DE102020106497A1 - Gassensor - Google Patents

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DE102020106497A1 DE102020106497.7A DE102020106497A DE102020106497A1 DE 102020106497 A1 DE102020106497 A1 DE 102020106497A1 DE 102020106497 A DE102020106497 A DE 102020106497A DE 102020106497 A1 DE102020106497 A1 DE 102020106497A1
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Masahiro Asai
Masashi Nomura
Yuto Inose
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

Ein Gassensor (100) mit reduzierter Gesamtgröße erstreckt sich in Richtung einer axialen Linie (AX). Der Gassensor (100) umfasst: ein Gassensorelement (120), das die Konzentration eines bestimmten Gases in einem zu messenden Gas detektiert; ein röhrenförmiges Metallgehäuse (110) mit einem polygonalen Werkzeugeingriffsabschnitt (110B), der das Gassensorelement (120) umgibt; eine röhrenförmige Außenröhre (103), die sich vom Metallgehäuse (110) nach hinten erstreckt, das Gassensorelement (120) umgibt und eine Öffnung (103E) an einem hinteren Ende davon aufweist; ein Dichtungselement (191), das die Öffnung (103E) abdichtet; und ein rohrförmiges Wärmeableitelement (104), das die Außenröhre (103) umgibt und die Wärmemenge reduziert, die von der Seite des vorderen Endes des Gassensors (100) durch die Außenröhre (103) zum Dichtungselement (191) übertragen wird. Der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelements (104) ist gleich oder kleiner als ein Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten (D2) des Werkzeugeingriffsabschnitts (110B), welches den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten davon angibt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Eine in der vorliegenden Beschreibung beschriebene Technik bezieht sich auf einen Gassensor.
  • HINTERGRUND
  • Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2016-95223 (kokal) Nr. 2016-95223 (Patentdokument 1) offenbart einen bekannten Gassensor zur Ermittlung der Konzentration einer bestimmten Komponente (wie Sauerstoff oder NOx) im Abgas eines Verbrennungsmotors. Dieser Gassensor enthält ein Gassensorelement, das sich in Richtung einer axialen Linie erstreckt, ein Metallgehäuse, das das Gassensorelement radial umgibt, um das Gassensorelement zu halten, und eine Kabeldurchführung, die innerhalb eines hinteren Endabschnitts einer Außenröhre angeordnet ist und mit der Außenröhre in Kontakt steht. Da am Außenumfang der Außenröhre ein rohrförmiges Schutzelement angebracht ist, kann die Außenröhre vor Steinschlag etc. geschützt werden, geschützt werden, die sonst gegen die Außenröhre schlagen würden.
  • Das Schutzelement umfasst einen Verbindungsabschnitt, der z.B. durch Laserschweißen mit dem Außenumfang der Außenröhre verbunden ist, und einen Hauptabschnitt, der sich von dem Verbindungsabschnitt nach hinten erstreckt und vom Außenumfang der Außenröhre beabstandet ist. Die Wärme des Gassensors wird von der Außenröhre auf das Verbindungsteil übertragen und vom Verbindungsteil zum Hauptabschnitt abgeführt, sodass die von der Außenröhre auf die Kabeldurchführung übertragene Wärmemenge reduziert werden kann, um eine thermische Verschlechterung der Kabeldurchführung zu verhindern.
  • DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
  • PATENT-DOKUMENT
  • Patentdokument 1: Offene japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2016-95223
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Da jedoch beim obigen Gassensor der maximale Durchmesser des Wärmeableitelements größer ist als das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten eines Werkzeugeingriffsabschnitts, d.h. der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten davon, hat der Gassensor eine größere Gesamtgröße. Dies hat einen großen Einfluss auf die Anordnung anderer Komponenten des Verbrennungsmotors und auf die einfache Befestigung des Gassensors.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
  • Nach einer Ausführungsform erstreckt sich ein durch die vorliegende Beschreibung offengelegter Gassensor in Richtung einer axialen Linie und umfasst: ein Gassensorelement, das die Konzentration eines bestimmten Gases in einem zu messenden Gas erfasst; ein röhrenförmiges Metallgehäuse mit einem polygonalen Werkzeugeingriffsabschnitt, der das Gassensorelement umgibt; eine röhrenförmige Außenröhre, die sich vom Metallgehäuse nach hinten erstreckt, das Gassensorelement umgibt und an ihrem hinteren Ende eine Öffnung aufweist; ein Dichtungselement, das die Öffnung verschließt; und ein röhrenförmiges Wärmeableitelement, das die Außenröhre umgibt und die Wärmemenge reduziert, die von einer vorderen Endseite des Gassensors durch die Außenröhre zum Dichtungselement übertragen wird, wobei ein maximaler Durchmesser des Wärmeableitelements gleich oder kleiner als ein Abstandmaß gegenüberliegender Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts ist, der ein Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts ist.
  • Bei dieser Struktur ist der maximale Durchmesser des Wärmeableitelements gleich oder kleiner als das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts, d.h. des Abstands zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts. Daher kann die Gesamtgröße des Gassensors reduziert werden, und der Einfluss auf die Anordnung anderer Komponenten eines Verbrennungsmotors und auf die einfache Befestigung des Gassensors ist gering. Da die Wärme vom vorderen Ende des Gassensors durch das Wärmeableitelement nach außen abgeführt werden kann, kann die Wärmeübertragung auf einen oberen Bereich des Gassensors reduziert werden. Daher wird durch diese Konfiguration verhindert, dass der obere Teil des Gassensors durch die Wärme beeinflusst wird, und es kann beispielsweise verhindert werden, dass das Dichtungselement durch die Wärme beeinflusst wird.
  • Der in dieser Beschreibung offengelegte Gassensor kann gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen die folgenden Strukturen aufweisen, die mit anderen hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können.
  • In einer Ausführung kann das Wärmeableitelement so angeordnet werden, dass ein hinteres Ende desselben sich vor einem vorderen Ende des Dichtungselements befindet oder dass das Wärmeableitelement das Dichtungselement in Richtung der axialen Linie zumindest teilweise überlappt und in zumindest einem Teil eines Bereichs, in dem das Wärmeableitelement das Dichtungselement überlappt, von der Außenröhre beabstandet ist.
  • In einer Ausführungsform kann die Außenröhre einen größeren Wärmedurchgangswiderstand pro Längeneinheit in Richtung der axialen Linie aufweisen als das Wärmeableitelement.
  • In einer Ausführungsform kann das Wärmeableitelement eine Dicke haben, die größer ist als die Dicke der Außenröhre.
  • Bei diesen Ausführungen kann die vom Metallgehäuse auf das Wärmeableitelement übertragene Wärmemenge größer sein als die vom Metallgehäuse auf die Außenröhre übertragene Wärmemenge.
  • In einer Ausführung kann das Metallgehäuse einen Anbringabschnitt aufweisen, der sich von einem hinteren Ende des Werkzeugeingriffsabschnitts nach hinten erstreckt, und das Wärmeableitelement kann direkt oder indirekt über die Außenröhre am Anbringabschnitt befestigt werden, wobei es den Anbringabschnitt in Richtung der axialen Linie überlappt.
  • In dieser Ausführungsform kann das Wärmeableitelement im Anbringabschnitt des Metallgehäuses, der sich nahe der Wärmequelle befindet, ohne Eingriff in den Werkzeugeingriffsabschnitt befestigt werden, sodass die Wärme effizienter abgeführt werden kann.
  • In einer Ausführungsform können ein vorderes Ende des Wärmeableitelements, ein vorderes Ende der Außenröhre und der Anbringabschnitt integral durch Schweißen befestigt werden.
  • Bei dieser Ausführung stehen der Anbringabschnitt, der vordere Endabschnitt des Wärmeableitelements und der vordere Endabschnitt der Außenröhre miteinander in Kontakt, so dass die Wärme vom Anbringabschnitt zum Wärmeableitelement leicht abgeführt werden kann.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Der in der vorliegenden Beschreibung angegebene Gassensor kann eine reduzierte Gesamtgröße haben.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
    • 1 ist eine Querschnittsansicht, die den inneren Aufbau eines Gassensors gemäß der Ausführungsform 1 zeigt.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, die den inneren Aufbau eines Gassensors gemäß der Ausführungsform 2 zeigt.
  • VARIANTEN FÜR DIE DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG AUSFÜHRUNGSFORM 1
  • Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
  • AUFBAU DES GASSENSORS
  • Ein Gassensor 100 ist ein Sauerstoffsensor, der an einem Abgasrohr 10 eines Verbrennungsmotors angebracht wird. Der Gassensor 100 ist ein sogenannter Vollbereichs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der die Sauerstoffkonzentration im Abgas (zu messendes Gas) linear über einen Bereich von einem fetten Bereich bis zu einem mageren Bereich erfasst.
  • Eine axiale Linie AX in 1 ist eine virtuelle Mittelachse des Gassensors 100. Der Gassensor 100 hat eine Form, die sich in Richtung der axialen Linie AX erstreckt. Der Gassensor 100 beinhaltet ein Gassensorelement 120, ein Metallgehäuse 110, eine Außenröhre 103 und ein Wärmeableitelement 104. Das Gassensorelement 120 gibt ein Signal aus, das der Sauerstoffkonzentration entspricht.
  • STRUKTUR DES METALLGEHÄUSES
  • Das Metallgehäuse 110 ist ein rohrförmiges Metallgehäuse mit einer Durchgangsöffnung H1, die sich in Richtung der axialen Linie AX erstreckt. Das Metallgehäuse 110 ist radial außerhalb des Gassensorelements 120 angeordnet, sodass es das Gassensorelement 120 umgibt. Das Metallgehäuse 110 dient zur Aufnahme des Gassensorelements 120 und zur festen Befestigung des Gassensors 100 am Abgasrohr 10.
  • Das Metallgehäuse 110 enthält einen Gewindeabschnitt 110A, einen Werkzeugeingriffsabschnitt 110B, der hinter (im Zeichnungsblatt nach oben) des Gewindeabschnitts 110A angeordnet ist, einen Schutzelementverbindungsabschnitt 110C, der vor (im Zeichnungsblatt nach unten) des Gewindeabschnitts 110A angeordnet ist, und einen Anbringabschnitt 110D, der hinter dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B angeordnet ist. Das Abgasrohr 10 hat eine Gewindenut 20 zur Befestigung des Gassensors 100. Durch Befestigung des Gewindeabschnitts 110A an der Gewindenut 20 des Abgasrohrs 10 wird der Gassensor 100 am Abgasrohr 10 befestigt.
  • Der Werkzeugeingriffsabschnitt 110B hat, von der hinteren Endseite des Gassensors 100 gesehen, eine regelmäßige sechseckige Außenform. Um den Gassensor 100 an einem Fahrzeug zu befestigen, wird ein Werkzeug (nicht abgebildet) wie z.B. ein Schraubenschlüssel oder ein Steckschlüssel mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B in Eingriff gebracht. Durch eine Drehbewegung des Werkzeugs, das mit dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B in Eingriff steht, wird der Gewindeabschnitt 110A an der Gewindenut 20 befestigt.
  • STRUKTUR DER SCHUTZELEMENTE
  • Ein Paar Schutzelemente 101 und 102 werden durch Laserschweißen integral am Schutzelementverbindungsabschnitt 110C des Metallgehäuses 110 befestigt (die geschweißten Teile sind mit Punkten schraffiert). Jedes der Schutzelemente 101 und 102 hat eine geschlossene Rohrform und öffnet sich nach hinten. Das Schutzelemente 101 und 102 umfasst ein inneres Schutzelement 101 und ein äußeres Schutzelement 102. Das innere Schutzelement 101 und das äußere Schutzelement 102 haben mehrere Einführungsöffnungen 101C bzw. mehrere Einführungsöffnungen 102C. Die mehreren Einführungsöffnungen 101C sind in einem Umfangswandabschnitt des inneren Schutzelements 101 vorgesehen, und die mehreren Einführungsöffnungen 102C sind in einem Umfangswandabschnitt des äußeren Schutzelements 102 vorgesehen.
  • In einem Zustand, in dem der Gassensor 100 am Abgasrohr 10 des Fahrzeugs befestigt ist, wird das Abgas im Abgasrohr 10 durch die Einführungsöffnungen 102C des äußeren Schutzelements 102 in einen Raum innerhalb des äußeren Schutzelements 102 eingeleitet. Das Abgas, das in den Raum innerhalb des äußeren Schutzelements 102 eingeleitet wurde, wird durch die Einführungsöffnungen 101C des inneren Schutzelements 101 in einen Raum innerhalb des inneren Schutzelements 101 eingeleitet.
  • STRUKTUR DER AUSSENRÖHRE
  • Die Außenröhre 103 umfasst, von der vorderen Endseite aus gesehen, nacheinander einen Verbindungsabschnitt 103A, einen Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B, einen Anschlussdrahtgehäuseabschnitt 103C und einen Dichtungselementhalterabschnitt 103D. Die Außenröhre 103 ist aus Metall und wird in der vorliegenden Ausführungsform aus SUS304 gebildet. Die Außenröhre 103 hat eine röhrenförmige Gesamtform. Der Verbindungsabschnitt 103A hat einen größeren Durchmesser als der Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B, und der Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B hat einen größeren Durchmesser als der Anschlussdrahtgehäuseabschnitt 103C. Der Anschlussdrahtgehäuseabschnitt 103C hat einen größeren Durchmesser als der Dichtungselementhalterabschnitt 103D. Der Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B ist über einen Stufenabschnitt 103F mit dem Anschlussdrahtgehäuseabschnitt 103C verbunden. Die Innenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 103A ist in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Anbringabschnitts 110D des Metallgehäuses 110. Der Verbindungsabschnitt 103A wird durch Laserschweißen am Anbringabschnitt 110D befestigt (die geschweißten Teile sind mit Punkten schraffiert).
  • Eine Öffnung 103E ist am hinteren Ende des Dichtungselementhalterabschnitts 103D der Außenröhre 103 gebildet. Die Öffnung 103E ist so geneigt, dass ihr Durchmesser zum hinteren Ende hin zunimmt. Drei Sensoranschlussdrähte 193 und zwei Heizeranschlussdrähte 194 werden durch die Öffnung 103E in die Außenröhre 103 eingeführt. Die Anschlussdrähte 193 und 194 spielen eine Rolle beim elektrischen Anschluss des Gassensors 100 an einen externen Steuerkreis.
  • Ein Dichtungselement 191 wie z.B. eine Kabeldurchführung ist am Dichtungselementhalterabschnitt 103D der Außenröhre 103 angebracht. Das Dichtungselement 191 besteht aus Kautschuk wie Silikonkautschuk oder Fluorkautschuk und wird in der vorliegenden Ausführungsform aus Fluorkautschuk gebildet. Die Öffnung 103E der Außenröhre 103 wird durch das Dichtungselement 191 verschlossen, wodurch der Innenraum der Außenröhre 103 abgedichtet wird. Die Anschlussdrähte 193 und 194 gehen durch das Dichtungselement 191 und werden durch das Anschlussdrahtgehäuseabschnitt 103C der Außenröhre 103 in den Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B eingeführt.
  • STRUKTUR DES GASSENSORELEMENTS
  • Das Gassensorelement 120 hat einen Schichtaufbau mit übereinander gestapelten länglichen Plattenelementen. Das Gassensorelement 120 hat eine viereckige Prismenform, deren Querschnitt senkrecht zur axialen Linie AX eine annähernd rechteckige Form hat. Das Gassensorelement 120 ist am Metallgehäuse 110 an der Position der Durchgangsöffnung H1 des Metallgehäuses 110 befestigt. Das Gassensorelement 120 ist so im Gassensor 100 untergebracht, dass es sich in Richtung der axialen Linie AX erstreckt. Das Gassensorelement 120 ist koaxial zum Werkzeugeingriffsabschnitt 110B des Metallgehäuses 110 angeordnet. Der Werkzeugeingriffsabschnitt 110B ist so angeordnet, dass er das Gassensorelement 120 umgibt.
  • Ein Gaserfassungsabschnitt 121 ist am vorderen Ende des Gassensorelements 120 vorgesehen. Der Gaserfassungsabschnitt 121 ist so konfiguriert, dass er in der Lage ist, die Sauerstoffkonzentration im Abgas zu messen. Der Gaserfassungsabschnitt 121 ist im Inneren des inneren Schutzelements 101 angeordnet. In einem Zustand, in dem der Gassensor 100 am Abgasrohr 10 eines Fahrzeugs angebracht ist, ist der Gaserfassungsabschnitt 121 dem Abgas ausgesetzt, das durch die Vielzahl der Einführungsöffnungen 101C und 102C in den Raum innerhalb des inneren Schutzelements 101 eingeführt wird. Dadurch wird die Sauerstoffkonzentration im Abgas durch den Gaserfassungsabschnitt 121 erfasst.
  • STRUKTUR DER TRENNEINRICHTUNG
  • Eine Trenneinrichtung 181 ist im Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B der Außenröhre 103 untergebracht. Die Trenneinrichtung 181 ist ein rohrförmiger Isolationskörper mit einer Durchgangsöffnung H2. Die Durchgangsöffnung H2 ist so ausgebildet, dass sie sich in Richtung der axialen Linie AX erstreckt. Auf dem Außenumfang der Trenneinrichtung 181 ist ein rohrförmiges, verspanntes Metallelement 190 angeordnet. Die Trenneinrichtung 181 wird durch das verspannte Metallelement 190 gegen das Dichtungselement 191 gedrückt. Dadurch wird die Trenneinrichtung 181 gegen den Stufenabschnitt 103F der Außenröhre 103 gedrückt und durch den Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B gehalten. Ein hinterer Endabschnitt des Gassensorelements 120 ist in der Durchgangsöffnung H2 der Trenneinrichtung 181 untergebracht.
  • Drei Sensorelektroden-Pads (nicht abgebildet) und zwei Heizelektroden-Pads (nicht abgebildet) sind auf dem hinteren Endabschnitt des Gassensorelements 120 angeordnet. Drei Sensoranschlussklemmen 182 und zwei Heizungsanschlussklemmen 183 sind in der Trenneinrichtung 181 untergebracht. Die Anschlussklemmen 182 und 183 haben jeweils eine flache Feder, die von der vorderen Endseite des Gassensorelements 100 zur hinteren Endseite gebogen ist. Die elastischen Kräfte der Flachfedern bringen die Anschlussklemmen 182 und 183 in elastischen Kontakt mit den jeweiligen Elektroden-Pads. Die Anschlussklemmen 182 und 183 sind elektrisch mit den jeweiligen Anschlussdrähten 193 und 194 verbunden.
  • STRUKTUR ZUR BEFESTIGUNG DES GASSENSORELEMENTS
  • Das Gassensorelement 120 wird wie folgt am Metallgehäuse 110 befestigt. Ein Keramikhalter 111, eine pulvergefüllte Schicht 112 und eine Keramikhülse 113 werden in der Durchgangsöffnung H1 des Metallgehäuses 110 in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite gestapelt.
  • Der Keramikhalter 111 besteht aus Aluminiumoxid (Al2O3). Ein Quetschring 114 ist zwischen der Keramikhülse 113 und dem hinteren Ende des Metallgehäuses 110 angeordnet. In der Mitte des Keramikhalters 111 ist eine rechteckige Durchgangsöffnung H3 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung H3 des Keramikhalters 111 erstreckt sich in Richtung der axialen Linie AX. Das Gassensorelement 120 wird in die Durchgangsöffnung H3 des Keramikhalters 111 eingesetzt.
  • Die pulvergefüllte Schicht 112 wird durch Einfüllen von Talkumpuder oberhalb des Keramikhalters 111 gebildet. Die Keramikhülse 113 wird auf der mit pulvergefüllten Schicht 112 angeordnet. In der Mitte der Keramikhülse 113 ist eine rechteckige Durchgangsöffnung H4 gebildet. Das Gassensorelement 120 wird in die Durchgangsöffnung H4 der Keramikhülse 113 eingeführt. Die Keramikhülse 113 ist aus Aluminiumoxid gebildet. Ein hinterer Endabschnitt des Metallgehäuses 110 wird gebogen und radial nach innen gequetscht, und die Keramikhülse 113 wird dadurch durch den Quetschring 114 gegen die pulvergefüllte Schicht 112 gepresst. Auf diese Weise wird das Gassensorelement 120 mit dem Keramikhalter 111, der pulvergefüllten Schicht 112 und der Keramikhülse 113 am Metallgehäuse 110 fixiert.
  • STRUKTUR DES WÄRMEABLEITELEMENTS
  • Das Wärmeableitelement 104 umfasst einen Verbindungsabschnitt 104A und einen Hauptabschnitt 104B. Das Wärmeableitelement 104 hat eine röhrenförmige Form, die die Außenröhre 103 umgibt. Der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelements 104 ist gleich oder kleiner als das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B, welches der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B ist. Im Allgemeinen hat der Werkzeugeingriffsabschnitt 110B eine regelmäßige sechseckige Außenform mit sechs Seiten in der Draufsicht, und das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten D2 ist der Trennungsabstand zwischen zwei parallelen Seiten der sechs Seiten. Das Wärmeableitelement 104 ist aus Metall. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Wärmeableitelement 104 aus SUS304 gebildet, dem gleichen Material wie das der Außenröhre 103.
  • Das Wärmeableitelement 104 hat eine größere Dicke und einen größeren Außendurchmesser als die Außenröhre 103. Daher ist die Querschnittsfläche der Außenröhre 103 kleiner als die Querschnittsfläche des Wärmeableitelements 104. Daher ist der Wärmedurchgangswiderstand pro Längeneinheit der Außenröhre 103 in Richtung der axialen Linie AX des Gassensors 100 größer als der Wärmedurchgangswiderstand pro Längeneinheit des Wärmeableitelements 104. In dieser Konfiguration ist der Wärmeübergang von der vorderen Endseite des Gassensors 100 auf das Wärmeableitelement 104 größer als der Wärmeübergang auf die Außenröhre 103, und die auf das Wärmeableitelement 104 übertragene Wärme wird nach außen abgeführt.
  • Das Wärmeableitelement 104 ist koaxial zum Werkzeugeingriffsabschnitt 110B angeordnet. Die Außenumfangsfläche des Wärmeableitelements 104 befindet sich von der hinteren Endseite des Gassensors 100 aus gesehen radial innerhalb des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B (zur Seite zur axialen Linie AX). Die innere Umfangsfläche des Wärmeableitelements 104 befindet sich von der hinteren Endseite des Gassensors 100 aus gesehen radial außerhalb des Anbringabschnitts 110D.
  • Der Verbindungsabschnitt 104A ist auf der vorderen Endseite des Hauptabschnitts 104B angeordnet und verläuft mit diesem durchgehend. Der Verbindungsabschnitt 104A und der Hauptabschnitt 104B haben den gleichen maximalen Durchmesser D1. Die Innenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 104A steht in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 103A der Außenröhre 103. Der Verbindungsabschnitt 104A ist durch den Verbindungsabschnitt 103A der Außenröhre 103 integral durch Laserschweißen am Anbringabschnitt 110D des Metallgehäuses 110 befestigt (die geschweißten Teile sind mit Punkten schraffiert).
  • Das hintere Ende des Hauptabschnitts 104B befindet sich vor dem vorderen Ende des Dichtungselements 191. Das hintere Ende des Hauptabschnitts 104B befindet sich hinter dem hinteren Ende des Trenneinrichtungsgehäuseabschnitts 103B. Das hintere Ende des Hauptabschnitts 104B befindet sich in Bezug auf die Richtung der axialen Linie AX in der Nähe der Mitte des Anschlussdrahtgehäuseabschnitts 103C.
  • Eine erste Luftschicht AL1 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Hauptabschnitts 104B und der Außenumfangsfläche des Trenneinrichtungsgehäuseabschnitts 103B der Außenröhre 103 gebildet. Eine zweite Luftschicht AL2 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Hauptabschnitts 104B und der Außenumfangsfläche des Anschlussdrahtgehäuseabschnitts 103C der Außenröhre 103 gebildet. Die erste Luftschicht AL1 und die zweite Luftschicht AL2 stehen miteinander in Verbindung. Die zweite Luftschicht AL2 steht mit der Umgebung in Verbindung. Die Größe der ersten Luftschicht AL1 in radialer Richtung ist kleiner als die Größe der zweiten Luftschicht AL2 in radialer Richtung. Die Größe der ersten Luftschicht AL1 in der Richtung der axialen Linie AX ist größer als die Größe der zweiten Luftschicht AL2 in der Richtung der axialen Linie AX.
  • Ein Teil des Hauptabschnitts 104B überlappt den gesamten Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B in Richtung der axialen Linie AX an der Position der ersten Luftschicht AL1. Ein Teil des Hauptabschnitts 104B überlappt einen vorderen Endabschnitt des Anschlussdrahtgehäuseabschnitts 103C in Richtung der axialen Linie AX an der Position der zweiten Luftschicht AL2.
  • WIRKUNG DES WÄRMEABLEITELEMENTS
  • Die Schutzwirkung des Wärmeableitelements 104 ist wie folgt. Das Wärmeableitelement 104 in der vorliegenden Ausführungsform ist kleiner als herkömmliche Wärmeableitelemente und befindet sich in einem radial erstreckenden Bereich, der dem Werkzeugeingriffsabschnitt 110B entspricht. Daher kann zur Befestigung des Gassensors 100 an einem Abgasrohr 10 eines Fahrzeugs ein konventionell verwendetes Werkzeug (z.B. ein Steckschlüssel) verwendet werden. Da der Verbindungsabschnitt 104A des Wärmeableitelements 104 mit dem Verbindungsabschnitt 103A der Außenröhre 103 verbunden ist, deckt der Hauptabschnitt 104B den Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B ab, und der Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B wird dadurch durch den Hauptabschnitt 104B geschützt. Diese Anordnung verhindert einen Schlag auf das im Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B angeordnete verspannte Metallelement 190. Dadurch wird wiederum verhindert, dass es zu einer Situation kommt, in der sich der Einschlag auf die von dem verspannten Metallelement 190 gehaltene Trenneinrichtung 181 überträgt und die an der Trenneinrichtung 181 angebrachten Anschlussklemmen 182 und 183 verschoben werden, was sonst zum Bruch der elektrischen Verbindungen zwischen den Elektrodenflächen und den Anschlussklemmen 182 und 183 führen würde.
  • Es ist nicht erforderlich, dass der Hauptabschnitt 104B den Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B in Richtung der axialen Linie AX vollständig bedeckt. Es ist lediglich erforderlich, dass der Hauptabschnitt 104B zumindest einen Teil des Trenneinrichtungsgehäuseabschnitts 103B einschließlich seines vorderen Endes bedeckt. Darüber hinaus muss der Dichtungselementhalterabschnitt 103D nicht zur Gänze mit dem Hauptabschnitt 104B abgedeckt werden.
  • Die Wärmeabgabewirkung des Wärmeableitelements 104 ist wie folgt. Die Wärme des Gassensors 100 wird vom Verbindungsabschnitt 103A der Außenröhre 103 sowohl auf den Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B als auch auf den Verbindungsabschnitt 104A des Wärmeableitelements 104 übertragen. Der Wärmeübergangswiderstand des Trenneinrichtungsgehäuseabschnitts 103B ist jedoch größer als der Wärmeübergangswiderstand des Verbindungsabschnitts 104A des Wärmeableitelements 104. Daher wird die Wärme von der vorderen Endseite des Gassensors 100 vom Verbindungsabschnitt 103A der Außenröhre 103 durch den Verbindungsabschnitt 104A des Wärmeableitelements 104 auf den Hauptabschnitt 104B übertragen und wird dann vom Hauptabschnitt 104B nach außen abgeführt. Dadurch wird die auf den Dichtungselementhalterabschnitt 103D übertragene Wärmemenge reduziert, sodass der thermische Abbau des Dichtungselements 191 unterbunden wird.
  • Wenn die Wärmekapazität des Wärmeableitelements zunimmt, erhöht sich die Wärmeableitungsleistung des Wärmeableitelements. Daher könnte man erwägen, das Wärmeableitelement so zu formen, dass es eine ausreichende Länge hat, um den gesamten Dichtungselementhalterabschnitt 103D abzudecken. Wenn jedoch der gesamte Dichtungselementhalterabschnitt 103D mit dem Wärmeableitelement bedeckt ist, wird Wärme um den Dichtungselementhalterabschnitt 103D herum akkumuliert, und das Dichtungselement 191 wird wahrscheinlich thermisch zersetzt. Daher ist in der vorliegenden Ausführung das Wärmeableitelement 104 so kurz geformt, dass der Dichtungselementhalterabschnitt 103D nach außen hin freiliegt, und das Wärmeableitelement 104 ist so geformt, dass es eine größere Dicke als die Außenröhre 103 hat, um die Wärmekapazität des Wärmeableitelements 104 zu erhöhen. Daher kommt es nicht zu einem Wärmestau um den Dichtungselementhalterabschnitt 103D, und die Wärmeableitungsleistung des Wärmeableitelements 104 selbst ist hoch. Da das Wärmeableitelement 104 vom Dichtungselementhalterabschnitt 103D beabstandet ist, wird die Wärmeübertragung vom Wärmeableitelement 104 zum Dichtungselementhalterabschnitt 103D reduziert und die thermische Zersetzung des Dichtungselements 191 unterdrückt.
  • WIRKUNGEN DER VORLIEGENDEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Wie oben beschrieben, erstreckt sich der Gassensor 100 der vorliegenden Ausführung in Richtung der axialen Linie AX und umfasst das Gassensorelement 120, das die Konzentration eines bestimmten Gases in einem zu messenden Gas erfasst, das rohrförmige Metallgehäuse 110, das den das Gassensorelement 120 umgebenden polygonalen Werkzeugeingriffsabschnitt 110B aufweist, die rohrförmige Außenröhre 103, die sich vom Metallgehäuse 110 nach hinten erstreckt, das Gassensorelement 120 umgibt und die Öffnung 103E am hinteren Ende hat, das Dichtungselement 191, das die Öffnung 103E abdichtet, und das Wärmeableitelement 104, das eine röhrenförmige Form hat, die die Außenröhre 103 umgibt und die Wärmemenge reduziert, die von der vorderen Endseite des Gassensors 100 durch die Außenröhre 103 auf das Dichtungselement 191 übertragen wird. Der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelements 104 ist gleich oder kleiner als das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B, welches der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B ist.
  • Da bei dieser Struktur der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelements 104 gleich oder kleiner ist als das Seitenmaß gegenüberliegender Seiten D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B, das dem Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B entspricht, kann die Gesamtgröße des Gassensors 100 reduziert werden. Weiterhin ist der Einfluss auf die Auslegung anderer Komponenten des Verbrennungsmotors und auf die einfache Befestigung des Gassensors 100 gering. Da die Wärme vom vorderen Ende des Gassensors 100 durch das Wärmeableitelement 104 nach außen abgeführt werden kann, kann die Wärmeübertragung auf den oberen Teil des Gassensors 100 reduziert werden. Dadurch wird verhindert, dass der obere Teil des Gassensors 100 durch Wärme beeinflusst wird. Zum Beispiel kann die Wärmeeinwirkung auf das Dichtungselement 191 verhindert werden.
  • Das Wärmeableitelement 104 kann so konfiguriert werden, dass das hintere Ende des Wärmeableitelements 104 vor dem vorderen Ende des Dichtungselements 191 angeordnet ist.
  • Das Wärmeableitelement 104 kann so konfiguriert werden, dass, wenn das Wärmeableitelement 104 und die Außenröhre 103 in Bezug auf den Wärmedurchgangswiderstand pro Längeneinheit in Richtung der axialen Linie AX miteinander verglichen werden, die Außenröhre 103 einen größeren Wärmedurchgangswiderstand pro Längeneinheit aufweist.
  • Das Wärmeableitelement 104 kann so konfiguriert werden, dass die Dicke des Wärmeableitelements 104 größer ist als die Dicke der Außenröhre 103.
  • In diesem Fall kann die vom Metallgehäuse 110 an das Wärmeableitelement 104 übertragene Wärmemenge größer gemacht werden als die vom Metallgehäuse 110 an die Außenröhre 103 übertragene Wärmemenge.
  • Das Metallgehäuse 110 kann den Anbringabschnitt 110D enthalten, der sich vom hinteren Ende des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B nach hinten erstreckt, und das Wärmeableitelement 104 kann so konfiguriert werden, dass das Wärmeableitelement 104 den Anbringabschnitt 110D in Richtung der axialen Linie AX überlappt und direkt oder indirekt über die Außenröhre 103 am Anbringabschnitt 110D befestigt wird.
  • Auf diese Weise kann das Wärmeableitelement 104 am Anbringabschnitt 110D des Metallgehäuses 110, der sich in der Nähe der Wärmequelle befindet, befestigt werden, ohne den Werkzeugeingriffsabschnitt 110B zu behindern, sodass die Wärme effizienter abgeführt werden kann.
  • Der vordere Endabschnitt des Wärmeableitelements 104, der vordere Endabschnitt der Außenröhre 103 und der Anbringabschnitt 110D können integral durch Schweißen befestigt werden.
  • Bei diesem Aufbau stehen der Anbringabschnitt 110D, der vordere Endabschnitt des Wärmeableitelements 104 und der vordere Endabschnitt der Außenröhre 103 miteinander in Kontakt, sodass die Wärme vom Anbringabschnitt 110D leicht an das Wärmeableitelement 104 abgeführt werden kann.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 2
  • Als nächstes wird die Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Ein Gassensor 200 der vorliegenden Ausführungsform verwendet ein Wärmeableitelement 204, dessen Form sich von der Form des Wärmeableitelements 104 des Gassensors 100 der Ausführungsform 1 unterscheidet. Andere Komponenten als das Wärmeableitelement 204 sind die gleichen wie in der Ausführungsform 1 und werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
  • Das Wärmeableitelement 204 umfasst einen Verbindungsabschnitt 204A und einen Hauptabschnitt 204B. Das Wärmeableitelement 204 hat eine Röhrenform, die die Außenröhre 103 umgibt. Der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelements 204 ist gleich oder kleiner als das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B, welches den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B angibt. Im Allgemeinen hat der Werkzeugeingriffsabschnitt 110B eine regelmäßige sechseckige Außenform mit sechs Seiten in der Draufsicht, und das Abstandmaß gegenüberliegender Seiten D2 ist der Trennungsabstand zwischen zwei parallelen Seiten der sechs Seiten. Das Wärmeableitelement 204 ist aus Metall. In der vorliegenden Ausführung ist das Wärmeableitelement 204 aus SUS304, das aus dem gleichen Material wie das der Außenröhre 103 ist. Das Wärmeableitelement 204 hat eine größere Dicke als die Außenröhre 103. Daher ist der Wärmedurchgangswiderstand der Außenröhre 103 größer als der Wärmedurchgangswiderstand des Wärmeableitelements 204.
  • Das Wärmeableitelement 204 ist koaxial zum Werkzeugeingriffsabschnitt 110B angeordnet. Die Außenumfangsfläche des Wärmeableitelements 204 befindet sich von der hinteren Endseite des Gassensors 200 aus gesehen radial innerhalb des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B (zur Seite zur axialen Linie AX). Die innere Umfangsfläche des Wärmeableitelements 204 befindet sich von der hinteren Endseite des Gassensors 200 aus gesehen radial außerhalb des Anbringabschnitts 110D.
  • Der Verbindungsabschnitt 204A ist auf der vorderen Endseite des Hauptabschnitts 204B angeordnet, sodass er mit diesem durchgehend ist. Der Verbindungsabschnitt 204A und der Hauptabschnitt 204B haben den gleichen maximalen Durchmesser D1. Die Innenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 204A ist in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 103A der Außenröhre 103. Der Verbindungsabschnitt 204A ist durch den Verbindungsabschnitt 103A der Außenröhre 103 einstückig durch Laserschweißen am Anbringabschnitt 110D des Metallgehäuses 110 befestigt (die Schweißteile sind mit Punkten schraffiert).
  • Das hintere Ende des Hauptabschnitt 204B befindet sich hinter dem hinteren Ende des Dichtungselements 191 (auf der der Trenneinrichtung 181 gegenüberliegenden Seite). Das hintere Ende des Hauptabschnitts 204B befindet sich hinter dem hinteren Ende des Dichtungselementhalterabschnitts 103D. Das hintere Ende des Hauptabschnitts 204B befindet sich an einer Stelle, an der das hintere Ende die vom Dichtungselement 191 ausgehenden Anschlussdrähte 193 und 194 umgibt.
  • Die erste Luftschicht AL1 wird zwischen der Innenumfangsfläche des Hauptabschnitts 204B und der Außenumfangsfläche des Trenneinrichtungsgehäuseabschnitts 103B der Außenröhre 103 gebildet. Die zweite Luftschicht AL2 wird zwischen der Innenumfangsfläche des Hauptabschnitts 204B und der Außenumfangsfläche des Anschlussdrahtgehäuseabschnitts 103C der Außenröhre 103 gebildet. Eine dritte Luftschicht AL3 wird zwischen der Innenumfangsfläche des Hauptabschnitts 204B und der Außenumfangsfläche des Dichtungselementhalterabschnitts 103D gebildet. Die erste Luftschicht AL1, die zweite Luftschicht AL2 und die dritte Luftschicht AL3 stehen miteinander in Verbindung. Die dritte Luftschicht AL3 steht mit der Umgebung in Verbindung. Die Größe der ersten Luftschicht AL1 in radialer Richtung ist kleiner als die Größe der zweiten Luftschicht AL2 in radialer Richtung. Die Größe der ersten Luftschicht AL1 in der Richtung der axialen Linie AX ist größer als die Größe der zweiten Luftschicht AL2 in der Richtung der axialen Linie AX.
  • Ein Teil des Hauptabschnitts 204B überlappt den gesamten Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt 103B in Richtung der axialen Linie AX an der Position der ersten Luftschicht AL1. Ein Teil des Hauptabschnitts 204B überlappt den gesamten Anschlussdrahtgehäuseabschnitt 103C in Richtung der axialen Linie AX an der Position der zweiten Luftschicht AL2. Ein Teil des Hauptabschnitts 204B überlappt den gesamten Dichtungselementhalterabschnitt 103D in Richtung der axialen Linie AX an der Position der dritten Luftschicht AL3.
  • Das Wärmeableitelement 204 und der Dichtungselementhalterabschnitt 103D, der das Dichtungselement 191 hält, überlappen einander in Richtung der axialen Linie AX. Im Überlappungsbereich sind das Wärmeableitelement 204 und der Dichtungselementhalterabschnitt 103D radial voneinander beabstandet. Die Wärme in der dritten Luftschicht AL3 wird über eine hintere Öffnung 204D des Wärmeableitelementes 204 nach außen abgeführt.
  • Der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelements 204 ist gleich oder kleiner als das Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B des Metallgehäuses 110, welches den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts 110B beschreibt. In diesem Fall gilt: je größer der maximale Durchmesser D1 des Wärmeableitelementes 204, desto besser. Mit anderen Worten, je kleiner die Differenz zwischen D1 und D2, desto besser. Dies hat folgende Gründe. Wenn D1 groß ist, kann der Trennungsabstand zwischen dem Wärmeableitelement 204 und der Außenröhre 103 groß sein, und die Wärmeübertragung auf das Dichtungselement 191 kann verringert werden. Alternativ kann bei großem D1 der Durchmesser der Außenröhre 103 vergrößert werden, während das Wärmeableitelement 204 und die Außenröhre 103 im Abstand zueinander gehalten werden, sodass die konstruktive Flexibilität der Strukturen interner Komponenten (wie z.B. die Anschlussklemmen 182 und 183 und die Trenneinrichtung 181) erhöht werden kann.
  • Im Hauptabschnitt 204B ist um das Dichtungselement 191 herum eine Vielzahl von Wärmestrahlungsöffnungen 204C vorgesehen. Die Wärme der dritten Luftschicht AL3 wird nicht nur durch die hintere Öffnung 204D des oben beschriebenen Wärmeableitelementes 204, sondern auch durch die Wärmestrahlungsöffnungen 204C nach außen abgeführt. Daher wird die Wärme in der dritten Luftschicht AL3 nicht akkumuliert. Da der Hauptabschnitt 204B des Wärmeableitelementes 204 so angeordnet ist, dass er den Dichtungselementhalterabschnitt 103D umgibt, kann der Hauptabschnitt 204B den Dichtungselementhalterabschnitt 103D vor Steinschlag etc. schützen, der sonst gegen den Dichtungselementhalterabschnitt 103D schlagen würde.
  • ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die in der vorliegenden Beschreibung offengelegte Technik ist nicht auf die oben mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise sind die folgenden verschiedenen Varianten in der Technik enthalten.
  • (1) In den Ausführungsformen 1 und 2 hat das Wärmeableitelement 104 oder 204 eine Dicke (Querschnittsfläche), die größer ist als die Dicke (Querschnittsfläche) der Außenröhre 103, um dadurch den Wärmeübergangswiderstand pro Längeneinheit (den Wärmeübergangswiderstand) des Wärmeableitelements 104 oder 204 zu verringern. Der Wärmedurchgangswiderstand des Wärmeableitelements kann jedoch verringert werden, indem als Material des Wärmeableitelements ein Metallmaterial mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das für die Außenröhre 103 verwendete Metallmaterial verwendet wird. In den Ausführungsformen 1 und 2 werden die Außenröhre 103 und das Wärmeableitelement 104 oder 204 aus SUS304 gebildet. Die Außenröhre 103 kann jedoch z.B. aus SUS304 gebildet werden, und das Wärmeableitelement kann aus einer Aluminiumlegierung sein.
  • (2) In der Ausführungsform 2 überlappt ein Teil des Wärmeableitelements 204 den gesamten Dichtungselementhalterabschnitt 103D in Richtung der axialen Linie AX. Es ist jedoch möglich, dass zumindest ein Teil des Dichtungselementhalterabschnitts 103D das Wärmeableitelement überlappt. Zum Beispiel kann die Länge des Wärmeableitelements so eingestellt werden, dass das hintere Ende des Wärmeableitelements zwischen dem vorderen und hinteren Ende des Dichtungselements 191 in Richtung der axialen Linie AX liegt.
  • (3) In den Ausführungsformen 1 und 2 ist das Wärmeableitelement 104 oder 204 am Anbringabschnitt 110D des Metallgehäuses 110 befestigt. Jedoch kann ein Flansch, der sich vom vorderen Ende des Wärmeableitelements radial nach außen erstreckt, geformt und an der Rückseite des Werkzeugeingriffsabschnittes 110B befestigt werden.
  • (4) Bei den Ausführungsformen 1 und 2 ist der vordere Endabschnitt des Wärmeableitelements 104 oder 204 durch Laserschweißen integral mit dem Anbringabschnitt 110D verbunden. Der vordere Endabschnitt des Wärmeableitelements 104 oder 204 kann jedoch durch ein anderes Schweißverfahren, wie z.B. Widerstandsschweißen, befestigt werden.
  • (5) In den Ausführungsformen 1 und 2 überlappen sich der vordere Endabschnitt des Wärmeableitelements 104 oder 204 und der vordere Endabschnitt der Außenröhre 103 und sind miteinander verbunden. Der vordere Endabschnitt der Außenröhre 103 kann jedoch hinter dem vorderen Endabschnitt des Wärmeableitelements 104 oder 204 angeordnet werden, und das Wärmeableitelement 104 oder 204 kann direkt am Anbringabschnitt 110D des Metallgehäuses 110 befestigt werden.
  • (6) In Ausführungsform 2 sind die Wärmestrahlungsöffnungen 204C kreisförmige Löcher. Die Wärmestrahlungsöffnungen 204C müssen jedoch keine kreisförmigen Löcher sein, sondern können Langlöcher, rechteckige Löcher oder schlitzartige Löcher sein.
  • (7) In den Ausführungsformen 1 und 2 stehen das Wärmeableitelement 104 oder 204 und die Außenröhre 103 in einem Bereich hinter dem Anbringabschnitt 110D nicht miteinander in Kontakt. Das Wärmeableitelement und die Außenröhre können jedoch in einem Teilumfangsbereich miteinander in Kontakt stehen.
  • (8) In den Ausführungsformen 1 und 2 handelt es sich bei den Gassensoren 100 und 200, die beispielhaft dargestellt sind, um Vollbereichs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren. Der Typ der Gassensoren 100 und 200 ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Gassensoren 100 und 200 können Lambdasonden, NOx-Sensoren usw. sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 10:
    Abgasrohr
    20:
    Gewindenut
    100, 200:
    Gassensor
    101:
    inneres Schutzelement
    101C:
    Einführungsöffnung
    102:
    äußeres Schutzelement
    102C:
    Einführungsöffnung
    103:
    Außenröhre
    103A:
    Verbindungsabschnitt
    103B:
    Trenneinrichtungsgehäuseabschnitt
    103C:
    Anschlussdrahtgehäuseabschnitt
    103D:
    Dichtungselementhalterabschnitt
    103E:
    Eröffnung
    103F:
    Stufenabschnitt
    104, 204:
    Wärmeableitelement
    104A, 204A:
    Verbindungsabschnitt
    104B, 204B:
    Hauptabschnitt
    204C:
    Wärmestrahlungsöffnung
    204D:
    hintere Öffnung
    110:
    Metallgehäuse
    110A:
    Gewindeabschnitt
    110B:
    Werkzeugeingriffsabschnitt
    110C:
    Schutzeinrichtungsverbindungsabschnitt
    110D:
    Anbringabschnitt
    111:
    Keramikhalter
    112:
    pulvergefüllte Schicht
    113:
    Keramikhülse
    114:
    Quetschring
    120:
    Gassensorelement
    121:
    Gaserfassungsabschnitt
    181:
    Trenneinrichtung
    182:
    Anschlussklemme (für Sensor)
    183:
    Anschlussklemme (für Heizgerät)
    190:
    verspanntes Metallelement
    191:
    Dichtungselement
    193:
    Sensoranschlussdraht
    194:
    Heizeranschlussdraht
    AL1:
    erste Luftschicht
    AL2:
    zweite Luftschicht
    AL3:
    dritte Luftschicht
    AX:
    axiale Linie
    D1:
    maximaler Durchmesser (des Wärmeableitelements)
    D2:
    Abstandsmaß gegenüberliegender Seite (zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts)
    H1:
    Durchgangsöffnung (des Metallgehäuses)
    H2:
    Durchgangsöffnung (der Trenneinrichtung)
    H3:
    Durchgangsöffnung (des Keramikhalters)
    H4:
    Durchgangsöffnung (der Keramikhülse)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016095223 [0002]
    • JP 201695223 [0002, 0004]

Claims (6)

  1. Ein Gassensor (100), der sich in Richtung einer axialen Linie (AX) erstreckt, aufweisend: ein Gassensorelement (120), das so konfiguriert ist, dass es die Konzentration eines bestimmten Gases in einem zu messenden Gas erfasst; ein röhrenförmiges Metallgehäuse (110) mit einem das Gassensorelement (120) umgebenden polygonalen Werkzeugeingriffsabschnitt (110B); eine röhrenförmige Außenröhre (103), die sich vom Metallgehäuse (110) nach hinten erstreckt, das Gassensorelement (120) umgibt und eine Öffnung (103E) an einem hinteren Ende davon aufweist; ein Dichtungselement (191), das die Öffnung verschließt (103E); und ein röhrenförmiges Wärmeableitelement (104), das die Außenröhre (103) umgibt und die Wärmemenge reduziert, die von einer vorderen Endseite des Gassensors (120) durch die Außenröhre (103) an das Dichtungselement (191) übertragen wird, wobei ein maximaler Durchmesser D1 des Wärmeableitelements (104) gleich oder kleiner als ein Abstandsmaß gegenüberliegender Seiten D2 des Werkzeugeingriffsabschnitts (110B) ist, welches einen Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugeingriffsabschnitts (110B) angibt.
  2. Gassensor nach Anspruch 1, wobei das Wärmeableitelement (104) so angeordnet ist, dass ein hinteres Ende davon vor einem vorderen Ende des Dichtungselements (191) angeordnet ist oder dass das Wärmeableitelement (104) das Dichtungselement (191) in Richtung der axialen Linie (AX) zumindest teilweise überlappt und von der Außenröhre (103) in zumindest einem Teil eines Bereichs, in dem das wärmeableitende Element (104) das Dichtungselement (191) überlappt, beabstandet ist.
  3. Gassensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Außenröhre (103) einen Wärmeübergangswiderstand pro Längeneinheit in Richtung der axialen Linie (AX) aufweist, der größer ist als der des Wärmeableitelements (104).
  4. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wärmeableitelement (104) eine Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke der Außenröhre (103).
  5. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Metallgehäuse (110) einen Anbringabschnitt (110D) aufweist, der sich von einem hinteren Ende des Werkzeugeingriffsabschnitts (110B) nach hinten erstreckt, und das Wärmeableitelement (104) am Anbringabschnitt (110D) direkt oder indirekt über die Außenröhre (103) befestigt ist, während es den Anbringabschnitt (110D) in Richtung der axialen Linie (AX) überlappt.
  6. Gassensor nach Anspruch 5, bei dem ein vorderes Ende des Wärmeableitelements (104), ein vorderes Ende der Außenröhre (103) und der Anbringabschnitt (110D) durch Schweißen einstückig befestigt sind.
DE102020106497.7A 2019-03-15 2020-03-10 Gassensor Pending DE102020106497A1 (de)

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