DE2935364A1

DE2935364A1 - Messfuehler fuer gase und/oder deren temperaturen mit mindestens einem plaettchenfoermigen sensor

Info

Publication number: DE2935364A1
Application number: DE19792935364
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 7130 Mühlacker Linder; Helmut 7141 Schwieberdingen Maurer; Klaus Dipl.-Ing. Dr. 7146 Tamm Müller; Franz Ing.(grad.) 7080 Aalen Rieger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-09-01
Filing date: 1979-09-01
Publication date: 1981-03-26
Also published as: GB2058360A; IT8024387A0; FR2464458A1; JPS5637545A; IT1132598B; SE8006054L

Description

κ. 5690

29.8.1979 Zr/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart

Meßfühler für Gase und/oder deren Temperaturen mit mindestens einem plättchenförmigen Sensor

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Meßfühler für Gase und/ oder deren Temperaturen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Meßfühler, der bereits aus der ÜS-PS 4 007 ^35 bekannt ist, weist jedoch den Nachteil auf, daß er aufgrund seines Einschraubgehäuses verhältnismäßig teuer ist; darüber hinaus muß auch der Einbaubereich - zumeist das Abgasrohr eines Kraftfahrzeugmotors, aber auch der Ansaugstutzen eines solchen Motors - für den Einbau eines solchen Meßfühlers unter Aufwendung von Kosten vorbereitet sein. Für den Fall, daß Messungen im Verbrennungsraum von Serienmotoren vorgenommen werden sollen, ist eine Messung mittels Meßfühlern zumeist gänzlich ausgeschlossen, da vom Hersteller nur eine Einschraubmöglichkeit für Zündkerzen in derartigen Motoren vorgesehen ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den kennzeichnenden

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Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Kosten des Meßfühlers erheblich gesenkt werden können, daß der Einbau derartiger Meßfühler zumeist keiner besonderen Maßnahmen im Bereiche des Kraftfahrzeugmotors bedarf und darüber hinaus, daß ein erfindungsgemäßer Meßfühler auch bei Messungen an Serienmotoren - selbst sogar für Messungen im Verbrennungsraum derartiger Motoren - Verwendung finden kann. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Meßfühlers möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert; es zeigen Figur 1 eine Rohrleitungsdichtung in Draufsicht und verkleinertem Maßstab mit zwei integrier- . ten Sensorplättchen nach der Erfindung, Figur 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus der Rohrleitungsdichtung nach Figur 1, Figur 3 einen Schnitt nach der Linie A/B durch die Rohrleitungsdichtung mit Sensor nach Figur 2;, Figur 4 eine andere Ausfuhrungsform für den Einbau eines Sensors in eine Rohrleitungsdichtung, Figur 5 einen Schnitt nach der Linie C/D durch die Rohrleitungsdichtung mit Sensor nach Figur 4 und Figur 6 eine Dichtungsbrille mit je einem Sensor pro Durchgangsöffnung in Draufsicht und verkleinerter Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 3 ist eine Flaehdiehtung 10 dargestellt, die aus einem üblichen Dichtungsmaterial wie

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Asbest, Kunststoffj Gummi oder ähnlichem oder auch Mischungen dieser Stoffe besteht und eine Dicke von 2,5 mm hat; diese als Dichtungsring ausgebildete Flachdichtung 10, die beispielsweise zwischen zwei nicht dargestellte Plansche eines ebenfalls nicht dargestellten Abgasrohres eingebaut sein kann, hat vier Durchgangslöcher 11, durch welche nicht dargestellte Verbindungsschrauben für die Abgasrohr-Flansche hindurchführen. Die Durchgangsbohrung 12 dieser Plachdichtung 10 ist mit einer metallischen Randverstärkung 13 versehen, die aus Stahlblech oder ähnlichem besteht. In diese Plachdichtung 10 sind zwei als längliche Plättchen ausgebildete Sensoren 14/1 und 14/2 derart integriert, daß ihr meßgasnaher Endabschnitt mit den nicht dargestellten, an sich bekannten Meßelementen in die Durchgangsbohrung 12 der als Sensorgehäuse dienenden Plachdichtung 10 hineinragen. Je nach Bedarf kann in eine solche Plachdichtung 10 ein einzelner Sensor 14/1 oder 14/2 eingebaut werden, es können aber auch - wie dargestellt - mehr als ein Sensor 14/1 .. in eine solche Plachdichtung 10 integriert werden. Darüber hinaus ist auch die Möglichkeit gegeben., auf jedem Sensor 14/1 .. mehrere nicht dargestellte Meßelemente aufzubringen, wie es z.B. aus der DE-OS 28 22 391 an sich bekannt ist: Der eigentliche Sensor ist gemäß dieser DE-OS mit einem Meßelement und einem Temperaturfühler ausgestattet und besitzt darüber hinaus - da es sich um einen Gassensor handelt - noch ein Heizelement. Die meßgasfernen Endabschnitte der Sensoren 14/1 und 14/2 werden von der Plachdichtung 10 mit eingeschlossen, was insbesondere dann aus Gründen der Abdichtung wichtig ist, wenn das Meßgas unter Druck steht. Palis besonders hohe Druckverhältnisse des Meßgases vorliegen, kann außer den an den meßgasfernen Endabschnitten der Sensoren 14/1 und 14/2 an der Plach-

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. 5β 90

dichtung 10 angeformten Verbreiterungen 15/1 bzw. 15/2 auch noch eine nicht dargestellte Kunststoffverstärkung zusätzlich nach bekannten Verfahren aufgespritzt, aufgepreßt oder aufgeschweißt werden, gegebenenfalls sogar eine nicht dargestellte metallische Verstärkung mit angebracht werden. Die Flachdichtungsverbreiterungen 15/1 bzw. 15/2 sind mit je einem Fenster 16/1 bzw. ΐβ/2 versehen, welches auf den jeweiligen Sensor 14/1 oder 14/2 führt und die Kontaktierung der von den Meßelementen in diesen Bereich führenden, nicht dargestellten Leiterbahnen erlaubt. Gemeinsam mit den nicht dargestellten Verstärkungen der Verbreiterungen 15/1 bzw. 15/2 können auch nicht dargestellte Teile einer Kapselung für die elektrischen Anschlüsse mit angeformt werden.

Die metallische Randverstärkung 13 besitzt in denjenigen Bereichen., in welchen Sensoren 14/1 und 14/2 angeordnet sindj Durchbrüche 17 und bevorzugt auch auf der Oberseite und auf der Unterseite der Plachdichtung inRichtung Plachdichtungsfenster 16/1 bzw. Ιβ/2 weisende Vorsprünge l8, die der Versteifung dieses Bereichs der Plachdichtung 10 dienen und die bevorzugt an ihren freien Endabschnitten mit sich in die Plachdichtung 10 verankernden Nasen 19 ausgestattet sind.

Je nach Anwendungsfall können die meßgasnahen Endabschnitte der Sensoren 14/1 bzw. 14/2 aber auch bündig mit der metallischen Randverstärkung 13 sein, sie können sogar etwas hinter den metallischen Randverstärkungen zurückstehen, wenn - wie dargestellt - die Plachdichtung 10 um die meßgasnahen Endabschnitte der Sensoren 14/1 und 14/2 mit einer Einbuchtung 20 versehen sind. Die Sensoren 14/1 und 14/2 können durch eine wellenförmige

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oder durch eine mit Vorsprüngen bzw. Vertiefungen gestaltete Seitenkonfiguration (nicht dargestellt) sehr dicht in einer Flachdichtung 10 integriert werden; für die Abdichtung von Sensoren 14/1 .. in einer Flachdichtung IO ist es hinsichtlich guter Abdichtung auch von Vorteil, wenn sie anstelle der dargestellten rechteckigen Form trapezförmig sind, wobei die breite Grundlinie des Trapezes zur Durchgangsbohrung 12 gerichtet ist.

In den Figuren 4 und 5 ist ein Ausschnitt aus einer Flachdichtung 10' dargestellt, die ebenfalls als Rohrleitungsdichtung oder als Zylinderkopfdichtung Verwendung finden kann, sich jedoch von der Ausführungsform einer Flachdichtung 10 nach den Figuren 1 bis 3 unterscheidet: Derhierin dargestellte Sensor 14/1' wird von einer kreisförmigen Scheibe gebildet, deren den nicht dargestellten Meßelementen zugeordnete Kontaktstellen 21 einschließlich elektrischer Zuleitungen 22 und Steckerkontakten

23 mit in die Flachdichtung 10' eingeformt sind. Die Steckerkontakte 23 sind dabei in einer Verbreiterung 15/1' der Flachdichtung 10' angeordnet; die Kreisform des Sensors 14/1', das zickzackartige Verlegen der elektrischen Zuleitungen 22 und auch das Anordnen von Durchgangslöchern

24 für nicht dargestellte Schrauben beiderseits des Sensors l4/l' sorgen dafür, daß in diesem Bereich Leckverluste vermieden werden. Der sonstige Aufbau der Flachdichtung 10' entspricht im wesentlichen dem Aufbau der Flachdichtung nach den Figuren 1 bis 3.

In der Figur 6 ist eine Dichtungsbrille 25 dargestellt, wie sie zum Abdichten von Saugrohr- oder Abgaskrümmerflanschen von Motoren Verwendung findet. Derartige Dichtungsbrillen 25 erlauben bei Anwendung der vorliegenden

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Erfindung, daß alle vier (oder mehr) Ein- und/oder Auslässe eines Verbrennungsmotors meßtechnisch überwacht werden können; gleiches gilt für Zylinderkopfdichtungen. Die Durchgangsbohrungen dieser Dichtungsbrille 25 sind mit 26/1 bis 26/4 und die Sensoren einschließlich der nicht dargestellten Meßelemente mit 27/1 bis 27/4 bezeichnet. Die Anordnung und der Einbau dieser Sensoren 27/1 bis 27/4 entspricht im wesentlichen dem nach den Figuren 1 bis 5.

Es sei erwähnt, daß die Sensoren 14 und 27 mit allen geeigneten Meßelementen versehen werden können:; erwähnt seien hierzu auch die Gas- bzw. SauerStoffmeßfühler₅ die nach dem Prinzip der Sauerstoffkonzentrationskette mit ionenleitendem Pestelektrolyten arbeiten.

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Claims

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R. 56 9 0

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Ansprüche

(Iy Meßfühler für Gase und/oder deren Temperaturen mit mindestens einem plättchenförmigen Sensor, der dicht in einem Gehäuse für den dichten Einbau in eine das Meßgas führende Einrichtung, insbesondere für den Einbau in einen Kraftfahrzeugmotor eingefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßfühler gehäuse (10,. 10', 25) eine Plachdichtung (10, 10', 25) ist, welche zwischen zwei Bauteilen der das Meßgas führenden Einrichtung angeordnet ist, den Sensor (14/1, ..; 14/1', ..; 27/1, ..) umfaßt, wobei die Meßelemente des Sensors dem Meßgas direkt ausgesetzt sind.

2* Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (14/1, ..; 14/1', ..; 27/1, ..) im wesentlichen die Form eines länglichen Plättchens (14/1, ..; 27/1, ..) oder-einer kreisförmigen Scheibe (14/1', ..) hat.

3. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

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gekennzeichnet, daß sich der meßgasnahe Endabschnitt des Sensors (14/1, ..) in einer Einbuchtung (20) der Innenseite der Flachdichtung (10) befindet.

4. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich für die Kontaktierung jedes Sensors (14/1, ..) mindestens ein Fenster (16/1, ..) in der Flachdichtung (10) befindet.

5·. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich für die Kontaktierung des Sensors (14/1', ..) in der Flachdichtung (10') eingeformte Steckerkontakte (23), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von elektrischen Zuleitungen (22) befinden.

6. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (10, 10') im Bereich jedes Sensors (14/1, ..; 14/1', ..) und dessen Anschlüssen (23) mit zur Außenseite der Flachdichtung (10, 10') weisender angeformter Verbreiterung (15/1, 15/1') versehen ist.

7. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der meßgasnahe Endabschnitt jedes Sensors (14/1, ..; 14/1', ..) durch je einen Durchbruch

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(17) in einer metallischen Randverstärkung (13) der Flachdichtung (10) dem Meßgas ausgesetzt ist.

8. Meßfühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die an der Innenseite der Flachdichtung (10) angeordnete Randverstärkung (13) mindestens einen in Richtung der Sensoranschlüsse weisenden Vorsprung (18) aufweist, der bevorzugt mit seinem freien Endabschnitt in der Flachdichtung (10) verankert ist.