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Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf einen Gassensor, der in ein Auspuffrohr eines Kraftfahrzeugmotors
eingebaut werden kann, um die Konzentration eines Gases wie O2, NOx oder CO zu
messen und insbesondere auf einen verbesserten Aufbau eines solchen
Gassensors, mit dem sich eine thermische Schädigung eines Wasser abweisenden Filters
minimieren lässt.
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Es ist bekannt, Gassensoren in einem
Auspuffrohr eines Kraftfahrzeugs einzubauen, um für die Steuerung
des Luft-Kraftstoffverhältnisses
des Motors verwendet zu werden.
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7 zeigt
ein Beispiel für
einen solchen Gassensor, der in der
JP 11-72464 B1 (entspricht der am 28. Mai
2002 veröffentlichten
US 6 395 159 B2 ) offenbart
ist.
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Der Gassensor 9 enthält einen
Gasmessfühler,
der dazu dient, die Konzentration eines gegebenen Gasbestandteils
zu messen, ein Gehäuse,
in dem der Gasmessfühler über ein
Isolationsporzellan angeordnet ist, eine mit einem Kopfende des
Gehäuses
verbundene Gasmessfühlerschutzabdeckung und
eine mit einem Fußende
des Gehäuses
verbundene atmosphärenseitige
Abdeckung 91.
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Die atmosphärenseitige Abdeckung 91 besteht
aus einer Hauptabdeckung 911 und einer Filterabdeckung 912.
Die Hauptabdeckung 911 hat einen Abschnitt großen Durchmessers,
der zur Luft frei liegt und mit einer Seitenwand des Fußendes des
Gehäuses
verschweißt
ist, und einen Abschnitt kleinen Durchmessers, der von der Filterabdeckung 912 umgeben
ist. Die Filterabdeckung 912 ist gequetscht, um Einschnürungen zu
bilden, die dazu dienen, die Filterabdeckung 912 über einen
zylinderförmigen Wasser
abweisenden Filter 23 mit dem Abschnitt kleinen Durchmessers
der Hauptabdeckung 911 zu verbinden.
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In einem offenen Ende des Abschnitts
kleinen Durchmessers der Hauptabdeckung 911 ist luftdicht
abschließend
eine elastische Dichtung 17 eingebaut. Die elastische Dichtung 17 wird,
wie die Zeichnung verdeutlicht, mittels der Einschnürungen der
Hauptabdeckung 911 und der Filterabdeckung 912 festgehalten.
Durch Löcher 170,
die in der elastischen Dichtung 17 ausgebildet sind, laufen
luftdicht abschließend
Leitungen 16 zur Außenseite
des Gassensors 9, um ein Sensorausgangssignal zu einer externen
Sensorsteuerung zu übertragen
und von dieser elektrischen Strom aufzunehmen.
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Wenn der Gassensor 19 in
dem Auspuffrohr des Kraftfahrzeugmotors eingebaut wird, liegt ein (nicht
gezeigter) Kopfabschnitt des Gehäuses
zu den Abgasen hin frei, so dass er intensiver Hitze ausgesetzt
ist. Die Wärme
wird zu der atmosphärenseitigen Abdeckung 91 übertragen,
was dazu führt,
dass die Temperatur des Kopfabschnitts der Hauptabdeckung 911 steigt.
Die Hauptabdeckung 911 liegt wie gesagt zur Luft frei,
so dass ihre Temperatur allmählich
von ihrem Kopfabschnitt zu ihrem Fußabschnitt (d.h. einem oberen
Abschnitt in der Zeichnung) abnimmt.
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Der Abschnitt kleinen Durchmessers
der Hauptabdeckung 911 ist von dem Wasser abweisenden Filter 23 und
der Filterabdeckung 912 umgeben, so dass die Wärme beim
Abschnitt kleinen Durchmessers bleibt.
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Der Wasser abweisende Filter 23 besteht
gewöhnlich
aus einem porösen
Harzmaterial, so dass er wie die elastische Dichtung 17 einer
thermischen Verformung oder einer Änderung seines Elastizitätskoeffizienten
unterliegen kann, was dazu führt,
dass sich die Verbindung des Wasser abweisenden Filters 23 mit
der Hauptabdeckung 911 lockert. Die thermische Verformung
des Wasser abweisenden Filters 23 führt auch dazu, dass seine Poren
verstopft oder verschlossen werden, was zu einer Störung des
Luftstroms von der Außenseite
der Filterabdeckung 912 durch Luftdurchlässe 913 und 914 in
das Innere der Abdeckung 911 führt. Dies führt zu einem Sauerstoffmangel
in dem Gassensor 9, was wiederum zu einem Fehler beim Betrieb
des Gassensors 9 führt.
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Der Erfindung liegt in erster Linie
die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden,
und genauer, einen verbesserten Aufbau für einen Gassensor zur Verfügung zu
stellen, bei dem der Abschnitt des Gassensors um den Wasser abweisenden
Filter herum weniger empfindlich gegenüber Hitze ist.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung
der Erfindung ist ein Gassensor vorgesehen, der in einem Auspuffrohr
eines Kraftfahrzeugmotors eingebaut werden kann, um die Konzentration
eines gegebenen Abgasbestandteils des Motors zu messen, und der
eine Länge
mit einem ersten Ende und einem zum ersten Ende entgegengesetzten
zweiten Ende hat und Folgendes umfasst: (a) ein hohlzylinderförmiges Gehäuse mit
einem dem ersten Ende des Gassensors zugewandten ersten Ende und
einem dem zweiten Ende des Gassensors zugewandten zweiten Ende;
(b) einen in dem Gehäuse
angeordneten Messfühler
mit einem von dem ersten Ende des Gehäuses vorspringenden Fußabschnitt
und einem von dem zweiten Ende des Gehäuses vorspringenden Messabschnitt,
der dazu dient, die Konzentration eines gegebenen Bestandteils von
Gasen zu messen; (c) eine zylinderförmige messseitige Abdeckung,
die mit dem zweiten Ende des Gehäuses
verbunden ist, um eine Gaskammer zu definieren, die mit den Gasen
gefüllt
ist und zu der der Messabschnitt des Messfühlers frei liegt; (d) eine
elastische Dichtung; (e) einen zylinderförmigen Wasser abweisenden Filter;
(f) einen zylinderförmigen
atmosphärenseitigen Abdeckungsaufbau,
der mit dem Gehäuse
verbunden ist, um eine Luftkammer zu definieren, zu der der Fußabschnitt
des Messfühlers
frei liegt; und (g) Luftdurchlässe.
Der atmosphärenseitige
Abdeckungsaufbau umfasst eine Hauptabdeckung und eine Filterabdeckung.
Die Hauptabdeckung hat ein dem ersten Ende des Gassensors zugewandtes
erstes Ende und ein dem zweiten Ende des Gassensors zugewandtes
zweites Ende und ist an ihrem zweiten Ende mit dem ersten Ende des
Gehäuses
verbunden. Die Hauptabdeckung hat einen ersten Endabschnitt, der gequetscht
ist, um eine erste Einschnürung
zu bilden, die dazu dient, die elastische Dichtung in dem ersten Endabschnitt
zu halten. Die Filterabdeckung ist gequetscht, um eine näher als
die erste Einschnürung an
dem ersten Ende der Hauptabdeckung liegende zweite Einschnürung und
eine näher
als die erste Einschnürung
an dem zweiten Ende der Hauptabdeckung liegende dritte Einschnürung zu
bilden. Die zweite und dritte Einschnürung stellen über den
Wasser abweisenden Filter Verbindungen der Filterabdeckung mit einer
Außenwand
des ersten Endabschnitts der Hauptabdeckung her und definieren zwischen
diesen um die erste Einschnürung
der Hauptabdeckung herum einen Hohlraum, in dem sich der Wasser
abweisende Filter befindet. Die Luftdurchlässe sind in der Hauptabdeckung
und der Filterabdeckung des atmosphärenseitigen Abdeckungsaufbaus
ausgebildet und sind dem in dem Hohlraum angeordneten Wasser abweisenden
Filter zugewandt. Die Luftdurchlässe
dienen dazu, durch den Wasser abweisenden Filter hindurch einen
Luftstrom von der Außenseite
des atmosphärenseitigen Abdeckungsaufbaus
zur Innenseite der Luftkammer zu erzeugen.
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Wie bereits in der Beschreibungseinleitung diskutiert
wurde, wird der Kopf des Gassensors, wenn er in dem Auspuffrohr
des Motors eingebaut ist, durch die in dem Auspuffrohr strömenden Abgase
erhitzt, so dass sich die Temperatur des Gehäuses erhöht. Dieser Aufbau hält den Wasser
abweisenden Filter an einer Stelle fest, an der er der elastischen Dichtung
zugewandt ist. Mit anderen Worten ist der Wasser abweisende Filter
weiter als bei dem in 7 dargestellten
herkömmlichen
Aufbau von dem Kopf des Gassensors entfernt, der intensiver Hitze
ausgesetzt ist, was zu einem geringeren Temperaturanstieg des Wasser
abweisenden Filters führt
und die thermische Verformung oder Schädigung des Wasser abweisenden
Filters minimiert.
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Durch das Ausbilden der ersten Einschnürung auf
der Hauptabdeckung ist es leichter, den großvolumigen Hohlraum zwischen
der Hauptabdeckung und der Filterabdeckung zu bilden, in dem sich der
Wasser abweisende Filter befindet. Die Luftdurchlässe sind
innen und außen
von dem Wasser abweisenden Filter in der Hauptabdeckung und der Filterabdeckung
ausgebildet. Dieser Aufbau erleichtert den Luftstrom von der Außenseite
der Filterabdeckung zur Hauptabdeckung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung hat der Luftdurchlass der Hauptabdeckung des atmosphärenseitigen
Abdeckungsaufbaus ein Ende, das näher an dem zweiten Ende der
Hauptabdeckung liegt als das Ende der elastischen Dichtung, was
den Luftstrom in die Luftkammer erleichtert.
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Die Hauptabdeckung des atmosphärenseitigen
Abdeckungsaufbaus besteht aus einem Material, das eine größere Härte als
die Filterabdeckung hat.
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Gemäß einer zweiten Ausgestaltung
der Erfindung ist ein Gassensor vorgesehen, der eine Länge mit
einem ersten Ende und einem zum ersten Ende entgegengesetzten zweiten
Ende hat und Folgendes umfasst: (a) ein hohlzylinderförmiges Gehäuse mit
einem dem ersten Ende des Gassensors zugewandten ersten Ende und
einem dem zweiten Ende des Gassensors zugewandten zweiten Ende; (b)
einen in dem Gehäuse
angeordneten Messfühler mit
einem von dem ersten Ende des Gehäuses vorspringenden Fußabschnitt
und einem von dem zweiten Ende des Gehäuses vorspringenden Messabschnitt,
der dazu dient, die Konzentration eines gegebenen Bestandteils von
Gasen zu messen; (c) eine zylinderförmige messseitige Abdeckung,
die mit dem zweiten Ende des Gehäuses
verbunden ist, um eine Gaskammer zu definieren, die mit den Gasen
gefüllt ist
und zu der der Messabschnitt des Messfühlers frei liegt; (d) eine
elastische Dichtung; (e) einen zylinderförmigen Wasser abweisenden Filter;
(f) einen zylinderförmigen
atmosphärenseitigen
Abdeckungsaufbau, der mit dem Gehäuse verbunden ist, um eine Luftkammer
zu definieren, zu der der Fußabschnitt des
Messfühlers
frei liegt; und (g) Luftdurchlässe.
Der atmosphärenseitige
Abdeckungsaufbau umfasst eine Hauptabdeckung und eine Filterabdeckung.
Die Hauptabdeckung hat ein dem ersten Ende des Gassensors zugewandtes
erstes Ende und ein dem zweiten Ende des Gassensors zugewandtes
zweites Ende und ist an ihrem zweiten Ende mit dem ersten Ende des
Gehäuses
verbunden. Die Filterabdeckung ist gequetscht, um eine näher an dem
ersten Ende der Hauptabdeckung liegende erste Einschnürung und
eine näher
an dem zweiten Ende der Hauptabdeckung liegende zweite Einschnürung zu
bilden.
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Die erste und zweite Einschnürung stellen eine
erste beziehungsweise zweite Verbindung der Filterabdeckung mit
einer Außenwand
der Hauptabdeckung her und definieren zwischen diesen einen Hohlraum,
in dem sich der Wasser abweisende Filter befindet. Die erste Verbindung
dient dazu, die elastische Dichtung in der Hauptabdeckung zu halten, während die
zweite Verbindung dazu dient, zusammen mit der ersten Verbindung
den Wasser abweisenden Filter in dem Hohlraum zu halten. Die Luftdurchlässe sind
in der Hauptabdeckung und der Filterabdeckung des atmosphärenseitigen
Abdeckungsaufbaus ausgebildet und sind dem in dem Hohlraum angeordneten
Wasser abweisenden Filter zugewandt. Die Luftdurchlässe dienen
dazu, durch den Wasser abweisenden Filter hindurch einen Luftstrom
von der Außenseite
des atmosphärenseitigen Abdeckungsaufbaus
zur Innenseite der Luftkammer zu erzeugen. Dieser Rufbau hält den Wasser
abweisenden Filter an einer Stelle fest, an der er der elastischen
Dichtung zugewandt ist. Mit anderen Worten ist der Wasser abweisende
Filter weiter als bei dem in 7 dargestellten
herkömmlichen
Aufbau von dem Kopf des Gassensors entfernt, der intensiver Hitze
ausgesetzt ist, was zu einem geringeren Temperaturanstieg des Wasser
abweisenden Filters führt und
die thermische Verformung oder Schädigung des Wasser abweisenden
Filters minimiert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung besteht die Hauptabdeckung des atmosphärenseitigen
Abdeckungsaufbaus aus einem Material, das eine größere Härte als
die Filterabdeckung hat.
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Ein vollständigeres Verständnis der
Erfindung ergibt sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und anhand
der beigefügten
Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen
sind, sondern lediglich der Erläuterung
und dem Verständnis
dienen. Es zeigen:
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1 im
Längsschnitt
einen Gassensor gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 vergrößert im
Teilschnitt den Einbau einer elastischen Dichtung und eines Wasser
abweisenden Filters in dem Gassensor des ersten Ausführungsbeispiels;
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3 im
Teilschnitt einen Fertigungsschritt, bei dem eine Luftabdeckung
gequetscht wird, um eine elastische Dichtung zu halten;
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4 im
Teilschnitt eine auf den in 3 dargestellten
Schritt folgenden zweiten Herstellungsschritt;
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5 im
Teilschnitt einen auf den in 4 dargestellten
Schritt folgenden dritten Herstellungsschritt;
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6 vergrößert im
Teilschnitt den Einbau einer elastischen Dichtung und eines Wasser
abweisenden Filters in einem Gassensor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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7 vergrößert im
Teilschnitt den Einbau einer elastischen Dichtung und eines Wasser
abweisenden Filters in einem herkömmlichen Gassensor.
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In den Zeichnungen, in denen in den
verschiedenen Ansichten gleiche Zahlen gleiche Teile bezeichnen,
zeigt 1 einen Gassensor 1 gemäß dem ersten
Ausführungs beispiel
der Erfindung, der in Kraftfahrzeugsteuerungssystemen für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingesetzt
werden kann, um in den Abgasen eines Verbrennungsmotors enthaltenes
O2, HC, CO oder NOx zu
messen. Der Gassensor 1 kann auch in einem Auspuffrohr
eines Kraftfahrzeugmotors eingebaut werden und als Sensor für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeiten.
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Der Gassensor 1 hat generell
ein hohlzylinderförmiges
Gehäuse 10,
einen in dem Gehäuse 10 angeordneten
Gasmessfühler 19,
einen doppelwandigen Schutzabdeckungsaufbau 11, der an
einem Kopfende des Gehäuses 10 befestigt
ist, um einen Messabschnitt des Gasmessfühlers 19 zu bedecken, und
eine hohlzylinderförmige
Luftabdeckung 2, die mit einem Fußende des Gehäuses 10 verbunden
ist. Der Messfühler 19 dient
dazu, abhängig
von der Konzentration eines gegebenen Gasbestandteils ein Signal
auszugeben.
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Der Messfühler 19 kann aus einer
mehrschichtigen Platte bestehen, wie sie die am 12. November 1996
veröffentlichte
US-Patentschrift Nr. 5 573 650 von Fukaya et al. offenbart, auf
die hiermit Bezug genommen wird. Der Gasmessfühler 19 kann wahlweise
auch aus einem bekannten becherförmigen
Messfühler
bestehen.
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Die Luftabdeckung 2 besteht
aus einer zylinderförmigen
Hauptabdeckung 21 und einer zylinderförmigen Filterabdeckung 22.
Die Hauptabdeckung 21 ist direkt mit einer Seitenwand eines
Fußabschnitt des
Gehäuses 10 verschweißt. Die
Filterabdeckung 22 ist an einer Außenfläche eines Abschnitts kleinen Durchmessers
der Hauptabdeckung 22 befestigt und gequetscht, um einen
Wasser abweisenden Filter 23 auf dem Umfang der Hauptabdeckung 21 zu
halten. Die Hauptabdeckung 21 und die Filterabdeckung 22 sind
mit Luftdurchlässen 210 und 220 versehen,
die Luft in die innerhalb des Abschnitts kleinen Durchmessers der
Hauptabdeckung 21 definierte Luftkammer lassen. Die Luftdurchlässe 210 und 220 sind dem
Wasser abweisenden Filter 23 zugewandt.
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In einem offenen Fußende der
Hauptabdeckung 21 wird eine elastische Dichtung 17 festgehalten,
um in dem Fußende
der Hauptabdeckung 21 für einen
luftdichten Abschluss zu sorgen. Wie 2 verdeutlicht,
erfolgt das Festhalten der elastischen Dichtung 17 durch
Quetschen eines Fußabschnitts (d.h.
des Abschnitts kleinen Durchmessers) der Hauptabdeckung 21,
um einen ersten ringförmigen Schrumpfabschnitt 251 zu
bilden, der nachstehend auch als Einschnürung bezeichnet wird. Die erste Einschnürung 251 hat
eine Außenumfangsfläche, die dem
Wasser abweisenden Filter 23 zugewandt ist.
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Die Filterabdeckung 22 wird
durch Quetschen mit dem Fußabschnitt
der Hauptabdeckung 21 verbunden, so dass ein zweiter und
dritter ringförmiger
Schrumpfabschnitt 252 und 253 gebildet wird, die nachstehend
auch als Einschnürungen
bezeichnet werden. Die zweite Einschnürung 252 befindet
sich näher
an dem Fußende
der Filterabdeckung 22 als die erste Abdeckung 251,
während
sich die dritte Abdeckung 253 näher an einem Kopfende (d.h.
näher an
der unteren Seite in 2)
der Filterabdeckung 22 als die erste Einschnürung 251 befindet.
Dabei fallen die zweite und dritte Einschnürung 252 und 253 in
Radiusrichtung der Luftabdeckung 2 nicht mit der ersten
Einschnürung 251 zusammen.
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Der Gassensor 1 wird zum
Beispiel in der Wand eines mit dem Kraftfahrzeugmotor verbundenen
Auspuffrohrs eingebaut, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Steuerung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des Motors zu bestimmen. Bei dem Einbau des Gassensors 1 wird,
wie in 1 dargestellt
ist, eine Endfläche 102 eines
Flansches 100 über
eine Feder 103 auf eine Außenfläche der Wand des Auspuffrohrs
gesetzt. Die Feder 103 dient dazu, zwischen der Endfläche 102 und
der Außenfläche des
Auspuffrohrs einen luftdichten Abschluss herzustellen.
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Wenn der Motor läuft, ist ein unterer Abschnitt
des Gassensors 1 unterhalb der Strichellinie L in 1 den in dem Auspuffrohr
strömenden
Abgasen ausgesetzt und wird durch diese erhitzt, während ein
oberer Abschnitt des Gassensors 1 oberhalb der Strichellinie
L zur Außenluft
frei liegt. Die Temperatur des Gassensors 1 nimmt daher
allmählich
von der Strichellinie L aus zum Fußende des Gassensors 1 hin
(d.h. dem oberen Ende in 1)
ab.
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Der Schutzabdeckungsaufbau 11 ist
doppelwandig und besteht aus einer zylinderförmigen Außenabdeckung und einer zylinderförmigen Innenabdeckung,
die innerhalb der Außenabdeckung
angeordnet und zu dieser gleichachsig ausgerichtet ist. Die Außenabdeckung
und die Innenabdeckung haben Gaslöcher, durch die die Abgase
eindringen und in eine in der Innenabdeckung definierte Gaskammer gelangen.
Der Gassensor 1 hat einen Kopfabschnitt (d.h. den Messabschnitt),
der den Abgasen in der Innenabdeckung ausgesetzt ist. Der Schutzabdeckungsaufbau 11 kann
wahlweise auch einwandig oder mehrwandig (mehr als doppelwandig)
sein.
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Der Messfühler 19 wird in dem
Gehäuse 10 über ein
zylinderförmiges
Isolationsporzellan 12 gehalten. Zwischen dem Isolationsporzellan 12 und dem
Gehäuse 10 und
zwischen dem Isolationsporzellan 12 und dem Messfühler 19 sind
gasdichte Abschlüsse
ausgebildet.
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Auf dem Fußende des Isolationsporzellans 12 befindet
sich eine ringförmige
Tellerfeder 122, die von einem Pressbecher 121 bedeckt
ist. Der Pressbecher 121 ist so auf eine Seitenwand des
Gehäuses 10 gepasst,
dass er die Tellerfeder 122 presst. Die Tellerfeder 122 erzeugt
somit eine Gegenkraft, die parallel zur längs verlaufenden Mittellinie
Gassensors 1 orientiert ist und das Isolationsporzellan 12 in konstanten
Eingriff mit einer sich verjüngenden
Innenschulter 105 des Gehäuses 10 bringt.
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An dem Pressbecher 121 ist
ein hohlzylinderförmiges
Isolationsporzellan 13 befestigt. Das Isolationsporzellan 13 hat
einen Innenhohlraum 130, zu dem ein Fußabschnitt des Messfühlers 19 frei
liegt. Das Isolationsporzellan 13 ist in seinem Fußende mit Löchern 131 versehen,
die eine Verbindung zwischen dem Innenhohlraum 130 und
der Atmosphäre herstellen.
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Der Messfühler 19 ist über Anschlüsse 191 und
Verbindungselemente 192 wie Klemmkontakte mit Leitungen 16 verbunden,
um ein Ausgangssignal zu einer (nicht gezeigten) externen Sensorsteuerung zu übertragen
und von ihr elektrischen Strom aufzunehmen. Die Anschlüsse 191 gehen
durch die Löcher 131 hindurch
und laufen in eine Luftkammer, die oberhalb des Isolationsporzellans 13 in
einem Fußabschnitt
der Luftabdeckung 2 ausgebildet ist. In der Luftkammer
sind die Anschlüsse 191 über die
Verbindungselemente 192 elektrisch mit den Leitungen 16 verbunden.
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Auf einer Schulter des Fußendes des
Isolationsporzellans 13 ist ein zylinderförmiger Pressbecher 151 installiert
und wird von einer Innenschulter der Hauptabdeckung 21 nach
unten gedrückt,
während
auf einem Fußende
des Press bechers 151 eine ringförmige Platte 152 installiert
ist, die dazu dient, auf das Fußende
des Pressbechers 151 in Radiusrichtung des Pressbechers 151 nach
innen Druck aufzubringen, um das Fußende daran zu hindern, sich
nach außen
aufzuweiten. Der Pressbecher 151 und die ringförmige Platte 152 dienen
dazu, das Isolationsporzellan 13 ohne Spiel fest in der
Luftabdeckung 2 zu halten.
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Wie aus 2 hervorgeht, besteht die Luftabdeckung 2 aus
der Hauptabdeckung 21 und der gequetschten Filterabdeckung 22,
die den Wasser abweisenden Filter 23 zwischen sich und
dem Fußabschnitt
der Hauptabdeckung 22 hält.
Die Hauptabdeckung 21 und die Filterabdeckung 22 bestehen
aus zylinderförmigem
Edelstahl (z.B. SUS304). Die Hauptabdeckung 21 hat eine
Vickershärte
von 230 und die Filterabdeckung 22 eine Vickershärte von
140.
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Der Wasser abweisende Filter 23 besteht aus
einem porösen
Material wie Tetrafluorethylen mit höherer Luftdurchlässigkeit.
Die Hauptabdeckung 21 besteht aus dem Abschnitt kleinen
Durchmessers und dem Abschnitt großen Durchmessers, der, wie
in 1 gezeigt ist, direkt
mit der Seitenwand 100 des Gehäuses 10 verschweißt ist.
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Die elastische Dichtung 17 ist
so in dem offenen Ende der Hauptabdeckung 21 eingebaut,
dass sie elastisch gegen eine Innenwand eines Überlappungsabschnitts der Hauptabdeckung 21 und
der Filterabdeckung 22 stößt. Der Einbau erfolgt wie
oben beschrieben unter Quetschung des Fußabschnitts der Hauptabdeckung 21,
um die elastische Dichtung 17 elastisch an der ersten Einschnürung 251 zu
greifen.
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Die Filterabdeckung 22 ist
außerhalb
der ersten Einschnürung 251 auf
den Fußabschnitt
der Hauptabdeckung
21 gepasst und an der quer zu der ersten
Einschnürung 251 liegenden
zweiten und dritten Einschnürung 252 und 253 mit
der Außenwand der
Hauptabdeckung 21 verbunden. Die Verbindung der Filterabdeckung 22 mit
der Hauptabdeckung 21 wird dadurch erreicht, dass ein Hohlzylinder
gleichmäßigen Durchmessers
auf den Fußabschnitt
(d.h. den Abschnitt kleinen Durchmessers) der Hauptabdeckung 21 gesetzt
und gequetscht wird, um zusätzlich
zu der zweiten und dritten Einschnürung 252 und 253 eine
Einschnürung 254 zu
bilden.
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Die Hauptabdeckung 21 und
die Filterabdeckung 22 sind mit Luftdurchlässen 210 und 220 versehen,
durch die Luft in die innerhalb des Abschnitts kleinen Durchmessers
der Hauptabdeckung 21 definierte Luftkammer gelassen wird.
Die Luftdurchlässe 210 sind
in regelmäßigen Abständen um
die erste Einschnürung 251 der
Hauptabdeckung 21 herum angeordnet. Entsprechend sind auch
die Luftdurchlässe 220 in
regelmäßigen Abständen um
die Filterabdeckung 22 herum angeordnet. Die Luftdurchlässe 210 und 220 sind
dem Wasser abweisenden Filter 23 zugewandt.
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Die Luftdurchlässe 210 der Hauptabdeckung 21 verlaufen
in den 1 und 2 jeweils vertikal, so dass
ihr Kopfende (d.h. das untere Ende in den Zeichnungen) näher an dem
Kopfende des Gassensors 1 liegt als die Kopffläche (die
untere Endfläche in
den Zeichnungen) der elastischen Dichtung 17, wodurch durch
den Wasser abweisenden Filter 23 hindurch eine Verbindung
zwischen den Luftdurchlässen 220 und
der Luftkammer innerhalb der Hauptabdeckung 21 geschaffen
wird. Genauer gesagt geht die in die Luftdurchlässe 220 der Filterabdeckung 22 eindringende
Luft durch den Wasser abweisenden Filter 23 und die erste
Einschnürung 251 (d.h.
die Luftdurchlässe 210)
hindurch, wodurch ein Luftstrom gebildet wird, der von den Luft durchlässen 220 der
Filterabdeckung 22 aus diagonal nach unten in das Innere
der Hauptabdeckung 21 (d.h. zur Luftkammer hin) weist.
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Das Quetschen der Hauptabdeckung 21 und der
Filterabdeckung 22 beinhaltet die folgenden Schritte.
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Zunächst wird die elastische Dichtung 17, wie
in 3 gezeigt ist, in
das offene Ende der Hauptabdeckung 21 gesetzt. Dann wird
auf dem Umfang eines Abschnitts kleineren Durchmessers der Hauptabdeckung 21 in
Radiusrichtung der Hauptabdeckung 21 ein Druck F1 aufgebracht,
um die Seitenwand zu schrumpfen, damit sie wie in 4 gezeigt die erste Einschnürung 251 bildet.
Gleichzeitig wird auf einen Abschnitt größeren Durchmessers der Hauptabdeckung 21 ein
Druck aufgebracht, um ihn unter Ausbildung einer Einschnürung 219 zu schrumpfen.
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Als nächstes werden der Wasser abweisende
Filter 23 und die Filterabdeckung 22 auf den Abschnitt
kleineren Durchmessers der Hauptabdeckung 21 gepasst, so
dass ein unteres Ende des Wasser abweisenden Filters 23 und
eine Innenschulter der Filterabdeckung 22 gegen eine oberhalb
der Einschnürung 219 gebildete
Schulter der Hauptabdeckung 21 stoßen. Genauer gesagt wird der
Wasser abweisende Filter 23 außen um die elastische Dichtung 17 herum
platziert.
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Schließlich werden, wie in 5 gezeigt ist, auf die Seitenwand
der Filterabdeckung 22 Drücke F2, F3 und F4 aufgebracht,
um wie in 2 dargestellt
die Einschnürung 252, 253 und 254 zu
bilden, wodurch eine feste Verbindung der Filterabdeckung 22 mit
der Hauptabdeckung 21 geschaffen wird und die elastische
Dichtung luftdicht abschließend
in dem offenen Ende der Hauptabdeckung 21 gehalten wird.
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Wie aus der obigen Diskussion hervorgeht, wird
durch das Ausbilden der ersten Einschnürung 251 auf der Hauptabdeckung 21 eine
feste Fixierung der elastischen Dichtung 17 in dem offenen
Ende der Hauptabdeckung 21 erreicht. Die feste Verbindung der
Filterabdeckung 22 mit der Hauptabdeckung 21 wird
dagegen durch das Ausbilden der zweiten und dritten Einschnürung 252 und 253 auf
der Filterabdeckung 22 erreicht. Der Wasser abweisende
Filter 23 wird um die erste Einschnürung 251 herum platziert und
durch die zweite und dritte Einschnürung 252 und 253 gehalten.
Genauer gesagt befindet sich der Wasser abweisende Filter 23 an
einer Stelle, an der er der elastischen Dichtung 17 zugewandt
ist. Mit anderen Worten ist der Wasser abweisende Filter 23 weiter
als in dem in 7 dargestellten
Aufbau von dem einer intensiven Hitze ausgesetzten Kopfende des
Gassensors entfernt, was zu einem geringeren Temperaturanstieg des
Wasser abweisenden Filters 23 führt und die thermische Verformung
oder Schädigung
des Wasser abweisenden Filters 23 minimiert.
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Das Ausbilden der ersten Einschnürung 251 auf
der Hauptabdeckung 21 erleichtert es, zwischen der Hauptabdeckung 21 und
der Filterabdeckung 22, in der sich der Wasser abweisende
Filter 23 befindet, einen Hohlraum mit größerem Volumen
zu bilden. Die Luftdurchlässe 210 und 220 sind
an der Innenseite und Außenseite
des Wasser abweisenden Filters 23 in der Hauptabdeckung 21 und
der Filterabdeckung 22 ausgebildet. Dieser Aufbau erleichtert
einen Luftstrom von außerhalb
der Filterabdeckung 22 zur Hauptabdeckung 21.
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Die Luftdurchlässe 210 der Hauptabdeckung 21 verlaufen
in den 1 und 2 vertikal, so dass das Kopfende
näher als
die Kopffläche
der elastischen Dichtung 17 an dem Kopfende des Gassensors 1 liegt,
wodurch die erforderliche Luftmenge zur Innenseite der Hauptabdeckung 21 strömen kann.
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6 zeigt
den Gassensor 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die Luftabdeckung 2 besteht
aus der mit dem Fußende
des Gehäuses 10 (nicht
in 6 gezeigt) verbundenen
Hauptabdeckung 21 und aus der über den zylinderförmigen Wasser
abweisenden Filter 23 mit dem Fußabschnitt der Hauptabdeckung 21 verbundenen
Filterabdeckung 22.
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Die Luftdurchlässe 210 der Hauptabdeckung 21 fallen
durch den Wasser abweisenden Filter 23 hindurch mit den
Luftdurchlässen 220 der
Filterabdeckung 22 zusammen.
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Die Hauptabdeckung 21 und
die Filterabdeckung 22 haben eine obere Einschnürung 261 und eine
untere Einschnürung 262.
Die obere Einschnürung 261 dient
dazu, die elastische Dichtung 17 fest in dem offenen Ende
der Hauptabdeckung 21 zu halten sowie zusammen mit der
unteren Einschnürung 262 die
Filterabdeckung 22 fest mit der Hauptabdeckung 21 zu
verbinden. Die Einschnürungen 261 und 262 dienen
auch dazu, zwischen sich den Wasser abweisenden Filter 23 zu
halten.
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Der Wasser abweisende Filter 23 befindet sich
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
an einer Stelle, an der er der elastischen Dichtung 17 zugewandt
ist. Mit anderen Worten ist der Wasser abweisende Filter 23 weiter
als in dem
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7 dargestellten
herkömmlichen
Aufbau von dem der intensiven Hitze ausgesetzten Kopfende des Gassensors 1 entfernt,
was zu einem geringeren Temperaturanstieg des Wasser abweisenden
Filters 23 führt
und die thermische Verformung oder Schädigung des Wasser abweisenden
Filters 23 minimiert.
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Der Aufbau ist ansonsten mit dem
des ersten Ausführungsbeispiels
identisch, weswegen auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.
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Die Erfindung wurde zwar anhand von
bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben, um das Verständnis
zu erleichtern, doch wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung
auch auf andere Weise umgesetzt werden kann, ohne vom Erfindungsprinzip abzuweichen.
Es versteht sich also, dass die Erfindung sämtliche Ausführungsbeispiele
und Abänderungen
der gezeigten Ausführungsbeispiele
umfasst, in die sie umgesetzt werden kann, ohne von dem in den beigefügten Patentansprüchen dargelegten
Erfindungsprinzip abzuweichen.
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Es wird ein verbesserter Aufbau für einen Gassensor
zur Verfügung
gestellt, mit dem sich eine thermische Schädigung eines in einem Fußabschnitt des
Gassensors eingebauten Wasser abweisenden Filters minimieren lässt. Der
Gassensor hat eine in einer Öffnung
des Fußabschnitts
des Gassensors eingebaute elastische Dichtung und einen aus einer Hauptabdeckung
und einer Filterabdeckung bestehenden Luftabdeckungsaufbau. Die
Filterabdeckung ist gequetscht, um mindestens zwei Einschnürungen zu
bilden, die über
den Wasser abweisenden Filter Verbindungen der Filterabdeckung mit
der Hauptabdeckung herstellen. Mindestens eine Einschnürung wird
dazu verwendet, die elastische Dichtung in der Hauptabdeckung zu
halten. Dieser Aufbau sieht den Wasser abweisenden Filter an einer
Stelle vor, die weiter von dem intensiver Hitze ausgesetzten Kopf des
Gassensors entfernt ist, wodurch die thermische Verformung und Schädigung des
Wasser abweisenden Filters minimiert wird.