DE4119236A1 - Ovalrad-mengenmesser fuer kleine nennweiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ovalrad-Mengenmesser für kleine Nennweiten, wie sie zum Volumen- bzw. Mengenmessung breite Anwendung finden.

Die durch den Differenzdruck in der Meßkammer rotierenden Ovalräder, mit Gleit- oder Kugellager auf Achsen gelagert, bilden bekanntlich die beweglichen Trennwände, die in jeder Phasenlage einen unmittelbaren Durchfluß verhindern, jedoch aber die Strömung genau definierter Teilmengen ge­ statten. Um diese Teilmengen praktisch mit hoher Genauigkeit zu erfassen, sind einerseits große Anstrengungen erforderlich, um die Axial- sowie Radialspalte zwischen den Ovalrädern und den Meßkammerwänden so gering wie möglich zu halten und andererseits ist dafür zu sorgen, daß der Differenzdruck in der Meßkammer möglichst gering bleibt. Speziell bei Ovalradzählern kleiner Nennweiten, d. h. kleiner als Nennweite 20, wo sich angesichts der kleinen Meßkammervolumina Spaltverlustströmungen erheblich stärker auf die Meßgenauigkeit auswirken als bei größeren Nennweiten, ist ein hoher fertigungstechnischer Aufwand zu realisieren, um kleine Spalten und große Leichtgängigkeit der Ovalräder zu gewährleisten. Mit den kleiner werdenden Spalten, insbesondere den Axialspalten zwischen den Stirnflächen der Ovalräder und den gegenüberliegenden axialen Meßkammerwänden machen sich bereits geringfügige Fehlausrichtungen der Ovalräder deutlich bemerkbar. So kann vor allem eine Fehlausrichtung, die zu einem Abweichen in der Parallelität zwischen den Stirnflächen der Ovalräder und den entsprechenden axialen Meßkammerwänden führt zu einem Anlaufen des Ovalrades an die Meßkammerwand führen, was sehr leicht ein Blockieren des Ovalradzählers zur Folge haben kann.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ovalrad-Mengenmesser für kleine Nennweiten zu schaffen, der kleine Spalten bei hoher Leichtgängigkeit der Ovalräder realisiert und bei dem ein Anlaufen der Ovalräder an die axiale Meßkammerwand durch eine selbsttätige Ausrichtung der Ovalräder vermieden wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Konkretere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dadurch, daß die Ovalräder nicht wie üblich auf starren Achsen, sondern auf Wellen gelagert sind und die axiale sowie die Winkelposition leicht veränderlich ist, wird erreicht, daß sich die parallel geschliffenen Stirnflächen der Ovalräder an den parallelen Innenflächen der Meßkammer selbsttätig ausrichten können. Die Ovalräder sind formschlüssig durch einen Stift, quer durch die Welle, verbunden. Durch diese Lagerung der Ovalräder in der Meßkammer können Fluchtungsfehler der Wellenlagerung ohne zusätzliche Axialspalte ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird im folgenden an einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Ovalradmeßkammer

Fig. 2 die Draufsicht auf eine geöffnete Ovalrad-Meßkammer und

Fig. 3 eine Ansicht wie in Fig. 1, jedoch mit gewölbten Flächen an der Welle oder an der Lagerfläche des Oval­ rades.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht der Meßkammereinsatz aus einer Meßkammerscheibe 1 und den axialen Begrenzungs­ platten 2 und 3. In der Meßkammer 4 sind die beiden in Eingriff stehenden Ovalräder 5 und 6 auf den Wellen 7 und 8 gelagert.

Der Meßkammereinsatz, bestehend aus den Bauteilen 1, 2 und 3 sowie die Ovalräder 5 und 6 können vorteilhafterweise aus Kohlenstoff Hartbrandkohle, z. B. EK 24 der Firma Ringsdorff, bestehen. Dieser Werkstoff hat einen kleinen thermischen Aus­ dehnungskoeffizienten und besitzt hervorragende Gleiteigenschaften, so daß bei den Temperatursprüngen von bis zu 60°K, für die derartige Zähler auszulegen sind, bei denen die einzelnen Bauteile unterschiedlich schnell erwärmt bzw. abgekühlt werden, keine nennenswerten Spalten zwischen Ovalräder und den Meßkammerwänden entstehen können. Infolge der kleinen zu realisierenden Spalten kann eine höhere Genauigkeit erreicht werden, werden andererseits jedoch auch höhere Anfor­ derungen an einen präzisen parallelen Lauf der Ovalrad­ stirnflächen in bezug auf die achsialen Begrenzungsplatten 2 und 3 gestellt. Um dieser wichtigen Forderung zu entsprechen, sind die beiden Ovalräder 5 und 6 nicht wie bisher üblich auf Achsen, sondern auf den Wellen 7 und 8 gelagert. Die Wellen 7, 8 sind ihrerseits in den axialen Begrenzungsplatten 2, 3 gelagert, wobei, sofern diese wie oben beschrieben aus Hartbrandkohle bestehen, gesonderte Lager entfallen können. Erfindungswesentlich ist, daß die Lagerung der Ovalräder 5, 6 auf den Wellen 7, 8 so erfolgt, daß sowohl eine geringfügige axiale Verschiebung der Ovalräder 5, 6 auf den Wellen 7, 8 als auch ein geringfügiges Schwenken der Ovalräder um die Wellenlängsachse erfolgen kann.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind dazu beidseitig beginnend an den Stirnseiten der Ovalräder 5, 6 Freidrehungen 9 in die Ovalräder eingearbeitet, die die wirksame Lagerlänge, die etwa in der Größenordnung des Wellendurchmessers liegen sollte, verringern. Darüber hinaus erfolgt die Lagerung der Ovalräder 5, 6 auf den Wellen 7, 8 mit einem festgelegten Grundspiel.

Eine zweite Möglichkeit zur Sicherung der beschriebenen Schwenkarbeit ist in Fig. 3 dargestellt. Hier erfolgt die Lagerung der Ovalräder auf den Wellen durch geeignete gewölbte Flächen 10. Diese gewölbten Flächen 10 können, wie an der rechten Welle 8 dargestellt, an den Wellen 8, 9 im Lagerbereich der Ovalräder vorgesehen werden.

Es ist ebenso möglich, wie an dem linken Ovalrad 5 gezeigt ist, die Lagerflächen der Ovalräder 5, 6 als gewölbte Flächen aus­ zubilden und zylindrische Wellen 7, 8 zu verwenden. In beiden Ausführungsformen wird gewissermaßen gegenüber der Lagerung auf Achsen ein zusätzlicher Freiheitsgrad für die Ovalräder eingeführt. Neben der axialen Position ist somit auch die Winkelposition leicht veränderlich, wogegen die radiale Position der Ovalräder durch eine Passung genau festgelegt ist. Damit ist es möglich, daß sich die parallel geschliffenen parallelen Innenflächen der axialen Begrenzungsplatten 2, 3 selbsttätig ausrichten und damit auch bei geringen axialen Spalten ein Anlaufen der Stirnflächen an die Begrenzungsplatten 2, 3 vermieden werden kann.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind in den Stirnflächen der Ovalräder Kupplungsnuten 11 eingebracht, in die jeweils mit einem Grundspiel ein Kupplungsstift 12 eingreift, der ebenfalls mit einem Grundspiel in der Welle 7, 8 gefaßt ist.

Die Beschreibung der Erfindung anhand der Bauform mit Meßeinsatz bedeutet nicht, daß sich die Erfindung nur auf diese Bauform erstreckt. Dem Fachmann wird aus der vorliegenden Beschreibung klar, daß die Erfindung ebenso bei der Gehäusebauart Anwendung finden kann. Die Meßkammer 4 befindet sich dann nicht in der Meßkammerscheibe 1, sondern ist in einer der Gehäusehälften eingebracht.

Werden die Bauteile 1 und 3 als ein Bauteil massiv ausgeführt und die Wellen 7, 8 in entsprechende Sackbohrungen gelagert, so erhält man bereits die eine Gehäusehälfte. Anstelle der Begrenzungsplatte 2 ist die andere Gehäusehälfte vorzusehen, die beispielsweise den Zu- und Ablauf realisiert.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Meßkammerscheibe
 2, 3 axiale Begrenzungsplatten
 4 Meßkammer
 5, 6 Ovalräder
 7, 8 Wellen
 9 Freidrehungen
10 gewölbte Flächen
11 Kupplungsnut
12 Kupplungsstift

Claims (7)

1. Ovalrad-Mengenmesser für kleine Nennweiten, bestehend aus zwei miteinander in Eingriff stehenden Ovalrädern, die in einer entsprechend gestalteten Meßkammer gelagert sind, wobei die Meßkammer in einer Gehäusehälfte oder in einem Meßkammereinsatz eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ovalräder (5, 6) auf Wellen (7, 8) gelagert sind, die wiederum in dem Meßeinsatz oder in dem Gehäuse gelagert sind und, daß die Ovalräder (5, 6) so auf den Wellen (7, 8) gelagert sind, daß sie sich um einen kleinen Winkel um die Wellenlängsachse schwenken lassen und, daß geringfügige axiale Verschiebungen der Ovalräder (5, 6) auf den Wellen (7, 8) erfolgen können.

2. Ovalrad-Mengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ovalräder (5, 6) auf den Wellen (7, 8) mit einem festgelegten Grundspiel gelagert sind.

3. Ovalrad-Mengenmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig an den Stirnflächen der Ovalräder beginnend Freidrehungen (9) eingearbeitet sind, die die Lagerlänge der Ovalräder auf den Wellen (7, 8) reduzieren.

4. Ovalrad-Mengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (7, 8) in dem Lagerbereich für die Ovalräder gewölbte Flächen (10) aufweisen, die ein Schwenken der Ovalräder um die Wellenlängsachse erlauben.

5. Ovalrad-Mengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen der Ovalräder (5, 6) auf den Wellen (7, 8) als gewölbte Flächen (10) ausgebildet sind.

6. Ovalrad-Mengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkammereinsatz, bestehend aus einer Meßkammerscheibe (1) und zwei axialen Begrenzungsplatten (2, 3) und die Ovalräder (5, 6) aus Kohlenstoff Hartbrandkohle bestehen, wobei die beiden axialen Begrenzungsplatten (2, 3) gleichzeitig als Gleitlager für die beiden Ovalradwellen genutzt werden.

7. Ovalrad-Mengenmesser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Stirnflächen jedes Ovalrades (5, 6) eine Kupplungsnut (11) eingebracht ist und, daß die Drehbewegung eines jeden Ovalrades (5, 6) durch einen Kupplungsstift (12), der mit einem Grundspiel in jeder Welle (7, 8) und mit einem Grundspiel in der Kupplungsnut (11) gefaßt ist, auf die Welle (7, 8) übertragen wird.