齒輪流量計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種前文權(quán)利要求1所述的齒輪流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪流量計(jì)原則上可用于測(cè)量任何流體流量。舉例來說，該流體可以是涂料、粘合劑、乙醇、溶劑、添加劑、微劑量的化學(xué)品、汽油或柴油。因此，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下特別是驗(yàn)證注射是可能的。
[0003]用于測(cè)量流體流量的通用的齒輪流量計(jì)具有齒輪室，其內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)測(cè)量齒輪，所述齒輪室具有底部和蓋部，將齒輪室劃分在至少一個(gè)測(cè)量齒輪的端面上，其中關(guān)于每一測(cè)量齒輪中央設(shè)有各自的旋轉(zhuǎn)軸，其中每一測(cè)量齒輪安裝為可旋轉(zhuǎn)，且流體通過齒輪室為可輸送的，以旋轉(zhuǎn)至少一個(gè)測(cè)量齒輪。另外，這樣的齒輪流量計(jì)具有測(cè)量單元，用以檢測(cè)齒輪旋轉(zhuǎn)，以及評(píng)估裝置，用以根據(jù)齒輪旋轉(zhuǎn)來確定通過齒輪室的流體的流量。
[0004]在上述齒輪流量計(jì)的情況下，流體通過齒輪室在至少一個(gè)測(cè)量齒輪的相鄰齒間及齒輪室的相鄰墻壁間輸送。至少一個(gè)測(cè)量齒輪的移動(dòng)中的共差影響了流體的貫流量，因此導(dǎo)致了測(cè)量精度的減損。
[0005]圖5示例性地示出了常規(guī)齒輪流量計(jì)I的截面圖。其具有至少一個(gè)測(cè)量齒輪13，收容在主體11的凹陷內(nèi)。該凹陷由蓋部12封閉來形成一齒輪室。待測(cè)量流量的流體通過主體11內(nèi)的饋送管10流至齒輪室內(nèi)。當(dāng)流體流過齒輪室時(shí)，測(cè)量齒輪13旋轉(zhuǎn)。對(duì)測(cè)量齒輪13的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)用以確定貫流量。
[0006]為了測(cè)量齒輪13的可旋轉(zhuǎn)安裝，桿或旋轉(zhuǎn)軸14被設(shè)置為穿過所述測(cè)量齒輪13的中心。所述旋轉(zhuǎn)軸14從主體11延伸，穿過齒輪室進(jìn)入蓋部12。測(cè)量齒輪13通過兩個(gè)深溝球軸承15安裝在旋轉(zhuǎn)軸14上。一間隔環(huán)設(shè)置在兩球軸承15間，所述間隔環(huán)也圍繞旋轉(zhuǎn)軸14。另外，在示出的實(shí)例中，一軸承圍繞旋轉(zhuǎn)軸14設(shè)置在蓋部12的凹陷內(nèi)。另一軸承位于主體11內(nèi)測(cè)量齒輪13下對(duì)應(yīng)凹陷內(nèi)。
[0007]通過這些部件的方式，特別是深溝球軸承15，促進(jìn)了測(cè)量齒輪13的低摩擦旋轉(zhuǎn)。
[0008]這樣的深溝球軸承15在圖6中示例性地示出了一部分。它包括復(fù)數(shù)個(gè)球或滾動(dòng)體16，接觸內(nèi)環(huán)17和外環(huán)18。圖5中，內(nèi)環(huán)17圍繞旋轉(zhuǎn)軸14，并在操作中相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸14固定。外環(huán)18將其外表面與測(cè)量齒輪13接觸，并在操作中相對(duì)于測(cè)量齒輪13固定。另夕卜，內(nèi)環(huán)17和外環(huán)18通過兩個(gè)密封盤19連接，且一殼體(未示出)將滾動(dòng)體16保持在球軸承15內(nèi)。
[0009]該球軸承15內(nèi)，部件間存在間隙，也就是說，球軸承15的部件間的不希望的移動(dòng)是可能產(chǎn)生的。這通過內(nèi)環(huán)17和外環(huán)18的偏置示出在圖6。為了減少該間隙，如圖6所示，補(bǔ)償盤可設(shè)置在上側(cè)和/或下側(cè)。測(cè)量齒輪的湍流運(yùn)行由此確實(shí)可減少。然而，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量齒輪的輕微傾斜，這引起了貫流測(cè)量中的不精確。泄露的流量也會(huì)由于間隙而沿滾動(dòng)體16出現(xiàn)。這些泄露的流量在貫流確定的精確度上具有不利的影響。此外，測(cè)量齒輪旋轉(zhuǎn)間的摩擦不僅導(dǎo)致測(cè)量的不精確，也導(dǎo)致了高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這是下部流體流量的測(cè)量要防止的。
[0010]日本專利S6251232公開了一種齒輪流量計(jì)。其使用兩測(cè)量齒輪。為了安裝這兩個(gè)測(cè)量齒輪，一環(huán)元件被設(shè)置于每一測(cè)量齒輪的內(nèi)部空間內(nèi)，所述環(huán)元件接觸復(fù)數(shù)個(gè)球。通過這些球可提供低摩擦安裝。
[0011]專利W02007/104517和EP0393294A1可知進(jìn)一步的齒輪流量計(jì)。每一申請(qǐng)中使用兩測(cè)量齒輪，通過滾子軸承保持。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種齒輪流量計(jì)，在具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的同時(shí)促進(jìn)貫流測(cè)量盡可能的精確。
[0013]該目的有具有如權(quán)利要求1所述特征的流量計(jì)達(dá)到。
[0014]本發(fā)明所述的流量計(jì)的有利變化為各從屬權(quán)利要求的主題，并且還在下方說明書中，特別是結(jié)合附圖進(jìn)行說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]根據(jù)本發(fā)明，在上述類型的流量計(jì)中，提供了測(cè)量齒輪和底部間及測(cè)量齒輪與蓋部間提供有各自接收區(qū)域，滾動(dòng)元件設(shè)置在所述接收區(qū)域內(nèi)，用于安裝各自的測(cè)量齒輪。根據(jù)本發(fā)明，還提供了滾動(dòng)元件與各自測(cè)量齒輪、各自的旋轉(zhuǎn)軸和底部或蓋部直接接觸，又提供了每一滾動(dòng)元件可作為一整體相對(duì)于與其接觸的旋轉(zhuǎn)軸、測(cè)量齒輪和底部或蓋部移動(dòng)。
[0016]為了減少泄露的流量和摩擦，需要測(cè)量齒輪盡可能小的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或傾斜移動(dòng)。如果滾動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)軸盡可能向外擺放可達(dá)到。本發(fā)明是基于對(duì)使用更大的常規(guī)球軸承替換向外的旋轉(zhuǎn)軸是沒有意義的認(rèn)知，因?yàn)榕c之相關(guān)的測(cè)量齒輪的減少的厚度并不給予足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因此，滾動(dòng)元件的運(yùn)行表面通過測(cè)量齒輪及其旋轉(zhuǎn)軸形成為本發(fā)明的中心思想。安裝所需的空間因而可以有利地可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸在徑向方向減少。該空間可以擴(kuò)大到等于滾動(dòng)元件的直徑。通過該用于安裝的減少的空間需求，當(dāng)滾動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)一步向外擺放時(shí)，也可達(dá)到測(cè)量齒輪的足夠厚度和材料強(qiáng)度來減少起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0017]減少安裝至少一個(gè)測(cè)量齒輪需要的部件也可額外地視為本發(fā)明的核心思想。傳統(tǒng)的深溝球軸承因此被單獨(dú)的滾動(dòng)元件或輥體所替代。將輥體從旋轉(zhuǎn)軸隔開的球軸承的內(nèi)環(huán)從而省略了。根據(jù)本發(fā)明，替代的是滾動(dòng)元件直接與旋轉(zhuǎn)軸接觸。以同樣的方式，也省略了滾動(dòng)元件和測(cè)量齒輪間的球軸承的外環(huán)。根據(jù)本發(fā)明，替代的是滾動(dòng)元件直接與測(cè)量齒輪接觸，不需要在他們間設(shè)置額外的部件。
[0018]另外，測(cè)量齒輪通過滾動(dòng)元件安裝在他們的端面。根據(jù)本發(fā)明，為此，位于蓋部和測(cè)量齒輪間的接收空間內(nèi)的滾動(dòng)兀件與蓋部和測(cè)量齒輪直接接觸。對(duì)應(yīng)地，底部和測(cè)量齒輪間的接收區(qū)域內(nèi)的滾動(dòng)元件直接與底部及測(cè)量齒輪直接接觸。滾動(dòng)元件因此有利地有助于在接收區(qū)域內(nèi)在旋轉(zhuǎn)軸方向上安裝，也就是說，在旋轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度方向上，也可在其徑向方向上。
[0019]部件上提供于安裝的間隙有所有部件的制造公差確定。由于根據(jù)本發(fā)明，這些部件的數(shù)量相比于傳統(tǒng)球軸承減少，組件上的總公差在例如滾動(dòng)元件不需要嚴(yán)格制造公差下有利地減少了。
[0020]滾動(dòng)元件可理解為單圓體。于是，每一滾動(dòng)體可作為一個(gè)整體相對(duì)于相鄰的旋轉(zhuǎn)軸、相鄰的測(cè)量齒輪、蓋部和底部可移動(dòng)。滾動(dòng)元件因此不可理解為一包括不可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸或測(cè)量齒輪移動(dòng)的部件的整個(gè)球軸承。
[0021]由于測(cè)量齒輪及其旋轉(zhuǎn)軸間部件的減少，這些部件的間隙減少可視為本發(fā)明一特別的好處。一方面，泄露的流量沿著旋轉(zhuǎn)軸減少。另一方面測(cè)量齒輪的傾斜移動(dòng)也因而減少。這導(dǎo)致了由齒輪的旋轉(zhuǎn)輸送的流體的量的精度的提高。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，齒輪流量計(jì)的進(jìn)一步基本好處在于更好的漂洗能力。這可通過減少用于安裝相比于具有深溝球軸承的傳統(tǒng)齒輪流量計(jì)的部件數(shù)量來達(dá)到。如果流體舉例來說是涂料，徹底清潔可特別地顯著。
[0023]在考慮極少流體量的測(cè)量時(shí)也可達(dá)到明顯提高。傳統(tǒng)的齒輪流量計(jì)由于相對(duì)高的摩擦而需要高啟動(dòng)力，且也僅可提供每分鐘約5cm3流體量的精確的結(jié)果。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，由于齒輪流量計(jì)摩擦的減少，可確定每分鐘2cm3或更少的流體量。
[0024]本發(fā)明使用的測(cè)量單元原則上可以是任何類型，并舉例來說通過電容、電感或光學(xué)傳感器或超聲波傳感器設(shè)計(jì)。其可檢測(cè)例如測(cè)量齒輪之一的齒是否存在于測(cè)量位置上。每單位時(shí)間內(nèi)通過的齒的數(shù)量可根據(jù)該信息確定?？稍趦上噜忼X的每一中空空間輸送的流體的量為已知的或可在一校準(zhǔn)測(cè)量中確定。每單位時(shí)間內(nèi)流過的流體的量因此可從每單位時(shí)間內(nèi)在測(cè)量位置上檢測(cè)的齒的數(shù)量也就是說從齒輪的旋轉(zhuǎn)來確定。
[0025]用于確定貫流的評(píng)估裝置可設(shè)置在一具有齒輪室的共享的外殼內(nèi)亦或是在一外部單元內(nèi)，例如在計(jì)算機(jī)上軟件實(shí)現(xiàn)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明齒輪流量計(jì)的優(yōu)選變化中，每一旋轉(zhuǎn)軸由固定的旋轉(zhuǎn)軸形成，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸，各自的測(cè)量齒輪可旋轉(zhuǎn)地通過滾動(dòng)元件安裝。旋轉(zhuǎn)軸可與蓋部和/或底部連接固定。測(cè)量齒輪具有從一端面至另一端面的中心開口。旋轉(zhuǎn)軸通過該開口運(yùn)行。中心開口的表面可描述為齒輪內(nèi)側(cè)。該實(shí)施例中，測(cè)量齒輪通過與旋轉(zhuǎn)軸和其相對(duì)的測(cè)量齒輪接觸來安裝在垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的方向上。
[0027]可選地，根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選變化，每一旋轉(zhuǎn)軸由與各自測(cè)量齒輪固定連接的循環(huán)軸形成。測(cè)量齒輪則只可與旋轉(zhuǎn)軸共同旋轉(zhuǎn)。所以，旋轉(zhuǎn)軸和底部或蓋部間的摩擦接觸也可避免。為此，首先底部和蓋部具有一凹部，各自的旋轉(zhuǎn)軸向其內(nèi)延伸。旋轉(zhuǎn)軸和測(cè)量齒輪的安裝因此可通過接觸旋轉(zhuǎn)軸及相反的底部或蓋部的滾動(dòng)元件在旋轉(zhuǎn)軸的反向方向上實(shí)現(xiàn)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明齒輪流量計(jì)的一優(yōu)選實(shí)施例，各自的接收空間由階梯缺口形成，階梯缺口為在測(cè)量齒輪的端面或底部和蓋部上的凹陷。每一階梯缺口因此開口朝向旋轉(zhuǎn)軸。
[0029]如果旋轉(zhuǎn)軸由循環(huán)軸形成，底部和蓋部?jī)?yōu)選地具有凹部，旋轉(zhuǎn)軸向該凹部延伸。該實(shí)施例中，對(duì)于每一測(cè)量齒輪優(yōu)選地底部形成有階梯缺口且蓋部形成有階梯缺口。每一階梯缺口開口朝向凹部，旋轉(zhuǎn)軸延伸進(jìn)入所述凹部。
[0030]在固定旋轉(zhuǎn)軸作為旋轉(zhuǎn)軸的情況下，接收空間優(yōu)選地形成為測(cè)量齒輪內(nèi)的凹陷。測(cè)量齒輪上階梯缺口內(nèi)的滾動(dòng)元件因此延伸到端面或端面外，并延伸到齒輪內(nèi)側(cè)或齒輪內(nèi)側(cè)外。
[0031]為了使?jié)L動(dòng)元件接觸階梯缺口及旋轉(zhuǎn)軸，從旋轉(zhuǎn)軸的外周至階梯缺口的外端的延伸可等于或小于滾動(dòng)元件的直徑。為了避免測(cè)量齒輪和關(guān)聯(lián)