DE102007037549A1

DE102007037549A1 - Gas sensor for determining e.g. temperature of exhaust gas, in internal combustion engine, has flange formed at protective pipe as single piece, where pipe is shrunk on housing with end section of pipe staying behind flange

Info

Publication number: DE102007037549A1
Application number: DE200710037549
Authority: DE
Inventors: Georg Rixecker; Benjamin Hagemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-12

Abstract

The sensor has a housing (11) and a sensor element (12) that is mounted in the housing. The element includes an end section (121) protruding from the housing at a side of a measuring gas at measuring gas-sided end of the housing. A protective pipe (14) covers the end section, and is fixed at the housing end. A flange (21) includes a sealing surface for gas-tightly fixing the sensor in a connector (27) that enables inflow of the gas. The flange is formed at the pipe as a single piece, and the pipe is shrunk on the housing with an end section (143) of the pipe staying behind the flange.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Gassensor zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases, insbesondere der Konzentration mindestens einer Gaskomponente oder der Temperatur im Messgas, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention is based on a gas sensor for determining a physical Property of a sample gas, in particular the concentration at least a gas component or the temperature in the sample gas, according to the generic term of claim 1.

Ein bekannter Gassensor oder Messfühler ( DE 197 39 435 A1 ) weist ein als beidseitig offenes Rohrelement ausgebildetes Gehäuse mit einem Dichtflansch auf, der eine obere nach unten geneigt verlaufende Dichtfläche und eine untere nach oben geneigt verlaufende Dichtfläche besitzt. Zur Ausbildung des Dichtflansches wird das Rohrelement zunächst gestaucht, wobei sich ein gerundeter Wulst am Rohrelement ausbildet. Dieser Wulst wird danach durch Rundkneten derart bearbeitet, dass sich die beiden geneigt verlaufenden Dichtflächen ausbilden. Im Gehäuse ist ein an dem messgasseitigen Ende des Gehäuses vorstehendes Sensorelement mittels einer Dichtpackung aus zwei Keramikformteilen mit dazwischenliegendem Dichtelement gasdicht gehalten. Der aus dem Gehäuse vorstehende gassensitive Endabschnitt des Sensorelements ist von einem Doppelschutzrohr überdeckt, das am Gehäuse festgelegt, z. B. verschweißt ist und Gasdurchtrittsöffnungen für den Messgasein- und -austritt aufweist. Zur Befestigung des Gassensors in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine ist im Abgasrohr eine Öffnung vorgesehen, in die ein zylindrischer Anschlussstutzen mit einer ebenen ringförmigen Stirnfläche und einem Außengewinde eingeschweißt ist. Auf der Stirnfläche des Anschlussstutzens liegt die untere Dichtfläche des Dichtflansches auf. Über das Gehäuse ist eine Überwurfmutter mit einem Innengewinde und einer inneren Ringfläche geführt. Die Überwurfmutter wird auf den Anschlussstutzen geschraubt. Dadurch wird über die Ringfläche der Überwurfmutter der Dichtflansch auf die Stirnfläche des Anschlussstutzens gepresst, die somit einen Dichtsitz für den Dichtflansch bildet. Für einen ausreichenden Dichtsitz muss der Dichtflansch mit seinen schräg verlaufenden Dichtflächen zusammengepresst werden, wozu eine hohes Anzugsmoment in der Gewindeverbindung zwischen Anschlussstutzen und Überwurfmutter erforderlich ist, das leicht zu einer Schädigung der Gewindeverbindung führen kann.A known gas sensor or sensor ( DE 197 39 435 A1 ) has a designed as a two-sided open tubular element housing with a sealing flange having an upper inclined downwardly extending sealing surface and a lower inclined upward extending sealing surface. To form the sealing flange, the pipe element is first compressed, forming a rounded bead on the pipe element. This bead is then processed by rotary swaging so that form the two inclined sealing surfaces. In the housing, a protruding at the measuring gas side end of the housing sensor element is held gas-tight by means of a sealing packing of two ceramic moldings with intermediate sealing element. The projecting from the housing gas-sensitive end portion of the sensor element is covered by a double protective tube, which is fixed to the housing, for. B. is welded and has gas passage openings for the sample gas inlet and outlet. For attachment of the gas sensor in an exhaust pipe of an internal combustion engine, an opening is provided in the exhaust pipe, in which a cylindrical connecting piece is welded with a flat annular end face and an external thread. On the end face of the connecting piece, the lower sealing surface of the sealing flange is located. About the housing a union nut is guided with an internal thread and an inner annular surface. The union nut is screwed onto the connecting piece. As a result, the sealing flange is pressed onto the end face of the connecting piece via the annular surface of the union nut, which thus forms a sealing seat for the sealing flange. For a sufficient sealing seat, the sealing flange must be pressed together with its oblique sealing surfaces, for which a high tightening torque in the threaded connection between connecting piece and union nut is required, which can easily lead to damage to the threaded connection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Gassensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass seine Herstellkosten bei Gewährleitung einer gasdichten Verbindung zwischen Schutzrohr und Sensorgehäuse und seiner gasdichten Verbauung im Messgas-Anschlussstutzen deutlich gesenkt werden. Der Dichtflansch mit Dichtfläche lässt sich beim Tiefziehen des Schutzrohrs in einfacher Weise ausformen, und durch Aufschrumpfen des Schutzrohrs auf das Gehäuseende lässt sich ein dauerhafter, mechanisch fester und gasdichter Sitz des Schutzrohrs auf dem Sensorgehäuse realisieren. Die rein mechanische Fügeverbindung zwischen Schutzrohr und Sensorgehäuse vermeidet Materialschädigung durch Gefügeveränderungen und die Verschlechterung der Korrosionseigenschaften durch Legierungsbildung. Hohe Investitionskosten, wie sie für das bekannte Anschweißen des Schutzrohrs an das metallische Sensorgehäuse aufgewendet werden müssen, sind für das Aufschrumpfen nicht erforderlich. Die Verlagerung des Dichtflansches weg vom Sensorgehäuse in das Schutzrohr ermöglicht den Einsatz sowohl eines metallischen Sensorgehäuses, das kostengünstig und materialsparend als Umformteil hergestellt werden kann, als auch eines keramischen Sensorgehäuses, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt und damit zur Absenkung der Temperaturbelastung des Kabelabgangs im hinteren Teil des Sensorgehäuses beiträgt. Zur gasdichten Verbauung des Gassensors sind geringere Anzugsmomente am Messgas-Anschlussstutzen als bei dem eingangs beschriebenen, bekannten Gassensor erforderlich, so dass eine Gewindeverbindung zwischen Anschlussstutzen und Sensorgehäuse deutlich weniger beansprucht wird.Of the Gas sensor according to the invention with the features of Claim 1 has the advantage that its manufacturing costs in warranty a gas-tight connection between protective tube and sensor housing and its gas-tight construction in the sample gas connection be lowered. The sealing flange with sealing surface leaves forming in a simple manner during thermoforming of the protective tube, and by shrinking the protective tube onto the housing end can be a durable, mechanically strong and gas-tight Fit the protective tube on the sensor housing. The purely mechanical joint connection between protective tube and sensor housing avoids material damage due to structural changes and deterioration the corrosion properties by alloying. High investment costs, as for the known welding of the protective tube must be applied to the metallic sensor housing, are not required for shrinking. Relocation of the sealing flange away from the sensor housing into the protective tube allows the use of both a metallic sensor housing, the cost-effective and material-saving can be produced as a formed part can, as well as a ceramic sensor housing, the one has low thermal conductivity and thus for lowering the temperature load of the cable outlet in the rear Part of the sensor housing contributes. For gas-tight The build-up of the gas sensor has lower tightening torques on the sample gas connection nozzle as required in the known gas sensor described above, so that a threaded connection between connecting piece and sensor housing clearly less stressed.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Gassensors möglich.By the measures listed in the further claims are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified gas sensor possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schurzrohrendabschnitt zusätzlich auf dem Gehäuse verrastet, wozu im Schutzrohr-Endabschnitt und am Gehäuse ineinandergreifende Sicken ausgeprägt sind. Der kombinierte Aufschrumpf- und Verrastungs- bzw. Clipprozess erlaubt die Aufbringung größerer Schließkräfte als dies bei reiner Aufschrumpfung möglich wäre und eine Verringerung der auftretenden Hertzschen Pressung gegenüber einer reineren Clipverbindung. Hohe Schließkräfte gestatten es, trotz etwas unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten der Materialien von Schutzrohr und Sensorgehäuse stabile Fügeverbindungen in einem weiten Temperaturbereich zwischen niedrigen Ümgebungstemperaturen im Ruhezustand und hohen Betriebstemperaturen zu gewährleisten. Niedrige Hertzsche Pressungen ermöglichen Fügeverbindungen zwischen Schutzrohren aus Metall und Sensorgehäusen aus Keramiken, da letztere einen wesentlich niedrigeren Kerbwiderstand als Metalle besitzen.According to one preferred embodiment of the invention is the Schurzrohrendabschnitt additionally locked on the housing, including in the Protective tube end portion and interlocking with the housing Beading are pronounced. The combined shrinking and Locking or clip process allows the application of larger Closing forces than this with pure shrinkage would be possible and a reduction of occurring Hertzian pressure compared to a cleaner clip connection. High closing forces allow it, despite somewhat different coefficient of thermal expansion of the materials of protective tube and sensor housing stable joints in a wide temperature range between low ambient temperatures in the To ensure hibernation and high operating temperatures. Low Hertzian pressure enables joint connections between protective tubes made of metal and sensor housings Ceramics, since the latter has a much lower notch resistance as metals.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a in the drawing illustrated embodiments in the following description. Show it:

1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Gassensors sowie eines Anschlussstutzens und einer Hohlschraube zur Festlegung des Gassensors im Anschlussstutzen, 2 ausschnittweise eine perspektivische Ansicht des Gassensors in 1. 1 a section of a longitudinal section of a gas sensor and a connecting piece and a hollow screw for fixing the gas sensor in the connection piece, 2 a perspective view of the gas sensor in detail 1 ,

Der in 1 im Längsschnitt ausschnittweise dargestellte Gassensor zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases dient beispielsweise zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine. Mit einer anderen konzeptionellen Ausbildung des Sensorelements kann der Gassensor auch zur Bestimmung der Konzentration von Stickoxiden im Abgas oder zur Messung der Temperatur des Abgases verwendet werden.The in 1 In longitudinal section, a detail of a gas sensor for determining a physical property of a measuring gas is used for example for determining the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine. With another conceptual design of the sensor element, the gas sensor can also be used for determining the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas or for measuring the temperature of the exhaust gas.

Der Gassensor weist ein Sensorgehäuse 11 auf, in dem ein Sensorelement 12 gasdicht aufgenommen ist, das mit einem gassensitiven, messgasseitigen Endabschnitt 121 aus dem Sensorgehäuse 11 an dessen messgasseitigem Ende vorsteht. Innerhalb des Sensorgehäuses 11 ist das Sensorelement 12 in einer Dichtungspackung 13 eingezwängt, die beispielsweise aus zwei Keramikkörpern mit dazwischenliegendem Dichtungselement besteht und in 1 nur schematisch angedeutet ist. Alternativ kann diese Dichtungspackung 13 durch eine Glaseinschmelzung realisiert werden. Das Sensorgehäuse 11 ist ein Metallrohr, vorzugsweise ein Edelstahlrohr, das auf seinem in 1 nicht zu sehenden, hinteren Endabschnitt vercrimpt ist und hier ein Anschlusskabel für das Sensorelement 12 festlegt.The gas sensor has a sensor housing 11 in which a sensor element 12 is received gas-tight, with a gas-sensitive, measuring gas side end portion 121 from the sensor housing 11 protrudes at the messgasseitigem end. Inside the sensor housing 11 is the sensor element 12 in a packing 13 forced, which consists for example of two ceramic bodies with intermediate sealing element and in 1 only schematically indicated. Alternatively, this seal pack 13 be realized by a Glaseinschmelzung. The sensor housing 11 is a metal tube, preferably a stainless steel tube, which is placed on his in 1 not visible, the rear end portion is crimped and here a connecting cable for the sensor element 12 sets.

Der aus dem Sensorgehäuse 11 vorstehende, messgasseitige Endabschnitt 121 ist von einem Doppelschutzrohr überdeckt, das aus einem äußeren Schutzrohr 14 und einem dazu konzentrischen, zwischen messgasseitigem Endabschnitt 121 und äußerem Schutzrohr 14 angeordneten, inneren Schutzrohr 15 zusammengesetzt ist. Die beiden Schutzrohre 14, 15 sind als topfförmige Tiefziehteile mit Topfboden 141 bzw. 151 und Topfmantel 142 bzw. 152 hergestellt. Im Topfboden 141 des äußeren Schutzrohrs 14 ist zentral eine konisch sich verjüngende Vertiefung 16 ausgeprägt, in deren Grund eine zentrale Öffnung 17 für den Gasdurchtritt ausgebildet ist. Zusätzlich ist im Topfboden 141 ein zur Vertiefung 16 konzentrischer Kranz von mehreren Gasdurchtrittslöchern 18 angeordnet. Im inneren Schutzrohr 15 sind sowohl in dessen Topfboden 151 Gasdurchtrittslöcher 19 als auch in dessen Topfmantel 152 Gasdurchtrittslöcher 20 vorhanden. Nahe dem vom Topfboden 141 abgekehrten Ende des äußeren Schutzrohrs 14 ist an diesem ein Dichtflansch 21 mit einem zylindrischen Flanschabschnitt und einem sich daran anschließenden konusförmigen Flanschabschnitt angeformt, der sich in Richtung zum Topfboden 141 hin verjüngt. Der Mantel des konusförmigen Flanschabschnitts bildet eine Dichtfläche 211 am Dichtflansch 21. Hinter dem zylindrischen Flanschabschnitt verbleibt noch ein Schutzrohr-Endabschnitt 143 des äußeren Schutzrohrs 14, in das der zylindrische Flanschabschnitt über eine radiale Stirnfläche übergeht, die wiederum eine Aufspannfläche 212 für ein Montageglied am Dichtflansch 21 bildet. Der Schutzrohr-Endabschnitt 143 des äußeren Schutzrohrs 14 dient zum Aufschieben und Festlegen des Doppelschutzrohrs auf dem messgasseitigen Ende des Sensorgehäuses 11.The out of the sensor housing 11 projecting, measured gas side end portion 121 is covered by a double protective tube, which consists of an outer protective tube 14 and a concentric, between Meßgasseitigem end portion 121 and outer protection tube 14 arranged, inner protective tube 15 is composed. The two protective tubes 14 . 15 are as cup-shaped deep-drawn parts with pot bottom 141 respectively. 151 and pot coat 142 respectively. 152 produced. In the bottom of the pot 141 of the outer protective tube 14 is centrally a conically tapered depression 16 pronounced, in the bottom of which a central opening 17 is designed for the passage of gas. Additionally is in the pot bottom 141 one to the deepening 16 Concentric wreath of several gas passage holes 18 arranged. In the inner protective tube 15 are both in the bottom of the pot 151 Vent holes 19 as well as in his pot coat 152 Vent holes 20 available. Near the bottom of the pot 141 turned off end of the outer protective tube 14 is at this a sealing flange 21 formed with a cylindrical flange portion and an adjoining cone-shaped flange portion, which extends in the direction of the bottom of the pot 141 rejuvenated. The jacket of the conical flange portion forms a sealing surface 211 at the sealing flange 21 , Behind the cylindrical flange portion still remains a protective tube end portion 143 of the outer protective tube 14 in which the cylindrical flange portion merges via a radial end face, which in turn has a clamping surface 212 for a mounting member on the sealing flange 21 forms. The protective tube end section 143 of the outer protective tube 14 serves for sliding and fixing the double protection tube on the measuring gas side end of the sensor housing 11 ,

Das koaxial in das äußere Schutzrohr 14 eingesetzte, innere Schutzrohr 15 ist durch Tiefziehen so ausgeführt, dass es mit einem oberen, kürzeren Abschnitt 152a des Topfmantels 152 formschlüssig an dem Topfmantel 142 des äußeren Schutzrohrs 14 anliegt und mit einem unteren, längeren Mantelabschnitt 152b zusammen mit dem Topfmantel 142 des äußeren Schutzrohrs 14 einen Ringraum 22 einschließt. Auf diese Weise durchströmt das über die Gasdurchtrittslöcher 18 in das Doppelschutzrohr eintretende Messgas den Ringraum 22 und gelangt über die Gasdurchtrittslöcher 20 im Topfmantel 152 des inneren Schutzrohr 15 an den messgasseitigen Endabschnitt 121 des Sensorelements 12, um von hier über die Gasdurchtrittslöcher 19 im Topfboden 151 und die zentrale Öffnung 17 in der Vertiefung 16 des Topfbodens 141 des äußeren Schutzrohrs 14 wieder auszutreten. Nach Einschieben des inneren Schutzrohrs 15 wird der hintere, zunächst noch zylindrische Endabschnitt 153 des inneren Schutzrohrs 15 durch Umformen in die Ausstülpung des Dichtflansches 21 am äußeren Schutzrohr 14 hinein erweitert. Dadurch wird der Dichtflansch 21 des äußeren Schutzrohrs 14 zusätzlich verstärkt. Der Umformvorgang wird so ausgeführt, dass das Ende des inneren Schutzrohrs 15 als ringförmige Stirnfläche innen an die von der Dichtfläche 211 abgekehrte, ringförmige Aufspannfläche 212 des Dichtflansches 21 angepresst wird. In den Schurzrohr-Endabschnitt 143 sind noch Sicken 23 eingeprägt, die mit im Sensorgehäuse 11 eingeprägten Sicken 24 korrespondieren und eine Verrastung oder Clipverbindung zwischen dem Doppelschutzrohr und dem Sensorgehäuse 11 herstellen.The coaxial in the outer protective tube 14 inserted, inner protective tube 15 is made by deep drawing so that it has an upper, shorter section 152a of the pot jacket 152 positive fit on the pot jacket 142 of the outer protective tube 14 is applied and with a lower, longer shell section 152b together with the pot coat 142 of the outer protective tube 14 an annulus 22 includes. In this way flows through the gas through holes 18 in the double protection tube entering sample gas the annulus 22 and passes over the gas passage holes 20 in the cup coat 152 of the inner protective tube 15 to the measuring gas side end portion 121 of the sensor element 12 to get from here through the gas passage holes 19 in the bottom of the pot 151 and the central opening 17 in the depression 16 of the pot bottom 141 of the outer protective tube 14 resign. After inserting the inner protective tube 15 becomes the rear, initially cylindrical end section 153 of the inner protective tube 15 by forming into the protuberance of the sealing flange 21 on the outer protective tube 14 extended into it. This will be the sealing flange 21 of the outer protective tube 14 additionally reinforced. The forming process is carried out so that the end of the inner protective tube 15 as an annular end face on the inside of the sealing surface 211 remote, annular clamping surface 212 of the sealing flange 21 is pressed. In the skirting tube end section 143 are still beads 23 embossed, which in the sensor housing 11 embossed beads 24 correspond and a catch or clip connection between the double protection tube and the sensor housing 11 produce.

Das in der vorstehend beschriebenen Weise aus äußerem und innerem Schutzrohr 14, 15 zusammengesetzte Doppelschutzrohr wird erwärmt, z. B. auf eine Temperatur von 250°C, wodurch sich der lichte Durchmesser des Schutzrohr-Endabschnitts 143 des äußeren Schutzrohrs 14 nach Maßgabe des Wärmeausdehnungskoeffizienten des verwendeten Materials vergrößert. In diesem Zustand besteht eine Differenz zwischen dem größeren Innendurchmesser des äußeren Schutzrohrs 14 und dem kleineren Außendurchmesser des Sensorgehäuses 11. Die Tiefe der Sicken 23 übersteigt diese Differenz um einen geeigneten Betrag. Das erwärmte Doppelschutzrohr wird mit dem Schutzrohr-Endabschnitt 143 auf das messgasseitige Ende des Sensorgehäuses 11 aufgeschoben, wobei das Stirnende des Sensorgehäuses 11 als Tiefenanschlag dient und sich an der Innenseite des inneren Schutzrohrs 15 abstützt. In dem Maße, wie sich die Temperatur von Doppelschutzrohr und Sensorgehäuse 11 einander angleichen, schließt sich der Spalt zwischen den Schutzrohr-Endabschnitt 143 und dem Sensorgehäuse 11, und das äußere Schutzrohr 14 schrumpft auf das Sensorgehäuse 11 auf, wobei gleichzeitig die Sicken 23 im äußeren Schutzrohr 14 in die Sicken 24 im Sensorgehäuse 11 einrasten und die Clipverbindung herstellen. Die Sicken 23, 24 können dabei einzeln über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet oder als über den Umfang verlaufende Ringe ausgeführt sein. Die im Betrieb des Gassensors auftretenden Temperaturdifferenzen zwischen dem Doppelschutzrohr und dem Sensorgehäuse 11 erreichen aufgrund des guten Wärmeübergangs zu keiner Zeit die bei der Montage verwendete Temperaturdifferenz, so dass die durch Schrumpfung hergestellte Verbindung dauerhaft ist.The outer and inner protective tube as described above 14 . 15 composite double protection tube is heated, z. B. to a temperature of 250 ° C, whereby the clear diameter of the protective tube end portion 143 of the outer protective tube 14 increased in accordance with the coefficient of thermal expansion of the material used. In this condition, there is a difference between the larger inner diameter of the outer protective tube 14 and the smaller outside end diameter of the sensor housing 11 , The depth of the beads 23 exceeds this difference by an appropriate amount. The heated double protection tube is connected to the protective tube end section 143 on the measuring gas side end of the sensor housing 11 deferred, with the front end of the sensor housing 11 serves as a depth stop and on the inside of the inner protective tube 15 supported. To the extent that the temperature of double protection tube and sensor housing 11 align with each other, closes the gap between the protective tube end portion 143 and the sensor housing 11 , and the outer protective tube 14 shrinks to the sensor housing 11 on, at the same time the beads 23 in the outer protective tube 14 in the beads 24 in the sensor housing 11 engage and make the clip connection. The beads 23 . 24 can be distributed uniformly distributed over the circumference or individually designed as extending over the circumference rings. The temperature differences between the double protection tube and the sensor housing occurring during operation of the gas sensor 11 Because of the good heat transfer at no time reach the temperature difference used during assembly, so that the compound produced by shrinkage is permanent.

Wie in 1 dargestellt ist, wird der Gassensor in den Messgasstrang, im Falle einer Lambdasonde in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, eingesetzt. Hierzu ist in die Rohrwandung 251 eines in 1 ausschnittweise angedeuteten Abgasrohrs 25 ein Einführloch 26 für das Doppelschutzrohr des Gassensors eingebracht, das von einem hohlzylindrischen Anschlussstutzen 27 umschlossen ist. Der Anschlussstutzen 27 ist auf der Rohrwandung 251 befestigt, z. B. verschweißt. Im Anschlussstutzen 27 ist ein Dichtsitz 271 zur Aufnahme der Dichtfläche 211 am Dichtflansch 21 sowie ein Innengewinde 28 ausgebildet. Über das Sensorgehäuse 11 ist das als Hohlschraube 29 ausgebildete Dichtungsglied geschoben, das sich mit einer ringförmigen Stirnfläche 291 auf die Aufspannfläche 212 des Dichtflansches 21 auflegt. Die Hohlschraube 29 trägt ein Außengewinde 30 zum Einschrauben in das Innengewinde 28 im Anschlussstutzen 27.As in 1 is shown, the gas sensor is used in the sample gas line, in the case of a lambda probe in the exhaust system of an internal combustion engine. For this purpose is in the pipe wall 251 one in 1 partially indicated exhaust pipe 25 an insertion hole 26 introduced for the double protection tube of the gas sensor, that of a hollow cylindrical connecting piece 27 is enclosed. The connecting piece 27 is on the pipe wall 251 attached, z. B. welded. In the connecting piece 27 is a sealing seat 271 for receiving the sealing surface 211 at the sealing flange 21 as well as an internal thread 28 educated. About the sensor housing 11 is that as a hollow screw 29 trained sealing member pushed, located with an annular end face 291 on the clamping surface 212 of the sealing flange 21 hangs up. The banjo bolt 29 carries an external thread 30 for screwing into the internal thread 28 in the connection piece 27 ,

Zum Einbau des Gassensors in den Mess- oder Abgasstrang wird der Gassensor in den Anschlussstutzen 27 eingesetzt, wobei das Doppelschutzrohr durch das Einführloch 26 in das Abgasrohr 25 so weit hineingeschoben wird, bis die Dichtfläche 211 am Dichtflansch 21 auf dem Dichtsitz 271 im Anschlussstutzen 27 aufliegt. Dann wird die Hohlschraube 29 mit ihren Außengewinde 30 in dem Innengewinde 28 des Anschlussstutzens 27 verschraubt. Am Ende des Einschraubvorgangs presst sich die Stirnfläche 291 der Hohlschraube 29 auf die Aufspannfläche 212 des Dichtflansches 21 auf und presst die Dichtfläche 211 auf den Dichtsitz 271 auf. Damit ist eine gasdichte Verbindung zwischen dem Gassensor und dem Anschlussstutzen 27 hergestellt.For installation of the gas sensor in the measuring or exhaust gas line of the gas sensor is in the connection piece 27 used, with the double protective tube through the insertion hole 26 in the exhaust pipe 25 pushed in until the sealing surface 211 at the sealing flange 21 on the seal seat 271 in the connection piece 27 rests. Then the hollow screw 29 with their external thread 30 in the internal thread 28 of the connecting piece 27 screwed. At the end of the screwing operation, the end face presses 291 the hollow screw 29 on the clamping surface 212 of the sealing flange 21 on and presses the sealing surface 211 on the seal seat 271 on. This is a gas-tight connection between the gas sensor and the connecting piece 27 produced.

Anstelle eines rohrförmigen, metallischen Sensorgehäuses kann der Gassensor auch ein zylinderförmiges Keramikgehäuse aufweisen, in den das Sensorelement 12 mit Ausnahme des messgasseitigen Endabschnitts 121 eingesintert ist. Das Doppelschutzrohr ist dann mit dem Endabschnitt 143 des äußeren Schutzrohrs 14 direkt auf das Keramikgehäuse aufgeschrumpft.Instead of a tubular, metallic sensor housing, the gas sensor can also have a cylindrical ceramic housing into which the sensor element 12 with the exception of the measuring gas side end section 121 sintered. The double protection tube is then connected to the end section 143 of the outer protective tube 14 Shrunk directly onto the ceramic housing.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19739435 A1 [0002]

Claims

Gas sensor for determining a physical property of a measurement gas, in particular the concentration of at least one gas component or the temperature in the measurement gas, with a sensor housing ( 11 ), with one in the sensor housing ( 11 ) received sensor element ( 12 ), one at the measuring gas side end of the sensor housing ( 11 ) from this projecting, measured gas side end portion ( 121 ), with at least one the measuring gas side end portion ( 121 ) covering protective tube ( 14 ) at the measuring gas end of the sensor housing ( 11 ) and with a sealing surface ( 211 ) having sealing flange ( 21 ) for gas-tight setting of the gas sensor in an access to the sample gas producing connecting piece ( 27 ), characterized in that the sealing flange ( 21 ) on the protective tube ( 14 ) integrally formed and the protective tube ( 14 ) with one behind the sealing flange ( 21 ) remaining protective tube end portion ( 143 ) on the sensor housing ( 11 ) has shrunk.

Gas sensor according to claim 1, characterized in that the protective tube end portion ( 143 ) additionally on the sensor housing ( 11 ) is locked.

Gas sensor according to claim 2, characterized in that at the protective tube end portion ( 143 ) and on the sensor housing ( 11 ) interlocking beads ( 23 . 24 ) are pronounced.

Gas sensor according to claim 3, characterized in that several, mutually communicating beads ( 23 . 24 ) at the circumference of protective tube end portion ( 143 ) and sensor housing ( 11 ) are arranged angularly offset.

Gas sensor according to claim 3, characterized in that in each case a circumferential bead on the protective tube end portion ( 143 ) and sensor housing ( 11 ) are pronounced.

Gas sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing flange ( 21 ) has a cylindrical flange portion and an adjoining, conical flange portion, which extends in the direction of the housing-distal end of the protective tube ( 14 ), and in that the jacket of the conical flange section seals the sealing surface ( 211 ) of the sealing flange ( 21 ).

Gas sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the outer protective tube ( 14 ) an inner protective tube ( 15 ) is used coaxially with a longer pipe area ( 152b ) together with the outer protective tube ( 14 ) an annulus ( 22 ) and with a subsequent shorter tube area ( 153 ) on the outer protective tube ( 14 ) and with a pipe end section ( 153 ) to the inner wall of the sealing flange ( 21 ) is pressed.

Gas sensor according to claim 7, characterized in that the system of the pipe end section ( 153 ) of the inner protective tube ( 15 ) on the outer protective tube ( 14 ) within the sealing flange ( 21 ) by forming the Rohrendabschnitts ( 153 ) after inserting the inner protective tube ( 15 ) in the outer protective tube ( 14 ) is made.

Gas sensor according to claim 7 or 8, characterized in that the outer and inner protective tube ( 14 . 15 ) Pot shape with pot bottom ( 141 . 151 ) and that the outer protective tube ( 14 ) in the bottom of the pot ( 141 ) and the inner protective tube in pot bottom ( 151 ) and in a pot jacket ( 152 ) Gas passage holes ( 18 . 19 . 20 ) for the passage of the sample gas.

Gas sensor according to claim 9, characterized in that in the pot bottom ( 141 ) of the outer protective tube ( 14 ) a conically tapered recess ( 16 ) and basically the deepening ( 16 ) a central opening ( 17 ) is trained.

Gas sensor according to one of claims 7 to 10, characterized in that the measuring gas-side front end of the tubular sensor housing ( 11 ) on the inner protective tube ( 15 ) is supported.

Gas sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sensor housing ( 11 ) is a metallic tube.

Gas sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sensor housing ( 11 ) is formed by a cylindrical ceramic body.