armen 67 ist vorteilhafterweise etwas Spiel,
rung verschiebbar fixiert sein. Zwischen den Lagern Tritt nun der Nebenzähler langsam in Tätigkeit, 127 und den Stiften 130 weisen die Stangen 128 so strömt über die Öffnung 12 die Meßflüssigkeit vom Lagerböcke 131 für Rollen 132 auf. Hierbei ist es Nebenzähler in das Umschaltventilgehäuse 10. Zunicht erforderlich, die in Fig. 2 dargestellte Ausfüh- nächst wird die Anordnung noch die Lage gemäß rungsform zu wählen. Vielmehr kann das erste Feder- 15 F i g. 3 beibehalten, doch wird bei zunehmendem organ so ausgebildet sein, daß die Rollen 132 un- Differenzdruck der Drücker 80 betätigt, indem über mittelbar auf den Stiften 130 drehbar angeordnet die Bohrung 25 der Strömungsdruck aus der Hauptsind, die dann an den vorderen freien Enden der leitung 11 in den Stutzen 26 und damit in den Stangen 128 fest gelagert sind. Die Lagerböcke 131 Arbeitsraum 85 des Drückers 80 gelangt. Die Beweentfallen dann. 20 gung des Zylinders 82 erfolgt dabei in Abhängigkeit

Die Nabe 51 ist gegenüber Fig. 1 verlängert aus- von der Druckdifferenz zu beiden Seiten der Scheibe gebildet und weist Steuerflächen 157 und 158 auf, die 83, die in diesem Fall der Druckdifferenz der Flüssigdurch einen Umschaltpunkt 159 voneinander getrennt keit zu beiden Seiten der Scheibe 52 des Schließsind. Ferner ist an der Nabe 51 ein zylindrischer organs 50 entspricht. Die Druckfeder 88 weist vorteil-Bund 151 ausgebildet, auf dem in der geschlossenen 25 hafterweise eine flache Federkennlinie auf mit einer Stellung des Ventils die Rollen 132 ruhen, jedoch Vorspannung, die etwa dem Druckverlust des Nebengleichzeitig mit den Flächen 157 im Eingriff stehen. Zählers bei der Hälfte der bei der Umschaltung er-Auf diese Weise ist eine konstante Vorspannung der wünschten Leistung entspricht. Der Einsatzbereich Federn 129 sichergestellt. Der zylindrische Abschnitt des Nebenzählers liegt gewöhnlich bei einer Leistung, 53 an dem Ventilteller 52 entfällt bei dieser Ausfüh- 30 bei der Druckverluste bis 2 mWS auftreten,
rungsform, wobei das nachfolgend noch zu erläu- Nähert sich der Differenzdruck dem Umschaltternde Organ 91 gemäß Fig. 7 unmittelbar auf den wert — nach DIN 19625 max. 2mWS —, so nimmt Teller 52 aufgesetzt ist. der Drücker 80 die Lage gemäß F i g. 4 ein. Das erste

Zur Vereinfachung der Montage ist bei dieser Aus- Federorgan 27 bis 32 übt in axialer Richtung auf das führungsform der Kolben 81 mit einer Buchse 181 35 Schließorgan 50 den Druck aus, der dem Umschaltversehen und auf der Achse 24 befestigt, wobei eine druck entspricht.

Durchgangsbohrung 126 die Verbindung zwischen Wird der Umschaltdruck von 2 mWS erreicht, so der Zentralbohrung 25 und dem Arbeitsraum 85 öffnet sich schlagartig das Schließorgan 50, indem die sicherstellt. Der Anschlag 87 des Druckzylinders Rolle 32 auf der Steuerfläche 57 nach oben gedrückt 82, 83 befindet sich hierbei in Form der Fläche 187 40 wird, den Schaltpunkt 59 überschreitet und auf der an der Scheibe 83. Alternativ kann die Nabe 84 aus- Fläche 58 abrollt. Damit übt das erste Federorgan 27 schließlich innerhalb des Druckraumes 85 ausgebildet bis 32 keinerlei axialen Druck mehr auf das Schließsein, wobei die Anschläge entsprechend angepaßt organ aus, so daß sich dieses unter dem Strömungssind. druck frei bewegen kann, zumal der Drücker 80 zu-

Ferner kann gemäß dieser Ausführungsform das 45 nächst vom Schließorgan abgehoben ist. Das schlagzweite Federorgan 88,89 innerhalb des Drückers 80 artige Öffnen des Schließorgans 50 wird hierbei beangeordnet sein, wozu der Zylinder 82 mit einem wirkt durch eine Lippendichtung 48, die auf der Bund 183 versehen ist, zwischen dem und der als Dichtfläche 54 gleitend so lange abdichtet, bis die Anschlag 189 ausgebildeten Scheibe 81 eine Druck- Rolle 32 den Schaltpunkt 59 erreicht hat, und in Verfeder 188 angeordnet ist. Der Bund 183 kann mit 50 bindung mit dem durch die Rolle 32 auf ihrem Weg dem freien Ende des Zylinders 82 verschraubt sein hinter dem Schaltpunkt 59 abnehmenden Axialdruck oder durch einen Federring gebildet werden. Diese auf das Schließorgan 50. Sofort nach erfolgter Öffnung Ausführungsform gestattet eine verkürzte Ausbildung nimmt der Überdruck (F i g. 4) in dem Arbeitsraum der Achse 24 und ermöglicht — wie vorstehend er- ab, und der Drücker 80 bewegt sich gemäß F i g. 5 wähnt — eine größere Freiheit bezüglich der Ge- 55 nach links in Richtung auf das Schließorgan 50. staltung der Nabe 84. Alle diese Merkmale gestatten Während dieser Bewegung trifft die freie Kante 90 eine kompaktere Bauweise des Umschaltventil- des Zylinders 82 auf die Arme 67 und drückt das gehäuses. Hilfsventil 60 in die geöffnete Stellung. Der Teller 64

Schließlich kann an Stelle der Arme 67 eine wird von den Öffnungen 61 abgehoben, und die

Scheibe 167 verwendet werden, die außerhalb des 60 Kugeln 74 gelangen mit den Kerben 75 in Eingriff.

Zylinders 82 mit einem konzentrischen Zylinder 179 Bei diesem Vorgang wird die Druckfeder 68 gespannt,

versehen ist, der den Innenraum des Drückers 80 Damit wird die Feder 88 über den Drücker 80 und

und damit das erste und das zweite Federorgan gegen die Organe 65 bis 67 auf das Schließorgan 50 wirk-

Verschmutzungen schützt. sam, und gemäß Fig. 5 kann das Schließorgan 50 in

In Fig. 3 bis 6 sind verschiedene Betriebsstel- 65 Abhängigkeit von den Strömungsverhältnissen ent-

lungen des Umschaltventils stark schematisiert wieder- lastet hin- und herbewegt werden,

gegeben. Die Darstellung in Fig. 3 entspricht dabei Fällt der Strömungsdruck auf das Schließorgan50

der Ruhestellung des Ventils und stimmt mit Fig. 1 auf einen Wert, der unterhalb des Umschaltwertes

liegt, so nimmt das Schließorgan 50 die Lage gemäß Fig. 6 ein. Erreicht der Drücker 80 den Anschlag am Kolben 81, so hat die Rolle 32 den Punkt 59 bereits etwas überschritten, und die vordere freie Kante der Dichtungsfläche 54 hat den Lippen-Dichtungsring 48 in der Dichtungsfläche 49 des Sitzkörpers 20 erfaßt. Das Wasser muß nun ausschließlich durch die Bohrungen 61 fließen. Die weitere Bewegung des Schließorgans 50 wird nun bestimmt einerseits durch

scheibenförmiger Ansatz 91 vorgesehen, der mit einem ringförmigen Vorsprung 92 an der Innenseite des Gehäuses 10 zusammenarbeitet. In F i g. 7 ist das Umschaltventil gemäß dieser Ausführungsform in der Ruhestellung wiedergegeben, die F i g. 3 entspricht. In gestrichelten Linien ist bei 95 die Lage der Scheibe 91 wiedergegeben, was dem Betriebszustand gemäß F i g. 5 entspricht. Die Lage der Scheibe 91 beim Betriebzustand gemäß Fig. 6 ist mit 96 verdeutlicht.

den axialen Schub des Federorgans 27 bis 32, ande- io Im einzelnen bedeutet dieses folgendes. Befinden sich rerseits durch eine entgegenwirkende Kraft, die dem die Scheiben in der Position 91-92, so liegt die Ruhein den Bohrungen 61 entstehenden Druckverlust, stellung vor oder der Nebenzähler läuft. In der Posibezogen auf den Gesamtquerschnitt des Schließorgans tion 95-92 laufen Haupt- und Nebenzähler. Bei der 50, entspricht. Diese Bohrungen sind so dimensioniert, Position 96-92 wird die weitere Bewegung des Schließdaß eine Weiterbewegung in Richtung Schließen erst 15 organs 50 bestimmt einerseits durch Federorgane dann erfolgt, wenn die Durchflußstärke unter den 40-43 und 88, andererseits durch eine entgegen-Wert gesunken ist, der zum Öffnen des Schließorgans wirkende Kraft, die dem durch Drosselung 92-96 50 erforderlich ist. Ist dies der Fall, so drückt das entstehenden Druckverlust entspricht, bezogen auf erste Federorgan 27 bis 32 beschleunigt das Schließ- den durch Ansatz 91 vergrößerten Gesamtquerschnitt organ 50 weiter in Richtung des Sitzkörpers 20, wobei 20 des Schließorgans 50.

in der letzten Phase dieser Bewegung die Fläche 71 Der Abstand zwischen Ansatz 91 und Vorsprung

am Ansatz 70 mit der entsprechenden gegenüber- 92 ist so bemessen, daß eine Weiterbewegung des liegenden Fläche am Lager 23 in Eingriff kommt. Schließorgans 50 in Richtung Schließen erst dann er-Hierbei werden die Kugeln 74 aus den Kerben 75 folgt, wenn die Gesamtdurchflußstärke (Haupt- und herausgedrückt, und unter der Wirkung des Stau- 25 Nebenzähler) unter den Wert gesunken ist, der zum druckes sowie der Feder 68 bewegt sich der Teller 74 öffnen erforderlich war. Ist dies der Fall, so passiert auf den Teller 52 zu, wodurch die Durchtrittsöffnun- der Ansatz 91 den Vorsprung 92, der freie Durchgen 61 verschlossen werden. Da der Drücker 80 am gangsquerschnitt wird schlagartig erweitert, die den Anschlag anliegt, können sich die Arme 67 frei be- beiden Federorganen entgegenwirkende Kraft fällt wegen und nehmen die Lage gemäß Fig. 3 ein. 30 dadurch plötzlich ab und ermöglicht ein plötzliches Zwischen dem Ansatz 70 und der vorderen freien Schließen des Schließorgans 50. radialen Fläche der Nabe 51 tritt beim Schließvor- Das Öffnen des Scließorgans erfolgt ebenso plötzgang eine gewisse Dämpfung ein, die etwaige Beschä- lieh, da mit einer Bewegung des Schließorgans 50 sodigungen an dem Hilfsventil infolge eines zu starken fort eine Drosselung des Durchgangsquerschnitts er-Zuschlagens ausschaltet. Der Schließvorgang ist be- 35 folgt und das Schließorgan 50 dadurch zwangläufig in endet, sobald der Dichtungsring 56 an einer radialen die Stellung 92-96 bewegt wird. Stirnfläche 46 des Sitzkörpers 20 zur Anlage kommt. In dieser Stellung verteilt sich der Durchfluß auf

Das Umschaltventil befindet sich sodann in der Lage Haupt- und Nebenzähler entsprechend ihrem Durchgemäß F i g. 3, wobei höchstens noch der Neben- laßwert, d. h., die durch den Nebenzähler fließende zähler läuft. Bei erneutem Anwachsen des Druckes 40 Menge ist nur ein kleiner Bruchteil des Gesamtwiederholen sich die Betriebsstellungen gemäß Fig. 3 durchflusses, so daß der Hauptzähler mit Sicherheit

bis 6 in entsprechender Weise.

Durch die wirksame Entlastung des Hauptschließorgans in der Offen-Stellung kann das unerwünschte Mitlaufen des Nebenzählers kurz vor dem Schließ-Vorgang durch Einbau einer druckverlustarmen Rückschlagklappe in der Nebenleitung verhindert werden.

Das erste Federorgan 27 bis 32 kann auch in anderer Weise ausgebildet sein. Beispielsweise können,

mit einer Durchflußstärke belastet wird, die innerhalb seines Meßbereiches liegt und damit genau erfaßt wird.

Neben der erhöhten Meßgenauigkeit und geringem Druckverlust erbringt die Erfindung den Vorteil, daß das Umschaltventil auch in jeder beliebigen Schräglage eingebaut werden kann und betriebssicher ist. Das Gehäuse 10 ist erheblich kleiner und leichter als

wie aus F i g. 7 ersichtlich, am Gehäuse 10, gleich- 50 die bisher bekannten Umschaltventilgehäuse, und der mäßig über den Umfang verteilt, Führungsbuchsen Einsatz 20 bis 91 ist als kompakte Einheit jederzeit 40 für Federn 41 und Zapfen 43 vorgesehen sein, an in Anpassung an verschiedene Strömungsbedingunderen freien Enden Rollen 42 gelagert sind. Die gen auswechselbar. Dadurch wird auch die Wartung Rollen 42 beaufschlagen dann die Steuerflächen 57 erheblich vereinfacht. Die austauschbaren Einsätze und 58 in gleicher Weise wie die Rollen 32. Wesent- 55 können fertig justiert geliefert und auch von weniger Hch ist hierbei lediglich, daß sowohl die Rollen 32 sachverständigen Hilfskräften eingebaut werden, als auch die Rollen 42 über den gesamten Umfang
einen gleichmäßigen Druck auf das Schließorgan 50
ausüben, damit dieses völlig verkantungsfrei gegen
den Sitzkörper 20 gedrückt wird bzw. auf der Achse 60
24 frei bewegbar bleibt.

Ferner ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 das Hilfsventil 60 mit den Organen 61 bis 75 fortgelassen. Der Drücker 80 ist mit der radialen Anschlagfläche 90 direkt auf das Schließorgan 50 wirksam, wozu der Zylinder 82 entsprechend verlängert ist. An Stelle des Hilfsventils 60 ist am äußeren Umfang des Zylinders 58 des Schüeßorgans 50 ein

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Umschaltventil für Verbundzähler, bei dem ein innerhalb des Umschaltventilgehäuses in axialer Richtung bewegbares Schließorgan durch den Strömungsdruck der Meßflüssigkeit in der Hauptleitung und eine diesem entgegenwirkende Kraft, die in der letzten Schließphase erhöht wird, betätigt wird, dadurch gekennzeichnet,

009 549/260

daß ein erstes Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) vorgesehen ist, das das Schließorgan (50) nur im unmittelbaren Bereich der Sitzflächen (46, 49) liegenden Teil des Betätigungsweges mit einer Steuerkraft beaufschlagt, das Schließorgan (50) durch einen hydraulischen Drücker (80) bewegbar ist, der ständig vom Differenzdruck der Meßflüssigkeit vor und hinter dem Schließorgan (50) und einer diesem entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt ist, und der Drücker (80) beim Öffnen des Schließorgans (50) von diesem abgehoben ist, nach dem Öffnen durch Abnahme der Druckdifferenz sich in Richtung des Schließorgans (50) bewegt und dieses entgegen dem und in Abhängigkeit vom Strömungsdruck der Meßflüssigkeit mitnimmt, bis nach dem Zurücklegen , einer bestimmten Strecke das erste Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43,127 bis 132) wirksam wird und das Schließorgan (52) schlagartig in die Sperrstellung drückt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur das erste unmittelbar auf das Schließorgan (50) wirkende Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) auf den Umschaltdruck des Ventils eingestellt ist und die vom hydraulischen Drücker (80) auf das Schließorgan (50) aufgebrachte Kraft wesentlich kleiner ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan (50) ein Hilfsventil (60) aufweist, das in der geöffneten Stellung des Schließorgans (50) ebenfalls geöffnet ist und erst gegen Ende der beschleunigten Schließphase ebenfalls schlagartig geschlossen wird.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan (50) ein Drosselorgan (91) aufweist, das in der beschleunigten Schließphase den Gesamtdurchfluß von Haupt- und Nebenzähler kurzzeitig stark drosselt (F ig-7).

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan (50) und der Zylinder (82) des hydraulischen Drückers (80) auf einer starren Gehäuseachse (24) hin- und herbewegbar sind.

6. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Drücker (80) aus einem Kolben (81) besteht, der auf der Achse (24) fest ist und von dem auf der Gehäuseachse (24) bewegbaren Zylinder (82) übergriffen ist, und die Gehäuseachse (24) eine mit der Hauptleitung (11) in Verbindung stehende Zentralbohrung (25) aufweist, die mit dem Drückerarbeitsraum (85) in Verbindung steht, und gegen den beweglichen Zylinder (82, 83) ein zweites Federorgan (88, 188) drückt und so die der Druckdifferenz entgegenwirkende Kraft darstellt.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (82) des hydraulischen Drückers (80) einen Bund (84) aufweist, der in der Ruhestellung an dem Kolben (81) unter Wirkung des zweiten Federorgans (88) und unter Aufrechterhaltung der Verbindung des Drückerarbeitsraumes (85) mit der Zentralbohrung (25) anliegt (F i g. 1).

8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (81) des hydraulischen Drückers (80) eine Buchse (181) aufweist, an der in der Ruhestellung die Fläche (187) der Scheibe (83) unter Wirkung des zweiten Federorgans (188) anliegt, wobei die Verbindung des Drückerarbeitsraumes (85) mit der Zentralbohrung (25) durch eine Bohrung (126) sichergestellt ist (Fig. 2).

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teller (52) des Schließorgans (50) durch das Hilfsventil (60) steuerbare Öffnungen (61) aufweist, die an bestimmte Durchflußkennwerte anpaßbar sind.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (61) durch einen in Schließrichtung durch eine Feder (68) belasteten Ventilteller (64) verschließbar sind, der mittels Stiften (63) im Teller (52) des Schließorgans (50) gleitend geführt ist und stromab keinen merklichen Strömungswiderstand hervorrufende Arme (67) aufweist, die von einem freien Rand (90) des Zylinders (82) des hydraulischen Drückers (80) , beaufschlagbar sind. '

11. Ventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (68) schwächer ist als ein Rastorgan (74, 75) zur Fixierung des Ventiltellers (64) in dessen geöffneter Stellung.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) den Schaltpunkt (59) überschreitet und wirksam wird, kurz nachdem die vordere Kante einer zylindrischen Dichtungsfläche (54) des Schließorgans (50) mit einem Hauptdichtungsring (48) eine Sitzfläche (49) in Eingriff gelangt ist, die Dichtungsfläche (54) und der Ring (48) während der beschleunigten Schließphase in Eingriff bleiben und das erste Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) in der geschlossenen Stellung einen Dichtungsring (56) mit der Sitzfläche (46) im Eingriff hält.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federorgan (27 bis 32, 127 bis 132) aus zwei an einer Hebelübersetzung angeordneten Rollen (32, 132) besteht, die auf einer geneigten Steuerfläche (57, 157) am Schließorgan abrollen und so untereinander in Verbindung stehen, daß an diametral gegenüberliegenden Stellen auf das Schließorgan (50) ein gleichmäßiger Axialschub ausgeübt wird, wobei in der Schließstellung des Schließorgans (50) eine konstante Vorspannung der Federn (29, 129) des ersten Federorgans durch einen zylindrischen Bund (151) an der Nabe (51) bzw. an dem Zylinder (53) des Schließorgans (50) erreichbar ist, auf dem die Rollen (32, 132) ruhen.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federorgan (40 bis 43) aus einer Führung (40) besteht, die am Gehäuse (10) befestigt und eine Feder (41) und einen Zapfen (43) aufnimmt, an dessen freiem Ende eine Rolle (42) gelagert ist, die mit der Steuerfläche (57) bzw. der Zylinderaußenfläche (58) des Schließorgans (50) im Eingriff steht Fig. 7).

15. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan am äußeren Umfang des zylindrischen Schließorgans (50) eine

sich radial erstreckende Scheibe (91) angeordnet ist, deren freier Rand mit einer am Ventilgehäuse (10) festen Steuerkante (92) so zusammenarbeitet, daß neben einer Drosselstellung verschiedene Steuerstellungen vorliegen (Fig. 7).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen