齒輪流量計的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種前文權利要求1所述的齒輪流量計。
【背景技術】
[0002]齒輪流量計原則上可用于測量任何流體流量。舉例來說，該流體可以是涂料、粘合劑、乙醇、溶劑、添加劑、微劑量的化學品、汽油或柴油。因此，在柴油發動機的情況下特別是驗證注射是可能的。
[0003]用于測量流體流量的通用的齒輪流量計具有齒輪室，其內設有至少一個測量齒輪，所述齒輪室具有底部和蓋部，將齒輪室劃分在至少一個測量齒輪的端面上，其中關于每一測量齒輪中央設有各自的旋轉軸，其中每一測量齒輪安裝為可旋轉，且流體通過齒輪室為可輸送的，以旋轉至少一個測量齒輪。另外，這樣的齒輪流量計具有測量單元，用以檢測齒輪旋轉，以及評估裝置，用以根據齒輪旋轉來確定通過齒輪室的流體的流量。
[0004]在上述齒輪流量計的情況下，流體通過齒輪室在至少一個測量齒輪的相鄰齒間及齒輪室的相鄰墻壁間輸送。至少一個測量齒輪的移動中的共差影響了流體的貫流量，因此導致了測量精度的減損。
[0005]圖5示例性地示出了常規齒輪流量計I的截面圖。其具有至少一個測量齒輪13，收容在主體11的凹陷內。該凹陷由蓋部12封閉來形成一齒輪室。待測量流量的流體通過主體11內的饋送管10流至齒輪室內。當流體流過齒輪室時，測量齒輪13旋轉。對測量齒輪13的旋轉進行檢測用以確定貫流量。
[0006]為了測量齒輪13的可旋轉安裝，桿或旋轉軸14被設置為穿過所述測量齒輪13的中心。所述旋轉軸14從主體11延伸，穿過齒輪室進入蓋部12。測量齒輪13通過兩個深溝球軸承15安裝在旋轉軸14上。一間隔環設置在兩球軸承15間，所述間隔環也圍繞旋轉軸14。另外，在示出的實例中，一軸承圍繞旋轉軸14設置在蓋部12的凹陷內。另一軸承位于主體11內測量齒輪13下對應凹陷內。
[0007]通過這些部件的方式，特別是深溝球軸承15，促進了測量齒輪13的低摩擦旋轉。
[0008]這樣的深溝球軸承15在圖6中示例性地示出了一部分。它包括復數個球或滾動體16，接觸內環17和外環18。圖5中，內環17圍繞旋轉軸14，并在操作中相對于旋轉軸14固定。外環18將其外表面與測量齒輪13接觸，并在操作中相對于測量齒輪13固定。另夕卜，內環17和外環18通過兩個密封盤19連接，且一殼體(未示出)將滾動體16保持在球軸承15內。
[0009]該球軸承15內，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是可能產生的。這通過內環17和外環18的偏置示出在圖6。為了減少該間隙，如圖6所示，補償盤可設置在上側和/或下側。測量齒輪的湍流運行由此確實可減少。然而，會出現測量齒輪的輕微傾斜，這引起了貫流測量中的不精確。泄露的流量也會由于間隙而沿滾動體16出現。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，測量齒輪旋轉間的摩擦不僅導致測量的不精確，也導致了高起動轉矩，這是下部流體流量的測量要防止的。
[0010]日本專利S6251232公開了一種齒輪流量計。其使用兩測量齒輪。為了安裝這兩個測量齒輪，一環元件被設置于每一測量齒輪的內部空間內，所述環元件接觸復數個球。通過這些球可提供低摩擦安裝。
[0011]專利W02007/104517和EP0393294A1可知進一步的齒輪流量計。每一申請中使用兩測量齒輪，通過滾子軸承保持。
[0012]本發明的一個目的在于提供一種齒輪流量計，在具有簡單結構的同時促進貫流測量盡可能的精確。
[0013]該目的有具有如權利要求1所述特征的流量計達到。
[0014]本發明所述的流量計的有利變化為各從屬權利要求的主題，并且還在下方說明書中，特別是結合附圖進行說明。
【發明內容】
[0015]根據本發明，在上述類型的流量計中，提供了測量齒輪和底部間及測量齒輪與蓋部間提供有各自接收區域，滾動元件設置在所述接收區域內，用于安裝各自的測量齒輪。根據本發明，還提供了滾動元件與各自測量齒輪、各自的旋轉軸和底部或蓋部直接接觸，又提供了每一滾動元件可作為一整體相對于與其接觸的旋轉軸、測量齒輪和底部或蓋部移動。
[0016]為了減少泄露的流量和摩擦，需要測量齒輪盡可能小的起動轉矩或傾斜移動。如果滾動元件的旋轉軸盡可能向外擺放可達到。本發明是基于對使用更大的常規球軸承替換向外的旋轉軸是沒有意義的認知，因為與之相關的測量齒輪的減少的厚度并不給予足夠的強度和穩定性。因此，滾動元件的運行表面通過測量齒輪及其旋轉軸形成為本發明的中心思想。安裝所需的空間因而可以有利地可相對于旋轉軸在徑向方向減少。該空間可以擴大到等于滾動元件的直徑。通過該用于安裝的減少的空間需求，當滾動元件的旋轉軸進一步向外擺放時，也可達到測量齒輪的足夠厚度和材料強度來減少起動轉矩。
[0017]減少安裝至少一個測量齒輪需要的部件也可額外地視為本發明的核心思想。傳統的深溝球軸承因此被單獨的滾動元件或輥體所替代。將輥體從旋轉軸隔開的球軸承的內環從而省略了。根據本發明，替代的是滾動元件直接與旋轉軸接觸。以同樣的方式，也省略了滾動元件和測量齒輪間的球軸承的外環。根據本發明，替代的是滾動元件直接與測量齒輪接觸，不需要在他們間設置額外的部件。
[0018]另外，測量齒輪通過滾動元件安裝在他們的端面。根據本發明，為此，位于蓋部和測量齒輪間的接收空間內的滾動兀件與蓋部和測量齒輪直接接觸。對應地，底部和測量齒輪間的接收區域內的滾動元件直接與底部及測量齒輪直接接觸。滾動元件因此有利地有助于在接收區域內在旋轉軸方向上安裝，也就是說，在旋轉軸的長度方向上，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。由于根據本發明，這些部件的數量相比于傳統球軸承減少，組件上的總公差在例如滾動元件不需要嚴格制造公差下有利地減少了。
[0020]滾動元件可理解為單圓體。于是，每一滾動體可作為一個整體相對于相鄰的旋轉軸、相鄰的測量齒輪、蓋部和底部可移動。滾動元件因此不可理解為一包括不可相對于旋轉軸或測量齒輪移動的部件的整個球軸承。
[0021]由于測量齒輪及其旋轉軸間部件的減少，這些部件的間隙減少可視為本發明一特別的好處。一方面，泄露的流量沿著旋轉軸減少。另一方面測量齒輪的傾斜移動也因而減少。這導致了由齒輪的旋轉輸送的流體的量的精度的提高。
[0022]根據本發明，齒輪流量計的進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齒輪流量計的部件數量來達到。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量時也可達到明顯提高。傳統的齒輪流量計由于相對高的摩擦而需要高啟動力，且也僅可提供每分鐘約5cm3流體量的精確的結果。另一方面，根據本發明，由于齒輪流量計摩擦的減少，可確定每分鐘2cm3或更少的流體量。
[0024]本發明使用的測量單元原則上可以是任何類型，并舉例來說通過電容、電感或光學傳感器或超聲波傳感器設計。其可檢測例如測量齒輪之一的齒是否存在于測量位置上。每單位時間內通過的齒的數量可根據該信息確定。可在兩相鄰齒的每一中空空間輸送的流體的量為已知的或可在一校準測量中確定。每單位時間內流過的流體的量因此可從每單位時間內在測量位置上檢測的齒的數量也就是說從齒輪的旋轉來確定。
[0025]用于確定貫流的評估裝置可設置在一具有齒輪室的共享的外殼內亦或是在一外部單元內，例如在計算機上軟件實現。
[0026]根據本發明齒輪流量計的優選變化中，每一旋轉軸由固定的旋轉軸形成，相對于旋轉軸，各自的測量齒輪可旋轉地通過滾動元件安裝。旋轉軸可與蓋部和/或底部連接固定。測量齒輪具有從一端面至另一端面的中心開口。旋轉軸通過該開口運行。中心開口的表面可描述為齒輪內側。該實施例中，測量齒輪通過與旋轉軸和其相對的測量齒輪接觸來安裝在垂直于其旋轉軸的方向上。
[0027]可選地，根據進一步的優選變化，每一旋轉軸由與各自測量齒輪固定連接的循環軸形成。測量齒輪則只可與旋轉軸共同旋轉。所以，旋轉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，各自的旋轉軸向其內延伸。旋轉軸和測量齒輪的安裝因此可通過接觸旋轉軸及相反的底部或蓋部的滾動元件在旋轉軸的反向方向上實現。
[0028]根據本發明齒輪流量計的一優選實施例，各自的接收空間由階梯缺口形成，階梯缺口為在測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軸。
[0029]如果旋轉軸由循環軸形成，底部和蓋部優選地具有凹部，旋轉軸向該凹部延伸。該實施例中，對于每一測量齒輪優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，旋轉軸延伸進入所述凹部。
[0030]在固定旋轉軸作為旋轉軸的情況下，接收空間優選地形成為測量齒輪內的凹陷。測量齒輪上階梯缺口內的滾動元件因此延伸到端面或端面外，并延伸到齒輪內側或齒輪內側外。
[0031]為了使滾動元件接觸階梯缺口及旋轉軸，從旋轉軸的外周至階梯缺口的外端的延伸可等于或小于滾動元件的直徑。為了避免測量齒輪和關聯