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Dokumentenidentifikation DE3241702C2 06.08.1992
Titel Strömungsmengenmesser
Anmelder Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Fisel, Paul, 7250 Leonberg, DE;
Gmelin, Karl, Dipl.-Ing., 7100 Heilbronn, DE;
Nusser, Hermann, 7145 Markgröningen, DE;
Papa, Ferdinand, 7032 Sindelfingen, DE;
Peters, Klaus-Jürgen, 7151 Affalterbach, DE;
Reichle, Manfred, 7301 Deizisau, DE;
Riel, Klaus, 7145 Markgröningen, DE;
Stiefel, Peter, 7257 Ditzingen, DE
DE-Anmeldedatum 11.11.1982
DE-Aktenzeichen 3241702
Offenlegungstag 17.05.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 06.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.08.1992
IPC-Hauptklasse G01F 1/26

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einem Strömungsmengenmesser nach der Gattung des Anspruches 1. Es ist schon ein Strömungsmengenmesser bekannt (DE-GM 77 31 488), bei dem die Mittellinie des Strömungskanals parallel zur Mediumströmungsrichtung verläuft und in der Ruhelage die Meßklappe eine Stellung in einem zylindrischen Abschnitt des Strömungskanals einnimmt, dessen teilende Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung mit einem Abstand am Drehpunkt der Meßklappe vorbeiführt. Hierdurch muß der Ringspalt zwischen dem Umfang der Meßklappe und der Wandung des zylindrischen Abschnittes relativ groß gewählt werden, um ein Streifen der Meßklappe an der Wandung zu verhindern. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß die Meßgenauigkeit des Strömungsmengenmessers für die den aufgrund von Energiesparmaßnahmen heute geringeren Leerlaufdrehzahlen zuzuordnenden geringeren Leerlaufluftmengen nicht mehr befriedrigend ist. Bekannt ist ebenfalls ein Strömungsmengenmesser (DE 30 42 448), bei dem die Mittellinie des Strömungskanals gegenüber der Mediumanströmrichtung geneigt verläuft.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, wesentlich engere Luftspalte zwischen der Meßklappe und dem Strömungskanal ohne Änderung der äußeren Gehäuseabmessungen zu ermöglichen.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, eine höhere Meßgenauigkeit des Strömungsmengenmessers auch bei kleinsten Strömungsmengen zu gewährleisten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Strömungsmengenmessers möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, daß die Meßklappe in ihrer Ruhelage eine Stellung im zylindrischen Abschnitt einnimmt und die stromaufseitigen und stromabseitigen Flächen der Meßklappe möglichst parallel zur den zylindrischen Abschnitt teilenden Fluchtebene ausgerichtet sind.

Vorteilhaft ist ebenfalls, den Strömungskanal strömabwärts des zylindrischen Abschnittes so auszubilden, daß sich bei einer Schwenkbewegung der Meßklappe zwischen der Wandung des Strömungskanals und dem Umfang der Meßklappe rotationssymmetrische Ringquerschnitte ergeben.

Zeichnung

Ausführungsbeipsiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Strömungsmengenmesser bekannter Bauart,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Strömungsmengenmessers,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gehäuses eines erfindungsgemäß ausgestalteten Strömungsmengenmessers.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 1 dargestellte Strömungsmengenmesser bekannter Bauart ist beispielsweise in dem Luftansaugrohr einer Brennkraftmaschine angeordnet (siehe z. B. DE-GM 77 31 488). Dabei strömt die von der Brennkraftmaschine angesaugte Verbrennungsluft über einen nicht dargestellten Luftfilter in Pfeilrichtung 1 in ein Gehäuse 2, das einen Strömungskanal 3 begrenzt und in dem eine um einen Drehpunkt 4 schwenkbar gelagerte Meßklappe 5 angeordnet ist. Die Meßklappe 5 ist als eine quer zur Strömungsrichtung 1 und an einem Schwenkhebel 6 befestigte Platte ausgebildet, wobei der Schwenkhebel 6 am Drehpunkt 4 pendelnd aufgehängt ist.

Der Strömungskanal 3 weist einen zylindrischen Abschnitt 8 auf, dessen Mittellinie 9 parallel zur Strömungsrichtung 1 verläuft und dessen senkrecht zur Linie 9 verlaufende und den zylindrischen Abschnitt teilende Mittelebene 10 einen Abstand A zum Drehpunkt 4 hat. Die Meßklappe 5 nimmt in ihrer Ruhelage eine Stellung im zylindrischen Abschnitt 3 ein, zwischen der den zylindrischen Abschnitt stromaufwärts begrenzenden Linie 11 und der den zylindrischen Abschnitt stromabwärts begrenzenden Linie 12. Die der Strömung entgegengerichtete Fläche 13 bzw. abgewandte Fläche 14 der Meßklappe 5 verläuft ebenfalls senkrecht zur Mittellinie 9 des zylindrischen Abschnittes 8. In der Ruhelage der Meßklappe 5 wird zwischen dem Umfang 16 der Meßklappe 5 und der Wandung 17 des zylindrischen Abschnittes ein Ringspalt mit einer relativ großen Spaltbreite a gebildet, da verhindert werden muß, daß bei einer Schwenkbewegung der Meßklappe 5 die Meßklappe mit ihrem Umfang an der Wandung 17 des zylindrischen Abschnittes 8 streift. So führt der Punkt B, der den tiefsten Punkt der Fläche 13 darstellt, bei einer Schwenkbewegung der Meßklappe 5 in Strömungsrichtung 1 eine Bewegung auf einem Kreisbogen b aus, der im Schnittpunkt mit der Linie 12 des zylindrischen Abschnittes 8 eine engste Spaltbreite y zur Folge hat, die wesentlich geringer ist als die Spaltbreite a. Kommt es im Saugrohr der Brennkraftmaschine zu Rückzündungen, so wird die Meßklappe 5 entgegen der mit 1 bezeichneten Strömungsrichtung bewegt und taucht aus dem zylindrischen Abschnitt in einen konischen Abschnitt 18, unter Bildung einer Ringspaltfläche zum Druckabbau. Bei einer derartigen Schwenkbewegung der Meßklappe entgegen der Strömungsrichtung 1 führt der höchste Punkt C an der Fläche 14 der Meßklappe 5 eine Bewegung auf dem Kreisbogen c aus, bei der sich im Schnittpunkt des Kreisbogens c mit der Linie 11 des zylindrischen Abschnittes 8 eine engste Spaltbreite x ergibt, die ebenfalls wesentlich kleiner als die Spaltbreite a ist. Die Spaltbreite a muß also relativ groß ausgeführt werden, um zu verhindern, daß die Spaltbreite x und y Null werden und damit die Meßklappe 5 an der Wandung 17 streift. Bei in Pfeilrichtung 1 strömender Luft bewegt sich die Meßklappe je nach Luftmenge mehr oder weniger in einen stromabwärts des zylinderischen Abschnittes sich anbschließenden Kegelabschnitt 19 oder Kegelabschnitt 20 des Strömungskanals, wobei die Kegelabschnitte 19, 20 konzentrisch zur Mittellinie 9 verlaufen. Die Schwenkbewegung der Meßklappe erfolgt entgegen einer Rückstellkraft, beispielsweise einer nicht dargestellten Feder. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann die Rückstellkraft auf die Meßklappe 5 auch durch Druckflüssigkeit erzeugt werden. Zur Bestimmung der der angesaugten Luftmengen zuzumessenden Kraftstoffmengen kann entsprechemd der Darstellung in Fig. 2 der Schwenkhebel 6 als zweiarmiger Hebel ausgebildet sein und mit seinem der Meßklappe 5 abgewandten Hebel 22 auf einen Steuerschieber 23 eines Zumeß- und Mengenteilerventils 24 wirken. Die Kraftstoffversorgung erfolgt über eine Kraftstoffpumpe 25, die durch einen Elektromotor 26 angetrieben Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 27 ansaugt und über eine Kraftstoffversorgungsleitung 28 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 24 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 28 zweigt eine Rücklaufleitung 29 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 30 geschaltet ist. Die dem Schwenkhebel 6 abgewandte Stirnseite des Steuerschiebers 23 wird über eine von der Kraftstoffversorgungsleitung 28 abzweigende Leitung 31 durch unter Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt, der somit die Rückstellkraft für die Meßklappe 5 erzeugt. Je nach angesaugter Luftmenge wird durch den Hebelarm 22 der Steuerschieber 23 mehr oder weniger verschoben und mißt dabei eine Kraftstoffmenge zu, die über Kanäle 32 zu einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen geführt und in der Nähe der Motorzylinder ins Saugrohr eingespritzt wird.

Erfindungsgemäß ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gegenüber dem Strömungsmengenmesser nach Fig. 1 der zylindrische Abschnitt 8 des Strömungskanals 3 so angeordnet, daß eine senkrecht zur Mittellinie 9 stehende, durch die Meßklappe in ihrer Ruhelage verlaufende und den zylindrischen Abschnitt 8 teilende Fluchtebene 34 durch den Drehpunkt 4 der Meßklappe 5 verläuft. Hierfür kann die Mittellinie 9 gegenüber einer parallel zur Strömungsrichtung 1 verlaufenden Linie 35 um einen Winkel bis zu ca. 10° geneigt sein. Die sich anschließenden Kegelabschnitte 19 und 20 sind ebenfalls symmetrisch zur Mittellinie 9. Die Flächen 13 und 14 der sich in ihrer Ruhelage in einer Stellung im zylindrischen Abschnitt 8 befindlichen Meßklappe 5 sind möglichst parallel zur Fluchtebene 34 des zylindrischen Abschnittes 8 ausgerichtet, so daß die Spaltbreite a in Ruhelage der Meßklappe 5 zwischen der Wandung 17 des zylindrischen Abschnittes 8 und dem Umfang 16 der Meßklappe 5 nahezu gleich groß ist wie die in Fig. 1 beschriebene Spaltbreite x bzw. y. Durch die aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Strömungsmengenmessers mögliche Verringerung der Spaltbreite a wird die Empfindlichkeit des Strömungsmengenmessers vergrößert und zugleich auch eine Messung kleinster Luftmengen ermöglicht.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Strömungsmengenmessers ist lediglich das Geäuse 2 dargestellt, das ebenfalls einen zylindrischen Abschnitt 8 des Strömungskanals 3 aufweist, der so gestaltet ist, wie er zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 beschrieben wude. Der Strömungskanal 3 im zylindrischen Abschnitt 8 und stromabwärts des zylindrischen Abschnittes 8 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 so ausgebildet, daß sich bei einer Schwenkbewegung der Meßklappe zwischen der Wandung 35 des Strömungskanals und dem Umfang 16 der Meßklappe 5 ein möglichst rotationssymmetrischer Ringquerschnitt über den ganzen Schwenkbereich der Meßklappe ergibt. Dies kann durch eine zirkulare Bearbeitung der Wandung 35 des Strömungskanals 3 erreicht werden, so daß im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Strömungskanal 3 stromabwärts des zylindrischen Abschnittes 8 einen stufenlosen Polygonzug darstellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Strömungsmengenmesser mit einem Strömungskanal begrenzenden Gehäuse und einer im Strömungskanal angeordneten Meßklappe, die an einem Schwenkhebel befestigt um einen gehäusefesten Drehpunkit gelagert und entsprechend einer durch den Strömungskanal strömenden Mediummenge entgegen einer Rückstellkraft schwenkbar ist, insbesondere zur Messung der von einer Brennkraftmaschine über das Lauftansaugrohr angesaugten Luftmenge, wobei die Mittellinie des Strömungskanals gegenüber der Mediumanströmrichtung geneigt verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (3) einen zylindrischen Abschnitt (8) aufweist, der so angeordnet ist, daß eine senkrecht auf seiner Mittellinie (9) stehende den zylindrischen Abschnitt (8) teilende und durch die Meßklappe in ihrer Ruhelage verlaufende Fluchtebene (34) durch den Drehpunkt (4) der Meßklappe (5) verläuft.
  2. 2. Strömungsmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufseitigen und stromabseitigen Flächen (13, 14) der Meßklappe (5) in deren Ruhelage parallel zur den zylindrischen Abschnitt (8) teilenden Fluchtebene (34) ausgerichtet sind.
  3. 3. Strömungsmengenmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (3) im zylindrischen Abschnitt (8) und stromabwärts des zylindrischen Abschnittes (8) so ausgebildet ist, daß sich bei einer Schwenkbewegung der Meßklappe (5) zwischen der Wandung (35) des Strömungskanals (3) und dem Umfang (16) der Meßklappe (5) rotationssymmetrische Ringquerschnitte ergeben.






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