DE2009879C3 - Treibschieberzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Treibschieberzähler mit einem in einer Kammer mit einer kreiszyiindrischen Innenkontur drehbar angeordneten Rotor, der aus einem kreiszyiindrischen Hohlzylinder besteht und dessen die zu messende Flüssigkeit in definierte Volumina einteilende Treibschieber durch die zu messende Flüssigkeit mitgenommen werden und dabei den zentrisch in der Kammer gelagerten Rotor in der durchgeflossenen Flüssigkeitsmenge proportionale Umdrehungen versetzen, wobei zur Bevvegungs-

steuerung der Treibschieber innerhalb des Rotors eine Steuereinrichtung vorhanden ist. und mit einem zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung in der Kammer angebrachten, räumlich festen Trennteil.

Bei bekannten Flüssigkeitsmessern dieser Art (USA.-Patentschriften 2 202 122, 2 2U7 182, 2 362 778, 2 155 321) enthält die innerhalb des Rotors befindliche Steuereinrichtung eine Nockenscheibe, deren Außenkontur eine Steuerkurve für die Treibschieber bildet; die Steuerkurve muß sehr genau mit der Innenkontur der Meßkammer korrespondieren. Daher lassen sich die bekannten Treibschieberzähler auf Grund der schwierig und mit großer Präzision zu bewerkstelligenden Steuerung nur mit verhältnismäßig großem Aufwand herstellen. !5

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, einen Treibschieberzähler zu schaffen, der sich kostengünstiger herstellen läßt als die bekannten Zähler. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Treibschieberzähler mit einem in einer Kammer drehbar angeordneten Rotor geeignet, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Rotor aus einem doppelwandigen Hohlzylinder besteht, daß das Trennteil eine Trennwand im Hohlraum in der Doppelwand des Rotors bildet, daß die Steuereinrichtung aus einer pleuelartigen Lenkereinrichtung besteht und daß die Treibschieber in ihrer Bewegung derart gesteuert sind, daß sie die durch den Hohlraum innerhalb der Doppelwand des Rotors geleitete, zu messende Flüssigkeit in die definierten Volumina einteilen.

Die Verwendung kreiszylindrischer Teile für die Kammer und den Rotor und die Steuerung der Treibschieber durch eine pleuelartige Lenkereinrichtung ermöglichen eine Fertigung, die gegenüber der bekannten Bauarten von Treibschieberzähler!) erheblieh vereinfacht ist. Außerdem kann der erfindungsgemäße Treibschieberzähler bei höheren Drehzahlen betrieben werden; er arbeitet auch sehr geräuscharm und mit geringer Abnutzung.

Das Trennteil ist zweckmäßigerweise an einem der beiden Deckel des erfindungsgemäßen Treibschieberzählers angebracht; welcher Deckel zur Anbringung des Trennteilcs benutzt wird, richtet sich weitgehend nach der Ausbildung des Rotors.

Der Rotor des fcrfindungsgemäßen Treibschieber-Zählers und auch die Kammer sowie die beiden Dekkel der Kammer können zur Erzielung des erfindungsgemäßen Aufbaues in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Doppelwand des Rotors an einem Ende durch eine geschlossene Bodenplatte abgeschlossen ist. Die Doppelwand des Rotors liegt dann zweckmäßigerweise mit ihrem offenen Ende der Einlaß- und der Auslaßöffnung in einem Deckel der Kammer des Treib-Schieberzählers gegenüber, so daß dann die durch einen Einlaßsiutzen des Deckels in die Kammer eintretende Flüssigkeit durch einen Auslaßstuizen an demselben Deckel wieder austreten kann.

Ferner kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, wenn die Doppelwand des Rotors durch Stege oder durch eine durchlöcherte Bodenplatte zusammengehalten ist. Dabei muß, um mit dem erfindungsgemäßen Treibschieberzähler dieser Ausführung eine Messung durchführen zu können, eine derartige An-Ordnung der Stege vorgenommen werden, daß zwei benachbarte Stege nicht weiter auseinanderliegcn, als die Breite des Trennteiles ausmacht. Ist nämlich diese Forderung nicht erfüllt, dann wirkt das Trennteil nicht als Trennwand in der Doppclwand des Rotors.

Bei einer Ausführung des Rotors mit durch Stege oder mittels einer durchlöcherten Bodenplatte zusammengehaltener Außenwand können die LinlaH- und die Auslaßöffnung in einem Deckel liegen. Es i.t jedoch auch eine Ausführung möglich, bei der sich die Einlaßöffnung in dem einen Deckel und die Auslaßöffnung im anderen Deckel der Kammer befindet. Damit ist die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, sich mit dem erfindungsgemäßen Treibschieberzähler gut den gegebenen Einbaumöglichkeiten anpassen zu können.

Ferner bietet der erfindungsgemäße Treibschieberzähler die Möglichkeit, Einlaß- und Auslaßöffnung am Umfang der Kammer anzuordnen, indem in der Außenwand des Rotors Durchbrüchc vorgesehen werden, durch welche die zu messende Flüssigkeit in die Doppelwand ein- bzw. austreten kann. Line Ausbildung der Außenwand des Rotors mit Durchbrüchen gestattet es auch, Einlaß- oder Auslaßöffnung an den Deckeln der Kammer des Treibschieberzählers anzubringen.

Bei dem erfindungsgemäßen Treibschieberzähler sind in der Außenwand und in der Innenwand des doppelwandigen Rotors radiale, fluchtende Führungsschlitze zur Aufnahme der Treibschieber vorhanden. Die Schieber sind erfindungsgcmaü durch iie pleuelartige Lenkeinrichtung gesteuert, die \orleilhafienveise innerhalb des Hohlzylinders des Rotors mit ihrem von den Treibschiebern abgewendeten Ende ortsfest gelagert ist.

Als ortsfeste Lagerstclle für die pleuelartige Lenkereinrichtung kann vorzugsweise ein fester Zapfen dienen, der exzentrisch in der Kammer angeordnet ist und bei der Drehung des Rotors mittels der pleuelartigen Lenkereinrichtung eine sinusförmige Verschiebung der Treibschieber derart bewirkt, daß die Treibschieberenden bei größter Auslenkung in Führungsschlitzen der Außenwand des Rotors tauchen und sich bei geringster Auslenkung im Bereich des Trennteils in die Führungsschlitze der Innenwand des Rotors zurückziehen.

Der erfindungsgcmäße Treibschieberzähler kommt in Abweichung von bekannten Treibschieber/iihlern grundsätzlich mit nur zwei Treibschiebern aus. die zueinander diametral angeordnet sind; bevorzugt wird man jedoch zur Steigerung der Meßempfindlichkeit und der Meßgenauigkeit vier Treibschieber verwenden. Jeweils zwei einander gegenüberliegende Tieibschieber sind fest miteinander verbunden, und an jeweils zwei miteinander verbundene Treibschieber greift ein pleuelartiger Lenker an. Die jeweils einander gegenüberliegenden Treibschieber bestellen vorzugsweise aus einem Stück, das in der Mitte einen die beiden Treibschieber verbindenden Steg uulweist.

Es ist aber auch möglich, jeden Treibschieber für sich mittels eines pleuelartigen Lenkers zu steuern.

Zur Vermeidung von Kompressionen infolge der bei der Rotorbewegung sich hin- und herbewegenden Treibschieber sind von den Führungsschlitzen in der Außenwand des Rotors abgehende Ausgleichskanäle vorgesehen, die eine im Innern der Außenwand verlaufende Verbindung zwischen dem der Kammer benachbarten Ende der Führungschlitze und dem Hohlraum der Doppelwand des Rotors bilden. Durch diese Ausgleichskanäle kann beim Eintauchen der

Treibschieberenden in die Führüngsschlitzc der Außenwand die sich darin befindliche Flüssigkeit in den Hohlraum der Doppelwand des Rotors entweichen.

Ferner ist es zur Vermeidung von Kompressionserscheinungen vorteilhaft, wenn in einem der Trennwand des Hohlraumes benachbarten Teil der Kammer eine parallel zur Mittelachse der Kammer verlaufende Ausnehmung und diametral gegenüber eine weitere Ausnehmung vorhanden ist und beide Ausnehmungen über einen Vcrbindungskanal in einem Deckel der Kammer miteinander in Verbindung stehen. Dadurch lassen sich bei entsprechender Ausbildung des Rotors Kompressionen beim Eintauchen der Treibschieber in die Innenwand vermeiden, da durch die Ausnehmungen in der Kammer und den umlaufenden Vcrbindungskanal ein Druckausgleich eintreten kann. Um dies zu erleichtern, wird die Tiefe der Ausnehmungen zum Verbindungskanal hin größer.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Treibschieberzähler dargestellt; die

F i g. I zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Treibschieberzähler entlang seiner Mittelachse, während die

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 11-11 der Fi ι;. Ι wiedergibt.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Treibschieberzähler weist ein eine Kammer 1 mit einer kreiszylindrischen Innenkontur bildendes Gehäuse 1 α auf. Innerhalb des Kammer 1 ist ein Rotor 2 drehbar gelagert, der einen Hohlzylindcr mit einer Außenwand 3 und einer Innenwand 4 enthält. Die Außenwand 3 und die Innenwand 4 sind durch eine durchgehende Bodenplatte S zusammengehalten, die zur Lagerung des Rotors 2 mit einem kreiszylindrischen Ansätze versehen ist. Mittels eines Kugellagers7, das gegebenenfalls durch einen Schraubring 8 in Achsrichtung verschiebbar ist. ist der Rotor in einem in der F i g. 1 unteren Decke! 9 des erfindungsgemäßen Treibschieberzählers gehalten.

Der Deckel 9 der Kammer 1 ist durch einen flanschartigen Ansatz 10 eines Flanschteiles 11 an einem Flansch 12 des Gehäuses 1 α befestigt; zur Abdichtung liegt zwischen den Flanschen 10 und 12 ein Dichtring 13.

Durch eine Wand 14 im Flanschteil 11 des erfindungsgemäßen Trcibschieberzählers ist ein flüssigkeitsdichter Abschluß nach außen bewirkt. Zur Übertragung der Umdrehungen des Rotors 2 des erfindungsgemäßen Treibschieberzählers auf ein in den Figuren nicht dargestelltes Zähl- und/oder Anzeigewerk ist an dem kreiszylindrischen Ansatz 6 des Rotors 2 über einen Zwischenring 15 eine Hälfte 16 einer Magnetkupplung vorgesehen, deren andere Kupplungshälfte 17 außerhalb des Treibschieberzählers in einem Hohlraum 18 des Flanschteiles U liegt. Die äußere Magnetkupplungshälfte 17 ist über ein weiteres Zwischenstück 19 mit einer Welle 20 verbunden, die an ihrem Ende ein Zahnrad 21 trägt. Dieses Zahnrad 21 greift in das Getriebe des nicht dargestellten Zähl- und/oder Anzeigewerkes ein.

Die Trennwand 14 des Flanschteiles 11 des erfindungsgemäßen Treibschiebcrzählers dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch zur Anbringung eines festen Zapfens 22, der bis in die Kammer 1 hineinragt und an seinem in der F i g. 1 oberen Ende eine Kurbel 22 a trägt; in der Kurbel 22 a sitzt ein Kurbelzapfen 22 fc. Der Kurbelzapfen 22 b trägt einen pleuelartigcn Lenker 23 für mittels einer Brücke 24 verbundene Schieber 25 und 26 als auch einen weiteren pleuclartigen Lenker 27 für mittels einer weiteren Brücke 28 verbundene weitere Schieber 29 und 30 (vgl. auch F i g. 2).

Zur Verbindung der pleuelartigen Lenker 23 und 27 mit jeweils zwei miteinander verbundenen Treib-Schiebern 25. 26 und 29, 30 dienen Stifte 31 und 32. die in Bohrungen der Treibschieber eingesetzt sind.

Der Rotor 2 des erfindungsgemäßen Treibschieberzählcrs weist an seiner Außenwand 3 am Ende seiner Führungsschlitze Ausgleichskanälc 33 (vgl.

Fig. 2) auf, die einen Druckausgleich zwischen dem Ende des Führungschlitzes in der Außenwand und dem Hohlraum 34 in der Doppelwand des Rotors 2 ermöglichen. Dadurch werden Kompressionen beim Eintauchen der Schieber 25, 26 und 29, 30 beim Eintauchen in die Außenwand 3 des Rotors 2 vermieden.

Wie insbesondere die F i g. 2 erkennen läßt, ist im

Hohlraum 34 ein Trennteil 35 angeordnet, das den Hohlraum 34 unterteilt. Dadurch ist die über den Einlaßstutzen 36 und die Einlaßöffnung 37 in den Hohlraum 34 des Rotors 2 fließende, zu messende Flüssigkeit gezwungen, einen bestimmten Weg zum Auslaßstutzen 38 mit der Auslaßöffnung 39 zu nehmen. Dieser Weg verläuft über den Hohlraum 34 der Doppelwand des Rotors 2, wobei die einströmende Flüssigkeit gegen die Treibschieber 25, 26 und 29. 30 drückt und dabei den Rotor 2 in Drehbewegung versetzt. Dabei werden von den Schiebern 25, 26 und 29. 30 — durch die pleuelartigen Lenker 23 und 27 gesteuert — definierte Volumina des Hohlraumes 34 abgetrennt. Einer bestimmten Drehung des Rotors 2 des erfindungsgemäßen Treibschieberzählers entspricht also — wie bei den bisher bekannten Treibschieberzählern — eine bestimmte Flüssigkeitsmenge. Die Umdrehungszahl des Rotors 2 ist also der durchgeflossenen Flüssigkeitsmenge proportional. ■

Um Meßschwierigkeiten zu vermeiden, die durch eine Kompression im Bereich des Trenrteiles 35 durch die Bewegung der Schieber 25, 26 und 29, 30 in der Innenwand 4 des Rotors 2 entstehen könnten, sind die Schieber 25, 26 und 29, 30 in Schlitzen 40 in der Bodenplatte 5 geführt, und es ist außerdem im Gehäuse 1 α im Bereich des Trennteiles 35 eine Ausnehmung 41 vorgesehen. Da das Trennteil 35 nur bis zur Oberkante der Bodenplatte 5 hinabreicht, somit also die Schlitze 40 zwischen der Innenwand 4 und der Außenwand 3 in der Bodenplatte 5 freibleiben, kann sich die bei der Treibschieberbewegung im Bereich der Trennwand 35 hervorgerufene Kompres-

sion über die Ausnehmung 41 und eine weitere diametral gegenüberliegende weitere Ausnehmung 42 sowie einen umlaufenden Ausglcichkanal 43 ausgleichen.

Ein Deckel 44. der die Einlaßstutzen 36 und 38 mit den Einlaßöffnungen 37 und 39 und auch das Trennteil 35 trägt, nimmt auch ein Kugellager 45 auf, das als weitere Lagerstelle für den Rotor 2 dient, indem dieser an seinem in der Fig. 1 oberen Ende mit einem Lageransatz 46 versehen ist. Zur Einstellung des Lagerspiels dient ein weiterer Schraubring 47. der in eine Gewindebohrung 48 des T?.: ckels 44 einschraubbar ist. Der Deckel 44 weist .in seinem oberen Ende außerdem ein Außengewinde auf. da:

/um Aufschrauben eines Abschliißdeckels 49 dient; mitlels eines Dichlringes 50 isl der Abschlußdeckel 49 gegenüber dem Deckel 44 abgedichtet.

In einer vereinfachten Ausführung kann die I aiic- rung des Rotors 2 auch ohne SchraubringeH und 47 vorgenommen werden.

Durch die I-rfindung ist ein Treibsehiebei/iiiiler geschaffen, der im wesentlichen aus kieis/ylindri- schen Teilen besteht und daher im Vergleich /u be kannten Treibschieberzähler!! ohne sehr aufwendig herzustellende Konturen auskommt, die bei den be-

kannten Treibscliieber/.ählern /ur Steuerung dei Trcihschieber erforderlich sind. Bei dem erluuliingsgcmäKcn Treibschieberzähler erfolgt die Steuerung: der I reibschieber durch pleuelarlige Lenker, die ar einem exzentrisch angeordneten, festen Zapfen gelagert sind. Neben eine vereinfachten Herstellung hielet der erlindungsgemäLk' Treibschieber den Vorteil, dall er bei höheren Drehzahlen als die bekannter Treibschieberzähler eingesetzt werden kann unc /dehnet sieh außerdem durch ein geringeres Laufgerausch aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409 609/12!

Λ δ D δ

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Treibschieberzähler mit einem in einer Kammer mit einer kreiszyiindrischen Innenkontur drehbar angeordneten Rotor, der aus einem kreiszylindrischen Hohlzylinder besteht und dessen die zu messende Flüssigkeit in definierte Volumina einteilende Treibschieber durch die zu messende Flüssigkeit mitgenommen werden und dabei den zentrisch in der Kammer gelagerten Rotor in der durchgeflossenen Flüssigkeitsmenge proportionale Umdrehungen versetzen, wobei zur Bewegungssteuerung der Treibschieber innerhalb des Rotors eine Steuereinrichtung vorhanden ist, und mit einem zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung in der Kammer angebrachten, räumlich festen Trennteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) aus einem doppelwandigen Hohlzylinder besteht, daß das Trennteil eine Trennwand (35) im Hohlraum (34) in der Doppelwand (3,4) des Rotors (2) bildet, daß die Steuereinrichtung aus einer pleuelartigen Lenkereinrichtung (23, 27) besteht und daß die Treibschieber (25, 26; 29, 30) in ihrer Bewegung derart gesteuert sind, daß sie die durch den Hohlraum (34) innerhalb der Doppelwand (3, 4) des Rotors (2) geleitete, zu messende Flüssigkeit in die definierten Volumina einteilen.

2. Treibschieberzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Rotors (2) dem Innendurchmesser der Kammer (1) entspricht.

3. Treibschieberzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwand (3, 4) des Rotors (2) an einem Ende durch eine geschlossene Bodenplatte (5) abgeschlossen ist.

4. Treibschieberzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwand des Rotors mittels Stegen oder mittels einer durchlöcherten Bodenplatte gebildet ist.

5. Treibschieberzähler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwand (3. 4) des Rotors (2) mit einem offenen Ende der Einlaß- und der Auslaßöffnung (37, 39) in einem Deckel (44) der Kammer (!) des Treibschiebcr-Zählers gegenüberliegt.

6. Treibschieberzähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einlaßöffnung in dem einen Deckel befindet, während die Auslaßöffnung im anderen Deckel der Kammer liegt.

7. Treibschieberzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Rotors Durchbrüche aufweist und daß sich die Einlaß- und/oder die Auslaßöffnung am Umfange der Kammer befinden.

8. Treibschieberzähler nach einem der voran-. gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenwand (3) und in der Innenwand (4) des doppehvandigen Rotors (2) radiale, fluchtende Fiihrungsschlitze zur Aufnahme der Treibschieber (25, 26; 29. 30) vorhanden sind.

9. Treibschieberzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die pleuelartige Lenkereinrichtung (23. 27) innerhalb des Hohlzylinders des Rotors (2) mit ihrem von den Treibschiebern (25, 26; 29, 30) abgewendeten Ende ortsfest gelagert ist.

10. Treibschieberzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ortsfeste Lagerstelle für die pleuelartige Lenkereinrichtung ein Kurbelzapfen (22 b) dient, daß der Zapfen (22 b) exzentrisch in der Kammer

(1) angeordnet ist und bei der Drehung des Rotors (2) mittels der pleuelartigen Lenkereinrichiung (23, 27) eine sinusförmige Verschiebung der Treibschieber (25, 26; 29, 30) derart bewirkt, daß die Treibschieberenden bei größter Auslenkung in Führungsschlitze der Außenwand (3) des Rotors (2) tauchen und sich bei geringster Auslenkung im Bereich des Trennteils (35) in die Führungsschlitze der Innenwand (4) des Rotors

(2) zurückziehen.

11. Treibschieberzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Treibschieber vorhanden sind, daß jeweils zwei einander gegenüberliegende Treibscliieber fest miteinander verbunden sind und daß an jeweils zwei miteinander verbundene TreiBschieber ein pleuelartiger Lenker angreift.

12. Treibschieberzähler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einander gegenüberliegenden Treibschieber (25, 26; 29, 30) aus einem Stück bestehen, das in der Mitte einen die beiden Treibschieber (25, 26) verbindenden Steg (24) aufweist.

!3. Treibschieberzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Führungsschlitzen in der Außenwand (3) des Rotors (2) Ausgleichskanäle (33) abgehen, die eine im Innern der Außenwand (3) verlaufende Verbindung zwischen dem der Wand der Kammer (1) benachbarten Ende der Führungsschlitze und dem Hohlraum (34) der Doppelwand (3,4) des Rotors (2) bilden.

14. Treibschieberzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Trennwand (35) des Hohlraumes (34) benachbarten Teil der Kammer (1) eine parallel zur Mittelachse der Kammer (1) verlaufende Ausnehmung (41) und diametral gegenüber eine weitere Ausnehmung (42) vorhanden ist und daß beide Ausnehmungen (41, 42) über einen Verbindungskanal (43) in einem Deckel (44) der Kammer (1) miteinander in Verbindung stehen.

15. Treibschieocrzähler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ausnehmungen (41, 42) zum Verbindungskanal (43) hin größer wird.