EP4078105A1

EP4078105A1 - Verfahren zur herstellung einer messrohranordnung für ein coriolis-durchflussmessgerät

Info

Publication number: EP4078105A1
Application number: EP20817307.0A
Authority: EP
Inventors: Frank Voigt; Ennio Bitto
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2022-10-26
Also published as: WO2021121975A1; CN114829885A; DE102019134609A1; US20230012765A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Messrohranordnung (8) für ein Coriolis-Durchflussmessgerät, umfassend die Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer Kernanordnung (1) und eines Formnestes (2), zum Bilden einer Kavität (3) zwischen der Kernanordnung (1) und dem Formnest (2); wobei die Kernanordnung (1) mindestens einen Kern (5) umfasst, wobei der Kern (5) einen Kernkörper (6) umfasst, welcher ein erstes Material (9) aufweist; - Auffüllen der Kavität (3) mit einem zweiten Material (10) zum Bilden eines Messrohrkörpers (7) eines Messrohres (7) der Messrohranordnung (8), wobei das zweite Material (10) eine höhere Schmelztemperatur aufweist als das erste Material (9); - Trennen des Formnestes (2) und der Kernanordnung (1) von der Messrohranordnung (8), wobei die Trennung der Kernanordnung (1) über das Schmelzen des mindestens einen Kerns (4) der Kernanordnung (1) bei einer Schmelztemperatur erfolgt, welche unterhalb der Schmelztemperatur des zweiten Materials (10) und oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Materials (9) liegt, ein Coriolis-Durchflussmessgerät und eine Verwendung eines Kern-Ausschmelzverfahrens zur Herstellung einer Messrohranordnung.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER MESSROHRANORDNUNG FÜR EIN CORIOLIS-DURCHFLUSSMESSGERÄT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Messrohranordnung eines Coriolis-Durchflussmessgerätes, ein Coriolis-Durchflussmessgerät und eine Verwendung eines Kern-Ausschmelzverfahrens zur Herstellung einer Messrohranordnung eines Coriolis-Durchflussmessgerätes.

Feldgeräte der Prozessmesstechnik mit einem Messaufnehmer vom Vibrationstyp und besonders Coriolis-Durchflussmessgeräte sind seit vielen Jahren bekannt. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Messgerätes wird beispielsweise in der EP 1 807 681 A1 beschrieben, wobei auf den Aufbau eines gattungsgemäßen Feldgeräts im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf diese Druckschrift vollumfänglich Bezug genommen wird.

Typischerweise weisen Coriolis-Durchflussmessgeräte zumindest ein oder mehrere schwingfähige Messrohre auf, welche mittels eines Schwingungserregers in Schwingung versetzt werden können. Diese Schwingungen übertragen sich über die Rohrlänge und werden durch die Art des im Messrohr befindlichen fließfähigen Mediums und dessen Durchflussgeschwindigkeit variiert. Ein Schwingungssensor oder insbesondere zwei voneinander beabstandete Schwingungssensoren können an einer anderen Stelle des Messrohres die variierten Schwingungen in Form eines Messsignals oder mehrerer Messsignale aufnehmen. Aus dem oder den Messsignalen kann eine Auswerteeinheit sodann den Massedurchfluss, die Viskosität und/oder die Dichte des Mediums ermitteln.

Coriolis-Durchflussmessgeräte weisen üblicherweise metallische Messrohre auf. Bisher existieren nur wenige Coriolis-Durchflussmessgeräte mit Nicht-metallischen Messrohren. Die WO 2011/099989 A1 beispielsweise lehrt ein Verfahren zur Herstellung einer monolithisch ausgebildeten Messrohranordnung eines Coriolis-Durchflussmessgerätes mit gebogenen Messrohren, wobei der Messrohrkörper der jeweiligen Messrohre zuerst massiv aus einem Polymer gebildet und der Kanal zum Führen eines fließfähigen Mediums anschließend spannend eingearbeitet wird. Eine derartiges Herstellungs verfahren ist jedoch sehr aufwendig in der Herstellung und kostenintensiv, was seine Attraktivität für Single-Use Anwendungen mindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer Messrohranordnung eines Coriolis-Durchflussmessgerätes bereitzustellen, mit dem Messrohre hergestellt werden können, welche für auf das Coriolis-Prinzip basierende Durchflussmessungen geeignet sind. Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde ein Coriolis-Durchflussmessgerät mit einer aus einem Kunststoff gefertigten Messrohranordnung bereitzustellen, bei der die jeweilige Innenkontur und Außenkontur der Messrohre reproduzierbare Maße aufweisen.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1 , dem Coriolis- Durchflussmessgerät nach Anspruch 10 und der Verwendung nach Anspruch 11 .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Messrohranordnung für ein Coriolis-Durchflussmessgerät umfasst die Verfahrensschritte:

- Bereitstellen einer Kernanordnung und eines Formnestes, zum Bilden einer Kavität zwischen der Kernanordnung und dem Formnest; wobei die Kernanordnung mindestens einen Kern umfasst, wobei der Kern einen Kernkörper umfasst, welcher ein erstes Material aufweist;

- Auffüllen der Kavität mit einem zweiten Material zum Bilden eines Messrohrkörpers eines Messrohres der Messrohranordnung, wobei das zweite Material eine höhere Schmelztemperatur aufweist als das erste Material;

- Trennen des Formnestes und der Kernanordnung von der Messrohr-anordnung, wobei die Trennung der Kernanordnung über das Schmelzen des mindestens einen Kerns der Kernanordnung bei einer Schmelztemperatur erfolgt, welche unterhalb der Schmelztemperatur des zweiten Materials und oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt.

Das Auffüllen der Kavität erfolgt vorzugsweise mittels eines Urformverfahrens, insbesondere mittels Spritzgießens.

Als erstes Material eignet sich vorzugsweise eine niedrigschmelzende Metalllegierung, insbesondere eine Bismut-, Zinn-, Zink- und/oder Magnesium-Legierung, und bevorzugt eine Zinn-Bismus-, Zinn-Zink-, Zinn-Blei- und/oder Zinn-Magnesium-Legierung. Das erste

Material kann auch einen Füllstoff aufweisen, weicher eine höhere Schmelztemperatur als das zweite Material hat, zur Reduzierung des Materialbedarfs vom ersten Material. Der Füllstoff wird mit dem Ausgießen des verflüssigten ersten Materials aus der Messrohranordnung entfernt. Ein Füllstoff umfasst Sand und/oder Glas. Als zweites Material eignet sich vorzugsweise ein Polyamid (PA), Polyphthalamid (PPA), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyaryletherketon (PAEK), Polyphenylsulfon (PPSU), Polyethersulfon (PESU), Polysulfon (PSU), Polyarylamid (PARA).

Das Ausschmelzen kann beispielsweise in einem Schmelzbad und/oder mittels induktiven Schmelzens erfolgen. Ein derartiges Verfahren erlaubt es komplexe Formen für die Messrohranordnung zu realisieren, welche bspw. Hinterschneidungen aufweisen und somit nicht mit herkömmlichen Urform verfahren, insbesonder mittels Spritzgießens umsetzbar wären. Derartige Spritzteile sind nicht entformbar. Die Außenform der Messrohranordnung ist durch die Ausgestaltung des Formnestes gegeben. Das Formnest kann mehrteilig ausgebildet sein, wodurch es die Herstellung von Messrohranordnungen mit Messrohre mit einem teilweise oder vollständig kreisrundem, quadratischem oder ovalem Querschnitt erlaubt.

Eine derartige Messrohranordnung eignet sich besonders als Single-Use Durchflussmessgerät für Anwendungen im medizinischen Bereich. In dem Fall sind der Schwingungserreger und die Schwingungssensoren an einem Trägerkörper angeordnet, in oder an welchem die Messrohranordnung mechanisch trennbar angeordnet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der mindestens eine Kern eine Biegung aufweist. Es sind Messrohranordnungen für Coriolis-Durchflussmessgeräte bekannt, welche gebogene Messrohre aufweisen. Dafür wird ein üblicherweise gerades metallisches Ausgangsrohr durch Einleiten einer zumindest abschnittsweise von außen auf das Ausgangsrohr wirkenden Biegekraft verbogen. Ein derartiges Verfahren ist für Messrohre aus Kunststoff nicht geeignet, welche auch für dem Einsatz in einem Coriolis- Durchflussmessgerät geeignet wären. Kunststoff-Messrohre, welche sich gut verformen lassen, weisen üblicherweise einen niedrigen Gütefaktor und/oder eine niedrige Eigenfrequenz auf. Auf der anderen Seite sind Kunststoff-Messrohre, welche für die Anwendung in einem Coriolis-Durchflussmessgerät geeignet wären, sehr hart und lassen sich nicht verbiegen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich gebogene Messrohre hersteilen, welche aus einem Kunststoff gebildet sind, der einen hohen

Gütefaktor und reproduzierbare akustische Eigenschaften aufweist. Erfindungsgemäß wird eine Kernanordnung mit mindestens einem einen Bogen aufweisenden Kern für das Spritzgussverfahren verwendet. Das somit erhaltene Messrohr, bzw. die somit erhaltene Messrohranordnung ist nicht entformbar. Das Entformen erfolgt durch das Schmelzen der Kernanordnung. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Kern mindestens zwei Bereiche aufweist, welche parallel zueinander verlaufen, wobei die Biegung zwischen zwei der mindestens zwei Bereiche liegt.

Dadurch lässt sich eine kostengünstige und kompakte, U-förmige Messrohranordnung realisieren, welche selbst bei Arbeiten in Schutzanzügen, wie es zum Beispiel in

Reinräumen oder im Labor üblich ist, montagefreundlich an den Trägerkörper anbringbar ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Formnest mindestens eine Aufnahme aufweist, in der eine Magnetvorrichtung eingesetzt ist, wobei die Magnetvorrichtung beim Auffüllen der Kavität mit dem zweiten Material umspritzt wird, so dass die Magnetvorrichtung im gebildeten Messrohrkörper formschlüssig befestigt ist.

Schwingungserreger und Schwingungssensoren umfassen jeweils mindestens eine Magnetvorrichtung, welche Magnete - die auch oft als Magnetbecher ausgebildet sein können - aufweist, und mindestens eine Spule umfasst. Erfindungsgemäß wird die Magnetvorrichtung durch das zweite Material zumindest teilweise umgossen und somit formschlüssig an der Messrohranordnung fixiert. Ein nachträgliches Anbringen und Fixieren der Magnete ist somit nicht mehr notwendig. Dadurch erhält man nicht nur reproduzierbarere Messrohranordnungen, sondern auch schlankere Herstellungsabläufe.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Formnest mindestens eine Ausbuchtung aufweist, zum Bilden einer Vertiefung im gebildeten Messrohrkörper, wobei die Vertiefung dazu eingerichtet ist, mindestens eine Magnetvorrichtung aufzunehmen.

Alternativ zur obigen Ausgestaltung können auch Ausbuchtungen im Formnest vorgesehen werden, welche im Messrohr Vertiefungen hinterlassen, die dazu ausgebildet sind Magnete aufzunehmen. Die Magnete werden in die Aufnahmen eingeklebt. Somit lässt sich ein einfaches Positionieren und reproduzierbares Anbringen der Magnete an die Messrohrvorrichtung erreichen. Dies ist besonders wichtig, da bei Single-Use Messrohranordnungen auf eine umständliche Justierung verzichtet werden möchte und dies nur umgangen werden kann, wenn die Messrohranordnung so reproduzierbar wie möglich herstellbar ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Kernanordnung genau zwei Kerne umfasst, wobei die zwei Kerne und das Formnest eine erste Kavität und eine zweite Kavität bilden, zum Bilden zweier Messrohre, wobei das Formnest mindestens eine dritte Kavität bildet, welche die erste Kavität und die zweite Kavität verbindet, wobei sich beim Auffüllen der dritten Kavität ein Kopplerelementkörper bildet, welcher die beiden Messrohre miteinander verbindet.

Messrohranordnungen von Coriolis-Durchflussmessgeräten mit mindestens zwei Messrohren weisen in der Regel Kopplungselemente auf, welche die einzelnen Messrohre miteinander verbinden und somit aus der Messrohranordnung einen einzigen Oszillator bilden. Diese Kopplungselemente werden bei herkömmlichen Coriolis-

Durchflussmessgeräten auf die Messrohranordnung aufgeschoben und mit diesem verlötet. Eine derartige Fixierung wäre für die vorliegende Messrohranordnung aus Kunststoff garnicht oder nur sehr umständlich realisierbar.

Es ist vorteilhaft, wenn beim Zusammenbringen des Formnestes mit der Kernanordnung eine zweite Kavität gebildet wird, welche als Gussform für den Kopplerelementkörper dient. Dies erspart das nachträgliche Anbringen und Fixieren der Kopplerelemente an die Messrohranordnung. Beim Spritzgießen bildet sich nämlich ein Kopplerelementkörper aus, welcher die Messrohre miteinander verbindet. Der Kopplerelementkörper ist in dem Fall monolithisch mit der Messrohranordnung verbunden. Des Weiteren wird somit dafür gesorgt, dass das Kopplungsqualität der Kopplerelemente und somit auch das

Schwingverhalten der einzelnen Messrohranordnungen reproduzierbarer herstellbar sind.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass in der dritten Kavität mindestens ein erster Stützkörper angeordnet ist, welcher dazu ausgebildet ist die mechanische Festigkeit des Kopplerelementkörpers zu erhöhen, wobei der erste Stützkörper ein drittes Material mit einer dritten

Schmelztemperatur aufweist, die größer als die erste Schmelztemperatur ist.

Um die Festigkeit des Kopplerelementkörpers zu steigern oder um die Kopplungswirkung zu verbessern ist es vorteilhaft einen ersten Stützkörper in den Kopplerelementkörper zu integrieren, insbesondere mit zu vergießen. Der erste Stützkörper kann aber auch die Funktion der Kopplerelementes übernehmen. In dem Fall dient die sich in die dritte Kavität erstreckende Vergussmasse dafür, dass der Stützkörper formschlüssig mit der Messrohranordnung verbunden wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Kernanordnung genau zwei Kerne umfasst, wobei die zwei Kerne und das Formnest eine erste Kavität und eine zweite Kavität bilden zum Bilden zweier Messrohre, wobei das Formnest und die Kerne eine weitere vierte Kavität bilden, wobei die vierte Kavität durch die beiden Kerne jeweils zweimal geschnitten wird, wobei sich beim Ausfüllen der vierten Kavität ein Entkopplungskörper bildet, welcher die beiden Messrohre miteinander verbindet.

Gerade bei Single-Use Anwendungen ist es essentiell den auswechselbaren Teil der Coriolis-Durchflussmessgerätes reproduzierbar anbringbar zu realisieren. Das heißt, dass das Schwingverhalten der Messrohre bei der Justierung der Messrohranordnung dem Schwingverhalten der Messrohre nach dem Montieren in die Anlage beim Kunden entsprechen muss. Des Weiteren ist vorteilhaft, wenn der auswechelbare Teil nicht nur mechanisch fest am Trägerkörper angeordnet wird, sondern auch möglichst von den Leitungssystem zum Führen des fließfähigen Mediums mechanisch entkoppelbar ist.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Messrohranordnung mit einem Entkopplungskörper zu versehen, welcher Montageflächen aufweist, zum reproduzierbaren Anbringen und Fixieren der Messrohranordnung in einer Trägeranordnung und welche dazu ausgebildet ist, externe Einflüsse auf die Durchflussmessung zu reduzieren. Weiterhin dient der Entkopplungskörper dazu, Mikroreibungen an den Grenzflächen zum Trägerkörper zu reduzieren. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass in der vierten Kavität ein zweiter Stützkörper angeordnet ist, welcher dazu ausgebildet ist die mechanische Festigkeit des Entkopplungskörpers zu erhöhen, wobei der zweite Stützkörper ein viertes Material mit einer vierten Schmelztemperatur aufweist, die größer als die Schmelztemperatur des ersten Materials ist.

Eine Weiterentwicklung der obigen Ausgestaltung sieht einen zweiten Stützkörper im Entkopplungskörper vor, zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit.

Alternativ ersetzt der zweite Stützkörper den Entkopplungskörper, bzw. entspricht der Entkopplungskörper dem zweiten Stützkörper. In dem Fall wird durch das Einbringen und Verfestigen der Vergussmasse in die vierte Kavität eine formschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Stützkörper und der Messrohranordnung realisiert.

Das erfindungsgemäße Coriolis-Durchflussmessgerät umfasst:

- eine Messrohranordnung; WO 2021/121975 PCT/EP2020/084130

- mindestens einen Schwingungserreger, welcher dazu eingerichtet ist, die Messrohranordnung zu Schwingungen anzuregen;

- mindestens einen Schwingungssensoren, welcher dazu eingerichtet sind, die Auslenkung der Schwingungen der Messrohranordnung zu erfassen; und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messrohranordnung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird ein Kern-Ausschmelzverfahrens bei einem Urform verfahren, insbesondere beim Spritzgießen zur Herstellung einer Messrohranordnung für ein Coriolis-Durchflussmessgerät verwendet.

Das Kern-Ausschmelzverfahren findet vor allem in der Automobilindustrie anwendung. Es ermöglicht jede vorstellbare Teilekontur, wie z.B. mehrfach gebogene Rohre. Somit können auch nicht entformbare Kunststoffteile durch Spritzgussverfahren realisiert werden. Die Innenflächen der gefertigen Teile kann gezielt strukturiert werden. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kernanordnung;

Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Formnestes;

Fig. 3: einen Ausschnitt einer in das Formnest eingesetzten Kernanordnung; Fig. 4: eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kernanordnung mit einem Stützkörper;

Fig. 5: eine umgossene Kernanordnung;

Fig. 6: eine Messrohranordnung mit ausgeschmolzener Kernanordnung;

Fig. 7: eine Messrohranordnung mit angebrachten Magneten; Fig. 8: drei Ansichten eines erfindungsgemäßen Coriolis-Durchflussmessgerätes.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausgestaltung einer Kernanordnung 1 , welche zusammen mit dem Formnest dazu dient, eine Kavität bzw. einen Hohlraum zu bilden, welche die Form und Oberflächenstruktur der gefertigen Messrohranordnung definiert. Gemäß der abgebildeten Ausgestaltung weist die Kernanordnung 1 zwei Kerne 4.1 , 4.2 auf, welche über einen Verbindungskörper 29 miteinander verbunden sind. Der Verbindungskörper dient dazu, die Kernanordnung 1 möglichst montagefreundlich in eine dazu vorgegebene Position in das Formnest anzuordnen und zu fixieren. Der Verbindungskörper 19 kann monolithisch mit der Kernanordnung 1 verbunden, oder form- und/oder kraftschlüssig angebracht sein. Beide Kerne 4.1 , 4.2 weisen jeweils zwei Bereiche 12.1 , 12.2 auf, in denen die jeweiligen Längsachsen des Kernes parallel zueinander verlaufen, und eine

Biegung 11 auf, welche zwischen den beiden Bereichen 12.1 , 12.2 angeordnet ist. Somit weist auch das mittels Spritzgießens gefertige Bauteil eine Bogen auf. Der Kanal zum Führen des fließfähigen Mediums in dem Messrohr ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Der Kernkörper 5 weist ein erstes Material 9 auf, welches eine geringere Schmelztemperatur, als die Schmelztemperatur des zweiten Materials hat, aus dem der Messrohrkörper gebildet wird. Die Kernanordnung 1 weist zwei senkrecht zueinander stehende Spiegelebenen auf, welche die Kernanordnung 1 jeweils in zwei Teile einteilen. Eine erste Spiegelebene verläuft zwischen den beiden Kernen. Die zweite Spiegelebene schneidet die beiden Kerne 4.1 , 4.2 im Bogenbereich, wobei die Längsachsen der zwei Bereiche 12.1 , 12.2 gleichweit von der zweiten Spiegelebene beabstandet sind. Die Kerne 4.1 , 4.2 sind teilweise zylindrisch ausgebildet, bzw. weisen eine kreisrunde Querschnittsfläche auf. Die Kerne 4.1 , 4.2 können auch jeweils mehrteilig ausgebildet sein, d.h. aus mehreren einzelnen Teilen bestehen, welche zusammengesteckt den jeweiligen Kern 4.1 , 4.2 bilden. Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung des Formnestes 2, in welches die Kernanordnung eingesetzt wird, und welches zusammen mit der Kernanordnung eine Kavität ausbildet zum Vergießen mit fließfähigen Kunststoff und Bilden einer Messrohranordnung. Das Formnest kann mehrteilig ausgebildet sein. Das Formnest 2 umfasst einen Kanal, welcher zwei Bereiche 13.1 , 13.2 aufweist, die jeweils parallel zueinander ausgebildet sind, und die mittels eines Bogens miteinander verbunden sind. Gemäß der abgebildeten Ausgestaltung sind in den beiden Bereichen 13.1 , 13.2 Aufnahmen 14 für Magnete der Magnetvorrichtung 15 im Formnest 2 angeordnet. Die Magnete sind so in der Aufnahme angebracht, dass sie beim Bilden der Messrohranordnung formschlüssig mit den jeweiligen Messrohrkörpern verbunden werden. Die Magnete der Magnetvorrichtung 15 sind Komponenten der Schwingungssensoren und des Schwingungserregers.

Das Formnest kann eine Aufnahme für den Verbindungskörper der Kernanordnung aufweisen, die dazu dient die Kernanordnung in einer vorgegebenen Position zu fixieren und eine reproduzierbare Kavität zwischen das Formnest 2 und Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der Kernanordnung 1 aus Fig. 1 , angeordnet in dem Formnest 2 der Fig. 2. Dabei bildet sich eine Kavität 3 aus, die im späteren Verfahrensablauf mit der Vergussmasse, insbesondere dem flüssigen Kunsttoff gefüllt wird und die Form der Messrohranordnung vorgibt. Die Kernanordnung 1 und das Formnest 2 bilden eine erste Kavität 19 und eine zweite Kavität 20 aus. Nach dem Ausfüllen der dritten Kavität 21 mit einer Vergussmasse und Aushärten der Vergussmasse bildet sich in der ersten Kavität 19 und in der zweiten Kavität 20 der Messrohrkörper aus. An der Kernanordnung 1 sind sechs erste Stützkörper 23 angebracht, welche mit dem Formnest 2 jeweils eine dritte Kavität 21 ausbilden. Drei der erster Stützkörper 23 sind im

Einlaufabschnitt und drei der ersten Stützkörper 23 sind im Auslaufabschnitt der Kernanordnung 1 angebracht. Die ersten Stützkörper 23 verbinden die Kerne in den jeweiligen Abschnitten miteinander. Der erste Stützkörper 23 weist ein viertes Material 28 auf, welches eine Schmelztemperatur aufweist, die höher als die Schmelztemperatur des ersten Materials 9 der Kernkörper 5 der Kernanordnung 1 Nach dem Ausfüllen der dritten Kavität 21 mit einer Vergussmasse und Aushärten der Vergussmasse bildet sich in der dritten Kavität 21 ein Kopplerelement mit einem Kopplerelementkörper aus.

An der Kernanordnung 1 ist zudem ein zweiter Stützkörper 27 angebracht, welches ein viertes Material 28 aufweist mit einer Schmelztemperatur, die größer als die Schmelztemperatur des ersten Materials 9 ist. Zwischen dem zweiten Stützkörper 27 und dem Formnest 2 bildet sich eine vierte Kavität 25 aus, die ausgefüllt einen Entkopplungskörper bildet.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Kernanordnung 1 , welche zumindest alle wesentlichen Merkmale der in der Fig. 1 abgebildeten Ausgestaltung aufweist. Zusätzlich ist ein zweiter Stützkörper 27 an der Kernanordnung 1 angebracht. Der zweite

Stützkörper 27 umfasst ein viertes Material 28, welches eine höhere Schmelztemperatur aufweist, als die Schmelztemperatur des ersten Materials 9. Der zweite Stützkörper 27 dient dazu, die beiden Messrohre der Messrohranordnung miteinander zu verbinden und somit mechanisch von der Umgebung zu koppeln. Der zweite Stützkörper 27 verbindet die jeweiligen Einlaufabschnitte der Kerne miteinander und mit den Auslaufabschnitten der Kerne.

Die Fig. 5 zeigt eine umspritzte und entformte Kernanordnung 1 der Fig. 4. Der flüssig eingespritzte Kunststoff bilden die Messrohranordnung 8 mit dem Kopplerelementkörper 22. Das Formnest wurde entfernt. Die Messrohranordnung 8 weist zwei Messrohr 7.1 , 7.2 auf, welche jeweils aus einem zweiten Material 10 gebildet sind. Die Schmelztemperatur des zweiten Materials 10 ist höher als die Schmelztemperatur des ersten Materials. Der erste Stützkörper 23 ist im Kopplerelementkörper 22 integriert und wird zumindest teilweise von der ausgehärteten Vergussmasse umschlossen. Des Weiteren weist die Messrohranordnung 8 einen Entkopplungskörper 26 auf, weicher den zweite Stützkörper umfasst.

Die Fig. 6 zeigt die Messrohranordnung 8 mit ausgeschmolzener Kernanordnung. Die Messrohranordnung 8 umfasst einen Messrohrkörper 6. Der Messrohrkörper 6 weist Aufnahmen für die Magnetvorrichtung auf. Die beiden Messrohre sind über ein zwei Kopplerelemente 22 miteinander verbunden, welche im Einlauf- und Auslaufbereich angeordnet sind. Die Kopplerelemente 22 nehmen die Form der dritten Kavität an. s

Die Fig. 7 zeigt die Messrohranordnung 8 der Fig. 6 mit angebrachter Magnetvorrichtung 15. Die Magnete der Magnetvorrichtung sind in der Aufnahmen angeordnet und stoff und/oder formschlüssig mit dem Messrohrkörper verbunden.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Coriolis- Duchflussmessgerätes umfasst eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellte Messrohranordnung auf, welche zwei parallel geführte gebogene Messrohre 110a, 110b umfasst, die sich zwischen einem einlassseitigen Sammler 120a und einem auslassseitigen Sammler 120b erstrecken, und mit diesen fest verbunden sind. Zwischen den Sammlern 120a, 120b erstreckt sich ein massives Trägerrohr bzw. ein Trägerkörper 124, das mit beiden Sammlern fest verbunden ist, wodurch die Sammler 120a, 120b starr miteinander gekoppelt sind. Das Trägerrohr 124 weist an seiner Oberseite Öffnungen 125a, 125b durch welche die Messrohre 110a, 110b von den Sammlern aus dem

T rägerrohr 124 heraus und wieder zurückgeführt sind. Die Messrohre 110a, 110b sind einlassseitig und auslassseitig jeweils mit zwei Kopplerelementen 132a, 134a, 132b, 134b verbunden, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt sind, wobei die Kopplerelemente zwischen den Messrohren jeweils ein durchgehendes Loch 30 aufweisen, welcher dazu dient die Steifigkeit in Y-Richtung des geometrischen Zentrums im zweiten Bereiches zwischen den beiden Messrohren zu reduzieren. Die Kopplerelemente 132a, 132b, 134a, 134b definieren Schwingungsknoten für die Messrohre. Zwischen den inneren Kopplerelementen 132a, 132b können die Messrohre 110a, 11 Ob frei schwingen, so dass durch die Position der inneren Kopplerelemente die Schwingungseigenschaften des durch die Messrohre 110a, 110b gebildeten Oszillators, insbesondere Eigenfrequenzen von Schwingungsmoden des Oszillators wesentlich mitbestimmt werden. Die Messrohre sind aus dass oder aus Kunststoff gebildet.

Zum Anregen von Schwingungen bezogen auf die Längsrichtung bzw. die Z-Achse in der Mitte des Durchflussmessgerätes 100 zwischen den Messrohren eine Erregeranordnung 140 vorgesehen, beispielsweise eine induktive Erregeranordnung, die beispielsweise eine

Tauchspule an einem Messrohr und einen Tauchkörper gegenüberliegenden Messrohr oder einen Magneten am Messrohr und eine Halbleiterspule am Trägerrohr umfasst. Zum Erfassen der Schwingungen der Messrohre sind in Längsrichtung symmetrisch zur Erregeranordnung 140 eine erste Sensoranordnung 142a und eine zweite Sensoranordnung 142b vorgesehen, die jeweils als induktive Anordnung mit einer Tauchspule an einem Rohr und einem Tauchkörper am anderen Rohr gestaltet sind. Einzelheiten dazu sind dem Fachmann bekannt, und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Die Sammler 120a, 120b weisen endständig Flansche 122a, 122b auf, mittels derer das Messgerät in einer Rohrleitung zu installieren ist. Durch zentrale Öffnungen 123b in den Flanschen ist ein Massestrom durch das Messgerät 100, insbesondere dessen Rohrleitungen 110a, 110b zu führen ist, um den Massestrom zu messen. Die Messrohre 110a, 110b sind einlassseitig und auslassseitig jeweils mit zwei

Kopplerelementen 132a, 134a, 132b, 134b verbunden, wobei die Kopplerelemente zwischen den Messrohren jeweils ein Loch 30 aufweisen.

Bezugszeichenliste

1 Kernanordnung 1

2 Formnest 2

3 Kavität 3

4 Kern 4

5 Kernkörper 5

6 Messrohrkörper 6

7 Messrohr 7

8 Messrohranordnung 8

9 erstes Material 9

10 zweites Material 10

11 Biegung 11

12 Bereich 12

13 Bereich 13

14 Aufnahme 14

15 Magnetvorrichtung 15 17 Vertiefung

19 erste Kavität 19

20 zweite Kavität 20

21 dritte Kavität 21

22 Kopplerelement 22

23 erster Stützkörper 23

24 drittes Material 24

25 vierte Kavität 25

26 Entkopplungskörper 26

27 zweiter Stützkörper 27

28 viertes Material 28

29 Verbindungskörper 29

110a gebogenes Messrohr 110b gebogenes Messrohr 120a einlassseitiger Sammler 120b auslaussseitiger Sammler 122a endständiger Flansch 122b endständiger Flansch 123a Einlass 123b Auslass 124 Trägerrohr 125a Öffnung in Oberseite 125b Öffnung in Oberseite 132a Kopplerelement 132b Kopplerelement 134a Kopplerelement

134b Kopplerelement 140 Schwingungserreger 142a Schwingungssensor 142b Schwingungssensor 146 Stimmöffnung

Claims

WO 2021/121975 PCT/EP2020/084130 Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung einer Messrohranordnung (8) für ein Coriolis- Durchflussmessgerät, umfassend die Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer Kernanordnung (1) und eines Formnestes (2), zum Bilden einer

Kavität (3) zwischen der Kernanordnung (1) und dem Formnest (2); wobei die Kernanordnung (1) mindestens einen Kern (5) umfasst, wobei der Kern (5) einen Kernkörper (6) umfasst, welcher ein erstes Material (9) aufweist; - Auffüllen der Kavität (3) mit einem zweiten Material (10) zum Bilden eines

Messrohrkörpers (7) eines Messrohres (7) der Messrohranordnung (8), wobei das zweite Material (10) eine höhere Schmelztemperatur aufweist als das erste Material (9);

- Trennen des Formnestes (2) und der Kernanordnung (1) von der Messrohranordnung (8), wobei die Trennung der Kernanordnung (1) über das Schmelzen des mindestens einen Kerns (4) der Kernanordnung (1) bei einer Schmelztemperatur erfolgt, welche unterhalb der Schmelztemperatur des zweiten Materials (10) und oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Materials (9) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der mindestens eine Kern (4) eine Biegung (11) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kern (4) mindestens zwei Bereiche (12, 13) aufweist, welche parallel zueinander verlaufen, wobei die Biegung (11) zwischen zwei der mindestens zwei Bereiche (12, 13) liegt. WO 2021/121975 PCT/EP2020/084130

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formnest (2) mindestens eine Aufnahme (14) aufweist, in der eine Magnetvorrichtung (15) eingesetzt ist, wobei die Magnetvorrichtung (15) beim Auffüllen der Kavität (3) mit dem zweiten Material (10) umspritzt wird, so dass die Magnetvorrichtung (15) im gebildeten Messrohrkörper (6) formschlüssig befestigt ist.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formnest (2) mindestens eine Ausbuchtung aufweist, zum Bilden einer Vertiefung (17) im gebildeten Messrohrkörper (6), wobei die Vertiefung (17) dazu eingerichtet ist, mindestens eine Magnetvorrichtung (15) aufzunehmen.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kernanordnung (1) genau zwei Kerne (4.1 , 4.2) umfasst, wobei die zwei Kerne (4.1 , 4.2) und das Formnest (2) eine erste Kavität (19) und eine zweite Kavität (20) bilden, zum Bilden zweier Messrohre (7.1 , 7.2), wobei das Formnest (2) mindestens eine dritte Kavität (21) bildet, welche die erste Kavität (19) und die zweite Kavität (20) verbindet, wobei sich beim Auffüllen der dritten Kavität (21) ein Kopplerelementkörper bildet, welcher die beiden Messrohre (7.1 , 7.2) miteinander verbindet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in der dritten Kavität (21) mindestens ein erster Stützkörper (23) angeordnet ist, welcher dazu ausgebildet ist die mechanische Festigkeit des Kopplerelementkörpers zu erhöhen, wobei der erste Stützkörper (23) ein drittes Material (24) mit einer dritten Schmelztemperatur aufweist, die größer als die erste Schmelztemperatur ist. WO 2021/121975 PCT/EP2020/084130

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kernanordnung (1) genau zwei Kerne (4.1 , 4.2) umfasst, wobei die zwei Kerne (4.1 , 4.2) und das Formnest (2) eine erste Kavität (19) und eine zweite Kavität (20) bilden zum Bilden zweier Messrohre (7.1 , 7.2), wobei das Formnest (2) und die Kerne (4) eine weitere vierte Kavität (25) bilden, wobei die vierte Kavität (25) durch die beiden Kerne (4.1 , 4.2) jeweils zweimal geschnitten wird, wobei sich beim Ausfüllen der vierten Kavität (25) ein Entkopplungskörper (26) bildet, welcher die beiden Messrohre (7.1 , 7.2) miteinander verbindet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in der vierten Kavität (25) ein zweiter Stützkörper (27) angeordnet ist, welcher dazu ausgebildet ist die mechanische Festigkeit des Entkopplungskörpers (26) zu erhöhen, wobei der zweite Stützkörper (27) ein viertes Material (28) mit einer vierten

Schmelztemperatur aufweist, die größer als die Schmelztemperatur des ersten Materials (9) ist.

10. Coriolis-Durchflussmessgerät, umfassend: - eine Messrohranordnung (8);

- mindestens einen Schwingungssensoren, welcher dazu eingerichtet sind, die Auslenkung der Schwingungen der Messrohranordnung zu erfassen; dadurch gekennzeichnet, dass die Messrohranordnung (8) mittels eines Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.

11 . Verwendung eines Kern-Ausschmelzverfahrens bei einem Urform verfahren, insbesondere beim Spritzgießen zur Herstellung einer Messrohranordnung für ein Coriolis-Durchflussmessgerät.