DE19750594A1 - Wärmeempfindlicher Durchflußmesser - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen wärmeempfindlichen bzw. allgemein nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit oder auch der Durchflußmenge eines Fluids, wie beispielsweise eines Gases oder einer Flüssigkeit, und insbesondere betrifft die Erfindung einen nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser, der zum Messen der Ansaugluftmenge oder -masse beispielsweise eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges dient.

Stand der Technik

Ein beispielhafter Stand der Technik wird anhand der Fig. 24 erläutert. Die Fig. 24 zeigt eine Teilquerschnittsansicht durch einen herkömmlichen, nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers, wie er beispielsweise auch in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-1930 offenbart ist.

In der Fig. 24 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Hauptkanal, in dem durch einen Luftfilter hindurchdurchgehende Luft zirkuliert. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Stromgleichrichter oder Durchflußausrichter, der aus einer Wabenstrukturplatte besteht, um einen Ansaugluftstrom gleichzurichten bzw. auszurichten und die Durchflußgeschwindigkeitsverteilung oder dergleichen zu korrigieren. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Meßrohr, dessen Lufteinlaßseite wie ein umgedrehter Kegel geformt ist und mit einem Heizwiderstand 4 zum Messen des Ansaugluftvolumens versehen ist. Eine Strebe 5 hält das Meßrohr. Des weiteren bezeichnet das Bezugszeichen 6 in der Fig. 24 einen Steuerungskreisabschnitt und das Bezugszeichen 7 einen Temperaturkompensationswiderstand zum Messen der Temperatur der Ansaugluft.

Dieser nach dem thermischen Prinzip arbeitende Durchflußmesser ist in einem Ansaugluftkanal eines Verbrennungsmotors eingebaut, um ein der Durchflußmenge bzw. dem Volumen der Ansaugluft entsprechendes Signal auszugeben. Das der Ansaugluftdurchflußmenge entsprechende Ausgabesignal wird als Einflußfaktor beim Steuern des Motors zu einer nicht gezeigten Motorsteuerung gesendet.

Das heißt, durch den Luftfilter des Verbrennungsmotors durchgehende Luft strömt durch den Luftstromgleichrichter 2 und hiernach strömt ein Teil der Luft in das Meßrohr 3. An diesem Punkt wird die dem Volumen der Ansaugluft entsprechende Wärmemenge vom Heizwiderstand 4 absorbiert. Da jedoch der Steuerungskreisabschnitt 6 so steuert, daß die Differenz zwischen der Temperatur der Teilluft, die in das Meßrohr 3 strömt, und der Temperatur der durch den Temperaturkompensationswiderstand 7 gemessenen Ansaugluft unabhängig vom Volumen der Ansaugluft im wesentlichen konstant gehalten werden soll, kann das Volumen der Ansaugluftmenge aus dem Wert eines durch den Heizwiderstand 4 laufenden Stroms gemessen werden.

Es wurden bereits Anstrengungen unternommen, die Größe derartiger Einrichtungen zu reduzieren und die Einrichtungen und Teile, die im Motorraum eingebaut werden, zu integrieren. Beispielsweise ist es bekannt, in einem Ansaugluftsystem einer Kraftstoffeinspritzanlage einen nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser in der Nähe einer Drosselklappe anzuordnen. Ferner ist es bekannt, ein Luftansaugrohr, das stromauf- oder stromabwärts des Sensors anzuordnen ist, gekrümmt auszuführen, um die Länge des Ansaugluftkanals zu reduzieren.

Wenn die Drosselklappe stromabwärts in der Nähe des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers eingebaut wird, wie es zuvor beschrieben wurde, und die Öffnung der Drosselklappe klein ist, wird die Abdrift im Hauptkanal, das heißt, ein zu einem oberen, unteren, rechten oder linken Abschnitt des Meßrohrs 3 führender Luftstrom, groß und die Strömung im Meßrohr 3 wird durch diese Abdrift beeinflußt. Aufgrund dessen besteht, wenn die Öffnung der Drosselklappe klein ist, das Problem, daß die Ansaugluftvolumen-Meß- genauigkeit abnimmt. Auch wenn ein gekrümmter Ansaugluftkanal stromaufwärts des Durchflußmessers angeordnet wird, wird wiederum die zuvor beschriebene Abdrift im Ansaugluftkanal erzeugt. Diese Abdrift wird durch eine verschmutzte Stelle bzw. Fehlerstelle an einem Luftreinigungselement (Luftfilter), das weiter stromaufwärts des Durchflußmessers eingebaut ist, erheblich beeinflußt, wodurch der Strom im Meßrohr verändert wird, mit dem Ergebnis, daß die Ansaugluftvolumen-Meßgenauigkeit entlang des Kanals mit der Zeit abnimmt. Die Meßgenauigkeitsabnahme ist dann relativ größer, wenn der stromaufwärts des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers angeordnete Ansaugluftkanal nicht gekrümmt ist.

Darstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht. Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht somit darin, einen wärmeempfindlichen bzw. allgemein nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser, also insbesondere ein nach dem Hitzedraht- bzw. Heißfilmprinzip ohne mechanisch bewegte Teile arbeitender Durchflußmesser, bereitzustellen, bei dem ein in einem Meßrohr ein- und ausströmender Fluidstrom stabilisiert werden kann, indem eine Abdrift in einem Hauptkanal unterdrückt wird, und mit dem ein Ansaugluftvolumen-Meßfehler verkleinert werden kann, sogar dann, wenn eine Abdrift- oder Ablenkquelle, wie beispielsweise eine Drosselklappe, stromabwärts des Durchflußmessers in dessen Nähe vorhanden ist, oder wenn ein stromauf- oder stromabwärts des Sensors einzubauender Ansaugluftkanal gekrümmt ist.

Ein weiteres der Erfindung zugrundeliegendes technisches Problem besteht darin, einen stromauf- wie auch stromabwärts des wärmeempfindlichen bzw. nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers erzeugten Druckverlust zu vermindern.

Diese technischen Probleme werden durch einen Durchflußmesser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß einer ersten Ausführungsform und einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nach dem thermischen Prinzip arbeitender Durchflußmesser geschaffen, bei dem sich parallel zur Mittelachse eines Meßrohrs erstreckende plattenartige Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelemente zwischen einem Hauptkanal und dem Meßrohr vorgesehen sind.

Gemäß einer vorteilhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Durchflußmesser, der nach dem thermischen Prinzip arbeitet bzw. wärmeempfindlich ist, geschaffen, bei dem stromaufwärts einer Einströmöffnung oder stromabwärts eines Ausströmöffnung eines Meßrohrs, oder in beiden Richtungen, Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelemente vorstehen.

Eine vorteilhafte dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wärmeempfindlichen bzw. nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser bereitzustellen, bei dem Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelemente stromaufwärts einer Einströmöffnung eines Meßrohrs vorstehen, und bei dem auf einer stromabwärts liegenden Seite eines unteren Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelementes eine Ausnehmung geschaffen ist.

Gemäß einer vierten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein wärmeempfindlicher bzw. nach dem thermischen Prinzip arbeitender Durchflußmesser geschaffen, bei dem Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelemente stromabwärts gerichtet von einer Ausströmöffnung eines Meßrohrs vorstehen, und bei dem auf einer stromaufwärts liegenden Seite eines unteren Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelementes eine Ausnehmung vorgesehen ist.

Eine vorteilhafte fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen wärmeempfindlichen oder nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmesser vorzusehen, bei dem eine Anzahl Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelemente an die Umfangsrichtung eines Meßrohrs unterteilenden Stellen vorgesehen sind.

Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Durchflußmesser geschaffen, bei dem Endabschnitte von Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelementen in stromaufwärts gerichteter Richtung verjüngt ausgebildet sind.

Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht einen Durchflußmesser vor, bei dem die Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtelemente in stromabwärts liegender Richtung dünner ausgebildet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von der stromaufwärts liegenden Seite aus gesehen,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Durchflußmessers aus Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Bauteile des Durchflußmessers aus Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Darstellung, die die Richt-, Ausricht- oder Gleichrichtfunktion der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,

Fig. 5 eine weitere schematische Darstellung, die die Gleichrichtfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Bauteile des Durchflußmessers von Fig. 6,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Bauelemente des Durchflußmessers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11 eine Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Bauelemente des Durchflußmessers gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, von einer stromaufwärts gelegenen Seite aus gesehen,

Fig. 14 eine Querschnittsansicht durch einen nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 15 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 14,

Fig. 16 eine Querschnittsansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 18 eine Vorderansicht des in Fig. 17 gezeigten Durchflußmessers,

Fig. 19 eine schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 20 eine schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 21 eine Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 22 eine schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 23 eine schematische Darstellung eines nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 24 eine teilweise geschnittene Darstellung durch einen nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung 1. Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 beschrieben. Diejenigen Bauelemente, die den Bauelementen gemäß der Fig. 24 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Außerdem wird bezug genommen auf die Fig. 2 und 3, die jeweils wesentliche Bauelemente des erfindungsgemäßen Durchflußmessers zeigen. In diesen Figuren ist ein Durchflußkanal durch den Hauptkanal 1 gebildet, der ein Lufteinlaßkanal ist, und durch das Meßrohr 3, das den Heizwiderstand 4 zum Messen der Durchflußmenge beinhaltet. Plattenartige Richtelemente oder Ausrichtelemente sind mit den Bezugszeichen 21a versehen. Die Richtelemente 21a sind zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Meßrohrs 3 ausgerichtet. Die oberen und unteren plattenartigen Richtelemente 21a, 21a stehen von oberen und unteren gegenüberliegenden Positionen der Innenfläche des Hauptkanals 1 in Richtung der Mittelachse des Meßrohrs 3 vor. Des weiteren stehen sie von einer Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 stromaufwärts gerichtet vor. Außerdem stehen sie auch von einer Ausströmöffnung 3b des Meßrohrs 3 in stromabwärts gerichteter Richtung vor. Das obere Richtelement 21a ist in rechte und linke Abschnitte unterteilt und dient als Stütze und Haltestrebe für das Meßrohr 3. Zwischen dem rechten und linken Abschnitt des Richtelementes 21a sind Anbringungsteile für ein Detektionselement 4 und einen Widerstand 7 zwischengeschaltet. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Strebe.

Wenn dieser nach dem thermischen Prinzip arbeitende Durchflußmesser an ein Endstück 8a eines Ansaugluftkanals 8 angeschlossen wird, dessen hinterer Abschnitt gekrümmt ausgebildet ist, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, erfolgt die Anbringung dergestalt, daß Luft A, die durch den Ansaugluftkanal 8 umgelenkt wird, so gerichtet wird, daß der Luftstrom A die Richtelemente 21a kontaktiert.

Bei dem wie oben ausgebildeten Durchflußmesser, wie er in der Fig. 4 gezeigt ist, wird, wenn der Ansaugluftkanal 8 stromaufwärts des Durchflußmessers derart angeordnet ist, daß dessen Endstück 8a gekrümmt ist, eine Abdrift im Hauptkanal 1 von dem Ansaugluftkanal 8 aus erzeugt und durch einen Fehler oder eine Verschmutzung am Luftfilterelement, das stromaufwärts angeordnet ist, verändert. Die Strömungsabweichung im Hauptkanal wird durch Korrektur des Strömungsvektors unterdrückt, der im wesentlichen nicht parallel zur Mittelachse des Meßrohrs 3 ausgerichtet ist, indem er im wesentlichen parallel zu einem Abschnitt nahe der Abdriftquelle ausgerichtet wird, wodurch der Einlaßstrom in das Meßrohr 3 stabilisiert wird. Mit anderen Worten: Ohne die Richtelemente 21a strömt der Luftstrom A gekrümmt ein und driftet, wie es durch Aa angedeutet ist, nach unten ab. Die vorliegende Erfindung kann diese Abdrift jedoch verhindern.

Wenn eine Drosselklappe 9 stromabwärts des Durchflußmessers nahe dem Durchflußmesser angeordnet ist, wie es beispielsweise in der Fig. 5 gezeigt ist, und die Drosselklappe 9 nur geringfügig geöffnet ist, wird, da die Differenz des Luftwiderstandes zwischen einem Strömungskanal 10, auf einer Seite, wo die Drosselklappe 9 in stromaufwärts gelegener Richtung öffnet, und einem Strömungskanal 11 auf der gegenüberliegenden Seite groß ist, die Abdrift im Hauptkanal groß. Wenn die Öffnung der Drosselklappe 9 klein ist und der Luftwiderstandsunterschied zwischen den obigen Kanälen 10 und 11 groß ist, wird jedoch ein Strom im Hauptkanal 1 durch die Richtelemente 21a gemäß der vorliegenden Erfindung gerichtet, so daß der Strom bis zu einem Abschnitt, der nahe der Drosselklappe 9 liegt, im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Meßrohrs 3 verläuft, wodurch die Strömungsabweichung im Hauptkanal 1 vermindert wird und die Strömung im Meßrohr stabilisiert wird.

In den obigen Figuren ist eine Wabenstrukturplatte 2, die herkömmlicherweise bereits verwendet wird, lediglich an der Einströmseite des Hauptkanals 1 vorgesehen. Dies bedeutet jedoch nicht, daß sie unbedingt auf der stromaufwärts liegenden Seite notwendig ist. Des weiteren ist es natürlich genauso möglich, sie und/oder stromabwärts gelegen anzuordnen.

2. Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 6 und 7 erläutert. Plattenartige Richtelemente 20b, die zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 vorhanden sind, sind so angeordnet, daß sie von der Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 stromaufwärts gerichtet vorstehen. Wie es in der Fig. 4 bereits gezeigt ist, stehen bei einem Ansaugluftsystem, in dem eine große Abdrift auf der stromaufwärts gelegenen Seite erzeugt wird, und bei der eine Abdrift auf der stromabwärts gelegenen Seite vernachlässigt werden kann, die plattenartigen Richtelemente 21a von der Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 stromaufwärts gerichtet vor, wodurch die gleiche Richtfunktion gemäß der ersten Ausführungsform erzielt wird und der Strom im Meßrohr 3 stabilisiert wird. Außerdem kann der an den Oberflächen der Richtelemente erzeugte Reibungswiderstand reduziert werden, da die Richtelemente nicht von der Ausströmöffnungsseite 3b aus vorstehen. Überdies besteht bei dieser Ausführungsform nicht die Möglichkeit, einen übermäßigen Widerstand für den stromabwärts gerichteten Luftstrom zu schaffen.

3. Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Fig. 8 und 9 erläutert. Bei dieser Ausführungsform stehen plattenartige Richtelemente 21c, die zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 vorgesehen sind, stromaufwärts der Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 vor. Ein ausgeschnittener Abschnitt bzw. eine Ausnehmung 21m ist durch einen ausgenommenen Abschnitt gebildet, der der Ausströmöffnung 3b des unteren Richtelementes 21c entspricht. Dies hat zur Folge, daß das untere Richtelement 21c kürzer ist als das Meßrohr 3. Entsprechend ist das Richtelement 21c stromaufwärts des Meßrohrs 3 angeordnet.

Bei einem Ansaugluftsystem gemäß der Fig. 4 stehen nun die plattenartigen Richtelemente 21 von der Einströmöffnung 3a des Meßrohrs 3 vor und sind stromaufwärts nahe der Abdriftquelle angeordnet, wodurch die gleiche Richtfunktion wie bei der ersten Ausführungsform bezüglich einer Abdrift auf der stromaufwärts gelegenen Seite erzielt werden kann. Überdies kann wiederum der Reibungswiderstand, der an den Oberflächen der Richtelemente erzeugt wird, noch weiter reduziert werden und der Druckverlust des Durchflußmessers kann minimiert werden, da die Ausnehmung 21m durch Wegnehmen eines Abschnitts an dem Richtelement entsprechend der Ausströmöffnung 3b gebildet ist.

4. Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Fig. 10 erläutert. Bei dieser Ausführungsform sind plattenartige Richtelemente 21d zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 so angeordnet, daß sie stromabwärts der Ausströmöffnung 2b des Meßrohrs 3 vorstehen. Im Falle eines Ansaugluftsystems, bei dem eine Abdrift auf einer stromaufwärts gelegenen Seite vernachlässigt werden kann und eine große Abdriftquelle in der Nähe der stromabwärts gelegenen Seite vorhanden ist, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist, sind die plattenartigen Richtelemente 21d in stromabwärts gerichteter Richtung vorstehend von der Ausströmöffnung 3b des Meßrohrs 3 ausgebildet, wodurch die gleichen Richtfunktionen wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden können, und zwar insbesondere für eine Abdrift auf einer stromabwärts gelegenen Seite. Des weiteren wird auch bei dieser Ausführungsform der Strom im Meßrohr 3 stabilisiert. Insbesondere wird der auf den Oberflächen der Richtelemente erzeugte Reibungswiderstand auf der stromaufwärts gelegenen Seite reduziert, da die Richtelemente 21d sich nicht auf in Richtung der stromaufwärts gelegenen Seite der Einströmöffnung 3a erstrecken bzw. vorstehen.

5. Ausführungsform

Eine fünfte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Fig. 11 und 12 erläutert werden. Bei dieser Ausführungsform stehen plattenartige Richtelemente 21e zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 von der Ausströmöffnung 3b des Meßrohrs 3 stromabwärts vor und eine Ausnehmung 21n ist dadurch gebildet, daß ein Abschnitt an der Seite der Einströmöffnung 3a des unteren Richtelementes 21 weggenommen wurde, was zum Ergebnis hat, daß das untere Richtelement 21 kürzer ist als das Meßrohr 3. Entsprechend ist das Richtelement 21e auf der stromabwärts gelegenen Seite des Rohrs 3 angeordnet.

Bei einem wie in Fig. 5 gezeigten Lufteinlaßsystem oder Ansaugluftsystem sind die plattenartigen Richtelemente 21 von der Ausströmöffnung 3b des Meßrohrs 3 vorstehend ausgebildet und nahe der Abdriftquelle stromabwärts angeordnet, wodurch die gleiche Richtfunktion wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden kann, und zwar für eine Abdrift auf der stromabwärts gelegenen Seite. Außerdem kann der Reibungswiderstand, der an den Oberflächen der Richtelemente erzeugt wird, durch das Vorsehen der Ausnehmung 21n weiter vermindert werden. Das hat zur Folge, daß der Druckverlust des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers reduziert werden kann.

6. Ausführungsform

Eine sechste Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Fig. 13 erläutert. In dieser Figur sind drei plattenartige Richtelemente 21f zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet derart angeordnet, daß die Anbringungswinkel α, β und γ im wesentlichen gleich sind. Folglich unterteilen sie den Luftansaugkanal im Hauptkanal 1 gleichmäßig. Dadurch kann eine hohe Richtfunktion auch bei sich stromaufwärts drehendem Fluidstrom erzielt werden. Wenn die Anzahl der plattenartigen Richtelemente 21 auf vier, fünf oder mehr erhöht wird, wird die Richtfunktion entsprechend verbessert.

7. Ausführungsform

Anhand der Fig. 14 und 15 wird nachfolgend eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei dieser Ausführungsform sind Randabschnitte an der stromaufwärts gelegenen Seite plattenartiger Richtelemente 21g, die zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 vorhanden sind, abgerundet bzw. gerundet ausgebildet, wie es durch das Bezugszeichen 22 angedeutet ist. Hierdurch kann die gleiche Richtfunktion wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden und der Formwiderstand kann durch die gerundeten Kanten 22 reduziert werden, wodurch eine Stauung des Fluids abgemildert werden kann und die Gefahr einer Strömungsablösung vermindert wird.

8. Ausführungsform

Eine achte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Fig. 16 erläutert. Bei dieser Ausführungsform sind Endabschnitte auf einer stromaufwärts gelegenen Seite plattenartiger Richtelemente 21h, die zwischen dem Hauptkanal 1 und dem Meßrohr 3 vorhanden sind, abgerundet, wie es durch das Bezugszeichen 22 angedeutet ist, und die Richtelemente 21h sind so verjüngt ausgebildet (siehe hierzu Bezugszeichen 23), daß die Dickenquerschnitte (Dicke) von einer stromaufwärts gelegenen Seite zu einer stromabwärts gelegenen Seite hin allmählich kleiner werden, wodurch die Unterdrückung einer Strömungsablösung eines einströmenden Fluidstroms, wie es bezüglich der Ausführungsform 7 beschrieben wurde, weiter verbessert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar derart erläutert, daß die plattenartigen Richtelemente mit dem Hauptkanal 1 oder dem Meßrohr 3 integriert ausgebildet sind, die vorliegende Erfindung ist aber hierauf nicht beschränkt. Die plattenartigen Richtelemente können auch als separate Einheit geschaffen sein. Wie es in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist, können die Richtelemente 21i mit einem Ring L, der in einen hinteren Abschnitt des Hauptkanals 1 einzupassen ist, so integriert ausgebildet sein, daß die Richtelemente 21 im Hauptkanal 1 von der Rückseite her eingesetzt werden. In diesem Fall können zwei Richtelemente 21i in einem unteren Abschnitt des Rings L in einem Winkel von 120° zueinander beabstandet angeordnet sein, wie es in der Fig. 18 gezeigt ist, oder es können drei Richtelemente 21i im unteren Abschnitt des Rings L entsprechend dem Buchstaben T angeordnet werden, wie es beispielsweise in Fig. 19 gezeigt ist.

Bei der in Fig. 20 gezeigten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein oberes Richtelement 12j als einzelne Einheit ausgebildet sein und ein Loch kann im Mittelbereich des Richtelementes 21j geformt sein, um als Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Erfassungselementes 4 und des Widerstands 7 zu dienen. Als Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung wurde als Fluid in einen Verbrennungsmotor einzuführende Luft genannt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch für andere Fluide, wie beispielsweise eine Flüssigkeit, angewandt werden.

In der vorliegenden Erfindung sind, wie es in den Fig. 21A, 21B und 21C gezeigt ist, das obere und untere Richtelement 21a, 21a in einer einzigen Platte miteinander ausgebildet, sowohl an der Einströmöffnungsseite 3a wie auch an der Ausströmöffnungsseite 3b des Meßrohrs 3 im Durchflußmesser, wie er in der Fig. 3 gezeigt ist, so daß die Platte an der Einströmöffnung 3a wie auch an der Ausströmöffnungsseite 3b sich senkrecht (vertikal) erstreckt.

Alternativ hierzu können das obere und untere Richtelement 21a, 21a auch nur an der Einströmöffnungsseite 3a miteinander verbunden sein, wie es beispielsweise in der Fig. 22 gezeigt ist, oder nur an der Ausströmöffnungsseite 3b, wie es in Fig. 23 gezeigt ist.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu vermeiden, daß ein Fluid eine Abweichung erfährt, da plattenartige Richtelemente, die sich parallel zur Mittelachse eines Meßrohrs erstrecken, zwischen einem Hauptkanal und dem Meßrohr vorgesehen sind. Aufgrund dessen kann ein Strom im Meßrohr stabilisiert werden und der Volumenansaugluft-Meßfehler kann vermindert werden und zwar unabhängig von einem Fehler oder einer Verschmutzungsstelle an einem Luftreinigungselement (Luftfilter), wenn ein sehr stark gekrümmtes Ansaugrohr stromaufwärts des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers vorhanden ist. Auch wenn eine Drosselklappe stromabwärts des nach dem thermischen Prinzip arbeitenden Durchflußmessers in dessen Nähe vorgesehen ist, die Öffnung der Drosselklappe klein ist und die Differenz des Luftwiderstandes zwischen den Durchflußkanälen, die zwischen der Innenwand des Hauptkanals und der Drosselklappe gebildet sind, groß ist, kann ein Strom im Hauptkanal bis in die Nähe der Abdriftquelle geradlinig gerichtet werden, so daß er im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Meßrohrs verläuft, wodurch ein Strom im Meßrohr stabilisiert wird.

Gemäß der zweiten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird entweder einer der Ströme an der Einström- oder der Ausströmseite oder beide Ströme stabilisiert, da Richtelemente stromaufwärts gerichtet von einer Einströmöffnung oder stromabwärts gerichtet von einer Ausströmöffnung des Meßrohrs oder in beiden Richtungen vorstehend angeordnet sind, wodurch es möglich gemacht wird, den Volumenansaugluft-Meßfehler zu verkleinern.

Gemäß der dritten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Fluidstrom auf einer weiter stromaufwärts liegenden Seite der Einströmöffnung des Meßrohrs gerichtet werden, da Richtelemente in solch einer Weise geschaffen sind, daß sie von der Einströmöffnungsseite des Meßrohrs stromaufwärts gerichtet vorstehen. Außerdem wird der Strömungsfluidwiderstand vermindert, da ein Endabschnitt auf einer stromabwärts gelegenen Seite eines unteren Richtelementes weggenommen ist, wodurch es möglich gemacht wird, das Fluid stromabwärts gerichtet stabil zu führen.

Gemäß einer vierten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Fluidstrom auf einer weiter stromabwärts liegenden Seite der Ausströmöffnung des Meßrohrs gerichtet werden, da Richtelemente stromabwärts gerichtet von der Ausströmöffnungsseite des Meßrohrs vorstehen. Überdies wird der Strömungsfluidwiderstand reduziert, da ein Endabschnitt auf einer stromaufwärts gerichteten Seite eines unteren Richtelementes weggenommen ist, was es möglich macht, das Fluid stromabwärts stabil zu führen.

Gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Strom über den gesamten Umfang des Meßrohrs gerichtet werden, da mehrere Richtelemente an die Umfangsrichtung des Meßelementes unterteilende Positionen angeordnet sind.

Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Strom ohne einen nachteiligen Druckverlust für das Fluid gerichtet werden, da Endabschnitte der Richtelemente in stromaufwärts gerichteter Richtung verjüngend ausgebildet sind.

Schließlich kann gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Fluidstromwiderstand noch weiter über die Gesamtlänge der Richtelemente reduziert werden, da die Richtelemente in stromabwärts liegender Richtung dünner ausgebildet sind.

Claims (7)

1. Durchflußmesser, der wärmeempfindlich ist oder allgemein nach dem thermischen Prinzip arbeitet, mit

• - einem einen Fluiddurchgang bildenden Hauptkanal
• - einem im Hauptkanal (1) befindlichen Meßrohr (3), das ein Erfassungselement (4) beinhaltet und
• - plattenartigen Richtelementen (21a-21i), die sich parallel zur Mittelachse des Meßrohrs (3) erstrecken und zwischen dem Hauptkanal (1) und dem Meßrohr (3) geschaffen sind.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem die Richtelemente (21a-21i) von einer Einströmöffnung (3a) stromaufwärts gerichtet oder von einer Ausströmöffnung (3b) des Meßrohrs (3) stromabwärts gerichtet oder in beiden Richtungen vorstehen.

3. Durchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem die Richtelemente (21a-21i) in solch einer Weise geschaffen sind, daß sie von einer Einströmöffnungsseite (3a) des Meßrohrs (3) stromaufwärts gerichtet vorstehen und ein Abschnitt eines unteren Richtelementes an einer Ausströmöffnungsseite (3b) weggenommen ist.

4. Durchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem die Richtelemente (21a-21i) in solch einer Weise geschaffen sind, daß sie von einer Ausströmöffnungsseite (3b) des Meßrohrs (3) stromabwärts gerichtet vorstehen und ein Abschnitt eines unteren Richtelementes an einer Einströmöffnungsseite (3a) weggenommen ist.

5. Durchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem eine Anzahl Richtelemente an Positionen zur Unterteilung in Umfangsrichtung des Meßrohrs (3) geschaffen sind.

6. Durchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem Endabschnitte der Richtelemente an einer stromaufwärts liegenden Seite verjüngt ausgebildet sind.

7. Durchflußmesser nach Anspruch 1, bei dem die Richtelemente in einer stromabwärts liegenden Richtung allmählich verdünnt ausgebildet sind.