DE10058013A1

DE10058013A1 - Gasmeßfühler

Info

Publication number: DE10058013A1
Application number: DE10058013A
Authority: DE
Inventors: Harald Grieser; Andreas Andorfer; Gerhard Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-06-06
Also published as: US20020053233A1; JP2002236105A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasmeßfühler (10) zur Bestimmung mindestens einer physikalischen Größe eines Meßgases, insbesondere zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Abgas eines Verbrennungsmotors oder zur Bestimmung der Temperatur des Abgases. Der Gasmeßfühler (10) weist ein Gehäuse (20) mit einem Gewinde (22) auf, mit dem der Gasmeßfühler (10) in ein Gegengewinde (31) einer Meßöffnung (32) eindrehbar ist. Am Gehäuse (20) ist ein Bereich (40) vorgesehen, an den ein Werkzeug zum Eindrehen des Gasmeßfühlers (10) in das Gegengewinde (31) der Meßöffnung (32) ansetzbar ist. In den Bereich (40) des Gehäuses (20) ist mindestens eine Ringnut (41) eingebracht.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gasmeßfühler nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Ein derartiger Gasmeßfühler ist beispielsweise aus der DE 197 14 203 A1 bekannt. Derartige Gasmeßfühler weisen ein metallisches Gehäuse mit einem meßseitigen und einem anschlußseitigen Ende auf. Das meßseitige Ende des Gasmeßfühlers wird in den Meßgasraum, also beispielsweise in das Abgasrohr eines Verbrennungsmotors, eingebracht. Hierzu weist der Gasmeßfühler zwischen seinem meßseitigen und seinem anschlußseitigen Ende einen Sechskantkörper und ein Gewinde auf, so daß der Gasmeßfühler mit Hilfe eines am Sechskantkörper angreifenden Werkzeugs mit seinem Gewinde in ein Gegengewinde einer an dem Abgasrohr angebrachten Meßgasöffnung eingedreht werden kann. Der in der Meßgasöffnung befestigte Gasmeßfühler kann mit seinem Sechskantkörper direkt auf der Meßgasöffnung aufsitzen.

Weiterhin ist aus der DE 43 18 107 ein Gasmeßfühler bekannt, der mit Hilfe einer Überwurfmutter oder einer Hohlschraube in eine Meßgasöffnung eines Abgasrohres befestigt werden kann. Die Überwurfmutter beziehungsweise die Hohlschraube drückt dabei auf einen als Widerlager dienenden Kragen, der am Gehäuse angebracht ist.

Das Abgas und das Abgasrohr können im Betrieb Temperaturen von über 1000 Grad Celsius aufweisen. Der Sechskantkörper wird hierdurch auf Temperaturen von über 600 Grad erhitzt. Bei derartigen Temperaturen kann es im Bereich des Sechskantkörpers im Inneren des Gasmeßfühlers zu Ausgasungen kommen, wodurch die bestimmungsgemäße Funktion des Gasmeßfühlers beeinträchtigt wird.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Gasmeßfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten unabhängigen Anspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß in den Bereich des Gehäuses, an den ein Werkzeug zum Eindrehen des Gasmeßfühlers in das Gegengewinde der Meßgasöffnung ansetzbar ist, mindestens eine Ringnut eingebracht ist. Durch die Vergrößerung der Oberfläche dieses Bereichs wird der Wärmeübertrag auf die den Gasmeßfühler umgebende Luft verbessert. Dieser Bereich wird damit im Betrieb auch bei hohen Abgastemperaturen weniger stark erhitzt, sodaß die Gefahr einer Ausgasung deutlich vermindert wird. Weiterhin wird durch den verbesserten Wärmeübertrag die Temperatur am anschlußseitigen Ende des Gehäuses verringert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch das Einbringen mindestens einer Ringnut der Bereich, an dem ein Werkzeug ansetzbar ist, eine geringere Masse aufweist. Hierdurch kann der Gasmeßfühler beispielsweise bei Ausheizprozessen in der Fertigung schneller auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden, so daß sich sowohl Energie- als auch Zeitaufwand für diesen Prozeßschritt verringern lassen.

Der erfindungsgemäße Gasmeßfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des zweiten unabhängigen Anspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß durch die durch das Einbringen von mindestens einer Ringnut vergrößerte Oberfläche des Befestigungsmittels ein verbesserter Wärmeübertrag auf die Umgebungsluft möglich ist. Dadurch wird das Befestigungsmittel und damit auch das Gehäuse im Betrieb weniger stark erhitzt. Damit treten dieselben Vorteile auf wie bei dem erfindungsgemäßen Gasmeßfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Hauptanspruchs.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Die einzige Figur zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gasmeßfühlers.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Gasmeßfühler 10 mit einem Gehäuse 20, in dem ein Sensorelement 21 angeordnet ist. Das Gehäuse 20 weist einen meßseitigen Abschnitt 25 und einen anschlußseitigen Abschnitt 26 auf. Das Sensorelement 21 ist im Gehäuse 20 durch eine Dichtpackung 27 festgelegt, die gleichzeitig der Abdichtung des meßseitigen Abschnitts 25 des Gehäuses 20 vom anschlußseitigen Abschnitts 26 des Gehäuses 20 dient. An dem meßseitigen Abschnitt 25 des Gehäuses 20 ist ein doppelwandiges Schutzrohr 28 festgelegt, das Öffnungen 29 aufweist, die den Zutritt des Meßgases zum Sensorelement 21 erlauben.

Der Gasmeßfühler 10 ragt mit dem meßseitigen Abschnitt 25 des Gehäuses 20 und mit dem Schutzrohr 28 in ein Abgasrohr 30 eines Verbrennungsmotors. Zur Befestigung des Gasmeßfühlers 10 am Abgasrohr 30 ist am Gehäuse 20 ein Gewinde 22 vorgesehen, mit dem der Gasmeßfühler 10 in ein Gegengewinde 31 einer Meßöffnung 32 des Abgasrohres 30 eingedreht werden kann. Um das zum Eindrehen erforderliche Drehmoment auszuüben, ist am Gehäuse 20 benachbart zum Gewinde 22 ein Sechskantkörper 40 vorgesehen, an den beispielsweise ein Sechskantschlüssel angreifen kann.

In den Sechskantkörper 40 sind drei Ringnuten 41 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 20 eingebracht. Die Ringnuten und das Gehäuse sind koaxial. Der Innendurchmesser des Gehäuses 20 im Bereich des Sechskantkörpers 40 beträgt ca. 9 mm, der (minimale) Außendurchmesser des Sechskantkörpers 40 beträgt ca. 21 mm. Die Tiefe der Ringnuten 41 beträgt ca. 3 mm und der Abstand der Ringnuten 41 von der Innenfläche des Gehäuses 20 beträgt ebenfalls ca. 3 mm. Somit wird die Stabilität des Gehäuses 20 durch die Ringnuten 41 nicht beeinträchtigt.

Die Breite der Ringnuten 41 beträgt ca. 1 mm. Bei der Wahl der Breite und damit auch der Anzahl der Ringnuten ist zu berücksichtigen, daß bei einer höheren Anzahl von Ringnuten zwar die Oberfläche wächst, daß durch die sich aus einer höheren Anzahl ergebende geringere Breite aber die Luftzirkulation verschlechtert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel konnte mit drei Ringnuten 41 der beste Wärmeübertrag erzielt werden. Gegenüber einem Gasmeßfühler ohne Ringnuten ergab sich eine Verminderung der Temperatur des Sechskantkörpers um 35 Grad Celsius auf ca. 550 Grad Celsius. Bei der Wahl der Breite der Ringnuten ist weiterhin zu berücksichtigen, daß die Breite der Ringnuten höchstens die Hälfte der Breite des an dem Sechskantkörper ansetzende Werkzeugs betragen sollte.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse des Gasmeßfühlers einen ringförmigen Kragen sowie ein Befestigungsmittel, beispielsweise eine Überwurfmutter oder eine Hohlschraube, auf. Zur Befestigung des Gasmeßfühlers wird das Befestigungsmittel über den Gasmeßfühler geschoben und in die Messöffnung des Abgasrohres eingedreht. Dabei dient der Kragen des Gasmeßfühlers als Widerlager für das Befestigungsmittel. In das Befestigungsmittel sind außen Ringnuten eingebracht, durch die der Wärmeübertrag auf die Umgebungsluft verbessert ist. Die Abmessung der Ringnuten in dem Befestigungsmittel ergeben sich nach denselben Kriterien wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die Ringnuten können beispielsweise durch Drehen in den Sechskantkörper 40 oder in das Befestigungsmitte l eingebracht werden.

Claims

1. Gasmeßfühler zur Bestimmung mindestens einer physikalischen Größe eines Meßgases, insbesondere zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Abgas eines Verbrennungsmotors oder zur Bestimmung der Temperatur des Abgases, mit einem Gehäuse, das ein Gewinde aufweist, mit dem der Gasmeßfühler in ein Gegengewinde einer Meßöffnung eindrehbar ist, wobei das Gehäuse einen Bereich aufweist, an den ein Werkzeug zum Eindrehen des Gasmeßfühlers in das Gegengewinde der Meßöffnung ansetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereich (40) des Gehäuses (20) mindestens eine Ringnut (41) eingebracht ist.

2. Gasmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (41) in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Gehäuses (20) angeordnet ist.

3. Gasmeßfühler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (41) und das Gehäuse (20) koaxial sind.

4. Gasmeßfühler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (40) des Gehäuses (20) ein Sechskantkörper ist.

5. Gasmeßfühler zur Bestimmung mindestens einer physikalischen Größe eines Meßgases, insbesondere zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Abgas eines Verbrennungsmotors oder zur Bestimmung der Temperatur des Abgases, mit einem Gehäuse, das einen ringförmigen Kragen aufweist, an dem ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungsmittel angreift, das in ein Gegengewinde einer Meßöffnung eindrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in das Befestigungsmittel mindestens eine Ringnut eingebracht ist.

6. Gasmeßfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel eine Hohlschraube und/oder eine Überwurfmutter ist.

7. Gasmeßfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel einen sechskantförmigen Kopf aufweist.