DE1963988A1

DE1963988A1 - Stroemungstaster

Info

Publication number: DE1963988A1
Application number: DE19691963988
Authority: DE
Inventors: Clauson Arthur D
Original assignee: Sun Electric Corp
Current assignee: Sun Electric Corp
Priority date: 1968-12-30
Filing date: 1969-12-20
Publication date: 1970-07-09
Also published as: FR2027355A1; DE1963988B2; GB1284920A; USRE27713E; DE1963988C3; US3548133A

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungstaster. Sie betrifft insbesondere einen Schalter oder Wandler, der die Strömung eines Pluidums abtastet und insbesondere auf die Impulse eines pulsierenden Fluidums wie beispielsweise Brennstoff anspricht und Signale entsprechend diesen Impulsen erzeugt.

Bei der Arbeitstaktgabe und Einstellung von Verbrennungamaschinen insbesondere mit Brennstoffeinspritzung ist es äußerst wünschenswert, den pulsierenden Fluß von Brennstoff in die Brennstoffeinspritzleitung genau festzustellen, um genau die zeitliche Länge jedes Impulses wie auch den Einleitungszeitpunkt für jeden Impuls relativ zu der Kurbelwelle des Motors zu bestimmen. In der Vergangenheit sind die verschiedensten Einrichtungen verwendet worden, um solche Strömungscharakteristiken zu messen. Solche bekannten

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Einrichtungen waren jedoch grob und in der Verwendung zeitaufwendig und außerdem nicht in der Lage, genaue Ergebnisse zu liefern. In einigen Fällen waren sie unbrauchbar, insbesondere dann, wenn Messungen bei relativ hohen Motordrehzahlen und erhöhter Brennstoffeinspritzfrequenz durchgeführt werden sollten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse, in dem ein Hohlraum gebildet ist und das ein Paar elektrischer Anschlußklemmen aufweist, durch ein elektrisch leitendes Trennmittel, das den Hohlraum in eine erste und eine zweite Kammer trennt, die miteinander in Verbindung stehen, durch einen ersten Kanal, der mit einer der Kammern in Verbindung steht, und durch einen zweiten Kanal, der mit der anderen der Kammern in Verbindung steht, um Pluidum in den Hohlraum ein- und aus ihm abzuleiten, und durch einen langgestreckten Stiftkörper, der sich mit dem Trennmittel hin- und herbewegt und ein elektrisch leitendes Ende aufweist, das elektrisch mit dem Trennmittel verbunden und in dem Pluidumsstrom angeordnet ist, wobei das leitende Ende sich normalerweise in einer ersten Stellung in der Nähe des ersten Kanals befindet und den Leitungsweg zwischen den Anschlußklemmen schließt, während es durch die Strömung des Pluidums in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der der Leitungsweg zwischen den Anschlußklemmen geöffnet ist.

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Der erfindungsgemäSe Strömungstaster ist in der lage, 3?luidüms impulse in pulsierenden Fluidumssystemen sehr genau festzustellen und anzuzeigen, ganz gleich, ob die Folgefrequenz der iluiäumsimpulse und/oder die Strömungsmenge des Fluiäums hoch oder niedrig sind. Der erfinäungsgemäße Strömungstaster erzeugt Signale, die dazu verwendet werden können, die verschiedensten Auswertegeräte zu steuern und mitzunehmen, z.B. Stroböskoplampen, Tachometer und Oszilloskops. Die erfindungsgemäße Einrichtung liefert einfach und genau ein Signal, daß den Anfang und das Ende eines Impulses wie auch die Länge des Impulses und das jedem Fluidumsimpuls zugeordnete Volumen angibt. Der erfindungsgemäße Taster ist einfach zu fertigen und zuverlässig im Betrieb sowie billig in der Herstellung. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist ein wirksamer Messerkontakt vorgesehen. Der erfinäungsgemäße Taster kann sehr einfach dazu verwendet werden, die Impulse in einer Brennstoffeinspritzleitung einer Verbrennungsmascbine zu messen, ganz gleich, ob die Maschine mit bober oder niedriger Drehzahl arbeitet. Schließlich können die inneren Elemente des Tasters gemäß einer Weiterbildung sehr einfach umgedreht werden, ohne daß es erforderlich ist, zusätzliche Taster und Gehäuseteile zu verwenden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

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Pig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine bevorzugte

Ausfübrungsform des Strömungstasters gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Trennplatte des Tasters gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 ist eine typische grafische Darstellung von

Signalen, die von dem Taster gemäß der Erfindung erzeugt werden.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Strömungstasters oder -schalters für Fluidum dargestellt, der Signale in Abhängigkeit von Impulsen eines pulsierenden Fluidums erzeugen kann und der gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Taster weist ein Gehäuse 10 auf, das ein größeres tassenförmiges Teil 12 aufweist, das an einem Ende offen und innen mit Gewinde 14 versehen ist, sowie ein zweites Teil 16, das in das offene Ende des Teiles 12 paßt. In den ringförmigen Raum zwischen einer äußeren Fläche 20 des Teiles 16 und dem Gewinde 14 ist eine Hülse 18 mit Gewinde eingeschraubt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Hülse 18 gegen eine Schulter 22 an dem Ende des Teiles 16 geschraubt und hält so das Gehäuse fest zusammen.

Jedes der Teile 12 und 16 des Gehäuses weist Bohrungen 24 und 26 auf, die einen größeren Durchmesser haben, und sind die Teile zusammengebaut, so fluchten die Bohrungen

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miteinander und bilden einen Haupthohlraum 28 innerhalb des Gehäuses. Bohrung 26 steht mit einem Kanal 30 in dem Gehäuse in Verbindung, der wiederum mittels eines Fitting 32 mit einer Fluidumsquelle verbunden werden kann, die beispielsweise die Druckseite einer Brennstoffeinspritzpumpe einer Verbrennungsmaschine mit Brennstoffeinspritzung sein mag. Eine Brennstoffleitung 34 führt zu einer Brennstoffeinspritzdüse der Maschine, steht mit der Bohrung 24 in Verbindung und ist durch eine Aufwalzung 36 fest in das andere Ende des Gehäuses eingesetzt.

Eine Trennplatte 38 liegt zwischen dem Ende des Teiles 16 des Gehäuses und einer in dem Teil 12 gebildeten Schulter 40. Insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, daß die Trennplatte 38 im wesentlichen flach und rund ist. Sie ist aus einem passenden leitenden Material wie beispielsweise einem Metall hergestellt. Eine Anschlußlasche 42 erstreckt sich von einer Kante der Platte aus. Die Anschlußlasche paßt durch eine Öffnung 44 in dem Teil 12 des Gehäuses und erstreckt sich über das Äußere des Gehäuses hinaus und bildet einen elektrischen Anschluß, an dem eine Anschlußleitung des Signalkreises angebracht ist. Die Trennplatte ist elektrisch durch Isolierscheiben 46 auf jeder Seite der Trennplatte gegenüber dem Gehäuse 10 isoliert. In der Trennplatte befindet sich ein zentrales loch 48, das mit dem Kanal 30 und der Brennstoffleitung 34 fluchtet und

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verschieblich einen Kontaktstift 50 hält. Eine Führungsbuchse 52 ist an der Trennplatte stromabwärts von der Fluidumsströmung gehalten, um die Führung des Kontaktstiftes bei seiner Hin- und Herbewegung zu unterstützen. Mehrere, radial und im Abstand um die Führungsbuchse 52 angeordnete löcher 54 sorgen für eine Strömungsverbindung zwischen den Bohrungen 24 und 26.

Der Kontaktstift 50 besteht aus einem langgestreckten zylindrischen Stift 56, der sich mit seinem einen Ende durch die Führungsbuchse 52 erstreckt und an seinem anderen Ende einen vergrößerten leitenden Kopf 58 aufweist. Auf dem Kontaktstift ist zwischen der Trennplatte 38 und dem vergrößerten Kopf 58 eine Wendelfeder 60 gehalten, die den Kopf normalerweise messerkontaktartig gegen eine geneigte Wandung 62 der Bohrung 26 drückt und normalerweise die Verbindung zwischen dem Kanal 30 und der Bohrung 26 schließt.

Bei Abwesenheit eines Fluidumssignals drückt die Wen-P delfeder 60 den vergrößerten Kopf 58 gegen die geneigte Wandung 62, wie das mit gestrich_elten Linien in Fig. 1 angedeutet ist. In dieser Stellung ist eine elektrische Verbindung über die AnschluBlasche 42, die Trennplatte 38, die Wendelfeder 60, den vergrößerten Kopf 58, der in Messerkontakt mit der Wandung 62 steht, und dem Teil 16 des Gehäuses zur Masse hin gebildet. Tritt ein Brennstoffimpuls auf, so überwindet die Strömung den Brück der Wendelfeder und bewegt den vergrößerten Kopf 58 nach linke in die mit

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ausgezogenen Linien dargestellten Lage. In dieser Lage befindet sich der vergrößerte Kopf 58 nicht langer in Eontakt mit der Wandung 62, und die zuvor beschriebene Verbindung ist unterbrochen. In dieser Trennstellung fließt das Fluidum außen um den vergrößerten Kopf, wie das durch Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist, durch die Bohrung 26 in der Trennplatte 38, durch die Bohrung 24 und nach außen durch die Brennstoffleitung 34.

In Fig. 3 ist ein typisches Oszillografenbild der Signale dargestellt, die durch den oben beschriebenen Taster erzeugt werden, der in jeder der Einspritzdiisenleitungen eines Vierzylindermotors eingebaut ist. In der Fig. 3 stellt jede der vier Spannungssp_itzen das Signal dar, das durch die jeweiligen Taster erzeugt ist, die in den Einspritzleitungen des Vierzylindermotors eingebaut sind. Jede der Spannungssp_itzen bedeutet einen Strömungsimpuls einer der Einspritzdüsen eines Zylinders. Bei Abwesenheit des Brennstoffimpulses berührt der Kopf 58 die Wandung 62 und schließt den Kreis zwischen der Anschlußlasche 42 und dem Teil 16 des Gehäuses. Kommt an dem Kopf 58 ein Brennstoffimpuls an, so bebt der Kopf an und der Kreis wird unterbrochen. Ist der Kreis unterbrochen, so steigt die Spannung auf dem Oszillografen plötzlich auf einen Punkt A an und verbleibt bei diesem Wert während der Dauer des Impulses. Endet der Brennstoff impuls, so ruht der Kopf wieder auf der Wandung aufgrund der Kraft der Wendelfeder 60 auf, und der Kreis wird

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wieder geschlossen, wodurch die Darstellung am Punkt B endet. Die Länge des Impulses ist AB. Es ergibt sich ohne weiteres, daß bei Installation des erfindungsgemäßen Tasters in jeder der zu den Einspritzdüsen führenden Brennstoffleitungen des Motors und bei Einspeisung der jeweiligen Signale in das Oszilloskop die Dauer der Brennstoffimpulse zu jeder Einspritzdüse sehr einfach gemessen und die Dauer der Impulse zu jeder Düse sehr einfach verglichen werden können. Eine solche Darstellung ermöglicht nicht nur einen Vergleich der verschiedenen Impulslängen, sondern liefert außerdem eine Anzeige des Beginns und des Endes jedes Impulses für den Pail, daß der Druck in der Brennstoffleitung bekannt ist, eine Anzeige des Brennstoffvolumens, das bei jedem Impuls zugeführt wird.

Wenn auch die vorliegende Erfindung an einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel beschrieben worden ist, da3 die Verwendung bei einem Brennstoffeinspritzsystem in Verbindung mit einem Anzeige -Oszilloskop verdeutlicht, so liegt es doch auf der Hand, daß ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Taster mit gleichen Vorteilen in anderen Fluidumsströmungssystemen verwendet werden kann, und die durch den erfindungsgemäßen Taster erzeugten Signale können auch in Verbindung mit anderen Anzeigeeinrichtungen verwendet werden wie beispielsweise Stroboskoplampen oder Tachometern.

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Claims

Patentansprüche

/ i/ Strömungstaster, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in dem ein Hohlraum gebildet ist und das ein Paar elektrischer Anschlußklemmen aufweist, durch ein elektrisch leitendes Trennmittel, das den Hohlraum in eine erste und eine zweite Kammer trennt, die miteinander in Verbindung stehen, durch einen ersten Kanal, der mit einer der Kammern in Verbindung steht, und durch einen zweiten Kanal, der mit der anderen der Kammern in Verbindung steht, um fluidum in den Hohlraum ein- und aus ihm abzuleiten, und durch einen langgestreckten Stiftkörper, der sich mit dem Trennmittel hin- und herbewegt und ein elektrisch leitendes Ende aufweist, das elektrisch mit dem Trennmittel, verbunden und in dem Fluidumsstrom angeordnet ist, wobei das leitende Ende sich normalerweise in einer ersten Stellung in der Nähe des ersten Kanals befindet und den Lelfcungjv/eg zwischen den Anschlußklemmen schließt, während es durch die Strömung dea Fluidums in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der der leitungsweg zwischen den Anschlußklemmen geöffnet ist.
2. .^fl tr ömungs taster nach Anspruch 1, djy^uj^hj^jcem^^ daß ein Teil dea Gehäuses elektrisch leLtend iat, und daö das Ende des P>tiftkörpera dienen elektrisch Leitenden Tail berührt, wenn sich das End« in der ersten Stellung bö.findet, während ο loh daa üuüo Im Abtitnad von. dam elektrisch

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leitenden Teil des Gehäuses befindet, wenn das Ende in die zweite Stellung bewegt ist, und daß Isoliermittel vorgesehen sind, die die Trennmittel von dem elektrisch leitenden Teil isolieren.
3. Strömungstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennmittel eine Platte aufweisen, die in dem Hohlraum im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluidums angeordnet ist und in der sich eine öffnung befindet, die die beiden Kammern miteinander verbindet.
4. Strömungstaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen aus einem Teil der Platte gebildet sind, das sich aus dem Gehäuse herauserstreckt.
5. Strömungstaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine ringförmige Buchse aufweist, die mit dem ersten Kanal fluchtet und in der der Stiftkörper hin- und herverschieblich gelagert ist.
6. Strömungstaster nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Feder, die sich an dem Trennmittel abstütat und das leitende Ende normalerweise in die erste Stellung drückt.
7. Sbrömungstaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder das elektrioch leitende Ends elektrisch mit dem Trennmittel verbindet.

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8. Strömungstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum einen größeren Querschnitt als der erste Kanal hat und daß die Wandungen des Hohlraumes und des ersten Kanals über eine konische Wandung miteinander verbunden sind, und daß das leitende Ende die konische Wandung in der ersten Stellung uiesserkontaktartig berührt und einen ringförmigen Raum dazwischen bildet, wenn es sich in der zweiten Stellung befindet.
9. Strömungstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum so ausgebildet und angeordnet ist, daß der Stiftkörper in umgekehrter Richtung anbaubar ist, derart, daß sich sein leitendes Ende im Bereich des zweiten Kanals befindet, wenn er sich in seiner ersten Stellung befindet.
10. Strömuagstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü das leitende Ende einen größeren Querschnitt als der übrige Stiftkörper hat.
11. Strömungstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftkörper relativ zu dem Trennmittel hin- und herbeweglich ist.

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BADORIGJNAL

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