DE2845662A1

DE2845662A1 - Vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums

Info

Publication number: DE2845662A1
Application number: DE19782845662
Authority: DE
Inventors: Udo Ing Grad Hafner; Werner Ing Grad Kammerer; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp; Peter Ing Grad Romann; Rudolf Dipl Ing Dr Sauer; Thomas Ing Grad Wilfert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2845662C2; JPH0247685B2; JPS6260650B2; FR2439387A1; GB2039051A; US4299124A; FR2439387B1; JPS5557111A; GB2039051B; JPS6355419A

Description

R. £032
9.10.1978' Kh/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 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 Hauptanspruchs. Es ist schon eine Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums bekannt, bei der als temperaturabhä'ngiger Widerstand ein Hitzdraht verwendet wird, der in einem Sondenring über mehrere Einspannstellen straff ausgespannt ist. Aufgrund von wechselnden Temperaturen, insbesondere bei der Verwendung im Kraftfahrzeug besteht durch die besondere Betriebsweise des Hitzdrahtes die Gefahr, daß es sehr schnell zu Drahtbrüchen kommt. Weiterhin ergibt sich der Nachteil, daß eine unregelmäßige Wärmeabfuhr über die Einspannstellen zu einer unerwünschten Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit führt.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Temperaturänderungen, insbesondere bei einer Verwendung im Kraftfahrzeug und durch die Betriebsweise des Hitzdrahtes, bedingte Temperaturänderungen keine Meßfehler bzw. Meßungenauigkeiten hervorrufen. Durch die Führung des,Hitzdrahtes über die zwischen den Endstützpunkten angeordneten Stützpunkte in Form von Schlaufen ist infolge der vorgesehenen elektrischen Verbindung der sich kreuzenden Drahtabschnitte dafür gesorgt, daß der Hitzdraht an diesen Stützpunkten stromlos ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß es unkritisch ist, wenn der Hitzdraht infolge einer temperaturbedingten Längung an den Stützpunkten zwischen den Endstützpunkten etwas abhebt oder verrutscht, da dies keinen Einfluß auf die wirksame Länge des Hitzdrahtes hat. Die gesamte aktive Länge des Hitzdrahtes befindet sich außerdem außerhalb des wandnahen Bereiches des Sondenringes, so daß Meßungenauigkeiten aufgrund der schwer zu erfassenden Strömungsverhältnisse im wandnahen Bereich vermieden werden. So werden auch für ein vollständiges Abbrennen von Rückständen am Hitzdraht während eines Freiglühvorganges günstigere Voraussetzungen geschaffen.

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

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Besonders vorteilhaft ist ebenfalls auch die Ausbildung der Drahtenden als Schlaufen und die Kontaktierung dieser Schlaufen an den Endstützpunkten, wodurch sich eine genau definierte Länge des Hitzdrahtes zwischen den Verbindungspunkten der Schlaufen ergibt.

Besonders vorteilhaft ist ebenfalls die Befestigung eines niederohmigen Stromführungsdrahtes an jedem der 'Verbindungspunkte der Schlaufen an den Hitzdrahtenden, wobei das andere Ende jedes Stromführungsdrahtes mit der elektrischen Regeleinrichtung des Hitzdrahtes in Verbindung steht. Die Stromzufuhr erfolgt dann nicht mehr über die EndStützpunkte des Hitzdrahtes, sondern über gesonderte, im Sondenring gelagerte Stromführungselemente. Der aktive Bereich des Hitzdrahtes läßt sich hierdurch sehr genau festlegen.

Vorteilhaft ist gleichfalls, die Drahtenden des Hitzdrahtes an den Endstützpunkten zu befestigen und mit jedem der Endstützpunkte einen niederohmigen Stromfuhrungsdraht leitend zu verbinden, dessen anderes Ende jeweils mit dem Hitzdraht in geringem Abstand zum Befestigungspunkt des Hitzdrahtes am Endstützpunkt elektrisch leitend verbunden ist. Hierdurch wird ebenfalls die aktive Länge des Hitzdrahtes genau definiert und eine Beeinflussung des Meßergebnisses durch Undefinierten Wärmeübergang im Bereich der Stützpunkte vermieden.

Vorteilhaft ist ebenfalls eine W-förmige Führung des Hitzdrahtes durch fünf Stützpunkte, wobei die zum mittleren Stützpunkt angeordneten symmetrischen Stützpunkte über

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Stromzuführungen mit.einer elektrischen Regeleinrichtung verbunden sind und der Stromanschluß des Hitzdrahtes während des Meßvorganges über die beiden mittleren symmetrischen Stützpunkte und bei Unterbrechung des Meßvorganges durch eine Schaltvorrichtung über die beiden Endstützpunkte erfolgt, so daß bei einem Freiglühvorgang bei Unterbrechung des Meßvorganges sichergestellt ist, daß an dem aktiven Hitzdraht eine ausreichende Temperatur zum Abbrennen von Rückständen an der Oberfläche zur Verfügung steht.

Vorteilhaft kann es ebenfalls sein, bei Unterbrechung des Meßvorganges des Hitzdrahtes während des Freiglühvorganges die EndStützpunkte des Hitzdrahtes, zu erwärmen, damit die Wärmeabfuhr vom Hitzdraht zum jeweiligen Endstützpunkt während des Freiglühvorganges so gering wie möglich ist, um ein möglichst vollständiges Abbrennen von Rückständen an der Oberfläche des Hitzdrahtes zu erreiche^.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums, insbesondere zur Messung der Ansaugluftmasse von Brennkraftmaschinen, Figur 2 eine sehematische Darstellung eines V-förmig geführten Hitzdrahtes durch drei Stützpunkte, Figur 3 eine schlaufenförmige Ausbildung des Hitzdrahtes im Bereich eines mittleren Stützpunktes, Figur 4 eine schlaufenförmige Ausbildung eines Hitzdrahtes im Bereich eines Endstützpunktes, Figur 5 eine schlaufenförmige Aus-

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bildung eines Hitzdrahtes im Bereich eines Endstützpunktes mit einem gesonderten Stromführungsdraht, Figur 6 einen am End'stützpunkt befestigten Hitzdraht mit einem zur Stromzufuhr dienenden Stromfuhrungsdraht, Figur 7 eine W-förmige Führung eines Hitzdrahtes in einem Sondenring, mit gesonder ten Stromzuführungen für den Meßvorgang und den Freiglühvorgang, Figur 8 eine schematische Darstellung eines W-formig geführten Hitzdrahtes mit seinen elektrischen. Anschlüssen, Figur 9 eine Führung eines Hitzdrahtes durch nach Beendigung des Meßvorganges beheizbare Endstützpunkte, Figur 10 eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums, insbesondere Messung der Ansaugluft von Brennkraftmaschinen ist eine Brückenschaltung aus einem temperaturabhängigen Widerstand 10, einem temperatürabhängigen Widerstand 11, einem Widerstand 12 und aus Widerständen 13 und 14 vorgesehen. An die Brükkendiagonale ist ein Regelverstärker 15 einer Regeleinrichtung l6 angeschlossen. Dabei ist der invertierende Eingang aes Regelverstärkers 15 über einen Eingangswiderstand 17 mit dem Kopplungspunkt der Widerstände 11 und 12 verbunden, während der nichtinvertierende Eingang des Regelverstärkers 15 über einen Eingangswiderstand 18 an den Kopplungspunkt der Widerstände 13 und 14 angeschlossen ist. Der Regelverstärker 15 ist über zwei Versorgungsleitungen 19 und 20 mit einer Gleichspannungsquelle 21 verbunden. Dieser Gleichspannungsquelle 21 ist ein Glättungs-

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kondensator 22 parallelgeschaltet. Der Ausgang des Regelverstärkers 15 ist mit der Reihenschaltung von zwei Widerständen 23 und 24 verbunden, wobei der Widerstand 24 an die gemeinsame Versorgungsleitung 19 angeschlossen ist. Diese beiden Widerstände 23 und 24 bilden einen Spannungsteiler für eine Darlingtonstufe 25j die zusammen mit einem Widerstand 26 eine spannungsgesteuerte Stromquelle zur Stromversorgung der Brückenschaltung aus den Widerständen 10, 11, 12, 13 und 14 bildet. Zwischen die gemeinsamen Versorgungsleitungen 19 und 20 ist ein Spannungsteiler aus Widerständen 27 und 28 geschaltet. An den Kopplungspunkt der Widerstände 27 und 28 ist die Anode einer Diode 37 angeschlossen, deren Kathode mit dem invertierenden Eingang des Regelverstärkers 15 verbunden ist. Zwischen den invertierenden Eingang des Regelverstärkers 15 und die gemeinsame Versorgungsleitung 20 ist die Reihenschaltung eines Widerstandes 29 und eines Kondensators geschaltet, wobei diese Widerstands-Kondensator-Kombination zur Frequenzabstimmung des Regelkreises auf das Zeitverhalten der temperaturabhängigen Widerstände dient.

Mit dem Kopplungspunkt der Widerstände 13 und 14 ist ein Widerstand 31 verbunden, der über die Schaltstrecke eines Schalttransistors 32 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 20 verbindbar ist. Die Basis des Schalttransistors 32 ist mit dem Ausgang einer monostabilen Kippstufe 33 verbunden, die über ein Differenzierglied 34 von einem bei 35 angedeuteten Zündschalter für die Zündanlage der Brennkraftmaschine auslösbar ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist fol-

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gende. über den temperaturabhängigen Widerstand 11 der Brückenschaltung fließt ein bestimmter Strom und heizt diesen Widerstand 11 auf seine normale Betriebstemperatur auf. In einem anderen Brückenzweig nimmt der temperaturabhängige Widerstand 10 einen Widerstandswert ein, der die Temperatur des strömenden Mediums beispielsweise die der eingesaugten Luft der Brennkraftmaschine charakteri-· siert. Dadurch wird erreicht, daß als Referenzsignal für die Heizstromregelung der Vorrichtung zur Luftmassenmessung immer die Temperatur der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Je nach der Masse der vorbeiströmenden Ansaugluft wird der temperaturabängige Widerstand 11 mehr oder weniger abgekühlt. Dies führt zu einer Verstimmung der Brückenschaltung. Diese Verstimmung der Brükkenschaltung wird dadurch ausgeregelt, daß der Regelverstärker über die spannungsgesteuerte Stromquelle' 23, 24, und 26 einen höheren Speisestrom für die Brückenschaltung liefert, so daß die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes 11 und damit dessen Widerstandswert auf βίτ nem wenigstens annähernd konstanten Wert gehalten wird. Der durch die Brückenschaltung fließende Strom ist ein Maß für die an dem temperaturabhängigen Widerstand 11 vorbeiströmende Luftmasse. Ein entsprechendes elektrisches Signal kann zwischen einer Klemme 36 und einer Klemme 33 abgenommen werden.

Zu Erleichterung des Anlaufens der Regeleinrichtung dient der Spannungsteiler 27, 28 mit der Diode 37· Beim Einschalten der Regeleinrichtung wird am invertierenden Eingang des Regelverstärkers 15 eine Spannung von etwa 0,5 Volt erzwungen, die ein sicheres Anlaufen der Regei-

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einrichtung erlaubt. Im normalen Betriebsfall wird dagegen die Spannung am invertierenden Eingang des Regelverstärkers 15 wesentlich über dieser Anfangsspannung liegen, so daß die Diode 37 gesperrt ist und damit über den Spannungsteiler 27, 28 kein Einfluß auf die Regelvorgänge genommen werden kann.

Damit der als Hitzdraht dienende temperaturabhängige Widerstand 11 von Zeit zu Zeit von Ablagerungen auf seiner Oberfläche befreit wird, soll nach einem bestimmten Meßzyklus ein erhöhter Strom über diesen temperaturabhängigen Widerstand 11 fließen. Als Meßzyklus kann dabei beispielsweise jeweils eine bestimmte Betriebsdauer der Brennkraftmaschine gewählt werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Ausglühvorgang mit jedem Abschalten der Zündanlage der Brennkraftmaschine auszulösen. Dies geschieht beim Ausschalten des Zündschalters 35· Das entsprechende Signal wird differenziert und steuert die monostabile Kippstufe 33 in ihren instabilen Schaltzustand. Während dieses instabilen Schaltzustandes der monostabilen Kippstufe 33 wird der Schalttransistor 32 leitend und schaltet den Widerstand 31 zu dem Widerstand 14 der Brückenschaltung parallel. Dadurch wird die Brückenschaltung aus den Widerständen 10, 11, 12, 13 und Ik stark verstimmt und zwar in dem Sinne, daß der Regelverstärker 15 zur Kompensation dieser Verstimmung einen erhöhten Strom für die Brückenschaltung liefert. Dieser höhere Strom heizt den temperatürabhängigen Widerstand 11 für die Dauer des instabilen Schaltzustandes der monostabilen Kippstufe auf eine über der normalen Betriebstemperatur liegende Temperatur auf, so daß Rückstände an

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der Oberfläche des temperaturabhängigen Widerstandes verbrennen.

Als besonders zweckmäßg hat es sich erwiesen, wenn das Material des temperaturabhängigen Widerstandes 11 aus strukturstabilisiertem Platindraht besteht, weil dieses Material besonders gut geeignet ist, auf hohe Temperaturen erhitzt zu werden. Dies ist für den Abbrennvorgang besonders wichtig.

Der Referenzwiderstand 12 ist zweckmäßigerweise ebenfalls in dem durch eine unterbrochene Linie 38 angedeuteten Strömungsquerschnitt, beispielsweise dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine untergebracht, da dann die Verlustwärme des Referenzwiderstandes 12 durch die in Pfeilrichtung strömende Luft" abgeführt werden kann. Die Widerstände 13 und 14 sind zweckmäßigerweise als einstellbare Widerstände ausgebildet, damit das Temperaturverhalten des Regelkreises eingestellt werden kann.

In Figur 2 ist schematisch ein Sondenring 40 mit drei Stützpunkten 41, 42 und 43 dargestellt. Mit Hilfe der Stützpunkte 4l, 42 und 43 ist der Hitzdraht 11 V-förmig ausgespannt. Dabei ist der Hitzdraht 11 mit seinen Enden nur an den beiden Endstützpunkten 4l und 42 befestigt, beispielsweise gelötet oder geschweißt, während er über den Stützpunkt 43 nur lose geführt ist.

Der Sondenring 40 ist mit seinem Wärmeausdehnungskoeffizienten auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Hitzdrahtes 11 abgestimmt, so daß durch Wärmedehnung bedingte

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Längenänderungen des Hitzdrahtes 11 bzw. des Sondenringes 40 nahezu keine Zug- oder Druckspannungen in dem Hitzdraht 11 hervorrufen, sondern durch Abstandsänderungen zwischen den Stützpunkten 41, 42, 43 weitgehend ausgeglichen werden.

Die zug- und druckspannungsfreie Einspannung des Hitzdrahtes ist außerordentlich wichtig, wenn der Hitzdraht beispielsweise als Luftmassenmesser im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine verwendet werden soll. Der dabei zu berücksichtigende Temperaturgang beträgt üblicherweise -30⁰C bis + 120 ° C. Hinzu kommt noch eine weitere Temperaturänderung, die durch die Betriebsweise des Hitzdrahtes 11 bedingt ist. Außerdem wird der Hitzdraht noch, wie beschrieben, zum Freibrennen auf eine hohe Temperatur erhitzt, 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 können. Die V-förmige Ausspannung des Hitzdrahtes 11 und die Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sondenringes 40 und des Hitzdrahtes 11 verhindern weitgehend die Einleitung von Zug- oder Druckspannungen in den Hitzdraht 11. Zweckmäßigerweise ist der Sondenring 40 bei einem aus Platin bestehenden Hitzdraht 11 aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt, deren Wärmeausdehnungskoeffizient etwa dem von Platin entspricht. Es ist auch möglich, den Sondenring aus Glas, insbesondere aus sogenanntem Platin-Glas herzustellen. Auch der Wärmeausdehnungskoeffizient dieses Glases entspricht weitgehend dem des Platindrahtes, so

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daß weitgehend Zug- oder Druckspannungen bei Temperaturänderungen von dem Hitzdraht 11 abgehalten werden.

Wie in Figur 2 dargestellt ist, können die Stützpunkte 41, 42, 43 hakenförmig abgebogen sein. Zumindest die Endstützpunkte, die zur Stromzuführung dienen, sind gegenüber dem ■ Sondenring 40 elektrisch isoliert in ihm befestigt. Der mittlere Abschnitt des Hitzdrahtes 11, der um den Stützpunkt 43 geführt ist, bildet dabei eine Schlaufe 44, wobei die sich kreuzenden Drahtabschnitte des Hitzdrahtes 11 bei 45 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Dadurch wird die Schlaufe 44 stromlos und nicht durch Strom erwärmt. Probleme mit einer Undefinierten Wärmeabfuhr vom*Hitzdraht 11 zum Stützpunkt 43 treten bei Längenänderungen bzw. bei Verschiebungen des Hitzdrahtes 11 an dem Stützpunkt 43 nicht mehr auf. Durch .die besondere Aufhängung an dem Stützpunkt 43 ist es auch ohne Bedeutung, wenn der Hitzdraht 11 infolge von Wärmedehnungen geringfügig vom Stützpunkt 43 abhebt, sich in seiner Lage verändert oder sich verdreht.

Besonders zweckmäßig ist es, der Schlaufe 44 für die Anbringung des Hitzdrahtes 11 die in Figur 3 dargestellte Form zu geben. Gemäß Figur 3 ist der Umschlingungswinkel der Schlaufe 44 kleiner als 180 °. Außerdem ist die Form der Schlaufe 44 so gewählt, daß zwischen zwei Anlagepunkten 46 und 47 der Schlaufe 44 an dem Stützpunkt 43 und zwei Punkten 48 und 49, von denen an die Drahtabschnitte der Schlaufe 44 zum Verbindungspunkt 45 hin zusammenlaufen, ein ausreichend großer Abstand besteht, der gewährleistet, daß bei Dehnungen der Schlaufe 44 bzw. des Hitz-

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drahtes 11 keine mechanischen Spannungen in den Hitzdraht 11 eingeleitet werden, sondern daß vielmehr entsprechend dem mit a eingezeichneten"Abstand eine freie Beweglichkeit der Schlaufe 44 auf dem Stützpunkt 43 gewährleistet ist.

Die elektrisch leitende Verbindung der beiden sich kreuzenden Drahtabschnitte erfolgt zweckmäßigerweise durch Schweißen oder Hartlöten.

Wie bereits in Figur 2 und in Figur 4 in größerem Maßstab dargestellt ist, sind die Drahtenden des Hitzdrahtes 11 ebenfalls als Schlaufen 50, 51 ausgebildet, deren sich kreuzende Drahtabschnitte in den Verbindungspunkten 52, 53 elektrisch leitend, vorzugsweise durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden sind und die die zugeordneten Endstützpunkte 4l, 42 umschlingen. Die Schlaufen 50, 51 sind bei 54 elektrisch leitend mit den jeweiligen Endstützpunkten 4l bzw. 42 verbunden. Durch die Ausbildung des Hitzdrahtes 11 mit Schlaufen 50, 51 an den Endstützpunkten 41, 42 und der Schlaufe 44 am Stützpunkt 43 ergibt sich der Vorteil, daß zwischen den Verbindungspunkten 52, 45, 53 eine genau definierbare aktive Länge des Hitzdrahtes 11 festgelegt wird, die im mittleren Bereich der Strömung liegt und damit keine Strömungsunregelmäßigkeiten im Wandbereich des Sondenrings 40 erfaßt. Bei bekannten Hitzdraht-Luftmassenmessern ergibt sich einerseits der Nachteil, daß durch einen sich ändernden Wärmeübergang zwischen dem Hitzdraht und den Stützpunkten Meßungenauigkeiten auftreten und andererseits bei einem Freibrennvorgang die Wärmeableitung vom Hitzdraht 11 im Bereich der Stützpunkte so groß ist, daß der Hitzdraht im Bereich

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dieser Stützpunkte keine ausreichend hohe Temperatur erreicht und somit nicht von Rückständen freigebrannt wird, was für eine einwandfreie Punktion des Luftmassenmessers erforderlich ist. Als weiterer Vorteil der Erfindung ist deshalb anzusehen, daß durch die Ausbildung des aktiven Hitzdrahtes 11 zwischen den Verbindungspunkten 45, 52, 53 die Wärmeableitung vom aktiven Hitzdraht zu den Schlaufen so gering ist, daß die gesamte aktive Hitzdrahtlänge auf die für das Freibrennen erforderliche Temperatur erwärmt wird. Die Schlaufen 50 und 51 erwärmen sich während des Meßvorganges des Hitzdrahtes 11 nicht so stark, wie die aktive Hitzdrahtlänge zwischen den Verbindungspunkten 52, 45, 53, so daß sich auf diesen Schlaufen 50, 51 auch kaum Ablagerungen bilden. Auch wenn während des Freibrennvorganges an den Schlaufen 50, 51 eventuell vorhandene Ablagerungen nicht völlig entfernt werden, ergibt sich hierdurch keine Beeinträchtigung des Meßverhaltens der aktiven Hitzdrahtlänge.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Führung des Hitzdrahtes 11 über Stützpunkte ist der Hitzdraht 11 an den Stützpunkten entsprechend der Darstellung in Figur 2 jeweils durch Schlaufen geführt. Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, daß die Schlaufen an den Endstützpunkten jeweils mit den Endstützpunkten elektrisch leitend verbunden sind. Vielmehr ist an den Verbindungspunkten 52 und 53 der Schlaufen 50, 51 je ein niederohmiger Stromführungsdraht 55_s insbesondere aus Edelmetall leitend befestigt, wobei das andere Ende des Stromführungsdrahtes 55 an jeweils einem im Sondenring isoliert befestigten Stromführungselement 56 elektrisch leitend

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befestigt ist. Entsprechend der Erfindung soll bei diesem Ausführungsbeispiel die Verbindung zur elektrischen Regeleinrichtung 16 über die Stromführungselemente 56 und die Stromführungsdrähte 55 zur aktiven Hitzdrahtlänge 11 erfolgen, so daß wie bei dem Ausführungsbexspiel nach Figur 2 eine Wärmeabteilung von den Schlaufen zu den Stützpunkten keinen Einfluß auf das Meßergebnis hat und die gesamte aktive Hitzdrahtlänge 11 während des Freibrennvorganges auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten werden kann, bei der alle Ablagerungen von der aktiven Hitzdrahtlänge 11 beseitigt werden.

Das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 5 dargestellten Auführungsbeispiel dadurch, daß die Drahtenden 58 des Hitzdrahtes 11 nicht schlaufenförmig an den Endstützpunkten 41, 42 befestigt sind, sondern die EndStützpunkte nur .teilweise umschlingen und durch Befestigungspunkte 54, beispielsweise durch Schweißen oder Löten mit den Endstützpunkten verbunden sind. Eine definierte elektrische Verbindung zu dem Hitzdraht 11 ist jedoch durch den Stromführungsdraht 55 gegeben, der einerseits am stromführenden Endstützpunkt und andererseits am Hitzdraht in geringem Abstand zum Befestigungspunkt 54 elektrisch leitend befestigt ■ist. Durch die Ausbildung nach Figur 6 ist ebenfalls eine genau definierte aktive Hitzdrahtlänge vorgegeben und ein vollständiges Freibrennen von Ablagerungen während des Freibrennvorganges gewährleistet.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hitzdraht 11 W-förmig im Sondenring 40 durch fünf

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Stützpunkte 4l, 42, 43, 60, 6l geführt, von denen die zum mittleren Stützpunkt 43 symmetrischen Stützpunkte elektrisch isoliert im Sondenring 40 gelagert sind. Der Hitzdraht 11 ist an den zum mittleren Stützpunkt 43 symmetrischen Stützpunkten 41, 42, 60, 6l elektrisch leitend befestigt. Während des Meßvorganges des Hitzdrahtes erfolgt die Stromzufuhr zum Hitzdraht über die Stützpunkte 60 und 61, so daß sich eine aktive Hitzdrahtlänge 1_Q zwishen den Stützpunkten 60, 43, 6l ergibt. Zweckmäßigerweise ist der Hitzdraht, wie bereits vorhergehend beschrieben, an den Stützpunkten schlaufenförmig geführt und an den Stützpunkten 60 und 61 elektrisch leitend befestigt. Um sicherzustellen, daß während des Preibrennvorganges die aktive Hitzdrahtlänge 1 auf eine ausreichende Temperatur erhitzt wird, erfolgt die Stromzufuhr zum Hitzdraht während des Preibrennvorganges über die Endstützpunkte 41, 42. Die Hitzdrahtabschnitte zwischen den Stützpunkten 41, 60 und 42, 61 sind so ausgelegt, daß von ihnen während des Preibrennvorganges eine Wärmemenge zu den Stützpunkten 60 bzw. 6l abgeleitet wird, wodurch die von der aktiven Hitzdrahtlänge 1 abgeleitete Wärmemenge so gering ist, daß während des Preibrennvorganges die aktive Hitzdrahtlänge 1 auch im Bereich der Stützpunkte 60, 61 auf eine für das Abbrennen der Ablagerungen erforderliche hohe Temperatur erhitzt wird.

Figur 8 zeigt ausschnittsweise einen Teil des Schaltbildes nach Figur 1 mit einem W-förmig geführten Hitzdraht 11, der entsprechend dem Ausführungsbeispiel· nach Figur 7 durch Stützpunkte 41, 60, 43, 61, 42 geführt ist. Dabei ist eine Schaltvorrichtung 63 vorgesehen, die über eine

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gestrichelt dargestellte Leitung 64 durch Steuersignale von der monostabilen Kippstufe 33 ansteuerbar ist. Während des Meßvorganges des Hitzdrahtes verbindet dabei die Schaltvorrichtung 63 die Stützpunkte 60 und 6l mit der elektrischen Regeleinrichtung 16, so daß die aktive Hitzdrahtlänge 1 von Strom durchflossen wird. Bei Unterbrechung des Meßvorganges unterbricht die Schaltvorrichtung 63 die Stromzuführung zu den Stützpunkten 60, 6l und verbindet, wie mit 63^f gestrichelt dargestellt, die Endstützpunkte 4l, 42 mit der elektrischen Regeleinrichtung 16, so daß während des Freibrennvorganges die gesamte Hitzdrahtlänge zwischen den Stützpunkten 41, 60, 43, 61, 42 von Strom durchflossen wird.

Eine weitere Möglichkeit die Wärmeableitung vom Hitzdraht 11 zu den Endstützpunkten 41, 42 während des Freibrennvorganges zu verringern und damit sicherzustellen, daß die gesamte aktive Hitzdrahtlänge während des Freibrennens ausreichend hoch erhitzt wird, ist in Figur 9 dargestellt. Dabei sind die Endstützpunkte 41, 42 durch eine elektrische Leitung 66 miteinander verbunden, die durch eine Schaltvorrichtung 67 während des Meßvorganges des Hitzdrahtes 11 unterbrochen ist (siehe auch Figur 1). Bei Unterbrechung des Meßvorganges wird die Schaltvorrichtung 67 durch ein Signal der monostabilen Kippstufe 33 über die Leitung 64 derart angesteuert, daß sie schließt und über die Leitung 66 zwischen den Endstützpunkten 4l, 42 Strom fließen kann, so daß sich die Endstützpunkte bei geeigneter Dimensionierung derart erwärmen, daß das Temperaturgefälle zwischen den Hitzdrahtenden und den Endstützpunkten 4l, 42 verringert wird und

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die Hitzdrahtenden während des Freibrennvorganges eine für das Freibrennen von den Ablagerungen erforderliche hohe Temperatur erreicht.

Figur 10 zeigt vereinfacht dargestellt die Anordnung einer Vorrichtung zur Messung der Ansaugluftmasse einer Brennkraftmaschine in einem an das Ansaugrohr angefügten Meßrohr, das in Pfeilrichtung durchströmt wird. Dabei ist der Sondenring 40 in einem Trägerkörper 69, der über mindestens einen Verbindungssteg 70 mit dem Meßrohr verbindbar ist, angeordnet. Stromaufwärts des im Sondenring 40 geführten Hitzdrahtes 11 ist in der Luftströmung der temperaturabhängige Widerstand 10 zur Kompensation der Ansauglufttemperatur an einem Trägerelement 71 befestigt. Stromabwärts des Hitzdrahtes 11 ist der beispielsweise aus Manganindraht oder -folie ausgebildete Referenzwiderstand 12 so am Trägerkörper 69 angeordnet, daß die an ihm entstehende Wärme möglichst gut durch die vorbeiströmende Luft abgeführt wird. Der Referenzwiderstand 12 kann dabei beispielsweise im Innern eines im Trägerkörper 69 gelagerten Ringes 72 oder wie dargestellt, in einer Nut 73 des Ririg-Außenumfanges angeordnet sein. Verbindungsdrähte 74 der Widerstände 10, 11, 12 führen zur elektrischen Regeleinrichtung 16. Stromaufwärts des Trägerkörpers 69 kann ein rasterförmig ausgebildets Berührungsschutzelement 75 und stromabwärts ein rasterförmig ausgebildetes Schutzelement 76 zur Vermeidung von Beschädigungen des Hitzdrahtes 11 bei Saugrohrrückschlägen im Saugrohr 38 vorgesehen sein.

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Claims

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Ansprüche

( 1 .J Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Me-'<-—/

j insbesondere zur Messung der Ansaugluftmasse von

Brennkraftmaschinen, mit mindestens einem in der Strömung des Mediums angeordneten temperaturabhängigen Widerstand, dessen Temperatur und/oder Widerstand in Abhängigkeit von der strömenden Masse geregelt wird und die Stellgröße ein Maß für die Masse des strömenden Mediums ist, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige, als Hitzdraht ausgebildete Widerstand (11) von einem zum anderen Drahtende über wenigstens drei in einem Sondenring (40) gelagerte Stützpunkte (4l, 42, 43) geführt ist.und die Führung mindestens an einem zwischen den den Drahtenden zugeordneten Endstützpunkten (4l, 42) befindlichen Stützpunkt (43) durch eine Schlaufe (44) des Hitzdrahtes (11) erfolgt, deren sich kreuzende Drahtabschnitte elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden des Hitzdrahtes (11) ebenfalls als Schlaufen (50, 51) ausgebildet sind, deren sich kreuzende Drahtabschnitte elektrisch leitend miteinander verbunden sind und die die Endstützpunkte (41, 42) umschlingen.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen (50, 5D mit den Endstützpunkten (41, 42) verschweißt oder verlötet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Verbindungspunkte (52, 53) der sich kreuzenden Drahtabschnitte der Schlaufen (50, 51) an den Hitzdrahtenden ein niederohmiger Stromführungsdraht (55)_s insbesondere aus Edelmetall elektrisch leitend befestigt ist und daß über das andere Ende jedes Stromführungsdrahtes (55) die elektrische Verbindung des Hitzdrahtes (11) hergestellt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hitzdraht (11) abgewandten Enden der Stromführungsdrähte (55) mit gegenüber den Stützpunkten (41, 42, 43) des Hitzdrahtes (11) elektrisch· isolierten, ins-

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besondere ebenfalls im Sondenring (40) gelagerten Stromführungselementen (66) in Verbindung stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden des Hitzdrahtes (11) an den Endstützpunkten (4l, 42) befestigt sind und mit jedem der Endstützpunkte (4l, 42) ein niederohmiger Stromführungsdraht (55)ι insbesondere aus Edelmetalls elektrisch leitend verbunden ist, dessen anderes Ende jeweils mit dem Hitzdraht (11) in geringem Abstand zum Befestigungspunkt (54) des Hitzdrahtes (11) am Endstützpunkt (41, 42) elektrisch leitend verbunden ist.

Ji Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht (11) W-förmig im Sondenring (40) durch fünf Stützpunkte (41, 42, 43, 60, 6l) geführt ist, von denen die zum mittleren Stützpunkt (43) symmetrischen Stützpunkte (4l, 42, 60, 61) elektrisch isoliert im Sondenring (40) gelagert sind und der Hitzdraht (11) an diesen Stützpunkten (41, 42, 60, 6l) elektrisch leitend befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

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daß die zum mittleren Stützpunkt (43) angeordneten symmetrischen Stützpunkte (4l, 42, 60, 61) über Stromzuführungen mit einer elektrischen Regeleinrichtung (16) verbunden sind und der Stromanschluß des Hitzdrahtes (11) während des Meßvorganges über die beiden mittleren symmetrischen Stützpunkte (60, 6l) und bei Unterbrechung des Meßvorganges durch eine Schaltvorrichtung (63) über die beiden Endstützpunkte (41, 42) erfolgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht (11) um die beiden mittleren symmetrischen Stützpunkte (60, 61) schlaufenförmig ausgebildet ist und die sich kreuzenden Drahtabschnitte elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß die Endstützpunkte (4l, 42) bei Unterbrechung des Meßvorganges des Hitzdrahtes (11) erwärmbar sind.

11. Vorrichtung nach Anpruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Endstützpunkten (4l, 42) eine elektrisch leitende Verbindung (66) mit einer Schaltvorrichtung (67)

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vorgesehen ist und die Schaltvorrichtung (67) während des Meßvorganges des Hitzdrahtes (11) die Verbindung (66) unterbricht und bei Unterbrechung des Meßvorganges die Verbindung {66) schließt, so daß bei über die Verbindung {66) fließendem Strom eine Erwärmung der Endstützpunkte (41, 42) erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem im Strömungsquerschnitt (38) gelagerten Trägerkörper (69.) in der ihn durchströmenden Mediumströmung hintereinander ein·in einer Brückenschaltung mit dem Hitzdraht (11) geschalteter temperaturabhängiger Widerstand (10) zur Temperaturkompensation und der Hitzdraht (11) angeordnet sind und stromabwärts des Hitzdrahtes (11) mindestens ein die Brückenschaltung ergänzender Referenzwiderstand (12) in oder am Trägerkörper (69) befestigt ist.

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