DE3108838A1

DE3108838A1 - Durchflussmesser mit einem fluegelrad

Info

Publication number: DE3108838A1
Application number: DE19813108838
Authority: DE
Inventors: Hugo 6000 Frankfurt Tippmann; Karl-Heinz Werkmann
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1981-03-09
Publication date: 1982-09-23

Description

Durchflussmesser mit einem Flügelrad
Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchflussmesser mit einem Flügelrad, welches in einem Hauptströmungs kanal drehbar gelagert ist, und welcher einen BVpass-Strömungskanal hat, in dem eine Reguliereinrichtung mit einem den Strömungsquerschnitt drosselnden Stellglied vorgesehen ist. Ein solcher Durchflussmesser ist beispielsweise in dem Buch "Zur Technik der Mengen und Durchflussmessung von Flüssigkeitenu von Adalbert Fs Orlicek und Fritz L. Reuther, R. Oldenburg-Verlag, München-Wien 1971, auf der Seite 103 in Bild 2/55 dargestellt.
Bei dem vorhekannten Durchflussmesser dient der Bypass-Strömungskanal mit der Reguliereinrichtung zur Eichung, Mit der Reguliereinrichtung wird der Volumenstrom im Bypass-Strömungskana1 verändert, so daß sich die Drehzahl der Flügelrades und damit auch der Meßwert bei konstantem Volumenstrom durch den Durchflussmesser ändert.
Durchflussmesseinrichtungen werden in Kraftfahrzeugen vielfach eingesetzt, um den Kraftstoffverbrauch zu messen. Obgleich dieser allgemein in 1/ loo km angegeben und Kraftstoff literweise verkauft wird, müßte für den Verbrauch eigentlich die Kraftstoffmasse pro Zeiteinheit oder pro zurückgelegter Distanz bestimmt werden, also beispielsweise kg / loo km, denn für den Verbrauch eines Kraftfahrzeugs ist nicht das Kraftstoffvolumen, sondern der Energiegehalt des Kraftstoffes pro Masseneinheit entscheidend. Mißt ein Durchflussmesser nur das durchfließende Volumen, so wird bei hohen Temperaturen ein zu hoher Verbrauch angezeigt, da infolge der Ausdehnung des Kraftstoffes volumenmäßig mehr Kraftstoff pro Zeiteinheit fliesen muß, um eine gleiche Energiemenge zu liefern wie bei niedrigeren Temperaturen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflussmesser der eingangs genannten Art zu entwickeln, welcher einen von Temperatureinflüsaen unabhängigen Meßwert für den Massenfluß liefert und welcher sich deshalb besonders für die Kraftstoffverbrauchsmessung bei Kraftfahrzeugen eignet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Durchflussmessers wird mit steigenden Temperaturen der freie Querschnitt des Bypass-StrFmungskenals größer, so daß mehr Flüssigkeit durch den Durchflussmesser strömen kann, ohne daß die Drehzahl des Flügelrades sich erhöhe , und ohne daß dadurch der Meßwert sich verändert.
Dadurch kann bei dem erfindungsgemäßen Durchflussmesser zum Beispiel bei Vergaserkraftstoff die Volumenaus dehnung von einem Prozent pro Ici CeaR;us Temperatur anstieg kompensflcrt werden. Deshalb liefert der erfindungsgemäße Durchflussmesser sehr genaue Werte für den Kraftstoffverbrauch.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Da bei ihr das Stellglied und das Dehnungselement in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden können eignet sich diese Ausführungsform besonders, wenn Durchflussmesser nachträglich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Temperaturkompensation versehen werden sollen.
Die im Anspruch 3 angegehene Ausführungsform der Erfindung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil bei ihr das Stellglied zugleich Dehnungselement ist. Deshalb spricht das Stellglied besonders schnell auf Temperaturänderungen des strömenden Mediums an so daß sich der Strömungsquerschnitt des Bypass-Btrömungskanals rasch den veränderten Temperaturen des strömenden Mediums anpaßt.
Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten zu. Zwei davon sind schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß gestalteten Durchflussmesser, Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Reguliereinrichtung d;s Durchflussmessers gemäß Figur 2, Figur 3 eine zweite Ausführungsform einer Reguliereinrichtung für einen Durchflussmesser im Längsschnitt, Figur 4 die Anordnung gemSE Figur 3 im Querschnitt.
Die Figur 1 zeigt im Querschnitt ein Gehäuse 1 des er-.findungsgemäßen Durchflussmessers. Hinter einem Einlaß 2 wird das einströmende Medium auf einen Hauptströmungskanal 3 und einen Bypass-Strömungskanal 4 verteilt. Im Hauptströmungskanal 3 ist ein Flügelrad 5 angeordnet; welches durch den Volumenstrom im Hauptströmungskanal 3 in Rotation versetzt wird und dadurch den Meßwert liefert. Hinter dem Flügelrad 5 vereinen sich der Hauptströmungskanal 3 und der Bypass-Strömungskanal 4 wieder, so daß ein gemeinsamer Volumenstrom über einen Auslaß 6 den Durchflussmesser verlassen kann.
Im Gehause 1 ist eine Reguliereinrichtung 7 vorgesehen, welche den Strömungsquerschnitt des Bypass-Strömungskanals 4 zu drosseln vermag. Diese Reguliereinrichtung 7 wird im folgenden unter Einbeziehung der Figur 2 näher beschrieben. Wie Figur 2 zeigt, hat die Reguliereinrichtung 7 in einem Gehäuse 8 als Stellglied einen Bolzen 9 mit einem gehäuseinnenseitigen Kopf 1o. Eine Schraubenfeder 11 ist einerseits innen in Gehäuse 8, andererseits gegen den Kopf 10 abgestützt, so daB-der Bolzen 9 die Tendenz hat, sich durch die Kraft der Schraubenfeder' 11 in das Gehäuse 8 hinein zu bewegen.
Gegen den Kopf 1o liegen auf der der Schraubenfeder 11 gegenüberliegenden Seite tellerförmige Bimetallelemente 12 an. Diese sind so gestaltet, daß sie bei zunehmender Temperatur flacher werden. Nach oben hin ist das Gehäuse 8 durch einen Deckel 13 mit einem Schlitz 14 verschlossen.
Der beschriebene Durchflussmesser wirkt sie folgte Durch den Volumanstrom im Hauptströmungskanal 3 wird das Flügelrad 5 angetrieben, welches einen Meßwert erzeugt. Dadurch, daß die Reguliereinrichtung 7 mehr oder minder weit in den Eypass-Strömungsk3na1 4 ge schraubt wird, kann bei konstanter Temperatur der durch den Bypass-Strömungakanal strömende Volumenstrom eingestellt werden, so daß auf diese Weise eine Eichung des Durchflussmessers möglich ist0 Steigt die Temperatur an, so werden die Bimetallelemente 12 flacher. Dadurch ist die Schraubenfeder II in der Lage, den Bolzen 9 in der Zeichnung gesehen nach oben zu verschieben. Das hat zur Folge, daß der freie Querschnitt des Bypass-Strömungskanals 4 zunimmt und ein größerer Volumenstrom durch den Bypassströmungskanal gelangt. Auf diese Weise ist der Gesamtdurchfluss im Durchflussmesser größer, ohne daß die Drehzahl des Flügelrades 5 ansteigt und damit ohne daß ein höherer Meßwert erzeugt wird.
Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 ist der Bypass-Strömungakanal im Querschnitt rechteckig.
Ein Bimetallstreifen 15 ist schräg in den Bypaß Strömungskanal 4 angeordnet und sperrt den Bypass-Strömungskanal 4 in der eingezeichneten Stellung.
Der Bimetallstreifen 15 ist so gestaltet, daß er sich bei Erwärmung nach oben hin krümmt und damit den Querschnitt des Bypass-Strömungskanals 4 zunehmend freigibt. Eine Stellschraube 16 dient dazu, die Grundstellung des Bimetallstreifens 15 im Bypass-Strömungskanal 4 veränderbar zu machen, so daß der Durchflussmesser geeicht werden kann.
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Claims

Patentansprüche Durchflussmesser mit einem Flügelrad, welches in einem Hauptströmungskanal drehbar gelagert ist, und welcher einen Bypass-Stromungskana1 hat, in dem eine Reguliereinrichtung mit einem den Strömungsquerschnitt drosselnden Stellglied vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellglied (Bolzen 9 Bimetallstreifen 15) ein dieses mit zunehmender Temperatur in Offenrichtung bewegendes Dehnungselement (Bimetallelement 12, Bimetallstreifen 15) zugeordnet ist.
2. Durchflussmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein radial in den Bypass-Strömungskanal (4) ve;rschieblicher Bolzen (9) ist, welcher mittels einer Schraubenfeder (11) nach außen aus dem Bypass-Strömungskanal (4) heraus vorgespannt ist, und daß auf dem dem Bypass-Strömungskanal (4) abgewandten Ende des Bolzens (9) tellerförmige Bimetallelemente (12) abgestützt sind, welche bei sinkender Temperatur sich stärker krümmen.
3. Durchflussmesser nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Strömungskanal (4) im Bereich des Stellgliedes rechteckigen Querschnitt hat, und daß das Stellglied ein schräg in den Bypass-Strömungskanal (4) befestigter, rechteckiger Bimetallstreifen (15) ist, welcher sich mit abhehmender Temperatur zunehmend bis in eine den Bypass-Strfimungskanal (4) sperrende Stellung krümmt, und daß weiterhin eine auf den Bimetallstreifen (15) schraubbare Stellschraube (15) vorgesehen ist.