WO2008014872A1 - Annular piston counter - Google Patents

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WO2008014872A1
WO2008014872A1 PCT/EP2007/006139 EP2007006139W WO2008014872A1 WO 2008014872 A1 WO2008014872 A1 WO 2008014872A1 EP 2007006139 W EP2007006139 W EP 2007006139W WO 2008014872 A1 WO2008014872 A1 WO 2008014872A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
gap
pin
dome
measuring chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/006139
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Lang
Original Assignee
M & Fc Holding Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by M & Fc Holding Llc filed Critical M & Fc Holding Llc
Priority to EP07785995A priority Critical patent/EP2047217A1/en
Publication of WO2008014872A1 publication Critical patent/WO2008014872A1/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/04—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls
    • G01F3/06—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls comprising members rotating in a fluid-tight or substantially fluid-tight manner in a housing
    • G01F3/08—Rotary-piston or ring-piston meters

Definitions

  • the invention relates to rotary piston meter according to the preamble of claim 1.
  • Rotary piston meters for measuring the consumption of fluids, for example drinking water, have been known and commercially available for many decades.
  • a measuring chamber In a meter housing there is a measuring chamber and therein an oscillating ring piston.
  • the measuring chamber has a radial partition which separates the inflow area of the fluid from the discharge area.
  • the annular piston is slotted radially in the region of the partition wall.
  • a measuring chamber lid closes the measuring chamber.
  • Rotary piston meters generate considerable noise during operation. These are so loud that rotary piston meters are not used in apartments.
  • Eccentricities can also arise due to e.g. Basic pin, measuring chamber and measuring chamber lid not exactly centric made, e.g. sprayed and / or mounted; then the dome, measuring chamber inner wall and / or base pin are eccentric to each other. The same applies to an eccentricity of piston pin or piston wall. In unfavorable cases, due to these eccentricities, the piston may change its guide surface several times during a complete oscillation, causing a clicking sound each time.
  • the present invention has for its object to reduce the disturbing noises or eliminate as completely as possible.
  • the present invention is based on the recognition that, in the prior art rotary piston meters, at least a significant portion of the noise is generated by the guide surfaces of the ring piston changing at least twice during a full oscillation. If, with the angular position 0 ° of the piston, the position in which the piston is completely above the inlet and the outlet opening, then in the angular range between about 315 ° and about 45 °, the annular piston is guided by its lower piston pin slides along the base pin, while in the angular range between about 45 ° and about 315 °, the guide takes place in that the inner wall of the annular piston skirt slides on the outer wall of at least one of the dome of the measuring chamber and / or the measuring chamber lid along.
  • the ring piston With each change of the guide surfaces, the ring piston makes a small jump, which generates a clacking noise, the volume of which rises sharply with increasing flow rate due to the so-called thus increasing kinetic energy.
  • the ring piston In order to eliminate the said cracks of the annular piston, one would have to reduce the gap between the relatively moving parts to zero. This is not possible because the piston would not move.
  • Such a dimensioning means that the gap between the piston skirt and dome is greater than the gap between the piston pin and dome and also the gap between the piston skirt and measuring chamber shell is greater than the gap between the piston pin and dome; the latter gap is typically of the order of about 0.05 mm and the other mentioned gaps are typically on the order of about 0.1 mm.
  • the rotary piston meter according to the invention has the further advantage that the braking torque, caused by the frictional force of the sliding parts, is significantly smaller, because the power arm is significantly shorter. Thanks to the reduced braking torque, the rotary piston meter according to the invention has a higher starting sensitivity and a desirable flattening of the measuring curve at high flow rates. Also, when spraying the plastic parts, attention must be paid to smooth surfaces only in a few areas.
  • the first gap results as the sum of a fourth and a fifth gap.
  • the fourth gap between the recess in the driving arm and the cooperating piston pin, the fifth gap between the piston pin facing away from the end of the Mit supportivearms and the cooperating dome is measured.
  • the driver additionally has the important task of holding and supporting the ring piston and in this way to prevent the unwanted clacking noise;
  • the driver serves as in the prior art to convert the oscillating movement of the annular piston in a continuous rotational movement.
  • both piston pin on the respective cooperating Dom slide in the angular range between about 45 ° and about 315 ° both piston pin on the respective cooperating Dom.
  • the annular piston is symmetrically supported. Since he can no longer tilt, he moves with little friction.
  • a designed in the manner of a crank driver which converts the oscillating movement of the annular piston in a rotating movement for the consumption display.
  • This driver is inventively designed so that in the angular range between about 315 ° and about 45 °, the end of the Mit Menuarms slides on the cooperating Dom.
  • the driver or his arm must have a certain mobility.
  • the play of the driving shaft in the central opening is greater than the first gap.
  • the driver arm is longitudinally movable and rotatably connected to the driver shaft.
  • the fifth gap y2 is formed between the driver shaft and the central bearing opening in the lid.
  • the piston pin is supported via the driving arm and the driving shaft directly on the measuring chamber cover. Since the power arm is now even shorter, the friction torque is minimally small and the sensitivity is maximum.
  • the piston pins slide along the inner surfaces of the dome only in the angular range between approximately 45 ° and approximately 315 °, it is sufficient if the inner surfaces of the dome are cylindrical and smooth even in this angular range.
  • the realization of the principle according to the invention for reducing the noise in rotary piston meters is not only possible as previously described with rotary piston meters without centric base pin.
  • An alternative embodiment provides that the measuring chamber bottom has a central base pin, as it is basically known from the prior art, and that the lower piston pin rotates in the annular space between the bottom of the dome and the base pin.
  • the low noise is also ensured in this case that the piston skirt during the oscillating movement of the annular piston neither one of the dome nor the measuring chamber jacket touches, which is ensured by the above-described dimensioning of the column x, y and e.
  • the base pin assumes the leadership of the lower piston pin only in the angular range between about 315 ° and about 45 °, it is sufficient according to an embodiment of the invention, if the wall of the base pin cylindrical and smooth even in this angular range is.
  • a second rotary piston meter wherein the annular piston is in the angular range between about 45 ° and about 315 °
  • FIG. 4 purely schematically and not to scale a third rotary piston meter in cross section, wherein the annular piston is in the angular range between about 315 ° and about 45 °, and
  • Fig. 5 is a diagram which compares the noise of various rotary piston meter as a function of flow.
  • Fig. 1 shows purely schematically the necessary for understanding the present invention parts of a first rotary piston meter, without limiting the generality.
  • a measuring chamber with a substantially cylindrical measuring chamber jacket 10, a bottom dome 11 and a substantially cylindrical base pin 12, a radial partition wall 15 between measuring chamber jacket 10 and bottom dome 11, a crescent-shaped inlet opening 13 and a crescent-shaped outlet opening 14 for the measuring fluid.
  • the phrase "substantially cylindrical” includes a slightly conical shape; the corresponding with such a slightly conical shape parts are then also slightly conical.
  • Fig. 1 shows between the piston pin 32 and inner wall of the bottom dome 11, a first gap y, between the outer wall of the piston skirt 31 and measuring chamber shell 10 a second gap x and between the inner wall of the piston skirt 2 and bottom end 11, a third gap e.
  • the dimensions of the first gap y and the third gap e are chosen such that the difference between the third gap e and the first gap y is greater than zero. This ensures that only the piston pin 32 is decisive for the guidance of the annular piston except the piston slot. In the angular range between about 315 ° and about 45 °, relative to the partition wall 15 as a zero position, the lower piston pin 32 slides along the base pin 12.
  • the piston pin 32 Due to the hydraulic pressure conditions, the piston pin 32 leaves the base pin 12 approximately in the 45 ° position and bears against the inner wall of the bottom dome 11. At this he glides along. At an angular position of about 315 ° he puts on the base pin 12 again. Each of these jumps creates a clicking sound. The greater the flow of the measuring fluid, the greater the kinetic energy of the ring piston and the louder the clacking noise. By the mentioned dimensioning of the column e, y, however, the jumps of the annular piston and thus their volume are minimal.
  • the force arm with which the frictional force between piston pin 32 and base pin 12 or inner wall of the bottom dome 11 acts is also minimal, so that counter according to the invention have an increased start-up sensitivity and a desired flattening of the measurement error curve at high flow rates. If, as shown in the drawing, the difference between the gap x and the gap y greater than zero is selected, there is no contact of the annular piston outer wall with the measuring chamber inner wall during the entire cycle of the oscillating movement of the piston; the elimination of this sliding contributes to the reduction of friction and noise.
  • e and x should advantageously be about 0.1 mm. Compliance with these conditions and dimensions ensures that the jacket 31 of the oscillating annular piston contacts neither one of the dome 11, 21 nor the measuring chamber jacket 10.
  • FIGS. 2 and 3 show, purely schematically, the parts of a second rotary piston meter required for understanding the present invention.
  • 2 shows the situation when the annular piston is in the angular range between approximately 45 ° and approximately 315 °
  • FIG. 3 shows the situation when the annular piston in the angular range between approximately 315 ° and approximately 45 ° located.
  • the measuring chamber has no central base pin.
  • the annular piston has an upper piston pin 33, which not only transfers the oscillating movement of the annular piston to the driver 40, as in the prior art rotary piston meters, but also serves as a guide element for the annular piston. As shown in FIG. 2, in the angular range between approximately 45 ° and approximately 315 °, the upper piston pin 33 bears against the inner wall of the cover dome 21. If the annular piston also has a lower piston pin, it simultaneously abuts the inner wall of the bottom dome. In this way, the annular piston is guided optimally.
  • the gaps x, e and y illustrated and explained with reference to FIG. 1 are also entered and maintained.
  • the first gap y is the sum of the columns yl and y2, where yl the gap between the recess 43 and the cooperating piston pin 32 and y2 the gap between the piston pin 32 remote from the end 45 of the Mitêtarms 42 and the cooperating dome 21 is.
  • Fig. 4 shows purely schematically and not to scale and omitting the components not required for understanding the invention, a third rotary piston meter in cross section, wherein the annular piston 30 is in the angular range between about 315 ° and about 45 °.
  • the measuring chamber with the substantially cylindrical measuring chamber jacket 10 and the bottom dome 11, but without a base pin.
  • the annular piston 30 with annular piston skirt 31 and lower piston pin 32 and upper piston pin 33.
  • the measuring chamber is closed at the top by means of the measuring chamber cover 20, with cover dome 21 and central opening 22 for the driving shaft 41 of the driver 40.
  • the driver 40 consists of the cam shaft 41 and the Mit supportivearm 42, this embodiment has at both ends a recess 43, of which the left cooperates with the upper piston pin 33 to convert the oscillating movement of the annular piston 30 in a rotating movement of the cam shaft 41 ,
  • Fig. 5 shows a diagram showing the noises, measured in dB, of various rotary piston meters as a function of the flow rate, measured in l / h. In all cases, these are rotary piston meters with a nominal flow Q N of 1,500 l / h.
  • the curve Al shows the flow-dependent noise development of a ring piston meter with brass housing from the current production of the IP rights holder.
  • Curve Bl shows the flow-dependent noise development of a rotary piston meter with glass fiber reinforced plastic housing from the current production of the holder of the industrial property rights.
  • the curve A shows the flow-dependent noise development of a ring piston counter corresponding to FIG. 1 with brass housing, modified according to the rules of the present invention.
  • Curve B shows the flow-dependent noise development of an annular piston meter according to FIG. 1 with glass fiber reinforced plastic housing, modified according to the present invention.

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Abstract

The subject matter of the invention is an annular piston counter for consumption measurement of fluids with less noise being developed. This is achieved by the size of a first gap (y) between the piston pin (32) and the dome (11), a second gap (x) between the piston casing (31) and the housing casing (10), and a third gap (e) between the piston casing (31) and the dome (11), such that the piston casing (31) does not touch either the dome (11) or the measurement chamber casing (10) during the oscillating movement of the annular piston (30).

Description

BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
RingkolbenzählerRotary piston meter
TECHNISCHES GEBIET:TECHNICAL AREA:
Die Erfindung betrifft Ringkolbenzähler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to rotary piston meter according to the preamble of claim 1.
STAND DER TECHNIK:STATE OF THE ART:
Ringkolbenzähler zur Messung des Verbrauchs von Fluiden, beispielsweise Trinkwasser, sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und handelsüblich. In einem Zählergehäuse befindet sich eine Messkammer und darin ein oszillierender Ringkolben. Die Messkammer besitzt eine radiale Trennwand, die den Zuflussbereich des Fluids vom Abflussbereich trennt. Der Ringkolben ist im Bereich der Trennwand radial geschlitzt. Ein Messkammerdeckel verschließt die Messkammer.Rotary piston meters for measuring the consumption of fluids, for example drinking water, have been known and commercially available for many decades. In a meter housing there is a measuring chamber and therein an oscillating ring piston. The measuring chamber has a radial partition which separates the inflow area of the fluid from the discharge area. The annular piston is slotted radially in the region of the partition wall. A measuring chamber lid closes the measuring chamber.
Ringkolbenzähler erzeugen im Betrieb erhebliche Geräusche. Diese sind so laut, dass Ringkolbenzähler in Wohnungen nicht eingesetzt werden.Rotary piston meters generate considerable noise during operation. These are so loud that rotary piston meters are not used in apartments.
Es hat selbstverständlich nicht an Versuchen gefehlt, die Ursache der Geräusche herauszufinden, um sie anschließend beseitigen zu können.Of course, there has been no lack of attempts to find out the cause of the noise in order to subsequently eliminate it.
Zum Ersten wurde vermutet, dass unterschiedliche Fluidvolumina auf der Zufluss- und der Abflussseite die Ursache seien. Zur Beseitigung dieser Ungleichheit wurden im Ringkolben Entlastungsbohrungen vorgesehen. Man vergleiche die US 490,983. Die Geräusche sind jedoch geblieben.First, it was assumed that different fluid volumes on the inflow and outflow sides were the cause. To eliminate this inequality relief holes were provided in the annular piston. Compare US 490,983. The sounds, however, have remained.
Zum Zweiten wurde vermutet, dass die Geräusche dadurch verursacht sind, dass der Ringkolben während eines vollen Umlaufs beschleunigt und abgebremst wird, wie es in der DE 891 457 C beschrieben ist. Es wurde daher vorgeschlagen, zwischen dem Ringkolben und dem Zählwerk ein Untersetzungsgetriebe einzufügen, welches ein sinusförmig verlaufendes, sich jedoch in Antiphase zum Ringkolben befindendes Übersetzungsverhältnis aufweist.Second, it has been suggested that the noise is caused by accelerating and decelerating the ring piston during one full turn, as described in DE 891 457C. It was therefore proposed to insert a reduction gear between the annular piston and the counter, which has a sinusoidally extending, but located in anti-phase to the annular piston gear ratio.
Zum Dritten wurde der ungleichmäßige Kontakt zwischen Mitnehmer und dem ihn antreibenden Kolbenzapfen aufgrund der beschleunigten und abgebremsten Bewegung des Kolbens als Quelle von Geräuschen angenommen und dementsprechend der Mitnehmer in der EP 0 153 446 Bl speziell geformt. Die Geräusche sind jedoch geblieben.Thirdly, the uneven contact between the driver and the piston pin driving it was due to the accelerated and decelerated movement assumed the piston as a source of noise and accordingly the driver in EP 0 153 446 Bl specially shaped. The sounds, however, have remained.
Es wurde auch die Berührung bzw. das Schleifen der Schlitzflächen des Kolbens mit bzw. auf der Trennwand als Geräuschursache angesehen. Dementsprechend wird in der US 2,462,063 vorgeschlagen, den Kolben an einer Schlitzkante in einem Steuerschlitz so zu führen, dass er keinen Kontakt mit der Trennwand mehr hat. In der US 587,224 wird vorgeschlagen, den Impuls des an die Trennwand anstoßenden Kolbens - und damit die Geräuschentwicklung - zu vermindern, indem die Trennwand beweglich gelagert ist. Schließlich soll entsprechend der US 3,369,399 die Geräuschentwicklung dadurch vermindert werden können, dass die Oberfläche der Trennwand mit weichem, dämpfenden Material beschichtet wird. Die Geräusche sind jedoch geblieben.It was also considered the touch or the grinding of the slit surfaces of the piston with or on the partition as a cause of noise. Accordingly, it is proposed in US 2,462,063 to guide the piston at a slot edge in a control slot so that it has no contact with the partition wall more. In US 587.224 it is proposed to reduce the momentum of the butt abutting the dividing wall - and thus the noise - by the dividing wall is movably mounted. Finally, according to the US 3,369,399 the noise can be reduced by the fact that the surface of the partition is coated with soft, damping material. The sounds, however, have remained.
Es wurde weiterhin in der US 2,735,408 richtig erkannt, dass Geräusche - speziell Klackgeräusche - durch eine Änderung des Kontakts des Kolbens mit seinen Führungsflächen entstehen: so wird dort zunächst vorgeschlagen, den Innendurchmesser des Ringkolbens so zu dimensionieren, dass der Kolben im Wesentlichen vom Innendom (guide ring) geführt wird und mit seinem Außendurchmesser die Messkammerwand nicht berührt; allerdings kommt es noch zu Klackgeräuschen wegen der unstetigen Berühren des Kolbens mit dem Innendom im Bereich des Kolbenschlitzes. Es wird daher weiter vorgeschlagen, den Innenkreis des Kolbens exzentrisch zum Außenkreis zu machen; damit wird der Kolben durch die Messkammerwand geführt und die Unstetigkeitsstellen der Kolbenwand haben keinen Kontakt mehr mit dem Innendom, so dass von daher keine Klackgeräusche mehr auftreten sollten. Die störenden Geräusche sind jedoch trotz aller dieser Maßnahmen mehr oder weniger geblieben.It was also correctly recognized in US Pat. No. 2,735,408 that noises-in particular clacking noises-result from a change in the contact of the piston with its guide surfaces. Thus, it is initially proposed to dimension the inner diameter of the annular piston such that the piston essentially projects from the inner dome. guide ring) is guided and does not touch the measuring chamber wall with its outer diameter; However, there is still clacking noise because of the unsteady touching the piston with the inner dome in the region of the piston slot. It is therefore further proposed to make the inner circle of the piston eccentric to the outer circle; Thus, the piston is guided through the measuring chamber wall and the points of discontinuity of the piston wall have no contact with the inner dome, so that no clacking noises should occur. The disturbing noises, however, have remained more or less despite all these measures.
Als eine weitere Quelle von Störgeräuschen haben sich Unrundheiten und Exzentrizitäten der aufeinander gleitenden Flächen herausgestellt. Ursprünglich bestanden alle Teile der Ringkolbenzähler aus Metall und wurden mit rotierenden Werkzeugen bearbeitet, wobei ausreichend glatte und zentrische Gleitflächen erzielt werden. Seit einigen Jahren jedoch werden die Ringkolbenzähler - jedenfalls Messkammer, Deckel und Ringkolben - aus Kunststoff gespritzt. Wegen der erforderlichen Druckfestigkeit müssen die Kunststoffwände mehr oder weniger dick ausfallen. Beim Abkühlen von Kunststoffspritzlingen, insbesondere beim Abkühlen von dickwandigen Kunststoffspritzlingen lässt sich eine ungleichmäßige Abkühlung nicht vermeiden mit der Folge, dass die Gleitflächen nicht mehr glatt sondern mehr oder weniger gewellt sind. Bei jedem Sprung über eine solche Welle entsteht ein zusätzliches Geräusch.As another source of noise noises and eccentricities of the sliding surfaces have been found. Originally, all parts of the rotary piston meters were made of metal and were machined with rotating tools, whereby sufficiently smooth and centric sliding surfaces are achieved. For some years, however, the rotary piston meters - at least the measuring chamber, cover and ring piston - are injection molded from plastic. Because of the required pressure resistance, the plastic walls must be more or less thick. When cooling plastic injection molded parts, especially when cooling thick-walled plastic molded parts can not be avoided uneven cooling with the result that the sliding surfaces are no longer smooth but more or less wavy. Each jump over such a wave creates an additional noise.
Exzentrizitäten können auch dadurch entstehen, dass z.B. Grundstift, Messkammer und Messkammerdeckel nicht exakt zentrisch hergestellt, z.B. gespritzt und/oder montiert werden; dann sind Dom, Messkammerinnenwand und/oder Grundstift exzentrisch zueinander. Das Gleiche gilt bezüglich einer Exzentrizität von Kolbenzapfen oder Kolbenwand. In ungünstigen Fällen kann aufgrund dieser Exzentrizitäten der Kolben mehrmals während einer vollständigen Oszillation seine Führungsfläche wechseln und dabei jedes Mal ein Klackgeräusch hervorrufen.Eccentricities can also arise due to e.g. Basic pin, measuring chamber and measuring chamber lid not exactly centric made, e.g. sprayed and / or mounted; then the dome, measuring chamber inner wall and / or base pin are eccentric to each other. The same applies to an eccentricity of piston pin or piston wall. In unfavorable cases, due to these eccentricities, the piston may change its guide surface several times during a complete oscillation, causing a clicking sound each time.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG:DISCLOSURE OF THE INVENTION:
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die störenden Geräusche zu reduzieren bzw. möglichst ganz zu beseitigen.The present invention has for its object to reduce the disturbing noises or eliminate as completely as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ringkolbenzähler mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a rotary piston meter with the features of claim 1.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei den Ringkolbenzählern nach dem Stand der Technik wenigstens ein erheblicher Teil der Geräusche dadurch erzeugt wird, dass die Führungsflächen des Ringkolbens während einer vollen Oszillation wenigstens zweimal wechseln. Bezeichnet man mit der Winkelstellung 0° des Kolbens die Stellung, in der der Kolben vollständig über der Einlass- und der Auslassöffnung steht, dann wird in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° der Ringkolben dadurch geführt, dass sein unterer Kolbenzapfen am Grundstift entlang gleitet, während in dem Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° die Führung dadurch erfolgt, dass die Innenwand des Ringkolbenmantels an der Außenwand wenigstens eines der Dome der Messkammer und/oder des Messkammerdeckels entlang gleitet. Bei jedem Wechsel der Führungsflächen vollführt der Ringkolben einen kleinen Sprung, der ein Klackgeräusch erzeugt, dessen Lautstärke mit zunehmender Durchflussmenge wegen der bekanntlich damit zunehmenden Bewegungsenergie stark ansteigt. Um die genannten Sprünge des Ringkolbens zu beseitigen, müsste man die Spalte zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Teilen auf Null reduzieren. Das ist jedoch nicht möglich, da der Kolben sich dann nicht mehr bewegen würde .The present invention is based on the recognition that, in the prior art rotary piston meters, at least a significant portion of the noise is generated by the guide surfaces of the ring piston changing at least twice during a full oscillation. If, with the angular position 0 ° of the piston, the position in which the piston is completely above the inlet and the outlet opening, then in the angular range between about 315 ° and about 45 °, the annular piston is guided by its lower piston pin slides along the base pin, while in the angular range between about 45 ° and about 315 °, the guide takes place in that the inner wall of the annular piston skirt slides on the outer wall of at least one of the dome of the measuring chamber and / or the measuring chamber lid along. With each change of the guide surfaces, the ring piston makes a small jump, which generates a clacking noise, the volume of which rises sharply with increasing flow rate due to the so-called thus increasing kinetic energy. In order to eliminate the said cracks of the annular piston, one would have to reduce the gap between the relatively moving parts to zero. This is not possible because the piston would not move.
Die erfindungsgemäße Lösung des Geräuschproblems beruht einfach ausgedrückt darauf, dass durch geeignete Dimensionierung der für die Funktion des Ringkolbenzählers unbedingt erforderlichen Spalte zwischen den sich bewegenden Teilen dafür gesorgt wird, dass einerseits die Spalte, andererseits aber auch die Sprünge möglichst klein ausfallen.The solution according to the invention of the noise problem is simply based on the fact that by appropriate dimensioning of the essential for the function of the rotary piston meter column between the moving parts is taken to ensure that on the one hand, the column, on the other hand, but also the jumps are as small as possible.
Eine derartige Dimensionierung bedeutet, dass der Spalt zwischen Kolbenmantel und Dom größer ist als der Spalt zwischen Kolbenzapfen und Dom und außerdem der Spalt zwischen Kolbenmantel und Messkammermantel größer ist als der Spalt zwischen Kolbenzapfen und Dom; der letztgenannte Spalt ist typisch in der Größenordnung von ca. 0,05 mm und die übrigen erwähnten Spalte sind typischerweise in der Größenordnung von ca. 0,1 mm.Such a dimensioning means that the gap between the piston skirt and dome is greater than the gap between the piston pin and dome and also the gap between the piston skirt and measuring chamber shell is greater than the gap between the piston pin and dome; the latter gap is typically of the order of about 0.05 mm and the other mentioned gaps are typically on the order of about 0.1 mm.
Der erfindungsgemäße Ringkolbenzähler hat den weiteren Vorteil, dass das Bremsmoment, hervorgerufen durch die Reibungskraft der aufeinander gleitenden Teile, deutlich kleiner wird, weil der Kraftarm deutlich kürzer ist. Dank des verringerten Bremsmoments hat der erfindungsgemäße Ringkolbenzähler eine höhere Anlaufempfindlichkeit und eine wünschenswerte Abflachung der Messkurve bei hohen Durchflüssen. Auch muss beim Spritzen der Kunststoffteile nur noch in wenigen Flächenbereichen auf glatte Oberflächen geachtet werden.The rotary piston meter according to the invention has the further advantage that the braking torque, caused by the frictional force of the sliding parts, is significantly smaller, because the power arm is significantly shorter. Thanks to the reduced braking torque, the rotary piston meter according to the invention has a higher starting sensitivity and a desirable flattening of the measuring curve at high flow rates. Also, when spraying the plastic parts, attention must be paid to smooth surfaces only in a few areas.
Bei einer der praktischen Realisierungen des erfindungsgemäßen Grundprinzips ergibt sich der erste Spalt als Summe aus einem vierten und einem fünften Spalt. Dabei wird der vierte Spalt zwischen der Aussparung im Mitnehmerarm und dem kooperierenden Kolbenzapfen, der fünfte Spalt zwischen dem dem Kolbenzapfen abgewandten Ende des Mitnehmerarms und dem kooperierenden Dom gemessen. In diesem Fall hat der Mitnehmer zusätzlich die wichtige Aufgabe, den Ringkolben zu halten und zu stützen und auf diese Weise die unerwünschten Klackgeräusche zu verhindern; außerdem dient der Mitnehmer wie beim Stand der Technik dazu, die oszillierende Bewegung des Ringkolbens in eine kontinuierliche Drehbewegung umzuwandeln.In one of the practical implementations of the basic principle according to the invention, the first gap results as the sum of a fourth and a fifth gap. In this case, the fourth gap between the recess in the driving arm and the cooperating piston pin, the fifth gap between the piston pin facing away from the end of the Mitnehmerarms and the cooperating dome is measured. In this case, the driver additionally has the important task of holding and supporting the ring piston and in this way to prevent the unwanted clacking noise; In addition, the driver serves as in the prior art to convert the oscillating movement of the annular piston in a continuous rotational movement.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gleiten in dem Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° beide Kolbenzapfen auf dem jeweils kooperierenden Dom. Auf diese Weise wird der Ringkolben symmetrisch gestützt. Da er jetzt nicht mehr kippen kann, bewegt er sich reibungsarm.According to a preferred embodiment of the invention slide in the angular range between about 45 ° and about 315 ° both piston pin on the respective cooperating Dom. In this way, the annular piston is symmetrically supported. Since he can no longer tilt, he moves with little friction.
Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein nach Art einer Kurbel gestalteter Mitnehmer vorgesehen, der die oszillierende Bewegung des Ringkolbens in eine rotierende Bewegung für die Verbrauchsanzeige umwandelt. Dieser Mitnehmer ist erfindungsgemäß so gestaltet, dass in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° das Ende des Mitnehmerarms auf dem kooperierenden Dom gleitet.According to a likewise preferred embodiment of the invention, a designed in the manner of a crank driver is provided, which converts the oscillating movement of the annular piston in a rotating movement for the consumption display. This driver is inventively designed so that in the angular range between about 315 ° and about 45 °, the end of the Mitnehmerarms slides on the cooperating Dom.
Um dies sicherzustellen, muss der Mitnehmer bzw. sein Arm eine gewisse Beweglichkeit haben. Gemäß einer ersten Ausgestaltung hierzu ist das Spiel der Mitnehmerwelle in der zentralen Öffnung größer als der erste Spalt. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Mitnehmerarm längsbeweglich und drehfest mit der Mitnehmerwelle verbunden ist.To ensure this, the driver or his arm must have a certain mobility. According to a first embodiment, the play of the driving shaft in the central opening is greater than the first gap. An alternative embodiment provides that the driver arm is longitudinally movable and rotatably connected to the driver shaft.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der fünfte Spalt y2 zwischen der Mitnehmerwelle und der zentralen Lageröffnung im Deckel ausgebildet. In diesem Fall stützt sich der Kolbenzapfen über den Mitnehmerarm und die Mitnehmerwelle direkt am Messkammerdeckel ab. Da jetzt der Kraftarm noch kürzer wird, ist das Reibmoment minimal klein und die Messempfindlichkeit maximal groß.According to a further embodiment, the fifth gap y2 is formed between the driver shaft and the central bearing opening in the lid. In this case, the piston pin is supported via the driving arm and the driving shaft directly on the measuring chamber cover. Since the power arm is now even shorter, the friction torque is minimally small and the sensitivity is maximum.
Da wie schon erwähnt die Kolbenzapfen nur in dem Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° an den Innenflächen der Dome entlang gleiten, genügt es, wenn die Innenflächen der Dome auch nur in diesem Winkelbereich zylindrisch und glatt sind.Since, as already mentioned, the piston pins slide along the inner surfaces of the dome only in the angular range between approximately 45 ° and approximately 315 °, it is sufficient if the inner surfaces of the dome are cylindrical and smooth even in this angular range.
Die Realisierung des erfindungsgemäßen Prinzips zur Reduzierung der Geräusche bei Ringkolbenzählern ist nicht nur wie bisher beschrieben mit Ringkolbenzählern ohne zentrischen Grundstift möglich. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Messkammerboden einen zentrischen Grundstift besitzt, wie er grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist, und dass der untere Kolbenzapfen in dem Ringraum zwischen Bodendom und Grundstift umläuft. Die Geräuscharmut wird auch in diesem Fall dadurch sichergestellt, dass der Kolbenmantel während der oszillierenden Bewegung des Ringkolbens weder einen der Dome noch den Messkammermantel berührt, was durch die oben erläuterte Dimensionierung der Spalte x, y und e sichergestellt wird. In diesem Fall, in dem der Grundstift die Führung des unteren Kolbenzapfens nur in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° übernimmt, genügt es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Wand des Grundstifts auch nur in diesem Winkelbereich zylindrisch und glatt ist.The realization of the principle according to the invention for reducing the noise in rotary piston meters is not only possible as previously described with rotary piston meters without centric base pin. An alternative embodiment provides that the measuring chamber bottom has a central base pin, as it is basically known from the prior art, and that the lower piston pin rotates in the annular space between the bottom of the dome and the base pin. The low noise is also ensured in this case that the piston skirt during the oscillating movement of the annular piston neither one of the dome nor the measuring chamber jacket touches, which is ensured by the above-described dimensioning of the column x, y and e. In this case, in which the base pin assumes the leadership of the lower piston pin only in the angular range between about 315 ° and about 45 °, it is sufficient according to an embodiment of the invention, if the wall of the base pin cylindrical and smooth even in this angular range is.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:DESCRIPTION OF THE DRAWINGS:
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigenReference to the drawing, the invention in the form of two embodiments will be explained in more detail. Show it
Fig. 1 rein schematisch und unter Weglassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Komponenten einen ersten Ringkolbenzähler,1 purely schematically and omitting the components not required for understanding the invention a first rotary piston meter,
Fig. 2 rein schematisch und unter Weglassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Komponenten einen zweiten Ringkolbenzähler, wobei sich der Ringkolben in dem Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° befindet,2 purely schematically and omitting the components not required for understanding the invention, a second rotary piston meter, wherein the annular piston is in the angular range between about 45 ° and about 315 °,
Fig. 3 den Ringkolbenzähler der Fig. 2, wobei sich der Ringkolben in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und 45° befindet,3, the rotary piston meter of FIG. 2, wherein the annular piston is in the angular range between approximately 315 ° and 45 °,
Fig. 4 rein schematisch und nicht maßgerecht einen dritten Ringkolbenzähler im Querschnitt, wobei sich der Ringkolben in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° befindet, undFig. 4 purely schematically and not to scale a third rotary piston meter in cross section, wherein the annular piston is in the angular range between about 315 ° and about 45 °, and
Fig. 5 ein Diagramm, welches die Geräusche verschiedener Ringkolbenzähler in Abhängigkeit vom Durchfluss vergleicht.Fig. 5 is a diagram which compares the noise of various rotary piston meter as a function of flow.
Fig. 1 zeigt rein schematisch die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlichen Teile eines ersten Ringkolbenzählers, und zwar ohne Beschränkung der Allgemeinheit. Man erkennt eine Messkammer mit einem im Wesentlichen zylindrischen Messkammermantel 10, einem Bodendom 11 und einem im Wesentlichen zylindrischen Grundstift 12, eine radiale Trennwand 15 zwischen Messkammermantel 10 und Bodendom 11, eine sichelförmige Einlassöffnung 13 und eine sichelförmige Auslassöffnung 14 für das Messfluid. Die Formulierung "im Wesentlichen zylindrisch" schließt dabei eine leicht konische Form ein; die mit einer solchen leicht konischen Form korrespondierenden Teile sind dann ebenfalls leicht konisch.Fig. 1 shows purely schematically the necessary for understanding the present invention parts of a first rotary piston meter, without limiting the generality. One recognizes a measuring chamber with a substantially cylindrical measuring chamber jacket 10, a bottom dome 11 and a substantially cylindrical base pin 12, a radial partition wall 15 between measuring chamber jacket 10 and bottom dome 11, a crescent-shaped inlet opening 13 and a crescent-shaped outlet opening 14 for the measuring fluid. The phrase "substantially cylindrical" includes a slightly conical shape; the corresponding with such a slightly conical shape parts are then also slightly conical.
Des weiteren erkennt man einen in vier jeweils um 90° gegeneinander versetzten, mit den Suffixen . 1, . 2, . 3 und . 4 bezeichneten Positionen dargestellten Kolbenzapfen 32 und einen im Wesentlichen zylindrischen Kolbenmantel 31, der im Bereich der Trennwand 15 geschlitzt ist. Während der Kolbenzapfen 32 in dem Ringraum zwischen Bodendom 11 und Grundstift 12 umläuft, führt der Ringkolben die bekannte oszillierende Bewegung aus. Ein kurbelartiger Mitnehmer, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, um die oszillierende Bewegung des Ringkolbens in eine rotierende Bewegung für die Verbrauchsanzeige umzuwandeln, ist entbehrlich, wenn die Bewegungen des Ringkolbens optisch oder elektronisch erfasst werden.Furthermore, one recognizes one in four offset by 90 °, with the suffixes. 1, . 2,. 3 and. 4 designated positions piston pin 32 and a substantially cylindrical piston skirt 31 which is slotted in the region of the partition wall 15. While the piston pin 32 rotates in the annular space between bottom end 11 and base pin 12, the ring piston performs the known oscillating movement. A crank-type driver, as known from the prior art, in order to convert the oscillating movement of the annular piston into a rotating movement for the consumption display, is unnecessary if the movements of the annular piston are detected optically or electronically.
Fig. 1 zeigt zwischen Kolbenzapfen 32 und Innenwand des Bodendoms 11 einen ersten Spalt y, zwischen Außenwand des Kolbenmantels 31 und Messkammermantel 10 einen zweiten Spalt x und zwischen Innenwand des Kolbenmantels 2 und Bodendom 11 einen dritten Spalt e. Dabei sind die Maße von erstem Spalt y und drittem Spalt e so gewählt, dass die Differenz zwischen drittem Spalt e und erstem Spalt y größer Null ist. Dadurch ist sichergestellt, dass für die Führung des Ringkolbens außer dem Kolbenschlitz nur noch der Kolbenzapfen 32 maßgebend ist. In dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45°, bezogen auf die Trennwand 15 als Nullposition, gleitet der untere Kolbenzapfen 32 am Grundstift 12 entlang. Bedingt durch die hydraulischen Druckverhältnisse verlässt der Kolbenzapfen 32 etwa in der 45°-Position den Grundstift 12 und legt sich an die Innenwand des Bodendoms 11 an. An diesem gleitet er entlang. Bei einer Winkelposition von ca. 315° legt er sich wieder an den Grundstift 12 an. Bei jedem dieser Sprünge entsteht ein Klackgeräusch. Je größer der Durchfluss des Messfluids, desto größer die Bewegungsenergie des Ringkolbens und desto lauter das Klackgeräusch. Durch die erwähnte Dimensionierung der Spalte e, y sind jedoch die Sprünge des Ringkolbens und damit deren Lautstärke minimal.Fig. 1 shows between the piston pin 32 and inner wall of the bottom dome 11, a first gap y, between the outer wall of the piston skirt 31 and measuring chamber shell 10 a second gap x and between the inner wall of the piston skirt 2 and bottom end 11, a third gap e. The dimensions of the first gap y and the third gap e are chosen such that the difference between the third gap e and the first gap y is greater than zero. This ensures that only the piston pin 32 is decisive for the guidance of the annular piston except the piston slot. In the angular range between about 315 ° and about 45 °, relative to the partition wall 15 as a zero position, the lower piston pin 32 slides along the base pin 12. Due to the hydraulic pressure conditions, the piston pin 32 leaves the base pin 12 approximately in the 45 ° position and bears against the inner wall of the bottom dome 11. At this he glides along. At an angular position of about 315 ° he puts on the base pin 12 again. Each of these jumps creates a clicking sound. The greater the flow of the measuring fluid, the greater the kinetic energy of the ring piston and the louder the clacking noise. By the mentioned dimensioning of the column e, y, however, the jumps of the annular piston and thus their volume are minimal.
Dank der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der Kraftarm, mit dem die Reibungskraft zwischen Kolbenzapfen 32 und Grundstift 12 bzw. Innenwand des Bodendoms 11 wirkt, ebenfalls minimal, so dass erfindungsgemäße Zähler eine erhöhte Anlaufempfindlichkeit und eine erwünschte Abflachung der Messfehlerkurve bei großen Durchflüssen aufweisen. Wird, wie in der Zeichnung dargestellt, die Differenz zwischen dem Spalt x und dem Spalt y größer Null gewählt, so gibt es keine Berührung der Ringkolbenaußenwand mit der Messkammerinnenwand während des gesamten Zyklus der oszillierenden Bewegung des Kolbens; die Beseitigung dieses Gleitvorgangs trägt zur Reibungs- und Geräuschminderung bei.Thanks to the construction according to the invention, the force arm with which the frictional force between piston pin 32 and base pin 12 or inner wall of the bottom dome 11 acts is also minimal, so that counter according to the invention have an increased start-up sensitivity and a desired flattening of the measurement error curve at high flow rates. If, as shown in the drawing, the difference between the gap x and the gap y greater than zero is selected, there is no contact of the annular piston outer wall with the measuring chamber inner wall during the entire cycle of the oscillating movement of the piston; the elimination of this sliding contributes to the reduction of friction and noise.
Die Merkmale der erfindungsgemäßen Konstruktion können durch die gleichzeitig einzuhaltenden BedingungenThe features of the construction according to the invention can be met by the conditions to be observed simultaneously
1. e - y > 0 (typ 0,05 mm)1. e - y> 0 (type 0.05 mm)
2. x - y > 0 (typ 0,05 mm)2. x - y> 0 (type 0.05 mm)
zusammengefasst werden, wobei e und x vorteilhafterweise jeweils ca. 0,1 mm betragen sollte. Die Einhaltung dieser Bedingungen und Maße stellt sicher, dass der Mantel 31 des oszillierenden Ringkolbens weder einen der Dome 11, 21 noch den Messkammermantel 10 berührt.be summarized, wherein e and x should advantageously be about 0.1 mm. Compliance with these conditions and dimensions ensures that the jacket 31 of the oscillating annular piston contacts neither one of the dome 11, 21 nor the measuring chamber jacket 10.
Die Fig. 2 und 3 zeigen rein schematisch die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlichen Teile eines zweiten Ringkolbenzählers. Dabei zeigt Fig. 2 die Situation, wenn sich der Ringkolben im Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° befindet, während Fig. 3 die Situation zeigt, wenn sich der Ringkolben im Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° befindet.FIGS. 2 and 3 show, purely schematically, the parts of a second rotary piston meter required for understanding the present invention. 2 shows the situation when the annular piston is in the angular range between approximately 45 ° and approximately 315 °, while FIG. 3 shows the situation when the annular piston in the angular range between approximately 315 ° and approximately 45 ° located.
In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Messkammer keinen zentrischen Grundstift. Zum Ausgleich besitzt der Ringkolben einen oberen Kolbenzapfen 33, der nicht nur wie bei den Ringkolbenzählern nach dem Stand der Technik die oszillierende Bewegung des Ringkolbens auf den Mitnehmer 40 überträgt, sondern auch als Führungselement für den Ringkolben dient. Wie Fig. 2 zeigt, legt sich im Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° der obere Kolbenzapfen 33 an die Innenwand des Deckeldoms 21 an. Besitzt der Ringkolben auch einen unteren Kolbenzapfen, so legt sich dieser gleichzeitig an die Innenwand des Bodendoms an. Auf diese Weise wird der Ringkolben optimal geführt.In this embodiment, the measuring chamber has no central base pin. To compensate, the annular piston has an upper piston pin 33, which not only transfers the oscillating movement of the annular piston to the driver 40, as in the prior art rotary piston meters, but also serves as a guide element for the annular piston. As shown in FIG. 2, in the angular range between approximately 45 ° and approximately 315 °, the upper piston pin 33 bears against the inner wall of the cover dome 21. If the annular piston also has a lower piston pin, it simultaneously abuts the inner wall of the bottom dome. In this way, the annular piston is guided optimally.
Ganz anders ist die Situation in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45°, die in der Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Winkelbereich hatte bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der Grundstift den unteren Kolbenzapfen und damit den Ringkolben geführt. Da jetzt der Grundstift fehlt, übernimmt der Mitnehmer 40 auch die Fϋhrungsfunktion. Wie in der Fig. 3 dargestellt, legt sich der obere Kolbenzapfen 33 des Ringkolbens in die Aussparung 43 des Mitnehmerarms 42. Der Mitnehmerarm 42 ist dank einer länglichen Aussparung 44 mit der Mitnehmerwelle 41 längsbeweglich jedoch drehfest verbunden. Unter dem Druck des Kolbenzapfens 32 legt sich das freie Ende 45 des Mitnehmerarms 42 gegen die Innenfläche des kooperierenden Deckeldoms 21, so dass die Führung des Ringkolbens sichergestellt ist.Quite different is the situation in the angular range between about 315 ° and about 45 °, which is shown in FIG. In this angular range had in the embodiment of FIG. 1, the base pin the lower piston pin and thus guided the annular piston. Since now the basic pin is missing, the driver takes 40 too the leadership function. As shown in Fig. 3, the upper piston pin 33 of the annular piston sets in the recess 43 of the Mitnehmerarms 42. The Mitnehmerarm 42 is longitudinally movable, however, rotatably connected thanks to an elongated recess 44 with the cam shaft 41. Under the pressure of the piston pin 32, the free end 45 of the Mitnehmerarms 42 sets against the inner surface of the cooperating cover mandrel 21, so that the leadership of the annular piston is ensured.
Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind auch hier die anhand der Fig. 1 dargestellten und erläuterten Spalte x, e und y eingetragen und eingehalten. Dabei ist zu beachten, dass der erste Spalt y die Summe aus den Spalten yl und y2 ist, wobei yl der Spalt zwischen der Aussparung 43 und dem kooperierenden Kolbenzapfen 32 und y2 der Spalt zwischen dem dem Kolbenzapfen 32 abgewandten Ende 45 des Mitnehmerarms 42 und dem kooperierenden Dom 21 ist.As FIGS. 2 and 3 show, the gaps x, e and y illustrated and explained with reference to FIG. 1 are also entered and maintained. It should be noted that the first gap y is the sum of the columns yl and y2, where yl the gap between the recess 43 and the cooperating piston pin 32 and y2 the gap between the piston pin 32 remote from the end 45 of the Mitnehmerarms 42 and the cooperating dome 21 is.
Fig. 4 zeigt rein schematisch und nicht maßgerecht sowie unter Weglassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Komponenten einen dritten Ringkolbenzähler im Querschnitt, wobei sich der Ringkolben 30 in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° befindet. Man erkennt die Messkammer mit dem im Wesentlichen zylindrischen Messkammermantel 10 und dem Bodendom 11, jedoch ohne Grundstift. Des weiteren erkennt man den Ringkolben 30 mit Ringkolbenmantel 31 und unteren Kolbenzapfen 32 und oberen Kolbenzapfen 33. Die Messkammer ist oben verschlossen mit Hilfe des Messkammerdeckels 20, mit Deckeldom 21 und zentraler Öffnung 22 für die Mitnehmerwelle 41 des Mitnehmers 40.Fig. 4 shows purely schematically and not to scale and omitting the components not required for understanding the invention, a third rotary piston meter in cross section, wherein the annular piston 30 is in the angular range between about 315 ° and about 45 °. One recognizes the measuring chamber with the substantially cylindrical measuring chamber jacket 10 and the bottom dome 11, but without a base pin. Furthermore, one recognizes the annular piston 30 with annular piston skirt 31 and lower piston pin 32 and upper piston pin 33. The measuring chamber is closed at the top by means of the measuring chamber cover 20, with cover dome 21 and central opening 22 for the driving shaft 41 of the driver 40.
Der Mitnehmer 40 besteht aus der Mitnehmerwelle 41 und dem Mitnehmerarm 42, der diesem Ausführungsbeispiel an beiden Enden eine Aussparung 43 aufweist, von denen die linke mit dem oberen Kolbenzapfen 33 kooperiert, um die oszillierende Bewegung des Ringkolbens 30 in eine rotierende Bewegung der Mitnehmerwelle 41 umzuwandeln.The driver 40 consists of the cam shaft 41 and the Mitnehmerarm 42, this embodiment has at both ends a recess 43, of which the left cooperates with the upper piston pin 33 to convert the oscillating movement of the annular piston 30 in a rotating movement of the cam shaft 41 ,
Fig. 4 zeigt die Positionen von Ringkolben 30 und Mitnehmer 40, wenn sich der Ringkolben 30 in den Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° befindet. Um sicherzustellen, dass der Kolbenmantel 31 weder einen der Dome 11, 21 noch den Messkammermantel 10 berührt, sind die Spalte zwischen der Messkammerwelle 41 und der zentralen Öffnung 22 im Gehäusedeckel 20 einerseits und zwischen der Aussparung 43 im Mitnehmerarm 42 und dem oberen Kolbenzapfen 33 andererseits derart aufeinander abgestimmt, dass sich in dieser Winkelposition der Ringkolben über den Kolbenzapfen 33, den Mitnehmerarm 42 und die Mitnehmerwelle 41 direkt an der Wand der zentralen Öffnung 22 und damit direkt am Gehäusedeckel 22 abstützt. In diesem in der Fig. 4 dargestellten Fall ist der fünfte Spalt y2 maximal groß, während der vierte Spalt yl gleich Null ist.4 shows the positions of annular piston 30 and driver 40 when the annular piston 30 is in the angular range between about 315 ° and about 45 °. To ensure that the piston skirt 31 touches neither one of the dome 11, 21 nor the measuring chamber jacket 10, the gaps between the measuring chamber shaft 41 and the central opening 22 in the housing cover 20 on the one hand and between the recess 43 in the Mitnehmerarm 42 and the upper piston pin 33 on the other coordinated so that in this angular position of the annular piston over the piston pin 33, the driving arm 42 and the cam shaft 41 directly on the wall of the central opening 22 and thus directly on the housing cover 22 is supported. In this case, shown in FIG. 4, the fifth gap y2 is maximally large, while the fourth gap yl is equal to zero.
Da in diesem Fall der für die Reibung verantwortliche Kraftarm gleich dem halben Durchmesser der zentralen Öffnung 22 ist und weil der Durchmesser der Mitnehmerwelle 41 minimal klein ist, ist das aus Reibkraft und Kraftarm gebildete Reibmoment ebenfalls minimal klein.In this case, since the force arm responsible for the friction is equal to half the diameter of the central opening 22, and because the diameter of the cam shaft 41 is minimally small, the friction torque formed from the friction force and the power arm is also minimally small.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches die Geräusche, gemessen in dB, verschiedener Ringkolbenzähler in Abhängigkeit vom Durchfluss, gemessen in l/h, zeigt. Es handelt sich in allen Fällen um Ringkolbenzähler mit einem Nenndurchfluss QN von 1.500 l/h.Fig. 5 shows a diagram showing the noises, measured in dB, of various rotary piston meters as a function of the flow rate, measured in l / h. In all cases, these are rotary piston meters with a nominal flow Q N of 1,500 l / h.
Die Kurve Al zeigt die durchflussabhängige Geräuschentwicklung eines Ringkolbenzählers mit Messinggehäuse aus der laufenden Produktion der Schutzrechtsinhaberin.The curve Al shows the flow-dependent noise development of a ring piston meter with brass housing from the current production of the IP rights holder.
Die Kurve Bl zeigt die durchflussabhängige Geräuschentwicklung eines Ringkolbenzählers mit glasfaserverstärktem Kunststoffgehäuse aus der laufenden Produktion der Schutzrechtsinhaberin.Curve Bl shows the flow-dependent noise development of a rotary piston meter with glass fiber reinforced plastic housing from the current production of the holder of the industrial property rights.
Die Kurven Kl, K2 und K3 zeigen die durchflussabhängige Geräuschentwicklung von Ringkolbenzählern mit Messinggehäuse dreier Konkurrenzfabrikate.The curves K1, K2 and K3 show the flow-dependent noise development of rotary piston meters with brass housing of three competing makes.
Die Kurve A zeigt die durchflussabhängige Geräuschentwicklung eines Ringkolbenzählers entsprechend Fig. 1 mit Messinggehäuse, modifiziert gemäß den Regeln der vorliegenden Erfindung.The curve A shows the flow-dependent noise development of a ring piston counter corresponding to FIG. 1 with brass housing, modified according to the rules of the present invention.
Die Kurve B zeigt die durchflussabhängige Geräuschentwicklung eines Ringkolbenzählers entsprechend Fig. 1 mit glasfaserverstärktem Kunststoffgehäuse, modifiziert gemäß der vorliegenden Erfindung.Curve B shows the flow-dependent noise development of an annular piston meter according to FIG. 1 with glass fiber reinforced plastic housing, modified according to the present invention.
Man erkennt, dass die Kurven A und B beim Nenndurchfluss QN deutlich unter 15 dB liegen. Man erkennt des weiteren, dass die Verbesserung gegenüber der aktuellen Produktion zwischen 10 und 15 dB beträgt. Die erfindungsgemäßen Ringkolbenzähler können daher ohne weiteres auch in Wohnungen eingesetzt werden. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die im Diagramm angegebenen Werte von der Prüfstelle der LGA Nürnberg ermittelt wurden. It can be seen that the curves A and B at the nominal flow Q N are well below 15 dB. It can also be seen that the improvement compared to the current production is between 10 and 15 dB. The rotary piston meter according to the invention can therefore be readily used in homes. Finally, it should be noted that the values given in the diagram were determined by the testing laboratory of the LGA Nuremberg.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Ringkolbenzähler zur Verbrauchsmessung von Fluiden, umfassend in einem Zählergehäuse eine Messkammer, umfassend einen Messkammermantel (10), einen Messkammerboden mit einem zylindrischen Bodendom (11), einen Messkammerdeckel (20) mit einem zylindrischen Deckeldom (21), eine zentrale Öffnung (22) im Messkammerdeckel (20) oder -boden, eine radiale Trennwand (15) zwischen Messkammermantel (10) und Deckel- und Bodendom (11, 21) und eine Einlass- und eine Auslassöffnung (13, 14) für das Fluid, und einen Ringkolben (30) mit einem Kolbenmantel (31), und wenigstens einem Kolbenzapfen (32, 33), wobei der Ringkolben (30) eine oszillierende Bewegung ausführt , gekennzeichnet durch das Merkmal:1. A rotary piston meter for measuring the consumption of fluids, comprising in a meter housing a measuring chamber, comprising a measuring chamber jacket (10), a Messkammerboden with a cylindrical Bodendom (11), a Messkammerdeckel (20) with a cylindrical cover dome (21), a central opening (22 ) in the measuring chamber cover (20) or bottom, a radial partition wall (15) between the measuring chamber jacket (10) and cover and bottom end (11, 21) and an inlet and an outlet opening (13, 14) for the fluid, and an annular piston (30) having a piston skirt (31), and at least one piston pin (32, 33), wherein the ring piston (30) performs an oscillating movement, characterized by the feature:
- der Kolbenmantel (31) berührt während der oszillierenden Bewegung des Ringkolbens (30) weder einen der Dome (11, 21) noch den Messkammermantel (10).- The piston skirt (31) touched during the oscillating movement of the annular piston (30) neither one of the dome (11, 21) nor the measuring chamber jacket (10).
2. Ringkolbenzähler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale: bei Nullstellung des Ringkolbens (30) besteht zwischen wenigstens einem der Kolbenzapfen (32, 33) und dem korrespondierenden Dom (11, 21) ein erster Spalt (y), zwischen dem Kolbenmantel (31) und dem Gehäusemantel (10) ein zweiter Spalt (x) und zwischen dem Kolbenmantel (31) und den Domen (11, 21) ein dritter2. Rotary piston meter according to claim 1, characterized by the features: at zero position of the annular piston (30) between at least one of the piston pin (32, 33) and the corresponding dome (11, 21), a first gap (y), between the piston skirt ( 31) and the housing shell (10) a second gap (x) and between the piston skirt (31) and the domes (11, 21) a third
Spalt (e), die Differenz zwischen drittem Spalt (e) und erstem Spalt (y) ist größer NullGap (e), the difference between the third gap (e) and the first gap (y) is greater than zero
(e - y > 0), die Differenz zwischen zweitem Spalt (x) und erstem Spalt (y) ist größer Null(e - y> 0), the difference between the second gap (x) and the first gap (y) is greater than zero
(x - y > 0).(x - y> 0).
3. Ringkolbenzähler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Merkmale: ein Mitnehmer (40) ist vorgesehen mit3. Rotary piston meter according to claim 2, characterized by the features: a driver (40) is provided with
— einer Mitnehmerwelle (41), die durch die zentrale Öffnung (22) nach außen geführt ist, — und einem Mitnehmerarm (42) mit wenigstens einer Aussparung (43), die mit einem der Kolbenzapfen (32, 33) kämmt, der erste Spalt (y) ist die Summe aus einem vierten Spalt (yl) zwischen der Aussparung (43) und dem kooperierenden Kolbenzapfen (32, 33) und einem fünften Spalt (y2) zwischen dem dem Kolbenzapfen (32, 33) abgewandten Ende (45) des Mitnehmerarms (42) und dem kooperierenden Dom (11, 21)- A cam shaft (41) which is guided through the central opening (22) to the outside, - And a Mitnehmerarm (42) having at least one recess (43) which meshes with one of the piston pins (32, 33), the first gap (y) is the sum of a fourth gap (yl) between the recess (43) and the cooperating piston pin (32, 33) and a fifth gap (y2) between the piston pin (32, 33) facing away from the end (45) of the Mitnehmerarms (42) and the cooperating Dom (11, 21)
4. Ringkolbenzähler nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: der erste Spalt (y) ist ca. 0,05 mm breit, der zweite Spalt (x) ist ca. 0,1 mm breit, der dritte Spalt (e) ist ca. 0,1 mm breit.4. rotary piston meter according to claim 2 or 3, characterized by the feature: the first gap (y) is about 0.05 mm wide, the second gap (x) is about 0.1 mm wide, the third gap (e) is about 0.1 mm wide.
5. Ringkolbenzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal : in dem Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° gleitet wenigstens einer der Kolbenzapfen (32, 33) auf dem jeweils kooperierenden Dom (11, 21).5. Rotary piston meter according to one of claims 1 to 4, characterized by the feature: in the angular range between about 45 ° and about 315 ° slides at least one of the piston pins (32, 33) on the respectively cooperating dome (11, 21).
6. Ringkolbenzähler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal : in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° gleitet das Ende (45) des Mitnehmerarms (42) auf dem kooperierenden Dom (11, 21).6. Rotary piston meter according to one of claims 3 to 5, characterized by the feature: in the angular range between about 315 ° and about 45 ° slides the end (45) of the Mitnehmerarms (42) on the cooperating dome (11, 21).
7. Ringkolbenzähler nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch das Merkmal: das Spiel der Mitnehmerwelle (41) in der zentralen Öffnung (22) ist größer als der erste Spalt (y).7. rotary piston meter according to claim 6, characterized by the feature: the play of the cam shaft (41) in the central opening (22) is greater than the first gap (y).
8. Ringkolbenzähler nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch das Merkmal: der Mitnehmerarm (42) ist längsbeweglich und drehfest mit der Mitnehmerwelle (41) verbunden.8. Rotary piston meter according to claim 6, characterized by the feature: the driving arm (42) is longitudinally movable and rotatably connected to the driving shaft (41).
9. Ringkobenzähler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° stützt sich der Ringkolben (30) über die Mitnehmerwelle (41) nur in der zentralen Öffnung (22) im Messkammerdeckel (20) ab. 9. Ringkobenzähler according to one of claims 3 to 5, characterized by the feature: in the angular range between about 315 ° and about 45 °, the annular piston (30) via the driver shaft (41) is supported only in the central opening (22) in the measuring chamber lid (20).
10. Ringkolbenzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal : die Innenfläche der Dome (11, 21) ist nur in dem Winkelbereich zwischen ca. 45° und ca. 315° zylindrisch und glatt.10. rotary piston meter according to one of claims 1 to 9, characterized by the feature: the inner surface of the dome (11, 21) is cylindrical and smooth only in the angular range between about 45 ° and about 315 °.
11. Ringkolbenzähler nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Merkmale: der Messkammerboden besitzt einen zentrischen Grundstift (12), der untere Kolbenzapfen (32) läuft in dem Ringraum zwischen Bodendom (11) und Grundstift (12) um.11. Rotary piston meter according to claim 1 or 2, characterized by the features: the measuring chamber bottom has a central base pin (12), the lower piston pin (32) runs in the annular space between the bottom end (11) and base pin (12).
12. Ringkolbenzähler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Merkmal: die Wand des Grundstifts (12) ist nur in dem Winkelbereich zwischen ca. 315° und ca. 45° zylindrisch und glatt. 12. A rotary piston meter according to claim 11, characterized by the feature: the wall of the base pin (12) is cylindrical and smooth only in the angular range between about 315 ° and about 45 °.
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