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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitszähler, insbesondere einen Wasserzähler in Trockenläuferausführung mit
den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
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Bei
Flüssigkeitszählern in
Trockenläuferausführung ist
eine Trennung von Naß- und Trockenraum
vorgesehen. Der Flüssigkeitszähler ist über eine
Anschlußarmatur
an eine Rohrleitung angeschlossen, um die Menge der darin strömenden Flüssigkeit
zu erfassen. Die Anzeige und Speicherung des Zählerstandes erfolgt im Trockenraum,
in welchem sich ein mechanisches oder elektronisches Zählwerk befindet.
Die Messung der in der Rohrleitung strömenden Flüssigkeitsmenge erfolgt im Naßraum, der
sog. Meßkammer,
so daß nur
der die Detektion betreffende Bereich mit der Flüssigkeit bzw. dem Wasser in
Berührung
kommt. Derartige Zähler werden über einen
Schraubkopf mit der Anschlußarmatur,
die z. B. aus Messing besteht, verschraubt. Aufgrund ihrer kompakten
Bauart nennt man derartige Zähler
(ohne Anschlußarmaturen)
auch Meßkapselzähler oder
Kapselzähler.
Der Schraubkopf dient gleichzeitig im eingebauten Zustand (an die
Anschlußarmatur)
der Abdichtung von Trocken- und Naßbereich. Dabei besteht der
Schraubkopf entweder aus Messing oder auch aus hochfestem Kunststoff.
Das Problem bei der Messingausführung
liegt darin, daß dieser
Werkstoff bis zu einem gewissen Grad korrosiv und spannungsrißanfällig ist
und die Bauteile mehrfach bearbeitet werden müssen (Sägen, Pressen, Bearbeiten, Reinigen,
Lackieren usw.). Hinzu kommt, daß Messing relativ teuer ist
und starken Preisschwankungen unterliegt.
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Bei
der Kunststoffausführung
bestehen die Nachteile darin, daß bei langfristiger, gleichbleibender
Belastung Kriechvorgänge
eintreten. Außerdem weist
Kunststoff geringere Festigkeitswerte und eine niedrigere Temperaturbelastbarkeit
als z. B. Messing auf. Bei einigen Kunststoffen kann sich auch die
infolge der Wasseraufnahme erfolgte Quellung nachteilig auswirken.
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Aus
DE 199 23 932 A1 geht
ein Flüssigkeitszähler in
Trockenläuferausführung mit
einem Trockenraum mit Zählwerk,
einem Zählwerkgehäuse, mit
einer in einen Messraum einer Anschlussarmatur einzubringenden Messkammer
sowie mit einem Messkammerdeckel hervor, welcher die Messkammer
vom Trockenraum trennt. Der Messkammerdeckel kann dabei als Kunststoff-Metallverbundformteil vorgesehen
sein. Der Messkammerdeckel kann in einem formgebenden Verfahren,
insbesondere im sogenannten „Metal
injection Moulding" hergestellt
werden.
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Die
DE 197 11 054 C1 offenbart
einen Messkapselzähler
mit einem einen Mediumeinlass und einen Mediumauslass aufweisenden
Gehäuseteil.
Es ist ein Kopfring vorgesehen, der zum Festsetzen der Messkapsel
im Gehäuseteil
mit einem Außengewinde
in dieses eingeschraubt wird. Außerdem ist ein vorzugsweise
aus Kunststoff bestehender Aushebering vorgesehen, der zwischen
dem äußeren Umfang einer
Haube des Gehäuseteils
und dem inneren Umfang des Kopfringes angeordnet ist. Die Messkapsel, die
von einem Messkapselgehäuse
umschlossen wird, wird von Wasser durchflossen.
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Bei
dem aus
DE 33 27 796
A1 bekannten Messeinsatz bestehen einzelne Teile, wie z.
B. das Außengehäuse und
ein Messbecher aus Messing, andere Teile dagegen, wie z. B. der
Anpassungsring und das Flügelradgehäuse, sind
als Kunststoffspritzteil ausgebildet.
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Die
DE 23 05 743 C2 betrifft
einen Strömungsmittelzähler, bei
welchem das Messwerk, das Zählwerk
und das Abdeckgehäuse
weitgehend aus Kunststoff gefertigt sind.
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Aus
DE 299 17 740 U1 ist
ein Ring- oder Steckschlüssel
bekannt, welcher beispielsweise eingesetzt wird, um in das im Verlauf
der Wasserleitung angeordnete Aufnahmegehäuse die Messkapsel eines Wasserzählers einzusetzen
und diese dann mittels eines sogenannten Kopfringes, der über die Messkapsel
gesetzt und in ein Innengewinde des Gehäuses eingeschraubt wird, zu
befestigen. Der Ring- oder Steckschlüssel besteht dabei aus einem Schlüsselkörper aus
Kunststoff, in dessen Öffnungsbereich
ein Ringkörper
aus Metall eingesetzt ist, der durch Aussparungen die Metall-Eingriffsflächen für den Kopfring
bildet.
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Aus
DE 43 68 07 U1 ist
es bekannt, Korrosionsschichten auf den Innen- und Außenwandungen eines
Wasserzähler-Gehäuses aufzubringen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Flüssigkeitszähler hinsichtlich
ihrer Abdichtung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die gesamte
Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–11.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, daß der
Schraubkopf mindestens ein Einlegeteil aus Metall, das zumindest
teilweise von Kunststoff umgeben ist, aufweist, das Einlegeteil
zumindest teilweise auf der Außenfläche des
Schraubkopfes ringartig um den Schraubkopf angeordnet ist, wobei
das Einlegeteil in den Kunststoff eingeformt, insbesondere von Kunststoff
umspritzt, ist. Somit werden die Eigenschaften jeder Komponente
für die
Vorteile der Gesamtkonstruktion genutzt. Als Ergebnis wird ein langzeitstabiles,
temperaturbeständiges
Bauteil zur optimalen Abdichtung geschaffen.
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Um
die Vorteile des metallischen Einlegeteils für die Abdichtfunktion optimal
zu nutzen, ist dieses zumindest teilweise auf der Außenfläche des Schraubkopfes
angeordnet. Das Einlegeteil kann dabei so angeordnet sein, daß es direkt
mit der Anschlußarmatur
in Verbindung steht. Demnach werden die hohen Festigkeitswerte des
Metalls zur Befestigung und Abdichtung an der Anschlußarmatur genutzt,
wobei z. B. Spannungsrisse aufgrund des umgebenden Kunststoffmaterials
nicht zu befürchten sind.
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Für einen
gleichmäßigen Aufbau
des Schraubkopfes ist das Einlegeteil um den Schraubkopf ringartig
angeordnet. Somit ist die Eigenschaftsmaximierung der beiden Werkstoffe
in allen Richtungen gleich gegeben.
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Dadurch,
daß das
Einlegeteil in den Kunststoff eingeformt, insbesondere eingespritzt
ist, ist das Einlegeteil sicher und dauerhaft mit dem Kunststoff verbunden.
Zum anderen besteht der Vorteil darin, daß eine optimale Eigenschaftsmaximierung
durch die direkte Verbindung der beiden Komponenten erfolgt. Indem
das Einlegeteil in den Kunststoff bei dem Spritzgießvorgang
mit eingespritzt wird, ist ein weiterer Fertigungsschritt nicht
mehr erforderlich.
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Das
Einlegeteil kann einen nach innen abstehenden Steg aufweisen, der
vom Kunststoff umspritzt ist. Durch diese konstruktive Ausgestaltung
wird eine stabile Befestigung des Einlegeteils, insbesondere bei
dessen Verbindung mit der Anschlußarmatur, erreicht. Vor allem,
wenn das Einlegeteil mit einem Gewinde zum Verschrauben mit der
Anschlußarmatur versehen
ist, dient der nach innen abstehende Steg der Stabilisierung des
Einlegeteils bei dem Schraubvorgang. Ebenso kann mindestens eine
Seitenkante des Einlegeteils in die Kunststoffmasse eingespritzt sein,
um auch in der anderen Richtung eine stabile Verbindung zu schaffen.
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Da
die Gefahr besteht, daß Wasser
am Metall entlang fließen
kann, sollte das Einlegeteil korrosionsbeständig sein. Besteht das Einlegeteil
aus Messing oder einer ähnlich
korrosionsanfälligen
Legierung, so kann das Einlegeteil zweckmäßigerweise mit einer Korrosionsschutzschicht
versehen sein.
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Da
auch der Kunststoff mit der Flüssigkeit bzw.
dem Wasser in Berührung
kommen kann, besteht die Gefahr, daß die Flüssigkeit in den Kunststoff hineindiffundiert,
was zu Aufplatzungen des Kunststoffmaterials führen kann. Um dies zu vermeiden, kann
der Kunststoff mit einer für
Flüssigkeiten,
insbesondere für
Wasser, undurchlässigen
Beschichtung versehen sein.
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Für optimale
Dichtungseigenschaften des Schraubkopfes in Sandwichbauweise weist
das Einlegeteil eine Dicke D von etwa 1,5 mm bis 4 mm auf.
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Die
Erfindung ist anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Flüssigkeitszählers im
Teilschnitt,
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2 eine
Seitenansicht eines Schraubkopfes, sowie
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3 eine
Seitenansicht eines Flüssigkeitszählers mit
Anschlußarmatur
im Teilschnitt.
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Bezugsziffer 1 in 1 bezeichnet
den Flüssigkeitszähler in
seiner Gesamtheit. Der Flüssigkeitszähler 1 stellt
einen Wasserzähler
in Trockenläuferausführung dar,
d. h. daß in
einem Zählwerksgehäuse 2 ein
Trockenraum 3 mit einem Zählwerk 4 angeordnet
ist, welches insbesondere der Anzeige des Zählerstandes dient. In einer
Meßkammer 5,
an der ein Flüssigkeitseinlauf
und ein Flüssigkeitsauslauf angeordnet
ist, findet die Detektierung der durchströmenden Flüssigkeitsmenge statt. Ferner
weist der Flüssigkeitszähler 1 einen
Schraubkopf 6 auf, der die Meßkammer 5 vom Trockenraum 3 trennt
und über eine
in 3 dargestellte Anschlußarmatur 11 mit der
Rohrleitung verbindbar ist. Um zu verhindern, daß Wasser nach außen dringt
bzw. in den Trockenraum 3 gelangt, muß der Schraubkopf 6 entsprechend
abdichtend ausgebildet sein. Dazu weist der Schraubkopf 6 mindestens
ein Einlegeteil 7 aus Metall auf, das zumindest teilweise
von Kunststoff 8 umgeben ist. Auf diese Weise werden die
vorteilhaften technischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe so kombiniert,
daß eine
optimale Abdichtung erreicht wird. So zeichnet sich Metall durch
seine hohen Festigkeitswerte sowie hohe Temperaturbelastbarkeit aus,
wobei Kunststoff eine gewisse Elastizität aufweist und weniger zu Spannungsrissen
neigt als Metall.
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In 2 ist
die Sandwichstruktur des Schraubkopfes 6 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt.
Das Einlegeteil 7 liegt an der Außenfläche des Schraubkopfes 6 und
grenzt direkt an die Anschlußarmatur 11 an.
Die vorteilhaften Dichteigenschaften des metallischen Einlegeteils 7,
insbesondere dessen hohe Druckbeständigkeit beim Verbinden mit
der Anschlußarmatur 11,
können
somit genutzt werden. Das Einlegeteil 7 ist dabei ringförmig um
den Schraubkopf 6 angeordnet, so daß die vorteilhaften Eigenschaften
der Verbundstruktur allseitig gegeben sind.
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Zur
sicheren und stabilen Befestigung des Einlegeteils 7 ist
dieses in den Kunststoff 8 eingeformt. Insbesondere wird
das Einlegeteil 7 bei der Herstellung des Kunststoffschraubkopfes 6 vom Kunststoff 8 umspritzt.
Das Umspritzen des Einlegeteils 7 gewährleistet einen stabilen Halt
auch bei mechanischer Beanspruchung.
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Um
den Halt des Einlegeteils 7, in den Kunststoff 8 zu
erhöhen,
weist das Einlegeteil 7 einen nach innen abstehenden Steg 9 auf,
der in den Kunststoff 8 eingeformt, insbesondere eingespritzt
ist. Zusätzlich
ist die Endkante 10 ebenfalls in den Kunststoff 8 eingespritzt,
so daß eine
Stabilisierung des Einlegeteils 7 in allen Richtungen gewährleistet
ist.
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Das
Einlegeteil 7 ist ferner mit einem Gewinde (in den Zeichnungsfiguren
nicht näher
dargestellt) versehen, um den Schraubkopf 6 mit der vorteilhaften
Sandwichstruktur direkt in das Anschlußgehäuse einzuschrauben.
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Das
Einlegeteil 7 besteht vorzugsweise aus Messing und ist
demnach mit einer Korrosionsschutzschicht versehen, da die Gefahr
besteht, daß das
Einlegeteil 7 mit Wasser in Berührung kommt. Messing ist als
abdichtendes Bauteil besonders geeignet, da es u. a. die notwendigen
Festigkeitswerte sowie Temperaturbeständigkeit aufweist.
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Um
den Kunststoff, der auch mit Wasser in Berührung kommen kann, vor einem
Aufquellen zu schützen,
ist dieser mit einer insbesondere für Wasser undurchlässigen Beschichtung
versehen.
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Zur
Eigenschaftsmaximierung weist das Einlegeteil 7 eine Dicke
D von etwa 1,5 mm bis 4 mm auf.
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- 1
- Flüssigkeitszähler
- 2
- Zählwerksgehäuse
- 3
- Trockenraum
- 4
- Zählwerk
- 5
- Meßkammer
- 6
- Schraubkopf
- 7
- Einlegeteil
- 8
- Kunststoff
- 9
- Steg
- 10
- Seitenkante
- 11
- Anschlußarmatur