• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Das Gerät zur sensorischen Erfassung einer Luftmenge weist ein Gehäuse (20) auf, das mindestens teilweise aus Plastik hergestellt ist. Mindestens zwei Leiterzungen (40-43) sind zumindest teilweise im Plastikmaterial des Gehäuses (20) eingebettet und sind dafür eingerichtet, dass ein Sensorelement (50, 52) an ihnen befestigt wird. Das Sensorelement (50, 52) ist so an jeder der Leiterzungen (40-43) befestigt, dass die Achse des Sensorelements (50, 52) in einer ersten Richtung, die in der Verbindung zwischen den Leiterzungen (40-43) verläuft, orientiert ist. Während eines thermischen Zyklus bewegen sich die Leiterzungen (40-43) im Wesentlichen synchron in zweiten und dritten Richtungen und ist die Differenz in der relativen Bewegung zwischen den Leiterzungen (40-43) in der ersten Richtung minimiert.The device for sensing an amount of air has a housing (20) which is at least partially made of plastic. At least two conductor tongues (40-43) are at least partially embedded in the plastic material of the housing (20) and are set up so that a sensor element (50, 52) is attached to them. The sensor element (50, 52) is fastened to each of the conductor tongues (40-43) such that the axis of the sensor element (50, 52) is oriented in a first direction which runs in the connection between the conductor tongues (40-43) is. During a thermal cycle, the tabs (40-43) move substantially synchronously in second and third directions and the difference in the relative movement between the tabs (40-43) in the first direction is minimized.
    公开号:DE102004021759A1
    申请号:DE200410021759
    申请日:2004-04-30
    公开日:2004-12-16
    发明作者:Eric Christoper Howell Myers；Lawrence A. Warren Zurek
    申请人:Visteon Global Technologies Inc；
    IPC主号:G01F1-69
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftmengenmesser, indem ein Sensorelement auf Leiterzungen montiert ist. Diese Leiterzungen sindnahe oder innerhalb einer Bohrung lokalisiert, die im Plastikgehäuse desSensors ausgeformt ist.TheThe present invention relates to an air flow meter inwhich has a sensor element mounted on tabs. These are reedslocated near or within a hole in the plastic housing of theSensor is formed.
    [0002] Ineinem typischen Luftmengenmesser ist das Sensorelement zwischenLeiterzungen (Trägerstreifen)befestigt, die innerhalb einer Bohrung oder einer Luftführung angeordnetsind, welche innerhalb des Plastik-Gehäuses des Luftmengenmessersausgeformt ist. Da sich das Plastik des Gehäuses als Antwort auf Veränderungin der Temperatur der Umgebung ausdehnt und zusammenzieht, bewegen sichdie Leiterzungen oft erheblich gegeneinander, wenn sich die umgebendeTemperatur ändert.Diese relative Bewegung setzt die Punkte unter Spannung, an denendie Sensorelemente an den Leiterzungen befestigt oder angeschweißt sind.Im Laufe der Zeit veranlasst diese Spannung, dass die Befestigungs- oderSchweißpunkteermüdenund dass letztendlich dadurch der Luftmengenmesser defekt wird.Die vorliegende Erfindung minimiert den Stress an den Befestigungs-oder Schweißpunktendes Sensor-Elements, der auf Grund der thermischen Expansion undKon struktion des Plastikgehäusesentsteht, indem die Menge des Plastikmaterials, die zwischen denLeiterzungen eingebracht wird, kontrolliert wird, und durch einesorgfältigePlatzierung und Orientierung der Leiterzunge.InIn a typical air flow meter, the sensor element is betweenConductor tongues (carrier strips)attached, which is arranged within a bore or an air ductwhich are inside the plastic housing of the air flow meteris formed. Because the plastic of the case is in response to changeexpands and contracts in the temperature of the environment movethe conductor tongues often differ considerably when the surrounding oneTemperature changes.This relative movement tensions the points at whichthe sensor elements are attached or welded to the conductor tongues.Over time, this tension causes the attachment orweldsfatigueand that the air flow meter will eventually become defective.The present invention minimizes the stress on the fasteningor spot weldsof the sensor element due to the thermal expansion andConstruction of the plastic housingis created by the amount of plastic material that is between theIs introduced, controlled, and by acarefulPlacement and orientation of the tongue.
    [0003] Aufgabeder Erfindung ist es, einen Luftmengenmesser mit einem Kunststoffgehäuse dahingehendweiterzubilden, dass eine thermische Ausdehnung der Leiterzungenrelativ zum Gehäuseund eine thermisch beeinflusste Relativbewegung einzelner Leiterzungengegeneinander nicht zu mechanischen Spannungen führt, jedenfalls diese so begrenztsind, dass der Luftmengenmesser möglichst nicht ausfällt.taskThe invention is an air flow meter with a plastic housingto further develop that thermal expansion of the conductor tonguesrelative to the housingand a thermally influenced relative movement of individual conductor tonguesagainst each other does not lead to mechanical stresses, at least this limitedare that the air flow meter does not fail if possible.
    [0004] DieseAufgabe wird gelöstdurch einen Luftmengenmesser mit den Merkmalen des Anspruchs 1.ThisTask is solvedby an air flow meter with the features of claim 1.
    [0005] DasGerät zursensorischen Erfassung einer Luftmenge weist ein Gehäuse auf,das mindestens teilweise aus Plastik hergestellt ist. Mindestenszwei Leiterzungen sind zumindest teilweise im Plastikmaterial desGehäuseseingebettet und sind so ausgebildet, dass ein Sensorelement an ihnenbefestigt werden kann. Das Sensorelement ist so an jeder der Leiterzungenbefestigt, dass die Achse des Sensorelements in einer ersten Richtung,die in der Verbindung zwischen den Leiterzungen verläuft, orientiert ist.Währendeines thermischen Zyklus' bewegen sichdie Leiterzungen im Wesentlichen synchron in einer zweiten und einerdritten Richtung und ist die Differenz in der relativen Bewegungzwischen den Leiterzungen in der ersten Richtung minimiert.TheDevice forA housing has sensory detection of an air quantity,that is at least partially made of plastic. At leasttwo conductor tongues are at least partially in the plastic material of thehousingembedded and are designed so that a sensor element on themcan be attached. The sensor element is so on each of the conductor tonguesattached that the axis of the sensor element in a first direction,which runs in the connection between the conductor tongues, is oriented.Whileof a thermal cycle movethe conductor tongues are essentially synchronous in a second and onethird direction and is the difference in relative motionminimized between the tabs in the first direction.
    [0006] Ausführungsbeispielesind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Inder Zeichnung zeigen:embodimentsare shown in the drawing and are explained in more detail below. Inthe drawing shows:
    [0007] 1 eine querschnittlicheAnsicht eines Lufteinlasssystems in einem Fahrzeug; 1 a cross-sectional view of an air intake system in a vehicle;
    [0008] 2 eine querschnittlicheAnsicht des Luftmengenmessers mit seinem Plastikgehäuse; 2 a cross-sectional view of the air flow meter with its plastic housing;
    [0009] 3 eine dreidimensionalegrafische Darstellung, in der ein mit einem Heizdraht (mit heißem Draht)aufgebautes Sensorelement zwischen zwei Leiterzungen in einer Bohrungoder Luftführungdes Plastikgehäusesmontiert ist; 3 a three-dimensional graphical representation in which a sensor element constructed with a heating wire (with hot wire) is mounted between two conductor tongues in a bore or air duct of the plastic housing;
    [0010] 4 eine dreidimensionalegrafische Darstellung, in der das mit einem kalten Draht aufgebauteSensorelement zwischen zwei Leiterzungen in einer Bohrung oder Luftführung desPlastik Gehäuses montiertist; und 4 a three-dimensional graphic representation, in which the sensor element constructed with a cold wire is mounted between two conductor tongues in a bore or air duct of the plastic housing; and
    [0011] 5 eine dreidimensionalegrafische Darstellung der die Leiterzungen tragenden Netzwerkstrukturmit mehreren Leiterzungen, die nahe beieinander angeordnet sindund entlang substanziell parallelen Leitungsführungen gebogen sind. 5 a three-dimensional graphical representation of the network structure supporting the tabs with several tabs, which are arranged close to each other and are bent along substantially parallel cable runs.
    [0012] MitBezug auf die Zeichnung stellt 1 ein Lufteinlasssystem 1 einesFahrzeugs dar, das mit einem Luftmengenmesser 10 ausgerüstet ist.Umgebende Luft (a) von außerhalbdes Fahrzeugs wird in ein Luftfiltergehäuse 2 eingesaugt unddurch einen Luftfilter 3, der innerhalb des Luftfiltergehäuses 2 angeordnetist, gefiltert. Der Luftmengenmesser 10, der auf der Seiteder gefilterten Luft (a'') des Luftfilters 3 angeordnetist, nimmt die Messung an der gefilterten Luft (a'') vor, bevor diese (a''')in das Saugrohr des Motors weitergeleitet wird, wobei die Mengein Kilogramm pro Stunde gemessen wird, die durch das Lufteinlasssystem 1 fließt.With reference to the drawing poses 1 an air intake system 1 of a vehicle with an air flow meter 10 is equipped. Ambient air (a) from outside the vehicle is placed in an air filter housing 2 sucked in and through an air filter 3 that is inside the air filter housing 2 is arranged, filtered. The air flow meter 10 on the side of the filtered air (a '') of the air filter 3 is located, the measurement is made on the filtered air (a '') before it is passed (a ''') into the intake manifold of the engine, the amount being measured in kilograms per hour by the air intake system 1 flows.
    [0013] Diebevorzugte Ausführungdes Luftmengenmessers aus 10 ist in größerem Detail in 2 dargestellt. Das Plastikgehäuse 20 desLuftmengenmessers 10 ist aufgebaut mit zwei Luftführungen 30 und 32,durch die die gefilterte Luft (a'') fließt und gemessenwird, mit einer inneren Bohrung 30, die voll eingeschlossenist innerhalb der Luftführung,und einem Luftweg fürdie umgebende Luft 32. Ein Teil der Luft (i) fließt in denDurchgang der voll eingeschlossenen Bohrung 30 und durchsie hindurch und wird auf der Unterseite bei "O" wiederheraus geleitet.The preferred version of the air flow meter 10 is in in greater detail 2 shown. The plastic case 20 of the air flow meter 10 is constructed with two air ducts 30 and 32 through which the filtered air (a '') flows and is measured, with an inner bore 30 which is fully enclosed within the air duct, and an airway for the surrounding air 32 , Part of the air (i) flows into the passage of the fully enclosed hole 30 and through it and will led out at the bottom at "O".
    [0014] In 3 sind zwei Leiterzungen 40, 42 gezeigt,die jeweils in Form eines L ausgeführt sind und die in der volleingeschlossenen Bohrung 30 des Plastikgehäuses 20 eingebettetsind. Mit Bezug auf ein traditionelles kartesisches Koordinatensystemmit drei aufeinander senkrechten Achsen, die wie in 3 gezeigt orientiert sind, haben dieL-förmigen Leiterzungen 40 und 42 jeweilseinen Basisabschnitt 80 und 82, der entlang dery-Achse orientiert ist, und einen Abschnitt 84 und 86 zurMontage des Elements, der entlang der x-Achse orientiert ist. Befestigtan und zwischen den Leiterzungen 40 und 42, die sichan den Basisabschnitten 80 und 82 befinden, ist einSensorelement oder Heißdraht-Element 5C,das mit seiner Hauptachse entlang der y-Achse orientiert ist, senkrechtzu dem Abschnitt 84 und 86 zur Montage des Elements.Das Sensorelement oder Heißdraht-Element 50 istsicher an den Befestigungspunkten 44 und 46 befestigt.In 3 are two conductor tongues 40 . 42 shown, which are each in the form of an L and in the fully enclosed hole 30 of the plastic housing 20 are embedded. With reference to a traditional Cartesian coordinate system with three mutually perpendicular axes, as in 3 have the L-shaped tabs 40 and 42 one base section each 80 and 82 , which is oriented along the y axis, and a section 84 and 86 for mounting the element, which is oriented along the x-axis. Attached to and between the tabs 40 and 42 that are at the base sections 80 and 82 is a sensor element or hot wire element 5C , which is oriented with its main axis along the y axis, perpendicular to the section 84 and 86 to assemble the element. The sensor element or hot wire element 50 is secure at the attachment points 44 and 46 attached.
    [0015] Inder bevorzugten Ausführungist das Material, aus dem die Leiterzungen 40 und 42 bestehen, rostfreierStahl (Edelstahl), und das Sensorelement oder Heißdraht-Element 50 istan den Leiterzungen 40 und 42 durch Schweißen befestigt,obwohl in der vorliegenden Erfindung auch verschiedene andere Materialienfür dieLeiterzungen 40 und 42 verwendet werden können, ebensowie auch andere Methoden zur Befestigung des Sensorelements 50,wie sie in der Industrie gut bekannt sind. Zusätzlich kann die vorliegendeErfindung auch angewandt werden auf Konfigurationen mit mehrerenLeiterzungen oder auch mehrfache Paare oder Sätze von Leiterzungen, obwohldie bevorzugte Ausführunghier zwei Leiterzungen 40 und 42 dar stellt. Dievorliegende Erfindung kann auch angewendet werden für Leiterzungen 40 und 42 miteiner anderen Geometrie, die sich von der L-förmigen Geometrie, wie sie in 3b gezeigt ist, unterscheidet,die aber dafüreingerichtet ist, eine Befestigung eines Sensor-Elements 50 zuermöglichen.In the preferred embodiment, the material from which the tabs are made 40 and 42 consist of stainless steel (stainless steel), and the sensor element or hot wire element 50 is on the conductor tongues 40 and 42 attached by welding, although in the present invention various other materials for the tabs 40 and 42 can be used, as well as other methods for fastening the sensor element 50 as they are well known in the industry. In addition, the present invention can also be applied to configurations with multiple tabs or multiple pairs or sets of tabs, although the preferred embodiment here is two tabs 40 and 42 represents. The present invention can also be applied to tabs 40 and 42 with a different geometry that differs from the L-shaped geometry as in 3b is shown, but which is set up for fastening a sensor element 50 to enable.
    [0016] MitBezug auf 1 ist dasSensorelement oder Heißdraht-Element 50 einWiderstandselement, das es dem Luftmengenmesser 10 erlaubt,die Masse der Luft zu ermitteln, die durch das Lufteinlasssystemdes Fahrzeugs fließt,und zwar auf Basis einer Messung ("i')der gefilterten Luft (a''), die durch die Bohrung 30 fließt. DerWiderstand des Heißdraht-Elements 50 verändert sich,da es Wärmean die Luft im Messkreis ("i") abgibt, die durchdie Bohrung 30 fließt.Diese Veränderungim Widerstand wird mit Hilfe einer Messbrücke 34 erfasst, diein elektrischer Verbindung mit dem Heißdraht-Element 50 steht.Die Messbrücke 34 reagiertauf die Veränderungenim Widerstand, die mittels des Heißdraht-Elements 50 erfasstwerden, indem Strom in das Heißdraht-Element 50 hineingepumpt wird, um die Temperatur des Heißdraht-Elements bei 200 GradCelsius und damit oberhalb der Temperatur der umgebenden Luft (a'') zu halten. Je größer die Masse der Luft ist,die durch das Lufteinlasssystem 1 fließt, desto größer istdie Menge der Wärme,die vom Heißdraht-Element 50 andie Luft (a'') abgegeben wird undals Ergebnis wird desto mehr Strom in das Heißdraht-Element 50 hineingepumpt. Eine Transfer-Funktion im Luftmengenmesser 10 wandeltden Wert des Stroms, der erforderlich ist, um das Heißdraht-Element 50 bei200 Grad Celsius zu halten, in eine Ausgangsspannung um, die vomMotor-Steuerungsmodul 36 aufgenommen wird. Die Veränderung inder Ausgangsspannung durch den Luftmengenmesser 10 wirdvom Motor-Steuerungsmodul 36 interpretiert als die Masseder gefilterten Luft (a''), die durch dasLufteinlass- System 1 des Fahrzeugs fließt.Regarding 1 is the sensor element or hot wire element 50 a resistance element that it the air flow meter 10 allows to determine the mass of air flowing through the vehicle's air intake system, based on a measurement ("i ') of the filtered air (a") passing through the bore 30 flows. The resistance of the hot wire element 50 changes as it gives off heat to the air in the measuring circuit ("i") through the bore 30 flows. This change in resistance is measured using a measuring bridge 34 captured in electrical connection with the hot wire element 50 stands. The measuring bridge 34 responds to changes in resistance caused by the hot wire element 50 be detected by current in the hot wire element 50 is pumped in to keep the temperature of the hot wire element at 200 degrees Celsius and thus above the temperature of the surrounding air (a ''). The greater the mass of air that is created by the air intake system 1 flows, the greater the amount of heat from the hot wire element 50 is released into the air (a '') and as a result the more current is in the hot wire element 50 pumped into it. A transfer function in the air flow meter 10 converts the value of the current required to the hot wire element 50 to keep at 200 degrees Celsius, into an output voltage from the motor control module 36 is recorded. The change in the output voltage by the air flow meter 10 is from the engine control module 36 interpreted as the mass of filtered air (a '') through the air intake system 1 of the vehicle flows.
    [0017] In 3 ist dargestellt, dassdie zwei Leiterzungen 40 und 42 in x-Richtungim Abstand voneinander durch eine Isolations-Schicht aus Plastik 60 der Dimension "A" gehalten werden, die unter dem Basisabschnitteines der Leiterzunge 40 angeordnet ist. Diese Schichtaus Plastik 60 dehnt sich aus und zieht sich zusammen entsprechendihrem thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten,wenn die Temperatur der Luft, die durch die Bohrung 30 hindurch geht,und die Temperatur der Luft in der Umgebung um das Plastikgehäuse 20 sichverändern.Diese Ausdehnung und Kontraktion der Plastikschicht 60 führt zu einer Änderungin der Abmessung "A" und dies wiederumführt zueiner Bewegung der Leiterzunge 40 relativ zur Leiterzunge 42 inRichtung entlang der x-Achse.In 3 is shown that the two conductor tongues 40 and 42 in the x-direction at a distance from each other through an insulation layer made of plastic 60 Dimension "A" are held under the base portion of one of the tabs 40 is arranged. This layer of plastic 60 expands and contracts according to their coefficient of thermal expansion when the temperature of the air passes through the bore 30 goes through, and the temperature of the air around the plastic case 20 change. This expansion and contraction of the plastic layer 60 leads to a change in dimension "A" and this in turn leads to a movement of the conductor tongue 40 relative to the tab 42 in the direction along the x-axis.
    [0018] Während einesthermischen Zyklus bewegt sich der Befestigungspunkt 46 ander zweiten Leiterzunge 42 ebenfalls in die x-Richtungauf Grund der Bewegung im Plastikgehäuse 20, in dem diezweite Leiterzunge 42 teilweise eingebettet ist, und auf Grunddes vergleichsweise höherenthermischen Ausdehnungs-Koeffizienten des rostfreien Stahls, ausdem die zweite Leiterzunge 42 besteht, und zwar in demAbschnitt der zweiten Leiterzunge 42, der der Abmessung "A" unter der ersten Leiterzunge 40 entspricht.Als Ergebnis davon bewegen sich die Befestigungs- oder Schweißpunkte 44 und 46 während der Zyklender thermischen Expansion und Kontraktion relativ zueinander inder Richtung der x-Achse, wobei sie das Sensorelement 50 umeinen Winkel um die y-Achse verdrehen. Wenn das Plastikgehäuse 20 desLuftmengenmessers 10 und die Leiterzungen 40 und 42 nichtso ausgelegt sind, dass die diese relative Bewegung der Leiterzungen 40 und 42 berücksichtigen,könnendie Befestigungspunkte 44 und 46 während zahlreicherZyklen der Expansion und Kontraktion oder durch thermischen Schockverdreht werden. Die Befestigungspunkte 44 und 46 werden dannermüden,was dazu führenkann, dass die Sensorelemente 50, die an diesen befestigtsind, nicht ordnungsgemäß arbeiten,und dass der Luftmengenmesser 10 letztendlich defekt wird.The attachment point moves during a thermal cycle 46 on the second tab 42 also in the x direction due to the movement in the plastic housing 20 in which the second tab 42 is partially embedded, and due to the comparatively higher thermal expansion coefficient of the stainless steel from which the second conductor tongue 42 there is, in the section of the second conductor tongue 42 , the dimension "A" under the first tab 40 equivalent. As a result, the attachment or welding points move 44 and 46 during the cycles of thermal expansion and contraction relative to each other in the direction of the x-axis, being the sensor element 50 rotate by an angle around the y-axis. If the plastic case 20 of the air flow meter 10 and the ladder tongues 40 and 42 are not designed to allow this relative movement of the tabs 40 and 42 can take into account the attachment points 44 and 46 are twisted during numerous cycles of expansion and contraction or by thermal shock. The attachment points 44 and 46 will then tire, which can lead to the sen sorelemente 50 that are attached to these are not working properly and that the air flow meter 10 ultimately becomes defective.
    [0019] DieAuslegung der Leiterzungen, wie sie in 3 dargestellt ist, die bekannt ist alsdas "L" oder "Doppel-L" – schränkt jede signifikante Differenzin der Bewegung der zwei Befestigungs- oder Anschweißpunkte 44 und 46 inder yz-Ebene während einesthermischen Expansions- oder Kontraktions-Zyklus ein. Diese substanziellkonstante relative Bewegung der Leiterzungen 40 und 42 inder yz-Ebene kommt daher, dass jeder der Abschnitte zur Montagedes Elements 84 und 86 der Leiterzungen 40 und 42 mitdenselben Koeffizienten der thermischen Ausdehnung sowohl in dery- als auch z-Richtung wachsen, wobei diese sich beziehen auf denEdelstahl der Leiterzungen 40 und 42 und das Plastikdes Gehäuses 20 aufbeiden Seiten der Leiterzungen 40 und 42. Daherminimiert die Montage des Sensor-Elements 50 zwischen denLeiterzungen 40 und 42 mit seiner Hauptachse orientiertentlang der Y-Achseund senkrecht zu den Abschnitten der Leiterzunge zur Montage desElements 84 und 86 jede direkte Zug oder Druckbelastungdes Sensor-Elements 50 entlang seiner Hauptachse.The design of the reeds, as in 3 , which is known as the "L" or "double L" - limits any significant difference in the movement of the two attachment or weld points 44 and 46 in the yz plane during a thermal expansion or contraction cycle. This substantially constant relative movement of the conductor tongues 40 and 42 in the yz plane comes from the fact that each of the sections assembles the element 84 and 86 the ladder tongues 40 and 42 grow with the same coefficients of thermal expansion in both the y and z directions, referring to the stainless steel of the tabs 40 and 42 and the plastic of the case 20 on both sides of the tabs 40 and 42 , Therefore, the assembly of the sensor element is minimized 50 between the tabs 40 and 42 with its main axis oriented along the Y axis and perpendicular to the sections of the conductor tongue for mounting the element 84 and 86 any direct pull or pressure load on the sensor element 50 along its major axis.
    [0020] Inder x-Achse wird allerdings, und zwar wegen der Einführung derPlastikschicht 60 zwischen den Basisabschnitten 80 und 82 denLeiterzungen 40 und 42 und deren signifikant größeren thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten, dieerste Leiterzunge 40 währendeines thermischen Zyklus sieh mit einer signifikant höheren Rateausdehnen und um eine signifikant größere Distanz in der x-Richtungwachsen, als dies die zweite Leiterzunge 42 tun wird. Diesesignifikante Differenz in ihren Bewegungen verursacht Spannung aufden Befestigungs- oder Schweißpunkten 44 und 46.In the x-axis, however, because of the introduction of the plastic layer 60 between the base sections 80 and 82 the ladder tongues 40 and 42 and their significantly larger coefficients of thermal expansion, the first conductor tongue 40 during a thermal cycle see expanding at a significantly higher rate and growing a significantly greater distance in the x direction than the second tab 42 will do. This significant difference in their movements causes tension on the attachment or welding points 44 and 46 ,
    [0021] DasVorhandensein der Plastikschicht 60 ist nicht vermeidbarwegen der Fließ-Charakteristikdes Plastikmaterials währenddes Prozesses des Plastik-Spritzgusses,der verwendet wird, um das Gehäuse 20 desLuftmengenmessers 10 herzustellen und wegen der Herstellungstoleranzen,die sich auf die Abständeim Abtrennungsprozess (Ausstanzen) beziehen, der verwendet wird,um die unterstützende Netzwerkstruktur 100,wie sie in 5 dargestelltist, mit ihren individuellen Leiterzungen 40, 42 und 41, 43 zuerstellen.The presence of the plastic layer 60 is unavoidable because of the flow characteristics of the plastic material during the process of plastic injection molding that is used to make the case 20 of the air flow meter 10 and because of the manufacturing tolerances that relate to the gaps in the separation process (punching) used to support the network structure 100 as in 5 is shown with their individual conductor tongues 40 . 42 and 41 . 43 to create.
    [0022] Obwohldie Einschränkungendes Spritzguss-Prozesses und des Ausstanz-Prozesses es schwer machen, den Abstandder Abmessung A zwischen den Leiterzungen 40 und 42 zueliminieren, minimiert die vorliegende Erfindung die Effekte, diedaher rühren,dass das Plastik einen signifikant größeren thermischen Ausdehnungs-Koeffizientenbesitzt, indem die Menge des Plastikmaterials minimiert wird, diein der Schicht aus Plastik 60 zwischen den Schenkeln derLeiterzungen 40 und 42 eingesetzt bzw. verwendetwird.Although the limitations of the injection molding and punching process make it difficult to determine the distance of dimension A between the tabs 40 and 42 To eliminate, the present invention minimizes the effects that the plastic has a significantly larger coefficient of thermal expansion by minimizing the amount of plastic material that is in the layer of plastic 60 between the legs of the tabs 40 and 42 used or used.
    [0023] DasAusmaß derBewegung der ersten Leiterzunge 40 in der x-Richtung während einesthermischen Zyklus ist eine Funktion des thermischen Koeffizientenfür dieExpansion oder die Kontraktion des Plastikmaterials, aus der dieSchicht aus Plastik 60 besteht, und es ist deswegen einelineare Funktion, die sich mit der Temperatur ändert. Eine größere AbmessungA für dieSchicht aus Plastik 60 führt zu einer größeren Bewegungder zwei Leiterzungen 40 und 42 gegeneinanderund damit auch der Befestigungs- oder Anschweißpunkte 44 und 46 während einesthermischen Zyklus, sowohl währendder Expansion in einer Periode des Aufheizens als auch der Kontraktionin einer Periode des Abkühlens.In der vorliegenden Erfindung wird die Dimension in der x-Richtung,oder die Dimension A, minimiert, indem die Menge des Plastikmaterialszwischen den Basisabschnitten der Leiterzungen 40 und 42 minimiert wird.The amount of movement of the first ladder tongue 40 in the x-direction during a thermal cycle is a function of the thermal coefficient for the expansion or contraction of the plastic material from which the layer of plastic is made 60 exists, and it is therefore a linear function that changes with temperature. A larger dimension A for the plastic layer 60 leads to a greater movement of the two conductor tongues 40 and 42 against each other and thus also the fastening or welding points 44 and 46 during a thermal cycle, both during expansion in a heating up period and contraction in a cooling down period. In the present invention, the dimension in the x direction, or dimension A, is minimized by the amount of plastic material between the base portions of the tabs 40 and 42 is minimized.
    [0024] Inder bevorzugten Ausführungwird die Schicht aus Plastik 60 der Dimension A innerhalbdes Bereichs von 0,25 bis 3,0 Millimeter gehalten. Dies sind diekleinsten Abmessungen, die fürden Spritzguss-Prozess, der verwendet wird zur Herstellung des Plastikgehäuses 20,praktikabel sind, und den Herstellungs-Toleranzen, die für den Stanz-Prozess erforderlichsind. Infolgedessen sind die Viskosität und andere Fluss-Charakteristikendes Plastikmaterials wichtig bei der Bestimmung der Herstellbarkeit desPlastik-Gehäuses 20.In der bevorzugten Ausführungwird ein Kunststoff vom Typ Duroplast verwendet, um das Plastikgehäuse 20 herzustellen.In the preferred embodiment, the layer is made of plastic 60 dimension A is kept within the range of 0.25 to 3.0 millimeters. These are the smallest dimensions used for the injection molding process that is used to manufacture the plastic case 20 , are practical, and the manufacturing tolerances that are required for the stamping process. As a result, the viscosity and other flow characteristics of the plastic material are important in determining the manufacturability of the plastic housing 20 , In the preferred embodiment, a thermosetting plastic is used to enclose the plastic housing 20 manufacture.
    [0025] Eineweitere besondere Eigenschaft in der Auslegung der Konstruktionentsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Führung derunterstützendenNetzwerkstruktur 100, ein Teil deren die Leiterzungen 40 und 42 sind,die dazu dienen, um die Sensorelemente 50 in die unmittelbareNähe oderinnerhalb der Bohrung 30 zu platzieren. Die Auswahl und dieWegeführungfür dieLeiterzungen 40 und 42, die innerhalb der unterstützendenNetzwerkstruktur 100 verkörpert sind, beeinflusst dieHerstellbarkeit des Plastik-Gehäuses 20 mitHilfe der Spritzguss Technik. Wie in 2 zusehen ist, ist das Sensorelement 50 in der vorliegendenErfindung innerhalb der Bohrung 30 an einem Punkt lokalisiert,wo die umgebende Geometrie einen laminaren Luftfluss über das Sensorelement 50 begünstigt.Um diese Lokalisierung des Sensor-Elements 50 möglich zumachen, treten die Leiterzungen 40 und 42 ausdem Plastik des Gehäuses 20 naheder Oberseite der Bohrung 30 heraus.Another special feature in the design of the construction according to the present invention is the management of the supporting network structure 100 , part of which is the tabs 40 and 42 are that serve to the sensor elements 50 in the immediate vicinity or within the hole 30 to place. The selection and routing for the tabs 40 and 42 that are within the supporting network structure 100 are embodied, influences the manufacturability of the plastic housing 20 with the help of injection molding technology. As in 2 can be seen is the sensor element 50 in the present invention within the bore 30 localized at a point where the surrounding geometry has a laminar flow of air over the sensor element 50 favored. To locate the sensor element 50 make the ladder tongues possible 40 and 42 from the plastic of the housing 20 near the top of the hole 30 out.
    [0026] In 4 ist die Konfigurationfür dieMontage eines zweiten Sensor-Elements, des Kaltdraht-Sensorelements 52,in der Luftführungfür dieumgebende Luft 32 des Gehäuses 20 gezeigt. DasKaltdraht-Sensorelement 52 ist ein Temperatur-Sensor mithoher Genauigkeit und Stabilitätund einer hohen Empfindlichkeit bezogen auf Veränderungen der Temperatur. Essetzt überdie umgebende Luft den Referenzwert der Temperatur für die Messbrücke 34.In 4 is the configuration for assembly a second sensor element, the cold wire sensor element 52 , in the air duct for the surrounding air 32 of the housing 20 shown. The cold wire sensor element 52 is a temperature sensor with high accuracy and stability and a high sensitivity to changes in temperature. It sets the temperature reference value for the measuring bridge via the surrounding air 34 ,
    [0027] Obwohldie Leiterzungen 41 und 43 eine ein wenig verschiedeneVersion derjenigen Doppel- "L" Konstruktion verwenden,die fürdie Montage des Heißdraht-Sensorelements 50 verwendetwird, verwendet das Schema der Montage für das Kaltdraht-Element trotzdemeinige der wichtigen Eigenschaften, die in der Montage-Konfigurationfür das Heißdraht-Sensorelement 50 zufinden sind. Zum Beispiel bewegen sich beide Leiterzungen 41 und 43 substanziellsynchron entlang der Achse in der z-Richtung. Außerdem sind die zwei Leiterzungen 41 und 43 imPlastikgehäuse 20 soeingebettet, dass eine Schicht aus Plastik 62 der Abmessung "B" sich unter den Basisabschnitten 81 und 83 derbeiden Leiterzungen 41 und 43 befindet. Die Differenzin der Bewegung zwischen den zwei Leiterzungen 41 und 43 entlangder Achse in der y-Richtung währendeines thermischen Zyklus der Ausdehnung oder Kontraktion im lokalenBereich der Befestigungs- oder Schweißpunkte 45 und 47 wirddadurch eliminiert, dass eine Schicht aus Plastik 62 mitden gleichen Abmessungen unter den beiden Leiterzungen 41 und 43 verwendetwird.Although the tabs 41 and 43 use a slightly different version of the double "L" construction used to mount the hot wire sensor element 50 The assembly scheme for the cold wire element uses some of the important properties that are used in the assembly configuration for the hot wire sensor element 50 can be found. For example, both conductor tongues move 41 and 43 substantially synchronous along the axis in the z direction. In addition, the two conductor tongues 41 and 43 in a plastic case 20 embedded so that a layer of plastic 62 the dimension "B" under the base sections 81 and 83 of the two conductor tongues 41 and 43 located. The difference in movement between the two tabs 41 and 43 along the axis in the y direction during a thermal cycle of expansion or contraction in the local area of the attachment or welding points 45 and 47 is eliminated by the fact that a layer of plastic 62 with the same dimensions under the two tabs 41 and 43 is used.
    [0028] DiehauptsächlicheAchse des Kaltdraht-Sensorelements 52 ist entlang der z-Achseorientiert. Das Vorhandensein einer signifikanten Menge von Plastikmaterialim Bereich 90 mit der Abmessung "C" entlangder z-Achse würdezu einer Differenz in der Rate der Bewegung zwischen den Leiterzungen 41 und 43 während einesthermischen Zyklus führen.Dies würdebesondere Schwierigkeiten nach sich ziehen. Eine zu große Differenzin der Rate der Bewegung in der z-Richtung würde in dieser Konfigurationeine direkte Einwirkung von Zug- oder Druck-Belastung entlang derhauptsächlichenAchse des Kaltdraht-Sensorelements 52 während eines thermischen Zyklusder Expansion und Kontraktion verursachen. Die daraus folgende wiederholteBelastung würdedazu führen,dass das Sensorelement 52 im Laufe der Zeit ermüdet unddas Kaltdraht-Sensorelement 52 letztendlich defekt wird.Die Menge an Plastikmaterial im Bereich 90 und deswegendie Differenz in der Bewegung zwischen den Leiterzungen 41 und 43 wirdminimal gehalten durch die Verwendung eines Kernzapfens 92 beimSpritzguss-Prozess. Dieser Zapfen 92 minimiert den Flussdes Plastikmaterials in den Bereich 90. Auf diese Weisewird die Konfiguration zur Montage des Kaltdraht-Elements 52 inallen drei Richtungen stabilisiert.The main axis of the cold wire sensor element 52 is oriented along the z axis. The presence of a significant amount of plastic material in the area 90 with the dimension "C" along the z axis would result in a difference in the rate of movement between the reeds 41 and 43 run during a thermal cycle. This would create particular difficulties. Too large a difference in the rate of movement in the z-direction in this configuration would be a direct impact of tensile or compressive stress along the major axis of the cold wire sensor element 52 cause expansion and contraction during a thermal cycle. The consequent repeated loading would lead to the sensor element 52 tired over time and the cold wire sensor element 52 ultimately becomes defective. The amount of plastic material in the area 90 and therefore the difference in movement between the tabs 41 and 43 is kept to a minimum by using a core pin 92 in the injection molding process. This cone 92 minimizes the flow of plastic material into the area 90 , In this way, the configuration for mounting the cold wire element 52 stabilized in all three directions.
    [0029] 5 zeigt die unterstützende Netzwerkstruktur 100,die aus individuellen Leiterzungen (Trägerstreifen) 40 und 42 und 41 und 43 undihrer Leitungs führungdurch das Plastikgehäuse 20 besteht. DieLeiterzungen fürdas Kaltdraht-Element 41 und 43 verlaufen entlangder Oberflächedes Gehäuses 20 inder Ebene yz zu einem Biegungs-Bereich 102, wo sie in derx-Richtung umgelenktwerden und in das Plastikmaterial des Gehäuses 20 hineingeführt werden. 5 shows the supporting network structure 100 made from individual conductor tabs (carrier strips) 40 and 42 and 41 and 43 and their cable routing through the plastic housing 20 consists. The wire tongues for the cold wire element 41 and 43 run along the surface of the housing 20 in the yz plane to a bend area 102 where they are redirected in the x direction and into the plastic material of the housing 20 be introduced.
    [0030] Sowohldie Leiterzungen fürdas Heißdraht-Sensorelement 40 und 42 alsauch die Leiterzungen fürdas Kaltdraht-Sensorelement 41 und 43 haben inder unterstützendenNetzwerkstruktur 100 nur einen geringen Abstand voneinanderund sind substanziell parallel zueinander angeordnet. Im Besonderenverlaufen alle Leiterzungen 40 und 42 und 41 und 43 inderselben yz-Ebeneund sie werden um denselben Betrag in der x-Richtung in den gleichen Biegungs-Bereichen 102 und 104 umgelenkt.Dieses Schema maximiert ihre synchrone Bewegung während derExpansion und Kontraktion, die in jedem thermischen Zyklus im Plastikdes Gehäuses 20 stattfindet.Die korrelierte Leitungsführungund Umlenkung und die daraus resultierende synchrone Bewegung derLeiterzungen 40 und 42 und 41 und 43 während derthermischen Zyklen helfen dabei, jede Bewegung gegeneinander zwischenden Leiterzungen 40 und 42 und 41 und 43 zuminimieren. Solche Bewegung könnteSpannungen auf die Befestigungs- oder Schweißpunkte 44 und 45 und 46 und 47 während einesthermischen Zyklus erzeugen. Die Platzierung der Biegungs-Bereiche 102 und 104 wird sogewählt,dass der Nutzen fürdas Heißdraht-Sensorelement 50 unddas Kaltdraht-Sensorelement 52 darin besteht, dass diesezwei Sensorelemente 50 und 52 sehr nahe beieinanderpositioniert sind.Both the tabs for the hot wire sensor element 40 and 42 as well as the conductor tongues for the cold wire sensor element 41 and 43 have in the supporting network structure 100 only a short distance from each other and are arranged substantially parallel to each other. In particular, all conductor tongues run 40 and 42 and 41 and 43 in the same yz plane and they will be the same amount in the x direction in the same bend areas 102 and 104 diverted. This scheme maximizes their synchronous movement during the expansion and contraction that occurs in each thermal cycle in the plastic of the case 20 takes place. The correlated routing and deflection and the resulting synchronous movement of the conductor tongues 40 and 42 and 41 and 43 During the thermal cycles help each movement against each other between the tabs 40 and 42 and 41 and 43 to minimize. Such movement could put tension on the attachment or welding points 44 and 45 and 46 and 47 generate during a thermal cycle. The placement of the bend areas 102 and 104 is chosen so that the benefit for the hot wire sensor element 50 and the cold wire sensor element 52 is that these two sensor elements 50 and 52 are positioned very close to each other.
    [0031] DieAbmessung, um die die Leiterzungen 40 und 42 und 41 und 43 innerhalbder unterstützenden Netzwerkstruktur 100 voneinanderentfernt sind, ist wiederum bestimmt durch die kleinste Abmessung, diewährenddes Spritzgieß-Prozessespraktikabel ist, dies unter Berücksichtigungder Fluss-Charakteristikdes fürdie Herstellung des Plastik Gehäuses 20 verwendeten Plastikmaterials,und der kleinsten Toleranzen, die während des Stanz- Prozessespraktikabel sind, dies unter Berücksichtigungder fingerförmigenProjektionen der Geometrie der Leiterzungen 40 und 42 und 41 und 43,aus denen die unterstützendeNetzwerkstruktur besteht.The dimension around which the tabs 40 and 42 and 41 and 43 within the supporting network structure 100 are determined by the smallest dimension that is practical during the injection molding process, taking into account the flow characteristics of the plastic housing 20 used plastic material, and the smallest tolerances that are practical during the stamping process, taking into account the finger-shaped projections of the geometry of the conductor tongues 40 and 42 and 41 and 43 that make up the supporting network structure.
    [0032] Dievorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist nichtdazu vorgesehen, um die Erfindung auf ihre bevorzugte Ausführung einzuschränken. Siesoll vielmehr jeden Fachmann in der Technik der Luftmengenmesserin die Lage versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden.Wie jeder Fachmann in der Entwicklung von Luftmengenmessern ausder vorangehenden detaillierten Beschreibung und aus den Zeichnungenund Patentansprüchenerkennen kann, sind Modifikation und Veränderungen der bevorzugten Ausführungender Erfindung möglich,ohne vom Geltungsumfang dieser Erfindung abzugehen, wie er in dennachfolgenden Patentansprüchendefiniert ist.The foregoing description of the preferred embodiment of the invention is not intended to limit the invention to its preferred embodiment. Rather, it is intended to enable any person skilled in the air flow meter art to make and use the invention. Like every specialist in development air flow meters from the foregoing detailed description and from the drawings and claims, modification and changes to the preferred embodiments of the invention are possible without departing from the scope of this invention as defined in the following claims.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1]
    Ein Gerätzur sensorischen Erfassung einer Luftmenge, das aufweist: – ein Gehäuse (20),das mindestens teilweise aus Plastik hergestellt ist; und – mindestenszwei Leiterzungen (40–43),die mindestens teilweise im Plastikmaterial des Gehäuses (20) eingebettetsind, wobei diese Leiterzungen (40–43) dafür eingerichtetsind, dass ein Sensorelement (50, 52) an ihnenbefestigt wird, und das Sensorelement (50, 52)an jeder der Leiterzungen (40–43) so befestigt ist,dass die Achse des Sensorelements (50, 52) ineiner ersten Richtung, die in der Verbindung zwischen den Leiterzungen(40–43)verläuft,orientiert ist; – wobeiwährendeines thermischen Zyklus die Leiterzungen (40–43)sich substanziell synchron in zweiten und dritten Richtungen bewegenund die Differenz in der relativen Bewegung zwischen den Leiterzungen(40–43)in der ersten Richtung minimiert ist.A device for the sensory detection of an air quantity, which comprises: - a housing ( 20 ) that is at least partially made of plastic; and - at least two conductor tongues ( 40-43 ) that are at least partially in the plastic material of the housing ( 20 ) are embedded, these conductor tongues ( 40-43 ) are set up so that a sensor element ( 50 . 52 ) is attached to them, and the sensor element ( 50 . 52 ) on each of the conductor tongues ( 40-43 ) is attached so that the axis of the sensor element ( 50 . 52 ) in a first direction, which is in the connection between the conductor tongues ( 40-43 ) runs, is oriented; - whereby during a thermal cycle the conductor tongues ( 40-43 ) move substantially synchronously in second and third directions and the difference in the relative movement between the conductor tongues ( 40-43 ) is minimized in the first direction.
    [2]
    Das Gerätnach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Plastikdes Gehäuses(20) eine Bohrung (30) definiert.The device according to claim 1, characterized in that the plastic of the housing ( 20 ) a hole ( 30 ) Are defined.
    [3]
    Das Gerätnach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterzungen(40–43)in unmittelbarer Nähezu der Bohrung (30) angeordnet sind.The device according to claim 2, characterized in that the conductor tongues ( 40-43 ) in close proximity to the hole ( 30 ) are arranged.
    [4]
    Das Gerätnach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Leiterzungen(40–43) einenAbschnitt zur Montage eines Sensorelements (50, 52)und einen Basisabschnitt (80–83) aufweist.The device according to claim 1, characterized in that each of the conductor tongues ( 40-43 ) a section for mounting a sensor element ( 50 . 52 ) and a base section ( 80-83 ) having.
    [5]
    Das Gerätnach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht(60) aus dem Plastik-Material unter dem Basisabschnitt(80–83)einer ersten der Leiterzungen (40, 42) angeordnetist.The device according to claim 2, characterized in that a layer ( 60 ) from the plastic material under the base section ( 80-83 ) a first of the conductor tongues ( 40 . 42 ) is arranged.
    [6]
    Das Gerätnach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht(60) aus Plastik-Material minimiert ist auf eine Abmessung,die im Wesentlichen im Bereich von 0,25 bis 3,00 mm liegt.The device according to claim 5, characterized in that the layer ( 60 ) made of plastic material is minimized to a dimension that is essentially in the range of 0.25 to 3.00 mm.
    [7]
    Das Gerätnach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisabschnitt(80–83)der Leiterzunge (40–43)im Wesentlichen rechtwinklig zum Abschnitt (84, 86)für dieMontage des Sensorelements (50, 52) orientiertist.The device according to claim 2, characterized in that the base section ( 80-83 ) the ladder tongue ( 40-43 ) essentially perpendicular to the section ( 84 . 86 ) for mounting the sensor element ( 50 . 52 ) is oriented.
    [8]
    Das Gerätnach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hauptsächlicheAchse des Sensorelements (50, 52) an dem Abschnitt(84, 86) der Leiterzunge (40–43)zur Montage des Sensorelements (50, 52) im Wesentlichenrechtwinklig zu dem Basisabschnitt (81–83) befestigt ist, sodass hiermit die Belastung durch Zug und Druck entlang der hauptsächlichenAchse des Sensorelements (50, 52) minimiert wird.The device according to claim 3, characterized in that the main axis of the sensor element ( 50 . 52 ) on the section ( 84 . 86 ) the ladder tongue ( 40-43 ) for mounting the sensor element ( 50 . 52 ) substantially perpendicular to the base section ( 81-83 ) is attached, so that the load due to tension and pressure along the main axis of the sensor element ( 50 . 52 ) is minimized.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    DE69827559T2|2005-12-08|Housing for a magnetic field sensor
    EP2577237B1|2017-06-28|Luftmassenmesser
    EP2102666B1|2017-05-17|Beschleunigungssensor mit kammelektroden
    EP2775311B1|2020-12-09|Stromsensor
    EP0844459B1|2003-04-16|Passiver magnetischer positionssenor
    DE60031869T2|2007-09-13|CAPACITIVE DRUCKWANDLER
    DE102007024436B4|2014-04-03|A semiconductor device having a detection Hall element for detecting a magnetic field and a magnetic sensor
    DE4430324C1|1996-10-10|Intake manifold
    DE602005002683T2|2008-07-17|Mems current sensor with magnetic-to-mechanical conversion and reference components
    DE10351012B4|2012-07-19|Resin molded housing sensor and method of making the same
    DE102010031380B4|2019-05-02|Cell connector and electrochemical device
    DE102006012929B4|2014-05-22|Flow rate measuring device
    DE10343596B4|2008-03-13|Control for generally circular spray patterns with non-angled openings in a fuel injection metering disk
    DE10311039B4|2020-12-17|Flow meter
    EP2326923B1|2017-12-27|Sensoranordnung zur bestimmung eines parameters eines fluiden mediums
    DE102008064130B4|2012-08-30|Drift tube structure for ion mobility spectrometer
    DE102009008265B4|2011-02-03|Arrangement for measuring at least one component of a magnetic field
    DE102007044204B4|2012-02-09|Sensor of a dynamic size
    DE102007035035B4|2012-10-11|gas sensor
    EP1811311B1|2016-08-31|Vorrichtung zur Strommessung
    DE4219551C2|1996-04-18|Mass flow sensor
    EP2546670A2|2013-01-16|Hallsensor
    DE102005042549B4|2014-01-23|Thermo-flow rate sensor and method for its production
    DE19956361C2|2003-03-06|Rotation angle sensor
    DE102010043445B3|2012-04-19|Capacitor assembly, power electronic device therefor and method of manufacturing the capacitor assembly
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040226356A1|2004-11-18|
    US6874362B2|2005-04-05|
    GB0409162D0|2004-05-26|
    GB2401686B|2005-05-25|
    GB2401686A|2004-11-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-12-16| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2005-05-12| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: VISTEON GLOBAL TECHNOLOGIES, INC., VAN BUREN TOWNS |
    2005-05-12| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: BAUER-VORBERG-KAYSER, 50968 KöLN |
    2007-02-15| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]