DE102012211126A1

DE102012211126A1 - Sensor arrangement for determining flow property of fluid medium e.g. intake air of combustion engine, has lattice struts which are arranged such that at each connection point, the maximum of three lattice elements are interconnected

Info

Publication number: DE102012211126A1
Application number: DE201210211126
Authority: DE
Inventors: Achim Briese; Hans Beyrich; Hermann Heubach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-02

Abstract

The sensor arrangement (10) has a plug-in sensor (18) which is arranged in flow tube (22) with a sensor portion (14) for determining the flow property of fluid medium. A lattice (34) is arranged in the main flow direction (12) upstream of the plug-in sensor. The lattice comprises lattice struts (36,40,42) which are interconnected at several connection points (38). The lattice struts are arranged such that at each of the connection points, a maximum of three lattice elements are interconnected.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung einer Strömungseigenschaft fluider Medien, also von Flüssigkeiten und/oder Gasen, bekannt. Bei den Strömungseigenschaften kann es sich dabei um grundsätzlich beliebige physikalisch und/oder chemisch messbare Eigenschaften handeln, welche eine Strömung des fluiden Mediums qualifizieren oder quantifizieren. Insbesondere kann es sich dabei um eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder einen Massenstrom und/oder einen Volumenstrom handeln. Numerous methods and devices for determining a flow property of fluid media, ie of liquids and / or gases, are known from the prior art. The flow properties may in principle be any physically and / or chemically measurable properties which qualify or quantify a flow of the fluid medium. In particular, this may be a flow velocity and / or a mass flow and / or a volume flow.

Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere beschrieben unter Bezugnahme auf so genannte Heißfilmluftmassenmesser, wie sie beispielsweise in Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, S. 146–148 beschrieben sind. Derartige Heißfilmluftmassenmesser basieren in der Regel auf einem Sensorchip, insbesondere einem Silicium-Sensorchip, mit einer Messoberfläche, welche von dem strömenden fluiden Medium überströmbar ist. Der Sensorchip umfasst in der Regel mindestens ein Heizelement sowie mindestens zwei Temperaturfühler, welche beispielsweise auf der Messoberfläche des Sensorchips angeordnet sind. Aus einer Asymmetrie des von den Temperaturfühlern erfassten Temperaturprofils, welches durch die Strömung des fluiden Mediums beeinflusst wird, kann auf einen Massenstrom und/oder Volumenstrom des fluiden Mediums geschlossen werden. Heißfilmluftmassenmesser sind üblicherweise als Steckfühler ausgestaltet, welcher fest oder austauschbar in ein Strömungsrohr einbringbar ist. Beispielsweise kann es sich bei diesem Strömungsrohr um einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine handeln.The invention will be described in more detail below with reference to so-called hot film air mass meter, as they are for example in Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, p. 146-148 are described. Such Heißfileinuftmassenmesser are usually based on a sensor chip, in particular a silicon sensor chip, with a measuring surface, which is overflowed by the flowing fluid medium. The sensor chip usually comprises at least one heating element and at least two temperature sensors, which are arranged, for example, on the measuring surface of the sensor chip. From an asymmetry of the temperature profile detected by the temperature sensors, which is influenced by the flow of the fluid medium, it is possible to deduce a mass flow and / or volume flow of the fluid medium. Heißfileinuftmassenmesser are usually designed as plug-in sensor, which is fixed or interchangeable introduced into a flow tube. For example, this flow tube may be an intake tract of an internal combustion engine.

Damit der Heißfilmluftmassenmesser ein möglichst störungsarmes Luftmassensignal liefern kann, ist eine möglichst gleichmäßige Zuströmung zu dem Steckfühler und durch den Bypasskanal in diesem und insbesondere über die Messoberfläche des Sensorchips wichtig. Der Bypasskanal stellt dabei den Messkanal dar, in welchem wiederum ein Sensorträger mit dem Sensorchip eingebracht ist. Der Sensorchip trägt die Membran und die Temperaturfühler. In order for the hot-film air mass meter to be able to supply an air mass signal which is as low-interference as possible, the most uniform inflow to the plug-in sensor and through the bypass channel in this and in particular over the measuring surface of the sensor chip is important. The bypass channel in this case represents the measuring channel, in which in turn a sensor carrier is introduced with the sensor chip. The sensor chip carries the membrane and the temperature sensors.

Üblicherweise befindet sich bei Brennkraftmaschinen das Strömungsrohr an einem Luftfilterauslass. Daher entspricht der Auslass des Luftfilters dem Einlass des Strömungsrohrs. Bei der Durchströmung von der Rohluftseite durch den Luftfilter zu dem Strömungsrohr mit dem Heißfilmluftmassenmesser treten häufig starke Umlenkungen auf. Insbesondere im Bereich des Eintritts in das Strömungsrohr existieren in der Nähe der Strömungsrohrwand Gebiete mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit. Entsprechend sind die Stromlinien stark umgelenkt und verlaufen in der Nähe der Strömungsrohrwand nicht parallel zu seiner Achse. In den wandnahen Gebieten kann es dabei Gebiete mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit oder sogar zu Strömungsablösungen mit Rückströmungsbereichen kommen. Derartige Veränderungen des Geschwindigkeitsfeldes wirken sich bis zu dem Kernbereich der Strömung aus und können insbesondere bei unterschiedlichen Luftmassenströmen recht sprunghaft auftreten. Außerdem führen insbesondere Ablösungen zu zeitlich veränderlichen Geschwindigkeitsfeldern. Aufgrund der Veränderungen des Strömungsfeldes in der Nähe des Einlasses und des Auslasses des Heißfilmluftmassenmessers ergeben sich damit eine schlechtere Reproduzierbarkeit des Signals und ein erhöhtes Signalrauschen. Ferner erhöht sich durch solche Strömungsablösungen der Druckabfall.Usually, in internal combustion engines, the flow tube is located at an air filter outlet. Therefore, the outlet of the air filter corresponds to the inlet of the flow tube. When flowing from the raw air side through the air filter to the flow tube with the Heißfileinuftmassenmesser often occur strong deflections. In particular in the region of the inlet into the flow tube, regions with a low flow velocity exist in the vicinity of the flow tube wall. Accordingly, the streamlines are highly deflected and are not parallel to its axis in the vicinity of the flow tube wall. In the near-wall areas, there may be areas with low flow velocity or even flow separation with backflow areas. Such changes in the velocity field have an effect up to the core region of the flow and can occur quite abruptly, in particular in the case of different air mass flows. In addition, detachments in particular lead to time-varying speed fields. Due to the changes in the flow field near the inlet and the outlet of the hot film air mass meter, this results in a poorer reproducibility of the signal and increased signal noise. Further, such flow separations increase the pressure drop.

Bei den oben genannten Sensoranordnungen sind üblicherweise die Sensorgehäuse als Steckfühler ausgebildet. Diese weisen eine aerodynamisch ungünstige Gestalt auf, die in vielen Fällen im Ansaugtrakt Probleme bezüglich eines Strömungswiderstands und einen Druckabfall verursacht. Dies bedeutet insbesondere, dass die Signalreproduzierbarkeit der Signale derartiger Sensoren nicht optimal ist. Viele Sensoren, insbesondere Heißfilmluftmassenmesser, werden daher in der Praxis mit einem Gitter oder einer Gitterkombination ausgerüstet. Diese Gitter können beispielsweise in ein Strömungsrohr integriert werden und stehen üblicherweise einige Zentimeter stromaufwärts des Steckfühlers bzw. des Sensors in der Strömung und haben die Aufgabe, das Geschwindigkeitsprofil in dem Strömungsrohr zu vergleichmäßigen. Weiter haben die Gitter die Aufgabe, eventuell vorhandenen Drall aus der Strömung zu nehmen. Die ausgleichende Wirkung des Gitters wird durch die bremsende Wirkung der Gitterstege oder Gitterstreben auf die sich in unmittelbarer Nähe, in den einzelnen Wandgrenzschichten befindenden Fluidteilchen erzielt. Gleichzeitig wird insbesondere im Nachlauf der Gitterstege eine turbulente Scherschicht erzeugt, die über den turbulenten Impulstransfer schnelles und langsames Fluid vermischt und so zu einem Geschwindigkeitsausgleich über den gesamten Rohrquerschnitt beiträgt. Des Weiteren wird bei für den jeweiligen Strömungsfall ausreichender Länge der Gitterstege eine Führungs- bzw. Richtwirkung erzielt. So wird erreicht, dass die Kennlinie des Sensors, wie z. B. ein Zusammenhang zwischen Luftmasse und Ausgangsfrequenz oder Ausgangsspannung, nahezu unabhängig vom Geschwindigkeitsprofil der zuströmenden Luft ist.In the case of the abovementioned sensor arrangements, the sensor housings are usually designed as plug-in sensors. These have an aerodynamically unfavorable shape, which causes in many cases problems in the intake tract with respect to a flow resistance and a pressure drop. This means in particular that the signal reproducibility of the signals of such sensors is not optimal. Many sensors, in particular Heißfileinuftmassenmesser, are therefore equipped in practice with a grid or a grid combination. For example, these grids can be integrated into a flow tube and are usually located a few centimeters upstream of the plug-in sensor or sensor in the flow and have the task of uniforming the velocity profile in the flow tube. Next, the lattice have the task of taking any existing swirl from the flow. The balancing effect of the grid is achieved by the braking effect of the grid bars or lattice struts on the in the immediate vicinity, located in the individual wall boundary layers fluid particles. At the same time, a turbulent shear layer is generated in particular in the wake of the grid bars, which mixes fast and slow fluid via the turbulent pulse transfer and thus contributes to a speed compensation over the entire pipe cross-section. Furthermore, a guide or directivity is achieved at sufficient for the respective flow case length of the grid bars. This ensures that the characteristic of the sensor, such. B. is a relationship between air mass and output frequency or output voltage, almost independent of the velocity profile of the incoming air.

Ein derartiges Gitter ist beispielsweise in der DE 10 2007 060 046 A1 oder DE 10 2007 055 193 A1 beschrieben.Such a grid is for example in the DE 10 2007 060 046 A1 or DE 10 2007 055 193 A1 described.

Trotz der durch die oben genannte Sensoranordnung bewirkten Vorteile beinhalten diese weiterhin Potential für Verbesserungen hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Kennlinien. So sind bei den Gittern üblicherweise immer vier Gitterstreben derart miteinander verbunden, dass sie rechteckige oder quadratische Durchlässe bilden, durch die das fluide Medium strömen kann. Diese Gitter erzeugen jedoch in der Regel einen ungewollten Druckabfall und insbesondere im Nachlauf der Kreuzungspunkte der jeweils vier Gitterstreben lokale Störungen der Strömung. Despite the advantages provided by the above-mentioned sensor arrangement, they still have potential for improvements in the reproducibility of the characteristics. Thus, in the grids usually four grid struts are connected to each other in such a way that they form rectangular or square passages through which the fluid medium can flow. However, these grids usually generate an unwanted pressure drop and especially in the wake of the crossing points of the four lattice struts local disturbances of the flow.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird daher eine Sensoranordnung zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines in einer Hauptströmung strömenden fluiden Mediums, insbesondere einer durch ein Strömungsrohr strömenden Ansaugluftmasse einer Brennkraftmaschine, vorgeschlagen, die die obigen Nachteile zumindest weitgehend vermeidet.A sensor arrangement is therefore proposed for determining at least one parameter of a fluid medium flowing in a main flow, in particular an intake air mass of an internal combustion engine flowing through a flow pipe, which at least largely avoids the above disadvantages.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung weist einen in einem Strömungsrohr angeordneten Steckfühler mit einem Sensor zur Bestimmung der Strömungseigenschaft des fluiden Mediums und mindestens ein in der Hauptströmungsrichtung stromaufwärts des Steckfühlers angeordnetes Gitter auf, wobei das Gitter Gitterstreben aufweist, die an mehreren Verbindungspunkten verbunden sind. Die Gitterstreben sind derart angeordnet, dass an jedem der mehreren Verbindungspunkte maximal drei Gitterstreben miteinander verbunden sind.The sensor arrangement according to the invention has a plug-type sensor arranged in a flow tube with a sensor for determining the flow property of the fluid medium and at least one grid arranged upstream of the plug-in sensor in the main flow direction, wherein the grid has lattice struts which are connected at a plurality of connection points. The lattice struts are arranged such that at each of the plurality of connection points a maximum of three lattice struts are interconnected.

Das Gitter kann kreisförmig ausgebildet sein und einen äußeren Gitterrand aufweisen. Die Gitterstreben können so angeordnet sein, dass sie zwischen sich Durchlässe bilden. Das Gitter kann eine Achse durch seinen Mittelpunkt umfassen. Die Gitterstreben können erste Gitterstreben und zweite Gitterstreben umfassen. Die ersten Gitterstreben können so angeordnet sein, dass sie zumindest einen Gitterstrebenring um die Achse bilden, der von dem äußeren Gitterrand mittels der zweiten Gitterstreben beabstandet ist. Die ersten Gitterstreben können mehrere Gitterstrebenringe bilden, die koaxial zueinander angeordnet sind und mittels der zweiten Gitterstreben voneinander beabstandet sind. Die ersten Gitterstreben und die zweiten Gitterstreben können so angeordnet sein, dass sie zwischen den Gitterstrebenringen Durchlässe bilden, die zwischen zwei benachbarten Gitterstrebenringen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die ersten Gitterstreben und die zweiten Gitterstreben können so angeordnet sein, dass sie zwischen den Gitterstrebenringen Durchlässe bilden, wobei die zweiten Gitterstreben zwischen drei benachbarten Gitterstrebenringen so angeordnet sind, dass die zweiten Gitterstreben zwischen einem ersten Gitterstrebenring und einem zweiten Gitterstrebenring versetzt zu den zweiten Gitterstreben zwischen dem zweiten Gitterstrebenring und dem dritten Gitterstrebenring sind. Beispielsweise können sieben Gitterstrebenringe gebildet sein. Der innerste Gitterstrebenring kann einen Durchlass in einem radial inneren Bereich begrenzen, wobei zwischen dem innersten Gitterstrebenring und dem zweitinnersten Gitterstrebenring acht Durchlässe gebildet sind, zwischen dem zweitinnersten Gitterstrebenring und dem drittinnersten Gitterstrebenring acht Durchlässe gebildet sind und zwischen den weiteren Gitterstrebenringen jeweils 24 Durchlässe gebildet sind. Die zweiten Gitterstreben können sich in radialer Richtung zu den Gitterstrebenringen erstrecken. Die Gitterstrebenringe können exzentrisch zu der Achse angeordnet sein. Die Gitterstreben können eine Dicke von 0,5 mm bis 1,0 mm, bevorzugt von 0,6 mm bis 0,9 mm und noch bevorzugter von 0,8 mm, aufweisen. Das Gitter kann sich vorzugsweise über den gesamten durchströmbaren Querschnitt des Strömungsrohrs erstrecken.The grid may be circular and have an outer grid edge. The grid struts may be arranged to form passages between them. The grid may include an axis through its center. The grid struts may comprise first grid struts and second grid struts. The first grid struts may be arranged to form at least one grid strut ring about the axis spaced from the outer grid edge by the second grid struts. The first grid struts may form a plurality of grid strut rings which are coaxial with each other and spaced from each other by the second grid struts. The first grid struts and the second grid struts may be arranged to form passages between the grid strut rings that are evenly distributed circumferentially between two adjacent grid strut rings. The first grid struts and the second grid struts may be arranged to form passages between the grid strut rings, the second grid struts being disposed between three adjacent grid strut rings such that the second grid struts between a first grid strut ring and a second grid strut ring offset from the second grid struts the second lattice strut ring and the third lattice strut ring. For example, seven lattice strut rings may be formed. The innermost lattice strut ring may define a passage in a radially inner region, wherein eight passages are formed between the innermost lattice strut ring and the second innermost lattice strut ring, eight passages are formed between the second innermost lattice strut ring and the third-most lattice strut ring, and 24 passages are formed between the further lattice strut rings. The second grid struts may extend in a radial direction to the grid strut rings. The mesh strut rings may be arranged eccentrically to the axis. The grid struts may have a thickness of 0.5 mm to 1.0 mm, preferably 0.6 mm to 0.9 mm and more preferably 0.8 mm. The grid may preferably extend over the entire flow-through cross-section of the flow tube.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung kann eingerichtet sein, um ein oder mehrere physikalische und/oder chemische Parameter des fluiden Mediums zu bestimmen. Beispielsweise können dies die eingangs genannten Parameter sein. Auch andere Parameter sind jedoch messbar. Die Sensoranordnung weist mindestens einen in dem fluiden Medium angeordneten Sensor auf, der diesen Parameter messen kann. Ohne Beschränkung möglicher weiterer Ausgestaltungen der Erfindung sei im Folgenden angenommen, dass der Sensor einen Heißfilmluftmassenmesser umfasst. Das fluide Medium kann beispielsweise ein Gas und/oder eine Flüssigkeit umfassen.The sensor arrangement according to the invention can be set up to determine one or more physical and / or chemical parameters of the fluid medium. For example, these may be the parameters mentioned above. Other parameters are also measurable. The sensor arrangement has at least one sensor arranged in the fluid medium, which can measure this parameter. Without limiting possible further embodiments of the invention, it is assumed in the following that the sensor comprises a hot-film air mass meter. The fluid medium may comprise, for example, a gas and / or a liquid.

Unter einem Verbindungspunkt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Punkt zu verstehen, an dem Gitterstreben miteinander verbunden sind oder von dem aus sich die Gitterstreben erstrecken. Mit anderen Worten sind die Gitterstreben an dem Verbindungspunkt vereinigt. Dies ist beispielsweise bei Gittern der Fall, die einstückig ausgebildet sind, wie beispielsweise Kunststoffgitter, die mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden.In the context of the present invention, a connection point is to be understood as a point at which lattice struts are connected to one another or from which the lattice struts extend. In other words, the lattice struts are united at the connection point. This is the case, for example, in the case of lattices, which are formed in one piece, such as plastic lattices, which are produced by means of an injection molding process.

Unter der Hauptströmungsrichtung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei die lokale Strömungsrichtung des fluiden Mediums am Ort des Sensors bzw. der Sensoranordnung zu verstehen, wobei beispielsweise lokale Unregelmäßigkeiten unberücksichtigt bleiben können. Insbesondere kann unter der Hauptströmungsrichtung somit die lokale gemittelte Transportrichtung des strömenden fluiden Mediums verstanden werden.In the context of the present invention, the main flow direction is to be understood as meaning the local flow direction of the fluid medium at the location of the sensor or the sensor arrangement, whereby, for example, local irregularities can be disregarded. In particular, the main direction of flow can thus be understood to be the local average transport direction of the flowing fluid medium.

Unter der Dicke einer Gitterstrebe ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Abmessung senkrecht zu einer Längserstreckung der Gitterstrebe und innerhalb einer Ebene senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung zu verstehen.For the purposes of the present invention, a thickness of a lattice strut is a dimension perpendicular to a longitudinal extent of the lattice strut and within a plane perpendicular to the main flow direction.

Unter der Maschenweite ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Abstand zwischen Gitterstrebenringen zu verstehen. Da die Maschenweite durch die Länge von Gitterstreben radialer Richtung bestimmt wird, ist die Maschenweite identisch mit der Länge der Gitterstreben, die in radialer Richtung angeordnet sind. Within the scope of the present invention, the mesh size is to be understood as meaning a spacing between lattice strut rings. Since the mesh size is determined by the length of the lattice struts radial direction, the mesh size is identical to the length of the lattice struts, which are arranged in the radial direction.

Unter der durchströmbaren Fläche eines Durchlasses ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine freie Querschnittsfläche zwischen benachbarten Gitterstreben zu verstehen, durch die das fluide Medium das Gitter passieren kann. Beispielsweise kann die durchströmbare Fläche eines Durchlasses zwischen zwei koaxialen Gitterstrebenringen berechnet werden, indem von der durch den Innendurchmesser des größeren Gitterstrebenrings begrenzten Fläche die durch den Außendurchmesser des kleineren Gitterstrebenrings begrenzte Fläche und die von den Gitterstreben in radialer Richtung eingenommene Fläche subtrahiert wird und dieser Wert durch die Anzahl der Durchlässe geteilt wird, die zwischen den beiden Gitterstrebenringen gebildet sind. Hat beispielsweise der größere Gitterstrebenring einen Innendurchmesser von 20,95 mm, der kleinere Gitterstrebenring einen Außendurchmesser von 9,60 mm, die Gitterstreben eine Dicke von 0,80 mm und eine Länge von 5,675 mm und sind acht Gitterstreben in radialer Richtung zwischen den beiden Gitterstrebenringen vorgesehen, so ergibt sich eine durchströmbare Fläche zwischen den beiden Gitterstrebenringen von ((20,95 mm)² – (9,60 mm)²)·π/4 – 8·0,8 mm·5,675 mm = 236,0 mm². Durch eine derartige Anordnung werden acht Durchlässe zwischen den beiden Gitterstrebenringen gebildet. Jeder Durchlass hat dann entsprechend eine durchströmbare Fläche von 236 mm²/8 = 29,5 mm².In the context of the present invention, the through-flow area of a passage means a free cross-sectional area between adjacent grid struts, through which the fluid medium can pass through the grid. For example, the flow-through area of a passage between two coaxial lattice strut rings can be calculated by subtracting from the surface defined by the inner diameter of the larger lattice strut ring the area bounded by the outer diameter of the smaller lattice strut ring and the area occupied by the lattice struts in the radial direction, and this value the number of passages is divided, which are formed between the two lattice strut rings. For example, the larger lattice strut ring has an inner diameter of 20.95mm, the smaller lattice strut ring has an outer diameter of 9.60mm, the lattice struts have a thickness of 0.80mm and a length of 5.675mm, and are eight lattice struts in the radial direction between the two lattice strut rings provided, there is a flow-through surface between the two lattice strut rings of ((20.95 mm) ² - (9.60 mm) ² ) · π / 4 - 8 · 0.8 mm · 5.675 mm = 236.0 mm ² , By such an arrangement, eight passages are formed between the two lattice strut rings. Each passage has then correspondingly a permeable surface area of 236 mm ^2/8 = 29.5 mm ^2.

Unter einer Startwinkelposition ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gedachte Winkelposition zu verstehen, von der ausgehend begonnen wird, in der Umfangsrichtung weitere Positionen in Grad anzugeben. Mit anderen worten ist die Startwinkelposition eine beliebig festgelegte Position auf einer Umfangslinie um einen Ursprung, die als Startposition festgelegt wird und von der aus weitere Positionen auf der Umfangslinie durch einen Winkel angegeben werden, der zwischen einerseits einer gedachten Linie durch den Ursprung und die Startposition und andererseits einer gedachten Linie durch die weitere Position und den Ursprung aufgespannt wird. In the context of the present invention, a starting angular position is to be understood as meaning an imaginary angular position, from which starting is begun to specify further positions in degrees in the circumferential direction. In other words, the starting angular position is an arbitrarily set position on a peripheral line around an origin which is set as the starting position and from which further positions on the circumference are indicated by an angle between an imaginary line through the origin and the starting position and on the other hand an imaginary line is spanned by the further position and the origin.

Die Sensoranordnung weist beispielsweise mindestens ein zur Hauptströmungsrichtung stromaufwärts vor dem Sensor angeordnetes Gitter mit Gitterstreben auf. Die Gitterstreben können beispielsweise in Form von Stäben mit runden, ovalen oder vieleckigen Querschnitten ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Gitterstreben eine abgeflachte Form aufweisen, mit einer Schmalseite, welche entgegen der Hauptströmungsrichtung angeordnet ist, und einer Erstreckung im Wesentlichen in Hauptströmungsrichtung, wobei auch Anstellwinkel zur Hauptströmungsrichtung möglich sind. Diese Erstreckung entlang der Hauptströmungsrichtung kann beispielsweise die Dicke des Gitters bestimmen.The sensor arrangement has, for example, at least one grid with grid struts arranged upstream of the sensor in relation to the main flow direction. The lattice struts can be configured, for example, in the form of rods with round, oval or polygonal cross sections. However, it is particularly preferred if the lattice struts have a flattened shape, with a narrow side, which is arranged opposite to the main flow direction, and an extension substantially in the main flow direction, wherein also angle of attack to the main flow direction are possible. This extension along the main flow direction can for example determine the thickness of the grid.

Die Gitterstreben sind dabei so angeordnet, dass sich maximal drei Gitterstreben in einem gemeinsamen Verbindungspunkt vereinen. Mit anderen Worten führen immer drei Gitterstreben zu einem gemeinsamen Schnittpunkt, an dem sie miteinander verbunden sind.The lattice struts are arranged so that a maximum of three lattice struts unite in a common connection point. In other words, always three lattice struts lead to a common point of intersection, where they are connected to each other.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Gitterstreben derart angeordnet sind, dass sie Gitterstrebenringe bilden. Entsprechend erstreckt sich ein Teil der Gitterstreben in radialer Richtung, während sich ein anderer Teil der Gitterstreben in einer Umfangsrichtung um eine gemeinsame Achse erstrecken kann. Beispielsweise können die Gitterstreben so angeordnet werden, dass mehrere koaxial zueinander angeordnete Gitterstrebenringe ausgebildet werden.It is particularly preferred if the grid struts are arranged such that they form lattice strut rings. Accordingly, a part of the lattice struts extends in the radial direction, while another part of the lattice struts may extend in a circumferential direction about a common axis. For example, the grid struts can be arranged so that a plurality of coaxially arranged lattice strut rings are formed.

Durch die erfindungsgemäße Sensoranordnung lässt sich eine optimale Aufbereitung der durch einen Luftfilter erzeugten ungleichen Luftströmung bei gleichzeitig minimalem Druckabfall erzielen. Eine kostenoptimierte Integration des Gitters in das erforderliche Strömungsrohr, wie beispielsweise einem Zylindergehäuse, ist möglich. Insbesondere ist das Gitter kostengünstig mit dem Zylindergehäuse gemeinsam herstellbar, da dieses integriert ist. Das Zentrum der Luftströmung mit störungsfreier Kreisfläche lässt sich leicht auf die Lage des Lufteinlasskanals ausrichten. Beispielsweise ist eine exzentrische Ausrichtung möglich. Der zwangsweise entstehende Druckabfall wird durch Kreuzungspunkte aus nur drei Gitterstreben auf das Minimum reduziert. Mit anderen Worten bestehen bei dem Kreisgitter alle Kreuzungspunkte aus nur drei Gitterstreben, wodurch die zwangsweise lokale Versperrung auf einem Minimum reduziert wird. Die Einteilung der freien Flächen hängt von dem Ringdurchmesser und der Anzahl der Durchlässe ab. Der Innendurchmesser im Zentrum wird so gewählt, dass alle relevanten Strömungslinien nicht durch Gitterstreben beeinflusst werden. Es ist möglich, das Zentrum exzentrisch zu verschieben, um dieses Kriterium zu erfüllen.By means of the sensor arrangement according to the invention, an optimal processing of the unequal air flow generated by an air filter can be achieved with at the same time a minimal pressure drop. A cost-optimized integration of the grid in the required flow tube, such as a cylinder housing, is possible. In particular, the grid is inexpensive to produce together with the cylinder housing, since this is integrated. The center of the air flow with a trouble-free circular area can be easily aligned with the position of the air inlet duct. For example, an eccentric alignment is possible. The forcibly resulting pressure drop is reduced to a minimum by crossing points of only three lattice struts. In other words, in the circular grille, all intersection points consist of only three lattice struts, thereby minimizing the forced local obstruction. The division of the free areas depends on the ring diameter and the number of passages. The inner diameter in the center is chosen so that all relevant flow lines are not affected by lattice struts. It is possible to move the center eccentrically to meet this criterion.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Es zeigen:Further optional details and features of the invention will become more apparent from the following description Embodiments which are shown schematically in the figures. Show it:

1 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung und 1 a schematic cross-sectional view of a sensor arrangement according to the invention and

2 eine Ansicht in der Hauptströmungsrichtung auf das Gitter gesehen. 2 a view in the main flow direction seen on the grid.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 gezeigt. Die Sensoranordnung 10 dient zur Bestimmung eines Parameters eines mit einer Hauptströmungsrichtung 12 strömenden fluiden Mediums. Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik anwendbar, so dass es sich bei der Sensoranordnung 10 um einen Heißfilmluftmassenmesser zum Bestimmen einer Ansaugluftmasse einer Brennkraftmaschine handeln kann und bei dem fluiden Medium um eine Ansaugluft, die in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine strömt.In 1 is a sensor arrangement according to the invention 10 shown. The sensor arrangement 10 serves to determine a parameter of one with a main flow direction 12 flowing fluid medium. The invention is particularly applicable in the field of automotive technology, so that it is in the sensor assembly 10 may be a hot film air mass meter for determining an intake air mass of an internal combustion engine and the fluid medium to an intake air flowing in an intake tract of the internal combustion engine.

Die Sensoranordnung 10 umfasst einen Sensor 14, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Heißfilmluftmassenmesser 16 ausgestaltet ist. Dieser Heißfilmluftmassenmesser 16 weist ein Sensorgehäuse 18 mit einer Einlassöffnung 20 auf, welche in etwa mittig in einem Strömungsrohr 22 der Sensoranordnung 10 angeordnet ist. Beispielsweise ist das Sensorgehäuse 18 als Steckfühler ausgebildet.The sensor arrangement 10 includes a sensor 14 , which in this embodiment as Heißfiluuftmassenmesser 16 is designed. This hot film air mass meter 16 has a sensor housing 18 with an inlet opening 20 on, which is approximately in the middle in a flow tube 22 the sensor arrangement 10 is arranged. For example, the sensor housing 18 designed as plug-in sensor.

Neben dem Sensor 14 weist die Sensoranordnung 10 ein Strömungssegment 24 auf. Dieses Strömungssegment 24 umfasst ein Gehäuse 26, welches im Bereich der Sensoranordnung 10 das Strömungsrohr 22 bildet. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse 26 beispielsweise mit entsprechenden Anschlussstützen versehen werden, um beispielsweise in einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingesetzt zu werden. Weiterhin können Befestigungselemente vorgesehen sein, wie beispielsweise Flansche, Nuten, Vorsprünge usw., wie sie aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt sind.Next to the sensor 14 has the sensor arrangement 10 a flow segment 24 on. This flow segment 24 includes a housing 26 , which is in the range of the sensor arrangement 10 the flow tube 22 forms. For this purpose, the housing 26 For example, be provided with corresponding connection posts to be used for example in an intake of an internal combustion engine. Furthermore, fastening elements may be provided, such as flanges, grooves, projections, etc., as are known from the above-mentioned prior art.

Das Gehäuse 26 umfasst weiterhin eine Aufnahme 28 für den Sensor 14. Diese Aufnahme 28 umfasst eine Öffnung 30 sowie einen Ansatz 32. Die Öffnung 30 und der Ansatz 32 sind derart dimensioniert, dass das Sensorgehäuse 18 des Sensors 14 in die Öffnung 30 im Wesentlichen passgenau eingeschoben und an dem Ansatz 32 fixiert werden kann.The housing 26 also includes a recording 28 for the sensor 14 , This recording 28 includes an opening 30 as well as an approach 32 , The opening 30 and the approach 32 are dimensioned such that the sensor housing 18 of the sensor 14 in the opening 30 essentially inserted accurately and on the approach 32 can be fixed.

Weiterhin umfasst das Strömungsrohrsegment 24 der Sensoranordnung 10 ein hinsichtlich der Hauptströmungsrichtung 12 stromaufwärts der Einlassöffnung 20 angeordnetes Gitter 34. Dieses Gitter 34 ist im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 12 angeordnet. Das Gitter 34 kann sich vollständig über den Öffnungsquerschnitt des Strömungsrohrs 22 erstrecken. Es sind jedoch auch Abweichungen von dieser Orthogonalität bezüglich der Hauptströmungsrichtung 12 möglich. Das Gitter 34 ist kreisförmig ausgebildet. Das Gitter 34 weist beispielsweise eine Dicke in der Hauptströmungsrichtung 12 von 5 mm bis 20 mm auf, wie beispielsweise 8 mm. Furthermore, the flow tube segment comprises 24 the sensor arrangement 10 with respect to the main flow direction 12 upstream of the inlet opening 20 arranged grid 34 , This grid 34 is substantially perpendicular to the main flow direction 12 arranged. The grid 34 can completely over the opening cross-section of the flow tube 22 extend. However, there are also deviations from this orthogonality with respect to the main flow direction 12 possible. The grid 34 is circular. The grid 34 For example, has a thickness in the main flow direction 12 from 5mm to 20mm, such as 8mm.

2 zeigt das Gitter 34 in der Ansicht der Hauptströmungsrichtung 12. Das Gitter 34 weist insbesondere eine Mehrzahl von Gitterstreben 36 auf, welche im Querschnitt eine flache Form aufweisen, so dass ihre Schmalseite der Hauptströmungsrichtung 12 entgegen weist. Beispielsweise kann der Querschnitt der Gitterstreben 36 eine leichte Keilform aufweisen. Daneben sind auch andere Formen möglich, wie beispielsweise Tragflächenformen, rechteckige Formen, ovale Formen oder ähnliche Formen. Die Gitterstreben 36 weisen eine Dicke von beispielsweise 0,80 mm auf. 2 shows the grid 34 in the view of the main flow direction 12 , The grid 34 in particular has a plurality of grid struts 36 on, which have a flat shape in cross section, so that its narrow side of the main flow direction 12 opposite. For example, the cross section of the grid struts 36 have a slight wedge shape. In addition, other shapes are possible, such as wing shapes, rectangular shapes, oval shapes or similar shapes. The lattice struts 36 have a thickness of, for example, 0.80 mm.

Aus der Draufsicht in 2 ist erkennbar, dass das Gitter 34 bei diesem Ausführungsbeispiel als Maschengitter ausgestaltet ist. Dies bedeutet, dass sich die Gitterstreben 36 derart kreuzen, dass sie zwischen sich Maschen bilden. Bei dem erfindungsgemäßen Gitter 34 sind die Gitterstreben 36 insbesondere derart angeordnet, dass maximal drei Gitterstreben 36 in einem gemeinsamen Verbindungspunkt 38 miteinander verbunden sind. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Gitterstreben 36 erste Gitterstreben 40 und zweite Gitterstreben 42 umfassen. Die ersten Gitterstreben 40 sind um eine gemeinsame Achse 44 durch den Mittelpunkt des Gitters in der Hauptströmungsrichtung 12 ringförmig bzw. koaxial angeordnet. Folglich erstrecken sich die ersten Gitterstreben 40 in einer Umfangsrichtung um die Achse 44. Die zweiten Gitterstreben 42 erstrecken sich in radialer Richtung. Ferner weist das Gitter 34 einen bezüglich der Achse 44 radial äußeren Gitterrand 46 auf. Das Gitter 34 kann so angeordnet werden, dass die Achse 44 auch durch den Mittelpunkt des Strömungsrohrs 22 verläuft. Es sind jedoch auch exzentrische Anordnungen der Achsen durch die Mittelpunkte des Strömungsrohrs 22 und des Gitters 34 denkbar.From the top view in 2 it is recognizable that the grid 34 is designed as a mesh grid in this embodiment. This means that the lattice struts 36 cross so that they form stitches between them. In the grid according to the invention 34 are the lattice struts 36 in particular arranged such that a maximum of three lattice struts 36 in a common connection point 38 connected to each other. This can for example be achieved by the lattice struts 36 first grid struts 40 and second grid struts 42 include. The first lattice struts 40 are about a common axis 44 through the center of the grating in the main flow direction 12 arranged annularly or coaxially. Consequently, the first lattice struts extend 40 in a circumferential direction about the axis 44 , The second lattice struts 42 extend in the radial direction. Furthermore, the grid has 34 one with respect to the axis 44 radially outer grid edge 46 on. The grid 34 can be arranged so that the axis 44 also through the center of the flow tube 22 runs. However, there are also eccentric arrangements of the axes through the centers of the flow tube 22 and the grid 34 conceivable.

Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind immer zwei erste Gitterstreben 40 mit einer zweiten Gitterstrebe 42 an jeweils einem Verbindungspunkt 38 verbunden. Durch diese besondere Anordnung der Gitterstreben 36 werden durch die ersten Gitterstreben 40 Gitterstrebenringe 48 gebildet, die koaxial zueinander und zu der Achse 44 angeordnet sind und mittels der zweiten Gitterstreben 42 voneinander beabstandet sind. Beispielsweise werden sieben Gitterstrebenringe 48 gebildet, die mittels der zweiten Gitterstreben 42 voneinander beabstandet sind. Ferner ist der radial äußerste Gitterstrebenring 48 mittels der zweiten Gitterstreben 42 von dem äußeren Gitterrand 46 beabstandet. Folglich sind die Gitterstreben 36 so angeordnet, dass sie eine Mehrzahl von Durchlässen 50 zwischen sich bilden. Die ersten Gitterstreben 40 und die zweite Gitterstreben 42 können so angeordnet sein, dass die Durchlässe 50 in Umfangsrichtung um die Achse 44 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Maschenweite der Durchlässe 50 ist beispielsweise 5,675 mm und entspricht einem Abstand zwischen den Gitterstrebenringen 48 und wird durch die Länge der zweiten Gitterstreben 42 festgelegt, d.h. der Erstreckung der zweiten Gitterstreben 42 in radialer Richtung.At the in 2 shown example are always two first lattice struts 40 with a second grid strut 42 at each connection point 38 connected. Due to this special arrangement of the lattice struts 36 be through the first lattice struts 40 Grid pursuit rings 48 formed coaxially with each other and to the axis 44 are arranged and by means of the second grid struts 42 spaced apart from each other. For example, seven mesh strut rings 48 formed by means of the second lattice struts 42 spaced apart from each other. Furthermore, the radially outermost lattice strut ring 48 by means of second grid struts 42 from the outer grid edge 46 spaced. Consequently, the lattice struts 36 arranged so that they have a plurality of passages 50 form between themselves. The first lattice struts 40 and the second grid struts 42 can be arranged so that the passages 50 in the circumferential direction about the axis 44 are arranged evenly distributed. The mesh size of the passages 50 is for example 5,675 mm and corresponds to a distance between the lattice strut rings 48 and is determined by the length of the second lattice struts 42 set, ie the extension of the second lattice struts 42 in the radial direction.

Die ersten Gitterstreben 40 und die zweite Gitterstreben 42 können so angeordnet sein, dass zwischen drei benachbarten Gitterstrebenringen 48 die zweiten Gitterstreben 42 zwischen einem ersten Gitterstrebenring 48 und einem zweiten Gitterstrebenring 48 relativ zu den zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem zweiten Gitterstrebenring 48 und dem dritten Gitterstrebenring 48 versetzt sind. Der relative Versatz der zweiten Gitterstreben 42 bezieht sich dabei auf eine Umfangsrichtung um die Achse 44. The first lattice struts 40 and the second grid struts 42 can be arranged so that between three adjacent lattice strut rings 48 the second lattice struts 42 between a first lattice strut ring 48 and a second mesh strut ring 48 relative to the second grid struts 42 between the second lattice strut ring 48 and the third lattice strut ring 48 are offset. The relative offset of the second lattice struts 42 refers to a circumferential direction about the axis 44 ,

Beispielsweise gibt es einen radial innersten oder ersten Gitterstrebenring 52. Bei dem ersten Gitterstrebenring 52 erstrecken sich die ersten Gitterstreben 40 in einem Winkel von 360° in der Umfangsrichtung und bilden somit einen vollständig geschlossenen Gitterstrebenring 48. Der erste Gitterstrebenring 52 begrenzt einen kreisförmigen Durchlass 54. Der erste Gitterstrebenring 52 weist einen Innendurchmesser von beispielsweise 8 mm und einen Außendurchmesser von 9,6 mm. Dadurch begrenzt der erste Gitterstrebenring 52 eine durchströmbare Fläche des Durchlasses 54 von 50,3 mm². For example, there is a radially innermost or first lattice strut ring 52 , At the first lattice strut ring 52 extend the first lattice struts 40 at an angle of 360 ° in the circumferential direction and thus form a fully closed lattice strut ring 48 , The first lattice strut ring 52 limits a circular passage 54 , The first lattice strut ring 52 has an inner diameter of, for example, 8 mm and an outer diameter of 9.6 mm. This limits the first lattice strut ring 52 a flow-through surface of the passage 54 of 50.3 mm ² .

Ferner gibt es in einer radialen Richtung von innen nach außen gesehen einen zweiten Gitterstrebenring 56, der sich in radialer Richtung nach außen hin an den ersten Gitterstrebenring 52 anschließt. Zwischen dem zweiten Gitterstrebenring 56 und dem ersten Gitterstrebenring 52 sind die zweiten Gitterstreben 42 beispielsweise alle 45° ausgehend von einer gedachten Startwinkelposition 57 in der Umfangsrichtung um die Achse 44 angeordnet. Entsprechend sind acht zweite Gitterstreben 42 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 angeordnet. Dadurch sind zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 insgesamt acht Durchlässe 58 gebildet. Der zweite Gitterstrebenring 56 weist einen Innendurchmesser von 20,95 mm und einen Außendurchmesser von 22,55 mm auf. Jeder Durchlass 58 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 weist dadurch eine durchströmbare Fläche von 29,5 mm² auf.Furthermore, in a radial direction, seen from the inside to the outside, there is a second lattice strut ring 56 in the radial direction outwardly to the first lattice strut ring 52 followed. Between the second lattice strut ring 56 and the first lattice strut ring 52 are the second lattice struts 42 for example, every 45 ° starting from an imaginary starting angle position 57 in the circumferential direction about the axis 44 arranged. Accordingly, eight second lattice struts 42 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 arranged. As a result, are between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 a total of eight passages 58 educated. The second lattice strut ring 56 has an inner diameter of 20.95 mm and an outer diameter of 22.55 mm. Every passage 58 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 thus has a flow area of 29.5 mm ² .

Ferner gibt es in einer radialen Richtung von innen nach außen gesehen einen dritten Gitterstrebenring 60, der sich in radialer Richtung nach außen hin an den zweiten Gitterstrebenring 56 anschließt. Zwischen dem dritten Gitterstrebenring 60 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 sind die zweiten Gitterstreben 42 beispielsweise alle 45° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 angeordnet. Entsprechend sind acht zweite Gitterstreben 42 zwischen dem dritten Gitterstrebenring 60 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 angeordnet. Daher sind zwischen dem dritten Gitterstrebenring 60 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 insgesamt acht Durchlässe 62 gebildet. Die zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem dritten Gitterstrebenring 60 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 sind jedoch in einem Winkel von 22,5° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 gesehen von der Startwinkelposition 57 der zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 versetzt angeordnet. Der dritte Gitterstrebenring 60 weist einen Innendurchmesser von 33,9 mm und einen Außendurchmesser von 35,5 mm auf. Jeder Durchlass 62 zwischen dem dritten Gitterstrebenring 60 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 weist dadurch eine durchströmbare Fläche 58,4 mm² auf.Furthermore, in a radial direction, seen from the inside to the outside, there is a third lattice strut ring 60 in the radial direction outwardly to the second lattice strut ring 56 followed. Between the third lattice strut ring 60 and the second lattice strut ring 56 are the second lattice struts 42 for example, every 45 ° in the circumferential direction about the axis 44 arranged. Accordingly, eight second lattice struts 42 between the third lattice strut ring 60 and the second lattice strut ring 56 arranged. Therefore, between the third lattice strut ring 60 and the second lattice strut ring 56 a total of eight passages 62 educated. The second lattice struts 42 between the third lattice strut ring 60 and the second lattice strut ring 56 however, are at an angle of 22.5 ° in the circumferential direction about the axis 44 seen from the starting angle position 57 the second lattice struts 42 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 staggered. The third lattice strut ring 60 has an inner diameter of 33.9 mm and an outer diameter of 35.5 mm. Every passage 62 between the third lattice strut ring 60 and the second lattice strut ring 56 has a flowable area of 58.4 mm ² .

Ferner gibt es in einer radialen Richtung von innen nach außen gesehen einen vierten Gitterstrebenring 64, der sich in radialer Richtung nach außen hin an den dritten Gitterstrebenring 60 anschließt. Zwischen dem vierten Gitterstrebenring 64 und dem dritten Gitterstrebenring 60 sind die zweiten Gitterstreben 42 beispielsweise alle 15° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 angeordnet. Entsprechend sind 24 zweite Gitterstreben 42 zwischen dem vierten Gitterstrebenring 64 und dem dritten Gitterstrebenring 60 angeordnet. Daher sind zwischen dem vierten Gitterstrebenring 64 und dem dritten Gitterstrebenring 60 insgesamt 24 Durchlässe 66 gebildet. Die zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem vierten Gitterstrebenring 64 und dem dritten Gitterstrebenring 60 sind jedoch in dem gleichen Winkel in der Umfangsrichtung um die Achse 44 gesehen wie der Startpositionswinkel 57 der zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 angeordnet. Der vierte Gitterstrebenring 64 weist einen Innendurchmesser von 46,85 mm und einen Außendurchmesser von 48,45 mm auf. Jeder Durchlass 66 zwischen dem vierten Gitterstrebenring 64 und dem dritten Gitterstrebenring 60 weist dadurch eine durchströmbare Fläche 26,0 mm² auf.Further, in a radial direction seen from inside to outside there is a fourth lattice strut ring 64 extending in the radial direction outwardly to the third lattice strut ring 60 followed. Between the fourth lattice strut ring 64 and the third lattice strut ring 60 are the second grid pursuit 42 for example every 15 ° in the circumferential direction about the axis 44 arranged. Corresponding 24 second grid struts 42 between the fourth lattice strut ring 64 and the third lattice strut ring 60 arranged. Therefore, between the fourth lattice strut ring 64 and the third lattice strut ring 60 all in all 24 passages 66 educated. The second lattice struts 42 between the fourth lattice strut ring 64 and the third lattice strut ring 60 however, are at the same angle in the circumferential direction about the axis 44 seen as the starting position angle 57 the second lattice struts 42 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 arranged. The fourth lattice strut ring 64 has an inner diameter of 46.85 mm and an outer diameter of 48.45 mm. Every passage 66 between the fourth lattice strut ring 64 and the third lattice strut ring 60 thereby has a flow-through surface 26.0 mm ² .

Ferner gibt es in einer radialen Richtung von innen nach außen gesehen einen fünften Gitterstrebenring 68, der sich in radialer Richtung nach außen hin an den vierten Gitterstrebenring 64 anschließt. Zwischen dem fünften Gitterstrebenring 68 und dem vierten Gitterstrebenring 64 sind die zweiten Gitterstreben 42 beispielsweise alle 15° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 angeordnet. Entsprechend sind 24 zweite Gitterstreben 42 zwischen dem fünften Gitterstrebenring 68 und dem vierten Gitterstrebenring 64 angeordnet. Daher sind zwischen dem fünften Gitterstrebenring 68 und dem vierten Gitterstrebenring 64 insgesamt 24 Durchlässe 70 gebildet. Die zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem fünften Gitterstrebenring 68 und dem vierten Gitterstrebenring 64 sind jedoch in einem Winkel von 7,5 ° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 gesehen von der Startwinkelposition 57 der zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 versetzt angeordnet. Der fünfte Gitterstrebenring 68 weist einen Innendurchmesser von 59,80 mm und einen Außendurchmesser von 61,40 mm auf. Jeder Durchlass 70 zwischen dem fünften Gitterstrebenring 68 und dem vierten Gitterstrebenring 64 weist dadurch eine durchströmbare Fläche 35,7 mm² auf.Further, in a radial direction seen from inside to outside there is a fifth lattice strut ring 68 extending in the radial direction outwardly to the fourth lattice strut ring 64 followed. Between the fifth lattice strut ring 68 and the fourth lattice strut ring 64 are the second lattice struts 42 for example every 15 ° in the circumferential direction about the axis 44 arranged. Corresponding 24 second grid struts 42 between the fifth lattice strut ring 68 and the fourth lattice strut ring 64 arranged. Therefore, between the fifth lattice strut ring 68 and the fourth lattice strut ring 64 all in all 24 passages 70 educated. The second lattice struts 42 between the fifth lattice strut ring 68 and the fourth lattice strut ring 64 however, are at an angle of 7.5 ° in the circumferential direction about the axis 44 seen from the starting angle position 57 the second lattice struts 42 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 staggered. The fifth lattice strut ring 68 has an inner diameter of 59.80 mm and an outer diameter of 61.40 mm. Every passage 70 between the fifth lattice strut ring 68 and the fourth lattice strut ring 64 thereby has a flow-through surface 35.7 mm ² .

Ferner gibt es in einer radialen Richtung von innen nach außen gesehen einen sechsten Gitterstrebenring 72, der sich in radialer Richtung nach außen hin an den fünften Gitterstrebenring 68 anschließt. Zwischen dem sechsten Gitterstrebenring 72 und dem fünften Gitterstrebenring 68 sind die zweiten Gitterstreben 42 beispielsweise alle 15° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 angeordnet. Entsprechend sind 24 zweite Gitterstreben 42 zwischen dem sechsten Gitterstrebenring 72 und dem fünften Gitterstrebenring 68 angeordnet. Daher sind zwischen dem sechsten Gitterstrebenring 72 und dem fünften Gitterstrebenring 68 insgesamt 24 Durchlässe 74 gebildet. Die zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem sechsten Gitterstrebenring 72 und dem fünften Gitterstrebenring 68 sind jedoch in dem gleichen Winkel in der Umfangsrichtung um die Achse 44 gesehen wie der Startpositionswinkel 57 der zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 angeordnet. Der sechste Gitterstrebenring 72 weist einen Innendurchmesser von 72,55 mm und einen Außendurchmesser von 74,35 mm auf. Jeder Durchlass 74 zwischen dem sechsten Gitterstrebenring 72 und dem fünften Gitterstrebenring 68 weist dadurch eine durchströmbare Fläche 45,3 mm² auf.Furthermore, in a radial direction, as seen from the inside to the outside, there is a sixth lattice strut ring 72 extending in the radial direction outwardly to the fifth lattice strut ring 68 followed. Between the sixth lattice strut ring 72 and the fifth lattice strut ring 68 are the second lattice struts 42 for example every 15 ° in the circumferential direction about the axis 44 arranged. Corresponding 24 second grid struts 42 between the sixth lattice strut ring 72 and the fifth lattice strut ring 68 arranged. Therefore, between the sixth lattice strut ring 72 and the fifth lattice strut ring 68 all in all 24 passages 74 educated. The second lattice struts 42 between the sixth lattice strut ring 72 and the fifth lattice strut ring 68 however, are at the same angle in the circumferential direction about the axis 44 seen as the starting position angle 57 the second lattice struts 42 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 arranged. The sixth lattice strut ring 72 has an inside diameter of 72.55 mm and an outside diameter of 74.35 mm. Every passage 74 between the sixth lattice strut ring 72 and the fifth lattice strut ring 68 thereby has a flow-through surface 45.3 mm ² .

Schließlich gibt es in einer radialen Richtung von innen nach außen gesehen einen siebten Gitterstrebenring 76, der sich in radialer Richtung nach außen hin an den sechsten Gitterstrebenring 72 anschließt. Zwischen dem siebten Gitterstrebenring 76 und dem sechsten Gitterstrebenring 72 sind die zweiten Gitterstreben 42 beispielsweise alle 15° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 angeordnet. Entsprechend sind 24 zweite Gitterstreben 42 zwischen dem siebten Gitterstrebenring 76 und dem sechsten Gitterstrebenring 72 angeordnet. Daher sind zwischen dem siebten Gitterstrebenring 76 und dem sechsten Gitterstrebenring 72 insgesamt 24 Durchlässe 78 gebildet. Die zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem siebten Gitterstrebenring 76 und dem sechsten Gitterstrebenring 72 sind jedoch in einem Winkel von 7,5 ° in der Umfangsrichtung um die Achse 44 gesehen von der Startwinkelposition 57 der zweiten Gitterstreben 42 zwischen dem ersten Gitterstrebenring 52 und dem zweiten Gitterstrebenring 56 versetzt angeordnet. Der siebte Gitterstrebenring 76 weist einen Innendurchmesser von 85,70 mm und einen Außendurchmesser von 87,30 mm auf. Jeder Durchlass 78 zwischen dem siebten Gitterstrebenring 76 und dem sechsten Gitterstrebenring 72 weist dadurch eine durchströmbare Fläche 54,9 mm² auf. Der siebte Gitterstrebenring 76 kann zugleich den Gitterrand 46 bilden.Finally, as seen from the inside to the outside in a radial direction, there is a seventh lattice strut ring 76 extending in the radial direction outwardly to the sixth lattice strut ring 72 followed. Between the seventh lattice strut ring 76 and the sixth lattice strut ring 72 are the second lattice struts 42 for example every 15 ° in the circumferential direction about the axis 44 arranged. Corresponding 24 second grid struts 42 between the seventh lattice strut ring 76 and the sixth lattice strut ring 72 arranged. Therefore, between the seventh lattice strut ring 76 and the sixth lattice strut ring 72 all in all 24 passages 78 educated. The second lattice struts 42 between the seventh lattice strut ring 76 and the sixth lattice strut ring 72 however, are at an angle of 7.5 ° in the circumferential direction about the axis 44 seen from the starting angle position 57 the second lattice struts 42 between the first lattice strut ring 52 and the second lattice strut ring 56 staggered. The seventh lattice strut ring 76 has an inner diameter of 85.70 mm and an outer diameter of 87.30 mm. Every passage 78 between the seventh lattice strut ring 76 and the sixth lattice strut ring 72 thereby has a flow-through surface 54.9 mm ² . The seventh lattice strut ring 76 can at the same time the lattice edge 46 form.

Die Gitterstrebenringe 48 können anstelle der oben beschriebenen exakt koaxialen Anordnung auch exzentrisch zu der Achse 44 angeordnet sein. Durch das erfindungsgemäße Gitter 34 mit der besonderen Ausbildung der Gitterstreben 36, dass immer drei Gitterstreben 36 sich in einem gemeinsamen Kreuzungspunkt schneiden, ergibt sich eine minimierte lokale Störung. Da ferner die Mitte des Gitters 34, d.h. die Fläche innerhalb des ersten Gitterstrebenrings 52, ohne Gitterstreben 36 vorgesehen ist, ergibt sich eine Kreisfläche. Dies führt zu einem geringeren Signalrauschen.The grid strut rings 48 may also be eccentric to the axis instead of the exact coaxial arrangement described above 44 be arranged. By the grid according to the invention 34 with the special design of the lattice struts 36 that always three lattice struts 36 intersect at a common crossing point, results in a minimized local disturbance. Furthermore, as the middle of the grid 34 ie the area inside the first lattice strut ring 52 , without lattice struts 36 is provided, resulting in a circular area. This leads to a lower signal noise.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007060046 A1 [0006]
DE 102007055193 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pp. 146-148 [0002]

Claims

Sensor arrangement ( 10 ) for determining at least one flow characteristic of one having a main flow direction ( 12 ) flowing fluid medium, in particular an intake air mass of an internal combustion engine, wherein the sensor arrangement ( 10 ) one in a flow tube ( 22 ) arranged plug-in sensor ( 18 ) with a sensor ( 14 ) for determining the flow characteristic of the fluid medium and at least one in the main flow direction ( 12 ) upstream of the plug-in sensor ( 18 ) arranged grid ( 34 ), wherein the grid ( 34 ) Grid struts ( 36 . 40 . 42 ), which at several connection points ( 38 ) are interconnected, characterized in that the grid struts ( 36 . 40 . 42 ) are arranged such that at each of the plurality of connection points ( 38 ) a maximum of three lattice struts ( 36 . 40 . 42 ) are interconnected.

Sensor arrangement ( 10 ) according to the preceding claim, wherein the grid ( 34 ) is circular and has an outer grid edge ( 46 ) having.

Sensor arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the lattice struts ( 36 . 40 . 42 ) are arranged so that they between passages ( 50 . 54 . 58 . 62 . 66 . 70 . 74 . 78 ) form.

Sensor arrangement ( 10 ) according to one of the two preceding claims, wherein the grid ( 34 ) an axis ( 44 ) by its center, wherein the lattice struts ( 36 . 40 . 42 ) first grid struts ( 40 ) and second grid struts ( 42 ), wherein the first grid struts 40 ) are arranged so that they at least one lattice strut ring ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) around the axis ( 44 ) formed by the outer lattice edge ( 46 ) by means of the second lattice struts ( 46 ) is spaced.

Sensor arrangement ( 10 ) according to the preceding claim, wherein the first grid struts ( 40 ) multiple lattice strut rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ), which are arranged coaxially to each other and by means of the second lattice struts ( 42 ) are spaced from each other.

Sensor arrangement ( 10 ) according to the preceding claim, wherein the first grid struts ( 40 ) and the second grid struts ( 42 ) are arranged so that they between the lattice struts rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) Passages ( 50 . 54 . 58 . 62 . 66 . 70 . 74 . 78 ) formed between two adjacent lattice strut rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) are distributed uniformly in the circumferential direction.

Sensor arrangement ( 10 ) according to one of the two preceding claims, wherein the first grid struts ( 40 ) and the second grid struts ( 42 ) are arranged so that they between the lattice struts rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) Passages ( 50 . 54 . 58 . 62 . 66 . 70 . 74 . 78 ), wherein the second grid struts ( 42 ) between three adjacent lattice strut rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) are arranged so that the second grid struts ( 42 ) between a first lattice strut ring ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) and a second lattice strut ring ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) offset to the second grid struts ( 42 ) between the second lattice strut ring ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) and the third lattice strut ring ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) are.

Sensor arrangement ( 10 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the second lattice struts ( 42 ) in the radial direction to the lattice strut rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ).

Sensor arrangement ( 10 ) according to one of claims 4 to 8, wherein the lattice strut rings ( 48 . 52 . 56 . 60 . 64 . 68 . 72 . 76 ) eccentric to the axis ( 44 ) are arranged.

Sensor arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the lattice struts ( 36 . 40 . 42 ) have a thickness of 0.5 mm to 1.0 mm, preferably 0.6 mm to 0.9 mm and more preferably 0.8 mm