DE1963988B2 - Strömungstaster - Google Patents

Description

schreitet die Durchflußrate einen unteren vorgegebenen Wert, schließt der Durchflußwächter wieder und der Stromkreis wird unterbrochen. In den beiden wegmäßig und druckmäßig relativ großen Drosselbereichen ist die Durchflußrate jeweils konstant Der bekannte Durchflußwächter arbeitet in den beiden Drosselbereichen praktisch statisch. Kurzzeitige Dnikkänderungen und Strömungsänderungen werden nicht erfaßt

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Strömungstaster der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Strömungs- oder Druckimpuls abgetastet werden können, und daß die genaue Impulslänge auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten genau bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst

Der erfindungsgemäße Strömungstaste'- ist in der Lage, Strömungs- oder Druckimpulse in pulsierenden Fluidsystemen sehr genau abzutasten, unabhängig von der Impulsfrequenz oder der Strömungsmenge bzw. der Druckhöhe. Mit hoher Genauigkeit sind der Anfang und das Ende jedes Impulses feststellbar. Die den Strömungsimpulsen proportionalen vom erfindungsgemäßen Strömungstaster erzeugten Signale können daher dazu verwendet werden, die verschiedensten Auswertegeräte zu steuern, wie Stroboskoplampe^ Tachometer und Oszillografen in entsprechenden Überwachungsund Service-Einrichtungen. Der erfindungsgemäße Strömungstaster benötigt keine aufwendigen Bauteile und ist daher kostenmäßig zu fertigen und zudem zuverlässig im Betrieb.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Strömungstasters gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 eine Vorderansicht einer im Strömungstaster nach F i g. 1 eingesetzten Vorrichtung und

Fig.3 eine grafische Darstellung von dem Strömungstaster gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Signalen.

Die F i g. 1 zeigt einen Strömungstaster für Fluide, insbesondere Flüssigkeiten, der Signale in Abhängigkeit von Strömungsimpulsen eines pulsierenden Fluidstromes erzeugt. Der Strömungstaster weist ein Gehäuse 10 auf mit einem größeren becherförmigen Teil 12, das mit einem Innengewinde 14 versehen ist, sowie mit einem zweiten Teil 16, das in das Teil 12 eingesetzt ist und das eine Schulter 22 aufweist. Zwischen einer äußeren Fläche 20 des Teiles 16 und dem Gewinde 14 ist ein ringförmiger Raum belassen, in den eine Hülse 18 mit Gewinde einschraubbar ist. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist die Hülse 18 gegen die Schulter 22 des Teiles 16 schraubbar, wodurch die Teile des Gehäuses 10 zusammengehalten werden.

Die Teile 12 und 16 des Gehäuses weisen Kammern 24 bzw. 26 größeren Durchmessers auf, die einen Hohlraum 28 bilden. Die Kammer 26 steht mit einem Strömungseinlaßkanal 30 in Verbindung, der wiederum mittels eines Anschlußstückes 32 an tine Strömungsmittelquelle anschließbar ist, die beispielsweise die Druckseite einer Brennstoffeinspritzpumpe einer Verbrennungskraftmaschine sein kann. Eine Ausgangsleitung 34, die z. B. zu einer Brennstoffeinspritzdüse der Maschine führen kann, steht mit der Kammer 24 in Verbindung und ist durch eine Aufwalzung 36 fest in das Ende des Gehäuses eingesetzt

Eine Platte 38 ist zwischen dem Teil 16 des Gehäuses und einer in dem Teil 12 gebildeten Schulter 40 angeordnet und trennt die beiden Kammern 24 und 26. Aus den Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, daß die Platte 38 flach und etwa rund ausgebildet ist Sie ist aus einem elektrisch leitenden Material (z. B. Metall) hergestellt Am Rand der Platte ist eine Lasche 42 angebracht Die Lasche erstreckt sich durch eineöffnung 44 im Teil 12 des Gehäuses, ragt über das Äußere des Gehäuses hinaus und bildet einen elektrischen Anschluß. Die Platte 38 ist beidseitig durch Isolierscheiben 46 gegenüber dem Gehäuse 10 elektrisch isoliert ausgebildet In der Platte ist eine zentrale öffnung 48 ausgebildet, die mit dem Strömungseinlaßkanal 30 und der Brennstoffleitung 34 fluchtet. In der öffnung ist ein Kontaktstift 50 verschieblich angeordnet An der Platte ist auslaßseitig eine Führungsbuchse 52 angebracht, in der der Kontaktstift verschieblich gelagert ist Mehrere radial und im Abstand um die Führungsbuchse 52 herum angeordnete Durchlässe 54 verbinden die beiden Kammern 24 und 25.

Der Kontaktstift 50 besteht aus einem langen zylindrischen Stift 56, der mit einem Ende in der Führungsbuchse 52 gelagert ist und an seinem anderen Ende einen elektrisch leitenden ICopf 58 aufweist Der Kontaktstift ist von einer Wendelfeder 60 umgeben, die zwischen der Platte 38 und dem ICopf 58 angeordnet ist und die den Kopf normalerweise schneidenartig gegen die Wandung 62 eines trichterförmig ausgebildeten, die Kammer 26 mit dem Strömungseinlaßkanal 30 verbindenden Kanals drückt und normalerweise die Verbindung zwischen dem Strömungseinlaßkanal 30 und der Kammer 26 verschließt.

Wenn kein Fluid fließt oder kein Strömungsdruck vorhanden ist, drückt die Wendelfeder 60 den Kopf 58 gegen die Wandung 62, wie gestrichelt in der F i g. 1 angedeutet ist. In dieser Stellung ist eine elektrische Verbindung über den Anschluß 42, die Platte 38, die Wendelfeder 60, den Kopf 58, der in Massekontakt mit der Wandung 62 steht, und dem Teil 16 des Gehäuses zur Masse hin gebildet. Tritt ein Strömungsimpuls auf, so überwindet der Strömungsdruck die Vorspannung der Feder 60 und bewegt den Kopf 58 in der Zeichnung nach links in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage. In dieser Lage ist der Kopf 58 außer Kontakt mit

so der Wandung 62, und die zuvor beschriebene elektrische Verbindung ist unterbrochen. In dieser Offenstellung fließt das Fluid außen um den Kopf herum, wie das durch Pfeile in F i g. 1 dargestellt ist, ferner durch die Kammer 26, die Durchlässe 54 in der Platte 38, die Kammer 24 in die Auslaßleitung 34.

In Fig.3 ist ein typisches Oszillografenbild der Signale dargestellt, die durch Strömungstaster gemäß obiger Beschreibung erzeugt werden, die in den Einspritzdüsenleitungen eines Vierzylindermotors eingebaut sind. Jedes Signal entspricht einem Strömungsimpuls einer der Einspritzdüsen eines Zylinders. Fällt der Brennstoffströmungsimpuls ab, geht der Kopf 58 in Anlage an die Wandung 62 und schließt den Kreis zwl:chen dem Anschluß 42 und dem Teil 16 des

b5 Gehäuses. Tritt ein Brennstoffimpuls am Kopf 58 auf, so hebt der Kopf ab, und der Kreis wird unterbrochen. Ist der Kreis unterbrochen, so steigt die Spannung auf dem Oszillografen schlagartig bis auf den Wert A an und

bleibt konstant über die Dauer des Impulses. Fällt der Brennstoffströmungsimpuls ab, so legt sich der Kopf wieder an die Wandung 62 an aufgrund der Kraft der Feder 60, und der Kreis wird wieder geschlossen. (Punkt B des Schirmbildes des Oszillografen.) Die Länge des Impulses ist AB. Hierdurch kann die Dauer der Brennstoffströmungsimpulse für jede Einspritzdüse sehr einfach und genau gemessen werden und die Dauer der Impulse für jede Düse können sehr einfach verglichen werden. Außerdem können auch Beginn und Ende jedes

Impulses festgestellt und für den Fall, daß der Druck in der Brennstoffleitung bekannt ist, zusätzlich die Brennstoffmengen, die pro Impuls zugeführt werden, ermittelt werden.

Außer zur Überwachung von Fluidströmen allgemein und von Brennstoffströmen für Verbrennungskraftmaschinen im besonderen kann der Strömungstaster noch zu anderen Zwecken eingesetzt werden, beispielsweise zur Steuerung von Stroboskoplampen und Tachometern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: (50) normalerweise schneidartig, die Mündung des Einlaßkanales abdeckend, anliegt

1. Strömungstaster mit einem Gehäuse, in dem ein Hohlraum gebildet ist, und zwei elektrischen Anschlüssen, mit einem Strömungseinlaßkanal und einem Strömungsauslaßkanal, die über den Hohlraum miteinander in Verbindung stehen, mit einem ersten verschieblich geführten Kontaktteil, der normalerweise an einem zweiten Kontaktteil gegen Strömungsrichtung vorgespannt anliegt und der bei einem bestimmten Strömungsdruck gegen die Vorspannung vom zweiten Kontaktteil abhebt und den Strömungsfluß vom Einlaß zum Auslaß zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10) eine gegenüber dem Gehäuse isolierte elektrisch leitende mit einem der elektrischen Anschlüsse verbundene Vorrichtung (38) angeordnet ist, die der Hohlraum (28) in zwei Kammern (24, 26) unterteilt, die über in der Vorrichtung (38) vorgesehene Durchlässe (54) miteinander in Verbindung stehen, daß der erste Kontaktteil einen in der Vorrichtung (38) verschieblich gelagerten im Strömungsfluß liegenden Stift (50) umfaßt, der an einem Ende mit einem elektrisch leitenden Kopf (58) versehen ist, der mit der Vorrichtung (38) in elektrischer Verbindung steht, und daß der zweite Kontaktteil von einem Teil (16) des Gehäuses (10) gebildet wird, in den der Strömungseinlaßkanal (30) mündet, und daß der Strömungseinlaßkanal (30) durch den Kopf (58) verschließbar ist.

2. Strömungstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (38) eine in dem Hohlraum (28) senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnete Platte (38) ist.

3. Strömungstaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine elektrische Anschluß von einem aus dem Gehäuse (10) herausgeführten Teil (42) der Platte (38) gebildet wird.

4. Strömungstaster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (38) eine mit dem Strömungseinlaßkanal (30) fluchtend ausgerichtete Buchse (52) aufweist, in der der Stift (50) verschieblich gelagert ist.

5. Strömungstaster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Kopf (58) einen größeren Durchmesser aufweist als der Stift (50).

6. Strömungstaster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (58) eine runde Scheibe oder Platte ist.

7. Strömungstaster nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (60) zwischen der Platte (38) und dem Kopf (58) angeordnet ist, die die elektrische Verbindung zwischen der Platte und dem Kopf herstellt und die den Kopf in Anlage mit dem zweiten Kontaktteil drückt.

8. Strömungstaster n&ch einem der Ansprüche 1,2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (28) einen größeren Querschnitt als der Strömungseinlaßkanal (30) aufweist und daD der Strömungseinlaßkanal (30) und der Hohlraum (28) über einen sich trichterförmig erweiternden Kanal miteinander verbunden sind, dessen Wandung (62) den zweiten Kontaktteil bildet, an dem der Kopf (58) des Stiftes Die Ei findung betrifft einen Strömungstaster gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1
Bei der Einstellung von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere mit Brennstoffeinspritzung, ist die Messung und Überwachung des pulsierenden Stromes des Brennstoffes von großer Bedeutung, um die genaue zeitliche Länge jedes Brennstoffstromimpulses, sowie den Beginn und das Ende dieses Impulses relativ zu der jeweiligen Stellung der Kurbelwelle des Motors zu bestimmen. Die bisher bekannten Einrichtungen sind zu grob, um genaue Ergebnisse liefern zu können, ferner erweisen sie sich insbesondere bei hohen Motordrehzahlen und demgemäß erhöhter Brennstoffeinspritzfrequenz als unbrauchbar.

Durch die US-PS 30 56 298 ist ein elektrischer druckabhängiger Meßfühler bekannt geworden, bei dem ein beweglich geführter Stift durch druckabhängige Auslenkung einer Membran einen Stromkreis schließt und öffnet Der Schalter wird nicht vom Strömungsmittel durchflossen. Der Stift ist in Offen-Stellung vorgespannt, derart daß die Membran von einem bestimmte« Druckschwellwert ab den Stift in Schließstellung bewegt, wobei die Auslenkung so träge

gehalten ist, daß kurzzeitige Änderungen ausgemittelt werden. Diese bekannte Vorrichtung ist nur zur Messung statischer Druckverhältnisse ausgelegt und vermag kurzzeitige Änderungen des Druckes oder des Strömungsverhaltens nicht anzuzeigen.

Durch die US-PS 20 41 198 ist ein stromdurchflossenes Druckregelventil bekannt geworden, bei dem ein in Offenstellung vorgespannter Stift den Durchströmungskanal ausgangsseitig schließt, wenn der eingangsseitige Druck eine bestimmte durch die Vorspannung gegebene Druckschwelle überschreitet. Dem Stift vorgeschaltet ist ein Drosselglied in Form einer Schraube, das den Einfluß von Druckschwankungen, insbesondere kurzzeitigen Änderungen, verhindert. Dieses Druckregelventil ist zur Überwachung statischer Druckverhältnisse ausgelegt, ein dynamischer Betrieb ist nicht möglich; kurzzeitige Druckänderungen und Strömungsänderungen werden nicht registriert.

Durch die DE-AS 12 03 970 ist ein Durchflußwächter, insbesondere für Schmieranlagen, bekannt, bei dem ein in Schließstellung mittels Feder vorgespanntes Drosselelement einen Durchströmungskanaj eingangsseitig in einer ersten Drosselstellung öffnet, wenn der eingangsseitige Schmiermitteldruck eine bestimmte durch die Vorspannung gegebene üruckschwelle überschreitet.

Der Ausgang ist stets offen. Gleichzeitig wird ein mit dem Drosselelement in Wirkverbindung stehender und mit diesem längsverschieblicher leitender Federteller gegen einen vorgespannten Kontaktstift gedrückt, wodurch ein Stromkreis über Anschlußklemmen ge-

M) schlossen wird. Der Stromfluß zeigt dann den einwandfreien Schmiermittelfluß an. Bei Erhöhung des Eingangsdruckes über einen bestimmten Wert hinaus wird das Drosselelement in eine zweite Drosselstellung unter Verschiebung des Kontaktstiftes bewegt, in der

h5 die Drosselwirkung geringer ist und in der ein maximaler Schmiermittelfluß einstellbar ist. Es sind also mit Hilfe dieses bekannten Durchflußwächters zwei unterschiedliche Durchflußraten realisierbar. Unter-