DE4232774A1 - Verbundwasserzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbundwasser­ zähler mit einem Hauptzähler für die Erfassung der grö­ ßeren Durchflüsse, einem in einer Nebenleitung oder einem Nebenkanal sitzenden Nebenzähler für die Messung der kleineren Durchflüsse und einem hinter dem Hauptzäh­ ler angeordneten, mittels Differenzdruck und Federdruck Selbsttätig wirksamen Umschaltventil, in dessen Gehäu­ se der Ausgang der Nebenleitung seitlich einmündet und in dem ein in sich geschlossener, kompletter Schaltein­ satz sitzt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem solchen Verbundwasserzähler wird durch die Kombination eines Hauptzählers mit einem Nebenzähler ein weit größerer Meßbereich erzielt, als dies mit einem einzelnen Großwasserzähler möglich ist. Das Umschaltventil hat dabei die Aufgabe, durch exakte Schaltungen die beiden geeichten Einzelzähler so für die Wassererfassung einzusetzen, daß von der unteren bis zur oberen Meßbereichsgrenze des Verbundwasserzäh­ lers die vorgeschriebenen Meßfehlertoleranzen einge­ halten werden.

Aus der DE-PS 92 631 Fig. 2 ist ein Federventil für Verbundwasserzähler bekanntgeworden, bei dem durch eine in einigem Abstand außerhalb des Ventilsitzes zugeord­ nete Führung in welcher der Ventilkörper an seinem Um­ fang auf eine kurze Strecke mit geringe Spielraum glei­ tet, nachdem er von seinem Sitz abgehoben ist, zu dem Zweck, den Druckunterschied nach erfolgtem Anheben des Ventilkörpers sofort auf die größere Fläche wirken zu lassen und durch die hierdurch veranlaßte sprungartige Eröffnung des Ventils ein fehlerhaftes Anzeigen des Wassermessers zu vermeiden.

Bei diesem Ventil kann die dargestellte meßfehlerfreie Funktion aber nicht wie beschrieben eintreten, weil schon bei kürzestem Abheben des Schließkörpers von seinem Sitz eine wesentliche Differenzdruck-Minderung durch Druck­ ausgleich entsteht, die dann bei gleichbleibendem Durch­ fluß zu einem Stillstand des Schließkörpers in dieser Lage und somit zu einem so geringen Durchfluß durch den Hauptzähler führt, die dieser noch nicht erfassen kann; größere Meßfehler beim Umschalten sind daher nicht zu vermeiden.

Ein ähnliches Fehlverhalten tritt beim Schließen dieses Umschaltventils ein, denn auch hierbei wird der Hauptzäh­ ler-Durchfluß so stark gedrosselt, daß Meßfehler nicht vermeidbar sind. Wegen seiner langgezogenen Bauform ist dieses Umschaltventil für Verbundwasserzähler in Kurzbaulänge auch nicht geeignet.

Ein weiteres Umschaltventil dieser Art geht aus der DE-PS 30 34 056 hervor. In den Fig. 1, 2 und 3 sind hier drei in ihrer, Bauweise verschiedene, in ihrem Wirkungs­ prinzip aber fast gleiche Ventile dargestellt, die alle den gleichen Mangel aufweisen, nämlich einen so starken Schub in Ventilöffnungsrichtung, der nur durch eine ver­ stärkte Druckfeder egalisiert werden kann, sonst öffnet das jeweilige Ventil bei einem zu niedrigen Durchfluß und Meßfehler sind auch hier unvermeidlich.

Ab einer bestimmten Ventiloffenstellung wird dann die Widerstandskraft dieser Feder aber so groß, daß ein enormer Druckverlust infolge zu geringem Durchlaßquer­ schnitt entsteht, denn der Ventilhub ist nicht mehr aus­ reichend.

Der zu starke Schub in Öffnungsrichtung hat zwei wesent­ liche Ursachen. Bei allen drei Ventilen steht die jewei­ lige Lippendichtung am Hauptdichtsitz mit ihrer vollen Ringfläche während der Öffnungsphase unter Differenz­ druckwirkung und wird bei allen drei Ventilen der je­ weilige Tellerrand der Steuereinrichtung bei geschlos­ senem Umschaltventil voll vom Nebenzähler-Durchfluß umströmt, so daß der dabei entstehende Differenzdruck den Verschlußkörper ständig in Ventil-Öffnungsrichtung drückt. Dieser weitere Schub bedingt eine weitere Ver­ stärkung der Druckfeder, so daß sich insgesamt die vorer­ wähnten Mängel noch verstärken.

Eine unter Differenzdruck in Öffnungsrichtung schie­ bende Lippendichtung ist auch aus der DE-PS 31 24 371 zu ersehen, ein Nachteil, den man hier mittels eines Dop­ pelsitzsystems mit kleinerer Beaufschlagungsfläche in etwa zu beseitigen versuchte. Dafür müssen aber in der Praxis, insbesondere bei stark kalkhaltigem Wasser, unver­ meidliche Ablagerungen in Kauf genommen werden, betroffen werden hierbei hauptsächlich die Gleitpartien und die engen Bypaßbohrungen. Fehlmessungen durch Funktionshem­ mung sind daher auch bei diesem Umschaltventil nicht auszuschließen.

Einen in Ventilschließstellung vom Nebenzähler-Durchfluß voll umströmten Tellerrand des Verschlußkörpers zeigt auch die DE-PS 30 55 047, so daß auch hier ein nicht vermeid­ barer zusätzlicher Schub in Öffnungsrichtung vorliegt, der wiederum nur mittels eines Doppelsitzsystems unge­ fähr ausgeglichen werden konnte, um eine zu starke Druck­ feder zu vermeiden. Dafür sind aber auch hier die vor­ erwähnten Schwierigkeiten durch Ablagerungen und ähnli­ ches im Innenraum und an dem Bypaß kaum vermeidbar. Meßfehler infolge dieser Nachteile sind daher auch bei dieser Ventilkonstruktion nicht auszuschließen.

Außer den bisher genannten Umschaltventilen gibt es noch eine ganze Anzahl ähnlicher Bauarten, bei denen entweder ein schiebender Teller oder eine schiebende Lippendich­ tung oder sogar beides vorliegt, so daß auch hier Feder­ probleme und dadurch zu hohe Druckverluste und Meßfeh­ ler vorkommen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für Verbund­ wasserzähler, insbesondere für solche in Kurzbaulänge, ein Federumschaltventil zu schaffen, das einen mit geringen Mitteln im Aufbau einfaches, leicht austauschbares und im praktischen Einsatz in einem Rohrnetz trotzdem funktionssicheres Schaltorgan aufweist, so daß zusätzli­ che Meßfehler innerhalb der vorgeschriebenen Einbauzeit vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gesehen.

Dadurch, daß die gesamte Vorderfläche und auch die äuße­ re Tellerfläche in der erfindungsgemäßen Schließlage vom Nebenstrom weder an-noch umströmt werden, kann auf die Tellerrandfläche in Ventilschließstellung durch den Nebenstrom keinerlei Schub in Öffnungsrichtung erfol­ gen. Der Tellerrand steht völlig frei in dem ihm zuge­ ordneten neutralen Ringraum und schirmt mit seiner Rück­ seite die Ringkammer gegen den Nebenstrom völlig ab, so daß in der Kammer jegliche Strömung verhindert wird. Der Tellerrand nimmt in der erfindungsgemäßen neutra­ len Lage eine Wartestellung ein, bis der Differenzdruck an dem abgedichteten Ventilsitz so angestiegen ist, daß er das Absperrorgan unter Wahrung der Abdichtung gegen den Widerstand der Druckfeder soweit stromabwärts schiebt, bis der Tellerrand aus der Ringkammer gleitet und in den Nebenstrom eintaucht. Jetzt erst kommt der Teller­ rand in bezug auf die Ventilöffnung als Öffnungshilfe zur Wirkung, denn nun wird der Tellerrand und damit das gesamte Absperrorgan vom beim Umströmen eintretenden zusätzlichen Differenzdruck weiter in Öffnungsrichtung geschoben, bis der Tellerrand berührungslos in den koni­ schen Teil der Ringkammer gleitet und dann infolge einer weiteren Steigerung des Differenzdrucks bis hinter die­ se Staustelle gebracht wird.

Hier nimmt das Absperrorgan eine erste Öffnungsstellung ein und der Öffnungsvorgang ist damit fehlerfrei beendet. Das gesamte Zusammenwirken der einzelnen Vorgänge erfolgt durch die ständige Differenzdruck-Steigerung in einem Zug so schnell, daß dabei jegliche Meßfehler durch Schalt­ verzögerungen ausgeschlossen sind.

Die erfindungsgemäße Ringkammer dient somit in Ventil­ schließstellung als völlig neutrale Aufnahmezone für den Tellerrand des Absperrorgans und ist dabei in Be­ zug auf die Ventilöffnung anfangs völlig wirkungslos.

Die vorgenannte Schilderung des Öffnungsvorgangs be­ zieht sich auf ein Schaltorgan, bei dem der Nebenstrom vom Nebenkanal aus zwischen den zylindrischen und den konisch verjüngten Teil der Ringkammer geleitet wird.

Bei einer Umschaltventil-Bauart bei der das Nebenzähler­ wasser infolge eines anderen Schaltsystems direkt in den hinteren Teil des Ventilgehäuses einströmt, geht die Schaltfunktion etwas anders vonstatten.

Hier steht der Ventilteller ohne jede Funktion solan­ ge in der konischen Ringkammer in Wartestellung, bis durch ein Steuerventil in der Nebenleitung der Neben­ strom stark gedrosselt wird und infolge erhöhter Dif­ ferenzdruckwirkung ein Stoß auf das Absperrorgan erfolgt. Der Teller wird dabei durch die kurze konische Ringkam­ mer bis etwas hinter deren Ende gedrückt und verbleibt dann hier in seiner ersten Öffnungsstellung.

Bei einer weiteren Durchflußsteigerung löst sich der Teller und damit das gesamte Absperrorgan, bei beiden Schaltsystemen aus der ersten Öffnungsstellung und wird bei maximal ein Durchfluß in seine größte Hubend­ stellung gedrückt.

Die starke Einengung des Dichtsitz-Durchgangs erbringt eine so kleine Druckfläche für den Öffnungs-Differenz­ druck (etwa 0,2-0,3 bar), so daß die Druckfeder weit schwächer gestaltet werden kann, als bei einem Dicht­ sitz-Durchgang entsprechend der Ventil-Nennweite und, dadurch liegt das Kraftmoment beim Öffnen des Ventils ähnlich niedrig wie bei einem vergleichbaren Doppel­ sitzventil, aber ohne dessen Nachteile.

Gemeinsam mit dem langgezogenen Einlauftrichter und dem äußerst kurz gehaltenen Dichtsitz-Kanal ergibt sich daraus trotz der Einengung bei der Nennbelastung des Verbundwasserzählers ein Druckverlust, der immer noch innerhalb der Eichvorschriften für diese Zähler liegt.

Dazu verhilft auch noch eine weitere durch die Erfin­ dung ermöglichte Funktion im Ventilinneren.

Der stark eingeengte Dichtsitz-Durchgang bringt näm­ lich zudem noch einen erheblichen Vorteil in bezug auf die Feder-Entlastung in Ventil-Offenstellung, denn der Flächensprung beziehungsweise das Flächenverhältnis zu dem schon maximal großen Absperrorgan-Teller wird größer, je kleiner der Dichtsitz gestaltet werden kann und dadurch wird die Entlastung wesentlich größer. Infolge dessen wird der bei der Teller-Umströmung für die notwendige Schubleistung benötigte Differenzdruck verminderbar, wodurch sich daraus folgend dann auch der Gesamtdruckverlust vermindert.

Durch die besondere Ausbildung der Lippendichtung wird gewährleistet, daß als Wirkdruckfläche für den Öffnungs­ differenzdruck allein die Fläche zwischen dem Gleitbol­ zen und dem eingeengten Dichtsitz-Durchgang maßgebend ist und die Vorspannkraft der Druckfeder nur dem sich daraus ergebenden Kraftmoment (Fläche×Differenzdruck) entspricht.

Die Lippe der Lippendichtung wird im Ventilschließzustand bei kleineren Durchflüssen bis zur Ventilöffnung vom Druck im Hauptzähler fest auf ihren Dichtsitz gepreßt, das ermöglicht ein labyrinthähnliches Kanalsystem auf der Frontseite des Absperrorgans.

In der Öffnungsphase bewegt sich das Absperrorgan dann infolge der Differenzdruckwirkung etwas stromabwärts, nur die Innenpartie der Lippe verbleibt noch auf ihrem Dichtsitz, bis sie funktionsbedingt im weiteren Verlauf der Ventilöffnung von ihrer Auflage abgehoben wird und der Hauptzähler anläuft.

Somit wird bei dieser Dichtungsart keinerlei Zusatzschub in Öffnungsrichtung ermöglicht.

Wird ein O-Ring für die Ventilabdichtung vorgesehen, dann dichtet dieser mit seinem Außendurchmesser den Dichtsitzdurchgang ab, so daß auch hier kein zusätzlicher Schub in Öffnungsrichtung erfolgen kann. In der Öffnungs­ phase gleitet der O-Ring ein kurzes Stück innerhalb des Dichtsitzdurchgangs, das bringt ebenfalls einen abgedich­ teten Anfangshub des Absperrorgans.

Beide Dichtungen werden beim Schließvorgang des Umschalt­ ventils erst in der letzten Schließphase wieder für die Abdichtung des Schalteinsatzes benötigt.

Durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Punkte a bis e wird somit erreicht, daß auch bei einem Umschalt­ ventil mit nur einem Dichtsitz am Hauptdurchgang ohne zusätzliche Hilfsmittel und ohne größeren Aufwand ein­ wandfreie Öffnungs-und Schließvorgänge ermöglicht wer­ den, sogar bei zwei sehr unterschiedlichen Schaltsyste­ men.

Die Ventilkonstruktion nach der Erfindung ist äußerst einfach in ihrem Aufbau und vermeidet alle bisher bei Federventilen dieser Art bekannten Mängel, die, insbeson­ dere durch den engen Bypaß und auch durch Hohlräume im Ventilinneren, sowie durch zu starke Reibung mancher Gleitteile auftreten können, die Wasserbeschaffenheit ist dabei von großer Bedeutung.

Die einstückige Ausführung des Schalteinsatzträgers mit der konischen Ringkammer beziehungsweise dem konischen Stauring nach dem Anspruch 2 hat den Vorteil, daß die beiden Teile infolge der starren Verbindung absolut zentrisch zueinander liegen und der Tellerrand des Ab­ sperrorgans rundherum immer einen gleichmäßigen Ring­ spalt zu der Ringkammer und dem konischen Stauring ein­ hält.

Exzentrische Abweichungen, die beim Zusammenschrauben der beiden Teile auftreten können, entfallen somit. Eingespart werden durch Einstückigkeit auch etliche Herstellkosten und der bisher übliche Montageaufwand.

Ein nach dem Anspruch 3 aus Kunststoff gespritzter ein­ stückiger Schalteinsatzträger ist in den Herstellkosten weit billiger als ein mechanisch bearbeitetes Guß-oder Preßteil. Dadurch werden erhebliche Kosten gespart und zusätzlich ist ein solches Kunststoffteil auch noch viel leichter als ein Metallteil.

Ein fest mit der Nabe des Schalteinsatzes verbundener zentraler Gleitbolzen nach dem Anspruch 4 erspart zu­ sätzliche Bolzenhalterungen oder ähnliches und somit einige Herstellkosten. Wird der Gleitbolzen in die Na­ be eingespritzt, dann erhält er eine absolut zentrische Lage und zusätzlich, entfallen die Montagekosten.

Wird das Absperrorgan nach dem Anspruch 5 aus Kunst­ stoff gespritzt, dann entstehen weit geringere Herstell­ kosten, als bei einer mechanischen Fertigung, insbesonde­ re bei einem Absperrorgan mit einer Lippendichtung, bei der eine spezielle Halterung nötig ist. Weiterhin kön­ nen bei einem Kunststoffteil sehr leicht Verstärkungs­ rippen vorgesehen werden, was bei einer mechanischen Her­ stellung wesentlich schwieriger ist.

Bei einer Verbundzähler-Baulänge nach dem Anspruch 6 ist es möglich, anstelle eines senkrechten Woltmann­ zählers einen Verbundwasserzähler mit einem waagerech­ ten, kurzen Hauptzähler und einem Umschaltventil in Kurz­ baulänge in eine vorhandene Rohrleitung einzubauen, wenn sich die Durchflußverhältnisse so ändern, daß der Meßbe­ reich des Einzelzählers nicht mehr ausreicht, um alle Durchflüsse im Rahmen der Eichordnung zu erfassen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Schalteinsätze nach dem Anspruch 7 bringt den Vorteil, daß sie für die bei­ den derzeit üblichen Umschaltventil-Konstruktionen mit Doppelsitz-Schalteinsätzen geeignet sind. Mit angepaß­ ten Außenmaßen versehen, können beide Versionen einer Nenngröße dann jederzeit als Austausch-Schalteinsätze verwendet werden, die bekannten Umschaltventilgehäuse bleiben unverändert.

Die schmalen Steuerschlitze nach dem Anspruch 8 bewir­ ken in Verbindung mit dem Tellerrand des Absperrkörpers im Moment des Öffnens eine erhebliche Beschleunigung des Schaltvorgangs, denn schon nach kurzem immer noch abgedichteten Öffnungsweg des Absperrkörpers wird durch Nebenstromstau ein kurzfristig stark erhöhter Diffe­ renzdruck erzielt, so daß sich das Ventil infolgedessen schlagfertig öffnet und der Hauptzähler anläuft.

Die beiden Dichtflächen nach dem Anspruch 9 dienen im Schließzustand des Umschaltventils als Anlagen für eine Dichtung auf dem Gleitbolzen. Die Flächen sind je nach der Dichtungsart mit Planflächen versehen, sie können aber auch stufenförmig oder ähnlich ausgebildet sein, wenn die Dichtung an der Nabe oder am Absperrorgan be­ festigt werden soll.

Durch die Dichtung nach dem Anspruch 10 wird unter an­ derem verhütet, daß durch den feinen Gleitspalt zwischen dem Gleitbolzen und der Führungsbohrung des Absperror­ gans im Ventilschließzustand ein gewisser Druckaus­ gleich zwischen dem Ventilvordruck und dem Druck im Gehäuse-Hinterteil stattfinden kann.

Die Dichtung dient außerdem in der letzten Schließpha­ se als Puffer für das zurückgleitende Absperrorgan.

Mittels der Dichtung nach dem Anspruch 11 wird über eine kurze Wegstrecke eine Längsabdichtung erreicht, die etwa dem Hub entspricht, den der Tellerrand des Ab­ sperrorgans zurücklegen muß, bis er im Öffnungsfall von dem durch die Steuerschlitze fließenden Nebenstrom er­ faßt und weiter in Richtung Ventilausgang gedrückt wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Verbund­ wasserzählers in Kurzbaulänge von oben,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in Schließstellung im Längsschnitt, mit einer Neben­ strom-Zuführung in den Schalteinsatz,

Fig. 3 einen Schalteinsatz nach der Fig. 2 in maximaler Offenstellung,

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in Schließstellung im Längsschnitt, mit einer Neben­ strom-Zuführung frei in das Ventilgehäuse,

Fig. 5 einen Schalteinsatz nach der Fig. 4 je­ doch mit einem O-Ring als Abdichtorgan am Ventil- Absperrkörper,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Schlitzzone des Schalteinsatzträgers.

Der in der Fig. 1 schematisch dargestellte Verbundwas­ serzähler besteht im wesentlichen aus dem Hauptzähler dem in einer Nebenleitung 2 sitzenden Nebenzähler 3 und dem Umschaltventil 4, welche miteinander verschraubt und gegenseitig abgedichtet sind.

Das in der Fig. 2 dargestellte Umschaltventil 4 für Ver­ bundwasserzähler besitzt das Ventilgehäuse 5 mit Ein­ gangsflansch 37 und Ausgangsflansch 38, sowie den An­ schlußstutzen 39 für den Nebenzähler 3.

Das von diesem kommende Wasser fließt über den Nebenka­ nal 2 in den zentralen Ringkanal 40 des Ventilgehäuses 5. In dem Ventilgehäuse 5 sitzt der kompakte Schalteinsatz 7, der mit seinem Paßring 42 in dem Gehäuse-Einpaß 43 geführt und mittels des O-Rings 44 gegenüber dem Gehäu­ se-Hinterteil 11 abgedichtet ist.

Der Schalteinsatz 7 besteht im wesentlichen aus dem Schalteinsatzträger 13, dem längsbeweglichen Absperr­ organ 9 mit der Lippendichtung 27 oder dem O-Ring 26, dem raumfesten, zentralen Gleitbolzen 8, der vorgespann­ ten Druckfeder 12 mit Spannmutter 45.

Mit seinem Vorderteil 46 ist der Gleitbolzen 8 in die Nabe 30 des Schalteinsatzträgers 13 eingeschraubt oder eingespritzt. Stützrippen 47 verbinden die zentrale Na­ be 30 mit dem Außenring 48 des Schalteinsatzträgers 13.

Eingeklemmt zwischen dem Tellerrand 17 des Absperror­ gans 9 sitzt das Außenteil 28 der Lippendichtung 27. Das Innenteil 29 der Lippendichtung 27 wird im Ventil­ schließzustand vom Absperrorgan 9 über die labyrinth­ förmige Auflage 50 durch die Druckfeder 12 fest gegen die kreisförmige Dichtkante 49 des Schalteinsatzträgers 13 gepreßt.

Der Schalteinsatzträger 13 besitzt eine neutrale Ring­ kammer 15, eine Schlitzzone 51 und eine konische Staustu­ fe 52. Das Absperrorgan 9 hat einen tellerförmigen Rand 17, der im Ventilschließzustand berührungsfrei in der neutralen Ringkammer 15 steht.

Nach dem Ausströmen aus dem zentralen Ringkanal 40 fließt das Nebenzählerwasser durch die Stauschlitze 31 der Schlitzzone 51, dann durch die konische Staustufe 52, zum Gehäuse-Hinterteil 11 mit dem Gehäuse-Ausgang 41 und von hier aus zu einer nicht dargestellten Wasser- Entnahmestelle.

Der tellerförmige Rand 17 steuert mit seiner äußeren Kante 18 im Zusammenwirken mit der Schlitzzone 51 und der konischen Staustufe 52 sowohl beim Öffnungsvorgang des Umschaltventils 4, als auch bei dessen Schließvorgang die Schaltbewegungen des Absperrorgans 9 völlig berüh­ rungslos.

In Ventil-Offenstellung fließt das vom Hauptzähler 1 erfaßte Wasser durch den langgezogenen konischen Ein­ lauftrichter 23 und den kurzen Dichtsitzdurchgang 24 unter Umströmen des Absperrorgans 9 mit seinem Teller­ rand 17 zum Gehäuse-Ausgang 41 und von da zur Wasserent­ nahmestelle.

Der Längsschnitt durch den Schalteinsatz 7 nach der Fig. 3 zeigt die Stellung des Absperrorgans 9 bei ma­ ximalem Ventilhub. Das Absperrorgan 9 liegt dabei mit seiner Nabe 53 an der Federspannmutter 45 an.

Aus dem Längsschnitt durch den Umschaltventil-Bereich 4 nach der Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Außenring 48 mit dem Paßring 42 des Schalteinsatzträgers 13 bei die­ sem Schalteinsatz 7 wegen eines anderen Schaltsystems baulich etwas verändert ist.

Dies ist nötig, weil der Schalteinsatz bei dieser Aus­ führung außen völlig geschlossen sein muß, da der Neben­ strom hier aus Funktionsgründen nicht in den Schaltein­ satz 7 geleitet wird, sondern diesen umgeht und an belie­ biger Stelle frei in das Ventilgehäuse-Hinterteil 11 fließt.

Die bei allen Schaltbewegungen auch hier erforderliche Nebenstrom-Steuerung übernimmt ein separates in der Ne­ benleitung 2 angeordnetes, nicht näher dargestelltes Steuerventil 21 mit einem Kegel und einer Druckfeder.

Der Schalteinsatz nach der Fig. 5 zeigt eine Abdichtungs­ art am Hauptsitz 24, bei der anstelle einer Lippendich­ tung ein O-Ring 26 Verwendung findet. Der O-Ring 26 ist fest in eine Ringnute 54 des Absperrorgans 9 einge­ spannt und überbrückt ebenfalls dichtend eine kurze Wegstrecke 14.

Am Querschnitt nach der Fig. 6 durch die Schlitzzone 51 mit den Steuerschlitzen 31 des Schalteinsatzträgers 13 erkennt man den weiteren Weg des Nebenstroms nach Ver­ lassen des Ringkanals 40 im Ventilgehäuse 5.

Die Steuerschlitze sind äußerst kurz gehalten, damit das Absperrorgan 9 mit seinem Tellerrand 17 schon nach geringem Hub vom Nebenstrom erfaßt und weiter in Öff­ nungsrichtung geschoben wird.

Der Öffnungsvorgang des Umschaltventils 4 nach der Fig. 2 geht wie folgt vonstatten:

Bei geschlossenem Schalteinsatz 7 und somit stillste­ hendem Meßflügel des Hauptzählers (Woltmannzählers) 1 strömt das zu erfassende Wasser über die Nebenleitung 2 mit dem Nebenzähler 3 durch den Anschlußstutzen 39 in den Ringkanal 40 des Ventilgehäuses 5 und nach dem Durch­ lauf der Steuerschlitze 31 und der konischen Staustufe 52 über das Gehäuse-Hinterteil 11 zum Gehäuse-Ausgang 41. Von hier aus wird der Nebenstrom zu der nicht darge­ stellten Wasser-Entnahmestelle geleitet, die Wassermen­ ge ist dabei noch nicht allzu groß.

Beim Durchströmen der Nebenleitung 2, sowie des Neben­ zählers 3 entsteht dabei ein Druckabfall von etwa 0,2 bis 0,4 bar, so daß im Ventil-Innenraum 11 ein um dieses Maß niedrigerer Druck vorherrscht, als im Woltmannzäh­ ler 1.

Dieser Differenzdruck wird üblicherweise als Öffnungs­ kraft für den Schalteinsatz 7 benutzt, beaufschlagt wird hierbei nur die Vorderseite des am Hauptdurchgang 24 abgedichteten Absperrorgans 9.

Bei einem vorbestimmten Durchfluß öffnet sich dann der Schalteinsatz 7 infolge der Differenzdruckwirkung auf das Absperrorgan 9 gegen den Widerstand der vorgespann­ ten Druckfeder 12 selbsttätig und das Wasser strömt dann überwiegend durch den Woltmannzähler 1, den Schalt­ einsatz 7 und den hinteren Teil 11 zu dem Ventilaus­ gang 41; eine geringe Wassermenge fließt dabei weiter den Nebenzähler 3.

Während des Öffnungsvorgangs gleitet das Absperrorgan 9 mit seinem tellerförmigen Rand 17 stromabwärts berüh­ rungslos aus der Ringkammer 15 durch die Schlitzzone 51 in die konische Stufe 52 und kann dann infolge des hin­ ter dieser auftretenden Staudrucks nicht mehr in seine Ausgangsstellung zurückgleiten. In dieser Lage wirkt die Staustufe 52 wie eine hydraulische Raste. Zwischen­ stellungen des Absperrorgans 9 sind während des Öff­ nungsvorgangs nicht möglich, weil die Anfangsbewegung des Absperrorgans 9 durch die biegsame Lippendichtung 27 über eine bestimmte Strecke abgedichtet bleibt und im weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung der Differenz­ druck als schiebende Kraft ständig zunimmt, denn die Ring­ spalte werden stetig enger.

Umschaltmeßfehler sind somit während des Öffnungsvor­ gangs infolge der schnellen Gleitbewegung des Absperr­ organs 9 nicht möglich.

Steigt der Durchfluß weiter an, dann wird das Absperror­ gan 9 vom durchlaufenden Wasser gegen den Widerstand der Druckfeder 12 auf dem Gleitbolzen 8 weiter stromab­ wärts geschoben, bis es seine maximale Hub-Endstellung erreicht hat.

Das Schließen des Umschaltventils 4 und somit Abschal­ ten des Hauptzählers 1 erfolgt in umgekehrter Reihen­ folge. Bei einer Durchflußabnahme gleitet das Absperr­ organ 9 durch die Schließkraft der Druckfeder 12 aus seiner Endstellung solange stromaufwärts, bis es wieder an die Staustufe 52 gelangt. Hier nimmt das Absperrorgan 9 erneut seine Staustellung ein, bis die Kraft der Druck­ feder 12 den Stauwiderstand der hydraulischen Raste über­ winden kann.

Das Absperrorgan 9 gleitet dann ohne Verzug in seine Schließstellung zurück, denn durch die jetzt auftreten­ de Ringspalt-Erweiterung wird die Schließbeschleunigung ständig verstärkt.

Der Hauptstrom ist somit schlagartig unterbunden und die noch fließende Wassermenge erfaßt der Nebenzähler 3 solange allein, bis keine Wasserentnahme mehr stattfin­ det und beide Zähler 1 und 3 stillstehen.

Der Öffnungsvorgang des Umschaltventils 4 nach der Fig. 4 weicht etwas von dem vorbeschriebenen Vorgang ab, weil hier das vom Nebenzähler kommende Wasser direkt in den hinteren Raum 11 des Ventilgehäuses 5 geleitet wird und von da aus zu der Wasserentnahmestelle strömt Maßgebend für die Nebenstromführung in den hinteren Raum 11 ist der erweiterte Nebenleitungsausgang 6.

In der Öffnungsphase wird deshalb der Nebenstrom durch ein hinter dem Nebenzähler 3 in der Nebenleitung 2 an­ geordnetes Steuerventil 21 so stark gedrosselt, daß die größte Wassermenge dann durch den Hauptzähler 1 fließt und von hier aus das Absperrorgan 9 beaufschlagt. Dieses erhält dadurch einen stoßartigen Schub in Richtung Ven­ tilausgang.

Infolgedessen durchgleitet das Absperrorgan auch hier die konische Staustufe 52 und nimmt hinter dieser die schon erwähnte Rast- oder Staustellung ein, bis das Ab­ sperrorgan 9 durch einen gesteigerten Durchfluß wei­ ter stromabwärts geschoben wird. Auch bei diesem Ventil endet der Maximalhub des Absperrorgans 9 an dem An­ schlag 45.

Das Schließen dieses Umschaltventils 4 erfolgt eben­ falls von der konischen Staustufe 52 aus. Während der tellerförmige Rand 17 des Absperrorgans 9 diese durch­ gleitet, wird das Absperrorgan 9 durch die Ringspaltver­ größerung in seiner Schließbewegung so beschleunigt, daß es schlagartig auf den Dichtsitz 49 zurückgleitet und diesen verschließt.

Das bis zu dieser Situation durch den Hauptzähler 1 fließende Wasser wird danach wieder dem Nebenzähler 3 zugeleitet und erweitert dadurch zwangsweise den feder­ abhängigen Durchflußquerschnitt im bis dahin fast ge­ schlossenen Steuerventil 21 in der Nebenleitung 2. Die Durchflüsse durch den Woltmannzähler 1 und den Ne­ benzähler 3 werden somit auch hier selbsttätig so ge­ schickt gesteuert, daß Meßfehler durch nicht richtig erfaßbare Wassermengen dabei nicht auftreten können.

Beide Umschaltventile 4 sind zudem noch so ausführbar, daß mit ihnen auch ein Wasserrückfluß z. B. bei einem Rohrbruch vor dem Verbundwasserzähler verhindert wird. Zur Druckverlust-Minderung besteht noch die Möglichkeit, die Nebenleitung 2 zu erweitern und als Nebenzähler 3 einen druckverlustarmen Mehrbereichszähler zu verwenden.

Claims (11)

1. Verbundwasserzähler mit einem Hauptzähler (1) für die Erfassung der größeren Durchflüsse, einem in einer Nebenleitung oder einem Nebenkanal (2) sitzenden Neben­ zähler (3) für die Messung der kleineren Durchflüsse und einem hinter dem Hauptzähler (1) angeordneten, mit­ tels Differentdruck und Federdruck selbsttätig wirksamen Umschaltventil (4), in dessen Gehäuse (5) der Ausgang (6) der Nebenleitung (2) seitlich einmündet und in dem ein in sich geschlossener, kompletter Schalteinsatz (7) sitzt, dessen in Ventillängsachse auf einem zentralen Gleitbolzen (8) verschiebbar geführtes Absperrorgan (9) vom Druck in der Hauptleitung (10) in Ventilöffnungs­ richtung und von dem im Ventilgehäuse-Hinterteil (11) herrschenden, durch den bei laufendem Nebenzähler (3) entstehenden Niederdruck, sowie durch eine vorgespannte Druckfeder (12) in Ventilschließrichtung beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Träger (13) des Schalteinsatzes (7) eine strom­ abwärts offene und außen in Achsrichtung über eine kur­ ze Wegstrecke (14) zylindrische oder konische Ringkam­ mer (15) aufweist,
• b) die Frontpartie (16) des tellerförmigen Randes (17) am Absperrorgan (9) sich in Ventilschließstellung inner­ halb der zylindrischen Ringkammer (15) des Schalteinsatz­ trägers (13) befindet und zwischen dem äußeren Teller­ rand (18) und dem Ringkammermantel (19) ein schmaler Ringspalt (20) vorhanden ist, wenn ein Schaltsystem vor­ liegt, bei dem der Nebenstrom seitlich in den Schaltein­ satz (7) geleitet wird,
• c) der tellerförmige Rand (17) am Absperrorgan (9) sich in Ventilschließstellung innerhalb der konischen Ring­ kammer (15) des Schalteinsatzträgers (13) befindet und zwischen dem Tellerrand (18) und dem Ringkammermantel (19) ein schmaler Ringspalt (20) vorhanden ist, wenn ein Schaltsystem vorliegt, bei dem der Nebenstrom frei in den hinteren Teil (11) des Ventilgehäuses (5) geleitet wird und als Öffnungshilfe zusätzlich ein Steuerventil (21) Verwendung findet,
• d) die Hauptstrom-Durchflußzone (22) des Schalteinsat­ zes (7) aus einem stromabwärts verjüngten Einlauftrichter (23) und einem gegenüber der jeweiligen Ventilnennweite sehr stark eingeengten und äußerst kurzen Dichtsitz-Durch­ gang (24) besteht und
• e) das Absperrorgan (9) an seiner Vorderseite (25) eine elastische Dichtung, beispielsweise einen O-Ring (26) oder eine Lippendichtung (27) trägt, wobei die Lippen­ dichtung an ihrem Außenteil (28) fest mit dem Absperr­ organ (9) verbunden ist, während ihr Innenteil (29) sich bei der Ventilöffnung unter Einhaltung der Dichtheit in axialer Richtung entgegen der Durchflußrichtung ein vorbestimmtes Maß verbiegt.

2. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schalteinsatzträger (13) und die ko­ nische Ringkammer beziehungsweise der konische Stauring (15) einstückig ausgeführt sind.

3. Verbundwasserzähler nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der einstückige Schalteinsatz­ träger (13) vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt ist.

4. Verbundwasserzähler nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gleitbolzen (8) in die Haltenabe (30) des Schalteinsatzträgers (13) eingeschraubt oder eingespritzt ist.

5. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrorgan (9) vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt ist.

6. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1 und weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (4) eine solche Kurzbaulänge besitzt, welche gemeinsam mit der Baulänge des Hauptzählers (1) der größeren Baulän­ ge eines genormten Woltmannzählers senkrechter Bauart entspricht.

7. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1 und anderen, da­ durch gekennzeichnet, daß der erfindungsgemäße Schalt­ einsatz (7) so ausgebildet sein kann, daß er entweder für eine Verbundwasserzähler-Ausführung bei der das den Nebenzähler durchströmende Wasser über eine spe­ zielle Nebenleitung oder einen Nebenkanal (2) direkt in den Schalteinsatz (7) geleitet wird oder für eine Bauart, bei der funktionsgemäß das Nebenzähler-Wasser unter Umgehung des Schalteinsatzes (7) frei in den Innenraum (11) des Gehäuses (5) einströmt, verwendbar ist.

8. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1 und weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalteinsatzträger (13) zwischen dem zylindrischen und dem konischen Teil der Ringkammer (15) mehrere auf den Ringkammermantel (19) verteilte schmale Steuerschlitze (31) aufweist, durch die der Nebenstrom im Ventilschließzustand voll­ ständig und in Ventiloffenstellung teilweise in das konische Teilstück der Ringkammer (15) fließt, wenn er seitlich in den Schalteinsatz (7) geleitet wird.

9. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1 und weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Rückseite (32) der Haltenabe (30) des Schalteinsatzträgers (13), als auch die Vorderseite (33) des Absperrorgans (9) als Dichtflächen ausgebildet sind.

10. Verbundwasserzähler nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Haltenaben-Rückseite (32) und der Absperrorgan-Vorderfront (33) eine elastische leicht gepreßte Dichtung (34) sitzt.

11. Verbundwasserzähler nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (34) auf einer Frontseite eine lippenähnliche Ausbildung (35) aufweist.