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Die Erfindung geht aus von bekannten Vorrichtungen zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines strömenden fluiden Mediums, beispielsweise eines in einer Leitung strömenden fluiden Mediums. Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um Ansaugluftmassen einer Brennkraftmaschine zu messen, insbesondere in Form von Heißfilmluftmassenmessern. Heißfilmluftmassenmesser, wie sie auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung modifiziert werden können, werden beispielsweise in Robert Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug, Ausgabe 2007, Seiten 140-142 beschrieben. Alternativ oder zusätzlich zur Messung eines Massen- und/oder Volumenstroms eines fluiden Mediums sind jedoch grundsätzlich auch andere Parameter messbar, beispielsweise physikalische und/oder chemische Parameter, und es sind grundsätzlich, alternativ oder zusätzlich zu Gasen auch andere fluide Medien einsetzbar, wie beispielsweise Flüssigkeiten.
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Viele derartiger Vorrichtungen weisen eine Kanalstruktur auf, durch welche das fluide Medium und/oder ein Teil des fluiden Mediums geleitet wird und in welcher sich ein oder mehrere Sensoren zur Erfassung des Parameters befinden. Um stabile Signale und Signale mit ausreichendem Signal-zu-Rauschverhältnis zu erhalten, hat es sich gezeigt, dass die Strömungsverhältnisse um die Vorrichtungen, welche beispielsweise als Steckfühler ausgestaltet sein können, von essentieller Bedeutung sind. So sind aus dem Stand der Technik beispielsweise Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein Gehäuse eine besondere Profilierung aufweist, um Instabilitäten in der Umströmung des Steckfühlers und dadurch bedingte Signalstörungen zu vermeiden. Beispielsweise zeigt
DE 10 2004 023 999 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines in einer Leitung strömenden Mediums mit einem in die Leitung einsetzbaren Steckfühler mit einem Gehäuse. Unter anderem wird dabei vorgeschlagen, eine mit einer Metallisierung versehene Außenseite eines Gehäuseteils mit einer rillenförmigen Kontur zu versehen, deren Rillen sich vorzugsweise parallel zur Hauptströmungsrichtung erstrecken. Hierdurch werden die strömungsdynamischen Eigenschaften des Steckfühlers verbessert.
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Dennoch hat es sich gezeigt, dass die Umströmung der Steckfühler aufgrund von Turbulenzen und Geschwindigkeits- und Druckschwankungen Instabilitäten aufweisen kann. Diese Instabilitäten können unter ungünstigen Bedingungen das Sensorsignal nachteilig beeinflussen.
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Aus der
DE 103 16 450 A1 , der
DE 102 30 531 A1 und der
EP 1 291 622 A2 sind Vorrichtungen zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines strömenden fluiden Mediums bekannt, welche ein von dem fluiden Medium in einer Strömungsrichtung umströmbares Gehäuse aufweisen, wobei das Gehäuse in seinem Inneren eine Kanalstruktur mit mindestens einem Sensor zur Bestimmung des Parameters und an seiner Außenseite nach außen vorstehende Vorsprünge aufweist.
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Aus der
DE 10 2006 045 659 A1 und der
DE 10 2006 045 660 A1 sind weitere Vorrichtungen zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines strömenden fluiden Mediums bekannt, die an einer Außenseite wenigstens eine Leitrippe aufweisen.
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Aus der
DE 10 2004 008 204 A1 ist ein Spritzschutz bekannt, welcher der Schädigung elektronischer Komponenten und Leitungsverbindungen eines in einer Schaltkreis-Kammer enthaltenen Schaltkreis-Moduls vorbeugt. Ein Gehäusedeckel schließt die Schaltkreis-Kammer und weist in die Schaltkreis-Kammer hineinragende Vorsprünge auf.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird daher eine Vorrichtung zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines strömenden fluiden Mediums vorgeschlagen, welche die oben beschriebenen Nachteile bekannter Vorrichtungen vermeidet und welche insbesondere zur Erfassung einer Ansaugluftmasse, d.h. eines Massen- und/oder Volumenstroms, einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann. Auch andere Arten fluider Medien und/oder andere Arten von Parametern sind jedoch grundsätzlich einsetzbar bzw. messbar.
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Die Vorrichtung weist ein von dem fluiden Medium in einer Strömungsrichtung umströmbares Gehäuse auf. Unter einer Strömungsrichtung wird dabei allgemein eine lokale Haupt-Richtung eines Massentransports und/oder Volumentransports des fluiden Mediums verstanden, unter Vernachlässigung möglicher kleinskaliger Abweichungen, wie beispielsweise Wirbel.
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Das Gehäuse weist in seinem Inneren eine Kanalstruktur auf, beispielsweise eine Kanalstruktur mit mindestens einem Hauptstromkanal und mindestens einem Bypasskanal, wie beispielsweise aus dem oben beschriebenen Stand der Technik zu Heißfilmluftmassenmessern bekannt ist. So kann die Vorrichtung insbesondere als Luftmassenmesser ausgestaltet sein. Die Kanalstruktur weist mindestens einen Einlass zum Einströmen des fluiden Mediums in die Kanalstruktur und mindestens einen Auslass zum Ausstoßen des fluiden Mediums aus der Kanalstruktur auf. In der Kanalstruktur ist mindestens ein Sensor zur Bestimmung des Parameters aufgenommen. Bei diesem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Heißfilmluftmassenmesser-Sensorchip handeln, wobei wiederum beispielsweise für die Ausgestaltung dieses Sensors auf den Stand der Technik verwiesen werden kann. Je nach Art des zu erfassenden Parameters können jedoch auch andere Arten von Sensoren alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein.
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Das Gehäuse weist an seiner Außenseite mindestens eine Leitrippe auf. Die Leitrippe ist eingerichtet um, dem das Gehäuse umströmenden fluiden Medium einen Impuls senkrecht zur Strömungsrichtung zu verleihen. Beispielsweise können dem fluiden Medium eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des Gehäuses und/oder eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung des Auslasses übertragen werden. Beispielsweise kann durch eine Strömungsrichtung des fluiden Mediums eine x-Richtung definiert sein. Durch eine Längserstreckungsrichtung des Gehäuses, beispielsweise eines Steckfühlers, kann eine z-Richtung definiert sein, wobei beispielsweise das Gehäuse in einer negativen z-Richtung in das Medium hineinragt und/oder eingesteckt werden kann. Durch eine Flächennormale zu der die Leitrippe tragenden Oberfläche des Gehäuses kann beispielsweise eine y-Richtung definiert sein. In diesem Koordinatensystem kann die mindestens eine Leitrippe dann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass diese dem strömenden fluiden Medium eine Geschwindigkeitskomponente in negative y-Richtung verleiht, also beispielsweise in Richtung zum Gehäuse, zur Mitte des Totwassergebiets und/oder in Richtung einer Saugseite. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Leitrippe dem strömenden fluiden Medium eine Geschwindigkeitskomponente in negativer z-Richtung verleihen, also in einer Richtung, in welcher das Gehäuse in das Medium hineinragt. Wie unten näher dargestellt wird, kann die Übertragung dieser Geschwindigkeitskomponenten, insbesondere in negativer y-Richtung, beispielsweise durch eine entsprechende Profilierung der Leitrippen in einer Schnittebene senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Gehäuses und senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums erfolgen, beispielsweise durch Verwendung von Leitrippen mit verwölbten Profilen zur Erzeugung einer Komponente in negativer y-Richtung.
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Erfindungsgemäß weist die Leitrippe weiterhin in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung, beispielsweise in einer Ebene, welche durch die Strömungsrichtung und eine Längserstreckungsrichtung des Steckfühlers gespannt wird, eine Krümmung auf. Die Krümmung, welche somit die Krümmung der Leitrippe entlang der Strömungsrichtung ergänzt, kann insbesondere mit zunehmendem Abstand von dem Auslass zunehmen. Die Krümmung kann insbesondere in der Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung in Richtung des Auslasses weisen. So können die Leitrippen beispielsweise in einem Querschnitt in der Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung einen von einem rechteckigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen, mit gekrümmten Wänden der Leitrippen, wobei die Krümmung in Richtung des Auslasses weisen kann, also insbesondere hin zum Ende des Steckfühlers.
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Unter einer Leitrippe ist dabei grundsätzlich ein Vorsprung auf der Gehäuseoberfläche zu verstehen, welcher in das strömende fluide Medium hineinragt und welcher eine ausgedehnte Längserstreckung in Strömungsrichtung oder schräg zur Strömungsrichtung aufweist. Erfindungsgemäß ist die Leitrippe derart ausgestaltet, beispielsweise derart gekrümmt, dass diese das strömende fluide Medium zumindest teilweise in Richtung des Auslasses ablenkt, beispielsweise in Richtung eines im Bereich des Auslasses hinter der Vorrichtung angeordneten Totwassergebiets in der Strömung des fluiden Mediums.
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Die Vorrichtung kann beispielsweise einen Steckfühler aufweisen wie dies auch aus dem Stand der Technik zu bekannten Heißfilmluftmassenmessern bekannt ist. Die Kanalstruktur kann in den Steckfühler aufgenommen sein. Der Steckfühler kann im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung in das fluide Medium hineinragen und/oder eingerichtet sein, um im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung in das fluide Medium eingesteckt zu werden, beispielsweise durch eine Wand einer Leitung, durch welche das fluide Medium strömt. Dabei kann der Steckfühler fest in der Leitung installiert werden und/oder austauschbar, wie dies ebenfalls von dem Stand der Technik bekannten Heißfilmluftmassenmessern bekannt ist. Unter „im Wesentlichen senkrecht“ können dabei auch leichte Abweichungen von 90 Grad, beispielsweise Abweichungen von nicht mehr als 20 Grad, vorzugsweise von nicht mehr als 10 Grad und besonders bevorzugt von nicht mehr als 5 Grad, toleriert werden. Der Auslass kann in einer Seitenwand des Steckfühlers angeordnet sein, also einer Wand, welche im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des fluiden Mediums ausgerichtet ist, wobei auch hier wiederum beispielsweise Abweichungen von nicht mehr als 30 Grad von der Parallelen toleriert werden können. Der Auslass kann in der Seitenwand im Bereich eines Endes des Steckfühlers angeordnet sein, also beispielsweise in einem unteren Drittel oder in einem unteren Viertel des Steckfühlers. Unter dem Ende des Steckfühlers ist dabei der Teil des Steckfühlers zu verstehen, mit welchem der Steckfühler am weitesten in das fluide Medium hineinragt. Die Leitrippe kann in der Seitenwand, also der Wand des Steckfühlers, in welcher der Auslass angeordnet ist, und/oder in einer gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet sein, vorzugsweise oberhalb des Auslasses, also weiter vom Ende des Steckfühlers entfernt als der Auslass selbst.
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Der Steckfühler kann insbesondere eine abgerundete, der Strömungsrichtung entgegenweisende Vorderkante und ein abströmseitiges Heck aufweisen. Das abströmseitige Heck kann beispielsweise ein scharfkantiges Heck sein, beispielsweise mit einer abströmseitigen, im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten Rückwand. In diesem Bereich, insbesondere im Bereich des Endes des Steckfühlers, bilden sich am Heck, wie unten noch näher erläutert wird, häufig Totwassergebiete aus, welche insbesondere im Bereich abströmseitig des Auslasses zu Signalstörungen führen können. Die Leitrippe kann sich von einem Startpunkt auf der Seitenwand und/oder der gegenüberliegenden Seitenwand aus bis hin zu dem Heck, also bis unmittelbar zum Heck oder unmittelbar vor dem Heck, erstrecken. Der Startpunkt kann in einer abströmseitigen Hälfte der Seitenwand und/oder der gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet sein. In diesem Fall kann sich also die Leitrippe nicht vollständig über die Seitenwand und/oder die gegenüberliegende Seitenwand erstrecken, sondern lediglich über einen abströmseitigen Teil.
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Anstelle einer einzelnen Leitrippe können auch mehrere Leitrippen vorgesehen sein. Diese Leitrippen können beispielsweise mindestens einen Leitkanal bilden. Dieser Leitkanal kann insbesondere derart zur Strömungsrichtung ausgerichtet sein, dass das fluide Medium im Wesentlichen parallel zum Leitkanal in den Leitkanal einströmt. Der Leitkanal, welcher als offener Leitkanal ausgestaltet sein kann, kann beispielsweise anströmseitig eine Orientierung aufweisen, welche um nicht mehr als 40 Grad, vorzugsweise um nicht mehr als 30 Grad und besonders bevorzugt um nicht mehr als 20 Grad von einer zur Strömungsrichtung parallelen Orientierung abweicht.
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Das Gehäuse kann insbesondere ein Profil mit einer Saugseite und einer Druckseite aufweisen, welche von dem fluiden Medium umströmt werden. Bei dieser Saugseite und der Druckseite kann es sich beispielsweise um die Seitenwand und die der Seitenwand gegenüberliegende Seitenwand handeln. Das Gehäuse ist derart eingerichtet, dass ein Druck des strömenden fluiden Mediums auf der Druckseite höher ist als auf der Saugseite. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Profilierung des Gehäuses erfolgen, wie sie insbesondere aus der Tragflächentechnik bekannt ist. Derartige Profilierungen mit einer Saugseite und einer Druckseite lassen sich beispielsweise durch entsprechende Oberflächenkrümmungen leicht erzeugen und nur für den Fachmann beispielsweise durch strömungsmechanische Simulationen leicht berechnen. Der Auslass ist dabei vorzugsweise auf der Saugseite angeordnet, um einen Durchsatz durch die Kanalstruktur zu fördern. Die Leitrippe kann dabei grundsätzlich auf der Druckseite und/oder der Saugseite angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Leitrippe zumindest teilweise auf der Druckseite angeordnet ist, wobei beispielsweise mindestens eine Leitrippe auf der Druckseite angeordnet ist.
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Das Gehäuse kann weiterhin mindestens einen Grundkörper und mindestens einen Gehäusedeckel aufweisen. Beispielsweise kann der Grundkörper ganz oder teilweise als Kunststoff-Grundkörper hergestellt sein, insbesondere nach einem Gießverfahren, beispielsweise einem Spritzgießverfahren. Der Gehäusedeckel kann beispielsweise einen Elektronikraum, in welchem beispielsweise eine Ansteuer- und Auswerteschaltung untergebracht sein kann, abdecken und somit beispielsweise einen oder mehrere Elektronikraumdeckel umfassen. Weiterhin kann der Gehäusedeckel jedoch andere Deckel umfassen, beispielsweise Deckel, welche zur Abdeckung eines Strömungsraums, welcher die Kanalstruktur umfasst, dienen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Gehäusedeckel auf der Druckseite angeordnet ist. Insbesondere kann die Leitrippe zumindest teilweise auf dem Gehäusedeckel angeordnet sein, was fertigungstechnisch besonders leicht realisierbar ist.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung bewirkt eine Stabilisierung und Energieanreicherung in der Strömung des fluiden Mediums abstromseitig der Vorrichtung, also im Nachlauf. Weiterhin bewirkt die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit der mindestens einen Leitrippe eine Ablenkung des Auslassstromes, beispielsweise in an einem Hauptstromauslass, in Richtung der Druckseite. Damit lassen sich besonders im Nachlauf der Vorrichtung entstehende Störungen des Sensorsignals verringern, wodurch die Reproduzierbarkeit der Sensorsignale steigt und ein Signalrauschen verringert wird. Weiterhin lässt sich auch der Strömungswiderstand der gesamten Vorrichtung durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung verringern.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 eine perspektive Darstellung eines dem Stand der Technik entsprechenden Heißfilmluftmassenmessers;
- 2 eine erfindungsgemäße Abwandlung des Heißfilmluftmassenmessers gemäß 1 mit Leitrippen; und
- 3 eine Schnittdarstellung durch einen Elektronikraumdeckel des Heißfilmluftmassenmessers gemäß 2 mit Leitrippen.
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist exemplarisch eine Vorrichtung 110 zur Erfassung eines Parameters eines strömenden fluiden Mediums in einer perspektivischen Explosionsdarstellung gezeigt. Die Vorrichtung 110 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Heißfilmluftmassenmesser 112 ausgestaltet und weist einen Steckfühler 114 auf, welcher beispielsweise in eine Leitung eingesteckt werden kann, durch welche das fluide Medium strömt. Insbesondere kann der Heißfilmluftmassenmesser in einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingesteckt werden und/oder fest in diesem installiert sein. Der Steckfühler 114 wird in einer in 1 symbolisch mit der Bezugsziffer 116 bezeichneten Strömungsrichtung von dem fluiden Medium, beispielsweise Luft, angeströmt. Dementsprechend weist der Steckfühler 114 eine der Strömungsrichtung 116 entgegenweisende Vorderkante 118, welche als abgerundete Anströmkante ausgebildet sein kann, und ein entgegenweisendes abströmseitiges Heck 120 auf. Der am weitesten in die Strömung ragende Teil des Steckfühlers 114 bildet ein Ende 122.
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Bei dem in 1 dargestellten Heißfilmluftmassenmesser 112 kann sich beispielsweise um einen kommerziell erhältlichen Luftmassensensor Typ HFM7 der Robert Bosch GmbH, Deutschland, handeln. Bei diesem ist ein Sensor 124 in Form eines Sensorchips vorgesehen, welcher in einen Bypasskanal 126 einer Kanalstruktur 128 im Inneren eines Gehäuses 130 des Steckfühlers 114 hineinragt. Die Kanalstruktur 128 weist einen anströmseitigen Einlass 132 und einen auf einer in 1 verdeckten Seitenwand 134 angeordneten Hauptstromauslass 136 und einen ebenfalls in dieser Seitenwand 134 angeordneten
Bypassauslass 138.
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Der Sensorchip des Sensors 124 kann beispielsweise in einen Sensorträger 140 eingeklebt sein. Der Sensorträger 140 bildet zusammen mit einem Bodenblech 142, beispielsweise aus Metall, eine Einheit. Zusätzlich zum Sensor 124 wird noch eine Ansteuer- und Auswerteelektronik 144 auf einer entsprechenden Leiterplatte auf das Bodenblech 142 aufgeklebt. Der Sensor 124 und die Ansteuer- und Auswerteelektronik 144 können beispielsweise durch Bondverbindungen
elektrisch miteinander verbunden werden. Das so entstandene Elektronikmodul 146 wird in das Gehäuse 130 eingeklebt, und ein Grundkörper 150 des Gehäuses 130 kann durch Gehäusedeckel 148 verschlossen werden. Diese Gehäusedeckel 148 können beispielsweise einen Elektronikraumdeckel 152 und einen Messkanaldeckel 154 umfassen. Die Gehäusedeckel 148 sind dabei im dargestellten Beispiel auf einer der Seitenwand 134 gegenüberliegenden Seitenwand 156 angeordnet.
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Bekannte Elektronikraumdeckel 152 sind üblicherweise auf ihrer Außenseite
eben, abgesehen von gegebenenfalls vorhandenen Entlüftungslöchern, beispielsweise einem kreisförmigen, etwa ein Millimeter im Durchmesser betragenden Loch zur Belüftung des Elektronikmoduls 146.
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Wie oben dargestellt ist die Strömung hinter dem Steckfühler 114, also im so genannten Nachlauf, besonders im unteren, also dem Ende 122 nahen Bereich, kritisch für die Signalqualität der Vorrichtung 110. Dieser kritische Bereich im Nachlauf ist in 1 symbolisch mit der Bezugsziffer 158 bezeichnet. Strömungssimulationen des Steckfühlers 114 haben gezeigt, dass sich insbesondere in diesem kritischen Bereich 158 im Nachlauf Gebiet ausbilden, bei welchen die Geschwindigkeit des strömenden Mediums nahezu verschwindet. Diese Gebiete werden auch als Totwassergebiete bezeichnet. In dem Totwassergebiet in dem kritischen Bereich 158 können sowohl Vor- als auch Rückströmungen auftreten und verschiedenste unerwünschte Phänomene, wie beispielsweise Wirbel und Turbulenzen sowie Geschwindigkeits- und Druckschwankungen, die zu Druckverlust und Instabilität der gesamten Steckfühler-Umströmung beitragen können. Ein möglichst kleines Totwassergebiet ist somit insofern erwünscht, als Strömungen der gesamten Steckfühler-Umströmung auch das Sensorsignal nachteilig beeinflussen. Wünschenswert wäre, wenn die aus dem Hauptstromauslass 136 austretende Strömung auf der als Saugseite 160 ausgebildeten Unterseite des Steckfühlers 114 in 1 als Freistrahl parallel zur Seitenwand 134 in Strömungsrichtung 116 verlaufen würde. Dies ist jedoch in der Praxis aufgrund des hohen Impulses des aus dem Hauptstromauslass 136 austretenden Freistrahls in der Regel nicht der Fall, so dass dieser Ausstrom im Totwassergebiet verwirbelt wird, was wieder zu den oben dargestellten Störungen im Sensorsignal führen kann.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Steckfühlers 114 in einer Darstellung mit Blickrichtung auf die gegenüberliegende Seitenwand 134, also eine Druckseite 162 des Steckfühlers 114, dargestellt. Erkennbar ist, dass der Elektronikraumdeckel 152 in dieser Ausgestaltung eine Mehrzahl von Leitrippen 164 umfasst, welche dem strömenden fluiden Medium einen Impuls in 2 nach unten, also in Richtung des Endes 122 des Steckfühlers 114, verleihen. Mittels der Leitrippen 164 wird die wandnahe Strömung auf der Druckseite 162 somit in Richtung der Steckfühler-Unterseite und in Richtung des im Kritischen Bereich 158 liegenden Totwassergebiets abgelenkt. Die Ablenkung kann dabei in einer durch die Strömungsrichtung 116 und eine Längserstreckungsrichtung des Steckfühlers 114 definierten Ebene und/oder senkrecht zu dieser Ebene erfolgen. Durch die Ablenkung wird das Nachlaufgebiet des Steckfühlers 114 besonders im unteren Bereich günstiger gestaltet, was eine Verbesserung des Sensorsignals sowie eine Verringerung des Druckverlusts der Strömung am Steckfühler 114 zur Folge hat. Vorteilhaft ist ebenfalls, dass sich Leitrippen 164 der beschriebenen Art werkzeugtechnisch leichter auf dem Elektronikraumdeckel 152 als auf dem Grundkörper 150 des Gehäuses 130 realisieren lassen.
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Die Leitrippen 164 beginnen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an Startpunkten 166, welche näherungsweise im letzten Drittel in Strömungsrichtung 116 auf der gegenüberliegenden Seitenwand 156 angeordnet sind. Von dort aus erstrecken sie sich bis zum Heck 120 des Steckfühlers 114.
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Weiterhin sind in 2 Strömungslinien 168 des fluiden Mediums einer wandnahen Strömung angedeutet, welche als Ergebnis einer Strömungssimulation ermittelt wurden. Weiterhin sind mit der Bezugsziffer 170 Ablösebereiche bezeichnet, in welchen aufgrund der Strömungssimulation sich verschwindende Wandreibungskoeffizienten ergeben haben, welche Gebiete anzeigen, welche ablösungsgefährdet sind. In diesen Ablösebereichen 170 liegt die Strömung somit nicht mehr unmittelbar an der gegenüberliegenden Seitenwand 156 an, sondern löst sich von deren Kontur ab. Diese Bereiche sind für die Platzierung der Leitrippen 164 weniger bevorzugt, so dass diese Leitrippen 164 bevorzugt außerhalb der Ablösebereiche 170 angeordnet werden. Dies ist dadurch begründet, dass die Strömung nur vermindert und mit Zunahme des Abstandes von der Wand des Steckfühlers 114 geeignet gerichtet und energiereich ist. Die in 2 dargestellten Strömungssimulationen wurden ohne Leitrippen 164 durchgeführt. Zwischen den Leitrippen 164 sind Leitkanäle 172 ausgebildet.
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In 3 ist in einer Schnittdarstellung in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung 116 eine Schnittdarstellung durch den Elektronikraumdeckel 152 in Detaildarstellung gezeigt. Durch die Längserstreckungsrichtung des Steckfühlers 114 wird dabei eine z-Richtung definiert, wobei der Steckfühler 114 in dieser Darstellung definitionsgemäß in negativer z-Richtung in das fluide Medium eingesteckt wird. Durch die Oberfläche des Elektronikraumdeckels 152 wird eine y-Richtung definiert, rund durch die Strömungsrichtung 116 (in 3 nicht eingezeichnet) eine x-Richtung.
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Die Anordnung und Ausgestaltung der Leitrippen 164, welche aus dieser Darstellung hervorgeht, kann den Gegebenheiten der wandnahen Strömung über den Elektronikraumdeckel 152 folgen. Die Leitrippen können in ihrem in 3 gezeigten Querschnitt verwölbte Profile 174 aufweisen, welche eine Krümmung hin zu dem in 3 lediglich angedeuteten Ende 122 des Steckfühlers 114 aufweisen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass dem Ende 122 des Steckfühlers 114 zuweisende Leitflächen 146 gekrümmt ausgebildet sein können, mit einer zur negativen z-Richtung weisenden Krümmung. Die Krümmung kann mit größer werdendem z-Wert, also mit wachsendem Abstand vom Ende 122, zunehmen. Die Leitrippen 164 sind also vorzugsweise in zwei Ebenen gekrümmt, nämlich einerseits in einer Ebene, die durch die Strömungsrichtung 116 und die Längserstreckungsrichtung aufgespannt wird (x-z-Ebene, Zeichenebene in 2) und in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung 116 (y-z-Ebene, Zeichenebene in 3).
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In 3 ist die Verwölbung der Leitflächen 176 zu erkennen, die zur Erzeugung einer Geschwindigkeitskomponente in negative y-Richtung, also in Richtung der Mitte des Totwassergebietes bzw. in Richtung Saugseite 160 dienen kann. Der Bereich umgelenkter Luft mit seinem geringerem Druck liegt dadurch also näher in Richtung Saugseite 160. Aufgrund der Leitrippen-Höhe kann genügend Impuls zur Anreicherung des impulsarmen, instabilen Totwassergebietes eingeleitet werden. Durch die erhöhte Geschwindigkeit wird der Druck im Totwassergebiet abgesenkt und der aus dem Hauptstromauslass 136 austretende Freistrahl stabiler in Richtung Druckseite 162 gezogen. Auch durch diese Wirkung wird das Totwassergebiet verkleinert. Geschwindigkeits- und Druckschwankungen, Wirbel- und Turbulenzbildung werden damit reduziert. Zusätzlich wird können durch die in zwei Ebenen gebogenen Leitrippen 164 auch jeweils stabilisierende Wirbel erzeugt werden.
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Die Leitrippen 164 können, wie aus den 2 und 3 hervorgeht, derart ausgerichtet sein, dass die Einströmung in die durch die Leitrippen 164 erzeugten Leitkanäle 172 nahezu parallel erfolgt. Durch die Leitrippen 164 kann die Strömung in Richtung des Endes 122 abgelenkt werden. Die Strömung über dem Elektronikraumdeckel 152 kann dadurch sauber und energiereich ausgestaltet werden, aufgrund einer anliegenden Strömung und einer geringen Grenzschicht, im Gegensatz beispielsweise zur Strömung in den Ablösebereichen 170.
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Die Strömungsgeschwindigkeit ist mit den Leitrippen 164 allgemein im Vergleich mit der Totwasserströmung deutlich erhöht. Durch die Krümmung der Querschnitte der Leitrippen 164 wird zusätzlich eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung des Endes 122, also auch in Richtung der Mitte des Totwassergebiets beziehungsweise in Richtung der Saugseite 160 erzeugt. Aufgrund der Höhe der Leitrippen 164, welche beispielsweise im Bereich zwischen 0,3 und 5 Millimetern, insbesondere im Bereich zwischen 1 und 4 mm, liegen kann, kann genügend Impuls zur Anreicherung des impulsarmen, instabilen Totwassergebiets eingeleitet werden. Durch die erhöhte Geschwindigkeit wird der Druck im Totwassergebiet abgesenkt und der aus dem Hauptstromauslass 136 austretende Freistrahl in Richtung der Druckseite 162 gezogen. Auch durch diese Wirkung wird das Totwassergebiet verkleinert. Geschwindigkeits- und Druckschwankungen, Wirbel- und Turbulenzbildungen werden damit reduziert. Die in den 2 und 3 dargestellten Leitrippen 164 stellen lediglich eine mögliche Ausgestaltung dieser Leitrippen 164 dar. Auch eine andere Ausgestaltung ist möglich.
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So ist beispielsweise eine Erhöhung oder Verringerung der Anzahl der Leitrippen 164 und/oder eine Variation der geometrischen Parameter dieser Leitrippen 164 denkbar.
