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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Abgassensor nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Abgassensor aus der
DE 197 34 575 A1 bekannt, mit einem Sensorelement,
das einen Durchgangskanal eines Sensorgehäuses durchragt
und das in dem Durchgangskanal zumindest abschnittsweise von einer
Dichtungsanordnung umgeben ist, die mittels einer Presshülse
in Längsrichtung des Sensorelementes verpresst und von
einer Pressschulter hintergriffen ist. Die Dichtungsanordnung und
die Presshülse werden bei der Montage über das Sensorelement
gestülpt und als Verbund in den Durchgangskanal eingefügt.
Anschließend wird eine Verpresskraft auf die Presshülse
und die Dichtungsanordnung ausgeübt und die Presshülse
in radialer Richtung bezüglich der Längsrichtung
des Sensorelementes gegen das Sensorgehäuse verstemmt,
damit die Vorspannung der Dichtungsanordnung auch nach Einwirken
der Verpresskraft aufrechterhalten bleibt. Die Presshülse
erweitert sich in Längsrichtung des Sensorelementes zum
Sensorgehäuse hin, um diese am Sensorgehäuse zu
verankern. Der Verstemmprozess ist vergleichsweise aufwendig, um eine
zuverlässige Verbindung zwischen der Presshülse
und dem Sensorgehäuse zu erreichen.
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Vorteile der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Abgassensor mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
dass die Herstellung vereinfacht wird und die Herstellkosten verringert werden,
indem die radiale Abmessung der Presshülse in Längsrichtung
des Sensorelementes konstant ist und die Presshülse derart
mit dem Sensorgehäuse einstückig verbunden ist,
dass der Durchgangskanal von der Presshülse fluchtend verlängert
ist. Die erfindungsgemäße Ausführung
ermöglicht es, die radiale Verstemmung aus dem Stand der
Technik durch eine technisch einfachere axiale Umformung der Presshülse
zu ersetzen. Bei der axialen Umformung fährt ein Werkzeug
axial gegen die Presshülse und biegt die Stirnseite zum
Formkörper bin um. Insbesondere ist eine im Stand der Technik
notwendige Nachmessung der radialen Verstemmtiefe nicht erforderlich.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Abgassensors möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn die Presshülse abschnittsweise in
den Durchgangskanal hineinreicht, da auf diese Weise eine Zentrierung
der Presshülse zum Sensorgehäuse erfolgt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung hat der Durchgangskanal eine Aufnahme
für die Presshülse, da auf diese Weise ein fluchtender Übergang von
dem Durchgangskanal in die Presshülse erreicht wird.
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Außerdem
vorteilhaft ist, wenn die Presshülse mit ihrem einen Ende
stirnseitig am Ausgang des Durchgangskanals anliegt, da auf diese
Weise der Einpressvorgang in das Sensorgehäuse entfallen kann.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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1 zeigt
im Schnitt einen erfindungsgemäßen Abgassensor
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
und
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2 einen
erfindungsgemäßen Abgassensor gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
im Schnitt einen erfindungsgemäßen Abgassensor
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Der
Abgassensor dient beispielsweise der Bestimmung der Sauerstoffkonzentration
in einem Abgas einer Brennkraftmaschine. Der Abgassensor kann aber
ausdrücklich auch zur Bestimmung anderer physikalischer
Größen eines beliebigen Gases verwendet werden.
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Der
Abgassensor hat ein Sensorelement 1, das einen Durchgangskanal 2 eines
Sensorgehäuses 3 durchragt und das in dem Durchgangskanal 2 zumindest
abschnittsweise von einer Dichtungsanordnung 4 umgeben
ist. Das Sensorelement 1 hat einen messgasseitigen Abschnitt 1.1 und
einen anschlussseitigen Abschnitt 1.2, wobei der messgasseitige
Abschnitt 1.1 dem Abgas ausgesetzt ist und der anschlussseitige
Abschnitt 1.2 elektrische Anschlusskontakte 5 zur
Ableitung der Messsignale des Sensorelementes 1 aufweist.
Die Dichtungsanordnung 4 ist gemäß dem
Ausführungsbeispiel durch eine Pulverpackung 8 und
durch zwei zwischen der Pulverpackung 8 angeordneten zylinderförmigen Formkörpern 9,10 gebildet.
Der dem Messgas zugewandte, untere Formkörper 9 der
Dichtungsanordnung 4 liegt an einer Schulter 11 des
Durchgangskanals 2 an. Der dem Messgas abgewandte obere Formkörper 10 ist
mittels einer Presshülse 12 zum unteren Formkörper 9 hin
verpresst, so dass die Pulverpackung 8 vorhandene Spalte
sowohl zwischen dem Sensorelement 1 und den Formkörpern 9,10 als auch
zwischen den Formkörpern 9,10 und der
Wandung des Durchgangskanals 2 abdichtet. Zwischen der
Schulter 11 des Durchgangskanals 2 und dem unteren
Formkörper 9 kann ein ringförmiges oder scheibenförmiges
Dichtelement 15 vorgesehen sein.
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Die
Presshülse 12 ist aus Metall, beispielsweise Stahl
hergestellt. Die Presshülse 12 ist beispielsweise
rohrförmig, hülsenförmig, hohlzylinderförmig
oder kappenförmig ausgeführt und hat einen Innendurchmesser 12.1 und
einen Außendurchmesser 12.2.
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Der
obere Formkörper 12 ragt abschnittsweise aus dem
Durchgangskanal 2 heraus, wobei die Presshülse 12 am
Sensorgehäuse 3, beispielsweise am anschlussseitigen
Ausgang des Durchgangskanals 2, befestigt ist, in axialer,
vom Durchgangskanal 2 abgewandter Richtung verläuft
und dabei den oberen Formkörper 12 abschnittsweise
umschließt. An seinem dem Durchgangskanal 2 abgewandten
Ende hintergreift die Presshülse 12 den oberen
Formkörper 12 mit einer Pressschulter 16.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Innendurchmesser 12.1 der Presshülse 12 in
Längsrichtung des Sensorelementes 1 gesehen außerhalb der
Pressschulter 16 konstant ist und dass die Presshülse 12 derart
mit dem Sensorgehäuse 3 einstückig verbunden
ist, dass der Durchgangskanal 2 von der Presshülse 12 fluchtend
verlängert ist. Der Innendurchmesser der Presshülse 12 ist
also außerhalb der Pressschulter 16 gleich dem
Durchmesser des Durchgangskanals 2, wobei der Durchmesser
des oberen Formkörpers 10 etwa dem Durchmesser
des Durchgangskanals 2 entspricht.
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Gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel reicht die Presshülse 12 abschnittsweise
in den Durchgangskanal 2 hinein und ist am anschlussseitigen
Ausgang des Durchgangskanals 2 mit dem Sensorgehäuse 3 verschweisst,
verlötet oder verschrumpft. Um einen fluchtenden Übergang
vom Durchgangskanal 2 in die Presshülse 12 zu
erreichen, hat der Durchgangskanal 2 eine Aufnahme 17 für
den in den Durchgangskanal 2 hineinreichenden Abschnitt
der Presshülse 12. Die Aufnahme 17 ist
dabei als um die Wandstärke der Presshülse 12 vertiefter
Absatz ausgeführt.
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Bei
der Montage des Sensorelementes 1 in dem Sensorgehäuse 3 wird
in einem ersten Schritt an das Sensorgehäuse 3 eine
rohrförmige oder hohlzylinderförmige Presshülse 12 ohne
Pressschulter 16 angeschweißt, angelötet
oder aufgeschrumpft. In einem zweiten Schritt wird die Dichtungsanordnung 4 mit
dem durch die Dichtungsanordnung 4 hindurchragenden Sensorelement 1 in
die Presshülse 12 eingefügt und mit dem
vorauseilenden unteren Formkörper 9 bis an die
Schulter 11 des Durchgangskanals 2 geschoben.
In einem dritten Schritt wird mit einem Presswerkzeug eine Presskraft
unmittelbar auf die Dichtungsanordnung 4 ausgeübt
und die Dichtungsanordnung 4 vorgespannt. Die Länge
der Presshülse 12 ist dabei so ausgelegt, dass
ein Abschnitt der Presshülse 12 über
den oberen Formkörper 10 der Dichtungsanordnung 4 übersteht,
der in einem vierten Schritt umgebogen oder umgebördelt
wird, wodurch die Pressschulter 16 entsteht. Das Presswerkzeug
fährt beispielsweise axial auf die Presshülse 12 und
biegt diese um. Selbstverständlich kann das Presswerkzeug
auch von radial außen kommend auf die Presshülse 12 wirken
und diese umbiegen. Im einem letzten Schritt wird die Dichtungsanordnung 4 von
der Presskraft des Presswerkzeugs entlastet. Die Vorspannung der
Dichtungsanordnung 4 bleibt durch die Pressschulter 16 im
Durchgangskanal 2 aufrechterhalten.
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2 zeigt
im Schnitt einen erfindungsgemäßen Abgassensor
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Bei
dem Abgassensor nach 2 sind die gegenüber
dem Abgassensor nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden
Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel nach 2 unterscheidet
sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 darin,
dass die Presshülse 12 nicht in den Durchgangskanal 2 hineinreicht,
sondern stirnseitig am Ausgang des Durchgangskanals 2 angeschweißt
oder angelötet ist. Die Montage des Sensorelementes 1 in
dem Sensorgehäuse 3 verläuft identisch
wie zuvor für die erste Ausführung beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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