DE3639349A1 - Vorrichtung zur messung einer gasstroemung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Mes­ sung einer Gasströmung, z.B. einer Luftströmung, in einem Durchflußrohr.

In einem herkömmlichen System für eine Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschine ist eine Vorrichtung oder ein Gerät zur Messung der Luftströmung vorhanden, um eine Kraft­ stoffmenge in Übereinstimmung mit der in die Maschine gesaugten Luftmenge zuzuführen. Derartige Meßvorrichtun­ gen wurden in jüngerer Zeit für Kraftfahrzeuge in einer Flügel-, einer Hitzdraht-, einer Karman′schen Wirbelbau­ art usw. entwickelt und teilweise in praktischen Gebrauch genommen.

Bei der Strömungsmeßvorrichtung der Flügelbauart, wie sie z.B. in der JP-Patent-AS Nr. 12 865/84 offenbart ist, wird ein rechteckiger Flügel (eine Widerstandsplatte), der schwenkbar so gehalten ist, daß er einen Strömungs­ kanal mit rechteckigem Querschnitt durchquert, durch einen durch die Luftströmung hervorgerufenen Druckunter­ schied zwischen der stromauf- sowie stromabwärtigen Seite des rechteckigen Flügels verschwenkt, wodurch die Luft­ strömung aus der Winkelbewegung des Flügels gemessen wer­ den kann.

Wenn jedoch bei der oben geschilderten Strömungsmeßvor­ richtung der Flügelbauart die Luftströmung erhöht wird, so wird der Öffnungsgrad des Flügels vergrößert, so daß eine Projektionskomponente des den Druck aus der Luft­ strömung empfangenden Flügels klein wird. Je größer die Luftströmung wird, desto kleiner wird die von der Luft­ strömung auf den Flügel übertragene Kraft. Deshalb wird in einem Bereich von hoher Luftströmung die Änderung im Öffnungsgrad des Flügels mit Bezug zur Änderung in der Luftströmung, d.h. die Änderung in der Winkelbewegung des Flügels, sehr klein. Es ist demzufolge schwierig, die Meßgenauigkeit im Bereich einer hohen Luftströmung zu steigern.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion muß darüber hin­ aus eine von einem seitlichen Teil des Luftkanals vorra­ gende Sektorkammer vorgesehen werden, um eine auf einer Pulsation der Luftströmung beruhende Vibration des Flü­ gels oder eine auf einer rapiden Änderung in der Luft­ strömung beruhende übermäßige Winkelbewegung des Flügels zu unterdrücken. Eine in der Sektorkammer verschwenkbare Dämpfungsplatte wird mit dem Flügel verbunden, so daß ein durch die Sektorkammer sowie die darin befindliche Dämpfungsplatte hervorgerufener Luftdämpfungseffekt dem Flügel vermittelt wird. Um jedoch einen ausreichenden Luftdämpfungseffekt zu erhalten, ist es nicht ratsam, das Volumen (die Größe) der Sektorkammer übermäßig klein zu halten. Auf Grund der Tatsache, daß die Sektorkammer von einem seitlichen Teil des Luftströmungskanals vor­ ragt, erhält die Meßvorrichtung als Ganzes eine beträcht­ liche Größenabmessung. Das stellt jedoch einen Nachteil in bezug auf den Einbau der Meßvorrichtung im Fahrzeug dar, d.h., die Montageeigenschaften der Vorrichtung sind äußerst mäßig.

Im Hinblick auf die oben herausgestellten Probleme ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Messung einer Gasströmung zu schaffen, die eine zufriedenstellen­ de, den gestellten Anforderungen genügende Meßgenauig­ keit von einem Bereich niedriger Gasströmung bis zu einem Bereich hoher Gasströmung gewährleistet und dabei eine kompakte, gedrängte Bauart aufweist. Vorzugsweise soll diese Meßvorrichtung bei einem Kraftfahrzeug Anwendung finden, so daß die hier geltenden Bedingungen von der Vorrichtung zu erfüllen sind.

Erfindungsgemäß wird ein bewegbares Element in der Strö­ mungsrichtung des dem Meßvorgang unterliegenden Gases im Ansprechen auf die Gasströmung verlagert. Eine mit dem bewegbaren Element verbundene Stange wird in Abhängig­ keit von dessen Bewegung verschoben, wobei der Wert der Verschiebebewegung durch eine Wandlereinrichtung in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, das als ein die zu messende Strömung des Gases kennzeichnendes elektrisches Signal ausgegeben wird. Eine Vibrationsbewegung des beweg­ baren Elements kann hierbei durch die Anlage eines ersten, in oder an dem bewegbaren Element vorgesehenen Zylinders an einem in der Vorrichtung befindlichen Zy­ linder, wobei zwischen den beiden Zylindern ein winziger Spalt oder Zwischenraum vorhanden ist, unterdrückt werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 und 3 Seitenansichten nach den Linien II-II und III-III in der Fig. 1;

Fig. 4 den Längsschnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 1;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 7 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab eines Spalts oder Zwischenraumes in einer weiteren Aus­ führungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 8 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab eines weiteren Spalts oder Zwischenraumes nach der Erfindung;

Fig. 9 bis 14 Teilschnitte in vergrößertem Maßstab von Einrichtungen zur Verhinderung einer Drehung des beweglichen Elements in weiteren Ausführungsfor­ men gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Messung einer in eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs eingesaugten Luft­ strömungsmenge. Ein Luftströmungsrohr 10 bildet einen Teil des Ansaugrohres der (nicht gezeigten) Brennkraft­ maschine. Das Strömungsrohr 10 besteht aus drei Gehäuse­ teilen 100, 200 und 300, von denen jedes einen kreisför­ migen Innenquerschnitt aufweist und die koaxial zueinander angeordnet sind. Innerhalb des Strömungsrohres 10 ist ein Strömungsweg 20 ausgebildet, durch den die Luft in axialer Richtung des Strömungsrohres 10 strömt. Die ein­ zelnen Gehäuseteile sind an jeder Verbindungsstelle dicht miteinander verbunden, um ein Austreten der Luft zu ver­ hindern. Im Fall der Fertigung der einzelnen Gehäuseteile aus Kunstharz, was für die erläuterte Ausführungsform zutrifft, werden diese durch eine Kleb- oder Schmelzhaf­ tung dicht zusammengefügt.

Ein aus Kunstharz bestehendes bewegbares Element 30 ist im Strömungsweg 20 derart angeordnet, daß es entlang der Luftströmung geradlinig zu bewegen ist. Das bewegbare Element 30 ist auf der mit Bezug zur Luftströmungsrich­ tung stromauf gelegenen Seite konvex ausgebildet, wobei die konvexe Fläche eine glatte, gleichförmig gekrümmte Fläche bildet, die mit Bezug zu einer mittigen Achslinie des Strömungsrohres 10 symmetrisch ist.

Das Element 30 ist in dem am weitesten stromauf gelegenen Gehäuseteil 100 bewegbar. Zwischen einer radialen Außen­ kante 31 des bewegbaren Elements 30 und einer Innenumfangs­ wand 110 des Gehäuseteils 100 ist ein ringförmiger Luft­ strömungsdurchtritt (Drosseldurchtritt) bestimmt. Die innere Querschnittsfläche des Gehäuseteils 100 vergrößert sich allmählich zur stromabwärtigen Seite hin innerhalb eines Bewegungsbereichs des Hauptteils des bewegbaren Elements 30, so daß die Fläche des ringförmigen Luftströ­ mungsdurchtritts mit einer Bewegung des Elements 30 zur stromabwärtigen Seite hin vergrößert wird. Darüber hinaus wird der Radius der Innenumfangsfläche 110 so bestimmt, daß die Größe in der Bewegung des Elements 30 einer vor­ bestimmten funktionellen Beziehung mit der Zunahme oder Abnahme der ringförmigen Fläche des Luftströmungsdurch­ tritts unterliegt.

Ein Anschlag 120 ist am stromaufwärts gelegenen Einlaß in das Gehäuseteil 100 angeordnet und bestimmt die am weitesten stromaufwärtige Lage des bewegbaren Elements 30, d.h. eine Lage des Elements 30, bei der der Luftströ­ mungsdurchtritt minimal (im wesentlichen Null) ist. Der Anschlag 120 besteht aus drei Rippen 121, die mit der Innenumfangsfläche 110 des Gehäuseteils 100 einstückig ausgebildet sind und sich von dieser Fläche radial einwärts erstrecken (s. Fig. 2). Wenn sich das bewegbare Element 30 in seiner gänzlichen Schließlage befindet, dann stößt ein auf der mittigen Achse des Gehäuseteils 100 liegender Scheitelpunkt des Elements 30 gegen den Anschlag 120. In diesem Fall kann an der Anschlagfläche des Anschlags 120, gegen die das bewegbare Element 30 stößt, ein elasti­ sches Teil aus Gummi od. dgl. angeordnet sein, so daß der bei einem Anstoßen des Elements 30 gegen den Anschlag 120 hervorgerufene Stoß gedämpft wird. Jede der Rippen 121 hat einen stromlinienförmigen Querschnitt, um eine Turbulenz der Luftströmung zu verhindern.

Im Gehäuseteil 100 ist des weiteren ein das bewegbare Element 30 im Strömungsweg 20 umgehender Kanal 130 ausge­ bildet. Eine Bypass-Schraube 131 ist in dem Umgehungskan­ nal 130 hin- und herbewegbar angeordnet, um die Umgehungs­ luftströmung durch den Kanal 130 einzuregeln. Im einzelnen ist an einem Teil der Innenumfangswand des Umgehungska­ nals 130 ein Gewindeabschnitt 132 ausgebildet, in dem die Bypass-Schraube 131 dadurch eine Drehung im oder ent­ gegen dem Uhrzeigersinn hin- und herbewegt wird. Zwischen die Bypass-Schraube 131 und die Innenumfangswand des Um­ gehungskanals 130 ist ein O-Ring 133 eingesetzt, der den Gewindeabschnitt 132 abdichtet. Durch Einstellen der durch den Umgehungskanal 130 strömenden Luftmenge mit Hilfe der Bypass-Schraube 131 kann ein der Brennkraftmaschine zuzuführendes Luft/Kraftstoffverhältnis des Gemischs wäh­ rend des Leerlaufzustands der Maschine in geeigneter Weise festgelegt werden.

Das bewegbare Element 30 ist einstückig mit einem äußeren Zylinderteil 32, das in stromabwärtiger Richtung längs der Luftströmung vorragt und einen Außendurchmesser hat, der geringer ist als der Durchmesser der radialen Außenkante 31, und mit einem innerhalb des äußeren Zylinderteils 32 koaxial zu diesem angeordneten inneren Zylinderteil 33 versehen. Die beiden Zylinderteile 32 und 33 sind ko­ axial zum Gehäuseteil 100 angeordnet und an ihrem strom­ aufwärtigen Ende durch das bewegbare Element 30 verschlos­ sen sowie an ihrem stromabwärtigen Ende offen.

Am bewegbaren Teil 30 ist eine in stromabwärtiger Rich­ tung sich erstreckende, zum Gehäuseteil 100 koaxiale Stange 40 fest angebracht.

Innerhalb des Gehäuseteils 200 sind mit diesem einstückig vier Rippen 220, die sich von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuseteils 200 radial einwärts erstrecken (s. Fig. 3), ein von den Rippen 220 abgestützter Zylinderabschnitt 230 mit großem Durchmesser, ein Zwischen-Zylinderabschnitt 240 innerhalb des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durch­ messer und ein vom Zwischen-Zylinderabschnitt 240 umschlos­ sener Zylinderabschnitt 250 mit kleinem Durchmesser ausge­ bildet. Diese drei Zylinderabschnitte 230, 240 und 250 sind im Gehäuseteil 200 koaxial angeordnet. Der Innendurch­ messer des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durchmesser ist etwas größer als der Außendurchmesser des äußeren Zylinderteils 32 des bewegbaren Elements 30. Der Außen­ durchmesser des Zwischen-Zylinderabschnitts 240 ist etwas geringer als der Innendurchmesser des äußeren Zylinderteils 32 des bewegbaren Elements 30, während der Innendurch­ messer des Zylinderabschnitts 240 etwas größer ist als der Außendurchmesser des inneren Zylinderteils des beweg­ baren Elements 30. Ferner ist der Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 250 mit kleinem Durchmesser etwas ge­ ringer als der Innendurchmesser des inneren Zylinderteils 33 des bewegbaren Elements 30.

Die Stange 40 durchsetzt den hohlen Teil des Zylinderab­ schnitts 250 mit kleinem Durchmesser auf dessen Achse. Zwei Sätze von Lagern 41 und 42, z.B. von Kugellagern, sind innerhalb einer an der Innenwand des Zylinderab­ schnitts 250 befestigten Halterung 43 gehalten. Die Stange 40 wird von einer Lagereinrichtung 140, die die Lager 41 und 42, die Halterung 43 sowie den Zylinderabschnitt 250 mit kleinem Durchmesser umfaßt, axial bewegbar abge­ stützt. In der Lagereinrichtung liegen die Lager 41 und 42 innerhalb der Halterung 43 in Reihe und werden durch eine zwischen sie eingefügte Feder 44 auseinandergedrückt. Das Lager 41 ist mit einer Stirnwand der Halterung 43, das Lager 42 ist mit einem an der Halterung 43 befestig­ ten Ring 45 in Anlage.

Das äußere Zylinderteil 32 kann innerhalb des Zylinder­ abschnitts 230 mit großem Durchmesser teleskopartig ver­ schoben werden, wozu zwischen diesen Teilen ein geeigne­ ter Umfangsspalt C, d.h. ein winziger oder feiner Zwi­ schenraum, vorgesehen ist. Das äußere Zylinderteil 32 ist im Zylinderabschnitt 230 im Ansprechen auf die Bewe­ gung des bewegbaren Elements 30 aus seiner gänzlichen Schließlage zu einer gänzlichen Offenlage bewegbar. Ein stromab gelegener Teil des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durchmesser ist gegenüber dem Strömungsweg 20 durch eine Abschlußhaube 310, die im Gehäuseteil 300 einstückig ausgebildet ist, abgedichtet. Demzufolge ist der vom Zy­ linderabschnitt 230 mit großem Durchmesser und dem äußeren Zylinderteil 32 abgegrenzte Raum mit dem Luftströmungs­ weg 20 allein durch den oben erwähnten Umfangsspalt C in Strömungsverbindung. Dieser Raum stellt eine pneuma­ tische Dämpfungskammer 500 dar, die eine durch eine Pul­ sation oder eine rapide Änderung in der Luftströmung hervorgerufene Schwankung des bewegbaren Elements 30 stabilisiert oder unterdrückt.

Innerhalb der pneumatischen Dämpfungskammer 500 ist eine Schraubenfeder 510 angeordnet, die dazu dient, das beweg­ bare Element 30 zu einer gänzlichen Schließlage hin, d.h. in einer zur Luftströmung entgegengesetzten Richtung, zu belasten. Die Feder 510 liegt mit ihrem einen Ende am Boden einer zwischen dem äußeren Zylinderteil 32 und dem inneren Zylinderteil 33 des bewegbaren Elements 30 befindlichen Ringkehle an, während das andere Ende dieser Feder 510 an einem zwischen dem Zwischen-Zylinderabschnitt 240 und dem Zylinderabschnitt 250 mit kleinem Durchmesser angeordneten ringförmigen Schieber 520 in Anlage ist. Die Feder 510 wird durch die Außenumfangswand des inneren Zylinderteils 33 geführt. Der Zylinderabschnitt 250 mit kleinem Durchmesser ist an einem Teil seiner Außenumfangs­ wand mit einem Gewindestück 251 ausgestattet, mit dem ein an der Innenwand des Schiebers 520 ausgebildetes Ge­ windestück 521 in Eingriff ist. Durch Änderung der Lage des Schiebers 520 kann ein von der Feder 510 auf das be­ wegbare Element 30 aufgebrachter Druck eingeregelt werden. In der stromabwärtigen Stirnfläche des Schiebers 520 sind in Umfangsrichtung und mit gleichem Winkelabstand mehrere Löcher 522 ausgebildet. In einer an den stromabwärtigen Enden der Zylinderabschnitte 230, 240 und 250 angeordneten Trennwand 260 sind in Übereinstimmung mit den Löchern 522 bogenförmige Durchbrüche 261 vorgesehen. Die Einstel­ lung des dem bewegbaren Element 30 vermittelten Drucks durch den Schieber 520 wird durch Einsetzen eines (nicht gezeigten) Werkzeugs in die Löcher 522 durch die Durchbrü­ che 261 hindurch sowie durch Drehen und Bewegen des Schie­ bers 520 längs des Gewindestücks 251 vorwärts oder rück­ wärts bewerkstelligt. Zwischen dem Schieber 520 und dem Zwischen-Zylinderabschnitt 240 liegt ein O-Ring 523, der den Schieber 520 festlegt.

An einer der Rippen 220 ist ein in einer Kappe 410 aus hoch wärmeleitfähigem Material, z.B. Kupfer, aufgenomme­ ner Ansaugluft-Temperaturfühler 400 angebracht. Die Kappe 410 wird bei dem Formen des Gehäuseteils 200 einstückig mit diesem ausgeformt derart, daß ihr kugelförmiges End­ teil in stromaufwärtiger Richtung vorragt. Mit dem Tempe­ raturfühler 400 sind Leitungsdrähte 420 verbunden.

Am Gehäuseteil 200 ist ein Steckverbinder 600 ausgebil­ det. Eine Mehrzahl von Kontaktstiften 610 des Steckverbin­ ders 600, an denen Signale liegen, sind durch einen Form­ vorgang an einer Rippe 220 zusammen mit einem Stifthalter 620 ausgebildet, und zwar derart, daß sich ein Ende der Kontaktstifte 610 innerhalb des Steckverbinders 600 er­ streckt. Das andere Ende der Kontaktstifte 610 ist mit den Leitungsdrähten 420 des Ansaugluft-Temperaturfühlers 400 und auch mit einem Meßfühler (Potentiometer) 50, der eine Größe in der Bewegung oder Verschiebung des bewegba­ ren Elements 30 erfaßt und diese in ein elektrisches Si­ gnal umsetzt, verbunden. Die Kontaktstifte 610 sind L- förmig ausgebildet und werden bei dem Formvorgang für das Gehäuseteil 200 fest in den Stifthalter 620 einge­ formt, der seinerseits an der Rippe 220 fest angeformt wird.

An einer zweckmäßigen Stelle der Rippe 220 ist eine aus Gummi gefertigte Leitungsdrahthalterung 430 vorgesehen, die verhindert, daß die Leitungsdrähte 420 des Temperatur­ fühlers 400 innerhalb der Rippe 220 verlagert werden. Die Leitungsdrähte 420 werden durch eine Kehle 264 ge­ führt, die zwischen einem bogenförmigen Vorsprung 262 und einem ringförmigen Vorsprung 263, welche an der strom­ abwärts liegenden Stirnfläche der Trennwand 260 beim For­ men des Gehäuseteils 200 einstückig ausgebildet werden, begrenzt ist. Die Leitungsdrähte 420 sind mit den innenlie­ genden Enden der Kontaktstifte 610 verbunden. Die Lei­ tungsdrahthalterung 430, die die Leitungsdrähte 420 zur Kehle 264 hin führt, ist zum Teil mit dem Vorsprung 263 in Eingriff.

Wie die Fig. 4 am besten zeigt, ist in die Trennwand 260 ein Schraubenbolzen 51 eingeformt derart, daß das freie Ende dieses Bolzens den stromabwärts gelegenen Flächenab­ schnitt der Trennwand 260 durchragt. Ein metallischer Träger 52, der das Potentiometer 50 hält, ist am Schrauben­ bolzen 51 durch eine Unterlegscheibe 54 und eine Mutter 53′ befestigt.

Das Potentiometer 50 wird am Träger 52 zur Stange 40 pa­ rallel festgehalten, und zwar durch ein zwischen diese beiden Teile eingefügtes Doppelklebeband. Darüber hinaus wird die Befestigung durch drei Vorsprünge 52 a am Träger 52 und eine U-förmige Blattfeder 53, die in Löcher 52 b, die an den Vorsprüngen 52 a entsprechenden Stellen ausge­ bildet sind, eingesetzt wird, gewährleistet. Durch diese Anordnung wird das Potentiometer 50 durch die Kraft der Feder 53 gegen die zugeordneten Vorsprünge 52 a gepreßt, so daß das Potentiometer 50 in der horizontalen Richtung festgehalten wird. In der vertikalen Richtung wird das Potentiometer 50 durch eine Aufbiegung 53 a der Blattfe­ der 53 gehalten.

An einer Fläche des Potentiometers 50 ist ein vorbestimm­ tes Schaltungsschema ausgebildet, das mit den innenliegen­ den Enden der Kontaktstifte 610 elektrisch verbunden ist.

An dem die Lagereinrichtung 140 durchsetzenden Ende der Stange 40 (s. Fig. 4) ist ein Schleifer 56 vorgesehen, der eine Bürste (oder einen Schleifkontakt) 55 aufweist, welche auf dem Schaltungsschema des Potentiometers 50 in Abhängigkeit von der Bewegung der Stange 40 verschieb­ bar ist. Der Endabschnitt der Stange 40, der auf der strom­ abwärtigen Seite durch die Lagereinrichtung 140 in der gänzlichen Schließlage des bewegbaren Elements 30 ragt, ist mit einem Gewinde und einer Abschrägung versehen, durch die der Schleifer 56 am bewegbaren Element 30 ange­ bracht ist. Die Lage des Schleifers 56 an der Stange 40 kann durch einen stromauf vom Schleifer 56 an der Stange 40 angebrachten Anschlagring 57, durch eine zwischen diesen Anschlagring 57 und den Schleifer 56 eingefügte Feder 58 sowie durch eine auf das stromabwärtige Ende der Stange 40 geschraubte Mutter 59 eingestellt werden.

Da die Bürste 55 des Schleifers 56 auf dem Schaltschema des Potentiometers 50 gleitet, um dadurch die Bewegung des bewegbaren Elements 30 zu erfassen, ist es notwendig, das Element 30 an einer Drehung um seine eigene Achse zu hindern, was in der folgenden Weise geschieht. Ein durch einen Preßsitz oder ein Verschrauben an einem Ende einer Verlängerung 43 a auf der stromaufwärtigen Seite der Halterung 43 für die Lager 41 und 42 angebrachter Niet 46 ist gleitbeweglich in einer Führungsnut 34 in der Innenumfangsfläche des inneren Zylinderteils 33 des bewegbaren Elements 30 für eine lineare Bewegung aufge­ nommen.

Im Gehäuseteil 300 sind einstückig mit der Abschlußhaube 310, in der das Potentiometer 50 und weitere Teile, die stromab von der Trennwand 260 angeordnet sind, aufgenom­ men sind, eine Mehrzahl von die Abschlußhaube 310 abstüt­ zenden Rippen 320 ausgebildet. Die Abschlußhaube 310 ist glockenförmig ausgestaltet und an ihrem stromaufwärtigen Ende offen, so daß die Luftströmung nicht wesentlich ge­ stört wird. Der stromaufwärtige, offene Teil der Abschluß­ haube 310 hat einen Innendurchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des am Gehäuseteil 200 ausgebildeten ringförmigen Vorsprungs 263 gleich ist. Innerhalb des stromaufwärtigen, offenen Teils der Abschlußhaube 310 ist ein Absatz 311 ausgearbeitet, der zusammen mit dem Vorsprung 263 einen Ringraum begrenzt, in dem ein O-Ring 330 untergebracht ist, der die Abdichtung zwischen dem Vorsprung 263 und der Abschlußhaube 310 gewährleistet. Die Rippen 320 erstrecken sich vom Gehäuseteil 300 radial einwärts und gehen sanft in die Außenumfangsfläche der Abschlußhaube 310 über. Die vier Rippen 320 sind in Über­ einstimmung mit den Rippen 220 des Gehäuseteils 200 vorge­ sehen, wobei die stromabwärtigen Stirnflächen dieser Rip­ pen 220 mit den stromaufwärtigen Stirnflächen der Rippen 320 fluchten, so daß im Querschnitt als Ganzes eine strom­ linienförmige Ausbildung erreicht und eine Turbulenz der Luftströmung auf den minimal möglichen Wert herabgedrückt wird (s. Fig. 5).

Durch die Abschlußhaube 310 wird eine Potentiometerkam­ mer 340 zur Aufnahme des Potentiometers 50 usw. begrenzt, in der das Ende der Stange 40 mit der Bürste 55, die auf dem Schaltschema des Potentiometers 50 gleitet, in Abhän­ gigkeit von der Bewegung des bewegbaren Elements 30 auf der mittigen Achslinie bewegt wird. In die Potentiometer­ kammer 340 ragen die inneren Enden der Kontaktstifte 610 hinein, d.h. die elektrisch mit den Leitungsdrähten 420 des Ansaugluft-Temperaturfühlers 400 und des Potentiome­ ters 50 zu verbindenden Enden.

Eine Nase 321 ist an einer der Rippen 320 des Gehäuse­ teils 300 vorgesehen, während eine Nut 221 zur Aufnahme der Nase 321 an einer der Rippen 220 des Gehäuseteils 200 ausgebildet ist, um die Genauigkeit im Zusammenbau bezüg­ lich der Drehrichtung zwischen dem Gehäuseteil 200 und dem Gehäuseteil 300 zu erhöhen (s. Fig. 5).

Wenn bei der auf die beschriebene Art ausgebildeten Vor­ richtung zur Messung einer Luftströmung diese mit einer vorbestimmten Strömungsmenge Q durch den Strömungsweg 20 fließt, dann wird zwischen der stromauf- und stromabwärti­ gen Seite des bewegbaren Elements 30 ein Druckunterschied erzeugt. Das bewegbare Element 30 wird geradlinig aus der gänzlich geschlossenen, durch den Anschlag 120 begrenz­ ten Lage stromabwärts bewegt. Als Ergebnis dessen wird der Luftströmungsdurchtritt zwischen der radialen Außen­ kante 31 des Elements 30 und der Innenumfangswand 110 des Gehäuseteils 100 vergrößert. Das bewegbare Element 30 wird in eine Stellung bewegt, in der der Luftströmungs­ durchtritt der Strömungsmenge Q entspricht, d.h. zu einer Stelle, an der der auf die stromaufwärtige Fläche des bewegbaren Elements 30 aufgebrachte Druck und die Kraft der Feder 510 im Gleichgewicht sind. Im Ansprechen auf die Bewegung des Elements 30 wird die mit diesem verbunde­ ne Stange 40 um die Größe der Bewegung des Elements 30 zur stromabwärtigen Seite hin auf der mittigen Achslinie bewegt. Dabei wird die Bürste 55 des am stromabwärtigen Ende der Stange 40 befindlichen Schleifers 56 um die Strecke x auf dem Schaltschema des Potentiometers 50 verla­ gert, wobei diese Verlagerung oder Strecke x durch das Potentiometer 50 in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das über die Kontaktstifte 610 nach außen abgegeben wird. Die Strömungsmenge Q und die Strömungsdurchtritts­ fläche werden zueinander in einer vorbestimmten funktio­ nellen Beziehung gehalten. Der Innendurchmesser des Gehäu­ seteils 100, d.h. dessen umlaufender Radius, wird so fest­ gelegt, daß diese vorbestimmte funktionelle Beziehung zwischen dem Luftströmungsdurchtritt und der Verlage­ rung x des bewegbaren Elements 30, d.h. die Größe in der Bewegung dieses Elements 30, erhalten wird. Demzufolge gibt das umgewandelte elektrische Signal vom Potentiometer 50 die Luftströmungsmenge Q wieder.

Da bei dieser Vorrichtung die Verbindung zwischen der Innen- und Außenseite der pneumatischen Dämpfungskammer 500 lediglich durch den Spalt C zwischen dem äußeren Zylinder­ teil 32 des Elements 30 und dem Zylinderabschnitt 230 mit großem Durchmesser des Gehäuseteils 200 bewerkstelligt wird, wird die auf einer Pulsation der Luftströmung beruhen­ de Vibration des bewegbaren Elements 30 unterdrückt und ebenfalls die Lageänderung des bewegbaren Elements 30 gegen die stufenweise Änderung der Luftströmung stabili­ siert. Somit können unerwünschte Wirkungen, wie ein erheb­ liches Überschwingen des bewegbaren Elements 30, unter­ drückt werden.

Bei der beschriebenen Anordnung verläuft die Bewegung des bewegbaren Elements 30 geradlinig und parallel zur Luftströmung innerhalb des Strömungsweges 20. Deshalb bleibt, selbst wenn die Strömungsmenge sich ändert, die den Druck empfangende Fläche des bewegbaren Elements 30 unverändert, so daß es sehr einfach ist, die Bewegung dieses Elements 30, d.h. die Änderung in der Verlagerung der Stange 40, vom niedrigen Strömungsmengenbereich zum hohen Strömungsmengenbereich gleichförmig zu machen. Es ist somit möglich, eine konstante Meßgenauigkeit ohne Rücksicht auf die Änderung in der Strömungsmenge zu er­ langen.

Ferner sind innerhalb des Luftströmungsrohres 10 der pneu­ matische Dämpfungsmechanismus zur Unterdrückung der auf der Pulsation der Luftströmung beruhenden Vibration und des auf einer abrupten Änderung in der Luftströmungsmenge beruhenden erheblichen Überschwingens od. dgl. des beweg­ baren Elements 30 wie auch das Potentiometer 50 zur Umwand­ lung der Bewegung der mit dem Element 30 verbundenen Stan­ ge 40 in ein elektrisches Signal angeordnet. Demzufolge ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Vergleich mit einer herkömmlichen Vorrichtung der Flügelbauart sehr kompakt. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann als Ganzes mit einer geringen Größenabmessung gefertigt wer­ den, weshalb ihre Eigenschaft zum Einbau in Motorfahrzeuge gesteigert wird.

Weil darüber hinaus das Potentiometer 50 innerhalb des Luftströmungsweges 20 zur Lieferung des die Luftströmung kennzeichnenden elektrischen Signals angeordnet ist, kann die Abdichtung zwischen dem Luftströmungsweg 20 und der Außenseite ohne Schwierigkeiten gewährleistet werden.

Des weiteren sind bei der beschriebenen Anordnung das Innere der einzelnen Gehäuseteile 100, 200 und 300 - vor allem das Gehäuseteil 100 - sowie das bewegbare Element 30 und das äußere Zylinderteil 32 wie auch der Zylinderab­ schnitt 230 mit großem Durchmesser, die die pneumatische Dämpfungskammer 500 bilden, im Querschnitt kreisförmig ausgestaltet. Es ist insofern möglich, eine zufriedenstel­ lende Maßgenauigkeit für diese Bauteile durch eine Form­ technik zu erlangen, was ein Vorteil gegenüber Bauteilen mit rechteckiger Gestalt ist. Zusätzliche maschinelle Bearbeitungsvorgänge nach dem Formvorgang werden auf diese Weise nicht erforderlich. Ferner kann dadurch die Anzahl der Fertigungsschritte vermindert werden.

Durch die stromlinienförmige Ausbildung der Rippen 220 und 320 der Gehäuseteile 200 und 300 werden bei der Vor­ richtung gemäß der Erfindung Turbulenzen in der Luftströ­ mung, die durch die Rippen 220 und 320 hervorgerufen wer­ den, in vorteilhafter Weise und hohem Maß unterdrückt.

Da bei der beschriebenen Konstruktion der Vorrichtung das Potentiometer 50 in der durch die Abschlußhaube 310 begrenzten Potentiometerkammer 340 aufgenommen ist, wird eine unmittelbare Berührung der Luftströmung mit dem Po­ tentiometer 50 unterbunden, so daß in der Luft enthaltene Fremdkörper oder Feuchtigkeit an einem Anhaften am Poten­ tiometer 50 gehindert sind. Insbesondere kann in dem Fall, da die Vorrichtung an einer Brennkraftmaschine angebracht wird, wie es für die obige Ausführungsform vorgesehen ist, ein Anhaften von Kraftstoff, Öl oder von der Maschine entwickeltem Kohlenstoff od. dgl. am Potentiometer 50 verhindert werden, so daß die Meßgenauigkeit und die Standzeit bzw. Haltbarkeit unverändert eingehalten werden können. Es ist insofern möglich, die Ausgangseigenschaften der Vorrichtung für eine lange Zeitspanne in einem zufrie­ denstellenden Zustand aufrechtzuerhalten.

Wie beschrieben wurde, ist das äußere Zylinderteil 32 des bewegbaren Elements 30 mit der Innenfläche des Zylin­ derabschnitts 230 mit großem Durchmesser durch den winzi­ gen Spalt C in Anlage, jedoch ist es auch möglich, das äußere Zylinderteil 32 mit der Außenfläche dieses Zylin­ derabschnitts 230 über einen gleichen winzigen Spalt in Anlage zu bringen.

Es ist jedoch vorzuziehen, das äußere Zylinderteil 32 an die Innenfläche des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durchmesser anzulegen. Der Grund hierfür liegt darin, daß eine ausreichende Luftmenge durch den winzigen Spalt in die pneumatische Dämpfungskammer 500 unter Ausnutzung des vom bewegbaren Element 30 erzeugten Unterdrucks einge­ führt wird.

Wenn nämlich der Zylinderabschnitt 230 mit großem Durchmes­ ser in das Innere des äußeren Zylinderteils 32 über den zwischen diesen vorhandenen winzigen Spalt geschoben wird, dann liegt ein Teil des durch die Bewegung des bewegbaren Elements 30 zur pneumatischen Dämpfungskammer 500 hin erzeugten Unterdrucks am stromabwärtigen Ende des äußeren Zylinderteils 32 und wird im Ansprechen auf die Bewegung des Elements 30 zur stromabwärtigen Seite hin verschoben.

Das stromabwärtige Ende des bewegbaren Elements 30 wird als Ganzes bei einer niedrigen Luftströmungsmenge im Unterdruckzustand gehalten, weil der zwischen der radialen Außenkante 31 des Elements 30 und der Innenumfangswand 110 des Gehäuseteils 100 bestimmte Luftströmungsdurchtritt (Durchtrittsfläche) klein ist. Da jedoch bei einer großen Strömungsmenge die Luftdurchtrittsfläche vergrößert wird, wird der Druck im stromab vom bewegbaren Element 30 befind­ lichen Bereich im wesentlichen auf den gleichen Druck wie im Bereich stromauf des bewegbaren Elements 30 zu­ rückgeführt.

Demzufolge wird, wenn das Ende des äußeren Zylinderteils 32 in den Bereich bewegt wird, in dem der Druck auf den stromaufwärtigen Druck zurückgeführt wird, der Druck des stromaufwärtigen Bereichs in die pneumatische Dämpfungs­ kammer 500 durch den Spalt C eingeführt, so daß der Druck innerhalb der Dämpfungskammer 500 mit dem Druck stromauf vom bewegbaren Element 30 ausgeglichen ist. Somit ist es, selbst wenn die Strömungsmenge über diesen Wert erhöht wird, unwahrscheinlich, daß sich das bewegbare Element 30 aus dieser Lage herausbewegt. Deshalb besteht die Gefahr, daß es unmöglich wird, die Strömungsmenge unter der Bedin­ gung einer hohen Luftströmung zu messen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird jedoch der Druck in die pneumatische Dämpfungskammer 500 am stromauf­ wärtigen Ende des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durch­ messer des Gehäuseteils 200 eingeführt, so daß mit einem Anstieg der Luftströmung das bewegbare Element 30 zur stromabwärtigen Seite bewegt wird. Weil die Außenkante 31 des bewegbaren Elements 30 sich nahe dem stromaufwärti­ gen Ende des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durchmes­ ser befindet, wird nämlich das stromaufwärtige Ende die­ ses Zylinderabschnitts 230 immer in dem Bereich des vom bewegbaren Element 30 erzeugten Unterdrucks angeordnet.

Der vom bewegbaren Element 30 hervorgerufene Unterdruck wird demzufolge immer in ausreichender Weise der pneuma­ tischen Dämpfungskammer 500 unter einer stabilen Bedingung vermittelt. Es ist deshalb möglich, zufriedenstellende Eigenschaften in bezug auf die Bewegung des Elements 30 im Ansprechen auf eine Änderung in der Strömungsmenge über den Bereich von einer niedrigen zu einer hohen Luft­ strömung zu erhalten.

Bei der beschriebenen Vorrichtung besteht die Möglichkeit, den Druck der Feder 510 durch Änderung der Lage des Schie­ bers 520, indem dieser längs des Gewindestücks 251 an der Außenumfangswand des Zylinderabschnitts 250 mit klei­ nem Durchmesser bewegt wird, einzuregeln oder zu justieren. In einem Vormontagezustand, in dem lediglich das Gehäuse­ teil 300 noch nicht angebaut ist, wird die Lage des Schie­ bers 520 mit Hilfe des durch die Durchbrüche 261 geführten Werkzeugs eingestellt, womit die Kraft der Feder 510 auf einfache Weise auf einen gewünschten Wert festgesetzt werden kann. Da des weiteren die Einstellung der Feder­ kraft dann vorgenommen wird, wenn der Zusammenbau der Meßvorrichtung im wesentlichen vollendet ist, können ein annehmbarer Bereich für die Maßgenauigkeit der einzelnen Bauteile oder für deren Montagegenauigkeit erweitert werden.

Die Kappe 410, die den Ansaugluft-Temperaturfühler 400 enthält, wird innerhalb der Rippe 220 und stromab vom be­ wegbaren Element 30 angeordnet. Demzufolge unterliegt die Bewegung dieses Elements 30 nicht dem Einfluß der Kappe 410.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 wird die zweite Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung beschrieben. Hierbei ist ein Anschlag 70 zur Begrenzung der gänzlichen Schließlage des bewegbaren Elements 30 in den Anschlagring 57, der an einem Teil der Stange 40 stromab von der Lagereinrich­ tung 140 befestigt ist, eingesetzt. Dieser Anschlag 70 besteht aus einem elastischen oder elastomeren Material. Die Stange 40 wird durch Anlage an der stromabwärtigen Stirnfläche der Halterung 43 in der Lagereinrichtung 140 am Anschlag 70 angehalten.

Durch eine solche Anordnung kann die mit der stromaufwär­ tigen Fläche des bewegbaren Elements 30 kollidierende Luftströmung ruhig und sanft gemacht werden, womit die Bewegung des bewegbaren Elements 30 stabilisiert und der Druckverlust der Luftströmung herabgesetzt wird.

Tatsächlich ist es möglich, den Anschlag 70 an einem strom­ aufwärts von dem Anschlagring 57 liegenden Teil zu befe­ stigen und nicht in den Anschlagring 57 einzusetzen. Wenn der Anschlag 70 mit bezug zur Stange 40 verschiebbar ist, dann ist es auch möglich, eine Feineinstellung für die gänzliche Schließlage des bewegbaren Elements 30 durch­ zuführen.

Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschrieben, die einen Spalt oder Zwischenraum zwischen dem äußeren Zylinderteil 32 des Elements 30 und dem Zylinderabschnitt 230 mit großem Durchmesser des Gehäuses 200 zeigt. In diesem Fall wird ein vorbestimmter, stromabwärtiger Bereich der Außenumfangs­ fläche des äußeren Zylinderteils 32, der im gänzlichen Schließzustand des bewegbaren Elements 30 der Innenumfangs­ fläche des Zylinderabschnitts 230 gegenüberliegt, d.h., dem äußeren Zylinderteil 32 ohne Rücksicht auf die Bewegung des bewegbaren Elements 30 gegenüberliegt, als eine "Spalt­ fläche" 32 S bezeichnet, die den Spalt C zwischen dem Außen­ umfang des äußeren Zylinderteils 32 und dem Innenumfang des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durchmesser bestimmt. Im einzelnen hat die Außenumfangsfläche mit einer vorbe­ stimmten Länge am stromabwärtigen Bereich des äußeren Zylinderteils 32, die als Spaltfläche 32 S bezeichnet wird, einen größeren Durchmesser, als die Außenumfangsfläche des äußeren Zylinderteils 32, die nicht an der Spaltfläche 32 S beteiligt ist. Ferner wird diese Spaltfläche 32 S mit einer höheren Maßgenauigkeit als die übrige Außenumfangs­ fläche des äußeren Zylinderteils 32 gefertigt.

Durch diese Konstruktion kann das Erfordernis in bezug auf die Maßgenauigkeiten des Spalts C zwischen dem äuße­ ren Zylinderteil 32 und dem Zylinderabschnitt 230 sowie des äußeren Zylinderteils 32, die die Dämpfungseigenschaft der Meßvorrichtung bestimmen, auf einen begrenzten Be­ reich eingeschränkt werden. Auf diese Weise ist es sehr einfach, eine stabile Dämpfungseigenschaft zu erhalten. Ferner können, wenn in der Luft enthaltene Fremdkörper zwischen das äußere Zylinderteil 32 und den Zylinderab­ schnitt 230 eintreten sollten, diese Fremdkörper leicht entfernt werden, weil die Länge der Spaltfläche 32 S sehr viel kürzer ist als die Gesamtabmessung des äußeren Zylin­ derteils 32. Die Gefahr, daß mitgeführte Fremdkörper die Bewegung des bewegbaren Elements 30 erschweren, ist somit gering.

Die Spaltfläche 32 S kann auch an dem Zylinderabschnitt 230 mit großem Durchmesser ausgebildet werden.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform gemäß der Erfindung sind am Außenumfang einer an einem Endabschnitt des äußeren Zylinderteils 32 ausgebildeten vorstehenden Fläche 32 a, die der Innenumfangswand des Zylinderabschnitts 230 mit großem Durchmesser gegenüberliegt, zwei in Umfangs­ richtung umlaufende Ringnuten 32 b ausgebildet.

Durch diese Ringnuten 32 b entsteht eine Luftverbindung in dem Spalt C zwischen der Spaltfläche 32 S der vorstehen­ den Fläche 32 a und der Innenumfangswand des Zylinderab­ schnitts 230 bei einer Bewegung des bewegbaren Elements 30. In diesem Fall wird die durch den Spalt C strömende Luft durch die konvexe und konkave, durch die Ringnuten 32 b erzeugte Ausgestaltung expandiert oder komprimiert. Der auf der Expansion und Kompression der strömenden Luft beruhende Strömungswiderstand bewirkt eine ruhige, sanfte Luftströmung, so daß der Dämpfungseffekt für das beweg­ bare Element 30 gesteigert wird.

Der erwähnte Strömungswiderstand wird durch einen Laby­ rinthdichtungseffekt insofern erzeugt, als die durch die Ringnuten 32 b der vorstehenden Fläche 32 a hervorgerufene konvexe und konkave Ausgestaltung die Luft wiederholt komprimiert und expandiert. In bezug auf die Energie der Luft werden in diesem Fall die Druckenergie und die Ge­ schwindigkeitsenergie durch einander ersetzt, so daß ein Energieverlust hervorgerufen wird, der als Strömungswi­ derstand wirkt.

Bei der genannten Ausführungsform ist die vorstehende Fläche 32 a am stromabwärtigen Endabschnitt der Außenumfangs­ wand des äußeren Zylinderteils 32 ausgebildet, um die Spaltfläche 32 S zu bestimmen. Jedoch kann diese Spaltflä­ che 32 S auch am Zylinderabschnitt 230 mit großem Durchmes­ ser ausgebildet werden. In diesem Fall wird die vorstehen­ de Fläche nahe der Außenumfangsfläche des äußeren Zylinder­ teils 32 an einem stromaufwärtigen Abschnitt der Innenum­ fangswand des Zylinderabschnitts 230 ausgebildet, um die Spaltfläche 32 S herzustellen.

Die Fig. 9-14 zeigen weitere Ausführungsformen für einen Mechanismus, um ein Drehen des bewegbaren Elements 30 zu unterbinden.

Bei der Ausführungsform von Fig. 9 ist, um die Reibung zwischen den Berührungsbereichen des Niets 46 und der Führungsnut 34 herabzusetzen, auf den Niet 46 eine zylin­ drische Lagerhülse 47 mit geringer Reibung drehbar aufge­ setzt. Durch diese Konstruktion kann die Reibung zwischen dem Niet 46 und der Führungsnut 34 während der Bewegung des Elements 30 herabgesetzt werden. Es ist auch möglich, auf die Oberfläche des Niets 46 eine reibungsarme Beschich­ tung, z.B. eine Teflon-Schicht, aufzubringen, anstatt eine reibungsarme Lagerhülse 47 vorzusehen.

Bei der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsform ist am stromaufwärtigen, offenen Ende des Zylinderab­ schnitts 230 mit großem Durchmesser ein Niet 46 vorgese­ hen, während eine geradlinige Führungsnut 34 in der Bewe­ gungsrichtung des bewegbaren Elements 30 in der Außenum­ fangsfläche des äußeren Zylinderteils 32 ausgestaltet ist. Das freie Ende des Niets 46 greift in die Führungsnut 34 ein und verhindert damit eine Drehung des bewegbaren Elements 30. Um die gleiche Wirkung zu erhalten, kann der Niet 46 im äußeren Zylinderteil 32 angeordnet und die Führungsnut 34 in der Innenumfangswand des Zylinderab­ schnitts 230 ausgebildet sein. Ferner kann die Führungsnut in der Stange 40 und ein Stift od. dgl., der mit der Füh­ rungsnut zum Eingriff kommt, in der Halterung 43 ausge­ bildet sein.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 12-14 ist ein Endstück 52 c des Potentiometerträgers 52 mit Bezug zu dem das Potentiometer 50 tragenden Teil rechtwinklig abge­ bogen, wobei eine geradlinie Führungskehle 52 d, die sich parallel zur Bewegungsrichtung der Stange 40 erstreckt, in dem abgebogenen Endstück 52 c des Trägers 52 ausgebil­ det ist. Ein Stift 56 a, der in die Führungskehle 52 d ein­ greift, ist an dem an der Stange 40 festen Schleifer 56 befestigt. Eine Lagerhülse 47, wie die in Fig. 9 gezeigte, ist rund um den Stift 56 a angebracht.

Demzufolge wird der Stift 56 a von der Führungskehle 52 d geführt, womit eine Drehung der Stange 40 verhindert wird.

Um den Eingriff zwischen dem Stift 56 a und der Führungskeh­ le 52 d zu erleichtern, ist das stromabwärtige Ende des abgebogenen Endstücks 52 c des weiteren in einer zur Stange 40 entgegengesetzten Richtung abgebogen. Der Stift 56 a kann vom stromabwärtigen, offenen Ende des abgebogenen Endstücks 52 c bei dem Zusammenbau in die Führungskehle 52 d eingesetzt werden.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird das Poten­ tiometer 50 dazu verwendet, die Bewegung der Stange 40 in ein elektrisches Signal umzuwandeln, jedoch können irgendwelche andere Meßfühler, die die Bewegung der Stange in ein elektrisches Signal umsetzen, zur Anwendung kommen.

Beispielsweise können ein Differential-Meßwandler, ein optischer Stellungsfühler der berührungsfreien Bauart od. dgl. verwendet werden.

In dem Fall, da die mit den oben beschriebenen Ausführungs­ formen übereinstimmende Vorrichtung für die Messung eines in eine Brennkraftmaschine einzusaugenden Luftstromes verwendet wird, ist es vorzuziehen, daß die Vorrichtung innerhalb eines Motorraumes in horizontaler Richtung mit Bezug zum Erdboden und unter einem Winkel von etwa 45° mit Bezug zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet wird.

Wenngleich die obigen Ausführungsformen auf die Messung einer Luftströmung in einer Brennkraftmaschine eines Fahr­ zeugs abgestellt sind, so ist klar, daß die erfindungs­ gemäße Meßvorrichtung auf das Messen von irgendeiner an­ deren Gasströmung Anwendung finden kann.

Claims (48)

1. Vorrichtung zur Messung einer Gasströmungsmenge, gekennzeichnet - durch einen vom zu messenden Gas in axialer Richtung durchströmten Gaskanal (20),

- durch ein in dem Gaskanal angeordnetes, in der Strö­ mungsrichtung des Gases geradlinig verlagerbares be­ wegbares Element (30),

- durch ein in seinem Inneren den Gaskanal bildendes Strömungsrohr (10), dessen Querschnittsfläche sich längs der Gasströmungsrichtung in wenigstens dem Bewe­ gungsbereich des bewegbaren Elements (30) erweitert,

- durch eine an dem bewegbaren Element befestigte, längs der Gasströmungsrichtung sich erstreckende Stange (40),

- durch eine im Gaskanal (20) angeordnete, am Strömungs­ rohr befestigte Lagereinrichtung (140), die die Stange (40) für eine Bewegung im Ansprechen auf eine Bewegung des bewegbaren Elements abstützt,

- durch eine das bewegbare Element (30) in einer zur Gasströmungsrichtung entgegengesetzten Richtung beauf­ schlagende Einrichtung (510),

- durch eine einen Verlagerungswert (x) der Stange (40), der einem Bewegungswert des bewegbaren Elements (30) entspricht, in ein elektrisches Signal umwandelnde Einrichtung (50),

- durch einen ersten, an seinem ersten Ende vom beweg­ baren Element (30) verschlossenen, an seinem zweiten Ende offenen, sich längs der Gasströmungsrichtung er­ streckenden Zylinder (32) und

- durch einen im Gaskanal (20) angeordneten, am Strömungs­ rohr (10) festen, an seinem ersten Ende (260) geschlos­ senen sowie an seinem zweiten Ende offenen Zylinder (230), der an seinem zweiten Ende mit dem zweiten Ende des ersten Zylinders (32) über einen winzigen Zwischen­ raum (C) zwischen den Zylindern in Eingriff steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder (32) innerhalb des zweiten Zylin­ ders (230) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse der Stange (40), die Achse des ersten Zylinders (32), die Achse des zweiten Zylinders (230) und die Achse des Strömungsrohres (10) miteinan­ der fluchten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewegung der Stange (40) in ein elektrisches Signal umwandelnde Einrichtung (50) innerhalb des Strömungsrohres (10) angeordnete ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (140) die Stange (40) führende Lager (41, 42) sowie eine von einer Innenumfangsfläche (110) des Strömungsrohres (10) in den Gaskanal (20) sich erstreckende Halterung (43) für die Lager umfaßt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das bewegbare Element (30) beauf­ schlagende Einrichtung (510) eine Schraubenfeder ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (510) in einen zwischen dem ersten sowie zweiten Zylinder (32, 230) abgegrenzten Raum ein­ gesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine die Federkraft der Schraubenfeder (510) justierende Einrichtung (520), die innerhalb des zweiten Zylinders (230) für eine Hin- und Herbewegung längs der Bewegungs­ richtung des bewegbaren Elements (30) angeordnet und mit dem einen Ende der Schraubenfeder in Anlage ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch wenig­ stens einen im ersten Ende (260) des zweiten Zylinders (230) ausgebildeten Durchbruch (261), durch den ein Werk­ zeug zur justierenden Verstellung des Schiebers (520) mit diesem in Eingriff zu bringen ist, und durch eine den Durchbruch (261) abdeckende, am ersten Ende (260) des zweiten Zylinders vorgesehene Abdeckung (310).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Stange (40), des ersten Zylinders (32), des zweiten Zylinders (230) sowie des Strömungsroh­ res (10) miteinander zusammenfallen und das innenliegen­ de Ende der Stange (40) in einen vom ersten Ende (260) des zweiten Zylinders (230) sowie von der Abdeckung (310) abgegrenzten Raum, in dem die eine Bewegung in ein Signal umwandelnde Einrichtung (50) angeordnet ist, hineinragt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Bewegung in ein Signal um­ wandelnde Einrichtung (50) entlang der Bewegungsrichtung der Stange (40) angeordnet ist und eine Potentiometer- Schaltungsplatte, auf der in der Bewegungsrichtung der Stange ein elektrisches Widerstandsschaltschema aufge­ bracht ist, sowie einen auf dem Schaltschema verschieb­ baren Schleifkontakt (55) umfaßt, so daß der Verlagerungs­ wert (x) der Stange (40) in Abhängigkeit von einem einer Kontaktstellung des Schleifkontakts auf dem Widerstands­ schaltschema entsprechenden Widerstandswert ausgegeben wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn­ zeichnet durch die Lagereinrichtung (140) sowie den zwei­ ten Zylinder (230) tragende Stützeinrichtungen (220), die sich von der Innenumfangsfläche (110) des Strömungs­ rohres (10) in den Gaskanal (20) erstrecken und in denen elektrische, das Signal von der umwandelnden Einrich­ tung (50) führende Leitungsdrähte (420) aufgenommen sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder (32) stromab vom bewegbaren Element (30) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Lagereinrichtung (140) sowie den zweiten Zylinder (230) tragende Stützeinrichtungen (220), die sich von der In­ nenumfangsfläche (110) eines stromab vom bewegbaren Ele­ ment (32) befindlichen Teils des Strömungsrohres (10) in den Gaskanal (20) erstrecken.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekenn­ zeichnet durch einen die Temperatur des zu messenden Gases erfassenden Fühler (400), der an der Stützeinrich­ tung (220) angebracht ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (400) in einem mit der Stützeinrichtung (220) einstückig ausgebildeten Metallbehälter (410) auf­ genommen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch das elektrische Signal vom Fühler (400) führende Leitungsdrähte (420), die in der Stützeinrichtung (220) aufgenommen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekenn­ zeichnet durch einen die von der Beaufschlagungseinrich­ tung (510) erzeugte Bewegung des bewegbaren Elements (30), wenn dieses den Gaskanal (20) im wesentlichen voll­ ständig verschließt, begrenzenden und das bewegbare Ele­ ment in seiner völligen Schließlage anhaltenden Anschlag (70, 120) für eine gänzliche Schließlage.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder (32) stromab vom bewegbaren Ele­ ment (30) angeordnet ist, daß der zweite Zylinder (230) mit einem stromabwärtigen Teil des ersten Zylinders in Eingriff ist und daß der Anschlag (120) für die völlige Schließlage des bewegbaren Elements stromauf von diesem angeordnet sowie am Strömungsrohr (10) fest ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (70) für die völlige Schließlage des bewegbaren Elements (30) an der Stange (40) angebracht ist und mit einem Teil der Lagereinrichtung (140) zur Begrenzung der Bewegung des bewegbaren Elements zur An­ lage kommen kann.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (70, 120) für die völlige Schließlage des bewegbaren Elements (30) mit einer stoßabsorbieren­ den Einrichtung, die einen bei einer abrupten Bewegung des bewegbaren Elements in die völlige Schließlage her­ vorgerufenen Kollisionsstoß aufnimmt, versehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßabsorbierende Einrichtung ein elastisches Bauteil umfaßt.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (70) längs der Stange (40) bewegbar ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekenn­ zeichnet durch eine an einer Umfangswand am offenen Ende des ersten oder zweiten Zylinders (32, 230) ausge­ bildete vorstehende Ringfläche (32 a, 32 S), die ohne Rücksicht auf die Bewegung des bewegbaren Elements (30) dem anderen Zylinder gegenüberliegt und in Umfangsrich­ tung nahe zur Umfangswand des anderen Zylinders hin ragt sowie den Zwischenraum (C) zwischen dem ersten und zwei­ ten Zylinder bestimmt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ringnut (32 b) in der vorstehenden Ringfläche (32 a, 32 S) ausgebildet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ringnut in Umfangs­ richtung an einer Umfangswandfläche des ersten oder zweiten Zylinders (32, 230), die dem anderen Zylinder gegenüberliegt, ausgebildet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekenn­ zeichnet durch eine Drehbewegung des bewegbaren Elements (30) verhindernde Einrichtungen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine entlang der Bewegungsrichtung des bewegbaren Elements (30) in diesem oder in einem mit diesem zusammen sich bewegenden Bauteil ausgebildete geradlinige Führungsnut (34) und durch einen in diese Nut eingreifenden, an einem am Strömungsrohr (10) festen Bauteil (43, 43 a) angebrach­ ten Vorsprung (46).

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch einen am bewegbaren Element oder an einem mit diesem zusammen sich bewegenden Bauteil angebrachten Vorsprung und durch eine in der Bewegungsrichtung des bewegbaren Elements in einem am Strömungsrohr festen Bauteil ausgebildete geradlinige Führungsnut, in die der Vorsprung eingreift.

30. Vorrichtung zur Messung einer Gasströmungsmenge, gekennzeichnet

• - durch einen vom zu messenden Gas in axialer Richtung durchströmten Gaskanal (20),
• - durch ein in dem Gaskanal angeordnetes, in der Strö­ mungsrichtung des Gases geradlinig verlagerbares beweg­ bares Element (30),
• - durch ein in seinem Inneren den Gaskanal bildendes Strömungsrohr (10), dessen Querschnittsfläche sich längs der Gasströmungsrichtung in wenigstens dem Be­ wegungsbereich des bewegbaren Elements (30) erweitert,
• - durch eine am Strömungsrohr (10) feste, das bewegbare Element zu seiner Bewegung führende Halterung (43, 140, 260),
• - durch eine zwischen die Halterung sowie das bewegbare Element eingefügte Schraubenfeder (510), die das be­ wegbare Element in einer zur Gasströmungsrichtung ent­ gegengesetzten Richtung belastet,
• - durch eine einen Verlagerungswert (x) des bewegbaren Elements (30) erfassende Einrichtung (50) und
• - durch ein die Druckkraft der Schraubenfeder (510) ein­ stellendes Justierglied (520), an dem ein Ende der Schraubenfeder anliegt und das in der Gasströmungs­ richtung bewegbar sowie am bewegbaren Element oder an der Halterung angebracht ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (30) mit einem ersten, an sei­ nem ersten Ende durch das bewegbare Element verschlosse­ nen, an seinem zweiten Ende offenen, in der Gasströmungs­ richtung sich erstreckenden Zylinder (32) versehen ist, daß ein zweiter, an seinem ersten Ende an der Halterung (260) fester sowie geschlossener und an seinem zweiten Ende offener Zylinder (230) vorgesehen ist, der über einen winzigen Zwischenraum (C) mit dem ersten Zylinder in Eingriff sowie an dessen Innen- oder Außenfläche ver­ schiebbar ist, und daß das Justierglied (520) sowie die Schraubenfeder (510) in einen vom ersten und zweiten Zylinder begrenzten Raum eingesetzt sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder (32) stromab vom bewegbaren Element (30) und der zweite Zylinder (230) stromauf von der Halterung (260) angeordnet ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zylinder (230) an seinem ersten Ende mit Durchbrüchen (261) versehen und das Justierglied (520) innerhalb des zweiten Zylinders angeordnet ist, womit die Möglichkeit für eine Lageeinstellung des Justier­ glieds durch die Durchbrüche hindurch gegeben ist, und daß der zweite Zylinder an seinem ersten Ende eine die Durchbrüche überdeckende Abdeckung (310) aufweist.

34. Vorrichtung zur Messung einer Gasströmungsmenge, gekennzeichnet

• - durch einen vom zu messenden Gas in axialer Richtung durchströmten Gaskanal (20),
• - durch ein in dem Gaskanal angeordnetes, in der Strö­ mungsrichtung des Gases geradlinig verlagerbares be­ wegbares Element (30),
• - durch ein in seinem Inneren den Gaskanal bildendes Strömungsrohr (10), dessen Querschnittsfläche sich längs der Gasströmungsrichtung in wenigstens dem Be­ wegungsbereich des bewegbaren Elements (30) erweitert,
• - durch eine am Strömungsrohr (10) feste, das bewegba­ re Element zu seiner Bewegung lagernde Halterung (43, 140, 260),
• - durch eine das bewegbare Element (30) in einer zur Gasströmungsrichtung entgegengesetzten Richtung beauf­ schlagende Einrichtung (510),
• - durch eine einen Verlagerungswert des bewegbaren Ele­ ments in ein elektrisches Signal umwandelnde Einrich­ tung (50),
• - durch einen ersten Zylinder (32), der an seinem ersten Ende durch das bewegbare Element (30) abgeschlossen ist, an seinem zweiten Ende offen ist und sich in Richtung der Gasströmung erstreckt,
• - durch einen zweiten Zylinder (230), der an seinem ersten Ende an der Halterung (260) fest sowie geschlossen und an seinem zweiten Ende, an dem er mit der Außen­ oder Innenfläche des zweiten Endes des ersten Zylin­ ders über einen winzigen Zwischenraum (C) in Eingriff ist, offen ist, und durch eine an einer Umfangswandfläche des offenen Endes des ersten oder zweiten Zylinders, die ohne Rücksicht auf die Bewegung des bewegbaren Elements dem anderen Zylinder gegenüberliegt, ausgebildete, vorstehende Ringfläche (32 a, 32 S), die bis dicht an die Umfangs­ wandfläche des anderen Zylinders heranreicht und den Zwischenraum (C) zwischen dem ersten sowie zweiten Zylinder (32, 230) bestimmt.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in der vorstehenden Ringfläche (32 a, 32 S) wenigstens eine Ringnut (32 b) ausgebildet ist.

36. Vorrichtung zur Messung einer Gasströmungsmenge, gekennzeichnet

• - durch einen vom zu messenden Gas in axialer Richtung durchströmten Gaskanal (20),
• - durch ein in dem Gaskanal angeordnetes, in der Strö­ mungsrichtung des Gases geradlinig verlagerbares beweg­ bares Element (30),
• - durch ein in seinem Inneren den Gaskanal bildendes Strömungsrohr (10), dessen Querschnittsfläche sich längs der Gasströmungsrichtung in wenigstens dem Bewe­ gungsbereich des bewegbaren Elements (30) vergrößert,
• - durch eine am Strömungsrohr (10) feste, das bewegbare Element beweglich lagernde Halterung (43, 140, 260),
• - durch eine das bewegbare Element in einer zur Gasströ­ mungsrichtung entgegengesetzten Richtung beaufschla­ gende Einrichtung (510),
• - durch eine einen Verlagerungswert des bewegbaren Ele­ ments (30) in ein elektrisches Signal umwandelnde Einrichtung (50),
• - durch einen ersten Zylinder (32), der an seinem ersten Ende durch das bewegbare Element abgeschlossen ist, an seinem zweiten Ende offen ist und sich in Richtung der Gasströmung erstreckt,
• - durch einen zweiten Zylinder (230), der an seinem ersten Ende an der Halterung (260) fest sowie geschlos­ sen ist und an seinem zweiten Ende, an dem er mit der Außen- oder Innenfläche des zweiten Endes des ersten Zylinders über einen winzigen Spalt (C) in Eingriff ist, offen ist, und
• - durch an einer Umfangswandfläche des ersten oder zwei­ ten Zylinders, die der Umfangswandfläche des zweiten oder ersten Zylinders gegenüberliegt, in Umfangsrich­ tung ausgebildete Ringnuten (32 b).

37. Vorrichtung zur Messung einer Gasströmungsmenge, gekennzeichnet

• - durch einen vom zu messenden Gas in axialer Richtung durchströmten Gaskanal (20),
• - durch ein in dem Gaskanal angeordnetes, in der Strö­ mungsrichtung des Gases geradlinig verlagerbares beweg­ bares Element (30),
• - durch ein in seinem Inneren den Gaskanal bildendes Strömungsrohr (10), dessen Querschnittsfläche sich längs der Gasströmungsrichtung in wenigstens dem Bewe­ gungsbereich des bewegbaren Elements (30) vergrößert,
• - durch eine am Strömungsrohr (10) feste, das bewegbare Element beweglich lagernde Halterung (43, 140, 260),
• - durch eine das bewegbare Element in einer zur Gasströ­ mungsrichtung entgegengesetzten Richtung beaufschla­ gende Einrichtung (510)
• - durch einen Verlagerungswert des bewegbaren Elements erfassende Einrichtung (50) und
• - durch eine Drehbewegung des bewegbaren Elements (30) verhindernde Einrichtungen.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch eine entlang der Bewegungsrichtung des bewegbaren Ele­ ments (30) in diesem oder in einem mit diesem zusammen sich bewe­ genden Bauteil ausgebildete geradlinige Führungsnut (34) und durch einen in diese Nut eingreifenden, an einem am Strömungsrohr (10) festen Bauteil (43, 43 a) ange­ brachten Vorsprung (46).

39. Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch einen am bewegbaren Element oder an einem mit diesem zusammen sich bewegenden Bauteil angebrachten Vorsprung und durch eine in der Bewegungsrichtung des bewegbaren Elements in einem am Strömungsrohr festen Bauteil aus­ gebildete geradlinige Führungsnut, in die der Vorsprung eingreift.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsrohr (10) in seinem Inneren als ein Drehkörper ausgebildet ist, daß das bewegbare Element (30) die Gestalt eines Drehkörpers hat und daß die Beziehung zwischen den Drehkörperra­ dien des Inneren des Strömungsrohres sowie des beweg­ baren Elements längs der Gasströmungsrichtung auf der Grundlage einer vorbestimmten funktionellen Beziehung festgelegt wird.