DE102014214503A1 - Sensor device for detecting at least one property of a fluid medium and method for its provision - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (110) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums, insbesondere eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, sowie ein Verfahren zu Ihrer Bereitstellung. Die Sensorvorrichtung (110) umfasst mindestens ein Schutzgehäuse (122) zur Aufnahme mindestens eines Sensorelements (112), wobei die Sensorvorrichtung (110) durch mindestens eine Dichtungsanordnung in dem Schutzgehäuse (122) abgedichtet ist, wobei die Dichtungsanordnung ein erstes Dichtelement (118) aufweist, wobei das erste Dichtelement (118) Steatit umfasst. Erfindungsgemäß weist die Dichtungsanordnung weiterhin ein zweites Dichtelement (114) auf, wobei das zweite Dichtelement (114) bei einer Temperatur, welche ein Heizelement zur Beheizung des Sensorelements (112) bereitstellt, abdichtbar ist.The invention relates to a sensor device (110) for detecting at least one property of a fluid medium, in particular an exhaust gas of an internal combustion engine, and a method for its provision. The sensor device (110) comprises at least one protective housing (122) for receiving at least one sensor element (112), the sensor device (110) being sealed by at least one sealing arrangement in the protective housing (122), the sealing arrangement having a first sealing element (118) wherein the first sealing element (118) comprises steatite. According to the invention, the sealing arrangement furthermore has a second sealing element (114), wherein the second sealing element (114) can be sealed at a temperature which provides a heating element for heating the sensor element (112).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums, insbesondere eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, und ein Verfahren zur Bereitstellung einer derartigen Sensorvorrichtung. The present invention relates to a sensor device for detecting at least one property of a fluid medium, in particular an exhaust gas of an internal combustion engine, and a method for providing such a sensor device.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind Sensorvorrichtungen zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums, insbesondere mindestens eines Anteils einer Gaskomponente eines Gases in einem Messgasraum, bekannt. Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden, ohne Beschränkung weiterer möglicher Ausgestaltungen, im Wesentlichen unter Bezugnahme auf Vorrichtungen beschrieben, welche zur quantitativen und/oder zur qualitativen Erfassung mindestens einer Gaskomponente in dem Messgasraum dienen. Beispielsweise kann es sich bei dem Gas um ein Abgas einer Verbrennungskraftmaschine handeln, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, und bei dem Messgasraum beispielsweise um einen Abgastrakt. Sensor devices for detecting at least one property of a fluid medium, in particular at least one portion of a gas component of a gas in a measurement gas space, are known from the prior art. The present invention will be described below, without limitation of other possible embodiments, essentially with reference to devices which serve for the quantitative and / or qualitative detection of at least one gas component in the sample gas space. For example, the gas may be an exhaust gas of an internal combustion engine, in particular in the motor vehicle sector, and in the sample gas chamber, for example, an exhaust gas tract.
Bei der Vorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Lambdasonde. Lambdasonden sind beispielsweise in
Lambdasonden verfügen an ihrer abgasseitigen Spitze über mindestens ein Schutzgehäuse, welches in den Abgasstrom hineinragt. Dieses dient zum Schutz vor mechanischen Beanspruchungen sowohl beim Einbau als auch durch in der Abgasanlage auftretende Partikel, für eine gezielte Strömungsführung des Abgases in der Sensorvorrichtung zu einem sich darin befindlichen Sensorelement sowie zum Schutz der Sensorvorrichtung gegenüber schädlichen Einflüssen aus dem Abgas, insbesondere in Form von Wassertropfen, die sich an der Oberfläche der Sensorvorrichtung abscheiden. Lambda probes have at least one protective housing at their exhaust-side tip, which protrudes into the exhaust gas flow. This serves to protect against mechanical stresses both during installation and by particles occurring in the exhaust system, for a targeted flow of the exhaust gas in the sensor device to a sensor element therein and to protect the sensor device against harmful influences from the exhaust gas, in particular in the form of Water droplets that deposit on the surface of the sensor device.
Insbesondere um eine ausreichende Dichtheit gegenüber den Abgaskomponenten zu erzielen, fügen derartige Sensorvorrichtungen mindestens eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung der Sensorvorrichtung. Hierbei ist es, wie zum Beispiel aus der
Die
Somit liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums, insbesondere eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, bereitzustellen, welche, ohne die Nachteile des Standes der Technik aufzuweisen, eine ausreichende Dichtheit gegen Abgaskomponenten aufweist. Insbesondere soll die Sensorvorrichtung mindestens eine Dichtungsanordnung umfassen, welche über ein vergleichsweise kostengünstiges Material verfügt, welches vorzugsweise in einem einfachen Herstellungsverfahren, möglichst als integrierter Prozess innerhalb der Montagelinie, in die Sensorvorrichtung eingefügt werden kann. Thus, the object of the present invention is to provide a sensor device for detecting at least one property of a fluid medium, in particular an exhaust gas of an internal combustion engine, which, without having the disadvantages of the prior art, has sufficient tightness against exhaust gas components. In particular, the sensor device should comprise at least one sealing arrangement which has a comparatively inexpensive material, which can preferably be inserted into the sensor device in a simple production method, if possible as an integrated process within the assembly line.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums und einem Verfahren zur Bereitstellung einer derartigen Sensorvorrichtung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by a sensor device for detecting at least one property of a fluid medium and a method for providing such a sensor device according to the features of the independent patent claims. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung dient insbesondere zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums, vorzugsweise einer Eigenschaft des Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise des Sauerstoffanteils, des Stickoxidanteils und/oder des Anteils an gasförmigen Kohlenwasserstoffen im Abgas. Die Erfassung von weiteren Eigenschaften des fluiden Mediums ist jedoch denkbar. Die vorliegende Sensorvorrichtung eignet sich aufgrund ihrer Ausgestaltung insbesondere zum Einsatz bei hohen Temperaturen, vorzugsweise im Bereich von 600°C bis 1000 °C, ist jedoch nicht darauf beschränkt. The sensor device according to the invention is used in particular for detecting at least one property of a fluid medium, preferably a property of the exhaust gas of an internal combustion engine, for example, the oxygen content, the nitrogen oxide content and / or the proportion of gaseous hydrocarbons in the exhaust gas. However, the detection of further properties of the fluid medium is conceivable. Due to its configuration, the present sensor device is particularly suitable for use at high temperatures, preferably in the range from 600 ° C. to 1000 ° C., but is not limited thereto.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung umfasst mindestens ein Schutzgehäuse, welches zur Aufnahme mindestens eines Sensorelements vorgesehen ist und das zu diesem Zweck das Sensorelement in vorteilhafter Weise zumindest teilweise umgibt. Unter einem Schutzgehäuse ist hierbei eine Vorrichtung zu verstehen, welche dazu eingerichtet ist, um das Sensorelement zumindest gegenüber zu erwartenden, beim Einbau der Sensorvorrichtung und/oder im Betrieb der Sensorvorrichtung auftretenden mechanischen und/oder chemischen Belastungen zu schützen. Das Schutzgehäuse kann hierzu zumindest teilweise aus einem steifen Material, insbesondere aus einem Metall, einer Legierung und/oder einer Keramik, hergestellt werden, welches bei üblich auftretenden Kräften keine Verformung durchläuft. Weiterhin kann das Schutzgehäuse dazu eingerichtet sein, um die Sensorvorrichtung nach außen hin zumindest teilweise zu umschließen und auf diese Weise zumindest einem Teil der Sensorvorrichtung eine äußere Gestalt zu geben. Das Schutzgehäuse kann schließlich auch dazu eingerichtet sein, um vollständig oder teilweise in das fluide Medium eingebracht zu werden, beispielsweise in den Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine. Das Schutzgehäuse selbst kann einteilig, zweiteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, wobei, ohne Einschränkung der Allgemeinheit, im Folgenden von einem einteiligen Schutzgehäuse ausgegangen wird. The sensor device according to the invention comprises at least one protective housing, which is provided for receiving at least one sensor element and which for this purpose advantageously at least partially surrounds the sensor element. In this case, a protective housing is understood to mean a device which is set up to protect the sensor element against at least expected mechanical and / or chemical loads occurring during installation of the sensor device and / or during operation of the sensor device. For this purpose, the protective housing can be produced at least partially from a rigid material, in particular from a metal, an alloy and / or a ceramic, which does not undergo deformation under normally occurring forces. Furthermore, the protective housing may be designed to at least partially surround the sensor device to the outside and in this way to give at least a part of the sensor device an outer shape. Finally, the protective housing can also be designed to be introduced completely or partially into the fluid medium, for example into the exhaust gas line of an internal combustion engine. The protective housing itself may be made in one piece, in two parts or in several parts, wherein, without limiting the generality, it is assumed in the following of a one-piece protective housing.
Das Schutzgehäuse verfügt über mindestens eine Dichtungsanordnung. Unter einer Dichtungsanordnung wird hierbei eine einteilige, zweiteilige oder mehrteilige Einrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist, die unter einer Sensorvorrichtung möglichst weitgehend vor schädlichen Eigenschaften des fluiden Mediums, insbesondere des Abgases der Verbrennungskraftmaschine, zu schützen, ohne dadurch jedoch die Möglichkeit auszuschließen, dass das Sensorelement diejenigen Eigenschaften des fluiden Mediums erfassen kann, zu deren Erfassung es eingerichtet ist. The protective housing has at least one sealing arrangement. In this case, a sealing arrangement is understood to mean a one-part, two-part or multi-part device which is set up to protect as much as possible under a sensor device from harmful properties of the fluid medium, in particular the exhaust gas of the internal combustion engine, without thereby excluding the possibility that the Sensor element can detect those properties of the fluid medium, the detection of which it is set up.
Erfindungsgemäß umfasst die Dichtungsanordnung ein erstes Dichtelement, wobei das erste Dichtelement das Material Steatit aufweist. Unter „Steatit“ wird hierbei das Brennprodukt des Specksteins mit der angenäherten chemischen Zusammensetzung 3 MgO·4 SiO2·H2O verstanden. According to the invention, the sealing arrangement comprises a first sealing element, wherein the first sealing element comprises the material steatite. By "steatite" the fired product of soapstone with the approximate chemical composition 3 MgO • 4 SiO2 • H2 O is understood.
Erfindungsgemäß umfasst die Dichtungsanordnung weiterhin ein zweites Dichtelement, wobei das zweite Dichtelement dadurch ausgezeichnet ist, dass es bei einer Temperatur, welche ein Heizelement zur Beheizung des Sensorelements bereitstellt, abdichtbar ist. Insbesondere zeichnet sich das zweite Dichtelement dadurch aus, dass es bei einer Temperatur, bei welcher das Sensorelement einer elektrischen Schlussprüfung unterzogen wird, abdichtbar sein kann. Wie eingangs bereits beschrieben, treten in dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine Temperaturen im Bereich von 600 °C bis 1000 °C auf, welche eine entsprechende Auslegung des Sensorelements erfordern, damit dieses nicht durch derartige hohe Temperaturen zerstört werden kann. Um jedoch eine Funktionsfähigkeit des Sensorelements sicherzustellen, kann es daher besonders vorteilhaft sein, das Sensorelement der elektrischen Schlussprüfung zu unterziehen, wobei bei der Prüfung vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von 200 °C bis 1000 °C anliegen kann. Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn das zweite Dichtelement in der Dichtungsanordnung bei einer Temperatur in einem Temperaturintervall von 200 °C, insbesondere von 700 °C, bis einschließlich 1000 °C, insbesondere bis einschließlich 850°C, abdichtbar ist. Da ein Zeitintervall bis zum erfolten Abdichten der Dichtungsanordnung von der herrschenden Temperatur abhängen kann, kann die Temperatur vorzugsweise je nach Auftreten einer eingestellten Taktzeit festgelegt werden. According to the invention, the sealing arrangement further comprises a second sealing element, wherein the second sealing element is characterized in that it can be sealed at a temperature which provides a heating element for heating the sensor element. In particular, the second sealing element is characterized in that it can be sealable at a temperature at which the sensor element is subjected to an electrical final test. As already described, occur in the exhaust gas of the internal combustion engine temperatures in the range of 600 ° C to 1000 ° C, which require a corresponding design of the sensor element, so that it can not be destroyed by such high temperatures. However, in order to ensure a functional capability of the sensor element, it may therefore be particularly advantageous to subject the sensor element to the electrical final test, wherein a temperature in the range of 200.degree. C. to 1000.degree. C. may preferably be present during the test. Thus, it is particularly advantageous if the second sealing element in the seal assembly at a temperature in a temperature range of 200 ° C, in particular from 700 ° C, up to and including 1000 ° C, in particular up to and including 850 ° C, is sealable. Since a time interval may depend on the prevailing temperature until the sealing arrangement is sealed off, the temperature may preferably be set according to the occurrence of a set cycle time.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann das zweite Dichtelement eine plastische Dichtmasse umfassen, wobei die plastische Dichtmasse mittels einer Temperaturbehandlung, insbesondere in dem vorher genannten Temperaturintervall, abdichtbar sein kann. Hierbei bezeichnet die „plastische Dichtmasse“ ein formbares Material, welches die je nach ausgeführter Behandlung gewünschte äußere Form annehmen kann, wobei die angenommene Form mittels einer weiteren Behandlung, beispielsweise mittels Temperatur oder Bestrahlung, etwa durch UV-Bestrahlung, ausgehärtet werden kann, wodurch sich die gewählte Form fixieren lässt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die plastische Dichtmasse eine plastische Keramik. Unter einer „Keramik“ wird üblicherweise ein Material verstanden, das aus überwiegend anorganischen, feinkörnigen Rohstoffen hergestellt werden kann. Eine sogenannte „plastische Keramik“ wird üblicherweise in Form von einzelnen, übereinander aufgebrachten Schichten aufgebaut, wobei jeweils nach einem Aufbringen einer einzelnen Schicht eine Aushärtung des zuletzt in Form einer Schicht aufgebrachte Materials erfolgt, insbesondere mittels Bestrahlung, vorzugsweise mit Licht aus dem ultravioletten Spektralbereich. In a particularly preferred embodiment, the second sealing element may comprise a plastic sealing compound, wherein the plastic sealing compound by means of a temperature treatment, in particular in the aforementioned temperature interval, may be sealable. Here, the "plastic sealant" refers to a moldable material which can take the desired depending on the treatment performed outer shape, the assumed shape can be cured by means of a further treatment, for example by means of temperature or irradiation, such as by UV irradiation, whereby fix the chosen shape. In a particularly preferred embodiment, the plastic sealant comprises a plastic ceramics. A "ceramic" is usually understood to mean a material that can be produced from predominantly inorganic, fine-grained raw materials. A so-called "plastic ceramic" is usually constructed in the form of individual, superimposed layers, wherein in each case after application of a single layer curing of the last applied in the form of a layer material, in particular by irradiation, preferably with light from the ultraviolet spectral range.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die plastische Dichtmasse eine plastische Hochtemperaturdichtung umfassen. Als plastische Hochtemperaturdichtung wird eine plastische Dichtmasse bezeichnet, welche dadurch ausgezeichnet ist, dass sie mittels einer Behandlung bei einer hohen Temperatur, wie etwa in dem oben beschriebenen Bereich von 200 °C bis 1000 °C, abdichtbar ist. Insbesondere kann die plastische Hochtemperaturdichtung einen mineralischen Feststoff umfassen, welcher in ein Bindemittel eingebracht ist. Als Bindemittel eignet sich insbesondere eine wässrige Substanz, vorzugsweise Wasserglas, worunter ein Natrium-/Kaliumsilikat verstanden wird. Die so bereitgestellte Dichtungsmasse auf Wasserglas-Basis, welche über mineralische Füllstoffe verfügt, kann vorzugsweise entmischungsfrei sein, wodurch ein Separieren der Feststoffe im Gebinde ausgeschlossen ist. In vorteilhafter Weise kann die plastische Hochtemperaturdichtung weiterhin möglichst vollständig durchhärtend sein sowie eine Temperaturbeständigkeit bis mindestens 1000 °C und feuerfeste Eigenschaften aufweisen. In a further preferred embodiment, the plastic sealant may comprise a plastic high-temperature seal. As the high-temperature plastic seal, there is meant a plastic sealant which is excellent in that it is sealable by means of a treatment at a high temperature, such as in the above-described range of 200 ° C to 1000 ° C. In particular, the plastic high-temperature seal may comprise a mineral solid which is introduced into a binder. Suitable binders are in particular an aqueous substance, preferably water glass, which is understood as meaning a sodium / potassium silicate. The waterglass-based sealant provided in this way, which has mineral fillers, can preferably be free of demixing, thereby precluding separation of the solids in the pack. Advantageously, the plastic high-temperature seal can continue to be as completely as possible by curing and have a temperature resistance up to at least 1000 ° C and refractory properties.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das zweite Dichtelement zwischen dem Sensorelement und einer abgasseitigen Isolierkeramik eingebracht sein. Die abgasseitige Isolierkeramik dient hierbei zum weiteren Schutz der Sensorvorrichtung vor schädlichen Eigenschaften des fluiden Mediums, insbesondere des Abgases der Verbrennungskraftmaschine, welches insbesondere wässrige Lösungen von Stickoxiden, Schwefeloxiden, Phosphoroxiden, Kohlenwasserstoffen und anderer Verbrennungsprodukte umfassen kann. In a preferred embodiment, the second sealing element can be introduced between the sensor element and an exhaust gas-side insulating ceramic. The exhaust gas-insulated ceramic serves to further protect the sensor device from harmful properties of the fluid medium, in particular the exhaust gas of the internal combustion engine, which may include in particular aqueous solutions of nitrogen oxides, sulfur oxides, phosphorus oxides, hydrocarbons and other combustion products.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, das zweite Dichtelement derart in die Sensorvorrichtung einzubringen, dass es in einem Spalt zwischen dem Sensorelement und der abgasseitigen Isolierkeramik verteilt sein kann, insbesondere um dadurch eine weitere Abdichtung der Sensorvorrichtung zu ermöglichen. In particular, it may be advantageous to introduce the second sealing element into the sensor device in such a way that it can be distributed in a gap between the sensor element and the exhaust-side insulating ceramic, in particular to thereby enable a further sealing of the sensor device.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung einer Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums, insbesondere eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Sensorvorrichtung mindestens ein Schutzgehäuse zur Aufnahme mindestens eines Sensorelements umfasst und wobei die Sensorvorrichtung durch mindestens eine Dichtungsanordnung in dem Schutzgehäuse abgedichtet ist, wobei die Dichtungsanordnung ein erstes Dichtelement aus Steatit umfasst. In a further aspect, the present invention relates to a method for providing a sensor device for detecting at least one property of a fluid medium, in particular an exhaust gas of an internal combustion engine, wherein the sensor device comprises at least one protective housing for receiving at least one sensor element and wherein the sensor device by at least one sealing arrangement in the protective housing is sealed, wherein the sealing arrangement comprises a first sealing element made of steatite.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere die Verfahrensschritte a) bis e) auf, welche vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge, beginnend mit Schritt a), an welchen Schritt sich Schritt b), danach Schritt c) und dann Schritt d) anschließen, und endend mit Schritt e), durchgeführt werden. Hierbei ist es jedoch nicht ausgeschlossen, dass weitere in der vorliegenden Anmeldung aufgeführte oder nicht aufgeführte Schritte durchgeführt werden und die genannten Schritte auch gleichzeitig mit anderen oder weiteren Schritten durchgeführt werden können. The process according to the invention has, in particular, process steps a) to e), which preferably follow in the order indicated, starting with step a), to which step step b), then step c) and then step d), and ending with step e). In this case, however, it is not excluded that further steps listed or not listed in the present application are carried out, and the steps mentioned can also be carried out simultaneously with other or further steps.
Gemäß Schritt a) wird zunächst das Sensorelement bereitgestellt, welches zur Erfassung der Eigenschaft des fluiden Mediums, insbesondere des Abgases der Verbrennungskraftmaschine, eingerichtet ist. According to step a), the sensor element is initially provided, which is set up to detect the property of the fluid medium, in particular of the exhaust gas of the internal combustion engine.
Gemäß Schritt b) wird die Dichtungsanordnung an das Sensorelement angebracht, wobei die Dichtungsanordnung erfindungsgemäß das erste Dichtelement aus Steatit und ein zweites Dichtelement umfasst. Hierbei kann das Anbringen des zweiten Dichtelements insbesondere zwischen einer abgasseitigen Isolierkeramik und dem Sensorelement erfolgen. According to step b), the sealing arrangement is attached to the sensor element, wherein the sealing arrangement according to the invention comprises the first sealing element made of steatite and a second sealing element. In this case, the attachment of the second sealing element can in particular take place between an exhaust gas-side insulating ceramic and the sensor element.
Gemäß Schritt c) wird das Sensorelement zusammen mit der Dichtanordnung in das Schutzgehäuse, welches hier, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, vorzugsweise einteilig ausgeführt ist, eingefügt. According to step c), the sensor element is inserted together with the sealing arrangement in the protective housing, which here, without limiting the generality, is preferably made in one piece.
Gemäß Schritt d) wird ein Pressdruck auf die gemäß den Schritten a) bis c) so zusammengefügte Sensorvorrichtung ausgeübt. Das Aufprägen des Pressdrucks auf die Sensorvorrichtung kann vorzugsweise derart erfolgen, dass das zweite Dichtelement in einen Spalt zwischen das Sensorelement und der abgasseitigen Isolierkeramik gedrückt wird. Vorzugsweise kann hierdurch das zweite Dichtelement weiterhin zwischen dem ersten Dichtelement und der abgasseitigen Isolierkeramik verteilt werden, um eine möglichst großflächige Abdichtung der Sensorvorrichtung zu ermöglichen. According to step d), a pressing pressure is exerted on the sensor device assembled according to steps a) to c). The impressing of the pressing pressure on the sensor device can preferably take place in such a way that the second sealing element is pressed into a gap between the sensor element and the exhaust gas-side insulating ceramic. In this way, the second sealing element can be distributed between the first sealing element and the exhaust gas-side insulating ceramic in order to allow the largest possible possible sealing of the sensor device.
Gemäß Schritt e) erfolgt ein Aushärten des zweiten Dichtelements mittels eines Heizelements, welches in der Sensorvorrichtung bereits zur Beheizung des Sensorelements vorgesehen ist, wodurch die Sensorvorrichtung abgedichtet wird. Hierbei kann das Aushärten des zweiten Dichtelements vorzugsweise bei einer elektrischen Schlussprüfung der Sensorvorrichtung erfolgen, insbesondere bei einer Temperatur in einem Temperaturintervall von 200 °C, insbesondere von 700 °C, bis einschließlich 1000 °C, insbesondere bis einschließlich 850 °C. According to step e), the second sealing element is hardened by means of a heating element, which is already provided in the sensor device for heating the sensor element, whereby the sensor device is sealed. In this case, the curing of the second sealing element can preferably take place during a final electric test of the sensor device, in particular at a temperature in a temperature interval of 200 ° C., in particular from 700 ° C. up to and including 1000 ° C., in particular up to and including 850 ° C.
Für weitere Einzelheiten in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung der Sensorvorrichtung wird auf die Beschreibung der Sensorvorrichtung verwiesen. For further details regarding the inventive method for providing the sensor device, reference is made to the description of the sensor device.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung und das Verfahren zur Bereitstellung der Sensorvorrichtung weisen insbesondere den Vorteil auf, dass sie einen Eintritt von Feuchte aus dem fluiden Medium, insbesondere dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere an Stellen verhindern, wo sie hauptsächlich an das Sensorelement gelangt, nämlich entlang der Außenhülle des Sensorelements. Besonders vorteilhaft ist es, dass die Dichtungsanordung innerhalb der Montagelinie aufgebracht werden kann, ohne dass hierdurch ein gesonderter Batch-Prozess erforderlich wird. Weiterhin kann auf den Einsatz von großen energieintensiven Öfen verzichtet werden, da die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zu ihrer Bereitstellung eine Erhitzung der gesamten Sensorvorrichtung erfordern, sondern lediglich Gebrauch machen von dem in dem Sensorelement bereits vorhandenen Heizelement, welches insbesondere derart angeordnet sein kann, dass es das zweite Dichtelement besonders gut aufheizen und damit aushärten kann. Weiterhin kann das zweite Dichtelement eine plastische Dichtmasse umfassen, welche wesentlich kostengünstiger gewählt werden kann im Vergleich zu einem üblichen Dichtelement, welches zumindest teilweise den Werkstoff Bornitrit umfasst. The sensor device according to the invention and the method for providing the sensor device have the particular advantage that they prevent ingress of moisture from the fluid medium, in particular the exhaust gas of the internal combustion engine, especially at locations where it mainly reaches the sensor element, namely along the outer shell of the sensor element. It is particularly advantageous that the sealing arrangement can be applied within the assembly line, without this necessitating a separate batch process. Furthermore, the use of large energy-intensive ovens can be dispensed with, since the sensor device according to the invention and the method according to the invention require heating of the entire sensor device for its provision, but merely make use of the heating element already present in the sensor element, which can in particular be arranged in such a way that it can heat the second sealing element particularly well and thus harden. Furthermore, the second sealing element may comprise a plastic sealing compound, which may be chosen substantially less expensive compared to a conventional sealing element which at least partially comprises the material boron nitride.
Auf diese Weise kann durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung insbesondere auch ein Referenzgasraum in der Lambdasonde geschützt werden, worunter ein Raum verstanden wird, der durch die Dichtungsanordnung vom Abgas getrennt ist und der durch den im Vergleich zum Abgas sehr viel höheren Sauerstoffpartialdruck eine Nernstspannung bereitstellen kann. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Referenzgasraum durch eindringendes Abgas, entweder in trockener Form oder in wässriger Lösung, kontaminiert wird, wodurch die Lambdasonde ein falsches Signal bereitstellen könnte. Ebenso lässt sich dadurch eine Korrosion der Anschlusskontakte durch saure Medien in Kombination mit erhöhter Temperatur verringern. In this way, in particular a reference gas space in the lambda probe can be protected by the inventive sealing arrangement, which is understood as a space which is separated from the exhaust gas by the seal assembly and can provide a Nernstspannung by the compared to the exhaust gas much higher oxygen partial pressure. In this way it can be avoided that the reference gas space is contaminated by penetrating exhaust gas, either in dry form or in aqueous solution, whereby the lambda probe could provide a false signal. Likewise, this can reduce corrosion of the connection contacts by acidic media in combination with increased temperature.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Hierbei zeigen im Einzelnen: Preferred embodiments of the present invention are illustrated in the figures and will be explained in more detail in the following description. Here are shown in detail:
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In
In
In
Hieran anschließend wird ein Pressdruck
Schließlich erfolgt, wie in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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