DE2809455C2

DE2809455C2 -

Info

Publication number: DE2809455C2
Application number: DE2809455A
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart De Romann; Udo Ing.(Grad.) 7073 Lorch De Hafner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-03-04
Filing date: 1978-03-04
Publication date: 1987-05-27
Also published as: DE2809455A1; US4299125A; FR2418925B1; FR2418925A1; SE444987B; GB1586424A; BR7901246A; SE7901865L; JPS54125060A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Einrichtung bekannt (DE-OS 21 51 774), bei der als temperaturabhängiger Widerstand ein Hitzdraht verwendet wird, dessen Enden der einzelnen Drahtabschnitte in einem Ring jeweils fest und straff eingespannt sind. Infolge der in einem Kraftfahrzeug auftretenden Temperaturwechsel treten dabei aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Ring und Hitzdraht unerwünschte Brüche des Hitzdrahtes auf, deren Ursache in Zug- und Druckspannungen liegt, die zusätzlich auch noch dann auftreten, wenn der Hitzdraht kurzzeitig auf hohe Temperaturen erhitzt und zum Glühen gebracht wird, um an seiner Oberfläche fest gesetzte Rückstände abzubrennen. Dabei kann der Hitzdraht an seinen Enden nicht ausweichen und es kommt zu einer Ausknick- und Tor sionsverformung im mittleren Bereich des Hitzdrahtes, die letztend lich einen Bruch nach sich zieht. Bei einer anderen bekannten ein richtung (DE-PS 3 49 209) wird ein nicht als Hitzdraht ausgebildeter Widerstandsdraht schleifenförmig über einen Ring und eine Stange ge führt und wird daran durch Schlitze gehalten.

Bekannt ist auch eine Einrichtung (DE-AS 10 93 569), bei der ein Hitzdraht zwischen seinen Endstützpunkten über federnde Haken ge führt wird, die ständig eine Spannung auf den Hitzdraht ausüben.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Luft mengenmessung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der Be schädigungen des Hitzdrahtes durch Temperaturänderungen der Umgebung und durch die Betriebsweise des Hitzdrahtes ausgeschlossen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Anspruches 1 gelöst. Die lose Führung des Hitzdrahtes über den mindestens einen mittleren Stützpunkt erlaubt eine spannungs freie Bewegung des Hitzdrahtes gegenüber diesen Stützpunkten bei un terschiedlichen Wärmedehnungen, so daß diese nicht zu einer Zerstö rung des Hitzdrahtes führen. Vorteilhaft ist weiterhin, daß der Draht relativ einfach gelagert werden kann, so daß die Einrichtung zur Luftmengenmessung einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Sondenring mit einem V-förmig gespannten Hitzdraht in der Vorder- und in der Seitenansicht,

Fig. 2 die detaillierte Darstellung der Befestigung von Stützpunkten in dem Sondenring und

Fig. 3 ein Ausführungs beispiel eines Stützpunktes zur Führung des Hitzdrahtes.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Sondenring 10 dargestellt. Dieser Sondenring ist mit drei Stützpunkten 11, 12 und 13 versehen. Mit Hilfe der Sondenstützpunkte 11, 12, 13 ist ein Hitzdraht 14 V-förmig ausgespannt. Dabei ist der Hitzdraht 14 mit seinen Enden nur an den beiden Stützpunkten 12 und 13 befestigt, während er über dem dritten Stützpunkt 11, der hakenförmig ausgebildet ist, nur lose geführt ist.

Der Hitzdraht ist zweckmäßigerweise aus Platin hergestellt. Der Sondenring 10, welcher als Träger für den Hitzdraht 14 dient, ist mit seinem Wärmeausdehnungskoeffizient auf den Wärmeausdehnungskoeffizient des Hitzdrahtes 14 abgestimmt, so daß durch Wärmedehnung bedingte Längenänderungen des Drahtes bzw. des Sondenringes 10 keinerlei Zug- oder Druckspannungen in dem Draht 14 hervorrufen, sondern durch Abstandsänderungen zwischen den Stützpunkten 11, 12, 13 ausgeglichen werden.

Die zug- und druckspannungsfreie Einspannung des Hitzdrahtes ist außerordentlich wichtig, wenn der Hitzdraht beispielsweise als Luftmengenmesser im Ansaugrohr eines Kraftfahrzeuges ver wendet werden soll. Der dabei zu berücksichtigende Temperatur hub beträgt üblicherweise -30°C bis +120°C. Hinzu kommt vielfach noch eine weitere Temperaturänderung, die durch die Betriebsweise des Hitzdrahtes 14 bedingt ist. Vielfach wird der Hitzdraht noch auf eine hohe Temperatur erhitzt und zum Glühen gebracht, damit an seiner Oberfläche sich festsetzende Rückstände abgebrannt werden können. Auch diese kurzzeitige Erhöhung der Temperatur führt zu Längenänderungen des Drahtes, die bei einer starren Einspannung des Drahtes zu Zug- und Druckspannungen führen könnten.

Durch die V-förmige Ausspannung und die Anpassung der Wärme ausdehnungskoeffizienten des Sondenringes 10 und des Hitz drahtes 14 ist eine Einleitung von Zug- oder Druckspannungen in dem Hitzdraht 14 ausgeschlossen. Zweckmäßigerweise ist der Sondenring 10 bei einem aus Platin bestehenden Hitzdraht 14 aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt, deren Wärme ausdehnungskoeffizient etwa dem von Platin entspricht. Es ist auch möglich, den Sondenring aus Glas, insbesondere aus sogenanntem Platin-Glas herzustellen. Auch der Wärmeaus dehnungskoeffizient dieses Glases entspricht weitgehend dem des Platindrahtes, so daß keinerlei Zug- oder Druckspannungen bei Temperaturänderungen in den Hitzdraht 14 eingeleitet wer den können, sondern Längenänderungen des Hitzdrahts 14 durch Abstandsänderungen der auf dem Sondenring 10 angebrachten Stützpunkte 11, 12, 13 ausgeglichen werden.

In Fig. 2 ist die Halterung des Hitzdrahtes 14 noch einmal deutlich dargestellt. Wenn der Sondenring 10 beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht, müssen wenigstens zwei der Stützpunkte 11, 12 bzw. 13 elektrisch von dem Sonden ring isoliert sein. Wie aus der oberen Befestigungsstelle in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Stützpunkt 13 über einen Isolationseinsatz 15 in den Sondenring 10 eingelötet. Bei 16 ist eine Lötschicht angedeutet. An der unteren Befesti gungsstelle, in der der Stützpunkt 11 dargestellt ist, ist zu erkennen, daß ein Stützpunkt direkt mit dem Sondenring 10 verbunden werden kann, d. h. direkt in dem Sondenring 10 befestigt werden kann. Die Stützpunkte 11, 12, 13 können so angeordnet sein, daß der Hitzdraht 14 innerhalb des Sonden ringes 10 ausgespannt ist. Zweckmäßigerweise sind jedoch die Stützpunkte 11, 12 und 13 so abgebogen und ragen so über die Stirnfläche des Sondenringes 10 hinaus, daß der Hitz draht 14 außerhalb des Sondenringes 10 gespannt werden kann. Dies hat fertigungstechnische Vorteile.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des mittleren Stützpunktes für den Hitzdraht 14 dargestellt. Der mittlere Stützpunkt, über den der Hitzdraht 14 nur lose geführt ist, trägt eine Isolationsschicht 17, die beispielsweise aus Glas besteht. In der Glasschicht ist eine Einschnürung 18 zur besseren Führung des Hitzdrahts 14 vorhanden. Die besondere Führung des Hitzdrahts 14 ist deshalb besonders zweckmäßig, weil hierdurch die Meßgenauigkeit der Einrich tung zur Luftmengenmessung erhöht werden kann. Der Um schlingungswinkel des Hitzdrahts 14 kann sich aufgrund von Pulsationen der vorbeiströmenden Luft ändern. Falls kein Isoliermaterial für die Führung des Hitzdrahts 14 ver wendet würde, könnte je nach Umschlingungwinkel dem Hitz draht 14 in dem entsprechenden Bereich ein unterschied lich großer Widerstand parallelgeschaltet werden, der bei verschiedenen Anwendungsfällen zu einer unerwünschten Verfälschung des Meßergebnisses führen könnte. Durch die Verwendung der Isolationsschicht 17 auf dem mittleren Stützpunkt treten keine Parallelwiderstände auf, so daß das gewünschte Meßergebnis außerordentlich genau ist.

Mit der beschriebenen Aufhängung des Hitzdrahtes ist es möglich, durch Wärmedehnung bedingte Längenänderungen des Hitzdrahtes 10 soweit auszugleichen, daß keinerlei Zug- oder Druckspannungen in den Hitzdraht eingeleitet werden, so daß eine lange Betriebsdauer der Einrichtung zur Luft mengenmessung gewährleistet ist.

Claims

1. Einrichtung zur Luftmengenmessung, insbesondere zur Messung der Ansaugluftmenge von Brennkraftmaschinen, mit einem im Luftstrom an geordneten Hitzdraht als temperaturabhängigem Widerstand, dessen Temperatur und/oder Widerstand in Abhängigkeit von der Luftmenge ge regelt wird, indem die Stellgröße ein Maß für die Ansaugluftmenge ist und mit einem Sondenring, der wenigstens drei Stützpunkte auf weist, zwischen denen der Hitzdraht derart ausgespannt ist, daß die nebeneinander liegenden Drahtabschnitte unter einem Winkel zueinan der verlaufen, wobei der Hitzdraht an den den Drahtenden zugeordne ten Stützpunkten befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der min destens eine zwischen den den Drahtenden zugeordneten Stützpunkten (12, 13) liegende mittlere Stützpunkt (11) hakenförmig ausgebildet und der Hitzdraht (14) lose über den mindestens einen mittleren Stützpunkt (11) geführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Stützpunkt (11) wenigstens teilweise aus Iso liermaterial besteht, über das der Hitzdraht (14) geführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützpunkte (11, 12, 13) über eine Stirnfläche des Son denringes (10) hinausragen und der Hitzdraht (14) außerhalb des Sondenringes (10) gespannt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hitzdraht (14) von Stützpunkten (11 bzw. 12 bzw. 13) gehalten wird, der über Isoliereinsätze (15) in dem aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Sondenring (10) insbeson dere durch Einlöten befestigt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht (14) aus Platin besteht und von Stützpunkten (11 bzw. 12 bzw. 13) gehalten wird, die in einem Sondenring (10) aus Glas, insbesondere aus sogenann tem Platin-Glas eingeschmolzen sind.