DE2809455A1

DE2809455A1 - Einrichtung zur luftmengenmessung

Info

Publication number: DE2809455A1
Application number: DE19782809455
Authority: DE
Inventors: Udo Ing Grad Hafner; Peter Ing Grad Romann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-03-04
Filing date: 1978-03-04
Publication date: 1979-09-06
Also published as: GB1586424A; FR2418925A1; FR2418925B1; DE2809455C2; US4299125A; SE7901865L; JPS54125060A; SE444987B; BR7901246A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon derartige Einrichtungen bekannt, bei denen als temperaturabhängiger Widerstand ein Hitzdraht verwendet wird, der straff zwischen zwei Einspannstellen gespannt ist. Aufgrund stark wechselnder Temperaturen im Kraftfahrzeug und aufgrund stark wechselnder Temperaturen durch besondere Betriebsweise des Drahtes kommt es relativ schnell zu Drahtbrüchen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß Temperaturänderungen im Kraftfahrzeug und durch die Betriebsweise des Hitzdrahtes bedingte Temperaturänderungen keinen Einfluß auf die Lebensdauer haben, daß vielmehr Zug- oder Druckspannungen nicht in den Draht eingeleitet werden, so daß Beschädigungen des Drahtes durch Temperatureinflüsse ausgeschlossen sind.

Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der Draht relativ einfach gespannt werden kann, so daß die Einrichtung zur Luftmengenmessung einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Durch die in den Unteransprüchen ausgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Sondenring mit einem V-förmig

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gespannten Hitzdraht in der Vorder= und in der Seitenansicht_s Pig- 2 die detaillierte Darstellung der Befestigung von Stützpunkten in dem Sondenring und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Stützpunktes zur Führung des Hitzdrahtes.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Sondenring 10 dargestellt. Dieser Sondenring ist mit drei Stützpunkten 11₉ 12 und 13 versehen. Mit Hilfe der Sondenstützpunkte 11_s 12 ₉ 13 ist ein Hitzdraht 14 V-förmig ausgespannt. Dabei ist der Hitzdraht 14 mit seinen Enden nur an den beiden Stützpunkten 12 und 13 befestigt₉ während er über dem dritten Stützpunkt H₅ der hakenförmig ausgebildet ist_s nur lose geführt ist.

Der Hitzdraht ist zweckmässigerweise aus Platin hergestellt. Der Sondenring 1O₃ welcher als Träger für den Hitzdraht 14 dient, ist mit seinem Wärmeausdehnungskoeffizient auf den Wärmeausdehnungskoeffizient des Hitzdrahtes 14 abgestimmt, so daß durch Wärmedehnung bedingte Längenänderungen des Drahtes bzw. des Sondenringes 10 keinerlei Zug- oder Druckspannungen in dem Draht 14 hervorrufen., sondern durch Abstandsänderungen zwischen den Stützpunkten H₉ 12 ₃ 13 ausgeglichen werden.

Die zug- und druckspannungsfreie Einspannung des Hitzdrahtes ist außerordentlich wichtig_s wenn der Hitzdraht beispielsweise als Luftmengenmesser im Ansaugrohr eines Kraftfahrzeuges verwendet werden soll. Der dabei zu berücksichtigende Temperaturhub beträgt üblicherweise - 30 C bis -5- 120 C. Hinzu kommt vielfach noch eine weitere Temperatüranderung_a die durch die Betriebsweise des Hitzdrahtes 14 bedingt ist. Vielfach wird der Hitzdraht noch auf eine hohe Temperatur erhitzt und zum Glühen gebracht ₃ damit an seiner Oberfläche sich festsetzende Rückstände abgebrannt werden können. Auch diese kurzzeitige

Erhöhung der Temperatur führt zu Längenänderungen des Drahtes, die bei einer starren Einspannung des Drahtes zu Zug- und Druckspannungen führen könnten.

Durch die V-förmige Ausspannung und die Anpaßung der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sondenringes 10 und des Hitzdi'aa^is IM ist eine Einleitung von Zug- oder Druckspannungen in aera Hitzdraht 14 ausgeschlossen. Zvjeckmässigerweise ist der Sonäem-ing 10 bei einem aus Platin bestehenden Hitzdraht lh aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt, deren Wärme aui?:le'nnmigskoeffizient etwa dem von Platin entspricht. Es ist auch RiOgUCh₃ den Sondenring aus Glas₃ insbesondere aus sogenanntem Platin-Glas herzustellen. Auch der Wärmeausdehnungskoeffizient dieses Glases entspricht weitgehend dem des Piatindrahtes, so daß keinerlei Zug·= oder Druckspannungen bei Temperaturänderungen in den Hitsüraht 14 eingeleitet werden können, sondern Längenänderungen des Hitzdrahts 14"durch Abstandsänderungen der auf dem Sondenring 10 angebrachten Stützpunkte ii, 12, 13 ausgeglichen werden.

In Fig. 2 ist die Halterung des Hitsdrahtes 14 noch einmal deutlich dargestellt. Wenn der Sondenring 10 beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht, müssen wenigstens zwei der Stützpunkte 11, 12 bzw. 13 elektrisch von dem Sondenring isoliert sein. Wie aus der oberen Befestigungsstelle in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Stützpunkt 13 über einen Isolationseinsatz 15 in den Sondenring 10 eingelötet. Bei 16 ist eine Lötschicht angedeutet. An der unteren Befestigungsstelle, in der der Stützpunkt 11 dargestellt ist, ist zu erkennen, daß ein Stützpunkt direkt mit dem Sondenring verbunden werden kann, d.h. direkt in dem Sondenring 10 befestigt werden kann. Die Stützpunkte 11, 12, 13 können so angeordnet sein, daß der Hitzdraht 14 innerhalb des Sondenringes 10 ausgespannt ist. Zweckmässigerweise sind jedoch die Stützpunkte 11, 12 und 13 so abgebogen und ragen so über

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die Stirnfläche des Sondenringes 10 hinaus, daß der Hitzdraht l4 außerhalb des Sondenringes 10 gespannt werden kann. Dies hat fertigungstechnische Vorteile.

In Figur 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des mittleren Stützpunktes für den Hitzdraht 14 dargestellt. Der mittlere Stützpunkt, über den der Hitzdraht 14 nur lose geführt ist, trägt eine Isolationsschicht 17, die beispielsweise aus Glas besteht. In der Glasschicht ist eine Einschnürung l8 zur besseren Führung des Hitzdrahts 14 vorhanden. Die besondere Führung des Hitzdrahts 14 ist deshalb besonders zweckmäßig, weil hierdurch die Meßgenauigkeit der Einrichtung zur Luftmengenmessung erhöht iverden kann. Der Umschlingungswinkel des Hitzdrahts 14 kann sich aufgrund von Pulsationen der vorbeiströmenden Luft ändern, Falls kein Isoliermaterial für die Führung des Hitzdrahts 14 verwendet würde, könnte je nach Umschlingungswinkel dem Hitzdraht 14 in dem entsprechenden Bereich ein unterschiedlich großer Widerstand parallelgeschaltet werden, der bei verschiedenen Anwendungsfällen zu einer unerwünschten Verfälschung des Meßergebnisses führen könnte. Durch die Verwendung der Isolationsschicht 17 auf dem mittleren Stützpunkt treten keine Parallelwiderstände auf, so daß das gewünschte Meßergebnis außerordentlich genau ist.

Mit der beschriebenen Aufhängung des Hitzdrahtes ist es möglich, durch Wärmedehnung bedingte Längenänderungen des Hitzdrahtes 10 soweit auszugleichen, daß keinerlei Zugoder Druckspannungen in den Hitzdraht eingeleitet werden, so daß eine lange Betriebsdauer der Einrichtung zur Luftmengenmessung gewährleistet ist.

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Claims

Ka/Jä 23.2.78

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Einrichtung zur Luftmengenmessung, insbesondere zur Messung der Ansaugluftmenge von Brennkraftmaschinen, mit einem im Luftstrom angeordneten temperaturabhängigen Widerstand, dessen Temperatur und /oder Widerstand in Abhängigkeit von der Luftmenge geregelt wird, wobei die Stellgröße ein Maß für die Ansaugluftmenge ist, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand als Hitzdraht (14) ausgebildet ist und auf einem Träger (10) ausgespannt ist, wobei der Temperaturkoeffizient des Trägerraaterials und der Temperaturkoeffizient des Hitzdrahtes (14) aufeinander abgestimmt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger ein Sondenring (10) mit wenigstens drei Stützpunkten (11, 12, 13) vorgesehen ist, zwischen denen der Hitzdraht (14) gespannt ist, wobei der Hitzdraht (14) nur an den den Drahtenden zugeordneten Stützpunkten (12, 13) befestigt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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3- Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenring (10) drei Stützpunkte (H₃ 12, 13) aufweist, zwischen denen der Hitzdraht (14) V-förmig gespannt ist, wobei der Hitzdraht (14) mit seinen Enden jeweils an einem Stütz 12, 13) befestigt ist, und daß der mittlere Stützpunkt (11) hakenförmig ausgebildet ist, wobei der Hitzdraht (14) lose über den hakenförmigen Stützpunkt geführt ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Stützpunkt (Umlenkpunkt) wenigstens teilweise als Isoliermaterial besteht, über das der Hitzdraht geführt ist.
5- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützpunkte (11, 12, 13) über eine Stirnfläche des Sondenringes (10) hinausragen und der Hitzdraht (14) außerhalb des Sondenringes (10) gespannt ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5/iadurch gekennzeichnet" daß der Hitzdraht (14) aus Platin ist und von Stützpunkten (11 bzw. 12 bzw. 13) gehalten ist, die über Isoliereinsätze (15) in einen aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehenden Sondenring (10) insbesondere durch Einlöten befestigt sind.

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7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht (l4) aus Platin ist und von Stützpunkten (11 bzw. 12 bzw. 13) gehalten ist, die in einem Sondenring (10) aus Glas, insbesondere aus sogenanntem Platin-Glas eingeschmolzen sind.

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