DE10208514B4

DE10208514B4 - Method for sealing a sensor

Info

Publication number: DE10208514B4
Application number: DE2002108514
Authority: DE
Inventors: Helmut Weyl; Karl-Hermann Friese
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: DE10208514A1

Abstract

Verfahren zum gas- und flüssigkeitsdichten Abdichten eines Meßfühlers zur Messung eines Gasparameters in einem Meßgas, insbesondere zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Meßelement (12) mit einer es umschließenden, elektrisch isolierenden Dichtung (18) in das Gehäuse (10) eingefügt wird, wobei die Dichtung (18) zwischen zwei Keramikformteile (16, 17) eingesetzt wird, durch die die Dichtung (18) unter axialer Pressung gehalten wird, und wobei die Dichtung (18) in Kontakt zu dem Sensorelement steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (18) zumindest partiell radial gepreßt und die Pressung nach dem Einfügen aufrechterhalten wird.method for gas and liquid tightness Sealing a probe for Measurement of a gas parameter in a measuring gas, in particular for measurement the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine, at the one measuring element (12) with an enclosing, electrically insulating gasket (18) is inserted into the housing (10), wherein the seal (18) between two ceramic moldings (16, 17) is used, through which the seal (18) under axial pressure is held, and wherein the seal (18) in contact with the sensor element is, characterized in that the seal (18) at least partially pressed radially and the pressure after insertion is maintained.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum gas- und flüssigkeitsdichten Abdichten eines Meßfühlers zur Messung eines Gasparameters eines Meßgases, insbesondere zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention is based on a method for gas and liquid-tight Sealing a probe for Measurement of a gas parameter of a measuring gas, in particular for measurement the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine, after the preamble of claim 1.

Bei einem als Lambdasonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine bekannten elektrochemischen Meßfühler dieser Art ( DE 195 32 090 A1 ) ist die Dichtung aus drei aufeinanderliegenden, scheibenförmigen Dichtungselementen zusammengesetzt, die zwischen zwei Keramikformteilen eingespannt sind. Die beiden äußeren Dichtungselemente bestehen aus Steatit und das mittlere Dichtungselement aus Bornitrid. Die Dichtungselemente umschließen das Meß- oder Sensorelement und liegen dicht an der Innenwand des Gehäuses an. Die aus Steatit bestehenden Dichtungselemente werden vor dem Einbau in das Gehäuse durch Sintern bei einer niedrigen Temperatur zu Ringen vorgeformt. Das aus hexagonalem Bornitrid bestehende mittlere Dichtungselemente wird dagegen bei einer sehr hohen Temperatur heiß gepreßt. Die Dichtungselement werden in das Gehäuse eingesetzt, nachdem zuvor ein unteres Keramikformteil in das Gehäuse eingeschoben worden ist, das sich auf einer am Gehäuse ausgebildeten Ringschulter abstützt. Danach wird ein äußeres Keramikformteil auf die Dichtung aufgesetzt und ein Spanntopf auf das Keramikformteil aufgeschoben, der nach axialem Zusammenpressen der Dichtung sich mit seinem Topfrand im Gehäuse verkrallt.In a known as lambda probe for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine electrochemical sensor of this type ( DE 195 32 090 A1 ) The seal is composed of three superimposed disc-shaped sealing elements which are clamped between two ceramic moldings. The two outer sealing elements consist of steatite and the middle sealing element of boron nitride. The sealing elements surround the measuring or sensor element and lie close to the inner wall of the housing. The steatite sealing elements are preformed into rings prior to installation in the housing by sintering at a low temperature. By contrast, the hexagonal boron nitride middle sealing elements are hot pressed at a very high temperature. The sealing elements are inserted into the housing, after previously a lower ceramic molding has been inserted into the housing, which is supported on an annular shoulder formed on the housing. Thereafter, an outer ceramic molding is placed on the seal and pushed a clamping pot on the ceramic molding, which digs after axially compressing the seal with its pot edge in the housing.

Aus der WO 98/41852 A1 ist ein Gasmessfühler mit einem Sensorelement beschrieben, das in einem Keramikformteil angeordnet ist. Das Sensorelement ist durch eine Glasdichtung und zwei Glashalterungen abgedichtet beziehungsweise festgelegt. Das Keramikformteil ist von einer weiteren Dichtung umgeben, die durch eine Metallhülse derart gegen einen konischen Bereich des Gehäuses gedrückt wird, daß die weitere Dichtung sich an die Außenwand des Keramikformteils anlegt.Out WO 98/41852 A1 is a gas sensor with a sensor element described, which is arranged in a ceramic molding. The sensor element is sealed by a glass seal and two glass holders or fixed. The ceramic molding is of another Seal surrounded by a metal sleeve so against a conical Area of the housing depressed will that the further seal itself to the outer wall of the ceramic molding applies.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum gas- und flüssigkeitsdichten Abdichten eines Meßfühlers hat den Vorteil, daß durch die partielle, radiale Pressung der Dichtung bei der Montage, die im Endzustand weiter aufrechterhalten wird, eine ausreichend große Fertigungs- und Betriebssicherheit des Meßfühlers bezüglich der Abdichtung gegenüber dem Gasraum gewährleistet wird. Schwankungen der radialen Abmessungen der zu fügenden Dichtpartner Meß- oder Sensorelement, Dichtung und Gehäuse aufgrund von Fertigungstoleranzen werden ausgeglichen, da sich die Dichtung durch die radiale Pressung stark verformt, dadurch das Dichtmaterial sich selbst genügend verdichtet und ausreichend dicht bleibt und die Abdichtung zum Sensorelement einerseits und zum Gehäuse andererseits zuverlässig herstellt. Die gute Dichtwirkung bleibt auch bei hohen Temperaturen erhalten, wenn sich das Dichtmaterial und das Gehäuse wegen unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten unterschiedlich ausdehnen.The inventive method for gas and liquid tightness Sealing a probe has the advantage that through the partial, radial compression of the seal during assembly, the is maintained in the final state, a sufficiently large manufacturing and reliability of the probe with respect to Sealing against ensured the gas space becomes. Variations in the radial dimensions of the sealing partners to be joined Sensor element, seal and housing due of manufacturing tolerances are compensated as the seal strongly deformed by the radial pressure, thereby the sealing material yourself enough compressed and sufficiently tight and the seal to the sensor element on the one hand and to the housing on the other hand reliable manufactures. The good sealing effect remains even at high temperatures obtained when the sealing material and the housing due different coefficients of thermal expansion stretching differently.

Durch die in den weiteren Ansprüchen 2 – 13 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.By in the further claims 2 - 13 listed measures are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified method possible.

Die erfindungsgemäße partielle, radiale Pressung der Dichtung kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden:
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Gehäuse mit einem Gehäuseabschnitt versehen, der einen in Einfügerichtung sich stetig reduzierenden lichten Querschnitt aufweis, und die zylindrisch ausgebildete Dichtung zumindest teilweise in den Gehäuseabschnitt axial eingeschoben.The partial, radial compression of the seal according to the invention can be achieved in different ways:
According to an advantageous embodiment of the invention, the housing is provided with a housing section having a continuous reducing in the insertion direction clear cross-section, and the cylindrically shaped seal at least partially axially inserted into the housing portion.

Alternativ kann nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in der Gehäusewand des Gehäuses ein plastisch verformbarer, ringförmiger Wandbereich so vorgesehen werden, daß er die in das Gehäuse eingesetzte Dichtung zumindest über einen Teil ihrer axialen Erstreckung umschließt. Bei in dem Gehäuse einliegender Dichtung wird dann der Wandbereich von außen nach innen verformt.alternative can according to another embodiment the invention in the housing wall of the housing a plastically deformable, annular wall portion is provided he will in the case used seal at least one Part of its axial extent encloses. When in the housing einliegender Seal is then deformed the wall area from outside to inside.

In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird das Gehäuse nach vorherigem Aufwärmen auf die Dichtung aufgeschrumpft.In an alternative embodiment the procedure becomes the housing after warming up Shrunk on the seal.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Dichtung mit dem von ihm umschlossenen Sensor- oder Meßelement in eine dünnwandige, plastisch verformbare Hülse eingesetzt und danach die Hülse in ihrem die Dichtung umschließenden Bereich zumindest partiell radial zusammengedrückt. Anschließend wird die Hülse in das Gehäuse eingesetzt und darin abgedichtet festgelegt, z.B. durch einen Dichtungsring oder durch Verschweißen mit dem Gehäuse.In a preferred embodiment invention, the gasket with the sensor or measuring element in a thin-walled, plastically deformable sleeve and then the sleeve in their enclosing the seal Area at least partially radially compressed. Subsequently, will the sleeve inserted into the housing and sealed therein, e.g. through a sealing ring or by welding with the housing.

Das Zusammendrücken der Hülse kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vor dem Einsetzen in das Gehäuse durch Rollen, Verstemmen, Hämmern und dgl. oder in einer alternativen Ausführungsform beim Einsetzen der das Dichtungselement umschließenden Hülse in das Gehäuse vorgenommen werden, indem das Gehäuse mit einem im lichten Querschnitt sich verjüngenden Gehäuseabschnitt versehen und die Hülse in den verjüngten Gehäuseabschnitt zumindest teilweise axial eingeschoben wird.The compression of the sleeve can be made according to an advantageous embodiment of the invention prior to insertion into the housing by rolling, caulking, hammering and the like. Or in an alternative embodiment when inserting the sealing element enclosing sleeve in the housing by the housing with a in clear cross-section tapering Provided housing portion and the sleeve is at least partially inserted axially into the tapered housing portion.

Ein Meßfühler, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gas- und flüssigkeitsdicht abgedichtet ist, ist in Anspruch 14 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 14 angegebenen Meßfühlers finden sich in den weiteren Ansprüchen 15 – 19.One Probe, the according to the inventive method gas and liquid tight is sealed in claim 14 is given. Advantageous developments and improvements of the specified in claim 14 find sensor in the further claims 15-19.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung:The The invention is based on embodiments shown in the drawing closer in the following described. In a schematic representation:

1 bis 5 jeweils einen Längsschnitt einer Lambdasonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine gemäß vier verschiedener Ausführungsbeispiele. 1 to 5 in each case a longitudinal section of a lambda probe for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine according to four different embodiments.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Die in 1 als Ausführungsbeispiel für einen allgemeinen Meßfühler zur Messung eines Gasparameters im Meßgas im Längsschnitt dargestellte Lambdasonde zur Bestimmung des Gasparameters Sauerstoffkonzentration im das Meßgas darstellenden Abgas einer Brennkraftmaschine hat ein metallisches Gehäuse 10, das ein Gewinde 11 als Befestigungsmittel für den Einbau in das Abgasrohr der Brennkraftmaschine besitzt. In das hohlzylindrische Gehäuse 10 ist ein plättchenförmiges Meß- oder Sensorelement 12 eingesetzt, das mit einem abgasseitigen Endabschnitt 121 und einem anschlußseitigen Endabschnitt 122 aus dem Gehäuse 10 vorsteht. Der abgasseitige Endabschnitt 121 des Sensorelements 12 ist von einem Schutzrohr 13 umgeben, das am Gehäuse 10 festgelegt ist und Öffnungen 14 für den Durchtritt des Abgases aufweist. Der anschlußseitige Endabschnitt 122 trägt Anschlußkontakte 15, die mit einem hier nicht dargestellten Kontaktstecker eines Anschlußkabels kontaktiert werden.In the 1 As an exemplary embodiment of a general sensor for measuring a gas parameter in the measuring gas in longitudinal section shown lambda probe for determining the gas parameter oxygen concentration in the measuring gas representing exhaust gas of an internal combustion engine has a metallic housing 10 that a thread 11 as a fastener for installation in the exhaust pipe of the internal combustion engine has. Into the hollow cylindrical housing 10 is a plate-shaped measuring or sensor element 12 used, with an exhaust side end portion 121 and a terminal-side end portion 122 out of the case 10 protrudes. The exhaust-side end section 121 of the sensor element 12 is from a protective tube 13 surrounded by the case 10 is fixed and openings 14 having for the passage of the exhaust gas. The connection-side end portion 122 carries connection contacts 15 , which are contacted with a contact plug, not shown here a connection cable.

Das koaxial angeordnete Sensorelement 12 wird mittels eines inneren Keramikformteils 16 und eines äußeren Keramikformteils 17 mit dazwischenliegender Dichtung 18, die das Sensorelement 12 umschließen, im Gehäuse 10 festgelegt, wobei das innere Keramikformteil 16 über einen metallischen Dichtring 19 an einer an der Innenwand des Gehäuses 10 ausgebildeten Ringschulter 20 abgestützt und das äußere Keramikformteil 17 mittels eines auf das äußere Keramikformteil 17 aufgeschobenen Spanntopfs 21 in Axialrichtung auf die Dichtung 18 aufgepreßt wird. Der Spanntopf 21 trägt an seinem Topfrand beispielsweise gleichmäßig verteilt mehrere nach innen weisende Krallen 22, die in am Gehäuse 10 eingeformte Einkerbungen 23 eingreifen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Dichtung 18 aus drei aufeinanderliegenden Dichtungselementen, wobei beispielsweise die beiden außenliegenden Dichtungselemente aus Steatit und das mittlere Dichtungselement aus Bornitrid sein kann. Alternativ ist es auch möglich die Dichtung 18 mit zwei Dichtungselementen, z.B. einem aus Steatit und einem aus Bornitrid aufzubauen. Letztlich kann die Dichtung 18 auch aus einem einzigen Dichtungselement bestehen.The coaxially arranged sensor element 12 is by means of an inner ceramic molding 16 and an outer ceramic molding 17 with intermediate gasket 18 that the sensor element 12 enclose, in the case 10 set, wherein the inner ceramic molding 16 via a metallic sealing ring 19 at one on the inner wall of the housing 10 trained ring shoulder 20 supported and the outer ceramic molding 17 by means of a on the outer ceramic molding 17 deferred tension pot 21 in the axial direction on the seal 18 is pressed on. The tension pot 21 For example, evenly distributed on its pot edge, several inwardly facing claws 22 in the case 10 molded notches 23 intervention. In the illustrated embodiment, the seal 18 of three superimposed sealing elements, wherein, for example, the two outer sealing elements of steatite and the middle sealing element may be made of boron nitride. Alternatively, it is also possible the seal 18 to build up with two sealing elements, eg one made of steatite and one of boron nitride. Ultimately, the seal can 18 also consist of a single sealing element.

Um eine zuverlässige, gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung des Meßfühlers gegenüber dem Abgasraum zu erzielen, wird die Dichtung 18 bei der Montage zumindest partiell radial gepreßt und die Pressung nach dem Einfügen der Dichtung 18 in das Gehäuse 10 aufrechterhalten. Nach Einsetzen des aus Sensorelement 12, innerem Keramikformteil 16, Dichtung 18 und äußerem Keramikformteil 17 bestehenden Pakets wird der Spanntopf 21 auf das äußere Keramikformteil 17 aufgeschoben, und beispielsweise mittels eines Stempels eine Axialkraft auf den Spanntopf 21 ausgeübt, bis nach axialem Zusammendrücken der Dichtung 18 die Krallen 22 am Spanntopf 21 in die Einkerbungen 23 einrasten.In order to achieve a reliable, gas and liquid-tight seal of the probe with respect to the exhaust chamber, the seal 18 at least partially radially pressed during assembly and the pressure after insertion of the seal 18 in the case 10 maintained. After inserting the sensor element 12 , inner ceramic molding 16 , Poetry 18 and outer ceramic molding 17 existing package is the tension pot 21 on the outer ceramic molding 17 deferred, and for example by means of a punch an axial force on the clamping pot 21 exercised until after axial compression of the seal 18 the claws 22 at the tension pot 21 in the notches 23 engage.

Bei dem in 1 dargestellten Meßfühler wird die partielle radiale Pressung der Dichtung 18 dadurch erreicht, daß das Gehäuse 10 mit einem Gehäuseabschnitt 101 versehen wird, dessen lichter Querschnitt in Einfügerichtung sich stetig reduziert. Beim Einsetzen der Dichtung 18 in das Gehäuse 10 wird die Dichtung 18 mit einer Ringzone 181, deren axiale Breite ungefähr der des Gehäuseabschnitts 101 entspricht, in den verjüngten Gehäuseabschnitt 101 axial eingepreßt. Da die Ringzone 181 der Dichtung 18 einen Außendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner ist als der größte lichte Durchmesser des verjüngten Gehäuseabschnitts 101, wird durch das Einpressen die Dichtung 18 im Bereich ihrer Ringzone 181 radial zusammengepreßt.At the in 1 shown sensor is the partial radial pressure of the seal 18 achieved in that the housing 10 with a housing section 101 is provided, the light cross-section in the insertion direction is steadily reduced. When inserting the seal 18 in the case 10 becomes the seal 18 with a ring zone 181 whose axial width is approximately that of the housing section 101 corresponds, in the tapered housing section 101 pressed axially. Because the ring zone 181 the seal 18 an outer diameter that is slightly smaller than the largest inner diameter of the tapered housing portion 101 , By pressing the seal 18 in the area of their ring zone 181 radially compressed.

In dem Ausführungsbeispiel des Meßfühlers gemäß 2 ist zur Erzielung einer partiellen, radialen Pressung der Dichtung 18 in der Gehäusewand des Gehäuses 10 ein plastisch verformbarer Wandbereich 102 so vorgesehen, daß er die in das Gehäuse 10 eingesetzte Dichtung 18 über einen Teil deren axialen Erstreckung umschließt. Nach Einsetzen des Pakets aus Sensorelement 12, Keramikformteilen 16, 17 und Dichtung 18 und Aufspannen des Spanntopfs 21 wird der Wandbereich 102 von außen nach innen verformt, wodurch die partielle radiale Pressung der Dichtung 18 in deren Ringzone 181 herbeigeführt wird. Für die Verformung des Wandbereichs 102 kann beispielsweise ein Rollierwerkzeug 24, wie es in 2 strichpunktiert angedeutet ist, verwendet werden, wobei auf das Rollierwerkzeug 24 eine radial gerichtete Kraft 25 einwirkt. Bei dem in 2 dargestellten Aufbau der Dichtung 18 aus drei Dichtelementen wird die mittlere Bornitrid-Scheibe durch die sich nach innen verformende Gehäusewand 102 verdichtet. Im übrigen ist der Aufbau des Meßfühlers identisch dem zu 1 beschriebenen, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.In the embodiment of the probe according to 2 is to achieve a partial, radial compression of the seal 18 in the housing wall of the housing 10 a plastically deformable wall area 102 provided so that he in the housing 10 used seal 18 over a part enclosing its axial extent. After inserting the package from sensor element 12 , Ceramic moldings 16 . 17 and seal 18 and stretching the clamping pot 21 becomes the wall area 102 deformed from outside to inside, causing the partial radial compression of the seal 18 in their ring zone 181 is brought about. For the deformation of the wall area 102 For example, a roller burnishing tool 24 as it is in 2 dash-dotted lines are used be, taking on the roller burnishing tool 24 a radially directed force 25 acts. At the in 2 illustrated construction of the seal 18 From three sealing elements, the average boron nitride disc through the inwardly deforming housing wall 102 compacted. Incidentally, the structure of the probe is identical to that 1 described, so that the same components are provided with the same reference numerals.

Bei den in 3 und 4 dargestellten beiden Meßfühlern, die im Aufbau mit Ausnahme einer zusätzlichen, dünnwandigen Hülse 26 dem Aufbau der Meßfühler in 1 und 2 entsprechen, sind ebenfalls gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei diesen beiden Meßfühlern ist das Paket aus Sensorelement 12, Keramikformteilen 16 und 17 und dazwischenliegender Dichtung 18 nicht unmittelbar in das Gehäuse 10, sondern in die Hülse 26 eingesetzt. Die Hülse 26 kann aus Metall oder einem sonstigen, plastisch verformbaren Werkstoff bestehen. Ist das Paket in die Hülse 26 eingesetzt, so wird die Hülse 26 im Bereich der Dichtung 18 partiell radial zusammengedrückt, wie dies in 3 dargestellt ist. Dadurch wird wiederum eine radiale Pressung auf die mittlere Ringzone 181 der Dichtung 18, im Ausführungsbeispiel derAt the in 3 and 4 shown two sensors that are in construction with the exception of an additional, thin-walled sleeve 26 the structure of the sensor in 1 and 2 correspond, the same components are also provided with the same reference numerals. For these two probes, the package is sensor element 12 , Ceramic moldings 16 and 17 and intermediate gasket 18 not directly in the housing 10 but in the sleeve 26 used. The sleeve 26 can be made of metal or other plastically deformable material. Is the package in the sleeve 26 used, then the sleeve 26 in the field of sealing 18 partially radially compressed, as in 3 is shown. This will in turn be a radial pressure on the middle ring zone 181 the seal 18 , in the embodiment of

3 auf die Bornitrid-Scheibe, ausgeübt, wodurch einerseits das Dichtungsmaterial verdichtet wird und andererseits Einbautoleranzen der zu fügenden Dichtungspartner Sensorelement 12, Dichtung 18 und Hülse 26 ausgeglichen werden. Anschließend wird die Hülse 26 in das Gehäuse 10 eingesetzt, wobei das innere Keramikformteil 16 sich wiederum über den metallischen Dichtring 19 auf der Ringschulter 20 abstützt, und anschließend wird durch Aufschieben des Spanntopfs 21 die axiale Pressung der Dichtung 18 herbeigeführt. Zusätzlich oder anstelle des Dichtrings 19 kann die Hülse 26 auch mittels einer rundumlaufenden Schweißnaht mit dem Gehäuse 10 gasdicht verbunden werden. Die plastische Verformung der Hülse 26 kann beispielsweise durch Rollen, Verstemmen, Hämmern und dgl. vorgenommen werden. 3 on the boron nitride disc, exercised, whereby on the one hand the sealing material is compressed and on the other hand installation tolerances of the sealing partner to be joined sensor element 12 , Poetry 18 and sleeve 26 be compensated. Subsequently, the sleeve 26 in the case 10 used, wherein the inner ceramic molding 16 in turn via the metallic sealing ring 19 on the ring shoulder 20 supported, and then by pushing the clamping pot 21 the axial pressure of the seal 18 brought about. In addition to or instead of the sealing ring 19 can the sleeve 26 also by means of a circumferential weld with the housing 10 be connected gas-tight. The plastic deformation of the sleeve 26 For example, by rolling, caulking, hammering and the like. Be made.

Wie hier nicht weiter dargestellt ist, kann das Zusammendrücken der Hülse 26 zum Zwecke der radialen partiellen Pressung der Dichtung 18 auch beim Einsetzen der wie vorstehend beschrieben vormontierten Hülse 26 in das Gehäuse 10 herbeigeführt werden, indem das Gehäuse 10 – in gleicher Weise wie in 1 dargestellt ist – einen Abschnitt mit einem in Einsetzrichtung sich verjüngenden lichten Querschnitt erhält, in den die Hülse 26 unter Verformung ihres mittleren Hülsenabschnitts eingeschoben wird. Der Außendurchmesser der Hülse 26 ist in dem zu verformenden Bereich hierzu wenig kleiner gewählt als der größte lichte Durchmesser im verjüngten Gehäuseabschnitt.As not shown here, the compression of the sleeve 26 for the purpose of radial partial compression of the gasket 18 also when inserting the pre-assembled as described above sleeve 26 in the case 10 be brought about by the housing 10 - in the same way as in 1 is shown - a section having a tapered in the insertion direction clear cross section receives, in which the sleeve 26 is inserted under deformation of its central sleeve portion. The outer diameter of the sleeve 26 is chosen in the region to be deformed this little smaller than the largest inside diameter in the tapered housing portion.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Lambdasonde gemäß 4 besitzt die dünnwandige Hülse 26 einen sich konisch verjüngenden Hülsenabschnitt 261. Zur Herstellung der partiellen, radialen Pressung der Dichtung 18 wird diese von dem den größeren lichten Durchmesser aufweisenden Stirnende dieses Hülsenabschnitts 261 aus axial in den Hülsenabschnitt 261 eingepreßt. In gleicher Weise, wie zu 3 beschrieben ist, wird danach die mit Sensorelement 12, Keramikformteilen 16, 17 und Dichtung 18 vormontierte Hülse 26 in das Gehäuse 10 eingesetzt und mit dem Spanntopf 21 axial gegen den dort auf der Ringschulter 20 am Gehäuse 10 aufliegenden metallischen Dichtring 19 axial verspannt.In the embodiment of the lambda probe according to 4 owns the thin-walled sleeve 26 a conically tapered sleeve section 261 , For the production of partial, radial compression of the seal 18 this is the larger diameter of the end having this end portion of the sleeve 261 from axially into the sleeve section 261 pressed. In the same way as to 3 is described, then with the sensor element 12 , Ceramic moldings 16 . 17 and seal 18 pre-assembled sleeve 26 in the case 10 used and with the clamping pot 21 axially against the there on the ring shoulder 20 on the housing 10 resting metallic sealing ring 19 axially braced.

Wie nicht weiter dargestellt ist, kann eine radiale Pressung der Dichtung 18 und damit eine Verdichtung des Dichtungsmaterials und ein Toleranzausgleich zwischen den Dichtpartner Gehäuse 10, Dichtung 18 und Sensorelement 12 dadurch erreicht werden, daß das vorgeheizte Gehäuse 10 oder die vorgeheizte Hülse 26 aus Metall auf die Dichtung 18 aufgeschrumpft wird. Dieses Montageverfahren kann gleichzeitig zum Ausheizen des Meßfühlers 12 benutzt werden, um organische Substanzen, wie z.B. Ölrückstände von der Gehäusefertigung, zu entfernen.As not further illustrated, a radial compression of the seal 18 and thus a compression of the sealing material and a tolerance compensation between the sealing partner housing 10 , Poetry 18 and sensor element 12 be achieved in that the preheated housing 10 or the preheated sleeve 26 made of metal on the seal 18 is shrunk. This assembly process can simultaneously for heating the probe 12 used to remove organic substances, such as oil residues from the housing production.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Anwendung bei Lambdasonden beschränkt. Es kann bei allen Meßfühlern angewendet werden, die gegenüber einem Meßgasraum abgedichtet werden müssen. Beispiele solcher Meßfühler sind z.B. Temperatursonden zur Messung des Gasparameters Temperatur, Feuchtigkeitsfühler, Druckfühler oder andere elektronische Meßfühler, die andere Gaskomponenten im Abgas, z.B. Stickoxide, sensieren.The inventive method is not limited to the use with lambda probes. It can be used with all sensors be opposite a measuring gas space must be sealed. Examples of such sensors are e.g. Temperature probes for measuring the gas parameter temperature, Humidity sensor, pressure sensor or other electronic probes that other gas components in the exhaust gas, e.g. Nitrogen oxides, sensate.

Claims

Method for gas-tight and liquid-tight sealing of a measuring sensor for measuring a gas parameter in a measuring gas, in particular for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine, in which a measuring element ( 12 ) with an enclosing, electrically insulating seal ( 18 ) in the housing ( 10 ), the gasket ( 18 ) between two ceramic moldings ( 16 . 17 ) is used, through which the seal ( 18 ) is held under axial pressure, and wherein the seal ( 18 ) is in contact with the sensor element, characterized in that the seal ( 18 ) at least partially radially pressed and the pressure is maintained after insertion.

Method according to claim 1, characterized in that the housing ( 10 ) with a housing section ( 101 ) is provided, which has a tapered in the insertion direction clear cross section, and that the cylindrically shaped seal ( 18 ) at least partially into the housing section ( 101 ) is inserted axially.

Method according to claim 2, characterized in that the outer diameter of the seal ( 18 ) is selected to be slightly smaller in the insertion region than the largest inner diameter of the tapered housing section ( 101 ).

Method according to claim 1, characterized in that in the housing wall of the housing ( 10 ) an annular wall area ( 102 ) is formed plastically deformable and arranged so that it in the housing ( 10 ) used seal ( 18 ) encloses at least a part of its axial extent, and that the wall area ( 102 ) when the seal is in place ( 18 ) is deformed from outside to inside.

Method according to claim 1, characterized in that the housing ( 10 ) after preheating the gasket ( 18 ) is shrunk.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the housing ( 10 ) two the seal ( 18 ) between receiving ceramic molded parts ( 16 . 17 ) are used and that for the production of the axial pressure of the seal ( 18 ) that a ceramic molding ( 16 ) on one of the housing ( 10 ) trained annular shoulder ( 20 ) and on the other ceramic molding ( 17 ) a tension pot ( 21 ) is pushed, after the axial compression of the seal ( 18 ) with its pot edge in the housing ( 10 ) is anchored.

Method according to claim 1, characterized in that the seal ( 18 ) with the sensor element enclosed by it ( 12 ) in a thin-walled, plastically deformable sleeve ( 26 ) and then the sleeve ( 26 ) in her the seal ( 18 ) enclosing area is compressed at least partially radially and that subsequently the sleeve ( 26 ) in the housing ( 10 ) is set and sealed therein.

Method according to claim 7, characterized in that the compression of the sleeve ( 26 ) before insertion into the housing ( 10 ) by rolling, caulking, hammering and the like. Is made.

Method according to claim 7, characterized in that the compression of the sleeve ( 26 ) when inserting the sleeve ( 26 ) in the housing ( 10 ) is made by the housing ( 10 ) with a housing section ( 101 ) whose light cross-section tapers in the insertion direction, and the sleeve ( 26 ) in the tapered housing section ( 101 ) is inserted at least partially axially.

Method according to claim 9, characterized in that the outer diameter of the sleeve ( 26 ) is selected in the Einschiebebereich little smaller than the largest inside diameter of the tapered housing portion ( 101 ).

Method according to claim 1, characterized in that a thin-walled sleeve ( 26 ) with a conically tapering sleeve section ( 261 ) is provided that the cylindrically shaped seal ( 18 ) at least partially from the front of the sleeve portion having the largest inner diameter ( 261 ) into the sleeve section ( 261 ) is inserted axially and then that the sleeve ( 26 ) in the housing ( 10 ) is set and sealed therein.

Method according to claim 11, characterized in that the outer diameter of the seal ( 18 ) in the insertion region is dimensioned to be smaller than the largest inner diameter of the tapered sleeve section ( 261 ).

Method according to one of claims 7 - 12, characterized in that in the sleeve ( 26 ) two the seal ( 18 ) between receiving ceramic molded parts ( 16 . 17 ) are used, that the sleeve ( 26 ) on the edge of the one ceramic molding ( 16 ) and that for the production of the axial pressure of the seal ( 18 ) the sleeve ( 26 ) with the beading on one of the housing ( 10 ) trained annular shoulder ( 20 ) and on the other ceramic molding ( 17 ) a tension pot ( 21 ) is pushed, after the axial compression of the seal ( 18 ) with its pot edge in the housing ( 10 ) is anchored.

Sensor for measuring a gas parameter of a measuring gas, in particular for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine, having a housing ( 10 ), with one in the housing ( 10 ) arranged on both end sides of the housing ( 10 ) above measuring element ( 12 ) and with a measuring element ( 12 ) opposite the housing ( 10 ) electrically insulating and gas- and liquid-tight sealing gasket ( 18 ) between two ceramic moldings ( 16 . 17 ) is arranged, through which the seal ( 18 ) is axially compressed, wherein the seal ( 18 ) directly to the measuring element ( 12 ), characterized in that at least one ring zone ( 181 ) of the seal ( 18 ) acts a radially directed pressing force.

Sensor according to claim 14, characterized in that the housing ( 10 ) a housing section ( 101 ) having a decreasing in the axial direction clear cross-section, the largest diameter of which is slightly larger than the outside diameter of the annular zone ( 181 ) of the seal ( 18 ), and that the seal ( 18 ) with its ring zone ( 181 ) in the tapered housing section ( 101 ) is pressed.

Sensor according to claim 14, characterized in that the seal ( 18 ) of a thin-walled sleeve ( 26 ), which is located in the area of the ring zone ( 181 ) of the seal ( 18 ) is pressed, and that the sleeve ( 26 ) in the housing ( 10 ) is fixed sealed.

Sensor according to claim 14, characterized in that the seal ( 18 ) of a thin-walled sleeve ( 26 ) and in the housing ( 10 ) is formed a housing portion having a tapered clear cross-section, the largest diameter of which is slightly larger than the outside diameter of the annular zone ( 181 ) of the seal ( 18 ) covering the sleeve portion and that the sleeve ( 26 ) is axially pressed with this sleeve portion in the tapered housing portion.

Sensor according to claim 14, characterized in that the sleeve ( 26 ) a sleeve section ( 261 ) having a tapering clear cross-section, the largest diameter of which is slightly larger than the outside diameter of the annular zone ( 181 ) of the seal ( 18 ) and that the seal ( 18 ) with its ring zone ( 181 ) in the tapered sleeve section ( 261 ) is pressed and the sleeve ( 26 ) in the housing ( 10 ) is fixed sealed.

Sensor according to one of claims 14 - 18, characterized in that in the housing ( 10 ) or in the sleeve ( 26 ) two the seal ( 18 ) between receiving ceramic molded parts ( 16 . 17 ) are used, that the one ceramic molded part ( 16 ) on one of the housing ( 10 ) trained annular shoulder ( 20 ) and the other ceramic molding ( 17 ) by a pushed on its free front end, in the housing ( 10 ) anchored clamping pot ( 21 ) is acted upon by an axially directed pressing force.

Sensor according to one of claims 1 to 19, characterized in that the seal ( 18 ) enclosed measuring element ( 12 ) on both ends of the housing ( 10 ) stands out from this.