Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Das Messprinzip und der grundsätzliche Aufbau eines magnetisch-induktiven

Durchflussmessgeräts sind hinlänglich bekannt. In diesen Durchflussmessgeräten werden zumeist Magnetspulen zur Erzeugung eines Magnetfeldes eingesetzt. Bei einer derartigen Magnetspule ist oftmals Metalldraht auf einem Spulenkörper aus Kunststoff aufgewickelt. Dieser wird anschließend auf einen Spulenkern aufgesteckt. Der Spulenkern kann dabei aus einer Mehrzahl miteinander verbundener Bleche gebildet werden.

Die DE 10 2010 001 393 A1 offenbart ein gattungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit einem aus Feldblechen gebildeten Spulenkern und einem darauf aufgesetzten Spulenkörper. Der Spulenkern weist dabei in einem

endständigen Bereich die Form eines Polschuhs auf. Es handelt sich bei diesem Durchflussmessgerät um ein Stecksystem, welches senkrecht zur Messrohrachse am Messrohr des Durchflussmessgerätes montierbar ist.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Montageaufwand zur Herstellung eines magnetischinduktiven Durchflussmessgerätes noch weiter zu verringern und ein

Durchflussmessgerät mit einem kompakten Aufbau bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Ein erfindungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät umfasst ein Messrohr und ein Magnetsystem, welches auf dem Messrohr angeordnet ist.

Das Magnetsystem weist zwei Magnetspulen zur Felderzeugung auf, welche auf gegenüberliegenden Seiten am Messrohr angeordnet sind. Zusätzlich zu den Magnetspulen weist das Magnetsystem ein sogenanntes

Feldführungssystem auf, welches die Funktion des Spulenkernes, des Polschuhes und der Feldrückführung in einem Bauteil vereint. Das Feld wird einerseits durch den Spulenkern verstärkt, andererseits durch den Polschuh im Bereich des Fluids vorteilhaft in der räumlichen Verteilung gestaltet und schliesslich durch die

Feldrückführung möglichst verlustfrei wieder zurückgeführt. Das Feldführungssystem ist einstückig bzw. einteilig vorgesehen. Diese Einteiligkeit bezieht sich auf die konstruktive Ausgestaltung dieses Bauteils in einer Schnittebene senkrecht zur Längsachse des Messrohres . In einer Schnittebene in der die

Messrohrachse liegt hingegen weist das Feldführungssystem mehrere miteinander verbundene Bleche auf. Diese Bleche sind vorzugsweise gegeneinander elektrisch isoliert. Ein Spulenkörper kann vorteilhaft entfallen, wenn die Funktion der Fixierung der Magnetspulen durch das Feldführungssystem übernommen wird. Zusätzlich kann jedoch eine elektrische Isolation, z.B. eine isolierende Schicht aus Kunststoff, zwischen Magnetspule und Feldführungssystem vorgesehen sein. Die

entsprechenden Funktionsweisen werden überwiegend als getrennte Bauteile in einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät eingesetzt.. Im vorliegenden Fall weist das Feldführungssystem selbst entsprechende Segmente bzw. Abschnitte auf, welche integral ausgeformt sind, so dass das Feldführungssystem die Funktion des Polschuhs, des Magnetspulenkerns und der Feldrückführung übernimmt. Das Polschuhsegment dient dabei der optimalen Verteilung des Magnetfeldes und ist der Form des Messrohres, also überwiegend kreisförmig, angepasst. Das

Spulenkernsegment ist durch die Magnetspule geführt und verbessert die

magnetische Leitfähigkeit.. Das äussere Segment dient der Rückführung des magnetischen Flusses.

Insgesamt besteht das Feldführungssystem aus einer Mehrzahl miteinander verbundener Bleche.

Durch den Aufbau des Feldführungssystems kann auf Einzelteile verzichtet werden. Das Magnetsystem kann zudem durch Aufstecken von axialer Richtung her am Messrohr unkompliziert angebracht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Bleche sind vorteilhaft durch Stanzpaketieren miteinander verbunden. Dadurch ist eine Massenfertigung realisierbar. Die Bleche sind im Bereich der Magnetspulen vorzugsweise formgleich ausgestaltet.

Für einen besonders kompakten Aufbau ist es von Vorteil, wenn die Magnetspulen als Sattelspulen ausgebildet sind.

Das Magnetsystem kann vorteilhaft auf das Messrohr aufgesteckt und fixiert sein, so dass eine schnelle Montage realisiert werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann dies derart erfolgen, dass durch Kraftschluss zwischen Magnetsystem und Gehäuseteilen ohne weitere Fixierungsmittel die Festlegung erfolgt.

Um das Aufstecken des Magnetsystems besser zu realisieren ist es weiterhin von Vorteil, wenn das Messrohr zumindest zweiteilig mit zwei Messrohrsegmenten ausgebildet ist und dass die beiden Messrohrsegmente durch Formschluss und/oder Materialschluss miteinander verbunden sind.

Weiterhin wird der Montageaufwand verringert, wenn das Magnetsystem von einem Gehäuse umgeben ist, welches im Wesentlichen zweiteilig aufgebaut ist mit einem Gehäusetopf und einem Gehäusedeckel. Der Gehäusetopf und ein erstes

Messrohrsegment können dabei ein als erstes einstückiges Bauteil ausgebildet sein. Der Gehäusedeckel und ein zweites Messrohrsegment können zudem als ein zweites einstückiges Bauteil ausgebildet sein.

Der Gehäusetopf oder das erste einstückige Bauteil kann vorteilhaft mit dem

Gehäusedeckel oder dem zweiten einstückigen Bauteil verpresst, und vorzugsweise zusätzlich verschweißt, sein. Auch dies verringert die Montagezeit pro

Durchflussmessgerät erheblich.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann das Feldführungssystem ausschließlich aus elektrisch gegeneinander isolierten metallischen magnetisierbaren Blechen bestehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes 1 ; und Fig. 2 zeigt das vorgenannte magnetisch-induktive Durchflussmessgerat 1 in einem Schnittbild senkrecht zur Messrohrachse L. Die Messrohrachse L dient nachfolgend als Orientierungshilfe zur Angabe der Längsrichtung, welche entlang der

Messrohrachse verläuft.

Das dargestellte Durchflussmessgerät zeichnet sich durch seinen kompakten Aufbau und durch seine kostengünstige massenproduktionstaugliche Herstellung aus.

Es umfasst ein Gehäuse 2. Dieses Gehäuse 2 ist mehrteilig aufgebaut und umfasst in der Ausführungsvariante der Fig. 1 und 2 einen Gehäusetopf 6 und einen

Gehäusedeckel 5. Der Gehäusetopf 6 weist dabei ein Messrohrsegment 19 und ein das Durchflussmessgerät nach außen hin begrenzendes Außenwandungssegment 20 auf. Das Messrohrsegment 19 ist in Fig. 1 zylindrisch ausgestaltet, es kann allerdings auch jede andere bekannte Rohrform annehmen. So ist es beispielsweise denkbar ein Messrohrsegment herzustellen mit einem reduzierten Querschnitt im Bereich der Messelektroden zur Realisierung einer geringeren

Strömungsprofilempfindlichkeit oder eines stärkeren Mess-Signals.

Das Messrohrsegment 19 dient der Abstützung eines mediumsberührenden Liners 4, also einer Kunststoffauskleidung, entlang der Innenwandung des Messrohrsegments 19. Mediumsberührend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Liner 4 auf einer messrohrabgewandten Seite in Kontakt mit dem Messmedium steht. Der Gehäusetopf 6 weist zudem einseitig bereits einen Anschlussflansch 3 auf. Der Gehäusetopf 6 kann beispielsweise durch ein Gussverfahren oder durch ein

Tiefziehverfahren hergestellt werden. Es ist ebenso möglich das

Außenwandungssegment 20 und das Messrohrsegment 19 einzeln herzustellen und durch ein Schweißverfahren, z.B. Laserschweißen, miteinander zu verbinden oder die beiden Teile miteinander zu verpressen, um auf diese Weise den dargestellten Gehäusetopf 6 zu realisieren.

Der Gehäusedeckel 5 weist ebenfalls einen Anschlussflansch 3 und ein

Messrohrsegment 18 auf. Es wird parallel zur Messrohrachse L auf den

Gehäusedeckel 5 aufgesteckt und anschließend mit diesem verbunden. Dadurch wird das Messrohr 1 1 ausgebildet. Dies kann z.B. über eine Passung erfolgen.

Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Verpressvorgang oder ein

Verschweißvorgang, z.B. Laserschweißen, zum Verbinden von Gehäusetopf 6 und Gehäusedeckel 5 angewandt werden. Durch die Verbindung des Gehäusetopfes 6 mit dem Gehäusedeckel 5 wird ein nach außen geschlossener Gehäuseraum geschaffen, in welchem die Bauelemente des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes angeordnet sind. Zudem wird ein Messrohr geschaffen, welches sich zwischen den beiden Anschlussflanschen 3 erstreckt.

Das Messrohrsegment 19 des Gehäusetopfes 6 kann bei der Fertigung des magnetisch-induktiven Messgerätes zugleich als Führungselement dienen, auf welches ein Magnetsystem aufsteckbar ist.

Dieses Magnetsystem umfasst zwei Magnetspulen 7, eine Feldrückführung 17, je Magnetspule ein an die Mantelfläche des Messrohrsegments angepassten Polschuh 15 sowie einen Spulenkern 14, welche segmentweise aus einem stanzpaketierten Feldführungssystem 8 ausgebildet sind.

Die Feldrückführung, der Spulenkern und der Polschuh werden zusammen mit der Spule gemeinhin auch als Feldsystem bezeichnet. Das Feldführungssystem ist aus einer Vielzahl von Metallblechen 16 zusammengesetzt, wobei die Stapelrichtung der stanzpaketierten Metallbleche parallel zur Messrohrachse L verläuft.

Das Feld wird primär durch die Magnetspulen 7 erzeugt. Diese Magnetspulen 7 sind in der Ausführungsvariante der Fig. 1 und 2 als sogenannte Sattelspulen ausgebildet.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, weist das Blechpaket ein Polschuhsegment 15, ein

Spulenkernsegment 14 und ein Feldrückführsegment 17 auf. Das

Feldrückführsegment 17 ist vorzugsweise als ein Hohlzylinder ausgebildet, welcher jedoch Ausnehmungen, z.B. Kabeldurchführungen im Bereich von Messelektroden 13, aufweisen kann. Ausgehend von dieser Hohlzylinderform erstrecken sich radial zur Messrohrachse L hin zwei an der dem Messrohr zugewandten Seite kreisbogenförmige Vorsprünge, deren Kreissehne sich zur Messrohrachse L hin vergrößert. Die Breite des

kreisbogenförmigen Vorsprungs nimmt vorzugsweise um zumindest 5%, besonders bevorzugt um zumindest 10% zu. Dieser Vorsprung bildet das Magnetkernsegment und das Polschuhsegment, welche ineinander übergehen. Insgesamt ist somit das Feldführungssystem des Magnetsystems, umfassend die Feldrückführung, den Magnetkern und den Polschuh durch die Kontur des

Blechpakets realisiert. Es braucht zur Fertigstellung des Magnetsystems lediglich die Magnetspule 7 ergänzt werden. Dieses kann sodann auf das Messrohrsegment in einem einfachen Fertigungsschritt aufgesteckt zu werden.

Das vorgenannte Blechpaket kann durch Stanzen der einzelnen Metallbleche 16 und durch Paketieren dieser Bleche realisiert werden. Besonders bevorzugt kann dies arbeitseffektiv und automatisiert durch Stanzpaketieren erfolgen. Stanzpaketieren ist als Fertigungsmethode an sich bekannt und wird beispielsweise im Buch„Spanlose Fertigung: Stanzen, von W.Hellwig et al. , Friedrich Vieweg & Sohn

Verlagsgesellschaft mbH Braunschweig/Wiesbaden 1996" beschrieben. Hierbei können z.B. einzeln gestanzte Blechteile durch Einbringen von sogenannten

Durchsetzungen zu einem Blechpacket paketiert werden. Eine derartige

Paketierungsvariante kann auch im vorliegenden Fall bevorzugt angewandt werden.

Durch eine derartige stanzpaketierte Bauweise kann ein Magnetsystem somit besonders zeitsparend und automatisiert hergestellt werden. Das stanzpaketierte Magnetsystem kann sodann unkompliziert auf ein Messrohr aufgesteckt werden.

In dem Gehäusetopf 6 ist zudem eine Anzeige- und Auswerteeinheit 9 integriert, welche über ein Display 10 verfügt. Das Gehäuse 2 weist zudem einen Strom- und/oder Signalkabelanschluss 12 auf, über welche Kabel für eine Energiespeisung und/oder einen Signalaustausch angeschlossen werden können.

Magnetisch-induktives Durchflussmessgerat Gehäuse

Anschlussflansch

Liner

Gehäusedeckel

Gehäusetopf

Magnetspule

Feldführungssystem

Anzeige- und Auswerteeinheit

Display

Messrohr

Strom- und/oder Signalkabelanschluss Messelektrode

Spulenkernsegment

Polschuhsegment

Metallblech

Feldrückführungssegment

Messrohrsegment des Gehäusedeckels Messrohrsegment des Gehäusetopfes Außenwandungssegment ssrohrachse