DE3303885A1 - Vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums - Google Patents

Description

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ROBERT BQSGI GMBH, TOOO Stuttgart 1

Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Vorrichtung bekannt, bei der der Hitzdraht von einem Ende zum anderen jeweils nur einmal mit jedem Stützpunkt in Berührung kommt, Hierdurch ist eine relativ große Bauweise der Vorrichtung gegeben.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Vorrichtung sehr klein bauend ausgebildet ist, so daß sie auch in sehr kleinen Strömungsquerschnitten untergebracht werden kann, bei hoher Meßempfindlichkeit.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Hitzdrahtwindungen mitein-

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ander zu verdrillen. Vorteilhaft ist es ebenfalls, die Hitzdrahtwindungen mit einer gemeinsamen Schutzschicht zu ummanteln.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.■Es zeigen Figur 1 eine schaltungsmäßige Darstellung einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums, Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-IlI in Figur 2, Figur k einen·Schnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 3, Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums, Figur 6 eine Teildarstellung miteinander verdrillter Hitzdrahtwicklungen in geändertem Maßstab nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend Figur 5·

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Figur 1 ist mit 1 ein Strömungsquerschnitt, beispielsweise ein Luftansaugrohr einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, gezeigt, durch welchen in Richtung der Pfeile 2 ein Medium, beispielsweise die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft strömt. In dem Strömungsquerschnitt 1 befindet sich beispielsweise als Teil einer Vorrichtung zur Messung der Masse des strömenden Mediums ein temperaturabhängiger Meßwiderstand 3, z.B. ein Hitzdraht, der von der Ausgangsgröße eines Reglers durchflossen wird und gleichzeitig die Eingangsgröße für den Regler liefert. Die Temperatur des temperaturabhängigen Meß-

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Widerstandes 3 wird von dem Regler auf einen festen Wert, der über der mittleren Mediumtemperatur liegt, eingeregelt, nimmt nun die Strömungsgeschwindigkeit, d.h. die pro Zeiteinheit fließende Mediummasae mit einem Durchflußwert Q zu, so kühlt sich der temperaturabhängige Meßwiderstand 3 stärker ab. Diese Abkühlung wird an den Eingang des Reglers zurückgemeldet, so daß dieser seine Ausgangsgröße so erhöht, daß sich wiederum der festgelegte Temperaturwert an dem temperaturabhängigen Meßwiderstand 3 einstellt. Die Ausgangsgröße dee Reglers regelt die Temperatur des temperaturabhängigen Meßwiderstandes 3 bei Änderungen des Durchflußwertes Q des Mediums jeweils auf den vorbestimmten Wert ein und stellt gleichzeitig ein Maß für die strömende Mediummasse dar, das als.Durchflußmeßwert U- beispielsweise einem

Zumeßkreis einer Brennkraftmaschine zur Anpassung der erforderlichen Kraftstoffmasse an die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmasse zugeführt werden kann.

Der temperaturabhängige Meßwiderstand 3 ist in einer Widerstandsmeßschaltung, beispielsweise einer Brückenschaltung, angeordnet und bildet mit einem Referenzwiderstand k zusammen einen ersten Brückenzweig, dem ein aus den beiden festen Widerständen 5 und 6 aufgebauter zweiter Brückenzweig parallel geschaltet ist. Zwischen den Widerständen 3 und k befindet sich der Abgriffspunkt 7 und zwischen den Widerständen 5 und 6 der Abgriffspunkt 8. Die beiden Brückenzweige sind in den Punkten 9 und 10 parallel geschaltet. Die «wischen den Punkten 7 und 8 auftretende DiagonalspannuJsg der Brücke ist dem Eingang eines Verstärkers 11 zugeleitet» an dessen Ausgangsklemmen die Punkte 9 und 10 angeschlossen sind, so daß seine Ausgangsgröße die Brücke mit Betriebsspannung bzw. mit Betriebsstrom versorgt. Der gleichzeitig als Stellgröße

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dienende Durchflußmeßwert U-, ist zwischen den Klemmen

12 und 13 abnehmbar, wie angedeutet.

Der temperaturabhängige Meßwiderstand 3 wird durch d-en ihn durchfließenden Strom aufgeheizt bis zu einem "Wert, bei dem die Eingangsspannung des Verstärkers 11, die Brükkendiagonalspannung, Hull wird oder einen vorgegebenen Wert annimmt. Aus dem Ausgang des Verstärkers 11 fließt dabei ein bestimmter Strom in die Brückeaschaltung. Verändert sich infolge von Massenänderungen Q des ,strömenden Me diums die Temperatur des temperaturabhängigen Meßwiderstandes 3» so ändert sich die Spannung an der Brückendiagonale und der Verstärker 11 regelt die Brückenspeisespannung bzw. den .Brückenstrom auf einen Wert, für den die Brücke wieder abgeglichen ode_:r in vorgegebener Weise verstimmt ist. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 11, die Stellgröße U_, stellt ebenso wie der Strom im temperaturabhängigen Meßwiderstand 3 einen Durshflußmeßwert für die strömende Mediummasae dar, beispielsweise der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse und kann einem elektronischen Steuergerät 29 eingegeben werden, das beispielsweise mindestens ein Kraftstoffeinspritzventil 30 ansteuert.

Zur Kompensation des Einflusses der Temperatur des Mediums auf das Meßergebnis kann es zweckmäßig sein, einen von dem Medium umströmten zweiten temperaturabhängigen Widerstand 1^ in den zweiten Brückenzweig zu schalten. Dabei ist die Größe der Widerstände 5, 6" und lh so zu wählen, daß die Verlustleistung des temperaturabhängigen Widerstandes 14, die durch den ihn durchfließenden Zweigstrom erzeugt wird, so gering ist, daß sich die Temperatur dieses Widerstandes 1k praktisch nicht mit den Änderungen

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der Brüekenspannung verändert, sondern stets der Temperatur des vor "beiströmenden Mediums entspricht.

Der Referenzwiderstand k ist zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Strömungsqiierschnitt 1 angeordnet, da dann die Verlustwärme des Referenzwiderstandes k durch das strömende Medium abgeführt werden kann.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums ist vereinfacht ein Trägerkörper 16 dargestellt, der grundsätzlich jeden Querschnitt aufweisen kann, beispielsweise eckig, rund, oval sein kann. An dem Trägerkörpe? 16 sind beispielsweise aus Draht gefertigte Stützpunkte 17s 18 w.i"t Abs-tand zueinander befestigt, die dem Trägerkörper i6 abgewandt je ein hakenförmiges Ende 19> 20 aufweisen Erfindungsgemäß ist der Hitzdraht 3 mit einer elektrisch isolierenden d&nnen Schicht ummantelt und mit seinem einen Ende 21 an dent hakenförmigen Ende 19 elektrisch leitend befestigt, beispielsweise verlötet. Von dem Ende 21 wird der Hitzdraht 3 nun zum hakenförmigen Ende 20 geführt und dort, dieses umgreifend, umgeleitet, um erneut zum hakenförmigen Ende 19 zurückgeführt zu werden und von diesem ebenfalls wieder umgeleitet erneut zum hakenförmigen Ende 20, an dem das andere Ende 22 des Hitzdrahtes elektrisch leitend befestigt, beispielsweise verlötet wird. Der Hitzdraht 3 wird somit zwischen seinen beiden Enden 21, 22 in Form einer Wicklung um die hakenförmigen Ende 19, 20 geführt. Die Anzahl der Windungen des Hitzdrahtes 3 um die hakenförmigen Enden 19, 20 richtet sich dabei jeweils nach den Bedürfnissen der Meßvorrichtung. Als Hitzdraht 3 kann ein dünner Platindraht mit einem Durchmesser von ca. 30 bis 70 ,um dienen, der mit einer Isolierschicht von ca.

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1 bis 2 /um, beispielsweise aus Glas, versehen ist. Die hakenförmigen Enden 19» 20 können je einen Führungsbereich 23, 2k- aufweisen, der dazu dient, die Hitzdrahtwicklungen 3 dicht zueinander zu bündeln. Wie in Figur 3 dargestellt ist, können hierfür zweckmäßigerweise die hakenförmigen Enden 19, 20 zur gleichen Seite aus der Ebene durch die Befestigungspunkte der Stutzpunkte 17» 18 an dem Trägerkörper 16 herausgeschwenkt sein. Außerdem sollen die Drahtabschnitte der Stützpunkte 17» 18 beiderseits der Führungsbereiche 23, 2k unter einem Winkel zueinander verlaufen-. Entsprechend der Darstellung in Figur k können die zu einem Bündel zusammengefaßten Hitzdrahtwindungen 3 durch eine gemeinsame Schutzschicht 25» die beispielsweise ebettf&lls aus Glas ausgebildet sein kann, ummantelt sein. Die Schutzschicht 25 soll aus einem Material bestehen,;das möglichst jede Ver-schmutzung und Ablagerung vermeidet. Die Stützpunkte 17» 18 sind zweckmäßigerweise aus elektrisch leitendem Material gefertigt und dienen als elektrische Anschlüsse des Hitzdrahtes 3.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind ebenfalls an einem Trägerkörper 16 zwei Stützpunkte 17» 18 befestigt, wobei der Stützpunkt 17 das hakenförmige Ende 19 und der Stützpunkt 18 das hakenförmige Ende 20 aufweist. Das hakenförmige Ende 20 ist durch eine Öffnung 26 des Stützpunktes 18 gesteckt und in diesem drehbar gelagert. Entsprechend der Ausbildung nach Figur 2 iät der mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehene Hitzdraht 3 mit seinem einen Ende 21 an dem hakenförmigen Ende 19 elektrisch leitend befestigt und dann in Form einer Wicklung zum hakenförmigen Ende 20 geführt und von dort zurück zum hakenförmigen Ende 19 und weiter zurück zum hakenförmigen Ende 20, mit dem sein anderes Ende 22 elektrisch leitend

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verbunden ist. Der Hitzdraht 3 kann natürlich noch eine größere Wicklungszahl zwischen seinen Enden 21 und 22 um die hakenförmigen Enden 19» 20 aufweisen. Wie in Figur 6 dargestellt ist, können die Hitzdrahtwicklungen 3 miteinander dadurch verdrillt werden, daß das hakenförmige Ende 20 in der öffnung 26 in gewünschter Weise verdreht wird. Ist die Verdrillung der Hitzdrahtwicklung 3 ausreichend, so kann das hakenförmige Ende 20 in der Öffnung 2.6 des Stützpunktes 18 festgelegt werden, beispielsweise verlötet oder verklebt werden. Die verdrillte Hitzdrahtwicklung 3 kann nun entsprechend der Darstellung in Figur k ebenfalls mit einer gemeinsamen, Ablagerungen abweisenden Schutzschicht 25 ummantelt werden.

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Claims (1)

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   ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

   Ansprüche

   Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums, insbesondere zur Messung der Ansaugluftmasse von Brennkraftmaschinen, mit einer elektronischen Regelschaltung und einem als Hitzdraht ausgebildeten und in der Mediumströmung angeordneten temperaturabhängigen Meßwiderstand, der an mit hakenförmigen Enden versehenen Stützpunkten geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht (3) mit einer elektrisch isolierenden dünnen Schicht ummantelt ist und seine beiden Enden (21, 22) mit je einem anderen der Stützpunkte (1Ts T8) elektrisch leitend verbunden sind und der Hitzdraht (3) zwischen seinen beiden End.en (21, 22) in Form einer Wicklung um die Stützpunkte (17, 18) geführt ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hakenförmigen Enden (19> 20) der Stützpunkte (17» 18) so gestaltet sind, daß sie mit einem Führungsbereich (23, 2k) die Hitzdrahtwindungen (3) dicht zueinander bündeln.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzdrahtwindungen (3) mit einer gemeinsamen Schutzschicht (25) ummantelt sind.

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   k. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hakenförmige Ende (20) mindestens eines der Stützpunkte (18) drehbar im Stützpunkt (18) gelagert ist und durch Drehung dieses drehbar gelagerten hakenförmigen Endes (20) die Hitzdrahtwindungen (3) miteinander verdrillt sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verdrillten Hitzdrahtwindungen (3) mit einer gemeinsamen Schutzschicht (25) ummantelt sind..,