DE3833289A1

DE3833289A1 - Hitzdraht-luftdurchflussmesser, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

Info

Publication number: DE3833289A1
Application number: DE3833289A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Tsuruoka; Ken Takahashi; Tadahiko Miyoshi; Hiroatsu Tokuda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1989-04-20
Also published as: DE3833289C2; KR960015063B1; US5020214A; KR890005495A; US5367906A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hitzdraht-Luftdurchflußmesser, der zur Bestimmung der Durchflußgeschwindigkeit der angesaugten Luft in einer Verbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeugs geeignet ist, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung sowie einen dafür geeigneten exothermen Widerstand.

Ein Hitzdraht-Luftdurchflußmesser weist eine Heizspule auf, die als exothermer Widerstand ausgebildet und in einem Luftweg, dessen Durchsatzgeschwindigkeit bestimmt werden soll, angeordnet ist. Um die auf die Kühlwirkung des Luftstroms zurückzuführende Temperaturverminderung der Heizspule zu verhindern, wird ein durch den Luftweg fließender Strom erhöht, um auf diese Weise die Spule zu erwärmen. Die Luftdurchflußgeschwindigkeit wird aus dieser Stromerhöhung bestimmt. Diese Art von Luftdurchflußmesser kann ohne bewegliche Teile gebildet werden, gleichzeitig ermöglicht sie eine direkte Bestimmung des Massenstroms. Deshalb werden Luftdurchflußmesser dieser Art im Allgemeinen zur Steuerung des Luft-Treibstoff-Verhältnisses von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmaschinen eingesetzt.

Der in diesen Luftdurchflußmessern verwendete exotherme Widerstand besteht aus einem sehr dünnen Metalldraht, beispielsweise einem Platindraht, mit einem Durchmesser von einigen 10 µm. So besteht beispielsweise der exotherme Widerstand gemäß JP-GM 56-96 326/1981 aus einem Metalldraht als exothermen Widerstandsdraht, der um einen Kerndraht, d. h. eine Spule aus Keramikmaterial, gewickelt ist.

Eine andere Art eines exothermen Widerstands ist in einer bereits eingereichten Patentanmeldung beschrieben und besteht aus einem spulenlosen exothermen Widerstand in Form einer Wicklung eines Metalldrahtes, der mit Glas überzogen ist, außer an den entgegengesetzten Endbereichen, die an einen Träger für den exothermen Widerstand geschweißt sind.

Bei einem exothermen Widerstand aus einem Metalldraht, der um einen Kerndraht oder eine Spule aus Keramikmaterial nach einem der oben angegebenen Verfahren gewickelt ist, sind die Wärmemenge, die zum Aufwärmen des Spulenkörpers notwendig ist, und die Wärmemenge, die durch die Spule an den den exothermen Widerstand haltenden Träger abgegeben werden, nicht vernachlässigbar. Deshalb tritt hier das Problem der zeitlich verzögerten Antwort auf Schwankungen des Luftdurchsatzes auf, was insbesondere zu Belastungsschwankungen führt, wenn das Fahrzeug scharf beschleunigt oder verlangsamt wird. Außerdem muß bei der Herstellung der exothermen Widerstände für jeden exothermen Widerstand eine Stufe der Spulenaufwicklung durchgeführt werden, was die Automatisierung des Verfahrens schwierig macht.

Im Gegensatz dazu spricht der spulenlose exotherme Widerstand besser an, er kann auch mit einem höheren Automatisierungsgrad hergestellt werden, da das Spulenaufwickeln kontinuierlich für mehrere Widerstände dieser Art durchgeführt werden kann. Hingegen sind die entgegengesetzten Endbereiche des Drahtes, die nicht mit Glas überzogen sind, schwer handzuhaben. Das Problem liegt hier in dem erschwerten Befestigen des Widerstands an den Träger während des Herstellungsverfahrens. Außerdem muß die Überzugsschicht aus Glas, die als Träger für den aufgewickelten Teil des Drahtes dient, eine beträchtliche Dicke aufweisen, um die vorgeschriebene Festigkeit der Endprodukte zu gewährleisten. Folglich ist der Wärmeübergang zwischen dem Draht und dem Luftstrom durch die Glasschicht mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit behindert, was wiederum zur Verschlechterung der Empfindlichkeitskurve führt.

Beim spulenlosen exothermen Widerstand wird die Innenfläche des zylindrischen Teils, das durch Überziehen mit Glas gebildet wird (und in dem der Draht spiralförmig angeordnet ist), mit der Außenluft in Verbindung gebracht. Enthält die Luft, deren Durchflußgeschwindigkeit bestimmt werden soll, Staub und/oder ionische Substanzen, so lagern sich dieser Staub und/oder ionische Substanzen an die Innenfläche des zylindrischen Teils ab oder, im schlimmsten Fall, füllt sich der Innenraum des zylindrischen Teils mit angesammeltem Staub. In diesem schlimmsten Fall wird die durch den Draht erzeugte Wärme durch das Staubmedium übertragen, der Vorteil des spulenlosen Widerstands geht verloren. Ist der Innenraum des Widerstands mit angelagerten oder angesammelten ionischen Substanzen gefüllt, so treten Kurzschlüsse zwischen benachbarten gewickelten Drahtbereichen auf, die für den exothermen Widerstand spezifischen Eigenschaften werden verändert.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines herkömmlichen spulenlosen exothermen Widerstands wurde die Spule nach dem Aufwickeln des Metalldrahts um diese Spule entfernt, wobei zur Entfernung der Spule chemische geätzt wurde, wodurch ein zusätzliches Verfahren zur Durchführung dieses Ätzens notwendig wurde. Auf diese Weise wurde das Gesamtherstellungsverfahren noch komplizierter.

Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Hitzdraht-Luftdurchflußmesser mit einem exothermen Widerstand anzugeben, der mit einem erhöhten Automatisierungsgrad herstellbar ist, leicht handzuhaben ist und eine geeignete Empfindlichkeitskurve aufweist.

Der exotherme Widerstand dieses Hitzdraht-Luftdurchflußmessers sollte außerdem die Empfindlichkeitskurve auch in Gegenwart von in der Luft enthaltenem Staub oder ionischen Substanzen beibehalten und gegenüber jeder Verschlechterung der Gesamteigenschaften geschützt sein.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung eines Hitzdraht-Luftdurchflußmessers anzugeben, in dem die oben angegebenen komplizierten Stufen weggelassen werden können.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung betrifft einen Hitzdraht-Luftdurchflußmesser mit einem exothermen Widerstand aus einem Metalldraht oder einem exothermen Widerstandsdraht um eine Spule, Metallzuleitungen, die an den entgegengesetzten Enden dieser Spule angebracht sind, und einem Träger aus beispielsweise Glas, wobei der Träger die Verbindungen zwischen dem gewickelten Draht und den Zuleitungen sowie den gewickelten Draht zwischen diesen Verbindungen stützt und befestigt.

Der erfindungsgemäße Hitzdraht-Luftdurchflußmesser wird wie folgt hergestellt:

- Herstellen eines Rohstücks aus einem Metalldraht der gewünschten Länge, einem um den Kerndraht gewickelten Metalldraht, der als exothermer Widerstandsdraht verwendet wird, und einem Paar Zuleitungen, die an die entgegengesetzten Enden des gewickelten Drahts angeschweißt sind,
- Überziehen des gewickelten Drahts mit einem Glas, so daß auch die geschweißten Bereiche bedeckt sind,
- Sintern des Überzugs und
- Entfernen des Kerndrahts.

Wird anstelle des Kerndrahts ein Glaskern verwendet, so kann die Stufe des Entfernens des Kerndrahts weggelassen werden.

Erfindungsgemäß wird ein Metalldraht kontinuierlich um einen Metallkerndraht oder einen Glaskernstrang zu einem länglichen Rohstück mit einer Länge, die einer Vielzahl von hintereinander in Linie angeordneten exothermen Widerständen entspricht, gewickelt. Der Metalldraht wird kontinuierlich mit einer automatischen Wickelvorrichtung gleichzeitig für viele exotherme Widerstände aufgewickelt, wodurch der Automatisierungsgrad des Herstellungsverfahrens deutlich erhöht wird.

Dann wird das so hergestellte Rohstück aus dem Kerndraht und dem Widerstandsdraht in Stücke geschnitten, wobei jedes Stück eine gewünschte Länge hat, die Zuleitungen werden an die entgegengesetzten Enden jedes Stücks geschweißt. Die geschweißten Bereiche sowie der Widerstandsdraht zwischen den geschweißten Bereichen werden mit einem Glas überzogen, so daß sie befestigt sind. D. h., der exotherme Widerstandsdraht wird von den Zuleitungen und dem Glasträger gestützt und befestigt. Dieser exotherme Widerstand ist leicht handzuhaben, da keine dünnen Drähte mit dem Träger für den exothermen Widerstand verbunden werden müssen.

Der Metallkerndraht schließt die Spule zwischen den Zuleitungen kurz, da er elektrisch leitend ist. Er wird deshalb beispielsweise durch Ätzen mit einer Säure entfernt. So ist es möglich, die mechanische Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit des exothermen Bereichs durch den Glasüberzug zu verbessern. Es wird gewährleistet, daß die durch die Erregung des Widerstandsdrahts hervorgerufene Wärme fast vollständig auf die Luft übertragen wird, ohne die Spule oder den Kern mit einer großen Hitzekapazität zu erwärmen oder auf den Träger über die Spule wie bei den herkömmlichen exothermen Widerständen mit Spule übertragen zu werden. Der erfindungsgemäße Hitzdraht-Luftdurchflußmesser hat deshalb eine verbesserte Empfindlichkeitskurve, was abrupte Änderungen in der Luftdurchflußgeschwindigkeit und die Ausgangssignale betrifft, da er den tatsächlichen Änderungen der Luftdurchflußgeschwindigkeit folgt. Auf diese Weise kann die Kontrolle der Treibstoffzufuhr optimiert und das Problem der Belastungsschwankungen gelöst werden.

Wird ein Glaskernstrang verwendet, so besteht kein Bedarf für das Entfernen des Kerns, denn der Glaskern ist elektrisch nicht leitend. In diesem Fall kann die Dicke des Glasüberzugs vermindert werden, wodurch eine beträchtliche Erhöhung der Gesamthitzekapazität vermieden wird, da die mechanische Festigkeit des exothermen Widerstands durch den Kern aufrechterhalten wird. Die Empfindlichkeitskurve wird nicht schlechter, im Vergleich zu einem Widerstand, in dem der Metallkerndraht entfernt worden ist.

Der Hohlraum, der durch Entfernen des Metallkerndrahts entsteht, kann mit Glas gefüllt werden. Der so hergestellte Widerstand hat die gleichen Eigenschaften wie ein Widerstand mit Glaskern.

Der Widerstandsdraht ist im Allgemeinen ein Platindraht, der eine bessere Hitze- und Korrosionsbeständigkeit hat. Es kann aber auch ein Wolframdraht eingesetzt werden.

Die Zuleitungen können aus Platin-Iridium-Drähten sein.

Wird das Glas bei zu hoher Temperatur gesintert, so wird der Platindraht spröde, seine elektrischen Eigenschaften verändern sich. Deshalb muß ein längeres Erhitzen bei einer Temperatur über etwa 1200°C vermieden werden. Deshalb wird, um ein Sintern bei einer Temperatur unter 1200°C durchführen zu können, ein Glas mit einer Viskosität von 10³ bis 10⁶ Pas (10⁴ bis 10⁷ P) bei Temperaturen von 800 bis 850°C als Träger für den exothermen Widerstand verwendet. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glases muß nicht immer gleich dem des Platindrahts sein (90 × 10^-⁷/°C). Das ist jedoch bevorzugt, da auf diese Weise die durch den Wärmezyklus während des Betriebs verursachte durch Ätzen mit einer Säure entfernt, so muß ein starkes Erodieren des Glases verhindert werden. Die Säurebeständigkeit des Glases sowie seine Viskosität hängen stark von der Festigkeit der Glasstruktur ab. Es wurde festgestellt, daß bei einem Glas mit dieser Viskosität und Festigkeit die Erosion auf eine Tiefe unter 1 µm begrenzt bleibt. Dieses Glas hat bei der Anwendung auch eine geeignete Wasser- und Ölbeständigkeit. Ein Glas mit einer Viskosität, die bei niedriger Temperatur niedriger wird, kann auch bei niedriger Temperatur gesintert werden, jedoch ist seine Säure-, Wasser- und Ölbeständigkeit ungenügend.

Ein Glas mit den oben beschriebenen, geeigneten Eigenschaften kann unter Blei-Kali-, Blei-Natron-, Blei-Kali-Natron-, Natron-Kalk-, Natron-Barium-, Kali-Kalk-, Kali-Barium- und Borosilikat-Glas gewählt werden.

Als Metallkerndraht wird ein Draht aus Molybdän oder einer Nickel-Eisen-Legierung verwendet. Wegen dieser Metalle wird ein Erhitzen auf eine Temperatur über 1200°C in der Atmosphäre nicht bevorzugt. Sie können mit einem Glas mit den oben beschriebenen Eigenschaften kombiniert werden, insbesondere kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Nickel-Eisen-Drahts an den Ausdehnungskoeffizienten des Platindrahts angepaßt werden, wodurch die thermische Belastung beim Sintern des Glases vermindert wird.

Der erfindungsgemäße Hitzdraht-Luftdurchflußmesser besteht aus einem exothermen Widerstand, wobei ein Glasteil in Form eines zylindrischen Rohrs als Träger dient, und einem Metalldraht in Form einer Spule, die spiralförmig entlang der Innenfläche des Glasteils und koaxial dazu angeordnet ist und dessen beiden Enden elektrisch auf die Außenseite des Glasteils führen, das an beiden Enden verschlossen ist.

Dieser exotherme Widerstand wird wie folgt hergestellt:

- Aufwickeln eines Metalldrahts als exothermer Widerstandsdraht um einen sublimierbaren Kerndraht,
- Überziehen des aufgewickelten Drahts und des Kerndrahts mit einem porösen Glasmaterial und
- Erhitzen zur Verflüchtigung (Sublimation) des Kerndrahts und zur Sinterung des Glases.

Das zylindrische Glasteil, an dessen Innenfläche die Spule gebildet wird, ist an beiden Enden verschlossen, wodurch die Ablagerung auf der Innenfläche des Glasteils oder das Füllen des Hohlraums mit in der Luft enthaltenem Staub oder ionischen Substanzen verhindert wird. Auf diese Weise kann keine Fremdsubstanz die Fläche erreichen, entlang der die Spule angeordnet ist. Die thermischen oder elektrischen Eigenschaften des Widerstands werden auf diese Weise stabilisiert.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird für den Kerndraht ein sublimierbares Material verwendet, der Kerndraht verflüchtigt sich beim Sintern des Glases durch die für das Sintern notwendige Hitze. Auf diese Weise kann die Ätzstufe zur Entfernung des Kerndrahts weggelassen werden, das Herstellungsverfahren wird einfacher.

Die Erfindung betrifft auch einen Luftdurchflußmesser mit einem exothermen Widerstand aus einem exothermen Widerstandsdraht oder Metalldraht, einem Paar mit dem Draht verbundenen Zuleitungen und einem Träger, der den exothermen Widerstandsdraht bedeckt und trägt, wobei der Träger aus einer Schicht eines Verbundmaterials aus einem keramischen Material und einem Glas besteht.

Die Leistung dieses exothermen Widerstands kann deutlich erhöht werden, wenn dieser Widerstand einen Hohlraum aufweist und wenn die Glaskomponenten des den Träger bildenden Verbundmaterials eine Oberflächenschicht und auch eine kontinuierliche Phase bildet, die den Hohlraum erreicht.

Als keramische Komponente des Verbundmaterials, das auch wirkungsvoll ist, wird ein Keramikmaterial mit einer thermischen Leitfähigkeit von mindestens 10 W/m.K gewählt. Vorzugsweise wird der Anteil der Glaskomponenten am Verbundmaterial auf 2 bis 60 Volumen-% festgesetzt. Die Glaskomponente der Verbundmaterialschicht kann ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von unter 700°C und ein anderes Glas mit einer Erweichungstemperatur über 700°C sein.

Der exotherme Widerstand kann aber auch noch eine andere Struktur aufweisen, in der der exotherme Widerstandsdraht eine integrierte Schichtschaltung auf einem keramischen Substrat ist, während der Träger aus dem keramischen Substrat und einer Schicht eines Verbundmaterials aus keramischem Material und Glas gebildet wird.

Diese Hitzdraht-Luftdurchflußmesser werden erfindungsgemäß wie folgt hergestellt:

- Herstellen eines Rohstücks aus einem Metallkerndraht der gewünschten Länge, einen um diesen Kerndraht gewickelten Metalldraht, der als exothermer Widerstandsdraht verwendet wird, und einem Paar Zuleitungen, die mit den entgegengesetzten Enden des gewickelten Drahts verbunden sind,
- Aufbringen von Keramikteilchen auf die gesamte Oberfläche des gewickelten Drahts,
- Sintern der Keramikteilchen,
- Entfernen des Kerndrahts und
- Beschichten des gesinterten Keramikmaterials mit geschmolzenem Glas zu einer Schicht eines Verbundmaterials, so daß das Glas in die Schicht des gesinterten Keramikmaterials eindringt.

Bei der Herstellung des Rohstücks aus einem Metallkerndraht, einem um diesen Kerndraht gewickelten Metalldraht und Zuleitungen kann der als exothermer Widerstandsdraht verwendete Metalldraht kontinuierlich um einen langen Metallkerndraht gewickelt werden; das so hergestellte Rohstück kann in Teile der gewünschten Länge geschnitten werden, die Zuleitungen können dann mit den entgegengesetzten Enden des gewickelten Metalldrahts verbunden werden.

Es können aber auch die Zuleitungen an die entgegengesetzten Enden des Metallkerndrahts (mit der gewünschten Länge) verbunden werden, ein Ende des als exothermer Widerstand verwendeten Metalldrahts mit einer der Zuleitungen verbunden werden, dieser Widerstandsdraht um den Kerndraht gewickelt und dann das andere Ende an die andere Zuleitung gebunden werden.

Die Verbundmaterialschicht aus keramischem Material und Glas kann durch Beschichten der Gesamtfläche des gewickelten Metalldrahts mit gemischten Keramik- und Glasteilchen und Sintern dieses Materials hergestellt werden. Über die Verbundmaterialschicht kann ein Glasüberzug durch Überziehen mit geschmolzenem Glas gebildet werden. Anstelle des Gemisches von Keramik- und Glasteilchen können Teilchen eines Verbundmaterials aus Keramik und Glas verwendet werden, die auf den um den Metallkerndraht gewickelten Metalldraht aufgebracht und gesintert werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Luftdurchflußmesser für ein Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen exothermen Widerstand und einem Steuerkreis zur Steuerung des durch den exothermen Widerstand fließenden Stroms und zur Abnahme der Ausgangsspannung aus dem exothermen Widerstand als der Luftdurchflußgeschwindigkeit entsprechendes Signal. Die Erfindung betrifft auch ein Anemometer mit dem oben beschriebenen exothermen Widerstand und einer Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur des exothermen Widerstands.

Erfindungsgemäß werden die entgegengesetzten Enden des Widerstandsdrahts mit den Zuleitungen verbunden. Deshalb müssen keine dünnen Metalldrähte an den Träger gebunden werden, der so entstandene Widerstand ist leicht handzuhaben. Insbesondere wird der Widerstandsdraht sowie die Verbindungen zwischen dem Draht und den Zuleitungen mit dem Träger bedeckt, so daß der Widerstandsdraht und die Zuleitungen befestigt sind. Folglich wird der exotherme Widerstandsdraht durch die Zuleitungen und den Träger gestützt, wodurch eine Struktur entsteht, die für die Handhabung des Widerstands geeignet ist.

Der Kerndraht schließt die Spule zwischen den Zuleitungen kurz, da er elektrisch leitend ist. Er muß deshalb beispielsweise durch Ätzen mit einer Säure oder Oxidation und Sublimation bei erhöhter Temperatur und Umgebungsbedingungen entfernt werden. Die mechanische Festigkeit und die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen des exothermen Bereichs des Widerstands können durch die Verbundmaterialbeschichtung verbessert werden. Die Hitze, die durch den elektrischen Strom im Widerstandsdraht erzeugt wird, wird über die Verbundmaterialschicht an die Luft abgegeben. Es ist möglich, die thermische Leitfähigkeit dieser Verbundmaterialschicht auf mindestens etwa das Zehnfache der thermischen Leitfähigkeit von Glas, die etwa 1 W/m. K beträgt, festzusetzen, wenn diese Verbundmaterialschicht aus diesem Glas und einem Keramikmaterial mit einer thermischen Leitfähigkeit von mindestens 10 W/m.K besteht. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Verzögerung bei der Änderung der Wärmeübergangsgeschwindigkeit als Antwort auf die Luftdurchflußgeschwindigkeit vermieden werden, wodurch die Empfindlichkeitskurve verbessert wird.

Wird die auf dem Widerstandsdraht gebildete Überzugsschicht bei zu hoher Temperatur gesintert, wird der Platindraht spröde, seine elektrischen Eigenschaften ändern sich. Ein längeres Erhitzen auf eine Temperatur über etwa 1200°C muß daher vermieden werden. Wird daher der Draht nur mit einem Keramikmaterial mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit überzogen, so kann das Sintern nicht auf geeignete Weise durchgeführt werden, die Festigkeit des exothermen Widerstands ist nicht ausreichend. Wird hingegen eine Verbundmaterialschicht durch Überziehen der gesinterten Keramikschicht mit geschmolzenem Glas gebildet, so daß das Glas in diese Schicht eindringt, so hat der exotherme Widerstand eine entsprechende Festigkeit sowie eine hohe thermische Leitfähigkeit. Wenn Keramik- und Glasmaterial gleichzeitig auf den Widerstandsdraht aufgebracht und anschließend gesintert werden, so entsteht eine Verbundmaterialschicht mit verbesserter Festigkeit durch den Sinterungseffekt des Glases, sogar dann, wenn das Verbundmaterial bei einer Temperatur unter 1200°C gesintert wird. Sollten Poren in der Verbundmaterialschicht zurückbleiben, so wird die Schicht weiter mit geschmolzenem Glas überzogen, es wird eine höhere Festigkeit erreicht.

Die Gleichmäßigkeit der Bestandteile der Verbundmaterialschicht kann verbessert werden, wenn Verbundmaterialteilchen aus Keramik- und Glasmaterial als Überzug an den Widerstandsdraht gebunden und anschließend gesintert werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Mischverhältnis des Verbundmaterials genauer zu kontrollieren.

Beim Beschichten wird vorzugsweise ein Glas mit einer Erweichungstemperatur unter 700°C als Beschichtungsglas verwendet.

Bildet die Glaskomponente der Verbundmaterialschicht eine kontinuierliche Phase, so ist die Festigkeit des Trägers erhöht. Ist der Anteil an Glaskomponente sehr gering, so ist die Festigkeit des Trägers nicht ausreichend; ist der Anteil an Glaskomponente zu hoch, so ist die Wirkung der Zusammensetzung, in der Keramikmaterial zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit verwendet wird, vermindert. Geeignet ist eine Menge an Glaskomponente in der Verbundmaterialschicht von 2 bis 60 Volumen-%.

Ein als Metallkerndraht verwendeter Draht aus Molybdän oder einer Nickel-Eisenlegierung kann durch Ätzen mit einer Säure entfernt werden. Der Molybdändraht kann während des Sinterns der Überzugsschicht entfernt werden, da er durch Oxidation an der Luft sublimiert.

Eine Art von Luftdurchflußmeßelement, d. h., ein exothermer Widerstand mit einer exothermen Schaltung aus einem Filmmuster auf einem Aluminiumoxidsubstrat und einem Träger, der diese Schichtschaltung und das Aluminiumoxidsubstrat bedeckt, hat eine verminderte Dicke.

Die Erfindung wird durch die Abbildungen erläutert, es zeigen:

Fig. 1 einen Längsquerschnitt eines exothermen Widerstands zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Hitzdraht-Luftdurchflußmesser;

Fig. 2 A bis 2 E Diagramme des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsquerschnitt eines exothermen Widerstands zur Verwendung in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 4 A bis 4 D Diagramme des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 3;

Fig. 4 E ist ein vergrößerte Darstellung eines Bereichs des exothermen Widerstands gemäß Fig. 4 D;

Fig. 5 ein anderes Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen exothermen Widerstands;

Fig. 6 einen Längsquerschnitt eines exothermen Widerstands zur Verwendung in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 7 A bis 7 E Diagramme des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 6;

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Überzugsschicht, in der Keramik- und Glasmaterial an einem exothermen, um einen Kerndraht gewickelten Widerstandsdraht gebunden sind;

Fig. 9 das Verhältnis von Volumen-% der Glaskomponente und der Bruchfestigkeit;

Fig. 10 das Verhältnis von Volumen-% der Glaskomponente und der Ansprechzeit;

Fig. 11 A bis 11 D Diagramme eines anderen Beispiels des Verfahrens zur Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 6;

Fig. 12 A bis 12 D Querschnitte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines exothermen Widerstands mit einer Schichtschaltung;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines exothermen Widerstands mit einer Schichtschaltung zur Verwendung in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 14 einen Querschnitt eines Hitzdraht- Luftdurchflußmessers;

Fig. 15 ein Schaltungsdiagramm eines Steuerkreises des Hitzdraht-Luftdurchflußmessers gemäß Fig. 14 und

Fig. 16 die Empfindlichkeitskurve des Hitzdraht- Luftdurchflußmessers gemäß Fig. 14.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt die Struktur eines erfindungsgemäßen exothermen Widerstands 1 zur Verwendung in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Der exotherme Widerstand 1 zum Nachweis der Durchflußgeschwindigkeit der angesaugten Luft weist einen Platindraht 2 in Form einer Spule, ein Paar Zuleitungen 3 aus Platin- Iridium-Legierung, die an den entgegengesetzten Enden der Platindrahtspule 2 angebracht sind, und ein Glasteil 4 auf, das den Platindraht 2 und die Verbindungen 21 zwischen den Zuleitungen 3 und dem Platindraht 2 trägt.

Das Verfahren zur Herstellung des exothermen Widerstands 1 wird anhand der Fig. 2 A bis E beschrieben:

Fig. 2 A zeigt einen Kerndraht oder eine Spule 5 mit einem Durchmesser von 0,5 mm aus Nickel-Eisen-Legierung mit einem Nickelgehalt von 52%, um die der Platindraht 2 gewickelt wird. Wie aus Fig. 2 B ersichtlich ist, wird der Platindraht 2 mit einem Durchmesser von 20 µm kontinuierlich um den Kerndraht 5 über eine Länge gewickelt, die mindestens zwei exothermen Widerständen entspricht, wobei eine automatische Spulenwickelvorrichtung verwendet wird. Das in Fig. 2 C dargestellte, so hergestellte Widerstands-Rohstück wird in Stücke mit einer Länge von je 6 mm geschnitten, ein Paar Zuleitungen 3 aus Platin-Iridium-Legierung mit einem Durchmesser von 0,13 mm werden an den entgegengesetzten Enden jedes Stücks bei den Verbindungen 21 angeschweißt. Die Verbindungen 21 und der Platindraht 2 werden, wie in Fig. 2 D dargestellt, mit einem Glasmaterial 4 zur Herstellung eines Trägers beschichtet und gesintert. Das Glasmaterial 4 ist ein Blei-Kali-Natron-Glas mit einer Zusammensetzung von, in Masse-%, 56% SiO₂, 30% PbO, 6% K₂O, 6% Na₂O, 1% CaO und 1% Al₂O₃. Die Viskosität dieses Glases beträgt bei 800°C 10^5,3 Pas (10^6,3 P) und 10⁵ Pas (10⁶ P) bei 850°C. Zur Beschichtung wird eine Lösung hergestellt, die vergällten Alkohol und Wasser als Lösungsmittel, Magnesiumnitrat und Aluminiumnitrat als Elektrolyte enthält und in der das Glasmaterial dispergiert wird; das Glaspulver wird an den Platindraht durch Elektrophorese gebunden, und zwar dadurch, daß der Platindraht gemäß Fig. 2 C in die Elektrophorese- Suspension als Kathode eingebracht wird, während als Anode eine Aluminiumplatte in der gleichen Suspension dient. Es wird eine Spannung von 30 V durch die Elektrolytlösung zwischen diesen Elektroden angelegt. Das so hergestellte Teil wird in einem elektrischen Ofen 6 Minuten bei 800°C gesintert. Die Dicke des Glases beträgt etwa 100 µm.

In Fig. 2 E wurde der Kerndraht durch einstündiges Eintauchen bei 80°C in einer Lösung aus Salpeter- und Schwefelsäure entfernt. Das Glas wurde in einer Tiefe von 1 µm oder weniger durch die Mischsäure erodiert. Der exotherme Widerstand 1 gemäß Fig. 2 E ist ausreichend fest, um nicht zu brechen, wenn er mit einer Pinzette gehandhabt wird, er kann als Einzelelement behandelt werden. Somit ist er beim nachfolgenden Zusammenbau leicht handzuhaben, wodurch die Maßnahmen, in denen der exotherme Widerstand gehandhabt werden kann, erleichtert werden.

Beispiel 2

Es werden exotherme Widerstände mit einer Struktur gemäß Fig. 1 gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch verschiedene Glasarten eingesetzt werden.

Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung des verwendeten Glases. In Tabelle 2 ist die Viskosität jedes Glases bei 800°C und 850°C, die Temperatur, bei der jedes Teil gesintert wurde, das eventuelle Brüchigwerden des Platindrahts und die Bruchfestigkeit des exothermen Widerstands bei Handhabung mit einer Pinzette, nachdem der Kerndraht entfernt worden ist, angegeben. Ein Zustand, in dem das Glas während dem Ätzen des Kerndrahts erodiert wurde, so daß der Platindraht freilag und teilweise abgewickelt war, ist unter "Bruch" in der Tabelle 2 angegeben.

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, muß ein Glas eine Viskosität über 10⁶ Pas (10⁷ P) bei 800°C haben, um bei einer Temperatur über 1200°C gesintert zu werden. Sintern bei dieser Temperatur macht jedoch den Platindraht spröde. Ein Glas mit einer Viskosität unter 10³ Pas (10⁴ P) kann bei einer niedrigeren Temperatur gesintert werden, es neigt jedoch zum Erodieren während dem Ätzen und ist weniger fest.

Die in Tabelle 2 angegebenen exothermen Widerstände, bei denen der Platindraht nicht brüchig wurde und kein Bruch auftrat (d. h., die Widerstände, die unter Verwendung der Glasarten b, e, f, h und i hergestellt wurden), wurden zur Herstellung eines Hitzdraht-Durchflußmessers gemäß Fig. 14 verwendet. Aus Fig. 16 ist ersichtlich, daß die Empfindlichkeitskurve eines so hergestellten Hitzdraht-Durchflußmessers wesentlich besser ist als die eines Luftdurchflußmessers, der unter Verwendung eines herkömmlichen exothermen Spulenwiderstands hergestellt wurde.

Tabelle 1

Tabelle 2

Beispiel 3

Ein Molybdändraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm wurde als Kerndraht 5 verwendet, um den ein Platindraht gewickelt wurde. Das so hergestellte Widerstands-Rohstück wurde in Stücke geschnitten, ein Paar Zuleitungen wurden an jedes Stück gemäß dem Herstellungsverfahren der Fig. 2 A bis C angeschweißt. An die geschweißten Bereiche und an den Platindraht wurde durch Eintauchen Glas mit der folgenden Zusammensetzung, in Masse-%, gebunden: 74% SiO₂, 9% CaO, 8% K₂O, 8% Na₂O und 1% Al₂O₃. Die Viskosität des Glases betrug 10^5,2 Pas (10^6,2 P) bei 800°C und 10^4,5 Pas (10^5,5 P) bei 850°C. Das Rohstück wurde in einem elektrischen Ofen 30 Minuten bei 1000°C erhitzt, wodurch das Glas gesintert wurde. Die Atmosphäre im elektrischen Ofen war Luft, der Molybdän-Kerndraht wurde während des Sinterns durch Oxidieren und Sublimieren entfernt. Es wurde ein exothermer Widerstand erhalten, der dem der Fig. 2 E gleich war.

Der so hergestellte exotherme Widerstand hat eine ausreichende Bearbeitungsfestigkeit für den nachfolgenden Zusammenbau, es wurde damit ein Hitzdraht-Luftdurchflußmesser mit verbesserter Empfindlichkeitskurve, wie in Fig. 16 dargestellt, hergestellt.

Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Hitzdraht-Luftdurchflußmesser unabhängig von den Verfahren zur Beschichtung des Glases und zur Entfernung des Kerndrahts verbesserte Eigenschaften aufweist.

Beispiel 4

Glasfasern mit einem Durchmesser von 10 µm wurden zu einem Glasstrang mit einem Durchmesser von 0,3 mm gebündelt. Dieser Glasstrang wurde als Kerndraht verwendet, um den ein Platindraht gewickelt wurde. Das so hergestellte Widerstand- Rohstück wurde in Stücke mit einer Länge von je 10 mm geschnitten. Zuleitungen wurden an die entgegengesetzten Enden jedes Stücks geschweißt. Das in Beispiel 1 verwendete Glas wurde an jedes Stück durch Elektrophorese gebunden, und zwar so, daß der Kern und der Platindraht, einschließlich der geschweißten Bereiche, über die Gesamtfläche mit dem Glas bedeckt waren. Die Dicke des Glases betrug ²/₅ der Dicke des Glases des Beispiels 1. Das so hergestellte Teil wurde 10 Minuten auf 900°C erhitzt, wodurch das Glas gesintert wurde.

Ein so hergestellter exothermer Widerstand hat eine größere Festigkeit als der exotherme Widerstand des Beispiels 1 und brach nicht, wenn er von einer Höhe von 1 m auf den Boden fallengelassen wurde. Die Steiggeschwindigkeit der Empfindlichkeitskurve war etwas höher als die des Beispiels 3, sie war jedoch geringer, wenn die Fließgeschwindigkeit höher als etwa 100 kg/h war und etwa gleich der des Beispiels 3 in Bezug auf eine Ansprechzeit nach 30 ms.

Beispiel 5

Es wurde ein exothermer Widerstand gemäß Fig. 2 E hergestellt, das beschichtete und gesinterte Glas war jedoch nur halb so dick wie das Glas des Beispiels 1. Ein anderes Glas mit einer Zusammensetzung von (Masse-%) 35% SiO₂, 58% PbO und 7% K₂O wurde in einem organischen Lösungsmittel dispergiert und in den Hohlraum des Rohstücks, der durch Entfernen des Kerndrahts entstanden war, gefüllt. Das Rohstück mit dem Glas wurde in einem elektrischen Ofen 10 Minuten bei 650°C gesintert.

Das zweite, in den Hohlraum eingefüllte und gesinterte Glas hatte viele Poren. Der so hergestellte exotherme Widerstand hatte jedoch eine dem Widerstand des Beispiels 1 gleiche Festigkeit, die Empfindlichkeitskurve entsprach der des Beispiels 3.

Beispiel 6

Fig. 3 zeigt die Struktur eines exothermen Widerstands für einen Hitzdraht-Durchflußmesser gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.

In ein Glasteil 4 in Form eines zylindrischen Rohrs (Fig. 3) wird ein Platindraht 2 spiralförmig an der Innenfläche angebracht, so daß die so gebildete Spule koaxial mit dem Glasteil 4 ist. Die entgegengesetzten Enden dieser Platindrahtspule 2 werden mit einem Paar Zuleitungen 3, die von dem Glasteil 4 getragen werden, verbunden, so daß die Spule elektrisch mit der Außenseite des Glasteils 4 verbunden ist. Das Glasteil 4 wird an beiden Enden mit dem es bildenden Material verschlossen.

Beispiel 7

Ein Verfahren zur Herstellung eines exothermen Widerstands gemäß Beispiel 6 wird anhand der Fig. 4 A bis D beschrieben:

Gemäß Fig. 4 A wird ein Platindraht 2 mit einem Durchmesser von 20 µm kontinuierlich mit einer automatischen Aufwickelvorrichtung um den Kerndraht 5 aus Molybdän mit einem Durchmesser 0,4 mm gewickelt. Gemäß Fig. 4 B wird das in Fig. 4 A dargestellte Widerstands-Rohstück in Stücke mit einer Länge von je etwa 6 mm für einen exothermen Widerstand geschnitten. Ein Paar Zuleitungen 3 mit einem Durchmesser von 0,13 mm aus Platin-Iridium-Legierung wird an die entgegengesetzten Enden jedes Stücks bei den Verbindungen 21 angeschweißt. Wie in Fig. 4C dargestellt, wird ein Glasmaterial 41 durch Elektrophorese auf die Außenflächen jedes Teils aufgebracht, das durch Schneiden des Molybdän-Kerndrahts 5 und des darumgewickelten Platindrahts 2 hergestellt wurde, und in einer oxidierenden Atmosphäre gesintert. Das Glasmaterial 41 ist beispielsweise ein SiO₂-B₂O₃- PbO-Glas mit einer Viskosität von 10^5,5 Pas (10^6,6 P) bei 800°C und 10^3,2 Pas (10^4,2 P) bei 850°C. Mit steigender Temperatur beim Sintern des Glasmaterials 41 wird der Molybdän- Kerndraht 5 oxidiert, so daß das Kernmaterial zu MoO₃ wird. Bei einer Temperatur von 795°C sublimiert MoO₃, das Glasmaterial mit einer Viskosität von 10^5,5 Pas (10^6,5 P) bei 800°C weist genügend offene Poren auf, daß das sublimierende MoO₃ in den offenen Poren zwischen den Teilchen des Glasmaterials 41 dispergiert wird. Der Molybdän- Kerndraht 5 wird auf diese Weise entfernt. Die Temperatur wird dann 20 Minuten auf 950°C gehalten, wodurch das Glasmaterial vollständig gesintert wird. Während dieses Verfahrens reagiert das Glasmaterial 41 mit dem sublimierten MoO₃, die Zähigkeit des Glases wird vermindert, so daß das Glas porös wird und die Glätte der Oberfläche verliert. Aus diesem Grund wird auf die Oberfläche des Glases 41 eine zweite Glasschicht 42 aufgebracht und in einer oxidierenden Atmosphäre in einem elektrischen Ofen gesintert. Das Glasmaterial 42 ist beispielsweise ein ZnO-B₂O₃-SiO₂-Glas mit einer Viskosität von 10⁷ Pas (10⁸ P) bei 600°C und 10³ Pas (10⁴ P) bei 690°C. Während des 20minütigen Sinterns bei 720°C füllt das Glasmaterial 42 die Poren der ersten porösen Glasschicht 41 und bildet eine glatte Außenfläche, wodurch der exotherme Widerstand 1 gemäß Fig. 3 entsteht. Bei dem so hergestellten exothermen Widerstand, d. h., der mit der zweiten Glasschicht 42 nach Entfernen des Molybdän- Kerndrahts beschichtet und gesintert worden ist, reicht die Glasschicht sogar in die durch den Platindraht 2 gebildete Spule hinein (in Fig. 4 E vergrößert dargestellt), so daß der Platindraht 2 noch sicherer befestigt werden kann.

Bei dem so hergestellten exothermen Widerstand wird das zylindrische Glasteil mit der Spule an der Innenfläche an beiden Enden geschlossen. So können kein Staub oder ionische Substanzen an die Innenfläche des Glasteils gelangen oder den Innenraum des Glasteils füllen. Folglich kann keine Fremdsubstanz in die Nähe der Spule gelangen. Die Leistung des exothermen Widerstands in bezug auf thermische und elektrische Eigenschaften wird dadurch stabilisiert.

Dieses erfindungsgemäße Herstellungsverfahren des exothermen Widerstands ist besonders vorteilhaft, da die Sublimation des Kerns gleichzeitig mit dem Sintern des Glasteils durchgeführt werden kann, wenn der Kerndraht 5 beispielsweise aus Molybdän besteht. Auf diese Weise ist es möglich, den Kern ohne besondere Verfahrensmaßnahmen, wie Ätzen, zu entfernen, was zur Vereinfachung der Herstellungsmaßnahmen beiträgt.

Beispiel 8

Es wird ein weiteres Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den exothermen Widerstand gemäß Fig. 3 beschrieben:

Ein Platindraht 2 mit einem Durchmesser von 20 µm wird mit einer automatischen Wickelvorrichtung kontinuierlich um den Kerndraht 5 aus Molybdän mit einem Durchmesser von 0,4 mm gewickelt. Das so hergestellte Widerstands-Rohstück wird in Stücke mit einer Länge von je etwa 6 mm für ein exothermes Widerstandselement oder -körper geschnitten. Die Zuleitungen 3 mit einem Durchmesser von 0,13 mm aus Platin- Iridium-Legierung werden an die entgegengesetzten Enden jedes Stücks bei den Verbindungen 21 angeschweißt. Durch Elektrophorese wird das Glasmaterial 4 an die Außenflächen des Molybdän-Kerndrahts 5 und den Platindraht 2 mit Ausnahme der entgegengesetzten Enden des Molybdänkerns 5 aufgebracht. Das so hergestellte Rohstück wird in einer oxidierenden Atmosphäre in einem elektrischen Ofen oxidiert. Fig. 5 zeigt das Rohstück nach dem Sintern.

In diesem Fall ist das Glasmaterial 4 beispielsweise ein ZnO-B₂O₃-Glas mit einer Viskosität von 10³ Pas (10⁴ P) bei 680°C, das bei 750°C kristallisiert und bei einer Temperatur über etwa 1000°C wieder schmilzt. Mit steigender Temperatur des Glasmaterials 4 beim Sintern wird der Molybdän- Kerndraht 5 zu MoO₃ oxidiert. Das erweichte Glas wird bei 680°C verschlossen und kristallisiert bei 750°C, so daß die Form des Glases stabilisiert wird. Die Sinterungstemperatur wird dann angehoben, so daß das MoO₃ sublimiert und der Molybdänkern entfernt wird. Am Ende wird bei 950°C 20 Minuten gesintert. Nach dem Sintern bleiben Öffnungen, in denen das sublimierte MoO₃ dispergiert ist, an den entgegengesetzten Enden des Glasteils 4 zurück. Diese Öffnungen werden durch Schmelzen des Glases in einer Flamme geschlossen, es wird ein exothermer Widerstand gemäß Fig. 3 erhalten.

Beispiel 9

Es wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für einen exothermen Widerstand gemäß Fig. 3 beschrieben:

Ein Platindraht 2 mit einem Durchmesser von 20 µm wird mit einer automatischen Wickelvorrichtung um den Kerndraht 5 aus Molybdän mit einem Durchmesser von 0,4 mm gewickelt. Das so hergestellte Widerstands-Rohstück wird in Stücke mit einer Länge von je etwa 6 mm für ein exothermes Widerstandselement oder -körper geschnitten. Die Zuleitungen 3 mit einem Durchmesser von 0,13 mm aus Platin-Iridium-Legierung werden an die entgegengesetzten Enden jedes Stücks bei den Verbindungen 21 angeschweißt. Durch Elektrophorese wird eine Beschichtung aus dem Glasmaterial 4 aufgebracht. Das so hergestellte Rohstück wird in einer oxidierenden Atmosphäre in einem elektrischen Ofen gesintert. Fig. 3 zeigt den Zustand des Rohstücks nach diesem Sintern. In diesem Fall wird als Glasmaterial 4 ein Al₂O₃-P₂O₄-Glas mit einer Viskosität von 10^5,7 Pas (10^6,7 P) bei 820°C und 10³ Pas (10⁴ P) bei 910°C verwendet. Mit steigender Temperatur beim Sintern dieses Glasmaterials wird der Molybdän-Kerndraht 5 oxidiert und sublimiert bei 795°C, so daß er entfernt wird. Das Sintern wird eine Stunde bei 1080°C fortgesetzt, es wird ein exothermer Widerstand gemäß Fig. 3 erhalten.

Wie oben erläutert, können zur erfindungsgemäßen Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 3 verschiedene Zusammensetzungen des Glasmaterials 4 eingesetzt werden. Hat das Glasmaterial eine Viskosität über 10³ Pas (10⁴ P) bei 800°C und eine Viskosität unter 10⁶ Pas (10⁷ P) bei 1000°C, so kann es zur Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 3 verwendet werden. So wurden auch verschiedene Glasarten zur Herstellung des Widerstands gemäß Fig. 5 eingesetzt. Kristallisiert ein Glasmaterial bei einer Temperatur unter 750°C und behält es seine Form bei einer Temperatur unter 900°C, so kann es zur Herstellung des exothermen Widerstands gemäß Fig. 3 eingesetzt werden.

In den vorhergehenden Beispielen wurde zur Herstellung der Glasbeschichtung die Elektrophorese verwendet. Es können jedoch auch andere Verfahren außer der Elektrophorese, wie beispielsweise das Aufbringen des Glasmaterials in Form einer Paste, zur Herstellung des exothermen Widerstands 1 gemäß Fig. 3 angewendet werden.

Beispiel 10

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen exothermen Widerstands. Die Zuleitungen 3 aus Platin- Iridium-Legierung werden mit den entgegengesetzten Enden eines exothermen Widerstandsdrahts 2 in Form einer Spule aus Platin verbunden. Der exotherme Widerstandsdraht 2 und die Verbindungen 21 werden mit einer Schicht eines Verbundmaterials 4 aus Keramik- und Glasmaterial beschichtet, das einen Träger bildet.

Die Herstellung dieses exothermen Widerstands wird anhand der Fig. 7 A bis E erläutert:

Fig. 7 A zeigt einen Molybdän-Kerndraht 5 mit einem Durchmesser von 0,5 mm, um den der Platindraht gewickelt wird. Der Kerndraht 5 hat runde säulenartige Bereiche mit einer Länge von 5 mm und flache Bereiche 5A mit einer Länge von 2 mm, wobei die runden säulenartigen Bereiche und die flachen Bereiche 5A abwechselnd angeordnet sind. Wie in Fig. 7B dargestellt, wird der Platindraht 2 (exothermer Widerstand) mit einem Durchmesser von 30 µm mit einer automatischen Wickelvorrichtung um den Kerndraht 5 über eine Länge für mindestens zwei Widerstandselemente gewickelt. Gemäß Fig. 7 C wird das so hergestellte Widerstands-Rohstück in der Mitte der flachen Bereiche in Stücke geschnitten, ein Paar Zuleitungen 3 aus Platin-Iridium-Legierung mit einem Durchmesser von 0,13 mm werden an die entgegengesetzten Enden jedes Stücks bei den Verbindungen 21 angeschweißt. Die flachen Bereiche 5A wurden zur Erleichterung des Anbringens und des Anbindens der Zuleitungen 3 an den Kerndraht 5 vorgesehen. Die flachen Bereiche wurden durch Verformen unter Druck gebildet. Zur leichteren Bearbeitung werden die flachen Bereiche vorzugsweise symmetrisch um eine horizontale Ebene ausgebildet. Wie in Fig. 7 D gezeigt, wird das Verbundmaterial 4 über den exothermen Widerstandsdraht 2 aufgebracht und gesintert. Zu diesem Zweck wird eine Lösung hergestellt, die vergällten Alkohol und Wasser als Lösungsmittel und Magnesiumnitrat und Aluminiumnitrat als Elektrolyte enthält. In dieser Lösung werden Aluminiumoxidteilchen und PbO-SiO₂-Glaspulverteilchen in einem Verhältnis von 95 : 5 dispergiert. Die Aluminiumoxid- und Glasteilchen werden an den Platindraht durch Elektrophorese gebunden, und zwar dadurch, daß der Platindraht gemäß Fig. 7 C in die Elektrolytsuspension als Kathode eingetaucht wird, während eine Aluminiumplatte als Anode in die gleiche Suspension eingebracht wird. Zwischen diesen Elektroden wird eine Spannung von 40 V durch die Suspension angelegt. Fig. 8 ist ein Schema der Beschichtung, in der eine Glas-Aluminiumoxidschicht 53 Poren 54 aufweist und eine poröse Schicht bildet, die auf die Außenflächen des Platindrahts 52 um den Molybdän-Kerndraht 51 aufgebracht wurde. Wie in Fig. 7 D dargestellt, wird das so hergestellte Teil in einem elektrischen Ofen bei 900°C eine Stunde erhitzt, so daß der Molybdän-Kerndraht oxidiert wird und sublimiert. Das Teil wird dann 30 Minuten bei 1100°C erhitzt, wodurch die durch Elektrophorese aufgebrachte Überzugsschicht gesintert wird.

Die Dicke dieser gesinterten Schicht 4 beträgt etwa 80 µm. Die Erweichungstemperatur des zur Bildung dieser Schicht verwendeten Glases beträgt 850°C. Die gesinterte Schicht 4 wird porös, sie hat jedoch genügend Festigkeit, sie bricht bei der Handhabung nicht. Gemäß Fig. 7 E wird diese Schicht mit einem PbO-B₂O₃-SiO₂-Glaspulver mit einer Erweichungstemperatur von 680°C beschichtet, das bei 850°C 90 Minuten gesintert wird. Auf diese Weise dringt das Glas in die gesinterte Schicht 4 ein, es entsteht eine Verbundmaterialschicht. Der Querschnitt eines so hergestellten exothermen Widerstands zeigt, daß das Beschichtungsglas eine Oberflächenschicht bildet und auch den Hohlraum erreicht, der durch Entfernung des Molybdän-Kerndrahts entstand, wodurch eine kontinuierliche Phase entsteht. Die Menge an in der Verbundmaterialschicht vorhandenem Glas beträgt 32 Volumen-%. Die zur Zerstörung des so hergestellten exothermen Widerstands benötigte Kraft beträgt 2,1 kg, wogegen die Bruchfestigkeit eines in herkömmlicher Weise hergestellten Widerstands höchstens etwa 0,5 kg beträgt.

Beispiel 11

Ein Draht mit einem Durchmesser von 0,5 mm aus Nickel- Eisen-Legierung mit einem Nickelgehalt von 53% wird als Kerndraht verwendet. Gemäß der Arbeitsweise der Fig. 7 A bis E wird ein Platindraht um diesen Kerndraht gewickelt, das so hergestellte Widerstands-Rohstück wird in Stücke geschnitten, an jedes Stück werden Zuleitungen angeschweißt.

Auf die geschweißten Bereiche und den Platindraht werden durch Eintauchen Aluminiumoxidteilchen aufgebracht. Dazu werden die Aluminiumoxidteilchen in einem organischen Lösungsmittel (Terpineol) dispergiert. Das exotherme Widerstands-Rohstück aus dem Kern, dem um diesen Kern gewickelten Platindraht und den an den Platindraht gebundenen Zuleitungen wird in diese Lösung eingetaucht, wodurch die Aluminiumoxidteilchen auf den exothermen Widerstand aufgebracht werden. In diesem Fall wird ein Ende des Kerns nicht mit Aluminiumoxidteilchen beschichtet. Jedes Rohstück wird zwei Minuten auf 1500°C erhitzt, das Aluminiumoxid wird dadurch gesintert. Das Rohstück wird dann drei Stunden bei 80°C in eine Lösung aus Salpeter- und Schwefelsäure getaucht, der Kern wird durch Ätzen entfernt. Der Widerstand wird mit einem PbO-SiO₂-Pulver mit einer Erweichungstemperatur von 600°C beschichtet und 90 Minuten bei 820°C gesintert, wodurch das Glas in die gesinterte Aluminiumoxidschicht eindringt und eine Verbundmaterialschicht bildet. Die Bruchfestigkeit des so hergestellten exothermen Widerstands beträgt 1,8 kg, der Anteil an Glas in der Verbundmaterialschicht beträgt 41 Volumen-%.

Beispiel 12

Es werden exotherme Widerstände gemäß der Beispiele 10 und 11 hergestellt, jedoch weist die Verbundmaterialschicht verschiedene Mengen an Glasmaterial auf. Einer dieser exothermen Widerstände, nämlich mit einem geringeren Anteil an Glas, wurde so hergestellt, daß Keramik- und Glasteilchen in dem gewünschten Verhältnis gleichzeitig auf den Platindraht durch Elektrophorese gemäß Beispiel 10 aufgebracht und so gesintert wurden, daß das Glas schmolz. Der exotherme Widerstand wurde zum Schluß nicht mit Glas beschichtet. Zur Herstellung von exothermen Widerständen dieser Art werden die Verbundmaterialschichten dadurch vorher hergestellt, daß Keramik- und Glasteilchen in dem gewünschten Verhältnis vermischt werden, das Gemisch erhitzt wird, bis das Glas geschmolzen ist, zur Verfestigung abgekühlt und pulverisiert wird. Die so gebildeten Verbundmaterialteilchen werden auf den Platindraht aufgebracht, wodurch die Einheitlichkeit der die Verbundmaterialschicht bildenden Bestandteile verbessert wird. Da die Teilchen durch Elektrophorese, d. h. durch die Wirkung von elektrischen Ladungen auf die Oberfläche der Teilchen, aufgebracht werden, hängt die Bindungsweise von der Art der Teilchen ab. Deshalb werden Keramik- und Glasteilchen nicht immer in dem Verhältnis gebunden, in dem sie vermischt und auch aufgebracht worden sind, das Mischverhältnis kann deshalb über die Fläche, an der die gemischten Teilchen gebunden sind, uneinheitlich sein. Dieses Problem kann jedoch dadurch vermieden werden, daß Verbundmaterialteilchen hergestellt werden, die das Keramik- und Glasmaterial in einem vorbestimmten Mischverhältnis enthalten.

Außer Aluminiumoxid können Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Aluminiumnitrid als Keramikmaterial verwendet werden. Die thermische Leitfähigkeit von Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Aluminiumnitrid beträgt 21, 40, 12 bzw. 21 W/m. K. Werden anstatt Aluminiumoxid diese Verbindungen verwendet, so erfolgt das Sintern nach dem Beschichten mit dem Verbundmaterial in einem inerten Gas.

Die Bruchfestigkeit und die Ansprechzeit der so hergestellten exothermen Widerstände wurden untersucht. Fig. 9 zeigt das Volumenverhältnis von Glaskomponente zu Verbundmaterialschicht (Volumen-%) und die Bruchfestigkeit, wobei die Volumen-% R auf der Abszisse und die Bruchfestigkeit F (kg) auf der Ordinate dargestellt sind. Die gestrichelte Linie F₀ zeigt die Bruchfestigkeit für einen gewöhnlichen exothermen Widerstand an, die Bruchfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten exothermen Widerstände fällt in einen Bereich zwischen den ausgezogenen Linien C und D. Die Bruchfestigkeit hängt in einem gewissen Bereich von Faktoren, wie der Art der Keramikkomponente des Verbundmaterials, ab. Fig. 10 zeigt das Verhältnis von Volumen-% Glaskomponente und Ansprechzeit, wobei auf der Abszisse die Volumen-% R und auf der Ordinate die Ansprechzeit T (ms) angegeben sind. Die Ansprechzeit hängt auch von Faktoren, wie der Art der Keramikkomponente des Verbundmaterials, ab.

Beträgt der Anteil an Glaskomponente in der Verbundmaterialschicht unter 2 Volumen-%, so ist die Festigkeit der Schicht so gering, daß der Widerstand mit beispielsweise einer Pinzette nicht gehandhabt werden kann. Nach einem längeren Sintern des Verbundmaterials bei hoher Temperatur, um die Festigkeit zu erhöhen, sind die Eigenschaften des Platindrahts verändert, was wiederum die gewünschten Eigenschaften des exothermen Widerstands beeinträchtigt.

Liegt der Anteil an Keramikkomponente in der Verbundmaterialschicht unter 40%, d. h., ist der Anteil an Glaskomponente höher als 60 Volumen-%, so ist die Empfindlichkeitskurve des resultierenden Luftdurchflußmessers im Vergleich zu einem Durchflußmesser, in dem der Platindraht mit Glas allein beschichtet worden ist, schlechter. D. h., die Wirkungen, die für Zusammensetzungen aus Keramik- und Glasmaterial spezifisch sind, werden nicht erreicht.

Beispiel 13

Bei den Beispielen 10 bis 12 wurde der als exothermes Widerstandselement verwendete Draht kontinuierlich um den Kerndraht gewickelt, das Widerstands-Rohstück wurde in Stücke mit der gewünschten Länge geschnitten, die Zuleitungen wurden an jedes Stück gebunden. In diesem Fall jedoch wird der Kerndraht in Stücke mit der gewünschten Länge geschnitten, das Zuleitungspaar wird an die entgegengesetzten Enden jedes Kerndrahtstücks gebunden. Ein Ende des als exothermes Widerstandselement verwendeten Drahts wird an die eine Zuleitung gebunden, das andere Ende des Widerstandsdrahts wird an die andere Zuleitung gebunden, nachdem der Widerstandsdraht um den Kerndraht gewickelt worden ist. Fig. 11 A bis D zeigt das Verfahren zur Herstellung eines exothermen Widerstands dieser Art:

Gemäß Fig. 11 A wird ein Zuleitungspaar mit einem Durchmesser von 0,13 mm aus Platin-Iridium-Legierung an die flachen Bereiche eines Molybdän-Kerndrahts 5 mit einem Durchmesser von 0,5 mm gebunden, die flachen Bereiche befinden sich an den entgegengesetzten Enden des Kerndrahts. Gemäß Fig. 11 B wird ein Ende des Platindrahts 2 (exothermer Widerstand) mit einem Durchmesser von 30 µm an eine der Zuleitungen 3 bei der Verbindung 21 angeschweißt, das andere Ende des Platindrahts 2 wird an die andere Zuleitung 3 bei der anderen Verbindung 21 angeschweißt, nachdem der Platindraht 2 um den Kerndraht 5 gewickelt worden ist. Gemäß Fig. 11 C wird dann ein Verbundmaterial auf den exothermen Widerstandsdraht 2 aufgebracht und gesintert. Gemäß Fig. 11 D wird der Widerstand dann mit Glaspulver beschichtet und gesintert, so daß das Glas in die gesinterte Schicht 4 eindringt und eine Verbundmaterialschicht bildet.

Beispiel 14

Die Herstellung eines exothermen Widerstands auf einem Aluminiumoxidsubstrat wird anhand der Fig. 12A bis D und 13 erläutert:

Eine Schaltung 94 wird im Lift-off-Verfahren auf einem Aluminiumoxidsubstrat 91 mit einer Breite von 4 mm, einer Länge von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm gebildet. Fig. 12 A bis D zeigt die Hauptstufen des Lift-off-Verfahrens anhand von Querschnittsansichten des exothermen Widerstands:

Gemäß Fig. 12 A wird auf einem Substrat 91 mit einem Photoresist eine Maske 92 hergestellt. Gemäß Fig. 12 B wird über das Substrat und die Maske ein Film durch Aufbringen einer Platinpaste 93 gebildet, der durch Dehnung des Resists mit einem Entwickler geschnitten wird (Fig. 12 C). Gemäß Fig. 12 D wird die Maske 92 durch Ätzen entfernt, die Platinschaltung 94 wird gesintert. Das Muster der Platinfilmschaltung wird dadurch gebildet, daß die Breite der Schaltungslinien auf 400 µm und der Abstand zwischen den Linien auf 100 µm festgelegt wird. Der Widerstand dieser Schaltung beträgt 12 Ω. Das Muster hat an seinen entgegengesetzten Enden große Flächenbereiche, an die ein Paar Zuleitungen 96 aus Platin-Iridium-Legierung angelötet werden. Eine Paste mit einem PbO-SiO₂-Glas mit einer Erweichungstemperatur von 600°C und Aluminiumoxid in einem Verhältnis von 2 : 3 wird auf die dicke Platinfilmschaltung aufgebracht und 15 Minuten bei 800°C gesintert, wodurch eine Verbundmaterialschicht 96 entsteht. Die Ansprechgeschwindigkeit eines Luftdurchflußmessers, der mit einem solchen exothermen Widerstand 100 hergestellt worden ist, ist doppelt so hoch wie die eines Luftdurchflußmessers, in dem die Schaltung mit Glas allein beschichtet worden ist.

Fig. 14 zeigt einen Hitzdraht-Luftdurchflußmesser, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen exothermen Widerstands 1 hergestellt worden ist. Dabei wird ein Widerstand 6, der gleich ist wie der exotherme Widerstand 1, zur Bestimmung der Lufttemperatur in Kombination mit dem exothermen Widerstand 1 verwendet. Gemäß Fig. 14 sind der exotherme Widerstand 1 und der Widerstand 6 zur Bestimmung der Lufttemperatur an einen Träger 8 befestigt, der in einer Sekundärstromöffnung 72 angeordnet ist, die in einem Körper 73 gebildet ist und einen Teil der angesaugten Luft ableitet, wobei der Hauptteil durch eine Hauptöffnung 71, ebenfalls im Körper 73, fließt.

Fig. 15 zeigt eine Schaltung zur Steuerung des Hitzdraht- Luftdurchflußmessers, der aus einem exothermen Widerstand 1, dem Widerstand 6 zur Bestimmung der Lufttemperatur, Rechenverstärker 9 und 10, einem Leistungstransistor 11, einem Kondensator 12 und Widerständen 13 und 17 besteht. Der Pluspol einer Batterie (nicht dargestellt) ist mit dem Kollektorpol 18 des Leistungstransistors 11 verbunden, während der Minuspol der Batterie mit dem geerdeten Pol 19 des Widerstands 13 verbunden ist. Eine Eingangsklemme eines Mikrocomputers (nicht dargestellt) zur Steuerung eines Motors unter Verwendung der durch den Hitzdraht-Luftdurchflußmesser ausgegebenen Signale ist mit einer Verbindung 20 zwischen dem Widerstand 13 und dem exothermen Widerstand 1 verbunden.

In dieser Schaltung wird der elektrische Strom dem exothermen Widerstand 1 durch den Leistungstransistor 11 zur Erhitzung des exothermen Widerstands zugeführt, die Temperatur des exothermen Widerstands wird so gesteuert, daß sie konstant höher als die des Widerstands 6 zur Bestimmung der Lufttemperatur ist. Dabei wird der Widerstand 6 zur Bestimmung der Lufttemperatur dazu verwendet, die Temperatur der angesaugten Luft zu korrigieren, und zwar durch Bestimmen dieser Temperatur, während ein nur sehr schwacher Strom durch den Widerstand 6 zur Lufttemperaturbestimmung fließt, so daß die durch diesen Strom erzeugte Wärme vernachlässigbar ist. Beim Durchströmen kommt die Luft mit dem exothermen Widerstand 1 in Berührung, der Steuerkreis regelt so, daß der Unterschied zwischen den Temperaturen des exothermen Widerstands 1 und des Widerstands 6 zur Lufttemperaturbestimmung aufrechterhalten bleibt. Diese Maßnahme wird im Feedback-Verfahren durchgeführt, so daß eine Spannung, die durch Dividieren der Spannung durch den exothermen Widerstand 1 durch die Widerstände 14 und 15 konstant gleich der durch den Rechenverstärker 9 verstärkten Spannung aus einem Spannungsabfall des Widerstands 13 ist, der wiederum proportional dem durch den exothermen Widerstand 1 fließenden Strom ist. Folglich ändert sich bei einer Änderung der Luftdurchflußgeschwindigkeit der Strom, der durch den exothermen Widerstand 1 fließt, die Luftdurchflußgeschwindigkeit wird anhand des Spannungsabfalls, der im Widerstand 13 als Antwort auf den Strom erscheint, gemessen.

Fig. 16 zeigt die Empfindlichkeitskurve dieses erfindungsgemäßen Hitzdraht-Luftdurchflußmessers. Auf der Abszisse ist die Zeit (ms) und auf der Ordinate die Durchflußgeschwindigkeit (kg/h) angegeben. Die vom Hitzdraht-Luftdurchflußmesser abgegebene Spannung wird dann gemessen, wenn sich die Luftdurchflußgeschwindigkeit von einer niedrigen Geschwindigkeit von etwa 20 kg/h zu einer hohen Geschwindigkeit von etwa 200 kg/h ändert. Diese Spannung wird in Durchflußgeschwindigkeit umgewandelt und auf der Ordinate angegeben. Die Kurve B zeigt die Empfindlichkeit eines Luftdurchflußmessers mit einem herkömmlichen exothermen Spulenwiderstand, die Kurve A ist die Empfindlichkeit eines erfindungsgemäßen Hitzdraht-Luftdurchflußmessers. Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß die Zeit, die der Durchflußmesser zur Abgabe des Endwerts benötigt, deutlich gesenkt werden kann.

Somit kann der erfindungsgemäße Hitzdraht-Durchflußmesser Signale abgeben, die korrekt den tatsächlichen Änderungen der Luftdurchflußgeschwindigkeit entsprechen, sogar bei starker Beschleunigung oder Verlangsamung des Fahrzeugs. Auf diese Weise kann die Bestimmung der Einspritzgeschwindigkeit der Einspritzdüse optimiert und das Problem der Belastungsschwankungen gelöst werden.

Diese bedeutsame Verbesserung der Empfindlichkeit wird dadurch erreicht, daß der exotherme Widerstand 1 schnell auf Änderungen der Luftdurchflußgeschwindigkeit reagieren kann, da die im Platindraht 2 des exothermen Widerstands 1 erzeugte Wärme fast vollständig an die Luft weitergegeben wird, ohne die Spule oder den Kern zu erhitzen oder an den Träger über die Spule weitergeleitet zu werden, wie das bei herkömmlichen exothermen Spulenwiderständen der Fall ist.

Es wurde auch ein Anemometer hergestellt, in dem eine Kombination des erfindungsgemäßen exothermen Widerstands und einer Schaltung zur Bestimmung der Temperatur aus einer Änderung des Widerstandswerts dieses Widerstands und Umwandlung in Windgeschwindigkeit verwendet wurde. Das so hergestellte Anemometer weist ebenfalls eine verbesserte Empfindlichkeitskurve auf.

Claims

1. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser mit einem exothermen Widerstand (1) in einer Luftdurchflußöffnung zur Messung der Geschwindigkeit, mit der die Luft durch die Durchflußöffnung strömt, und einem Steuerkreis zur Steuerung des durch den exothermen Widerstand fließenden Stroms und zur Abnahme der Ausgangsspannung aus dem exothermen Widerstand als der Luftdurchflußgeschwindigkeit entsprechendes Signal, dadurch gekennzeichnet, daß der exotherme Widerstand (1) einen gewickelten Draht (2), ein Paar Zuleitungen (3), die an den entgegengesetzten Enden des gewickelten Drahts angebracht sind, Verbindungen (21) zwischen dem gewickelten Draht und den Zuleitungen und einen Träger (4) zur Befestigung der Verbindungen (21) und des gewickelten Drahts zwischen diesen Verbindungen aufweist.

2. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Glas mit einer Viskosität von 10³ bis 10⁶ Pas (10⁴ bis 10⁷ P) bei Temperaturen von 800 bis 850°C ist.

3. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Blei-Kali- Glas, Blei-Natron-Glas oder Blei-Kali-Natron-Glas mit folgender Zusammensetzung, in Masse-%, besteht: 50 bis 65% SiO₂, 20 bis 35% PbO und 10 bis 25% R₂O (wobei R₂O die Summe von K₂O und Na₂O ist.

4. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Natron-Kalk-Glas, Natron-Barium-Glas, Kali-Kalk-Glas oder Kali-Barium-Glas mit folgender Zusammensetzung, in Masse-%, besteht: 65 bis 75% SiO₂, 4 bis 15% RO (wobei RO die Summe von MgO, CaO und BaO ist), und 10 bis 20% R₂O (wobei R₂O die Summe von K₂O und Na₂O ist).

5. Hitzdraht-Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Borosilikatglas ist.

6. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) in Form eines Zylinderrohrs ist, an dessen Innenfläche ein Draht (2) in Form einer spiralförmigen Spule und koaxial dazu angebracht ist, und das Glasrohr an beiden Enden verschlossen ist.

7. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus einer Verbundmaterialschicht aus Keramik- und Glasmaterial besteht.

8. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem exothermen Widerstand ein Hohlraum vorhanden ist und die Glaskomponente des Verbundmaterials eine Oberflächenschicht und eine kontinuierliche, den Hohlraum erreichende Phase bildet.

9. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkomponente des Verbundmaterials eine thermische Leitfähigkeit von mindestens 10 W/m. K hat.

10. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Glaskomponente des Verbundmaterials 2 bis 60 Vol.-% beträgt.

11. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1 und 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial eine Glaskomponente mit einer Erweichungstemperatur unter 700°C und eine andere Glaskomponente mit einer Erweichungstemperatur über 700°C enthält.

12. Hitzdraht-Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der exotherme Widerstand einen als Filmschaltung (94) auf einem Keramiksubstrat ausgebildeten exothermen Widerstandsdraht und eine Verbundmaterialschicht (96) aus Keramik- und Glasmaterial aufweist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Hitzdraht-Luftdurchflußmessers nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Herstellen eines Rohstücks aus einem Kerndraht (5) der gewünschten Länge, einen um diesen Kerndraht gewickelten Draht (2) als exothermen Widerstandsdraht und einem Paar Zuleitungen (3), die an die entgegengesetzten Enden des gewickelten Drahts geschweißt sind, Überziehen des gewickelten Drahts zwischen den geschweißten Bereichen mit Glas, Sintern des Überzugs, Entfernen des Kerndrahts, Befestigen der Zuleitungen des exothermen Widerstands an einen Träger für den Widerstand, Kombinieren des exothermen Widerstands (1) mit einem Widerstand (6) zur Bestimmung der Lufttemperatur und einem Steuerkreis zur Steuerung des durch den exothermen Widerstand fließenden Stroms und zur Abnahme der Ausgangsspannung aus dem exothermen Widerstand als der Luftdurchflußgeschwindigkeit entsprechendes Signal.

14. Verfahren zur Herstellung eines Hitzdraht-Luftdurchflußmessers nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Herstellen eines Rohstücks aus einem länglichen Glaskern (5) der gewünschten Länge, einem um dieses Glas gewickelten Draht (2) als exothermen Widerstandsdraht und einem Paar Zuleitungen (3), die an die entgegengesetzten Enden des Drahts geschweißt sind, Überziehen des gewickelten Drahts zwischen den geschweißten Bereichen mit Glas und Sintern des Überzugs, Entfernen des Kerndrahts, Befestigen der Zuleitungen des exothermen Widerstands an einen Träger für den Widerstand, Kombinieren des exothermen Widerstands (1) mit einem Widerstand (6) zur Bestimmung der Lufttemperatur und einem Steuerkreis zur Steuerung des durch den exothermen Widerstand fließenden Stroms und zur Abnahme der Ausgangsspannung aus dem exothermen Widerstand als der Luftdurchflußgeschwindigkeit entsprechendes Signal.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsglas ein Glas mit einer Viskosität von 10³ bis 10⁶ Pas (10⁴ bis 10⁷ P) bei Temperaturen von 800 bis 850°C verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsglas ein Blei-Kali-Glas, Blei-Natron-Glas, Blei-Kali-Natron-Glas, Natron-Kalk- Glas, Natron-Barium-Glas, Kali-Kalk-Glas, Kali-Barium- Glas oder Borosilikatglas verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Wickeln des Drahts (2) um einen sublimierbaren Kerndraht (5), Überziehen des gewickelten Drahts und des Kerndrahts mit einem porösen Glasmaterial, Erhitzen zur Sublimierung des Kerndrahts und Sintern des Glasüberzugs.

18. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Aufbringen von Keramikteilchen auf die Gesamtfläche des gewickelten Drahts, Sintern der Keramikteilchen, Entfernen des Kerndrahts und Herstellen einer Verbundmaterialschicht (4) durch Überziehen der gesinterten Keramikschicht mit geschmolzenem Glas, so daß das Glas in die gesinterte Keramikschicht eindringt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch Verwendung eines Kerndrahts (5) mit flachen Bereichen an den entgegengesetzten Enden.

20. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Herstellen einer Verbundmaterialschicht (4) durch Überziehen der gesamten Fläche des gewickelten Drahts mit Keramik- und Glasteilchen, Sintern dieser Teilchen und Entfernen des Kerndrahts.

21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Überziehen der Verbundmaterialschicht (4) mit geschmolzenem Glas.

22. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Verwendung von Keramikteilchen aus einem Verbundmaterial aus Keramik- und Glasmaterial.

23. Verwendung des Hitzdraht-Luftdurchflußmessers nach einem der Ansprüche 1 bis 17, insbesondere nach Anspruch 7, in einem Verbrennungsmotor.

24. Exothermer Widerstand zur Verwendung in einem Hitzdraht- Luftdurchflußmesser mit einem gewickelten Draht (2), einem Paar Zuleitungen (3) an den entgegengesetzten Enden des gewickelten Drahts, Verbindungen (21) zwischen dem gewickelten Draht und den Zuleitungen und einem Träger (4) zur Befestigung der Verbindungen und des gewickelten Drahts zwischen den Verbindungen.

25. Exothermer Widerstand nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus einem Glas mit einer Viskosität von 10³ bis 10⁶ Pas (10⁴ bis 10⁷ P) bei Temperaturen von 800 bis 850°C ist.

26. Exothermer Widerstand nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Blei-Kali-Glas, Blei-Natron-Glas oder Blei-Kali-Natron-Glas mit folgender Zusammensetzung, in Masse-%, ist: 50 bis 65% SiO₂, 20 bis 35% PbO und 10 bis 20% R₂O (wobei R₂O die Summe von K₂O und Na₂O ist).

27. Exothermer Widerstand nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Natron-Kalk-Glas, Natron-Barium-Glas, Kali-Kalk-Glas oder Kali-Barium-Glas mit folgender Zusammensetzung, in Masse-%, ist: 65 bis 75% SiO₂, 4 bis 15% RO (wobei RO die Summe von MgO, CaO und BaO ist) und 10 bis 20% R₂O (wobei R₂O die Summe von K₂O und Na₂O ist).

28. Exothermer Widerstand nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus Borosilikatglas ist.

29. Verfahren zur Herstellung eines exothermen Widerstands nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch Herstellen eines Rohstücks aus einem Kerndraht (5) der gewünschten Länge, einem um diesen Kerndraht gewickelten Draht (2) als exothermen Widerstandsdraht und einem Paar Zuleitungen (3), die an die entgegengesetzten Enden des gewickelten Drahts angeschweißt sind, Überziehen des gewickelten Drahts zwischen den geschweißten Bereichen mit Glas, Sintern des Überzugs, Entfernen des Kerndrahts und Befestigen der Zuleitungen des exothermen Widerstands an einen Träger für den Widerstand.

30. Verfahren zur Herstellung eines exothermen Widerstands nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch Herstellen eines Rohstücks aus einem länglichen Glaskern (5) der gewünschten Länge, einen um diesen Glaskern gewickelten Draht (2) als exothermen Widerstandsdraht und einem Paar Zuleitungen (3), die an die entgegengesetzten Enden des Drahts angeschweißt sind, Überziehen des Drahts zwischen den geschweißten Bereichen mit Glas, Sintern des Überzugs und Befestigen der Zuleitungen des exothermen Widerstands an einen Träger.

31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsglas ein Glas mit einer Viskosität von 10³ bis 10⁶ Pas (10⁴ bis 10⁷ P) bei Temperaturen von 800 bis 850°C verwendet wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsglas ein Blei-Kali-Glas, Blei-Natron-Glas, Blei-Kali-Natron-Glas, Natron-Kalk- Glas, Natron-Barium-Glas, Kali-Kalk-Glas, Kali-Barium- Glas oder Borosilikatglas verwendet wird.

33. Anemometer mit einem exothermen Widerstand (1) nach Anspruch 24 und Mittel zur Bestimmung der Temperatur des exothermen Widerstands.