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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen wärmeempfindlichen
bzw. allgemein nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser
zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit
oder auch der Durchflußmenge
eines Fluids, wie beispielsweise eines Gases oder einer Flüssigkeit,
und insbesondere betrifft die Erfindung einen nach dem thermischen
Prinzip arbeitenden Durchflußmesser,
der zum Messen der Ansaugluftmenge oder -masse beispielsweise eines
Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges dient.
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Stand der
Technik
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Ein beispielhafter Stand der Technik
wird anhand der 24 erläutert. Die 24 zeigt eine Teilquerschnittsansicht
durch einen herkömmlichen, nach
dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers, wie er beispielsweise
auch in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-1930
offenbart ist.
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In der 24 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 einen Hauptkanal, in dem durch einen
Luftfilter hindurchdurchgehende Luft zirkuliert. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet
einen Stromgleichrichter oder Durchflußausrichter, der aus einer
Wabenstrukturplatte besteht, um einen Ansaugluftstrom gleichzurichten
bzw. auszurichten und die Durchflußgeschwindigkeitsverteilung
oder dergleichen zu korrigieren. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet
ein Meßrohr,
dessen Lufteinlaßseite
wie ein umgedrehter Kegel geformt ist und mit einem Heizwiderstand 4 zum Messen
des Ansaugluftvolumens versehen ist. Eine Strebe 5 hält das Meßrohr. Des
weiteren bezeichnet das Bezugszeichen 6 in der 24 einen Steuerungskreisabschnitt
und das Bezugszeichen 7 einen Temperaturkompensationswiderstand
zum Messen der Temperatur der Ansaugluft.
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Dieser nach dem thermischen Prinzip
arbeitende Durchflußmesser
ist in einem Ansaugluftkanal eines Verbrennungsmotors eingebaut,
um ein der Durchflußmenge
bzw. dem Volumen der Ansaugluft entsprechendes Signal auszugeben.
Das der Ansaugluftdurchflußmenge
entsprechende Ausgabesignal wird als Einflußfaktor beim Steuern des Motors zu
einer nicht gezeigten Motorsteuerung gesendet.
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Das heißt, durch den Luftfilter des
Verbrennungsmotors durchgehende Luft strömt durch den Luftstromgleichrichter 2 und
hiernach strömt
ein Teil der Luft in das Meßrohr 3.
An diesem Punkt wird die dem Volumen der Ansaugluft entsprechende
Wärmemenge
vom Heizwiderstand 4 absorbiert. Da jedoch der Steuerungskreisabschnitt 6 so
steuert, daß die Differenz
zwischen der Temperatur der Teilluft, die in das Meßrohr 3 strömt, und
der Temperatur der durch den Temperaturkompensationswiderstand 7 gemessenen
Ansaugluft unabhängig
vom Volumen der Ansaugluft im wesentlichen konstant gehalten werden soll,
kann das Volumen der Ansaugluftmenge aus dem Wert eines durch den
Heizwiderstand 4 laufenden Stroms gemessen werden.
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Es wurden bereits Anstrengungen unternommen,
die Größe derartiger
Einrichtungen zu reduzieren und die Einrichtungen und Teile, die
im Motorraum eingebaut werden, zu integrieren. Beispielsweise ist
es bekannt, in einem Ansaugluftsystem einer Kraftstoffeinspritzanlage
einen nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser
in der Nähe
einer Drosselklappe anzuordnen. Ferner ist es bekannt, ein Luftansaugrohr,
das stromauf- oder stromabwärts
des Sensors anzuordnen ist, gekrümmt
auszuführen,
um die Länge
des Ansaugluftkanals zu reduzieren.
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Wenn die Drosselklappe stromabwärts in der Nähe des nach
dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers eingebaut wird, wie
es zuvor beschrieben wurde, und die Öffnung der Drosselklappe klein
ist, wird die Abdrift im Hauptkanal, das heißt, ein zu einem oberen, unteren,
rechten oder linken Abschnitt des Meßrohrs 3 führender
Luftstrom, groß und die
Strömung
im Meßrohr 3 wird
durch diese Abdrift beeinflußt.
Aufgrund dessen besteht, wenn die Öffnung der Drosselklappe klein
ist, das Problem, daß die
Ansaugluftvolumen-Meßgenauigkeit
abnimmt. Auch wenn ein gekrümmter
Ansaugluftkanal stromaufwärts
des Durchflußmessers
angeordnet wird, wird wiederrum die zuvor beschriebene Abdrift im
Ansaugluftkanal erzeugt. Diese Abdrift wird durch eine verschmutzte
Stelle bzw. Fehlerstelle an einem Luftreinigungselement (Luftfilter),
das weiter stromaufwärts
des Durchflußmessers
eingebaut ist, erheblich beeinflußt, wodurch der Strom im Meßrohr verändert wird,
mit dem Ergebnis, daß die
Ansaugluftvolumen-Meßgenauigkeit
entlang des Kanals mit der Zeit abnimmt. Die Meßgenauigkeitsabnahme ist dann
relativ größer, wenn
der stromaufwärts
des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers angeordnete
Ansaugluftkanal nicht gekrümmt
ist.
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Die
US
4,449,401 beschreibt einen Durchflußmesser für einen Kraftfahrzeugs-Motor.
Der Durchflußmesser
weist einen Hauptkanal und ein Meßrohr auf, wobei sich zwischen
dem Hauptkanal und dem Meßrohr
erstreckende Flügel
des Durchflußmessers
am stromabwärts
gelegenen Ende gekrümmt
sind. Durch diese Krümmung
der Flügel
wird die Durchgangsquerschnittsfläche im Hauptkanal jedoch deutlich
verkleinert, was zu einem erhöhten Druckverlust
des Durchflußmessers
führt.
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Darstellung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde in
Anbetracht der obigen Probleme gemacht. Das der Erfindung zugrundeliegende
technische Problem besteht somit darin, einen wärmeempfindlichen bzw. allgemein
nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser,
also insbesondere ein nach dem Hitzedraht- bzw. Heißfilmprinzip
ohne mechanisch bewegte Teile arbeitender Durchflußmesser,
bereitzustellen, bei dem ein in einem Meßrohr ein- und ausströmender Fluidstrom
stabilisiert werden kann, indem eine Abdrift in einem Hauptkanal
unterdrückt wird,
und mit dem ein Ansaugluftvolumen-Meßfehler verkleinert werden
kann, sogar dann, wenn eine Abdrift- oder Ablenkquelle, wie beispielsweise
eine Drosselklappe, stromabwärts
des Durchflußmessers in
dessen Nähe
vorhanden ist, oder wenn ein stromauf- oder stromabwärts des
Sensors einzubauender Ansaugluftkanal gekrümmt ist.
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Ein weiteres der Erfindung zugrundeliegendes
technisches Problem besteht darin, einen stromauf- wie auch stromabwärts des
wärmeempfindlichen bzw.
nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers
erzeugten Druckverlust zu vermindern.
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Diese technischen Probleme werden
durch einen Durchflußmesser
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein nach dem thermischen Prinzip arbeitender Durchflußmesser
geschaffen, bei dem sich parallel zur Mittelachse eines Meßrohrs erstreckende
plattenartige Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelemente zwischen
einem Hauptkanal und dem Meßrohr
vorgesehen sind.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Durchflußmesser, der nach dem thermischen
Prinzip arbeitet bzw. wärmeempfindlich ist,
geschaffen, bei dem stromaufwärts
einer Einströmöffnung oder
stromabwärts
einer Ausströmöffnung eines
Meßrohrs,
oder in beiden Richtungen, Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelemente
vorstehen.
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Eine vorteilhafte dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wärmeempfindlichen
bzw. nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser
bereitzustellen, bei dem Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelemente
stromaufwärts
einer Einströmöffnung eines
Meßrohrs
vorstehen, und bei dem auf einer stromabwärts liegenden Seite eines unteren
Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelementes eine Ausnehmung geschaffen
ist.
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Gemäß einer vierten vorteilhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein wärmeempfindlicher bzw. nach
dem thermischen Prinzip arbeitender Durchflußmesser geschaffen, bei dem Richt-,
Ausricht oder Gleichrichtelemente stromabwärts gerichtet von einer Auströmöffung eines
Meßrohrs
vorstehen, und bei dem auf einer stromaufwärts liegenden Seite eines unteren
Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelementes eine Ausnehmung vorgesehen ist.
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Eine vorteilhafte fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wärmeempfindlichen
oder nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser
vorzusehen, bei dem eine Anzahl Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelemente
an die Umfangsrichtung eines Meßrohrs
unterteilenden Stellen vorgesehen sind.
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Gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Durchflußmesser geschaffen, bei dem
Endabschnitte von Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelementen in
stromaufwärts
gerichteter Richtung verjüngt
ausgebildet sind.
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Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sieht einen Durchflußmesser
vor, bei dem die Richt-, Ausricht oder Gleichrichtelemente in stromabwärts liegender
Richtung dünner
ausgebildet sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichungen
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Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und
zum besseren Verständnis
mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, von der stromaufwärts liegenden Seite aus gesehen,
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2 eine
Querschnittsansicht des Durchflußmessers aus 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht wesentlicher Bauteile des Durchflußmessers
aus 1,
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4 eine
schematische Darstellung, die die Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtfunktion
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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5 eine
weitere schematische Darstellung, die die Gleichrichtfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht,
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6 eine
Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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7 eine
perspektivische Ansicht der wesentlichen Bauteile des Durchflußmessers
von 6,
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8 eine
Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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9 eine
perspektivische Ansicht der wesentlichen Bauelemente des Durchflußmessers
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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10 eine
Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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11 eine
Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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12 eine
perspektivische Ansicht der wesentlichen Bauelemente des Durchflußmessers
gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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13 eine
schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, von einer stromaufwärts gelegenen Seite aus gesehen,
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14 eine
Querschnittsansicht durch einen nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
siebten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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15 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 14,
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16 eine
Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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17 eine
perspektivische Ansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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18 eine
Vorderansicht des in 17 gezeigten
Durchflußmessers,
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19 eine
schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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20 eine
schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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21 eine
Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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22 eine
schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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23 eine
schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden
Durchflußmessers
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung und
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24 eine
teilweise geschnittene Darstellung durch einen nach dem thermischen
Prinzip arbeitenden Durchflußmessers
gemäß dem Stand
der Technik.
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Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung
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1. Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 beschrieben.
Diejenigen Bauelemente, die den Bauelementen gemäß der 24 entsprechen, sind mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Außerdem wird
bezug genommen auf die 2 und 3, die jeweils wesentliche
Bautelemente des erfindungsgemäßen Durchflußmessers
zeigen. In diesen Figuren ist ein Durchflußkanal durch den Hauptkanal 1 gebildet,
der ein Lufteinlaßkanal
ist, und durch das Meßrohr 3,
das den Heizwiderstand 4 zum Messen der Durchflußmenge beinhaltet.
Plattenartige Richtelemente oder Ausrichtelemente sind mit den Bezugszeichen 21a versehen.
Die Richtelemente 21a sind zwischen dem Hauptkanal 1 und
dem Meßrohr 3 im wesentlichen
parallel zur Mittelachse des Meßrohrs 3 ausgerichtet.
Die oberen und unteren plattenartigen Richtelemente 21a, 21a stehen
von oberen und unteren gegenüberliegenden
Positionen der Innenfläche des
Hauptkanals 1 in Richtung der Mittelachse des Meßrohrs 3 vor.
Des weiteren stehen sie von einer Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 stromaufwärts gerichtet
vor. Außerdem
stehen sie auch von einer Ausströmöffnung 3b des
Meßrohrs 3 in
stromabwärts gerichteter
Richtung vor. Das obere Richtelement 21a ist in rechte
und linke Abschnitte unterteilt und dient als Stütze und Haltestrebe für das Meßrohr 3. Zwischen
dem rechten und linken Abschnitt des Richtelementes 21a sind
Anbringungsteile für
ein Detektionselement 4 und einen Widerstand 7 zwischengeschaltet.
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Strebe.
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Wenn dieser nach dem thermischen
Prinzip arbeitende Durchflußmesser
an ein Endstück 8a eines
Ansaugluftkanals 8 angeschlossen wird, dessen hinterer
Abschnitt gekrümmt
ausgebildet ist, wie es in der 4 dargestellt
ist, erfolgt die Anbringung dergestalt, daß Luft A, die durch den Ansaugluftkanal 8 umgelenkt
wird, so gerichtet wird, daß der
Luftstrom A die Richtelemente 21a kontaktiert.
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Bei dem wie oben ausgebildeten Durchflußmesser,
wie er in der 4 gezeigt
ist, wird, wenn der Ansaugluftkanal 8 stromaufwärts des
Durchflußmessers
derart angeordnet ist, daß dessen
Endstück 8a gekrümmt ist,
eine Abdrift im Hauptkanal 1 von dem Ansaugluftkanal 8 aus
erzeugt und durch einen Fehler oder eine Verschmutzung am Luftfilterelement,
das stromaufwärts
angeordnet ist, verändert. Die
Strömungsabweichung
im Hauptkanal wird durch Korrektur des Strömungsvektors unterdrückt, der
im wesentlichen nicht parallel zur Mittelachse des Meßrohrs 3 ausgerichtet
ist, indem er im wesentlichen parallel zu einem Abschnitt nahe der
Abdriftquelle ausgerichtet wird, wodurch der Einlaßstrom in
das Meßrohr 3 stabilisiert
wird. Mit anderen Worten: Ohne die Richtelemente 21a strömt der Luftstrom
A gekrümmt ein
und driftet, wie es durch Aa angedeutet ist, nach unten ab. Die
vorliegende Erfindung kann diese Abdrift jedoch verhindern.
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Wenn eine Drosselklappe 9 stromabwärts des
Durchflußmessers
nahe dem Durchflußmesser angeordnet
ist, wie es beispielsweise in der 5 gezeigt
ist, und die Drosselklappe 9 nur geringfügig geöffnet ist,
wird, da die Differenz des Luftwiderstandes zwischen einem Strömungskanal 10,
auf einer Seite, wo die Drosselklappe 9 in stromaufwärts gelegener
Richtung öffnet,
und einem Strömungskanal 11 auf
der gegenüberliegenden
Seite groß ist,
die Abdrift im Hauptkanal groß.
Wenn die Öffnung
der Drosselklappe 9 klein ist und der Luftwiderstandsunterschied zwischen
den obigen Kanälen 10 und 11 groß ist, wird
jedoch ein Strom im Hauptkanal 1 durch die Richtelemente 21a gemäß der vorliegenden
Erfindung gerichtet, so daß der
Strom bis zu einem Abschnitt, der nahe der Drosselklappe 9 liegt,
im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Meßrohrs 3 verläuft, wodurch
die Strömungsabweichung
im Hauptkanal 1 vermindert wird und die Strömung im Meßrohr stabilisiert
wird.
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In den obigen Figuren ist eine Wabenstrukturplatte 2,
die herkömmlicherweise
bereits verwendet wird, lediglich an der Einströmseite des Hauptkanals 1 vorgesehen.
Dies bedeutet jedoch nicht, daß sie
unbedingt auf der stromaufwärts
liegenden Seite notwendig ist. Des weiteren ist es natürlich genauso möglich, sie
und/oder stromabwärts
gelegen anzuordnen.
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2. Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend anhand der 6 und 7 erläutert. Plattenartige Richtelemente 20b,
die zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 vorhanden
sind, sind so angeordnet, daß sie
von der Einströmöffnung 3a des
Meßrohrs 3 stromaufwärts gerichtet
vorstehen. Wie es in der 4 bereits
gezeigt ist, stehen bei einem Ansaugluftsystem, in dem eine große Abdrift
auf der stromaufwärts
gelegenen Seite erzeugt wird, und bei der eine Abdrift auf der stromabwärts gelegenen
Seite vernachlässigt
werden kann, die plattenartigen Richtelemente 21a von der
Einströmöffnung 3a des
Meßrohrs 3 stromaufwärts gerichtet
vor, wodurch die gleiche Richtfunktion gemäß der ersten Ausführungsform
erzielt wird und der Strom im Meßrohr 3 stabilisiert
wird. Außerdem kann
der an den Oberflächen
der Richtelemente erzeugte Reibungswiderstand reduziert werden,
da die Richtelemente nicht von der Ausströmöffnungsseite 3b aus
vorstehen. Überdies
besteht bei dieser Ausführungsform
nicht die Möglichkeit,
einen übermäßigen Widerstand
für den
stromabwärts
gerichteten Luftstrom zu schaffen.
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3. Ausführungsform
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Eine dritte Ausführungsform wird nachfolgend
anhand der 8 und 9 erläutert. Bei dieser Ausführungsform
stehen plattenartige Richtelemente 21c, die zwischen dem
Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 vorgesehen
sind, stromaufwärts
der Einströmöffnung 3a des
Meßrohrs 3 vor.
Ein ausgeschnittener Abschnitt bzw. eine Ausnehmung 21m ist
durch einen ausgenommenen Abschnitt gebildet, der der Ausströmöffnung 3b des
unteren Richtelementes 21c entspricht. Dies hat zur Folge,
daß das
untere Richtelement 21c kürzer ist als das Meßrohr 3.
Entsprechend ist das Richtelement 21c stromaufwärts des
Meßrohrs 3 angeordnet.
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Bei einem Ansaugluftsystem gemäß der 4 stehen nun die plattenartigen
Richtelemente 21 von der Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 vor und
sind stromaufwärts
nahe der Abdriftquelle angeordnet, wodurch die gleiche Richtfunktion
wie bei der ersten Ausführungsform
bezüglich
einer Abdrift auf der stromaufwärts
gelegenen Seite erzielt werden kann. Überdies kann wiederum der Reibungswiderstand,
der an den Oberflächen
der Richtelemente erzeugt wird, noch weiter reduziert werden und
der Druckverlust des Durchflußmessers
kann minimiert werden, da die Ausnehmung 21m durch Wegnehmen eines
Abschnitts an dem Richtelement entsprechend der Ausströmöffnung 3b gebildet
ist.
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4. Ausführungsform
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Eine vierte Ausführungsform wird nachfolgend
anhand der 10 erläutert. Bei
dieser Ausführungsform
sind plattenartige Richtelemente 21d zwischen dem Hauptkanal 1 und
dem Meßrohr 3 so
angeordnet, daß sie
stromabwärts
der Ausströmöffnung 2b des
Meßrohrs 3 vorstehen.
Im Falle eines Ansaugluftsystems, bei dem eine Abdrift auf einer stromaufwärts gelegenen
Seite vernachlässigt
werden kann und eine große
Abdriftquelle in der Nähe der
stromabwärts
gelegenen Seite vorhanden ist, wie es in der 5 gezeigt ist, sind die plattenartigen Richtelemente 21d in
stromabwärts
gerichteter Richtung vorstehend von der Ausströmöffnung 3b des Meßrohrs 3 ausgebildet,
wodurch die gleichen Richtfunktionen wie bei der ersten Ausführungsform
erzielt werden können,
und zwar insbesondere für
eine Abdrift auf einer stromabwärts
gelegenen Seite. Des weiteren wird auch bei dieser Ausführungsform
der Strom im Meßrohr 3 stabilisiert.
Insbesondere wird der auf den Oberflächen der Richtelemente erzeugte Reibungswiderstand
auf der stromaufwärts
gelegenen Seite reduziert, da die Richtelemente 21d sich nicht
auf in Richtung der stromaufwärts
gelegenen Seite der Einströmöffnung 3a erstrecken
bzw. vorstehen.
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5. Ausführungsform
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Eine fünfte Ausführungsform wird nachfolgend
anhand der 11 und 12 erläutert werden. Bei dieser Ausführungsform
stehen plattenartige Richtelemente 21e zwischen dem Hauptkanal 1 und
dem Meßrohr 3 von
der Ausströmöffnung 3b des
Meßrohrs 3 stromabwärts vor
und eine Ausnehmung 21n ist dadurch gebildet, daß ein Abschnitt
an der Seite der Einströmöffnung 3a des
unteren Richtelementes 21 weggenommen wurde, was zum Ergebnis
hat, daß das
untere Richtelement 21 kürzer ist als das Meßrohr 3.
Entsprechend ist das Richtelement 21e auf der stromabwärts gelegenen
Seite des Rohrs 3 angeordnet.
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Bei einem wie in 5 gezeigten Lufteinlaßsystem oder Ansaugluftsystem
sind die plattenartigen Richtelemente 21 von der Ausströmöffnung 3b des
Meßrohrs 3 vorstehend
ausgebildet und nahe der Abdriftquelle stromabwärts angeordnet, wodurch die
gleiche Richtfunktion wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden kann,
und zwar für
eine Abdrift auf der stromabwärts
gelegenen Seite. Außerdem
kann der Reibungswiderstand, der an den Oberflächen der Richtelemente erzeugt
wird, durch das Vorsehen der Ausnehmung 21n weiter vermindert werden.
Das hat zur Folge, daß der
Druckverlust des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers
reduziert werden kann.
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6. Ausführungsform
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Eine sechste Ausführungsform wird nachfolgend
anhand der 13 erläutert. In
dieser Figur sind drei plattenartige Richtelemente 21f zwischen dem
Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 in Umfangsrichtung
gleichmäßig beabstandet
derart angeordnet, daß die
Anbringungswinkel α, β und γ im wesentlichen
gleich sind. Folglich unterteilen sie den Luftansaugkanal im Hauptkanal 1 gleichmäßig. Dadurch kann
eine hohe Richtfunktion auch bei sich stromaufwärts drehendem Fluidstrom erzielt
werden. Wenn die Anzahl der plattenartigen Richtelemente 21 auf vier,
fünf oder
mehr erhöht
wird, wird die Richtfunktion entsprechend verbessert.
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7. Ausführungsform
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Anhand der 14 und 15 wird
nachfolgend eine siebte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Bei dieser Ausführungsform
sind Randabschnitte an der stromaufwärts gelegenen Seite plattenartiger
Richtelemente 21g, die zwischen dem Hauptkanal 1 und
dem Meßrohr 3 vorhanden sind,
abgerundet bzw. gerundet ausgebildet, wie es durch das Bezugszeichen 22 angedeutet
ist. Hierdurch kann die gleiche Richtfunktion wie bei der ersten
Ausführungsform
erzielt werden und der Formwiderstand kann durch die gerundeten
Kanten 22 reduziert werden, wodurch eine Stauung des Fluids
abgemildert werden kann und die Gefahr einer Strömungsablösung vermindert wird.
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8. Ausführungsform
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Eine achte Ausführungsform wird nachfolgend
anhand der 16 erläutert. Bei
dieser Ausführungsform
sind Endabschnitte auf einer stromaufwärts gelegenen Seite plattenartiger
Richtelemente 21h, die zwischen dem Hauptkanal 1 und
dem Meßrohr 3 vorhanden
sind, abgerundet, wie es durch das Bezugszeichen 22 angedeutet
ist, und die Richtelemente 21h sind so verjüngt ausgebildet
(siehe hierzu Bezugszeichen 23), daß die Dickenquerschnitte (Dicke)
von einer stromaufwärts
gelegenen Seite zu einer stromabwärts gelegenen Seite hin allmählich kleiner
werden, wodurch die Unterdrückung
einer Strömungsablösung eines
einströmenden
Fluidstroms, wie es bezüglich
der Ausführungsform 7 beschrieben
wurde, weiter verbessert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde zwar
derart erläutert,
daß die
plattenartigen Richtelemente mit dem Hauptkanal 1 oder
dem Meßrohr 3 integriert ausgebildet
sind, die vorliegende Erfindung ist aber hierauf nicht beschränkt. Die
plattenartigen Richtelemente können
auch als separate Einheit geschaffen sein. Wie es in den 17 und 18 gezeigt ist, können die Richtelemente 21i mit
einem Ring L, der in einen hinteren Abschnitt des Hauptkanals 1 einzupassen ist,
so integriert ausgebildet sein, daß die Richtelemente 21 im Hauptkanal 1 von
der Rückseite
her eingesetzt werden. In diesem Fall können zwei Richtelemente 21i in
einem unteren Abschnitt des Rings L in einem Winkel von 120° zueinander
beabstandet angeordnet sein, wie es in der 18 gezeigt ist, oder es können drei
Richtelemente 21i im unteren Abschnitt des Rings L entsprechend
dem Buchstaben T angeordnet werden, wie es beispielsweise in 19 gezeigt ist.
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Bei der in 20 gezeigten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein oberes Richtelement 12j als
einzelne Einheit ausgebildet sein und ein Loch kann im Mittelbereich
des Richtelementes 21j geformt sein, um als Aufnahmeabschnitt
zur Aufnahme des Erfassungselementes 4 und des Widerstands 7 zu
dienen. Als Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung wurde als
Fluid in einen Verbrennungsmotor einzuführende Luft genannt. Die vorliegende
Erfindung kann jedoch auch für
andere Fluide, wie beispielsweise eine Flüssigkeit, angewandt werden.
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In der vorliegenden Erfindung sind,
wie es in den 21A, 21B und 21C gezeigt ist, das obere und untere
Richtelement 21a, 21a in einer einzigen Platte
miteinander ausgebildet, sowohl an der Einströmöffnungsseite 3a wie
auch an der Ausströmöffnungsseite 3b des
Meßrohrs 3 im
Durchflußmesser, wie
er in der 3 gezeigt
ist, so daß die
Platte an der Einströmöffnung 3a wie
auch an der Ausströmöffnungsseite 3b sich
senkrecht (vertikal) erstreckt.
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Alternativ hierzu können das
obere und untere Richtelement 21a, 21a auch nur
an der Einströmöffnungsseite 3a miteinander
verbunden sein, wie es beispielsweise in der 22 gezeigt ist, oder nur an der Ausströmöffungsseite 3b,
wie es in 23 gezeigt
ist.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu vermeiden, daß ein Fluid
eine Abweichung erfährt,
da plattenartige Richtelemente, die sich parallel zur Mittelachse eines
Meßrohrs
erstrecken, zwischen einem Hauptkanal und dem Meßrohr vorgesehen sind. Aufgrund dessen
kann ein Strom im Meßrohr
stabilisiert werden und der Volumenansaugluft-Meßfehler kann vermindert werden
und zwar unabhängig
von einem Fehler oder einer Verschmutzungsstelle an einem Luftreinigungselement
(Luftfilter), wenn ein sehr stark gekrümmtes Ansaugrohr stromaufwärts des
nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers
vorhanden ist. Auch wenn eine Drosselklappe stromabwärts des
nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers
in dessen Nähe
vorgesehen ist, die Öffnung
der Drosselklappe klein ist und die Differenz des Luftwiderstandes
zwischen den Durchflußkanälen, die
zwischen der Innenwand des Hauptkanals und der Drosselklappe gebildet
sind, groß ist,
kann ein Strom im Hauptkanal bis in die Nähe der Abdriftquelle geradlinig gerichtet
werden, so daß er
im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Meßrohrs verläuft, wodurch ein Strom im Meßrohr stabilisiert
wird.
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Gemäß der zweiten vorteilhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird entweder einer der Ströme an der
Einström-
oder der Ausströmseite
oder beide Ströme
stabilisiert, da Richtelemente stromaufwärts gerichtet von einer Einströmöffnung oder
stromabwärts
gerichtet von einer Ausströmöffnung des
Meßrohrs
oder in beiden Richtungen vorstehend angeordnet sind, wodurch es
möglich
gemacht wird, den Volumenansaugluft-Meßfehler zu verkleinern.
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Gemäß der dritten vorteilhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Fluidstrom auf einer weiter
stromaufwärts
liegenden Seite der Einströmöffnung des
Meßrohrs
gerichtet werden, da Richtelemente in solch einer Weise geschaffen sind,
daß sie
von der Einströmöffnungsseite
des Meßrohrs
stromaufwärts
gerichtet vorstehen. Außerdem
wird der Strömungsfluidwiderstand
vermindert, da ein Endabschnitt auf einer stromabwärts gelegenen
Seite eines unteren Richtelementes weggenommen ist, wodurch es möglich gemacht
wird, das Fluid stromabwärts
gerichtet stabil zu führen.
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Gemäß einer vierten vorteilhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Fluidstrom auf einer weiter
stromabwärts
liegenden Seite der Ausströmöffnung des
Meßrohrs
gerichtet werden, da Richtelemente stromabwärts gerichtet von der Ausströmöffnungsseite
des Meßrohrs
vorstehen. Überdies
wird der Strömungsfluidwiderstand
reduziert, da ein Endabschnitt auf einer stromaufwärts gerichteten
Seite eines unteren Richtelementes weggenommen ist, was es möglich macht,
das Fluid stromabwärts
stabil zu führen.
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Gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann ein Strom über
den gesamten Umfang des Meßrohrs
gerichtet werden, da mehrere Richtelemente an die Umfangsrichtung
des Meßelementes
unterteilende Positionen angeordnet sind.
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Gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Strom ohne einen nachteiligen
Druckverlust für
das Fluid gerichtet werden, da Endabschnitte der Richtelemente in
stromaufwärts
gerichteter Richtung verjüngend
ausgebildet sind.
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Schließlich kann gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Fluidstromwiderstand noch weiter über die
Gesamtlänge der
Richtelemente reduziert werden, da die Richtelemente in stromabwärts liegender
Richtung dünner ausgebildet
sind.