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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflussmesser zum Messen eines Strömungsdurchflusses, insbesondere im Vorlauf- oder Rücklaufstrang einer Fußbodenheizung, mit einem axial einseitig offenen Gehäuse und mit einem im Gehäuse axial verschiebbar gegen die Wirkung einer Rückstellkraft geführten Stift, dessen eines, äußeres Stiftende aus einer stirnseitigen Gehäuseöffnung herausragt.
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Bei einem Fußbodenheizungsverteiler werden oftmals für die einzelnen Heizkreise Durchflussmesser eingesetzt, die je nach Bauart im Vorlauf- oder auch im Rücklaufstrang des Heizkreises sitzen. Ein Durchflussmesser ist für die Inbetriebnahme deshalb vorteilhaft, da der Installateur direkt die Volumenströme pro Heizkreis ablesen und entsprechend justieren kann. Somit kann in jedem beheizten Raum der vom Heizungsplaner definierte Volumenstrom eingestellt und dadurch auch der erforderliche hydraulische Abgleich realisiert werden.
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Die Durchflussmesser übernehmen in der Regel auch die Funktion eines Regulierventils und können durch eine Drehbewegung oder durch eine exzentrische Scheibe axial bewegt werden. Am unteren Ende des Durchflussmessers befindet sich eine sogenannte Anströmscheibe, die fest mit einem Anzeigestift verbunden ist. Der Anzeigestift wird durch eine Feder auf Position gehalten. Der Anzeigestift und die Feder sind durch eine Regulierspindel und ein transparentes Schauglas nach außen dicht umschlossen. Es gibt auch Bauformen, bei denen die Regulierspindel transparent gestaltet ist und somit kein zusätzliches Schauglas benötigt wird. Da die Anströmscheibe in Richtung des Heizkreises ragt und somit auf die verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten des Heizkreises reagiert, bewegt sich der Anzeigestift entgegen der Feder und zeigt somit bei einer kalibrierten Skala, die außen auf das Schauglas oder auf ein offenes Handrad bedruckt ist, den entsprechenden Durchflusswert an.
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Da der Anzeigestift axial beweglich ist und aufgrund der geringen Stellkräfte nicht abgedichtet werden kann, wird diese Art der Durchflussmesser nach unten bzw. nach innen offen gestaltet, so dass – wie der Fußbodenheizungsverteiler – auch der Durchflussmesser mit dem Heizungswasser gefüllt ist. Im Laufe der Zeit sammelt sich immer mehr Schmutz im inneren des Schauglases an, sodass abhängig vom Verschmutzungsgrad des Heizungswassers die Ablesekante des Anzeigestiftes nicht mehr erkannt wird. Dadurch geht die eigentliche Funktion des Durchflussmessers verloren. Das Verschmutzen der Schaugläser am Durchflussmesser ist das am meisten reklamierte Fehlerbild bei einem Fußbodenheizungsverteiler. Um den Kontrast der Ablesekante zu erhöhen, kann am Anzeigestift eine farbliche Markierung vorgesehen, z. B. ein kleiner schwarzer O-Ring aufgezogen sein.
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Es ist demgegenüber die Aufgabe der Erfindung, bei einem Durchflussmesser den Durchfluss auch bei verschmutztem Heiz-/Kühlmedium zu ermitteln und insbesondere eine Eintrübung oder Verschmutzung der Durchflussanzeige durch Heiz-/Kühlmedium sicher zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Durchflussmesser erfindungsgemäß in einer ersten Variante dadurch gelöst, dass außerhalb des Gehäuses mindestens ein Anzeigeelement axial verschiebbar geführt ist, das mit dem Stift magnetisch bewegungsgekoppelt ist. Bewegt sich der Stift infolge der anströmenden Strömung, so bewegt sich das Anzeigeelement synchron mit dem Stift und zeigt dadurch den Durchfluss an. Vorzugsweise ist das mindestens eine Anzeigeelement außen auf dem Gehäuse axial verschiebbar geführt.
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Erfindungsgemäß befindet sich das Anzeigeelement nicht mehr innerhalb, sondern außerhalb des Heiz-/Kühlmediums, sodass eine Eintrübung oder Verschmutzung des Anzeigebereichs durch das Medium nicht mehr möglich ist. Dies führt, im Vergleich zu herkömmlichen Durchflussmessern mit Schauglas, zu einer höheren Standzeit und bedeutet zudem eine Kostenersparnis für den Endverbraucher, da das Warten bzw. Reinigen oder das Austauschen der Durchflussmesser nicht mehr notwendig ist.
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Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Durchflussmesser erfindungsgemäß in einer zweiten Variante auch dadurch gelöst, dass der Stift einen Permanentmagneten aufweist und entlang dem axialen Verschiebeweg des Stifts ein oder mehrere Reed- oder Hallsensoren angeordnet sind, die mit dem Permanentmagneten des Stifts zusammenwirken. Anhand der Sensoren kann, unabhängig von einer Eintrübung oder Verschmutzung des Heiz-/Kühlmediums, die axiale Position des Permanentmagneten elektronisch bestimmt und somit auch der Durchfluss elektronisch ermittelt werden.
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Die magnetische Bewegungskopplung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Stift, insbesondere an seinem anderen, inneren Stiftende einen Permanentmagneten und das Anzeigeelement magnetisch anziehbares Material aufweist oder dass umgekehrt das Anzeigeelement einen Permanentmagneten und der Stift magnetisch anziehbares Material aufweist. Im ersten Fall kann der Stift einen Permanentmagneten tragen, der mit dem magnetisch anziehbaren Anzeigeelement zusammenwirkt.
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Im zweiten Fall kann das Anzeigeelement ein Permanentmagnet sein, der z. B. mit einem am Stift angebrachten, magnetisch anziehbaren Metallstück zusammenwirkt.
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Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Anzeigeelement als ein geschlossener oder offener Ring ausgebildet, also je nach Variante entweder ein Permanentmagnetring oder ein magnetisch anziehbarer Metallring. Alternativ kann das Anzeigeelement durch eine oder mehrere entlang dem Führungsumfang angeordnete Kugeln gebildet sein, also je nach Variante entweder eine oder mehrere Permanentmagnetkugeln oder eine oder mehrere magnetisch anziehbarer Metallkugeln.
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Da das Anzeigeelement erfindungsgemäß außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, kann das Gehäuse aus nicht transparentem Material gebildet sein.
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Vorteilhaft ist das Gehäuse von einer transparenten Haube umgeben und das Anzeigeelement in einem zwischen Gehäuse und Haube vorhandenen Spalt angeordnet. Das Anzeigeelement ist einerseits durch die Haube nach außen geschützt und andererseits durch die transparente Haube hindurch von außen sichtbar. Statt oder zusätzlich zur analen Führung außen auf dem Gehäuse kann das Anzeigeelement auch innen an der Haube axial verschiebbar geführt sein.
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Besonders bevorzugt weist das Gehäuse oder die Haube entlang dem Verschiebeweg des Anzeigeelements sowohl eine Skala, an der die anale Position des Anzeigeelements abgelesen werden kann, als auch ein oder mehrere Reed- oder Hallsensoren auf, die mit einem Permanentmagneten des Stifts oder des Anzeigeelements zusammenwirken. Anhand der Sensoren kann die anale Position des Permanentmagneten elektronisch bestimmt und somit auch der Durchfluss elektronisch ermittelt werden.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse eine Gewindespindel mit einer Innenbohrung auf, in welcher der Stift axial verschiebbar geführt ist. Mithilfe der Gewindespindel lässt sich der maximale Durchfluss durch eine Strömungsöffnung einstellen und z. B. für Wartungszweck auch vollständig absperren.
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Die Erfindung betrifft auch einen Fußbodenheizungsverteiler mit einem Verteilerrohr, das eine oder mehrere Verteileröffnungen aufweist, und mit einem oder mehreren wie oben ausgebildeten Durchflussmessern, die in Öffnungen des Verteilerrohrs, welche jeweils den Verteileröffnungen gegenüberliegen, angeordnet sind und jeweils mit ihrem äußeren Stiftenden die Verteileröffnungen hineinragen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Es zeigen:
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1 einen Fußbodenheizungsverteiler mit zwei erfindungsgemäßen Durchflussmessern, wobei der rechte Durchflussmesser im Längsschnitt dargestellt ist; und
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2a, 2b den erfindungsgemäßen Durchflussmesser in einer Seitenansicht (2a) und in einem Längsschnitt (2b).
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Der in 1 gezeigte Fußbodenheizungsverteiler 1 ist im Vorlaufstrang einer Fußbodenheizung angeordnet und weist ein Verteilerrohr 2 mit mehreren Verteileröffnungen 3 und mit mehreren Durchflussmessern 4 auf, die den jeweiligen Strömungsdurchfluss durch die Verteileröffnungen 3 anzeigen. Die Durchflussmesser 4 sind in Öffnungen (Gewindebohrungen) 5 des Verteilerrohrs 2 angeordnet, welche den Verteileröffnungen 3 gegenüberliegen, und ragen bis in die Verteileröffnungen 3 hinein. Die Strömungsachtung durch den Fußbodenheizungsverteiler 1 ist mit Pfeilen gekennzeichnet.
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Wie in 2a und 2b gezeigt, weist der Durchflussmesser 4 ein axial einseitig offenes Gehäuse 6 mit einer stirnseitigen unteren Gehäuseöffnung 7 und einen im Gehäuse 6 axial verschiebbar gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 8 geführten Stift 9 auf, dessen eines, unteres Stiftende 9a aus der unteren Gehäuseöffnung 7 herausragt. Das Gehäuse 6 ist zweiteilig aus einer Gewindespindel 10 mit einer Innenbohrung 11, in welcher der Stift 9 axial verschiebbar geführt ist, und einer oben auf die Gewindespindel 10 dicht aufgeschraubten, zylindrischen Schraubkappe 12 zusammengesetzt. Die Schraubkappe 12 ist vorzugsweise aus nicht transparentem Material gebildet.
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Außen auf der Schraubkappe 12 ist ein als Ring ausgebildetes Anzeigeelement 13 axial verschiebbar geführt, das mit dem Stift 9 magnetisch bewegungsgekoppelt ist. Dazu ist entweder am anderen, oberen Stiftende 9b ein Permanentmagnet 14 befestigt und das Anzeigeelement 13 als ein Metallring aus magnetisch anziehbarem Material gebildet. Oder umgekehrt ist das Anzeigeelement 13 durch einen Permanentmagnetring gebildet und am oberen Stiftende 9b ein Metallstück 14 aus magnetisch anziehbarem Material befestigt. Der Ring ist einteilig oder aus mehreren Ringsegmenten aufgebaut. Alternativ kann das Anzeigeelement 13 auch durch eine Kugel oder mehrere entlang dem Gehäuseaußenumfang (Führungsumfang) angeordnete Kugeln (wie bei einem Kugellager) gebildet sein, also je nach Variante entweder durch eine oder mehrere Permanentmagnetkugeln oder eine oder mehrere magnetisch anziehbare Metallkugeln. In jedem Fall bewegt sich das Anzeigeelement 13 synchron mit dem Stift 9.
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Die Schraubkappe 12 ist ihrerseits von einer zylindrischen transparenten Haube 15 umgeben, so dass das Anzeigeelement 13 in einem zwischen Schraubkappe 12 und Haube 15 vorhandenen Ringspalt 16 angeordnet ist. Das Anzeigeelement 13 ist einerseits durch die Haube 15 nach außen geschützt und andererseits durch die transparente Haube 12 hindurch von außen sichtbar. Die axiale Position des Anzeigeelements 13 kann an einer Skala 17 abgelesen werden, die entlang dem axialen Verschiebeweg des Anzeigeelements 13 an der Haube 15 oder an der Schraubkappe 12 angebracht ist. Weiterhin können an der Schraubkappe 12 oder, wie in 2b gezeigt, an der Haube 15 mehrere Reed- oder Hallsensoren 18 angebracht sein, die mit dem permanentmagnetischen Anzeigeelement 13 zusammenwirken. Mithilfe der Reed- oder Hallsensoren 18 kann die Position des Anzeigeelements 13 elektronisch bestimmt, ausgewertet und somit auch der Durchfluss für die elektronische Weiterverarbeitung ermittelt werden.
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Wie in 2b weiter gezeigt, ist am unteren Stiftende 9a eine Anströmscheibe 19 befestigt und die Gewindespindel 10 in ein Innengewinde eines Gewindestutzens 20 eingeschraubt.
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Der Durchflussmesser 1 wird mit einem Außengewinde des Gewindestutzens 20 in die Öffnung 5 des Verteilerrohrs 2 eingeschraubt (1), wobei das untere Stiftende 9a mit der Anströmscheibe 19 bis in die Verteileröffnung 3 hineinragt. Indem die Gewindespindel 10 weiter in den Gewindestutzen 20 hinein- oder herausgeschraubt wird, lässt sich der maximale Durchfluss durch die Verteileröffnung 3 einstellen und z. B. für Wartungszweck auch vollständig absperren. In 1 ist die Gewindespindel 10 des rechten Durchflussmessers 1 in ihrer Absperrstellung gezeigt, in der sie mit einer Dichtung 21 die Verteileröffnung 3 verschließt.
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Bewegt sich der Stift 9 infolge der gegen seine Anströmscheibe 19 strömenden Strömung gegen die Federkraft der Rückstellfeder 8, so bewegt sich das Anzeigeelement 13 aufgrund seiner magnetischen Bewegungskopplung mit dem Stift 9 entsprechend und zeigt auf der kalibrierten Skala 17 den zugehörigen Durchflusswert an. Das Anzeigeelement 13 befindet sich außerhalb des durch den Durchflussmesser 4 strömenden Heiz-/Kühlmediums, so dass die Durchflussanzeige durch eingetrübtes oder verschmutztes Heiz-/Kühlmedium nicht beeinträchtigt wird.
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Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform erfolgt die Durchflussmessung rein elektronisch, also ohne das Anzeigeelement 13, dadurch, dass der Stift 9 den Permanentmagneten 14 aufweist und entlang dem axialen Verschiebeweg des Stifts 9 ein oder mehrere Reed- oder Hallsensoren 18 angeordnet sind, die mit dem Permanentmagneten 14 des Stifts 9 zusammenwirken. Anhand der Sensoren kann, unabhängig von einer Eintrübung oder Verschmutzung des Heiz-/Kühlmediums, die axiale Position des Permanentmagneten elektronisch bestimmt und somit auch der Durchfluss elektronisch ermittelt und ggf. angezeigt werden.
