DE3109608C2

DE3109608C2 -

Info

Publication number: DE3109608C2
Application number: DE3109608A
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(Grad.) 7120 Bietigheim De Prohaska; Peter Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart De Romann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1989-05-03
Also published as: GB2094985B; GB2094985A; US4450714A; FR2501858A1; DE3109608A1; JPH0151129B2; FR2501858B1; JPS57161509A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon eine Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums bekannt (US-PS 38 24 966), bei der der Hitzdraht in Form einer Schleife über wenigstens drei Stützpunkte an einem Sondenring geführt ist, der jedoch aus Metall gefertigt ist, was bedeutet, daß zur Wärmeisolation und elektrischen Isolation bei der Befestigung der Stützpunkte am Sondenring besondere aufwendige Vorkehrungen getroffen werden müssen.

Bekannt ist ebenfalls (Patent Abstract of Japan, P34, 31. 10. 1980, Vol. 4, No. 156), einen Widerstandsdraht über hakenförmige Elemente an einem Ring aus isolierendem Material zu führen bzw. Einzelwider standsdrähte an einem Ring aus Epoxidharz zu befestigen (US 40 74 566).

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine schnelle und kostengünstige Befestigung der Stützpunkte am Sondenring möglich ist, ohne zusätzli che Vorkehrungen zur elektrischen Isolation und zur Wärme isolation der Stützpunkte gegenüber dem Sondenring.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei bung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipschal tung für eine Vorrichtung zur Messung der Masse eines strö menden Mediums mit einem temperaturabhängigen Widerstand,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausbildung einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Scnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 6 einen End stützpunkt in Seitenansicht,

Fig. 7 einen Endstützpunkt in Draufsicht,

Fig. 8 einen mittleren Stützpunkt in Seiten ansicht,

Fig. 9 einen mittleren Stützpunkt in Draufsicht.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Ansaugrohr einer im übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine gezeigt, in welches in Richtung der Pfeile 2 die von der Brennkraftmaschine an gesaugte Luft strömt. In dem Ansaugrohr 1 befindet sich ein temperaturabhängiger Widerstand 3, z. B. ein Heißschicht widerstand oder ein Hitzdraht, der von der Ausgangsgröße eines Reglers durchflossen wird und gleichzeitig die Ein gangsgröße für den Regler liefert. Die Temperatur des tem peraturabhängigen Widerstandes 3 wird von dem Regler auf einen festen Wert, der über der mittleren Lufttemperatur liegt, eingeregelt. Nimmt nun die Strömungsgeschwindigkeit, d. h., die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmenge zu, so kühlt sich der temperaturabhängige Widerstand 3 stärker ab. Diese Abkühlung wird an den Eingang des Reglers zurückgemeldet, so daß dieser seine Ausgangsgröße so erhöht, daß sich wie derum der festgelegte Temperaturwert an dem temperaturab hängigen Widerstand 3 einstellt. Die Ausgangsgröße des Reg lers regelt die Temperatur des temperaturabhängigen Wider standes 3 bei Änderungen der angesaugten Luftmenge jeweils auf den vorbestimmten Wert ein und stellt gleichzeitig ein Maß für die angesaugte Luftmenge dar, das als Meßgröße ei nem Zumeßkreis der Brennkraftmaschine zur Anpassung der erforderlichen Kraftstoffmenge an die pro Zeiteinheit an gesaugte Luftmenge zugeführt wird.

Der temperaturabhängige Widerstand 3 bildet mit einem Wider stand 4 zusammen einen ersten Brückenzweig, dem ein aus den beiden festen Widerständen 5 und 6 aufgebauter zweiter Brüc kenzweig parallel geschaltet ist. Zwischen den Widerständen 3 und 4 befindet sich der Abgriffspunkt 7 und zwischen den Widerständen 5 und 6 der Abgriffspunkt 8. Die beiden Brüc kenzweige sind in den Punkten 9 und 10 parallel geschaltet. Die zwischen den Punkten 7 und 8 auftretende Diagonalspan nung der Brücke ist dem Eingang eines Verstärkers 11 zuge leitet, an dessen Ausgangsklemmen die Punkte 9 und 10 an geschlossen sind, so daß seine Ausgangsgröße die Brücke mit Betriebsspannung bzw. mit Betriebsstrom versorgt. Die im folgenden als Stellgröße U _S bezeichnete Ausgangsgröße ist zwischen den Klemmen 12 und 13 abnehmbar, wie in der Fig. 1 angedeutet. Die Stellgröße U _S steuert die Zumessung des für die angesaugte Luft erforderlichen Kraftstoffes in einem nicht dargestellten Kraftstoffzumeßkreis der Brennkraftma schine. Der temperaturabhängige Widerstand 3 wird durch den ihn durchfließenden Strom aufgeheizt, bis zu einem Wert, bei dem die Eingangsspannung des Verstärkers 11, die Brücken diagonalspannung, Null wird oder einen vorgegebenen Wert annimmt. Aus dem Ausgang des Verstärkers fließt dabei ein bestimmter Strom in die Brückenschaltung. Verändert sich infolge von Massenänderung der angesaugten Luft die Tempe ratur des temperaturabhängigen Widerstandes 3, so ändert sich die Spannung an der Brückendiagonalen und der Verstär ker 11 regelt die Brückenspeisespannung bzw. den Brücken strom auf einen Wert, für den die Brücke wieder abgegli chen oder in vorgegebener Weise verstimmt ist. Die Aus gangsgröße des Verstärkers 11, die Steuerspannung U _S, stellt ebenso wie der Strom im temperaturabhängigen Widerstand 3 ein Maß für die angesaugte Luftmasse dar.

Zur Kompensation des Einflusses der Temperatur der Ansaug luft auf das Meßergebnis kann es zweckmäßig sein, einen von der Ansaugluft umströmten zweiten Widerstand 14 in den zweiten Brückenzweig zu schalten. Dabei ist die Größe der Widerstände 5, 6 und 14 so zu wählen, daß die Verlustlei stung des temperaturabhängigen Widerstandes 14, die durch den ihn durchfließenden Zweigstrom erzeugt wird, so gering ist, daß sich die Temperatur dieses Widerstandes 14 prak tisch nicht mit den Änderungen der Brückenspannung verän dert, sondern stets der Temperatur der vorbeiströmenden Ansaugluft entspricht.

In Fig. 2 ist ein Sondenring 20, der natürlich auch eine andere zweckmäßige Form haben kann, mit vier Stützpunkten 21, 22, 23, 24 dargestellt. Mit Hilfe der Stützpunkte 21, 22, 23, 24 ist der Hitzdraht 3 am Sondenring 20 ausge spannt. Dabei ist der Hitzdraht 3 mit seinen Enden nur an den beiden Endstützpunkten 21 und 22 befestigt, beispiels weise gelötet oder geschweißt, während er über die Stütz punkte 23, 24 nur lose geführt ist. Über die mittleren Stützpunkte 23, 24 ist der Hitzdraht 3 jeweils in Form ei ner Schlaufe 25 geführt, wobei die vom jeweiligen Stütz punkt fortlaufenden und damit sich kreuzenden Drahtab schnitte der Schlaufe 25 in einem Berührungsbereich 26 elek trisch leitend miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten. Dadurch wird die Schlaufe 25 stromlos und nicht durch Strom erwärmt. Probleme mit einer undefinierten Wärmeabfuhr vom Hitzdraht zu den mitt leren Stützpunkten 23, 24 werden hierdurch vermieden. Er findungsgemäß soll der entweder einen Teil des Ansaugrohres 1 bildende oder innerhalb des Ansaugrohres 1 angeordnete Sondenring 20 aus Kunststoff gebildet sein. Der Sondenring 20 kann als Spritzgußteil ausgebildet sein und weist axial verlaufende und zumindest zu einer Stirnseite 27 des Sonden ringes 20 hin offene Befestigungsschlitze 28 auf, von denen je ein Radialschlitz 29, der ebenfalls zu einer Stirnseite 27 hin offen ist, zur den Strömungsquerschnitt umschließen den lichten Weite 30 des Sondenringes 20 führt. Wie auch in Fig. 3 dargestellt ist, ist in jeden Befestigungsschlitz 28 je ein Stützpunkt 21, 22, 23, 24 mit einem Befestigungsab schnitt 31 eingesetzt. Die Befestigung des Befestigungsab schnittes 31 im Sondenring kann außer durch die Ausbildung der Befestigungsschlitze 28 als Preßpassung beispielsweise auch durch Einkleben oder Verstemmen unter Wärmezufuhr von Kunststoffmaterial um den Befestigungsabschnitt 31 erfolgen. Mit dem Befestigungsabschnitt 31 unter einem Winkel verbun den weist jeder Stützpunkt 21, 22, 23, 24 einen Führungs abschnitt 32 auf, der durch den entsprechenden Radialschlitz 29 in das Innere des Sondenringes 20 ragt. Befestigungsab schnitt 31 und Führungsabschnitt 32 der metallenen Stütz punkte 21, 22, 23, 24 haben einen rechteckigen Querschnitt und können durch Gießen oder Stanzen gefertigt sein. Mit jedem Führungsabschnitt 32 jedes Stützpunktes 21, 22, 23, 24 ist ein in Strömungsrichtung verlaufender metallener Führungsdraht 33 beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten verbunden. An den freien Enden sind die an den mittleren Stützpunkten 23, 24 vorgesehenen Führungsdrähte 33 mit Haken 34 versehen, die die Schlaufen 25 des Hitz drahtes 3 führen. An den Führungsdrähten 33 der Endstütz punkte 21, 22 sind die Enden des Hitzdrahtes 3 beispiels weise durch Verschweißen oder Verlöten befestigt. Die den Hitzdrahtenden zugeordneten Endstützpunkte 21, 22 weisen weiterhin einen Anschlußabschnitt 35 auf, der mit dem Be festigungsabschnitt 31 verbunden und dem Führungsabschnitt 32 abgewandt ist. Der jeweilige Anschlußabschnitt 35 ist gegenüber dem Befestigungsabschnitt 31 abgewinkelt und ragt durch einen vom Befestigungsschlitz 28 zum Umfang 36 des Sondenringes 20 hin verlaufenden Schlitz 37. Mit jedem Anschlußabschnitt 35 ist eine elektrische Leitung 38 ver bunden, über die die Ansteuerung des Hitzdrahtes 3 erfolgt. In Fig. 2 sind Umfangsabschnitte 40 des Sondenringes 20 gestrichelt dargestellt, die außerhalb der die Befestigungs schlitze 28 aufnehmenden Bereiche einen U-förmig ausgebil deten Querschnitt haben, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Schen kel des U-förmigen Querschnittes gewährleisten eine aus reichende Steifigkeit des Sondenringes 20.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, können die Anschlußab schnitte 35 an jedem Endstützpunkt 21, 22 versetzt gegen einander vorgesehen sein, so daß sie in Reihe zueinander durch den Schlitz 37 ragen. In den Fig. 6 und 7 ist bei spielsweise der Endstützpunkt 21 gesondert gezeichnet, während die Fig. 8 und 9 den mittleren Stützpunkt 24 zeigen.

Die Führung des Hitzdrahtes 3 kann ebenfalls außerhalb des Sondenringes 20 der Stirnseite 27 vorgelagert erfolgen, wie in Fig. 3 dargestellt ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Me diums, insbesondere zur Messung der Ansaugluftmenge von Brennkraftmaschinen, mit mindestens einem in der Strömung des Mediums angeordneten und als Hitzdraht ausgebildeten temperaturabhängigen Widerstand, dessen Temperatur und/oder Widerstand in Abhängigkeit von der strömenden Masse geregelt wird und die Stellgröße ein Maß für die Masse des strömen den Mediums ist und der Hitzdraht in Form einer Schleife von einem zum anderen Ende an wenigstens drei Stützpunkten an einem Sondenring geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenring (20) aus Kunststoff gebildet ist und axial verlaufende und zu mindestens einer Stirnseite (27) des Sondenringes (20) hin offene Befestigungsschlitze (28) hat, von denen je ein Radialschlitz (29) zur einen Strömungs querschnitt umschließenden lichten Weite (30) des Sonden ringes (20) führt, durch den ein Führungsabschnitt (32) des Stützpunktes (21, 22, 23, 24) in den Strömungsquer schnitt ragt, während zum Führungsabschnitt (32) abgewinkelt ein Befestigungsabschnitt (31) im Befestigungsschlitz (28) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsabschnitt (32) und Befestigungsabschnitt (31) des metallenen Stützpunktes (21, 22, 23, 24) einen recht eckigen Querschnitt haben und der Führungsabschnitt (32) mit einem in Strömungsrichtung verlaufenden metallenen Führungsdraht (33) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hitzdrahtenden zugeordneten beiden Endstütz punkte (21, 22) dem Führungsabschnitt (32) abgewandt je einen mit dem Befestigungsabschnitt (31) unter einem Win kel verbundenen Anschlußabschnitt (35) haben, über den der elektrische Anschluß (38) erfolgt und der durch einen vom Befestigungsschlitz (28) zum Umfang (36) des Sonden ringes (20) verlaufenden Schlitz (37) ragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Sondenringes (20) außerhalb der die Befestigungsschlitze (28) aufnehmenden Bereiche U-förmig ausgebildet ist.