DE3844354A1 - Messvorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums - Google Patents
Messvorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediumsInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Meßvorrichtung zur Messung der
Masse eines strömenden Mediums nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Meßvorrichtung bekannt (SAE-Paper Nr. 8 80 560),
bei der die Gefahr steht, daß das nur wenige zehntel Millimeter
dicke Keramiksubstrat mit der wenigstens einen temperaturabhängigen
Widerstandsschicht durch unsachgemäße Behandlung des Meßkörpers
zerstört wird. Dies kann beispielsweise durch Fallenlassen aus einer
Höhe von über etwa 60 cm oder ruckartiges Anstoßen geschehen, oder
durch ungewollte direkte Berührung des Keramiksubstrates mittels
eines Gegenstandes oder eines Fingers.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung mit den kennzeichnenden Merk
malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine
höhere Bruchsicherheit des Keramiksubstrates gewährleistet, so daß
auch bei Fallhöhen von etwa 1,2 m oder stärkeren Stößen keine Zer
störung des Keramiksubstrates erfolgt. Das die Steifigkeit des
Keramiksubstrats erhöhende Stützelement ermöglicht eine einfache und
kostengünstige Lösung des Problems ohne störende Beeinflussung der
Strömungsverhältnisse an der temperaturabhängigen Widerstandsschicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Meßvorrichtung möglich.
Vorteilhaft ist es, das Stützelement plattenförmig auszubilden.
Hierdurch ergibt sich eine schmale in den Strömungsdurchbruch
erstreckende Form.
Besonders vorteilhaft ist es, das Stützelement so weit unter das
Keramiksubstrat ragen zu lassen, daß wenigstens ein sich vom freien
Ende des Keramiksubstrates in Richtung zum Stützelement erstrecken
der Trennschlitz vom Stützelement teilweise überdeckt wird.
Derartige Trennschlitze werden in das Keramiksubstrat eingesägt. Am
Schnittende jedes Trennschlitzes besteht die Gefahr, daß feinste
Haarrisse die Bruchsicherheit verringern. Verläuft das Stützelement
bis unter ein solches Schnittende eines Trennschlitzes, so wird das
Keramiksubstrat im Bereich des Schnittendes des Trennschlitzes
entlastet und die Bruchgefahr verringert.
Ebenfalls besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens an einer der
Gehäusehalften ein sich quer zum Keramiksubstrat in den Strömungs
durchbruch erstreckender und in Strömungsrichtung schmal ausgebil
deter Schutzsteg vorgesehen ist, durch den ungewollte Berührung
mittels eines Gegenstandes oder eines Fingers vermieden werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein
facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindgungsgemäß ausgestaltete
Meßvorrichtung, Fig. 2 eine Teildarstellung in größerem Maßstab der
Meßvorrichtung nach Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung zur Messung der Masse
eines strömenden Mediums kann insbesondere zur Messung der Ansaug
luftmasse von Brennkraftmaschinen dienen und weist einen Meßkörper 1
auf, der außer anderen, hier nicht näher bezeichneten Teilen eine
erste Gehäusehälfte 2 und eine zweite Gehäusehälfte 3 hat. Die erste
Gehäusehälfte 2 und die zweite Gehäusehälfte 3 sind bogenförmig
ausgebildet und umschließen einen Strömungsdurchbruch 4, der etwa
rechteckförmigen Querschnitt hat. Die Wandungen des Strömungsdurch
bruches 4 verlaufen in Strömungsrichtung, sie können sich parallel
oder venturiartig erstrecken. In der Fig. 2 ist die Strömungs
richtung 5 durch Pfeile gekennzeichnet. Weiterer Bestandteil der
Meßvorrichtung ist ein Keramiksubstrat 7, das links mit einem festen
Ende 8 in einer Aufnahmenut 9 der ersten Gehausehalfte 2 an einer
Trennebene 10 zwischen den beiden Gehäusehälften 2, 3 verläuft und
nach rechts mit seinem freien Ende 11 in den Strömungsdurchbruch 4
ragt. Die horizontal verlaufenden Seitenwände 14, 18 des Strömungs
durchbruches 4 werden je etwa zur Hälfte durch die beiden Gehäuse
hälften 2, 3 gebildet, wobei die Trennung in der Trennebene 10
erfolgt und die Teilabschnitte jeder Seitenwand zueinander fluchten.
Aus dem Teilabschnitt 13 der linken Seitenwand 14 des Strömungs
durchbruches 4, der durch die erste Gehäusehälfte 2 gebildet wird,
ragt ein sich unmittelbar an die Aufnahmenut 9 anschließendes Stütz
element 15 in den Strömungsdurchbruch 4 hinein. Das Stützelement 15
ist in vorteilhafter Weise direkt als Teil der ersten Gehäusehälfte
2 ausgebildet und erstreckt sich unterhalb eines Teiles des Keramik
substrates 7. Mittels eines Klebemittels 16, das zwischen das
Keramiksubstrat 7 und die Aufnahmenut 9 sowie das Stützelement 15
gebracht wird, ist das Keramiksubstrat 7 an die erste Gehäusehälfte
2 geklebt. Ebenfalls wird das Klebemittel 16 bei der Montage
zwischen das Keramiksubstrat 7 und die zweite Gehäusehälfte 3
eingebracht, so daß das freie Ende 11 des Keramiksubstrates 7
abgedichtet aus den Gehäusehälften 2, 3 herausragt. Die Halterung
des Keramiksubstrates 7 mittels des Klebemittels 16 an der ersten
Gehäusehälfte 2 bzw. dem Stützelement 15 und die Abdichtung zur
zweiten Gehäusehälfte 3 hin gewährleistet eine spannungsfreie
Lagerung des Keramiksubstrates 7, so daß nicht schon mit der
Lagerung des Keramiksubstrates auf dieses unerwünschte Spannungen
aufgebracht werden. Das Stützelement 15 ist vorzugsweise platten
förmig und schmal ausgebildet, so daß eine das Meßergebnis störende
Beeinflussung der Strömung vermieden wird. In Strömungsrichtung 5
erstreckt sich das Stützelement 15 etwa in der gleichen Breite wie
das Keramiksubstrat 7.
Wie in Fig. 2 deutlicher dargestellt ist, ist auf der Unterseite
des Keramiksubstrates 7 außerhalb der Überdeckung mit dem Stütz
element 15 eine temperaturabhängige Widerstandsschicht 17 aufge
bracht, die beispielsweise als Meßwiderstand dient. Auf der Ober
seite des Keramiksubstrates 7 und gegenüber der temperaturabhängigen
Widerstandsschicht 17 ist einer weitere Widerstandsschicht 19
aufgebracht, die in ihrer Breite etwa der der temperaturabhängigen
Widerstandsschicht entspricht, jedoch quer zur Strömungsrichtung 5
länger als die temperaturabhängige Widerstandsschicht 17 ausgebildet
ist und deren als Schichten ausgebildete elektrische Anschlußbahnen
mit 20 und 21 bezeichnet sind. Von der Stirnfläche 23 des Keramik
substrats 7 geht ein quer zur Strömungsrichtung 5 verlaufender
Trennschlitz 24 aus, der beispielsweise durch Sägen hergestellt ist
und an einem Schnittende 25 endet, das vorzugsweise durch das Stütz
element 15 überdeckt wird. Hierdurch wird das Keramiksubstrat 7 in
dem Bereich des Schnittendes 25 entlastet, in dem durch Haarrisse
eine erhöhte Bruchgefahr besteht. Auf der gleichen Seite des
Keramiksubstrates, auf der die temperaturabhängige Widerstands
schicht 17 angeordnet ist und getrennt durch den Trennschlitz 24 ist
auf dem Keramiksubstrat beispielsweise noch eine temperatur
kompensierende Wiederstandsschicht 26 aufgebracht, die, wie die
temperaturabhängige Widerstandsschicht 17, Teil einer Brücken
schaltung ist, deren weitere Glieder im Meßkörper 1 untergebracht
sind und auf deren Funktion hier nicht näher eingegangen werden muß,
weil sie dem Fachmann geläufig sind, beispielsweise durch das
SAE-Paper Nr. 8 80 560.
Um eine bessere Wärmeabfuhr der wärmeerzeugenden Elemente der
elektronischen Regeleinrichtung der Meßvorrichtung zu gewährleisten,
ist am Meßkörper 1 eine rippenförmige Kühlvorrichtung 27 angebracht,
die eine Wärmeabfuhr an die umgebende Luft ermöglicht. Die Energie
versorgung von einer Spannungsquelle und die Weiterleitung des
Meßsignales erfolgen über einen elektrischen Stecker 28 am Meßkörper
1.
Die geschilderte Ausgestaltung des Stützelementes 15 und die Unter
stützung des Keramiksubstrates 7 durch das Stützelement 15 bewirken
eine höhere Belastbarkeit des Keramiksubstrates beim Fallenlassen
bzw. einer plötzlichen Beschleunigung durch Stöße, so daß bei einem
etwa 17 mm lang in den Strömungsdurchbruch 4 ragenden Keramik
substrat 7 die Unterstützung durch ein etwa 4 mm unterhalb des
Keramiksubstrates in den Strömungsdurchbruch 4 ragendes Stützelement
15 dazu führt, daß eine Bruchsicherheit bei einem Fall der Meß
vorrichtung aus einer Höhe von etwa 1,2 m gesichert ist.
Eine weitere Sicherheit gegen Zerstörung des Keramiksubstrates 7
durch ungewolltes Berühren mittels eines Gegenstandes oder eines
Fingers wird durch die Anbringung von Schutzstegen 30 gewährleistet,
die sich etwa in der Mitte des Strömungsdurchbruches 4 befinden und
von jedem der Gehäusehälften 2, 3 ausgehend in Richtung zum Keramik
substrats 7 erstrecken und mit ausreichend großem Abstand zu diesen
enden. Jeder Schutzsteg 30 verläuft in Strömungsrichtung 5 und ist
schmal ausgebildet, so daß er nicht zu einer Strömungsbeeinflussung
an der temperaturabhängigen Widerstandsschicht 17 führt.
Claims (5)
1. Meßvorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums,
insbesondere zur Messung der Ansaugluftmasse von Brennkraft
maschinen, mit einem sich quer zur Strömungsrichtung erstreckenden
Meßkörper, aus dem ein Keramiksubstrat mit seinem wenigstens eine
temperaturabhängige Widerstandsschicht aufweisenden freien Ende
ragt, dessen festes Ende in einer Trennebene zwischen einer ersten
Gehäusehälfte und einer zweiten Gehäusehälfte verläuft, dadurch
gekennzeichnet, daß das feste Ende (8) des Keramiksubstrates (7)
mittels eines Klebemittels (16) an die erste Gehäusehälfte (2)
geklebt ist und an der ersten Gehäusehälfte (2) ein sich unter ein
Teil des Keramiksubstrates (7) in die Strömung (5) erstreckendes
Stützelement (15) ausgebildet ist, an den dieses Teil des Keramik
substrates (7) geklebt ist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stützelement (15) plattenförmig ausgebildet ist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stützelement (15) soweit unter das Keramiksubstrat (7) ragt, daß
wenigstens ein sich vom freien Ende (11) des Keramiksubstrates (7)
in Richtung zum Stützelement (15) erstreckender Trennschlitz (24)
vom Stützelement (15) teilweise überdeckt wird.
4. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gehäusehälften (2, 3) einen in Strömungs
richtung (5) verlaufenden Strömungsdurchbruch (4) umschließen, in
den das Keramiksubstrat (7) mit seinem freien Ende (11) ragt.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens an einer der Gehäusehälften (2, 3) ein sich quer zum
Keramiksubstrat (7) in den Strömungsdurchbruch (4) erstreckender und
in Strömungsrichtung (5) schmal ausgebildeter Schutzsteg (30) vor
gesehen ist.
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