DE202007014129U1

DE202007014129U1 - Sensor for urea solution to be injected into exhaust gases of internal combustion engines

Info

Publication number: DE202007014129U1
Application number: DE200720014129
Authority: DE
Original assignee: Huba Control AG
Current assignee: Huba Control AG
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2017-10-10

Abstract

Sensor für eine in Abgase von Verbrennungsmotoren einzuspritzende Harnstofflösung mit einer einseitig zu einem Reservoir für die Harnstofflösung geöffneten Messkammer (20) und einem in die Messkammer (20) hineinragenden Messfühler (34) zur Bestimmung einer Messgrösse von der in der Messkammer (20) befindlichen Harnstofflösung, wobei die Messkammer (20) mit einem Kompensator (24) ausgestattet ist, aufgrund dessen eine Volumen- bzw. Druckänderung der Harnstofflösung durch eine Volumenänderung der Messkammer (20) kompensierbar ist.sensor for one in the exhaust gases of internal combustion engines to be injected urea solution one side open to a reservoir for the urea solution Measuring chamber (20) and one in the measuring chamber (20) protruding probe (34) for determining a measurand from the in the measuring chamber (20) located urea solution, wherein the measuring chamber (20) is equipped with a compensator (24), due to a volume or pressure change of the urea solution by a volume change the measuring chamber (20) is compensated.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für eine in Abgase von Verbrennungsmotoren einzuspritzende Harnstofflösung gemäss dem Schutzanspruch 1.The The present invention relates to a sensor for in Exhaust gases from internal combustion engines to be injected urea solution according to the protection claim 1.

Seit einiger Zeit ist es bekannt, dass zur Verminderung von Stickoxidemissionen bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Dieselmotoren, Harnstofflösungen in deren Abgase eingespritzt werden. Eine derartige Einspritzung erfolgt beispielsweise in mit Dieselmotoren betriebenen Personen- und Lastkraftwagen, etwa mittels der so genannten "AdBlue"-Technologie. Diese ist beispielsweise in einem Artikel der Wochenzeitung "Die Zeit" vom 3.11.2005 unter der Überschrift "Pipi im Kat" beschrieben. Weitere Einsatzgebiete für eine derartige Einspritzung von Harnstofflösungen in Abgase sind etwa Schiffsdieselmotoren oder Dieselgeneratoren.since It has been known for some time that to reduce nitrogen oxide emissions in internal combustion engines, especially in diesel engines, urea solutions in their exhaust gases are injected. Such injection takes place for example, in passenger cars and lorries powered by diesel engines, for example by means of the so-called "AdBlue" technology. These is for example in an article in the weekly newspaper "Die Zeit" from 3.11.2005 under the heading "pee in the cat" described. Further Fields of application for such injection of urea solutions in exhaust gases is about Marine diesel engines or diesel generators.

Die dabei verwendete, beispielsweise 32,5 wässrige Harnstofflösung unterliegt insbesondere bei einem Einsatz in Personen- und Lastkraftwagen starken Temperaturschwankungen. Die zur Überwachung der Harnstofflösung eingesetzte Sensoren, die beispielsweise Messfühler zur Ermittlung von Druck, Temperatur oder pH-Wert der Harnstofflösung aufweisen, sind dabei grossen Belastungen ausgesetzt, die beispielsweise im Fall des Einfrierens der Harnstofflösung bis zur Zerstörung der Sensoren führen können.The used, for example, subjected to 32.5 aqueous urea solution especially when used in passenger and heavy trucks Temperature fluctuations. The for monitoring the urea solution used sensors, for example, sensors to determine pressure, temperature or pH of the urea solution have, are exposed to high loads, for example in the case of freezing the urea solution until the destruction of the Sensors can lead.

Daher besteht die Aufgabe, einen Sensor für Harnstofflösungen bereitzustellen, der auch bei mit grösseren Temperaturänderungen verbundenen Volumenänderungen der Harnstofflösung oder bei sehr hohen Drücken funktionstüchtig und unversehrt bleibt.Therefore the task is to provide a sensor for urea solutions, also with larger ones temperature changes associated volume changes the urea solution or at very high pressures functional and remains intact.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensor gemäss dem Schutzanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Sensors sind mit den in den abhängigen Schutzansprüchen aufgeführten Merkmalen ausgestattet.These Task is solved by a sensor according to the protection claim 1. Preferred embodiments of the inventive Sensors are with those in the dependent ones protection claims listed Features equipped.

Der erfindungsgemässe Sensor weist eine einseitig zu einem Reservoir, beispielsweise eine Einspritzleitung geöffnete Messkammer auf, in welcher vorbestimmte Messgrössen der darin enthaltenen Harnstofflösung ermittelt werden. Damit ab einem vorbestimmten Volumen- bzw. Druckmaximum oder einer vorbestimmten Volumen- bzw. Druckänderung der Harnstofflösung eine Zerstörung der Messkammer oder eines in sie hereinragenden Messfühlers verhindert wird, ist die Messkammer mit einem Kompensator ausgestattet, welcher derartige Belastungen durch eine Volumenänderung der Messkammer kompensiert. Auf diese Weise wird beispielsweise beim Gefrieren der Harnstofflösung oder einem übermässigen Druck das Volumen der Messkammer ausgedehnt und eine Zerstörung des Sensors verhindert.Of the invention Sensor has a one-sided to a reservoir, for example, an injection line opened Measuring chamber, in which predetermined quantities of the contained therein urea solution be determined. So from a predetermined volume or pressure maximum or a predetermined volume or pressure change of the urea solution a destruction the measuring chamber or a probe protruding into it prevents is, the measuring chamber is equipped with a compensator, which such loads compensated by a change in volume of the measuring chamber. In this way, for example, when freezing the urea solution or an excessive pressure the volume of the measuring chamber extended and a destruction of the Sensors prevented.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsordnung ist der Kompensator durch einen Balg, vorzugsweise durch einen Edelstahlbalg gebildet. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind mit den in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmalen ausgestattet.In a particularly preferred embodiment is the compensator by a bellows, preferably by a stainless steel bellows educated. Further preferred embodiments are with the in the dependent claims listed Features equipped.

Zwei besonders bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Sensors werden nun anhand von Zeichnungen detailliert beschrieben. 1 zeigt dabei einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Sensors, bei dem ein als Balg ausgebildeter Kompensator über eine Druckfeder, die über ein zweites Befestigungselement an einem Gehäuse des Sensors abgestützt ist, mit einer Gegenkraft beaufschlagt ist. 2 stellt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Sensors dar, bei der die Druckfeder durch einen Ringboden des Gehäuses abgestützt ist.Two particularly preferred embodiments of the inventive sensor will now be described in detail with reference to drawings. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the inventive sensor, in which a bellows designed as a compensator is acted upon by a compression spring, which is supported via a second fastening element on a housing of the sensor, with a counter force. 2 represents a second embodiment of the inventive sensor, wherein the compression spring is supported by a ring bottom of the housing.

Die in 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Sensors 10 sind für die Überwachung der Messgrössen Temperatur und Druck einer in das Abgas eines Verbrennungsmotors einzuspritzenden Harnstofflösung, beispielsweise bei mit einem Dieselmotor betriebenen Personen- oder Lastkraftwagen, vorgesehen. Der Sensor 10 weist ein äusseres, vorzugsweise im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 12 auf. Zur Befestigung an einem Reservoir, beispielsweise einer nicht gezeigten Einspritzleitung für die Harnstofflösung ist bei der in 1 gezeigten Ausführungsform das Gehäuse 12 mit einem Anschlussflansch 14, an welchem zu Dichtungszwecken ein erstes Dichtungselement 16 angeordnet ist, auf. Das Gehäuse 12 ist weiterhin mit zwei, durch eine Wand des Gehäuses 12 hindurchgehende Belüftungs- und Entwässerungslöcher 18 ausgestattet. Durch diese Belüftungs- und Entwässerungslöcher 18 kann gegebenenfalls in das Gehäuse 12 eingedrungenes Wasser oder Kondenswasser abgeführt werden.In the 1 and 3 shown embodiments of the inventive sensor 10 are provided for monitoring the measured variables temperature and pressure of an urea solution to be injected into the exhaust gas of an internal combustion engine, for example in passenger cars or lorries operated with a diesel engine. The sensor 10 has an outer, preferably substantially cylindrical housing 12 on. For attachment to a reservoir, for example, a not shown injection line for the urea solution is in the in 1 shown embodiment, the housing 12 with a connection flange 14 at which for sealing purposes a first sealing element 16 is arranged on. The housing 12 continues with two, through a wall of the housing 12 passing ventilation and drainage holes 18 fitted. Through these ventilation and drainage holes 18 may be in the case 12 penetrated water or condensation can be dissipated.

Das Gehäuse 12 beherbergt eine einseitig offene, im Wesentlichen tassenförmige Messkammer 20. Die Messkammer 20 wird öffnungsseitig durch ein im Wesentlichen hülsenartiges Kopfelement 22, einen daran anschliessenden und dichtend mit dem Kopfelement 22 verbundenen, ebenfalls im Wesentlichen zylinderförmigen Kompensator 24 und einen dichtend an den Kompensator 24 anschliessenden, die Messkammer 20 einseitig verschliessenden Boden 26 gebildet. Die Messkammer 20 ist öffnungsseitig mit dem Reservoir strömungsverbunden. Diese Verbindung ist durch ein zweites Dichtungselement 27, welches radial aussen in einer öffnungsseitigen Nut des Kopfelements 22 angeordnet ist, gegen einen Austritt der Harnstofflösung abgedichtet.The housing 12 houses a one-sided open, essentially cup-shaped measuring chamber 20 , The measuring chamber 20 is opening side by a substantially sleeve-like head element 22 , a subsequent and sealing with the head element 22 connected, also essentially cylindrical compensator 24 and a sealing to the compensator 24 then, the measuring chamber 20 one-sided closing ground 26 educated. The measuring chamber 20 is fluidly connected to the opening side of the reservoir. This connection is through a second sealing element 27 which radially outward in an opening-side groove of the head element 22 is arranged, against egg NEN outlet of the urea solution sealed.

Die mit der in die Messkammer 20 einzufüllenden Harnstofflösung in Kontakt kommenden Teile Kopfelement 22, Kompensator 24 und Boden 26 sind, wie auch das Gehäuse 12, vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Edelstahl oder einem Kunststoff gefertigt. Die dichten Verbindungen zwischen dem Kopfelement 22 und dem Kompensator 24 sowie zwischen dem Kompensator 24 und dem Boden 26 sind verschweisst oder verklebt.The with the in the measuring chamber 20 urea solution to be filled in contact parts head element 22 , Compensator 24 and soil 26 are, as well as the case 12 , preferably made of a corrosion-resistant stainless steel or a plastic. The tight connections between the header 22 and the compensator 24 as well as between the compensator 24 and the floor 26 are welded or glued.

Der Kompensator 24 ist in der gezeigten Ausführungsform durch einen Balg, insbesondere durch einen Edelstahlbalg gebildet. Der Kompensator 24 ist in der Lage, Volumen- bzw. Druckänderungen der Harnstofflösung, wie sie beispielsweise beim Einfrieren der Harnstofflösung oder einem Druckanstieg auf über 30 bar auftreten, durch eine Änderung seiner Länge und damit des von der Messkammer 20 umschlossenen Volumens zu kompensieren.The compensator 24 is formed in the embodiment shown by a bellows, in particular by a stainless steel bellows. The compensator 24 is able to change the volume or pressure of the urea solution, as they occur, for example, when freezing the urea solution or a pressure increase to over 30 bar, by changing its length and thus that of the measuring chamber 20 to compensate for enclosed volume.

Der zurückdrängbare Boden 26 der Messkammer 20 weist eine Bodenausnehmung 28 auf, durch welche eine Grundplatte 30 abgedichtet in die Messkammer 20 hineinragt. Von der Bodenausnehmung 28 wird dabei etwa die Längshälfte der Grundplatte 30 umfasst, so dass diese der Führung und der Befestigung der Grundplatte 30 bezüglich des Bodens 26 dient. Die Abdichtung der Bodenausnehmung 28 ist durch ein gebördeltes und verklebtes oder verschweisstes Edelstahlblech 32 gewährleistet.The back-ground 26 the measuring chamber 20 has a bottom recess 28 on, through which a base plate 30 sealed in the measuring chamber 20 protrudes. From the bottom recess 28 is about the longitudinal half of the base plate 30 includes, so that these the guide and the attachment of the base plate 30 concerning the soil 26 serves. The sealing of the floor recess 28 is by a beaded and glued or welded stainless steel sheet 32 guaranteed.

An der Grundplatte 30, die vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff gefertigt ist, sind Messfühler 34, beispielsweise zur Messung der Temperatur, des Drucks, des pH-Werts usw. von der in der Messkammer 20 befindlichen Harnstofflösung, angeordnet. Ebenfalls auf der Grundplatte 30, vorzugsweise geschützt in der von der Bodenausnehmung 28 umgriffenen Längshälfte der Grundplatte 30, befindet sich eine Auswerteelektronik 36 zur Verarbeitung von elektrischen Signalen, die von den Messfühlern 34 erzeugt worden sind. Elektrische Verbindungen zwischen den Messfühlern 34 und der Auswerteelektronik 36 sind zur Vereinfachung der Darstellung in 1 nicht eingezeichnet.At the base plate 30 , which is preferably made of a ceramic material, are probes 34 For example, to measure the temperature, pressure, pH, etc. of that in the measuring chamber 20 located urea solution, arranged. Also on the base plate 30 , preferably protected in the bottom recess 28 encompassed longitudinal half of the base plate 30 , there is an evaluation 36 for processing electrical signals coming from the probes 34 have been generated. Electrical connections between the probes 34 and the transmitter 36 are for ease of illustration in 1 not shown.

Mittels Anschlussklemmen 38, die einerseits mit den Ausgängen der Auswerteelektronik 36 und andererseits mit elektrischen Kontakten einer Kontaktplatte 40, die am Boden 26 ausserhalb der Messkammer 20 anliegt, werden Ausgangssignale von der Auswerteelektronik 36 an mit den Anschlussklemmen 38 elektrisch verbundene elektrische Leitungen 40, die aus dem Gehäuse 12 herausgeführt sind, weitergeleitet.By means of terminals 38 , on the one hand, with the outputs of the transmitter 36 and on the other hand with electrical contacts of a contact plate 40 on the ground 26 outside the measuring chamber 20 is present, are output signals from the transmitter 36 on with the terminals 38 electrically connected electrical lines 40 coming out of the case 12 led out, forwarded.

Das Kopfelement 22 ist im Inneren des Gehäuses 12 einerseits an einem ringförmigen ersten Befestigungselement 42, das fest am Gehäuse 12 angeordnet ist und andererseits über ein federkraftbeaufschlagtes Abstützelement 44 in seiner Position gehalten.The head element 22 is inside the case 12 on the one hand on an annular first fastening element 42 firmly attached to the housing 12 is arranged and on the other hand via a spring-loaded supporting element 44 held in his position.

Das Abstützelement 44 umschliesst im Inneren des Gehäuses 12 muffenartig den Kompensator 24, den Boden 26 einschliesslich des in der Bodenausnehmung 28 geführten Teils der Grundplatte 30 und die am Boden 26 anliegende Kontaktplatte 40. Das öffnungsseitige Ende des Abstützelements 44 liegt an einem radial aussen am Kopfelement 22 angeformten Vorsprung 47 an. Der muffenartige Teil des Abstützelements 44 verhindert, dass unterhalb eines vorbestimmten Grenzdrucks in der Messkammer 20 der Kompensator 24 durch die Federkraftbeaufschlagung des Abstützelements 44 zusammengepresst wird.The support element 44 encloses inside the case 12 socket-like the compensator 24 , the ground 26 including in the bottom recess 28 guided part of the base plate 30 and those on the ground 26 fitting contact plate 40 , The opening-side end of the support element 44 is located on a radially outside on the head element 22 molded projection 47 at. The sleeve-like part of the support element 44 prevents below a predetermined limit pressure in the measuring chamber 20 the compensator 24 by the Federkraftbeaufschlagung the support element 44 is compressed.

In seinem von der Messkammer 20 abgewandten Teil weist das Abstützelement 46 einen verringerten Aussen- und Innendurchmesser auf, innerhalb dessen die elektrischen Leitungen 42 nach aussen geführt werden. Radial aussen, in einem Abstand um den von der Messkammer 20 abgewandten Teil des Abstützelements 46 gewunden ist eine Druckfeder 48 angeordnet. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist die Druckfeder 48 über ein erstes Auflageelement 50 und ein zweites Befestigungselement 52 endbereichseitig am Gehäuse 12 abgestützt. Messkammerseitig wirkt die Druckfeder 48 über ein zweites Auflageelement 54 auf einen durch die Querschnittsänderung des Abstützelements 46 gebildeten Absatz 56 und weiter über die Kontaktplatte 40 auf den dadurch zurückdrängbar im Gehäuse 12 gelagerten Boden 26.In his from the measuring chamber 20 remote part has the support element 46 a reduced outer and inner diameter, within which the electrical lines 42 be led to the outside. Radially outside, at a distance from that of the measuring chamber 20 remote part of the support element 46 wound is a compression spring 48 arranged. At the in 1 shown first embodiment is the compression spring 48 via a first support element 50 and a second fastener 52 Endbereichseitig on the housing 12 supported. Measuring chamber side, the compression spring acts 48 via a second support element 54 on one by the change in cross section of the support element 46 formed paragraph 56 and continue via the contact plate 40 on the thereby zurückdrängbar in the housing 12 stored soil 26 ,

Bei der Schnittdarstellung der zweiten bevorzugten Ausführungsform in 2 ist die Schnittebene um 90° gegenüber der für die in 1 gewählte Schnittebene gedreht. Die zweite Ausführungsform weist im Wesentlichen die gleichen Komponenten auf, wie die in 1 gezeigte erste Ausführungsform. Den gleichartigen Elementen sind dabei die gleichen Funktionen zugeordnet und sie sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Alternative Ausgestaltungen von Elementen die im Zusammenhang mit der in 1 gezeigten ersten Ausführungsformen beschrieben worden sind, sind analog auch auf die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform zu übertragen. Im Sinne einer knappen Fassung der Beschreibung wird daher nachfolgend lediglich auf die Unterschiede im Vergleich zu der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform eingegangen.In the sectional view of the second preferred embodiment in 2 is the cutting plane at 90 ° to that for the in 1 selected cutting plane rotated. The second embodiment has substantially the same components as those in FIG 1 shown first embodiment. The similar elements are assigned the same functions and they are provided with the same reference numerals. Alternative embodiments of elements associated with in 1 are described analogously to the in 2 to transmit shown second embodiment. In the sense of a concise description of the description is therefore below only on the differences compared to the in 1 received first embodiment shown.

Bei der zweiten Ausführungsform ist das Gehäuse 12 des erfindungsgemässen Sensors 10 aus einem wärmebeständigen Material, vorzugsweise einem glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt. Anstelle des Anschlussflansches 14 und des ersten Befestigungselements 44 bei der ersten Ausführungsform ist hier das Kopfelement 22 durch einen Schnappring 58 am Gehäuse 12 in seiner Lage fixiert. Der Schnappring 58 ist mit Schnappfingern 60 ausgestattet, die mit entsprechend am Gehäuse 12 ausgeformten Rastnocken 62 rastend zusammenwirken. Vorzugsweise sind am Schnappring 58 drei, jeweils um 120° bezüglich der Längsachse des Sensors 10 gegeneinander versetzt angeordnete Schnappfinger 60 ausgebildet, die an drei zugeordneten Rastnocken 62 des Gehäuse 12 verrasten.In the second embodiment, the housing 12 the inventive sensor 10 made of a heat-resistant material, preferably a glass fiber reinforced plastic. Anstel le of the connection flange 14 and the first fastener 44 in the first embodiment, here is the head element 22 through a snap ring 58 on the housing 12 fixed in his position. The snap ring 58 is with snap-nippers 60 fitted with the housing accordingly 12 shaped locking cams 62 to interact in a restraining manner. Preferably, the snap ring 58 three, each at 120 ° with respect to the longitudinal axis of the sensor 10 staggered fingers arranged offset from one another 60 formed on three associated locking cams 62 of the housing 12 lock.

Zur Befestigung des Sensors 10 ist das Gehäuse 12 seitlich radial aussen mit zwei, sich vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Befestigungsfortsätzen 64 ausgestattet. In 2 ist lediglich ein Befestigungsfortsatz 64 sichtbar. Die Befestigungsfortsätze 64 weisen jeweils ein Durchgangsloch 66 auf, dessen Mittelachse im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Sensors 10 verläuft. Über die Durchgangslöcher 66 kann der Sensor 10 beispielsweise mittels Schrauben an der zugeordneten Einspritzleitung oder einem entsprechenden Tragelement befestigt werden.For mounting the sensor 10 is the case 12 laterally radially outward with two, preferably diametrically opposite fastening extensions 64 fitted. In 2 is just a fastening extension 64 visible, noticeable. The attachment extensions 64 each have a through hole 66 on, the central axis substantially parallel to the longitudinal axis of the sensor 10 runs. About the through holes 66 can the sensor 10 be fastened for example by means of screws to the associated injection line or a corresponding support member.

Die Kontaktplatte 40 ist im Abstützelement 46 leitungsseitig von einer Silikondichtmasse 68 umschlossen und abgedichtet. Die elektrischen Leitungen 42 im inneren Teil des Abstützelements 46 auf der der Messkammer 20 abgewandten Seite sind zudem wenigstens teilweise in einer Epoxydharzdichtmasse 69 eingegossen.The contact plate 40 is in the support element 46 on the line side of a silicone sealant 68 enclosed and sealed. The electrical wires 42 in the inner part of the support element 46 on the measuring chamber 20 Furthermore, the opposite side are at least partially in an epoxy resin sealant 69 cast.

Anstelle des zweiten Befestigungselementes 52 zur Abstützung des ersten Auflageelements 50 und der daran anliegenden Druckfeder 48 bei der ersten Ausführungsform ist zu diesem Zweck bei der zweiten Ausführungsform am Gehäuse 12 ein Ringboden 70 einstückig ausgeformt. Der Ringboden erstreckt sich von der radial äusseren Seite des Gehäuses 12 bis zu einer radial inneren Bodenausnehmung 72. Über diese Bodenausnehmung 72 kann allenfalls in das Gehäuse 12 eingedrungenes Wasser bzw. Kondenswasser aus dem Gehäuse 12 des Sensors abfliessen bzw. verdunsten.Instead of the second fastening element 52 for supporting the first support element 50 and the pressure spring applied thereto 48 In the first embodiment, for this purpose, in the second embodiment, on the housing 12 a ring bottom 70 integrally formed. The ring bottom extends from the radially outer side of the housing 12 up to a radially inner bottom recess 72 , About this bottom recess 72 at best in the case 12 Penetrated water or condensation from the housing 12 drain the sensor or evaporate.

Der Ringboden 70 weist an seiner äusseren unteren Seite vorzugsweise regelmässig angeordnete Materialaussparungen 74 auf. Diese Materialaussparungen 74 dienen insbesondere dazu, Materialanhäufungen an dem vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellten Gehäuse 12 zu vermeiden. Auf diese Weise ist das Gehäuse 12 mit im Wesentlichen gleichartigen Wandstärken ausgestattet, was eine im Wesentlichen einheitliche und vorzugsweise kurze Verfestigungszeit für den spritzgegossenen Kunststoff bewirkt.The ring bottom 70 has on its outer lower side preferably regularly arranged material recesses 74 on. These material recesses 74 serve in particular to accumulations of material on the housing, preferably produced in an injection molding process 12 to avoid. This is the case 12 equipped with substantially similar wall thicknesses, which causes a substantially uniform and preferably short solidification time for the injection-molded plastic.

Für den Fall, dass bei dem erfindungsgemässen Sensor 10 die in der Messkammer 20 befindliche Harnstofflösung einfriert und damit ihr Volumen ausdehnt oder ein unerwünscht grosser bzw. ein über den für den Messfühler 34 zugelassenen Druck hinausgehender Druck, beispielsweise von mehr als 30 bar, in der Messkammer 20 anliegt, vergrössert der Kompensator 24 durch seine Längenänderung unter Zurückdrängung der Druckfeder 48 die Messkammer 20 und erhöht dabei das in ihr aufnehmbare Volumen. Der Volumenvergrösserung wirkt die von der Druckfeder 48 über das Abstützelement 46 und die Kontaktplatte 40 auf den Boden 26 ausgeübte Druckkraft entgegen. Die Druckkraft der Druckfeder 48 und damit der vorbestimmte Druck, ab welchem sich das Volumen der Messkammer 20 vergrössert, ist über die Federkonstante und die Vorspannung der Druckfeder 48 einstellbar. Die Messkammer 20 bildet auf diese Weise ein expandierbares Gefäss, welches durch seine Anpassbarkeit an den sich im Inneren befindlichen übermässigen Druck eine Zerstörung des Messfühlers 34 bzw. der Messkammer 20 verhindert. Der somit frostsichere Sensor 10 kann durch die Verwendung verschiedenster Materialien für das Gehäuse 12, wie auch für das Innere des Sensors 10, an die jeweiligen Äusseren Umgebungsbedingungen angepasst sein. Aufgrund seines einfachen und modularen Aufbaus, ist der Sensor 10 zudem kostengünstig zu fertigen, robust und wartungsarm.In the event that in the inventive sensor 10 in the measuring chamber 20 Freezing urea solution freezes and thus expands its volume or an undesirably large or one above the for the sensor 34 admitted pressure exceeding, for example, more than 30 bar, in the measuring chamber 20 is applied, the compensator increases 24 by its change in length while pushing back the compression spring 48 the measuring chamber 20 and thereby increases the volume that can be absorbed in it. The increase in volume affects that of the compression spring 48 over the support element 46 and the contact plate 40 on the ground 26 counteracted pressure force. The compressive force of the compression spring 48 and thus the predetermined pressure, from which the volume of the measuring chamber 20 enlarged, is about the spring constant and the preload of the compression spring 48 adjustable. The measuring chamber 20 forms in this way an expandable vessel, which by its adaptability to the excessive pressure located inside a destruction of the probe 34 or the measuring chamber 20 prevented. The thus frost-proof sensor 10 can by using a variety of materials for the housing 12 as well as for the interior of the sensor 10 , adapted to the respective external environmental conditions. Due to its simple and modular design, the sensor is 10 also cost-effective to manufacture, robust and low maintenance.

Natürlich ist es möglich, die Grundplatte 30 mit weiteren Messfühlern 34 für andere physikalische oder chemische Messgrössen auszustatten. Darüber hinaus kann sowohl der Anschlussflansch 14 wie auch die innere Form der Messkammer 20 den jeweils gegebenen Anschlussbedingungen, beziehungsweise anderen flüssigen oder gasförmigen Medien angepasst werden.Of course it is possible the base plate 30 with additional sensors 34 for other physical or chemical parameters. In addition, both the connection flange 14 as well as the inner shape of the measuring chamber 20 be adapted to the respective given connection conditions, or other liquid or gaseous media.

Claims

Sensor for a urea solution to be injected into exhaust gases of internal combustion engines with a measuring chamber open on one side to a reservoir for the urea solution ( 20 ) and one into the measuring chamber ( 20 ) projecting probe ( 34 ) for determining a measured variable from that in the measuring chamber ( 20 ) urea solution, wherein the measuring chamber ( 20 ) with a compensator ( 24 ) is equipped, due to which a volume or pressure change of the urea solution by a change in volume of the measuring chamber ( 20 ) is compensatable.

Sensor according to claim 1, characterized in that the volume of the measuring chamber ( 20 ) at a predetermined excessive volume or pressure increase in the measuring chamber ( 20 ) urea solution, in particular during their freezing or a pressure increase in the urea solution to a higher than that for the Messfüh ler ( 34 ) approved pressure, by the compensator ( 24 ) is enlargeable.

Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the compensator ( 24 ) is formed by a bellows, preferably by a corrosion-resistant stainless steel bellows, which forms part of the measuring chamber ( 20 ) limited.

Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor ( 10 ) is designed as a pressure and / or temperature sensor.

Sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring chamber ( 20 ) substantially cup-shaped and by an opening side arranged, in particular sleeve-like shaped head element ( 22 ), a header element ( 22 ) opposite ground ( 26 ) and the head element ( 22 ) sealing with the ground ( 26 ) connecting compensator ( 24 ) is formed.

Sensor according to claim 5, characterized in that the sensor ( 34 ), preferably together with an evaluation ( 36 ), on a preferably made of ceramic base plate ( 30 ), which is closed by a bottom recess sealed against leakage of the urea solution (US Pat. 28 ) of the soil ( 26 ) into the measuring chamber ( 20 ) is introduced.

Sensor according to claim 6, characterized in that the Bodenausnehmung ( 28 ) preferably about a longitudinal half of the base plate ( 30 ) and a guide in or a fastening of the base plate ( 30 ) on the ground ( 26 ) and that the Bodenausnehmung ( 28 ) measuring chamber side by a cover element, preferably in the form of a flanged and glued or welded stainless steel sheet ( 32 ), is sealed.

Sensor according to one of claims 1 to 7, characterized by a preferably substantially cylindrical housing ( 12 ) for receiving the measuring chamber ( 20 ), on which a measuring chamber ( 20 ) opening side supporting first fastener ( 44 ) is arranged.

Sensor according to claim 8, characterized in that the measuring chamber ( 20 ) zurückdrängbar in the housing ( 12 ) is stored.

Sensor according to claim 5 and 8, characterized in that the ground ( 26 ) of the measuring chamber ( 20 ) in particular via a contact plate ( 40 ) and further via a supporting element ( 46 ), which on the one hand at the bottom ( 26 ) facing away from the contact plate ( 40 ) and on the other hand against the housing ( 12 ) by means of a compression spring ( 48 ) is supported, zurückdrängbar in the housing ( 12 ) of the sensor ( 10 ) stores.

Sensor according to claim 10, characterized in that the compression spring ( 48 ) Messkammerabgewandt on a first support element ( 50 ), which via a second fastener ( 52 ) or a ring bottom ( 70 ), preferably in one piece on the housing ( 12 ) is formed on the housing ( 12 ) is supported.

Sensor according to claim 10 or 11, characterized in that the opening-side end of the support element ( 44 ) at a radially outside on the head element ( 22 ) molded projection ( 47 ) is present.

Sensor according to one of claims 8 to 12, characterized in that on the housing ( 12 ) opening side of the measuring chamber ( 20 ) a connection flange ( 14 ) is arranged for connection to an injection line acting as a reservoir.

Sensor according to one of claims 8 to 13, characterized in that the housing ( 12 ) a ventilation and drainage hole ( 18 ) having.