DE3229844A1

DE3229844A1 - Vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums und verfahren zur herstellung einer vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums

Info

Publication number: DE3229844A1
Application number: DE19823229844
Authority: DE
Inventors: Jaihind Singh 7143 Vaihingen Sumal
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-08-11
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPS5948620A; US4616506A; JPH0356407B2

Description

32298A4

η δ s

R. ι η

16.7.1982 Kb/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Messung der'Masse eines strömenden Mediums

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums nach der Gattung des Anspruches 1 . Bei de3£ärtigen Vorrichtungen besteht das Problem, den temperä^urabhängigen Widerstand so zu befestigen, daß mögliciist -wenig Wärme über die Halterung abgeführt tfird, um schnelle Ansprechzeiten der Vorrichtung zu gewährleisten. Weiterhin sollte der temperaturabhängige Widerstand möglichst strömungsgünstig in der Mediumströmung angeordnet sein, um Strömungsablösungen und damit verbundenen unervünschten Änderungen in der Meßcharakteristik der Vorrichtung und zu große mechanische Beanspruchungen zu vermeiden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und die erfindungsgemäßen Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen der

Ansprüche 10 und 12 haben demgegenüber den Vorteil, daß die Vorrichtung eine sehr hohe Ansprechgeschvindigkeit auf Änderungen der Mediumströmung hat und der temperaturabhängige Widerstand möglichst strömungsgünstig in der Strömung angeordnet ist.

Die in den Unteransprüchen 2 bis 9» 11 und 13 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung bzw. der in. den Ansprüchen 10 und 12 angegebenen Verfahren .

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Messung einer strömenden Mediummasse, Figur 2 ein zweites Ausfüh rungsbeispiel zur Messung einer strömenden Mediummasse.

Beschreibung der Ausf ührungsbeis.piele

In der Figur 1 ist in einer durch Pfeile 1 gekennzeichneten Mediumströmung, beispielsweise der Ansaugluft im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, mindestens ein temperaturabhängiger Widerstand 2 in Form eines Filmes oder einer Schicht auf einem plattenförmigen Träger 3 aufgebracht angeordnet und dient zur Messung der Masse des strömenden Mediums. Hierfür wird der temperaturabhängige Widerstand 2 durch, eine elektronische Regelschaltung 5 . in bekannter Weise so mit Strom versorgt, daß er eine konstante Temperatur einnimmt. Bei der Verwendung einer derartigen Vorrichtung zur Messung der Ansaugluftmasse

einer Brennkraftmaschine werden an eine derartige Vorrichtung hohe Ansprüche bezüglich der Meßgeschwindigkeit und der Meßgenauigkeit gestellt, da bei rasch wechselnden angesaugten Luftmassen diese Änderungen der Luftmasse durch die Vorrichtung möglichst schnell erfaßt werden müssen, um die zuzuführende Kraftstofffihenge entsprechend anzupassen. Es ist daher zweckmäßig, das Wärmeaufnahme- ""⁶^ vermögen von Träger 3 und tempera⁺urabhängigem Widerstand 2 möglichst klein zu halten und außerdem dafür zu sorgen, daß über die Lagerung von Träger 3 und temperaturabhängigem Widerstand 2 möglichst wenig"""iwärme abgeführt wird, so daß sich eine möglichst kurze Ansprechzeit auf Änderungen der Masse der Mediumströmung ergibt. Gemäß der Erfindung soll deshalb der Träger 3 mit dem temperaturabhängigen Widerstand 2, der beiderseits des, Trägers 3 in Strömungsrichtung 1 verlaufend angeordnet sein lann, duVch starre elektrische Anschlüsse G £n der Strömung gelagert sein. Die elektrischen Anschlüsse 6 stehen mit der elektronischen Regelschaltung 5 in Verbindung. Die elektrischen Anschlüsse 6-können als starre Drähte ausgebildet sein, die durch Befestigungsöffnungen 7 in dem Träger 3 und den Widerstandsschichten 2 ragen und mit den Widerstandsschichten 2 verlötet sind. Die elektrischen Anschlüsse 6 sind q,uer zur Strömungsrichtung 1 verlaufend und parallel zueinander in der Mediumströmung 1, also nicht hintereinander in der Mediumströmung angeordnet und gewährleisten eine möglichst geringe Wärmeabfuhr von Träger 3 und Widerstandsschicht 2. Dem Träger 3 abgewandt sind die elektrischen Anschlüsse 6 in einem Haltekörper 9 befestigt, der beispielsweise als in Strömungsrichtung 1 ausgerichtete Platte gestaltet sein kann.

Die Anordnung des Trägers 3 mit den Widerstandsschichten 2 in einer möglichst strömungsgünstig zu der Strömungs-

- /- -g» R. ί73 Bu

richtung verlaufenden Ebene, wodurch zu große mechanische Beanspruchungen und Strömungsablösungen vermieden werden, die zu Änderungen in der Meßcharakteristik der Vorrichtung führen, ist sehr schwierig. Zur Erzielung einer möglichst strömungsgünstigen Ausrichtung des Trägers 3 und der Widerstandsschichten 2 wird deshalb gemäß der Erfindung das folgende Verfahren vorgeschlagen. Der Trägerkörper 3 und die Widerstandsschichten 2 werden mit durchgehenden Befestigungsöffnungen 7 versehen, die parallel zueinander und zu einer Kante des Trägers 3 verlaufen, wobei der jeweilige Abstand a von der Mittellinie der Befestigungsöffnungen 7 zur Kante 10 jeweils gleich ist. Jeder elektrische Anschluß 6, der einerseits an dem Haltekörper 9 befestigt ist, wird andererseits durch je eine Befestigungsöffnung T geführt und provisorisch mit der Widerstandsschicht 2 verlötet. Nun wird der am Haltekörper 9 mit den elektrischen Anschlüssen β gehaltene Träger 3 vertikal in einer stetigen laminaren Mediumströmung 1 angeordnet und zwar so, daß die elektrischen Anschlüsse 6 parallel zueinander auf gleicher Höhe in der Strömung, also nicht hintereinander in Strömungsrichtung, zu liegen kommen. Jeder elektrische Anschluß β wird nun für sich an eine Stromquelle 11 gelegt und so mit Heizstrom versorgt, daß das Lot an den Befestigungsöffnungen 7 zwischen den Widerstandsschichten 2 und den elektrischen Anschlüssen 6 schmilzt und 3ich der Träger 3 in seine strömungsgünstigste Stellung in der Mediums strömung 1 verdreht. Danach wird der Heizstrom von den Stromquellen 11 zu den elektrischen Anschlüssen 6 unterbrochen und die strömungsgünstigste Stellung des Trägers 3 in der Mediumströmung J durch das Erstarren des Lots an den Befestigungsöffnungen 7 fixiert.

λ .» 1%

■I 1 λ .»

" ^" - 9 R. ι / ä ο Ο

Um eine möglichst hohe 'Stellkraft auf den Träger 3 bei diesem Einstellvorgang zu erhalten ist es zweckmäßig, den von den elektrischen Anschlüssen 6 nach stromaufwärts gerichteten Abschnitt a des Trägers 3 kürzer auszubilden als den nach stromabwärts von den elektrischen Anschlüsse 6 gerichteten Abschnitt b, also die Befestigungsoffnungen 7 mit einem geringeren Abstand zur Kan;e 10 vorzusehen als zur in Strömungs... lchtung zeigenden Kante 12. Die aus aem Träger 3 ragenden, dem Haltekörper 9 angewandten Enden 13 der elektrischen Anschlüsse 6 können in geeigneter Weise entfernt werden, beispielsweise abgeschnitten werden.

Bei dem in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gleichwirkenden Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei wird an jeder Stirnfläche 1k, 15 des plattchenformigen Trägers 3. ein starrer elektrischer Anschluß 6 angeordnet und mit der Widerstandsschicht 2 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise verlötet. Die elektrischen Anschlüsse 6 sind fluchtend zueinander ausgerichtet und haben zur Kante 10 des Trägers 3 einen kleineren Abstand a als den Abstand b zu Kante 12. Die elektrischen Anschlüsse 6 werden nun mit dem daran befestigten Träger 3 in gegenüberliegende Halteöffnungen 16 eines bügeiförmigen Haltekörpers 9 gesteckt, in denen sie drehbar gelagert sind und den Träger in einer vertikalen Lage halten. Danach wird der Träger 3 einer stetigen laminaren Mediumströmung 1 ausgesetzt und nimmt eine strömungsgünstige Stellung ein, die durch Festlegung der elektrischen Anschlüsse 6 In den Halteöffnungen 16 des Haltekörpers 9> beispielsweise durch Verlöten, fixiert wird. Die elektrische Regelung der Widerstandsschichten 2 kann, wie bereits zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 beschrieben durch eine elektronische Regelschaltung erfolgen.

17368

Mit einer geeigneten Markierung an einem "beliebigen Strömungsquerschnitt für den Haltekörper 9 kann nun die Vorrichtung in jeden beliebigen Strömungsq.uerschnitt eingeführt werden, wobei der Träger 3 in seiner strömungsgünstigen Lage zur Strömung ausgerichtet ist, die nicht mehr vertikal sein muß. Durch diese strömungsgünstige Ausrichtung des Trägers 3 werden nicht nur unerwünschte Strömungsablösungen am Träger 3 vermieden sondern auch die mechanischen Kräfte durch die Strömung auf den Träger und die elektrischen Anschlüsse 6 reduziert.

Claims

η . 173 6 3

16,7.1982 Kh/Pi

' BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

AasprSene

Vorrichtung zur Messung, der Masse eines stromenden Mediums mit mindestens einem in einer Strömung des Me- «-ßgeordneten, ja'ls Schicht auf einem Träger aufge-

temperaturafbhängigen Widerstand, dadurch ge- ^, daß d&v Träger (3) mit mindestens einer Widerstandsschicht (2) durch starre elektrische Anschlüsse (6) zur Widerstandsschicht (2) in der Strömuag (1.} lagertar ist».

2, Vorrichtung nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektrische Anschluß (6) durch eine Befestigungsöffnung (7) in'Träger (3) und Widerstandsschicht (2) ragt und mit der Widerstandsschicht (2) verlötet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (6) quer zur Strömung

(1) verlaufend parallel zueinander in der Mediumströmung (l) angeordnet sind.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sich stromaufwärts der elektrischen Anschlüsse (6.) befindliche Abschnitt (a) des Trägers (3) kürzer ist als der sich stromabwärts befindliche Abschnitt (b).

- 2 - R. 179 5 δ

5. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (6) mit ihren-idem Träger (3) angewandten Enden an einem Haltekörper (9) "befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrische Anschlüsse (6) vorgesehen sind, die fluchtend zueinander an je einer Stirnfläche (1^, 15) des Trägers (3) enden und mit der Widersstandsschicht (2) verlötet sind.

T. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (6) quer zur Strömung (1) verlaufend in der Mediumströmung (1) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß der sich stromaufwärts der elektrischen Anschlüsse (6) befindliche Abschnitt (a) des Trägers (3) kurzer ist als der sich stromabwärts befindliche Abschnitt (b).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet»

daß die elektrischen Anschlüsse (6) mit ihltn dem Trä- - ..'■'"'■ ger (3) abgewandten Enden an einem Haltekörper (9) befestigt sind.

10. Verfahren zur Herstellung einer insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildeten Vorrichtung zur Messung der Masse eines stromenden Mediums mit mindestens einem in, e^ner Strömung des Mediums angeordneten, als Schicht auf einem Träger aufgebrachten temperaturabhängigen ,Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verfahrensschritt Träger (3) und Widerstandsschicht (2) mit durchgehenden, parallel zueinander und zu einer Kante (10) des Trägers (3) und

- 3 - H. 1 / 5 ■-> 3

mit gleichem Abstand (a) zu dieser Kante (10) verlaufenden Befestigungsöffnungen (T) versehen werden, in einem weiteren Verfahrensschritt starre elektrische Anschlüsse (6) durch die Befestigungsöffnungen (7) gesteckt werden, in einem weiteren Verfahrensschritt elektrische Anschlüsse (6) und Widerstandsschicht (2) provisorisch miteinander verlötet werden, in einem weiteren Verfahrenssehritt die elektrischen Anschlüsse (6) mit ihren dem Träger (3) angewandten Enden an einem Haltekörper (9) "befestigt werden, in einem weiteren Verfahrensschritt der an dem Haltekörper (9) gelagerte Träger (3) vertikal in einer gleichbleibenden laminaren Mediumsströmung (1) angeordnet wird, in einem folgenden Verfahrensschritt die elektrischen Anschlüsse (6) an je eine Stromquelle (.11) angeschlossen und durch Heizstrom so weit erhitzt werden, daß das Lot zwischen den elektrischen Anschlüssen (6) und der Widerstandsschicht (2) schmilzt und in einem abschließenden Verfahrensschritt der Heizstrom zu den elektrischen Anschlüssen (6) unterbrochen wird.

11, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sieht stromaufwärts der elektrischen Anschlüsse (6) befindliche Abschnitt (a) des Trägers (3) kürzer ist als der sich stromabwärts befindliche Abschnitt (b).

12. Verfahren zur Herstellung einer insbesondere nach einem oder mehreren^Ansprüche 1 und 6 bis 9 ausgebildeten Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums mit mindestens einem in einer Strömung des Mediums angeordneten, als Schicht auf einem Träger aufgebrachten tempaeraturabhängigen Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt an je einer Stirn-

ϊ" / Si M

fläche (1U, 15) zueinander fluchtend je ein starrer elektrischer Anschluß (6) angeordnet und mit der Widerstandsschicht (2) elektrisch leitend verbunden wird, in einem weiteren Verf ahreiisschritt die elektrischen Anschlüsse (6) in gegenüberliegenden Halte- · öffnungen (16) eines Haltekörpers (9) drehbar gela- gert werden j in einem folgenden Verfahrensschritt. der am Haltekörper (9) gelagerte Träger (3) vejetlkdl in einer gleichbleibenden laminaren Mediumströaung (.1 ) angeordnet wird und in einem abschließenden Ve.irfahrenaschritt die elektrischen Anschliilfse (6) in den- Ha^tßöffnungen (16) des Haltekörpers $9) fixiert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekeno3eieh.net , daß der sich stromaufwärts der elektrischen Än.fcl3::lii.s;&e I (6) befindliche Abschnitt (a) des Trägers (3) .Μ'ϊ·;2#γ-^!; Γ ist als der sich stromabwärts befindliche Abschnitt · ("b)» ' '

LUÜ