Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums nach der Gattung des Anspruchs l. Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt (EP¬ OS 0 458 998) , die ein in einem Meßstutzen untergebrachtes Meßelement besitzt, wobei stromaufwärts des Meßelements ein Strömungsgleichrichter mit einem Gitter vorgesehen ist. Der Strömungsgleichrichter ist zur Erzeugung einer über den gesamten Innenquerschnitt möglichst gleichmäßigen Strömung vorgesehen. Das am Strömungsgleichrichter dauerhaft befestigte Gitter dient dabei zur Erzeugung feinster Wirbel, wodurch stromabwärts des Gitters gleichbleibende

Strömungsverhältnisse zur Stabilisierung des Meßsignals erzeugt werden sollen. Um eine Kennlinienstreuung des vom Meßelement abgegebenen Meßsignals zu vermeiden, ist es besonders wichtig, das Gitter in präziser Ausrichtung zu dem Strömungsgleichrichter zu orientieren. Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt die Befestigung des Gitters am Strömungsgleichrichter durch Einbetten des Gitters in erhitztem Zustand in einen Ring des Strδmungsgleichrichters . Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß beim Einbetten ausgetriebener Kunststoff im Strömungsgleichrichter

verbleibt, so daß sich Hindernisse in der Strömung ergeben, welche zu einer Signalstreuung, insbesondere bei einer Massenherstellung führen. Des weiteren ist die durch Verformen von Stegen und Nuten vorgesehene Befestigungsweise des Strömungsgleichrichters relativ aufwendig. Ferner ist die vorgesehene Ausbildung eines Ringes, der von einer senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten Oberfläche des Strömungsgleichrichters herausragt, fertigungstechnisch aufwendig. Da das Gitter an dem Strömungsgleichrichter dauerhaft befestigt ist, können nur relativ schwierig Strömungsgleichrichter mit Gittern unterschiedlicher Maschenweite beliebig miteinander kombiniert werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß in besonders einfacher Art und Weise Vorrichtungen herstellbar sind, die einen Strömungsgleichrichter mit einem Gitter in unterschiedlicher Ausführung aufweisen. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß durch eine einfache Herstellungsweise sich die Herstellungskosten reduzieren.

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

Von Vorteil ist, daß Sonderformen des

Strömungsgleichrichters mit Drahtgitter in einfacher Art und Weise verwirklicht werden können. Des weiteren können Gitter

mit unterschiedlicher Maschenweite und Drahtstärke ohne besonderen Werkzeugaufwand ausgeführt werden. Von besonderem Vorteil ist dabei eine gratfreie Einbettung des Gitters, welche durch Abschmelzen des Austriebes verwirklicht werden kann. Von Vorteil ist auch, daß das Drahtgewebe auf einem Trägerring ohne einen Durchhang aufgebracht werden kann. Dabei ist es in vorteilhafter Weise möglich, jeden beliebigen Abstand zwischen dem Strömungsgleichrichter und dem Gitter durch die Ausbildung der Breite des Trägerringes zu erzielen. Des weiteren ergibt sich, daß für eine vorgesehene Demontage der Strömungsgleichrichter und das Gitter einzeln vorliegen, die dann für eine vorgesehene Wiederverwertung in einfacher Art und Weise trennbar sind. Außerdem ist es möglich, mehrere Gitter auch stromaufwärts des Strömungsgleichrichters einzubauen. Von besonderem

Vorteil ist dabei, daß der Strömungsgleichrichter mit dem Gitter in Massenfertigung sehr kostengünstig herstellbar ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine

Vorrichtung in teilweiser Schnittdarstellung, Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung innerhalb einer strichpunktierten Linie II in Figur 1, Figur 3 eine Draufsicht auf einen Strömungsgleichrichter, Figur 4 eine Draufsicht auf ein Gitter, Figur 5 eine teilweise Seitenansicht des Gitters nach Figur 4.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist im Querschnitt eine Vorrichtung 1 zur Messung der Masse eines strömenden Mediums, insbesondere der Ansaugluftmasse von Brennkraf maschinen, gezeigt. Bei der

Brennkraftmaschine kann es sich um eine gemischverdichtende, fremdgezündete oder auch um eine luftverdichtende, selbstzündende handeln. Die Vorrichtung 1 besitzt ein Meßteil 2, das in einen Meßstutzen 5 der Vorrichtung 1 zum Beispiel steckbar eingebracht ist. Das Meßteil 2 hat zum

Beispiel eine schlanke, stabfδrmige, sich in Richtung einer Steckachse 10 länglich erstreckende, quaderförmige Gestalt und ist in eine aus einer Wandung 8 des Meßstutzens 5 ausgenommenen Öffnung beispielsweise steckbar eingeführt. Die Wandung 8 begrenzt einen Strömungsquerschnitt, der zum

Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, in dessen Mitte sich in Richtung 18 des strömenden Mediums, parallel zur Wandung 8 eine Mittelachse 11 erstreckt, die senkrecht zur Steckachse 10 orientiert ist. Die Richtung des strömenden Mediums ist in den Figuren 1, 2 und 5 durch entsprechende Pfeile 18 gekennzeichnet und verläuft dort von links nach rechts.

Ein Meßelement 14 ist mit dem Meßteil 2 in das strömende Medium eingebracht. In dem Meßteil 2 der Vorrichtung 1 ist ein Meßkanal 15 ausgebildet, in welchem das Meßelement 14 zur Messung des im Meßstutzen 5 strömenden Mediums untergebracht ist. Der Aufbau eines derartigen Meßteils 2 mit Meßelement 14 ist dem Fachmann zum Beispiel aus der DE- OS 44 07 209 hinreichend bekannt, deren Offenbarung

Bestandteil der hier vorliegenden Patentanmeldung sein soll.

Stromaufwärts des Meßelements 14 ist ein

Strδmungsgleichrichter 20 mit einem Gitter 21 vorgesehen. Der Strömungsgleichrichter 20 besteht aus Kunststoff, welcher durch Spritzgießen hergestellt werden kann. Stromabwärts des Strömungsgleichrichters 20 ist ein

Trägerring 22 vorgesehen, welcher das Gitter 21 trägt. Der Trägerring 22 besteht aus thermoelastisehern Kunststoff. Das Gitter 21 besteht zum Beispiel aus einem reaktionsträgen Metall wie beispielsweise Edelstahl und kann eine beliebige Drahtstärke und Maschenweite aufweisen. Das Drahtgewebe des Gitters 21 wird durch Einbetten in den Kunststoff des Trägerrings 22 befestigt. Dies kann zum Beispiel durch Ultraschall-Schweißen oder durch Warmeinbetten erfolgen. Der beim Einbetten des Drahtgewebes ausgetriebene Kunststoff kann beispielsweise mittels eines Lasers durch Anschmelzen an die in Figur 4 dargestellte Ringkontur 24 beseitigt werden, um so eine Störung durch am Rand der Ringkontur 24 überstehenden Kunststoff zu vermeiden.

Zur Montage des Gitters 21 wird dieses mit dem Trägerring 22 in eine am stromaufwärts gelegenen Ende des Meßstutzens 5 vorgesehene, beispielsweise kreisförmige Öffnung 23 eingeführt, bis der Trägerring 22 an einem Anschlag 25 anliegt, so daß das Gitter 21 stromabwärts liegt. Anschließend kann der Strömungsgleichrichter 20 in die

Öffnung 23 eingesetzt werden, bis dieser an dem Trägerring 22 anliegt. Zur dauerhaften Befestigung des Strömungsgleichrichters 20 mit dem Gitter 21 kann ein am Ende des Meßstutzens 5 verbleibender Ringrand 26 zum Beispiel durch Umbördeln dauerhaft verformt werden, um so den Strömungsgleichrichter 20 mit dem Gitter 21 im Meßstutzen 5 zu befestigen. Das Umbördeln kann durch

Aufschmelzen des Kunststoffs des Meßstutzens 5 beispielsweise mittels Ultraschall oder durch Warmumformen erfolgen. Denkbar ist auch, den Ringrand 26 nur teilweise am Umfang zu verformen.

Wie in Figur 5, einer Seitenansicht auf den Trägerring 22 mit dem Gitter 21, dargestellt ist, kann dieser zum leichten Einbau eine Abschrägung 27 aufweisen, welche zum Beispiel mittels eines Laserstrahls durch Abschmelzen des Kunststoffs herstellbar ist. Zur eindeutigen radialen Lagefixierung des Gitters 21 beispielsweise fluchtend zu einem Kunststoffgitter 29 des Strömungsgleichrichters 20 sind Stege 30, 31 vorgesehen, die von der Mantelfläche 33 des Strδmungsgleichrichters 20 beziehungsweise 34 des Trägerrings 22 radial abstehen, um in entsprechende Nuten in der Öffnung 23 des Meßstutzens 5 eingeführt zu werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beispielsweise drei Stege 30 am Strömungsgleichrichter 20 und drei Stege 31 am Trägerring 22 vorgesehen. In entsprechender Weise besitzt die Öffnung 23 des Meßstutzens 5 drei Nuten 36, welche die Stege 30, 31 aufnehmen können.

Am stromabwärtigen Ende des Meßstutzens 5 befindet sich ein nicht näher dargestelltes Schutzgitter, welches das Meßteil 2 vor mechanischen Einwirkungen schützen soll, beispielsweise vor direktem Berühren mit der Hand. Es ist so weitmaschig gefertigt, daß es weder die Meßgenauigkeit des Meßelements 14 noch den Luftmassenstrom merklich beeinflußt.