DE102006010374A1

DE102006010374A1 - Anordnung eines Luftmassenmessers an einem Strömungskanal

Info

Publication number: DE102006010374A1
Application number: DE102006010374A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Lang; Eric Thébault; Robert Hasenfratz; Masayuki Hitachinaka Kozawa; Hiromu Hitachinaka Kikawa
Original assignee: Mann and Hummel GmbH; Hitachi Ltd
Current assignee: Mann and Hummel GmbH; Hitachi Ltd
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20090095069A1; JP5070224B2; US7805990B2; WO2007101570A8; WO2007101570A1; KR101287164B1; CN101384885A; EP1991838A1; EP1991838B1; CN101384885B; KR20080106325A; JP2009528548A

Abstract

Bei einer Anordnung eines Luftmassenmessers (1) an einem Strömungskanal ist an einem Gehäuseabschnitt des Strömungskanals eine Aufnahmeöffnung für den Luftmassenmesser (1) vorgesehen. Diese Aufnahmeöffnung ist von einem Flansch (12) umgeben. Der Luftmassenmesser (1) weist einen Sockel (3) mit einer dem Flansch (12) zugewandten Anlagefläche (4) auf und zur Befestigung des Sockels (3) an dem Gehäuseabschnitt sind Befestigungsmittel vorgesehen. Zur präziseren Bestimmung der Lage des Luftmassenmessers (1) sind an dem Sockel (3) und dem Gehäuseabschnitt Mittel zur spielfreien Positionierung des Luftmassenmessers (1), bezogen auf die Strömungsrichtung des im Strömungskanal geführten Fluidstroms, vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Luftmassenmessers an einem Strömungskanal der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Luftmassenmesser werden im Zusammenhang mit der Motorsteuerung von Fahrzeugmotoren eingesetzt. Ein Luftmassenmesser dient dabei als Sensor zur Erfassung der vom Motor angesaugten Luftmasse. Das Meßergebnis des Sensors kann jedoch von mehreren Faktoren beeinflußt sein, insbesondere auch von der Lage bezogen auf die Richtung des Massestroms. Bei den derzeit gebräuchlichen Anordnungen umfaßt der Luftmassenmesser einen Sockel mit einer Anlagefläche, die bei montiertem Luftmassenmesser auf einem Flansch an einem Gehäuseabschnitt des Strömungskanals liegt. Die Befestigung erfolgt üblicherweise dadurch, daß durch am Sockel vorgesehene Bohrungen Schrauben gesteckt werden, die in Bohrungen seitlich des Flansches geschraubt werden. Aufgrund der bei solchen Befestigungsmitteln üblicherweise auftretenden Toleranzen ist ein bestimmter Be reich vorhanden, innerhalb von welchem die Position des Luftmassenmessers von der gewünschten Einbaulage abweicht, was einen spürbaren Einfluß auf das Meßergebnis und somit das gelieferte Sensorsignal hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eines Luftmassenmessers an einem Strömungskanal zu schaffen, durch die die Position des Luftmassenmessers präzise festgelegt und damit die Qualität des Sensorssignals erheblich verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung eines Luftmassenmessers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird der Luftmassenmesser beim Einsetzen in die Aufnahmeöffnung genau positioniert, was zu einer erheblichen Qualitätsverbesserung des erzeugten Signals des Luftmassenmessers führt. Mit diesem präziseren Signal wird auch die Motorsteuerung verbessert, was schließlich zu besseren Abgaswerten der Brennkraftmaschine führt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet "spielfrei", daß der Luftmassenmesser bei der Montage eine genau definierte Position einnimmt und auch beibehält.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind als Mittel zur spielfreien Positionierung mindestens ein Zentrierstift, vorzugsweise jedoch mehrere Zentrierstifte vorgesehen, die in paßgenaue Zentrieröffnungen greifen. Zentrierstifte und Zentrieröffnungen sind ohne großen Aufwand mit hoher Maßgenauigkeit herstellbar und haben darüber hinaus den Vorteil, daß diese bei der Montage des Luftmassenmessers an dem Gehäuseabschnitt des Strömungskanals selbständig ineinandergreifen. Zur Minimierung der Bauteile und Reduzierung der Herstellkosten ist es zweckmäßig, daß die Zentrierstifte am äußeren Rand des Flansches der Aufnahmeöffnung einstückig angeformt sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Zentrieröffnungen an der Anlagefläche des Sockels ausgebildet, wobei insbesondere die Zentrieröffnungen als vom äußeren Rand der Anlagefläche ausgehende Nuten ausgebildet sind. Auf diese Weise wird lediglich eine Paßgenauigkeit der Zentrieröffnungen in der Richtung erzeugt, in der die definierte Lage des Luftmassenmessers erforderlich ist, und in Querrichtung ein ausreichendes Spiel vorhanden ist, um ein Verklemmen der ineinandergreifenden Teile zu vermeiden.
Damit der Sockel des Luftmassenmessers auf jeden Fall zuverlässig an dem Flansch anliegt, ist es zweckmäßig, daß die Höhe, um die die Zentrierstifte über die Ebene des Flansches hervorsteht, geringer ist als die Tiefe der Zentrieröffnungen. Zur Erleichterung der Montage ist es vorteilhaft, daß die Zentrierstifte an ihrem vorderen Ende einen Einführkonus aufweisen.
Als besonders zweckmäßig wird eine Anordnung angesehen, bei der zwei Zentrierstifte und zwei Zentrieröffnungen vorgesehen sind. Wenn die Aufnahmeöffnung bzw. der Flansch eine längliche Erstreckung aufweisen, ist eine Anordnung möglich, bei der die Zentrierstifte sich mindestens annähernd in der Mitte der Längserstreckung befinden. Für eine besonders genaue Positionierung des Luftmassenmessers ist es von Vorteil, daß die Aufnahmeöffnung bzw. der Flansch eine längliche Erstreckung besitzen und die Zentrierstifte in einem deutlichen – vorzugsweise möglichst großen – Abstand zu einer Querachse angeordnet sind. Neben der exakten Positionierung des Luftmassenmessers, bezogen auf die Strömungsrichtung, können zusätzlich noch Mittel zur genauen Festlegung der Einstecktiefe des Luftmassenmessers in den Strömungskanal vorgesehen sein.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung eines Luftmassenmessers an einem Strömungskanal ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Ansicht des Luftmassenmessers mit Sensorgehäuse und Sockel,
2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1,
3 eine Draufsicht auf einen, die Aufnahmeöffnung umgebenden Flansch an einem Gehäuseabschnitt des Strömungskanals,
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3,
5 eine Ansicht des Flansches gemäß 4 mit montiertem Luftmassenmesser,
6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in 5,
7 eine Ausführungsvariante zu 2,
8 eine Ausführungsvariante zu 3,
9 eine Ausführungsvariante zu 6.
In 1 ist ein Luftmassenmesser 1 dargestellt, der ein Sensorgehäuse 2 und einen Sockel 3 umfaßt. An dem Sockel 3 ist auf seiner dem Sensorgehäuse 2 benachbarten Seite eine Anlagefläche 4 ausgebildet, an der sich ein umlaufender Bund 5 befindet, der das Sensorgehäuse 2 umgibt.
Die 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1, so daß der Luftmassenmesser 1 mit Blick auf die Anlagefläche 4 am Sockel 3 zu sehen ist. Mit dem Bezugszeichen 2 ist, ebenso wie in 1, das Sensorgehäuse bezeichnet. Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, befinden sich an dem Sockel 3 Laschen 6 mit Bohrungen 9, die zur Aufnahme von – in der Zeichnung nicht dargestellten – Befestigungsschrauben vorgesehen sind. An dem Sockel 3 sind auf der Seite der Anlagefläche 4 Zentrieröffnungen 7 angeordnet, die gemäß Darstellung in 2 als vom Rand des Sockels 3 ausgehende Nuten ausgebildet sind. Dabei liegen sich die Zentrieröffnungen 7 in einer Querachse 10 des Luftmassenmessers 1 gegenüber. Die Querachse 10 erstreckt sich orthogonal zu einer Längsachse 11 des Luftmassenmessers 1, wobei die Längsachse 11 möglichst genau zur Strömungsrichtung des Fluids auszurichten ist. An dem Sockel 3 sind an dessen Anlagefläche 4 außerdem zwei Ausnehmungen 8 vorgesehen, die ebenfalls als vom Rand des Sockels 3 in Richtung auf den umlaufenden Bund 5 verlaufende offene Nuten ausgebildet sind. Die Funktion der Zentrieröffnungen 7 und Ausnehmungen 8 wird später noch näher erläutert.
Die 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Flansch 12, der an einem Gehäuseabschnitt 13 eines Strömungskanals 14 ausgebildet ist und eine Aufnahmeöffnung 15 für den Luftmassenmesser gemäß 1 und 2 umgibt. Am Flansch 12 ist eine umlaufende Vertiefung 16 vorgesehen, die zur Aufnahme des umlaufenden Bundes 5 am Sockel 3 des Luftmassenmessers 1 (vgl. 1 und 2) dient. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, haben sowohl die Aufnahmeöffnung 15 als auch der darin einzusteckende Luftmassenmesser bzw. dessen Gehäuse 2 eine längliche Erstreckung, so daß auch die Aufnahmeöffnung 15 eine Längsachse 11 und eine Querachse 10 besitzt.
In der Mitte der Längserstreckung der Aufnahmeöffnung 15 und demnach auf der Querachse 10 liegend, befinden sich am Rand des Flansches 12 zwei Zentrierstifte 17, die einstückig am äußeren Rand des Flansches 12 angeformt sind. Aus 3 ist außerdem ersichtlich, daß an den Flansch 12 angrenzend zwei zylinderförmige Sockelelemente 18 angeformt sind, in denen jeweils eine Gewindebohrung 19 vorgesehen ist. Die Gewindebohrungen 19 dienen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben, die durch die Bohrungen 9 in den Laschen 6 (vgl. 2) gesteckt und dann in die Gewindebohrung 19 geschraubt werden. Seitlich neben den Zentrierstiften 17 befindet sich an dem Flansch 12 in entsprechendem Abstand jeweils ein Zapfen 20.
An Stelle der Befestigung mittels Schrauben mit metrischem Gewinde können auch selbstformende Schrauben benutzt werden, wobei das Gewinde in den Bohrungen entfallen kann.
Die 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3. Daraus wird ersichtlich, daß der Flansch 12 eine Ebene 21 besitzt und sich über die Ebene 21 hinaus sowohl die Sockelelemente 18 als auch die Zentrierstifte 17 und die Zapfen 20 erheben. Die Höhe, um die der Zentrierstift 17 über die Ebene 21 des Flansches 12 hervorsteht, ist mit H bezeichnet. Es ist aus 4 auch erkennbar, daß der Zentrierstift 17 an seinem vorderen Ende einen Einführkonus 22 aufweist.
Die 5 zeigt einen in die Aufnahmeöffnung am Flansch 5 gesteckten Luftmassenmesser, dessen Sockel 3 auf dem Flansch 12 aufliegt. Die 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in 5. Aus 5 ist ersichtlich, daß sich die Lasche 6 unmittelbar über dem Sockelelement 18 befindet. Der Zentrierstift 17 greift in die Zentrieröffnung 7 ein, wobei aus 5 deutlich wird, daß die Tiefe T der Zentrieröffnung 7 deutlich größer ist als die in 4 angegebene Höhe H, um die der Zentrierstift 17 über die Ebene 21 des Flansches 12 hervorsteht. Zur Festlegung der Einstecktiefe des Luftmassenmessers 1 in den Strömungskanal dient der Zapfen 20, der zur Anlage an dem Grund der Ausnehmung 8 kommt und damit die Einstecktiefe begrenzt.
Wie aus 6 deutlich wird, besitzen die Zapfen 20 zu der Umfangskontur der Ausnehmungen 8 ein erhebliches Spiel, so daß ein Verklemmen der Zapfen 20 in den Ausnehmungen 8 vermieden ist. Dagegen ist die Bemessung der Zentrierstifte 17, nämlich bezüglich ihres Durchmessers, zu der Breite der Zentrieröffnung 7 und bezüglich der inneren Enden paßgenau, so daß in Richtung der Längsachse 11 und der Querachse 10 (vgl. 2 und 3) die Zentrierstifte 17 spielfrei in den Zentrieröffnungen 7 gehalten werden. Durch diese Anordnung der Zentrierstifte 17 und Zentrieröffnungen 7 ergibt sich eine äußerst exakte Ausrichtung des Luftmassenmessers bzw. des Sensorgehäuses 2 bezogen auf die Strömungsrichtung des in dem Strömungskanal geführten Fluidstroms.
Die 7 zeigt eine Ausführungsvariante zu 2, wobei der Unterschied darin besteht, daß die Zentrieröffnungen 7 in einem deutlichen Abstand zur Querachse 10 angeordnet sind und die Ausnehmungen 8 im Bereich der Querachse 10 liegen. Für alle übrigen Teile stimmen die Anordnungen und Bezugszeichen mit denjenigen der 2 überein.
In 8 ist entsprechend die Anordnung der Zentrierstifte 17 so gewählt, daß deren Position den Zentrieröffnungen 7 in
7 angepaßt ist, d.h. der Abstand der Zentrierstifte 17 von der Querachse 10 entspricht demjenigen der Zentrieröffnungen 7. Die Zapfen 20 sind im Bereich der Querachse 10 vorgesehen und passen somit in die Ausnehmungen 8. Im übrigen entsprechen die Bezugszeichen und Darstellungen denjenigen in 3.
Die 9 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung wie in 6, jedoch mit der Lage der Zentrieröffnungen 7 und Zentrierstifte 17 wie in 7 und 8. Durch die relativ großen Abstände der Zentrieröffnungen 7 und Zentrierstifte 17 von der Querachse 10 wird eine noch größere Positionsgenauigkeit des Luftmassenmessers 2 erreicht.

Claims

Anordnung eines Luftmassenmessers (1) an einem Strömungskanal (14), wobei an einem Gehäuseabschnitt (13) des Strömungskanals (14) eine Aufnahmeöffnung (15) für den Luftmassenmesser (1) vorgesehen und diese von einem Flansch (12) umgeben ist, wobei der Luftmassenmesser (1) einen Sockel (3) mit einer dem Flansch (12) zugewandten Anlagefläche (4) aufweist, und wobei Befestigungsmittel zur Befestigung des Sockels (3) an dem Gehäuseabschnitt (13) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Sockel (3) und dem Gehäuseabschnitt (13) Mittel zur spielfreien Positionierung des Luftmassenmessers (1) bezogen auf die Strömungsrichtung des im Strömungskanal (14) geführten Fluidstroms vorgesehen sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur spielfreien Positionierung mindestens ein Zentrierstift (17) vorzugs weise jedoch mehrere Zentrierstifte (17) vorgesehen sind, die in paßgenaue Zentrieröffnungen (7) greifen.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierstifte (17) am äußeren Rand des Flansches (12) einstückig angeformt sind.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrieröffnungen (7) an der Anlagefläche (4) des Sockels (3) ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrieröffnungen (7) als vom äußeren Rand der Anlagefläche (4) ausgehende Nuten ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) um die die Zentrierstifte (17) über die Ebene (21) des Flansches (12) hervorstehen, geringer ist als die Tiefe (T) der Zentrieröffnungen (7).
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierstifte (17) an ihrem vorderen Ende einen Einführkonus (22) aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zentrierstifte (17) und zwei Zentrieröffnungen (7) vorgesehen sind.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (15) bzw. der Flansch (12) eine längliche Erstreckung aufweisen und die Zentrierstifte (17) sich mindestens annähernd in der Mitte der Längserstreckung befinden.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (15) bzw. der Flansch (12) eine längliche Erstreckung aufweisen und die Zentrierstifte (17) in einem deutlichen Abstand zu einer Querachse (10) angeordnet sind, wobei die Querachse (10) die Mitte der Längserstreckung bildet.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Mittel (8, 20) zur genauen Festlegung der Einstecktiefe des Luftmassenmessers (1) in den Strömungskanal (14) vorgesehen sind.