DE3929381A1 - Verbundwasserzaehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundwasserzähler mit einem Woltmannzähler als Hauptzähler für die Erfassung der größe­ ren Durchflüsse, einem in einer Nebenleitung seitlich vom Hauptzähler sitzenden Nebenzähler für die Messung der klei­ neren Durchflüsse und einem hinter dem Hauptzähler angeord­ neten, den Durchgang durch diesen bei Erreichen bestimmter Durchflüsse öffnenden sowie anschließenden Umschaltventil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem derartigen Verbundwasserzähler wird durch die Kom­ bination von Haupt- und Nebenzähler ein weit größerer Meßbe­ reich erzielt, als dies mit einem Einzel-Großwasserzähler gleicher Nennweite möglich ist. Das Umschaltventil hat da­ bei die Aufgabe, durch exakte Umschaltvorgänge die bei­ den geeichten Einzelzähler so für die Messung einzusetzen, daß diese von der unteren bis zur oberen Meßbereichsgrenze des Verbundwasserzählers innerhalb der vorgeschriebenen Feh­ lertoleranzen liegen.

Ein bekannter Verbundwasserzähler mit einem Umschalt-Steu­ erorgan dieser Art nach der deutschen Patentschrift 10 41 704 kennzeichnet sich dadurch, daß mit dem Steuerorgan ein per­ manenter Magnet verbunden ist, der mit einem raumfesten Rückschlußteil derart zusammenwirkt, daß er auf das Steuer­ organ eine Kraft im Sinne der Bewegung des Steuerorgans in seine Endlage, in der es den Hauptzähler abschließt, ausübt.

Diese Bauart hat den Nachteil, daß sie weder ohne Balgkör­ per, als auch mit solchen auf Dauer meßfehlerfrei funktio­ nieren kann.

Vorzugsweise soll nämlich eine Kapselung des Magnetsystems, der Druckfeder und der Führungslager des Ventilkörpers durch zwei Balgkörper die mit einer Sperrflüssigkeit gefüllt sind die genannten Teile gegen Korrosion schützen und auch schmie­ ren, indem sie zusammen mit dem Führungskopf einen geschlos­ senen Raum bildet, der die in ihm liegenden Teile dem Ein­ fluß der Meßflüssigkeit entzieht.

Das hat sich praktisch aber nicht bewähren können, weil die Längsbewegungen des Steuerorgans infolge des durch den Was­ serdruck sehr starken Balgwiderstands, der steil ansteigen­ den Federspannung und der erforderlichen Sperrflüssigkeits­ verdrängung beim Schalten so stark gebremst werden, daß die für eine einwandfreie Umschaltung nötige schnelle Öffnungs­ bewegung des Ventilkörpers trotz Magnetverschluß unterbleibt.

Wird aus den vorgenannten Gründen auf die Balgkörper verzich­ tet, dann können durch die beiden Lagerstellen, insbesonde­ re durch die große hintere Lagerstelle, im Wasser mitgeführ­ te ferritische Fremdstoffe in den Magnetraum eingeschwemmt werden und sich an dem freiliegenden Magnet in einer solchen Menge ablagern, daß dieser und die mit ihm verbundenen Tei­ le nach relativ kurzer Zeit eine ungünstige Hubverkürzung erfahren.

Dies führt dann zu einer dauernden Undichtheit am Dichtsitz des Steuerorgans und damit zu größeren Meßfehlern.

Weiterhin liegt bei dieser Bauform in der Innenkammer durch die kolbenförmige Magnetausbildung eine stoßdämpferähnliche, die Schaltbewegungen ebenfalls stark lähmende Wirkung vor, die umso größer ist, je enger die beiden Lagerspiele der Ventilachse ausgeführt sind.

Nachteilig bei einer Ausbildung mit Balgkörpern ist zudem noch, daß sich bei einem Defekt der Balgkörper die Sperr­ flüssigkeit mit dem Trinkwasser vermischt.

Diese Bauart ist daher kaum eine praktikable Lösung für ein Verbundwasserzähler-Umschaltsteuerorgan das jahrelang ohne jegliche Wartung in einem Rohrnetz funktionieren soll.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Verbund­ wasserzähler mit einem Hauptzähler, einem Nebenzähler und einem Umschaltventil mit einer Druckfeder und einem Magnet­ verschluß mit geringem Aufwand und einfachen Mitteln so aus­ zubilden, daß bei den Öffnungs- und Schließvorgängen des Ver­ bundwasserzählers keine zusätzlichen Meßfehler entstehen können.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in den Merkmalen des Anspruchs 1 gesehen.

Dadurch, daß im Umschaltventil nur ein dünner und innerhalb des Ventilhubs ein im Durchmesser stets gleichbleibender Gleitbolzen verwendet wird, ergibt sich für das notwendige Gleitspiel zwischen dem Gleitbolzen und der Verschlußstück­ bohrung ein so feiner Ringspalt, daß nur Fremdstoffe von minimaler Größe in diesen eindringen können.

Aber auch solchen Fremdstoffen wird schon nach kürzestem Weg das weitere Vordringen in den Ringspalt verwehrt, denn die beiden Gleitdichtungen am Nabeneingang und am Nabenaus­ gang des Verschlußstücks wirken an diesen Stellen als Durch­ laßsperren.

Infolge dieser Abschirmung können im Gegensatz zu der bekann­ ten Ausführung mit ihrem dicken, an den jeweiligen Nenndurch­ messer der Nebenleitung gebundenen Steuerglied der Ventil­ achse, an die Magnete des Magnetverschlusses nach der Erfin­ dung keinerlei Fremdstoffe, insbesondere keine ferritischen Fremdstoffe gelangen und sich hier festsetzen.

Dadurch kann es weder zu einer Hubverkürzung, noch zu einer Bewegungshemmung des Verschlußstücks kommen, die beide zu erheblichen Meßfehlern führen würden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der Wirkungsweise des kraftmäßig von der jeweiligen Zählernenngröße bestimm­ ten Magnetverschlusses zu sehen, denn dieser verrichtet sei­ ne Arbeit mittels eines sogenannten Kletterstangeneffekts, bei dem sich der im Verschlußstück gekammerte bewegliche Teil des Magnetverschlusses infolge des Magnetanzugskontakts hangelartig am Gleitbolzen entlangzieht, bis das Verschluß­ stück in Zusammenwirken mit der vorgespannten Druckfeder fest gegen die Dichtung am Ventilsitz gedrückt wird.

Dadurch werden jegliche Hohlräume vermieden und es liegt auch keine nachteilige Wasserverdrängung, sowie keine stoß­ dämpferähnliche Bremswirkung vor.

Noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Umschaltven­ tils ist darin zu sehen, daß der Magnetverschluß räumlich klein gehalten werden kann, weil im Gegensatz zu der bekann­ ten Ausführung mit ihrem sehr großen Ferro-Magneten jetzt spezielle Hochleistungsmagnete verwendet werden können, die trotz geringer Größe über ein enormes Anziehungsvermögen verfügen.

Zudem ist der Magnetverschluß kraftmäßig auch noch niedrig gehalten, denn der Anteil der Druckfeder an der gesamten Schließkraft ist zumeist überwiegend, während bei der be­ kannten Bauart ein verhältnismäßig großer und starker Ma­ gnet und eine weit schwächere Druckfeder vorgesehen sind. Eine schwache Druckfeder wirkt sich aber negativ beim Schließvorgang aus, weil diese Feder, die bis zum Eingrei­ fen der Magnetkraft allein als Rückholorgan für das vom Strömungsdruck des durchlaufenden Wassers in Offenstellung gehaltene Verschlußstück dient, dann den Rückholvorgang nicht korrekt vollziehen kann, denn stark wechselnde Pen­ del- bzw. Hubbewegungen des Verschlußstücks infolge von Fe­ derschwingungen durch Druckschwankungen verhindern dies.

Als Öffnungshilfe und zur Druckverlustminderung beim Of­ fenzustand des Umschaltventils dient vorteilhafterweise auch noch ein am Verschlußstück vorgesehener Stauteller, der in Verbindung mit einer Engstelle eine wesentliche Ent­ lastung der Feder herbeiführt. Einen solchen Teller besitzt die bekannte Ausführung nicht, sie muß daher mangels Entla­ stungshilfe wie vorbeschrieben mit einem starken Magneten und einer schwachen Feder auskommen, um eine ausreichende Ventilentlastung zu erhalten, sonst wird der Druckverlust des Verbundwasserzählers zu groß.

Der Vorteil, der durch die Mitverwendung von Magnetkraft als Schließhilfe entsteht, nämlich eine Minderung der Fe­ derstärke und ein rascher Abfall der Haltekraft während des Öffnungsvorgangs, sowie ein starker Anstieg der Schließkraft während des Schließvorgangs im Umschaltventil, kommt bei der erfindungsgemäßen Ausführung somit voll zur Wirkung. Dabei ist es gleichgültig, ob ein federbelastetes Umschalt­ ventil mit nur einem Ventilsitz oder ein neuerdings ge­ bräuchliches Doppelsitzventil mit dem erfindungsgemäßen Magnetverschluß ausgerüstet wird.

Vorteile bringt dieser für beide Ventilsysteme, weil die Druckfeder in jedem Fall kraftmäßig nie so stark ausgebil­ det werden muß, als bei einem Ventil ohne Magnetverschluß, bei dem der Druckverlust deshalb oft an der obersten Gren­ ze des in der Eichordnung vorgeschriebenen Druckverlust­ bereichs liegt.

Ein zusätzlicher Vorteil, insbesondere bei den mittleren und den größeren Umschaltventilen, wird auch noch durch die paarweise Anordnung der Magnete erreicht, denn da­ durch steigt die Magnetverschluß-Anziehungskraft gegen­ über der bekannten Ausführung stark an. Bei dieser ist am Magnetverschluß nur ein Magnet vorgesehen, der nicht mit einem Gegenmagnet, sondern nur mit einem magnetisierbaren festen Rückschlußteil zusammenwirkt und das ergibt weit weniger Anziehungskraft.

Damit für die kleineren und mittleren Umschaltventile ein maßlich günstiger Magnetverschluß ermöglicht wird, sind Ringmagnete nach dem Anspruch 2 von Vorteil, weil für diese nur bei geringer Raumbedarf nötigt ist.

In Stab- oder Blockform ausgebildete Magnete nach dem An­ spruch 3 sind handelsüblich und daher äußerst preisgünstig. Dadurch werden die Magnetverschluß-Herstellkosten niedrig gehalten.

Die Magnetanordnung nach dem Anspruch 4 ist ebenfalls geeig­ net für kleinere Umschaltventile, die mit nicht allzu gro­ ßer Schließkraft auskommen. Wegen der Stabmagnetform ist diese Ausführung in den Herstellkosten besonders günstig.

Der Magnetverschluß nach dem Anspruch 5 ist für Umschalt­ ventile mit äußerst dünnem Gleitbolzen vorgesehen, die aber trotzdem eine stärkere Anziehungskraft für mittelgroße Ven­ tile besitzen sollen. Die doppelten Magnetreihen ergeben die Kraftverstärkung in dem gewünschten Maße.

Sternförmig auf den Umfang des Verschlußstücks und den des Gleitbolzens verteilte Stabmagnete nach dem Anspruch 6 er­ geben insgesamt eine Stärkung der Magnetkraft und sind da­ her bevorzugt für mittlere und größere Umschaltventile ge­ eignet. Mit dieser Magnetanordnung ist auch noch ein extrem kurzer Abreißhub des Magnetverschlusses erreichbar.

Eine gemäß dem Anspruch 7 ausgeführte Magnetverschluß-Kom­ bination ist doppelt so stark wie ein einfacher Magnetver­ schluß der gleichen Version und eignet sich daher beson­ ders für die größeren Nennweiten von Umschaltventilen mit maximalen Schließkräften.

Die Magnetanbringung nach dem Anspruch 8 zeigt eine beson­ ders billige und einfache Lösung für einen Gleitbolzen mit feststehendem Magnetverschlußteil. Sie ist verwendbar für alle dargestellten Magnetverschluß-Bauformen.

Gemäß dem Anspruch 9 in das Verschlußstück eingespritzte Magnete bedürfen keinerlei sonstiger Befestigungen, Ver­ schlußstücke in dieser Bauform sind deshalb kostenmäßig günstig herzustellen.

Nach dem Anspruch 10 ausgeführte kompakte Schalteinsätze sind als Bausatz sehr vorteilhaft in bezug auf Montage, La­ gerhaltung und Austausch, dadurch wird der Einbau in die Umschaltventilgehäuse wesentlich vereinfacht und werden die Herstellkosten erheblich gesenkt.

Die gemäß dem Anspruch 11 fließende Anordnung des dünnen Gleitbolzens wird ermöglicht durch einen sehr kurzen Maxi­ malhub des Verschlußstücks mit Stauteller, so daß auch der Gleitbolzen verhältnismäßig kurz ausgeführt werden kann. Die einseitige Verankerung des Gleitbolzens im Schaltein­ satzträger erspart ein besonderes Ausgangslager für die hintere Lagerung des Gleitbolzens und somit Kosten bei der Herstellung des Schalteinsatzes.

Nach dem Anspruch 12 dient anstelle eines besonderen Aus­ gangslagers ein kleiner tellerförmiger Anschlag am freien Gleitbolzenende als Federwiderlager. Dieses besitzt rück­ seitig auch noch eine Auflage für die Federspannmutter am Gleitbolzenende, womit für beide Vorrichtungen eine einfa­ che und billige Lösung vorliegt. Weiterhin dient der Anschlag noch als Hubbegrenzung für den Verschlußkörper in maximaler Offenstellung.

Die gemäß Anspruch 13 im Verschlußstück angeordneten bei­ den elastischen Gleitdichtungen aus einem porösen und was­ serdurchlässigen Werkstoff sind sehr klein und leicht und deswegen äußerst billig herzustellen. Infolge ihrer Elasti­ zität schmiegen sie sich mit leichter Vorspannung kragen- oder bundförmig an den dünnen Gleitbolzen an, so daß der Gleitspiel-Ringspalt zwischen dem Gleitbolzen und der Ver­ schlußstücknabe von beiden Seiten hermetisch gegen Fremd­ stoffe abgeschrimt ist.

Da nach dem Anspruch 14 jegliche Einstell- oder Reguliertä­ tigkeit unterbleibt, ist die Schalteinsatzmontage kosten­ mäßig günstig durchführbar. Die Einzelteile des Schaltein­ satzes werden daher unter Vorspannung der Druckfeder nur durch eine Mutter am Gleitbolzenende und mittels einiger Halteschrauben am Außenrand des Schalteinsatzträgers mit­ einander verschraubt.

Durch die nach dem Anspruch 15 doppelte Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Schalteinsatzes besteht die Möglichkeit, den jeweiligen Schalteinsatz als Austauscheinsatz in Ver­ bundwasserzähler älterer Bauart einzusetzen. Dazu wird die Außenform des Schalteinsatzes an die vorhandenen Umschalt­ ventil-Gehäuseführungen angepaßt, z. B. durch einen Wechsel des Schalteinsatzträgers oder durch Verwendung von Adapter­ stücken.

Die Übereinstimmung der Verbundwasserzähler-Baulänge mit der Baulänge von genormten Woltmannzählern senkrechter Bau­ art nach dem Anspruch 16 hat den Vorteil, daß anstelle des senkrechten Zählers bei Bedarf ein Verbundwasserzähler mit weit größerem Meßbereich in vorhandene Leitungen eingebaut werden kann, ohne daß an der Leitung irgendetwas verändert werden muß. Diese Kurzbaulänge hat zudem den Vorteil, daß die Herstellkosten weit niedriger sind, als bei Verbundwas­ serzählern in Normalbaulänge und daß sie auch eine wesent­ liche Gewichtseinsparung bringt.

Vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Magnet­ verschluß auch noch Kombinationen von Ringmagneten und von Stab- bzw. Blockmagneten möglich, das hängt vom Platz für die Magnete und von der nötigen Stärke des Magnetverschlus­ ses der einzelnen Nennweiten ab. Weiterhin können aus den gleichen Gründen die beweglichen Magnete im Verschlußstück stärker und größer sein, als die feststehenden Magnete im Gleitbolzen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Verbund­ wasserzählers in Kurzbaulänge von oben,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in Schließstellung im Längsschnitt, mit ei­ ner Nebenstromzuführung in den Schalt­ einsatz,

Fig. 3 einen Schalteinsatz nach Fig. 2 in maxi­ maler Offenstellung,

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in Schließstellung im Längsschnitt, mit ei­ ner Nebenstromzuführung frei in das Ven­ tilgehäuse,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Gleitbolzen und das Verschlußstück eines einfachen Magnetverschlusses,

Fig. 6 einen Längsschnitt und zwei Querschnitte durch einen Magnetverschluß nach Fig. 5, jedoch in doppelter Ausführung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Magnetver­ schluß mit sternförmig angeordneten Ma­ gneten,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Magnetver­ schluß nach Fig. 7, jedoch in Zweifach­ kombination,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Magnetver­ schluß-Kombination mit Ringmagneten.

Der in der Fig. 1 schematisch dargestellte Verbundwasser­ zähler besteht im wesentlichen aus dem Woltmannzähler 1 als Hauptzähler, dem in einer Nebenleitung 2 sitzenden Ne­ benzähler 3 und dem Umschaltventil 4, welche miteinander verschraubt und gegenseitig abgedichtet sind.

Das in der Fig. 2 gezeigte Umschaltventil 4 besitzt das Gehäuse 5 mit dem angegossenen Nebenleitungs-Ausgang 6 für die daran anzuschließende Nebenleitung 2.

In dem Ventilgehäuse 5 sitzt der komplette Schalteinsatz 18, der mit seinem Paßring 24 in dem Gehäuse-Einpaß 25 ge­ führt und mittels der Dichtung 27 gegenüber dem Ventil- Innenraum 17 abgedichtet ist.

Der Schalteinsatz 18 besteht im wesentlichen aus dem Schalt­ einsatzträger 20, dem Stauring 26, dem längsbeweglichen Verschlußstück 7, dem raumfesten Gleitbolzen 8, dem Magnet­ verschluß 9 und der vorgespannten Druckfeder 10.

Im Gleitbolzen 8 sitzt der Magnet 11 oder sitzen die Magne­ te 12, welche den nicht beweglichen Teil des Magnetver­ schlusses 9 bilden.

Das Verschlußstück 7 trägt in sich das Magnet 13 oder die Magnete 14, welche den längsbeweglichen Teil des Magnetver­ schlusses 9 darstellen. In der Nabe 15 des Verschlußstücks 7 sind die beiden Gleitdichtungen 16 angeordnet und am Außen­ durchmesser der Nabe 15 führt sich die Druckfeder 10.

An dem hinteren Ende 21 des Gleitbolzens 8 ist ein teller­ förmiger Anschlag 22 für die Druckfeder 10 vorgesehen, der sich am etwas abgesetzten Gewindestutzen 28 des Gleitbol­ zens 8 führt und mittels der Federspannmutter 29 gehalten ist. Ein Stift 30 sichert die Mutter 29 gegen Verdrehung bzw. Lösen.

Mit seinem Vorderteil 19 ist der Gleitbolzen 8 in die Nabe 31 des Schalteinsatzträgers 20 eingeschraubt und mittels Stift 30 fixiert.

Stützrippen 32 verbinden die zentrale Nabe 31 mit dem Au­ ßenring 33 des Schalteinsatzträgers 20.

Eingeklemmt zwischen dem Stauring 26 und dem Schalteinsatz­ träger 20 sitzt der biegsame Dichtring 34 mit dem Druckring 35. Der Dichtring 34 wird im Ventilschließzustand von der kreisförmigen Dichtkante 35 des Verschlußstücks 7 durch die Spannkraft der Druckfeder 10 und durch die Anziehungskraft des Magnetverschlusses 9 fest gegen den labyrinthförmigen Dichtsitz 37 des Schalteinsatzträgers 20 gepreßt.

Das Verschlußstück 7 besitzt einen Stauteller 38, der im Zusammenwirken mit der im Durchmesser etwas größeren, koni­ schen Stufe 39 des Staurings 26 sowohl beim Öffnungsvorgang des Umschaltventils, als auch bei dessen Schließvorgang die Schaltbewegungen des Verschlußstücks 7 berührungslos steuert. Durch mehrere Kanäle 40 strömt dazu das vom Nebenleitungs­ ausgang 6 über den zentralen Gehäuse-Ringkanal 41 fließen­ de Wasser in den Schalteinsatz 18 und von hier aus nach Ver­ richtung der Stautätigkeit zu der nicht dargestellten Wasser­ entnahmestelle.

Versenkte Schrauben 42 verbinden den gesamten Schalteinsatz 18 zu einer geschlossenen Baugruppen-Einheit.

In Ventiloffenstellung strömt das vom Woltmannzähler 1 er­ faßte Wasser durch den trichterförmigen Kanal 43 des Schalt­ einsatzträgers 20 zu dem im Durchmesser etwas eingeengten Hauptdurchgang 44 und von hier aus unter Umströmung des Ver­ schlußstücks 7 ebenfalls zu der Wasserentnahmestelle.

Der Längsschnitt durch den Schalteinsatz 18 nach der Fig. 3 zeigt die Stellung des Verschlußstücks 7 bei maximalen Ven­ tilhub. Die Nabe 31 des Verschlußstücks 7 liegt dabei am Anschlag 22 an und der Magnet 13 hat sich bei der Hubbewe­ gung weit vom feststehenden Magnet 11 im Gleitbolzen 8 ent­ fernt, so daß der Magnetverschluß 9 außer Wirkung ist. Beide Magnete 11 und 13 sind auch in maximaler Ventil-Offenstellung von den beiden Gleitdichtungen 16 zum Ventilinnenraum 17 hin hermetisch abgeschirmt.

Aus dem Längsschnitt durch das Umschaltventil 4 nach der Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Außenring 44 mit dem Paßring 24 des Schalteinsatzträgers 20 bei diesem Schalteinsatz 18 baulich etwas verändert ist, ebenso auch die Außenpartie 45 des Staurings 26.

Dies ist nötig, weil der Schalteinsatz 18 bei dieser Aus­ führung außen völlig geschlossen sein muß, da der Neben­ strom hier aus Funktionsgründen nicht in den Schalteinsatz 18 geleitet wird, sondern diesen umgeht und an beliebiger Stelle frei in den Ventilinnenraum 17 fließt.

Die bei allen Ventil-Schaltbewegungen auch hier erforder­ liche Nebenstromsteuerung erfolgt durch ein separates, in der Nebenleitung 2 sitzendes nicht dargestelltes Steuerven­ til mit einem Kegel und einer Druckfeder.

Da sonst alle Teile dieses Schalteinsatzes 18 aber unverän­ dert bleiben, kommen auch hier die Vorteile des erfindungs­ gemäßen Magnetverschlusses 9 voll zur Wirkung und die vor­ geschriebenen Meßfehlergrenzen werden über den gesamten Meßbereich eingehalten.

In dem Querschnitt nach der Fig. 5 sitzt im Gleitbolzen 8 ein durchgehender Magnet 11 in Stabform und im Verschluß­ stück 7 sitzen zwei Stabmagnete 14.

Alle drei Stabmagnete können den gleichen Durchmesser auf­ weisen, es können aber auch wie dargestellt Stabmagnete 14 mit einem größeren Durchmesser verwendet werden. Die Länge des Stabmagneten 11 wird vom jeweiligen Durchmesser des Gleitbolzens 8 bestimmt, die Länge der beiden Stabmagnete 14 hingegen ist beliebig, hierfür ist die notwendige Anzie­ hungskraft des Magnetverschlusses 9 maßgebend.

Die drei Schnitte nach der Fig. 6 zeigen den gleichen Ma­ gnetverschluß 9 wie er in der Fig. 5 dargestellt ist, jedoch einmal in waagerechter und einmal in senkrechter Anordnung. Die beiden kreuzförmig verlegten Magnetreihen liegen dabei eng hintereinander, nötig ist nur ein bestimmter Stabili­ tätsabstand für den Gleitbolzen 8. Die zwei Stabmagnete 11 im Gleitbolzen 8 und die vier Stabmagnete 14 im Verschluß­ stück 7 erbringen einen Gesamtmagnetverschluß 9 in doppel­ ter Stärke. Bezüglich der Magnetabmessungen gelten hier die gleichen Möglichkeiten wie bei dem einfachen Magnetverschluß 9 nach der Fig. 5.

Der in dem Querschnitt nach der Fig. 7 dargestellte Magnet­ verschluß 9 zeigt in sternförmiger Anordnung sechs Stabma­ gnete 12 im Gleitbolzen 8 und sechs Stabmagnete 14 im Ver­ schlußstück 7, die gemeinsam die Stärke dieses Magnetver­ schlusses 9 erbringen.

Ist der Durchmesser der Gleitbolzen 8 groß genug, dann kann die Magnetanzahl beider Teile 7 und 8 auch noch beliebig er­ höht werden und dadurch auch die Magnetverschlußstärke.

Hier können die äußeren Stabmagnete 14 ebenfalls größer sein als die inneren Stabmagnete 12, wodurch die Magnetverschluß­ stärke nochmals vergrößert wird.

Der kombinierte Magnetverschluß nach der Fig. 8 besteht aus zwei Magnetverschlüssen 9 wie sie in der Fig. 7 dargestellt sind. Der Abstand der beiden zueinander wird vom maximalen Hub des Verschlußstücks 7 bestimmt, zu dem noch ein Sicher­ heitsmaß zugeschlagen wird, so daß die äußeren Magnete 14 des vorderen Magnetverschlusses 9 niemals in den Anzugsbe­ reich der hinteren im raumfesten Gleitbolzen 8 sitzenden Magnete 12 des zweiten Magnetverschlusses 9 geraten können. Auch bei dieser Magnetverschluß-Kombination dürfen die äuße­ ren Stabmagnete 14 größer und somit stärker sein als die in­ neren Stabmagnete 12. Diese Kombination erbringt auch min­ destens eine Verdoppelung der Anziehungskraft gegenüber ei­ nem einfachen Magnetverschluß.

Auch die Fig. 9 zeigt eine Magnetverschluß-Kombination be­ stehend aus zwei Magnetverschlüssen 9.

Hier sind wegen Raummangel und Vereinfachungsgründen jedoch Ringmagnete 11 und 13 vorgesehen, wobei bezüglich des Abstands der beiden Magnetverschlüsse 9 zueinander die gleichen Bedingungn gelten wie bei der Magnetverschluß- Kombination nach der Fig. 8. Die beiden äußeren Ringmagnete 13 im Verschlußstück 7 können auch hier größer und somit stärker sein, als die beiden inneren Ringmagnete 11 im raumfesten Gleitbolzen 8, maßgebend ist dafür immer die benötigte Anziehungskraft des Magnetverschlusses 9.

Der Öffnungsvorgang des Umschaltventils 4 nach der Fig. 2 geht wie folgt vonstatten:

Bei geschlossenem Schalteinsatz 18 und somit stillstehendem Meßflügel des Woltmannzählers 1 als Hauptzähler, strömt das zu erfassende Wasser über den Woltmannzähler 1, den vorde­ ren Teil der Nebenleitung 2, den Nebenzähler 3, den hin­ teren Teil der Nebenleitung 2, den Ausgang der Nebenleitung 6, den Gehäuse-Ringkanal 41, die Kanäle 40, die konische Stau­ stufe 39 und den Ventil-Innenraum 17, zu der nicht darge­ stellten Entnahmestelle; die Wassermenge ist dabei noch nicht allzu groß.

Beim Durchströmen der Nebenleitung 2, sowie des Nebenzäh­ lers 3 entsteht dabei ein Druckabfall von etwa 0,2 bis 0,4 bar, so daß im Ventil-Innenraum 17 ein um dieses Maß niedri­ gerer Druck vorherrscht, als im Woltmannzähler 1.

Dieser auftretende Differenzdruck wird üblicherweise als Öffnungskraft für den Schalteinsatz 18 benutzt, beaufschlagt wird hierbei die Vorderseite des am Hauptdurchgang 44 abge­ dichteten Verschlußstücks 7.

Bei einem vorbestimmten Durchfluß öffnet sich dann der Schalteinsatz 18 infolge der Differenzdruckwirkung auf das Verschlußstück 7 gegen den Widerstand der vorgespannten Druckfeder 10 und gegen die Schließkraft des Magnetver­ schlusses 9 selbsttätig und das Wasser strömt dann über­ wiegend durch den Woltmannzähler 1, den Schalteinsatz 18 und den Ventil-Innenraum 17 zu der Entnahmestelle; eine geringe Wassermenge fließt weiter über den Nebenzähler 3. Beim Öffnen dient die konische Staustufe 39 als Auffang­ stelle für das Verschlußstück 7 mit seinem Stauteller 38. Dieser gleitet während seiner stromabwärts gerichteten Öffnungsbewegung berührungslos durch die kreisrunde und konische Stufe 39 und kann dann infolge des hinter dieser auftretenden Staudrucks nicht mehr in seine Ausgangsstel­ lung zurückgleiten, zumal unterdessen der Magnetverschluß 9 außer Kraft wurde und die Schließkraft dadurch stark ver­ mindert ist. In dieser Stellung wirkt die Stufe 39 wie ei­ ne hydraulische Raste. Zwischenstellungen des Verschluß­ stücks 7 zwischen dem Hauptdurchgang 44 und der Stufe 39 sind nicht möglich, weil die Anfangsbewegung des Verschluß­ stücks 7 durch die biegsame Dichtung 34 über eine bestimmte Strecke abgedichtet bleibt. Umschalt-Meßfehler sind somit während des Öffnungsvorgangs infolge der schnellen Ver­ schlußstückbewegung nicht möglich. Steigt der Durchfluß weiter an, dann wird das Verschlußstück 7 vom durchlaufen­ den Wasser gegen den Widerstand der Schließfeder 10 auf dem Gleitbolzen 8 weiter stromabwärts geschoben, bis es seine maximale Hub-Endstellung erreicht hat und die Ver­ schlußstücknabe 15 am Anschlagteller 22 anliegt.

Das Schließen des Umschaltventils 4 und somit Abschalten des Woltmannzählers 1 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Bei einer Durchflußabnahme gleitet das Verschlußstück 7 durch die Schließkraft der Feder 10 aus seiner Endstel­ lung solange stromaufwärts, bis es wieder an die Staustu­ fe 39 gelangt. Hier nimmt der Teller 38 erneut seine Stau­ stellung ein, bis die Kraft der Schließfeder 10 den Stau­ widerstand der hydraulischen Raste überwinden kann. Das Verschlußstück 7 gleitet dann ohne Verzug in seine Schließstellung zurück, zumal auf dem Schließweg wieder der Magnetverschluß 9 in den Schließvorgang eingreift, wodurch die Schließbeschleunigung erheblich verstärkt wird.

Der Hauptstrom ist somit schlagartig unterbunden und die jetzt noch fließende Wassermenge erfaßt der Nebenzähler 3 solange allein, bis keine Wasserentnahme mehr statfindet und beide Zähler 1 und 3 stillstehen.

Der Öffnungvorgang des Umschaltventils 4 nach der Fig. 4 weicht etwas von dem vorbeschriebenen Öffnungsvorgang ab, weil hier das vom Nebenzähler 3 kommende Wasser nicht über den Ringkanal 41 in den Schalteinsatz 18 geleitet wird, son­ dern direkt in den Ventilinnenraum 17 des Gehäuses 5 und von da aus zu der Wasserentnahmestelle strömt.

In der Öffnungsphase wird deshalb der Nebenstrom durch ein hinter dem Nebenzähler 3 in der Nebenleitung 2 angeordnetes Steuerventil bei einem vorbestimmten Durchfluß so stark ge­ drosselt, daß die überwiegende Wassermenge dann durch den Woltmannzähler 1 fließt und von hier aus das Verschlußstück 7 beaufschlagt.

Entscheidend ist dabei, daß der Magnetverschluß 9 noch wäh­ rend des durch den biegsamen Dichtring 34 abgedichteten Anfangswegs des Verschlußstücks 7 außer Kraft gesetzt wird und dieses dadurch einen stoßartigen Schub in Richtung Ven­ tilausgang erhält.

Infolge dieses Vorgangs durchgleitet der Stauteller 38 wie­ derum berührungslos die konische Staustufe 39 und nimmt hin­ ter dieser die schon erwähnte Rast- oder Staustellung ein, bis das Verschlußstück 7 durch gesteigerte Durchflüsse wei­ ter stromabwärts geschoben wird.

Auch bei diesem Ventil endet der Maximalhub des Verschluß­ stücks 7 an dem tellerartigen Anschlag 22 am hinteren Ende 21 des Gleitbolzens 8.

Das Schließen dieses Umschaltventils 4 erfolgt auch von der konischen Staustufe 39 aus. Nachdem der Stauteller 38 in diese eintaucht, sie durchgleitet und nach kurzem Schließhub dann der Magnetverschluß 9 wieder in Kraft tritt, wird das Verschlußstück 7 dadurch in seiner Schließbewegung so be­ schleunigt, daß es schlagartig auf den Dichtring 34 am Haupt­ durchgang 44 geschoben wird und diesen verschließt.

Das bis zu dieser Situation durch den Woltmannzähler 1 flie­ ßende Wasser wird danach dem Nebenzähler 3 zugeleitet und erweitert dadurch zwangsweise den federabhängigen Durch­ flußquerschnitt im bis dahin fast geschlossenen Steuerventil in der Nebenleitung 2.

Die Durchflüsse durch den Woltmannzähler 1 und den Nebenzäh­ ler 3 werden somit auch hier von bestimmten Differenzdrücken im Umschaltventil 4 und im nicht dargestellten Steuerventil selbsttätig so passend zu- und abgeschaltet, daß Meßfehler durch nicht richtig oder gar nicht erfaßbare Wassermengen dabei nicht möglich sind.

Beide Umschaltventile 4 sind zudem noch so ausgebildet, daß mit ihnen auch noch ein Wasserrückfluß, z. B. bei einem Rohr­ bruch vor dem Verbundwasserzähler, verhindert wird. Für den Woltmannzähler 1 dient dazu der elastische Dichtring 34 in Verbindung mit dem labyrinthförmigen Dichtsitz 37 des Schalt­ einsatzträgers 20 und mit der kreisförmigen Dichtkante des Verschlußstücks 7 als Rückflußsperre.

Durch den Nebenzähler 3 wird ein Rückfluß dadurch verhin­ dert, daß bei dem Verbundwasserzähler mit einem Umschalt­ ventil 4 nach der erstgenannten Ausführung in der Neben­ leitung 2 ein besonderes Rückschlagventil sitzt und bei dem Verbundwasserzähler mit einem Umschaltventil 4 nach der zweiten Ausführung das schon vorhandene Steuerventil auch noch als Rücklaufsperre dient.

Claims (16)

1. Verbundwasserzähler mit einem Woltmannzähler (1) als Hauptzähler für die Erfassung der größeren Durchflüsse, einem in einer Nebenleitung (2) seitlich vom Hauptzähler sitzenden Nebenzähler (3) für die Messung der kleineren Durchflüsse und einem hinter dem Hauptzähler angeordneten, den Durchgang durch diesen bei Erreichen bestimmter Durch­ flüsse öffnenden sowie schließenden Umschaltventil (4), in dessen Gehäuse (5) der Ausgang (6) der Nebenleitung (2) seitlich einmündet und dessen Verschlußstück (7) in der Ventillängsachse mittels eines zentralen Gleitbolzens (8) verschiebbar geführt ist, wobei die Umschaltventilschließ­ kraft durch einen Magnetverschluß (9) sowie eine vorge­ spannte Druckfeder (10) gebildet wird und die Umschaltven­ tilöffnungskraft durch die auf das Verschlußstück (7) in Ventilöffnungsrichtung einwirkende Druckdifferenz zwischen dem Druck des stehenden Wassers im Hauptzähler und dem bei laufendem Nebenzähler (3) im Ventilgehäuse (5) durch Strö­ mungsdruckverlust des Nebenzählers (3) eintretenden Nieder­ druck entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtbeweg­ liche Teil des Magnetverschlusses (9) aus einem oder mehre­ ren Permanentmagneten (11, 12) besteht, die in oder an einem raumfesten, aus einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff her­ gestellten dünnen Gleitbolzen (8) des Umschaltventils (4) sitzen, und der längsbewegliche Teil des Magnetverschlusses (9) aus einem oder mehreren im Inneren des teilweise oder ganz aus einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff gefertigten Verschlußstücks (7) gekammerten Permanentmagneten (13, 14) gebildet wird, wobei der Magnet (11) oder die Magnete (12) des Gleitbolzens (8) und der Magnet (13) oder die Magnete (14) des Verschlußstücks (7) räumlich so angeordnet sind, daß sie im Ventilschließzustand zueinander in maximalem Anzugskontakt stehen und alle Magnete (11, 12, 13, 14) von der Verschlußstücknabe (15) mit zwei elastischen Gleit­ dichtungen (16) und von dem im Ventilhubbereich einen gleichbleibenden Durchmesser aufweisenden Gleitbolzen (8) gegenüber dem Ventilinnenraum (17) im Ventilschließzustand und während des gesamten Ventilhubs ständig abgeschirmt sind.

2. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Magnet (11) im Gleitbolzen (8) und der Magnet (13) im Verschlußstück (7) als Ringmagnete ausgebildet sind.

3. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnete (12) im Gleitbolzen (8) und die Magne­ te (14) im Verschlußstück (7) als Stab- oder Blockmagnete ausgeführt sind.

4. Verbundwasserzähler nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetverschluß (9) in einfachster Weise durch einen Stabmagnet (11) im Gleitbolzen (8) und durch zwei Stabmagnete (14) im Verschlußstück (7) gebildet wird.

5. Verbundwasserzähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der gesamte Magnetverschluß (9) aus zwei kurz hin­ tereinanderliegenden, kreuzförmig angeordneten Magnetreihen besteht, wobei im Gleitbolzen (8) zwei Stabmagnete (11) und im Verschlußstück (7) vier Stabmagnete (14) verwendet werden.

6. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (12) im Gleitbolzen (8) und die Magnete (14) im Verschlußstück (7) sternförmig angeordnet sind.

7. Verbundwasserzähler nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnetverschluß (9) als Magnetverschluß­ kombination doppelt ausgeführt wird, wobei der Abstand zwi­ schen den beiden Magnetverschlüssen etwas größer ist, als der maximale Hub des Verschlußstücks (7).

8. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1 und weiteren, da­ durch gekennzeichnet, daß die Magnete (11, 12) in den Gleit­ bolzen (8) eingesintert sind.

9. Verbundwasserzähler nach Anspruch 1 und anderen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (7) vorteilhafter­ weise aus einem nicht magnetisierbaren Kunststoff gespritzt wird und die Magnete (13, 14) in das Verschlußstück (7) ein­ gespritzt werden.

10. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (4) einen, als in sich geschlossene Baugruppe ausgeführten, austauschbaren Schalteinsatz (18) aufweist.

11. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbolzen (8) mit seiner Vorderpartie (19) fest im Schalteinsatzträ­ ger (20) des Schalteinsatzes (18) verankert ist.

12. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbolzen (8) an seinem freien Ende (21) einen Anschlag (22) für die Druckfeder (10) besitzt.

13. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verschluß­ stück (7) angeordneten elastischen Gleitdichtungen (16) aus einem wasserdurchlässigen, porösen Werkstoff, z. B. aus Filz oder Schaumstoff angefertigt sind.

14. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für den Schaltein­ satz (18) nur eine einfache Montage, ohne jegliche Einstell- oder Reguliertätigkeit erforderlich ist.

15. Verbundwasserzähler nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erfindungsge­ mäße Magnetverschluß (9) sowohl für eine Verbundwasserzäh­ ler-Ausführung bei der das den Nebenzähler (3) durchströ­ mende Wasser über eine spezielle Zuleitung direkt in den Schalteinsatz (18) geleitet wird geeignet ist, als auch für eine Verbundwasserzähler-Bauart, bei der funktionsge­ mäß das Nebenzählerwasser unter Umgehung des Schalteinsat­ zes (18) frei in den Innenraum (17) des Umschaltventilge­ häuses (5) einströmt.

16. Verbundwasserzähler nach den Ansprüchen 1 und weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Verbundwasserzäh­ ler-Baulänge bei allen Nennweiten vorzugsweise mit der Bau­ länge von genormten Woltmannzählern senkrechter Bauart über­ einstimmt.