DE3509197C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sauerstoffsensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 29 28 496 ist ein Sauerstoffsensor dieser Art bekannt, der die Sauerstoffkonzentration eines von einer Brennkraftmaschine abgegebenen Abgases erfaßt oder bestimmt, um die Verbrennung oder den Kraftstoffverbrennungszustand der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von vom Sauerstoffsensor erzeugten Signalen zu steuern und dadurch das Abgas zu reinigen und den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine herabzusetzen. Hierbei findet ein Fühlerelement Verwendung, das einen Korpus aus einem Sauerstoffionen-leitenden Festelektrolyt, beispielsweise aus Zirkonoxid, das mit Kalzium- oder Yttriumoxid dotiert ist, besitzt. Desweiteren umfaßt der Sauerstoffsensor geeignete Elektroden, die auf gegenüberliegenden Flächen des Festelektrolytkorpus angeordnet sind. Bei diesem Sauerstoffsensor ist eine der Elektroden einem Referenzgas ausgesetzt, während die andere Elektrode dem Abgas ausgesetzt ist. Im Betrieb erzeugt der Sauerstoffsensor ein Ausgangssignal, das eine zwischen den beiden Elektroden nach dem Prinzip einer Sauerstoffkonzentrationszelle erzeugte elektromotorische Kraft verkörpert. Anstelle von herkömmlich verwendeten rohrförmigen Fühlerelementen findet hierbei ein längliches planares Fühlerelement Verwendung, da sich dadurch der Sensor leichter herstellen läßt und einen besonders einfachen Aufbau besitzt. Ein derartiges längliches planares Fühlerelement besitzt an einem Ende einen Erfassungsabschnitt, der einem Abgas oder einem anderen zu messenden Gas ausgesetzt wird.

Bei einem Sauerstoffsensor der vorstehend beschriebenen Art gibt der Sensor ein elektrisches Signal ab, das den Sauerstoffpartialdruck des zu messenden Gases, das von dem Erfassungsabschnitt erfaßt wird, verkörpert. Dieses elektrische Signal wird einer äußeren Vorrichtung zugeführt. Hierzu sind elektrische Leitungen der Elektrode elektrisch an äußere Leiterelemente oder Leitungsdrähte angeschlossen, die in das Gehäuse des Sauerstoffsensors eingesetzt sind. Da das die Leitungen tragende Fühlerelement eine längliche planare Form besitzt, ist es bisher unmöglich gewesen, die äußeren Leitungsdrähte direkt an die Leitungen des Fühlerelementes anzuschließen. Es ist daher bisher üblich gewesen, Hilfsleitungen zu verwenden, die Verlängerungen der auf dem Fühlerelement ausgebildeten Leitungen darstellen. Diese Hilfsleitungen sind mit den äußeren Leitungsdrähten an einer vom Fühlerelement entfernten Stelle verbunden, und zwar ist dies über geeignete Verstemmvorgänge erfolgt. Der Einsatz von derartigen Hilfsleitungen macht jedoch die elektrische Ausrüstung des Sensors kompliziert und führt zu einem reduzierten Wirkungsgrad bei der Herstellung und Montage des Sensors. Darüber hinaus ist das Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen den Hilfsleitungen und den äußeren Leitungsdrähten schwierig und unbequem. Ferner ist die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen nicht voll zufriedendstellend.

Ein Sauerstoffsensor des vorstehend erwähnten Typs ist ferner mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehen, die in das Fühlerelement eingearbeitet ist, um den Erfassungsabschnitt desselben für eine zuverlässige und genaue Betriebsweise zu erhitzen. Um eine derartige Heizeinrichtung mit Energie zu versorgen, sind zusätzliche äußere Leitungsdrähte an die Leitungen der Heizeinrichtung angeschlossen. In diesem Fall treten die gleichen Probleme wie vorstehend angedeutet auf. Es läßt sich daher zusammenfassen, daß eine Vielzahl von Leitern, d. h. mehrere Paare von Leitungsdrähten, an die entsprechenden Paare von Leitungsdrähten des Fühlerelementes im Sensorgehäuse angeschlossen sind, um ein Ausgangssignal vom Erfassungsabschnitt des Fühlerelementes zu erhalten und um die Heizeinrichtung im Element zu betätigen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Sauerstoffsensor so kompakt wie möglich ausgebildet sein sollte, ist es äußerst schwierig, derartige elektrische Verbindungen der Signalleitungen und der Leitungen der Heizeinrichtung mit den entsprechenden äußeren Drähten an einer Vielzahl von Stellen innerhalb der kompakten Einheit des Sauerstoffsensors herzustellen. Selbst wenn die Herstellung dieser Verbindungen nicht unmöglich ist, kompliziert sie jedoch notwendigerweise den Gesamtaufbau des Sauerstoffsensors.

Ein ähnlich ausgebildeter Sauerstoffsensor ist aus der DE-OS 20 21 523 bekannt. In dieser Veröffentlichung sind jedoch keine Ausführungen über die Anschlüsse der elektrischen Leiter an das Fühlerelement enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sauerstoffsensor der angegebenen Art zu schaffen, der eine besonders haltbare und besonders einfach herstellbare Verbindung zwischen Fühlerelement und elektrischen Leitern aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Sauerstoffsensor der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Beim Brennen des Fühlerelementes entstehen Dimensionsunterschiede bzw. entsprechende Materialverformungen, die die Einhaltung von genauen Abmessungen des Fühlerelementes unmöglich machen. Es mußte somit eine Anschlußmöglichkeit für die elektrischen Leiter geschaffen werden, die einen gewissen Flexibilitätsgrad aufweist und somit eine Anpassung an unterschiedlich dimensionierte Fühlerelemente ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen über die drei Bestandteile Schutzabdeckung, Gummipfropfen und elektrisches Isolationselement erreicht. Durch radiale Beaufschlagung des Gummipfropfens durch Zusammenpressen der Schutzabdeckung erfährt dieser eine Längenausdehnung, so daß das elektrische Isolationselement, in dem die elektrischen Kontakte angeordnet und die Verbindungsstücke fest gelagert sind, mit einer Axialkraft beaufschlagt wird, die eine feste elektrische Verbindung zwischen den entsprechenden Teilen sichert.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung werden besonders deutlich, wenn man sich die Ausbildung der Leiteranschlüsse betrachtet. Zuerst wird das Fühlerelement in der Schutzabdeckung fixiert. Die Leiter, die die Verbindungsstücke an ihren Enden aufweisen, werden derart am elektrischen Isolationselement fixiert, daß die Verbindungsstücke im Isolationselement gehalten werden. Das Isolationselement wird dann so in die Schutzabdeckung eingesetzt, daß die Verbindungsstücke mit den elektrischen Kontakten, die am Längsende des Fühlerelementes ausgebildet sind, in Kontakt treten. Als nächstes wird der Gummipfropfen über die Leiter geschoben und in die Schutzabdeckung eingesetzt, so daß das vordere Ende des Gummipfropfens gegen das Ende des elektrischen Isolationselementes stößt. Derjenige Endabschnitt der Schutzabdeckung, in dem der Gummipfropfen gelagert ist, wird dann radial einwärts gegen die Oberfläche des Gummipfropfens gepreßt. Hierdurch erfährt der Gummipfropfen eine Verlängerung in Axialrichtung und preßt das Isolationselement gegen das Fühlerelement, wodurch das Isolationselement zwischen dem Fühlerelement und dem Gummipfropfen fixiert wird. Auf diese Weise wird eine ausgezeichnete elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten und den Verbindungsstücken erreicht.

Das Isolationselement wird somit sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung durch die vom Gummipfropfen ausgeübte elastische Kraft fixiert. Es wird auch dann fixiert, wenn zwischen seiner Oberfläche und der Schutzabdeckung Spiel vorhanden ist. Ein solches Spiel wird in der Regel immer vorhanden sein, um das Einsetzen des Isolationselementes zu erleichtern. Bei einem verformten Fühlerelement wird somit das Isolationselement innerhalb der Schutzabdeckung immer eine etwas geneigte Lage einnehmen. Eine solche geneigte Lage macht sich jedoch bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht nachteilig in bezug auf den elektrischen Leiteranschluß bemerkbar, da der Gummipfropfen auch bei einer geneigten Lage des Isolationselementes einen entsprechenden Preßkontakt ausübt und somit eine feste elektrische Verbindung sichert.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der Sauerstofferfassungsabschnitt des Fühlerelementes kann aus einem Festelektrolytmaterial bestehen, das sich im wesentlichen aus Zirkondioxid-Keramik zusammensetzt, und wird so betrieben, daß er die Sauerstoffkonzentration des zu messenden Gases nach dem Prinzip einer Sauerstoffkonzentrationszelle bestimmt. Alternativ dazu kann der Sauerstofferfassungsabschnitt des Fühlerelementes aus einem oxidischen Halbleitermaterial bestehen, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von dem Sauerstoffpartialdruck des zu messenden Gases ändert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform eines Sauerstoffsensors;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Sauerstoffühlerelementes, das bei dem Sauerstoffsensor der Fig. 1 Verwendung findet;

die Fig. 3 und 4 Schnitte entlang den Linien III-III und IV-IV in Fig. 2

Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht des Sauerstofffühlerelementes der Fig. 2;

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Beispiel eines keramischen Isolators, der bei dem Sauerstoffsensor der Fig. 1 zum elektrischen Anschließen seines Fühlerelementes Verwendung findet;

die Fig. 7 und 8 Schnittansichten entlang den Linien VII-VII und VIII-VIII in Fig. 6;

Fig. 9 einen Querschnitt durch elektrische Anschlußabschnitte des Fühlerelementes, an denen elektrische Leitungen an ihren Endabschnitten freiliegen; und

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht entsprechend Fig. 2, die eine weitere Ausführungsform eines Sauerstoffühlerelementes zeigt, das in dem Sauerstoffsensor der Fig. 1 verwendbar ist.

Der in Fig. 1 dargestellte Sauerstoffsensor umfaßt ein Sauerstoffühlerement 2, das einen länglichen planaren laminaren Aufbau besitzt, im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist und aus Festelektrolytmaterialien besteht, die im wesentlichen aus Zirkondioxid- Keramik zusammengesetzt sind. Wie ferner in Fig. 2 gezeigt, besitzt das Sauerstoffühlerelement 2 an seinem inneren oder ersten Ende einen Sauerstofferfassungsabschnitt 4.

Wie in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 in größeren Einzelheiten erläutert wird, umfaßt das Fühlerelement 2 einen länglichen planaren Festelektrolytkorpus 6, der im wesentlichen aus Zirkondioxid-Keramik besteht, und eine poröse innere Elektrode 8 aus Platin oder einem anderen geeigneten Material, die durch Bedrucken eines Bereiches der Außenfläche des Festelektrolytkorpus 6 benachbart zu einem Ende desselben, das dem Sauerstofferfassungsabschnitt 4 entspricht, ausgebildet ist. Auf der Fläche des Festelektrolytkorpus 6, auf die die innere Elektrode 8 gedruckt ist, sind ein Zirkondioxid-Rahmen 10 und eine Sauerstoffühlerschicht 12, die ebenfalls im wesentlichen aus Zirkondikoxid-Keramik besteht, so auflaminiert, daß die innere Elektrode 8 zwischen dem Festelektrolytkorpus 6 und dem Zirkondioxid-Rahmen 10 und die Fühlerschicht 12 auf dem Zirkondioxid-Rahmen 10 angeordnet sind. Eine poröse äußere Elektrode 14, die aus dem gleichen Material wie die innere Elektrode 8 besteht, ist auf die Fühlerschicht 12 aufgedruckt. Die äußere Elektrode 14 wird mit Ausnahme ihres Fühlerabschnittes durch eine Schutzschicht 16 geschützt, die aus dem gleichen Material besteht wie die Fühlerschicht 12.

Der Zirkondioxid-Rahmen 10 weist einen länglichen rechteckförmigen Ausschnitt auf, der über die Länge desselben in dessen mittleren Bereich in Breitenrichtung ausgebildet ist. Dieser Ausschnitt wirkt mit dem Festelektrolytkörper 6 und der Fühlerschicht 12 zusammen und bildet einen Referenzgasdurchgang 20, der an seinem einen Ende in der Nähe des Endes des Zirkondioxid-Rahmens 10 entsprechend dem Erfassungsabschnitt 4 geschlossen ist. An seinem anderen Ende ist der Referenzgasdurchgang 20 zur Umgebungsluft hin offen. Die innere Elektrode 8 ist benachbart zu dem geschlossenen Endteil des Durchgangs 20 angeordnet, so daß die Elektrode der Atmosphäre im Durchgang 20 ausgesetzt ist. Die äußere Elektrode 14, die auf die Seite der Fühlerschicht 12, die dem Zirkondioxid- Rahmen 10 gegenüberliegt, gedruckt ist, ist im wesentlichen zur inneren Elektrode 8 ausgerichtet angeordnet, so daß die Elektrode 14 einem zu messenden Gas außerhalb des Fühlerelementes 2 über ein Fenster 22 ausgesetzt ist, das in der Schutzschicht 16 ausgebildet ist. Die innere und äußere Elektrode 8, 14 sind mit elektrischen Leitungen 24 und 26 versehen, die sich von den Elektroden über die Länge des Fühlerelementes 2 in Richtung auf dessen äußeres oder zweites Ende erstrecken, um eine Verbindung mit den Elektroden 8, 14 herzustellen. Die Gesamtlänge der elektrischen Leitung 26 der äußeren Elektrode 14 ist auf der Außenfläche des Fühlerelementes 12 ausgebildet, während die elektrische Leitung 24 der inneren Elektrode 8 teilweise auf der Fläche des Festelektrolytkorpus 6 ausgebildet ist. Genauer gesagt sind der Zirkondioxid- Rahmen 10 und die Fühlerschicht 12 mit Löchern 28 versehen, die sich durch sie in Dickenrichtung erstrecken. Die Leitung 24 ist an ihrem Zwischenabschnitt unter rechten Winkeln zur Fläche des Festelektrolytkorpus 6 in Richtung auf die Leitung 26 gedreht, so daß ihr entfernt von der inneren Elektrode 8 angeordneter Endabschnitt 24 a sich im wesentlichen in der gleichen Ebene befindet, wie der entsprechende Endabschnitt 26 a der Leitung 26. Diese Ebene verläuft im wesentlichen senkrecht zur Dickenrichtung des Fühlerelementes 2, wie in Fig. 2 gezeigt. Die elektrischen Leitungen 24, 26 erstrecken sich parallel zueinander von den entsprechenden Elektroden 8, 14 zwischen der Fühler- und Schutzschicht 12, 16 in Richtung auf das zweite Ende des Fühlerelementes 2 und liegen bei 24 a, 26 a am zweiten Endabschnitt des Fühlerelementes 2 frei, wie in Fig. 2 gezeigt. Diese Endabschnitte 24 a, 26 a der Leitungen 24, 26 dienen als elektrische Kontakte, die elektrische Anschlußeinrichtungen 27 bilden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Sauerstoffühlerelementes 2 wird ein äußerer Raum, der mit dem Fenster 22 am Erfassungsabschnitt 4 in Verbindung steht, relativ zu dem Referenzgasdurchgang 20, der durch den Zirkondioxid-Rahmen 10, den Festelektrolytkorpus 6 und die Fühlerschicht 12 gebildet wird, in einem strömungsmitteldichten Zustand gehalten. Die innere Elektrode 8 ist im Kanal 20 einem Referenzgas, beispielsweise der Umgebungsluft, ausgesetzt, während die äußere Elektrode 14 einem äußeren zu messenden Gas ausgesetzt ist, das durch das Fenster 22 eingeführt wird, wie vorstehend erläutert. Durch diese Gase, die mit der inneren und äußeren Elektrode 8, 14 in Kontakt treten, wird zwischen der inneren und äußeren Elektrode aufgrund einer Differenz im Sauerstoffpartialdruck zwischen den beiden Gasen nach dem Prinzip einer Sauerstoffkonzentrationszelle eine elektromotorische Kraft induziert, wobei ein Ausgangssignal durch die entsprechenden Leitungen 24, 26 erhalten wird, das diese elektromotorische Kraft repräsentiert.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird Umgebungsluft als Referenzgas in den im Zirkondioxid-Rahmen 10 ausgebildeten Referenzgasdurchgang 20 eingeführt, während ein von einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, abgegebenes Abgas als zu messendes Gas durch das Fenster 22 in der Schutzschicht 16 in Richtung auf die äußere Elektrode 14 eingeführt wird. Die Sauerstoffkonzentration dieses zu messenden Gases (Abgas) wird gemessen, indem die Umgebungsluft als Referenzgas verwendet wird. Das die Sauerstoffkonzentration darstellende Ausgangssignal wird über die elektrischen Leitungen 24, 26, genauer gesagt am Endabschnitt 24 a der Leitung 24, der als Ausgangssignalkontakt dient, gewonnen. Der Endabschnitt 26 a der Leitung 26 dient als Erdkontakt, der mit dem Ausgangssignalkontakt zusammenwirkt und die Anschlußeinrichtungen 27 bildet, die auf einer Seite des zweiten Endabschnittes des Fühlerelementes 2 freiliegen.

Auf der Seite des Festelektrolytkorpus 6, die der Seite gegenüberliegt, auf die die innere Elektrode 8 gedruckt ist, befindet sich eine Aluminiumoxid- Isolationsschicht 30, eine Zirkondioxid-Isolationsschicht 32 und eine elektrische Heizeinrichtung 34, die ein Heizelement 36 und zwei daran angeschlossene Leitungen 38, 38 umfaßt. Das Heizelement 36 ist zu dem Sauerstofferfassungsabschnitt 4 des Fühlerelementes 2 ausgerichtet, und ein Paar von elektrischen Leitungen 38, 38 erstreckt sich vom Heizelement 36 über die Länge des Fühlerelementes 2 in Richtung auf dessen zweiten Endabschnitt, so daß Strom über diese Leitungen 38 dem Heizelement 36 zugeführt werden kann, um den Erfassungsabschnitt 4 des Fühlerelementes 2 beim Einschalten des Heizelementes 36 zu erhitzen. Dieses Paar elektrischer Leitungen 38, 38 ist mit Ausnahme der Endabschnitte 38 a, 38 a durch eine Schutzschicht 40, die aus Zirkondioxid-Keramik besteht, geschützt, so daß sie dem Abgas nicht ausgesetzt sind. Mit anderen Worten, die Endabschnitte 38 a, 38 a liegen am zweiten Endabschnitt des Fühlerelementes 2 frei und dienen als elektrische Kontakte, die weitere elektrische Anschlußeinrichtungen 39 bilden, welche auf der Seite angeordnet sind, die den erstgenannten elektrischen Anschlußeinrichtungen 27 für die innere und äußere Elektrode 8, 14 gegenüberliegt.

Das Sauerstoffühlerelement 2, das den Sauerstofferfassungsabschnitt 4 an seinem ersten oder inneren Ende aufweist, wird an seinem mittleren Abschnitt durch ein erstes elektrisches Isolationselement 42 aus Keramik und an seinem zweiten Endabschnitt durch ein zweites elektrisches Isolationselement 44 aus Keramik gelagert. Dieses erste und zweite Isolationselement 42, 44 sind in einer zylindrischen metallischen Schutzabdeckung 46 angeordnet und darin über Füllmaterialien 48, 48 aus Zement oder anderen geeigneten Materialien, die an gegenüberliegenden Längsenden des ersten Isolationselementes 42 vorgesehen sind, fixiert. Die Füllmaterialien 48, 48 unterteilen das Innere der Schutzabdeckung 46 in mehrere Räume, die in einem strömungsmitteldichten Zustand zueinander stehen. Das Fühlerelement 2 ist so angeordnet, daß sich sein Sauerstofferfassungsabschnitt 4 in dem in einem Endabschnitt (dem linken Endabschnitt der Fig. 1) der Schutzabdeckung 46, der dem ersten oder inneren Endabschnitt des Fühlerelementes 2 entspricht, gebildeten Raum befindet, und so, daß der Referenzgasdurchgang 20 in dem im zweiten oder äußeren Endabschnitt (rechter Endabschnitt in Fig. 1) der Schutzabdeckung 46 gebildeten Raum offen ist.

Ein Gummipfropfen 50 ist mittels Preßpassung in den zweiten Endabschnitt der Schutzabdeckung 46 eingesetzt. Elektrische Leiter 52 a, 52 b und 52 c in der Form von Leitungsdrähten erstrecken sich durch den Gummipfropfen 50 in das zweite keramische Isolationselement 44, um eine elektrische Verbindung desselben mit der Leitung 24 der inneren Elektrode 8 und den Leitungen 38 der Heizeinrichtung 34 vorzusehen. Darüber hinaus hält der Gummipfropfen 50 einen Erdleiter 54 mit der inneren Fläche des zweiten Endabschnittes der Schutzabdeckung 46 in Kontakt. Dieser Erdleiter 54 erstreckt sich ebenfalls in das zweite Isolationselement 44, um eine elektrische Verbindung mit der Leitung 26 der äußeren Elektrode 14 herzustellen. Somit sind die elektrischen Kontakte 24 a, 26 a der Leitungen 24, 26 und die elektrischen Kontakte 38 a, 38 a der Leitungen 38, 38 die auf den gegenüberliegenden Seiten des zweiten Endabschnittes des Fühlerelementes 2 angeordnet sind, innerhalb des zweiten keramischen Isolationselementes 44 elektrisch an den elektrischen Leiter 52 a, den Erdleiter 54, den elektrischen Leiter 52 b und den elektrischen Leiter 52 c angeschlossen.

Wie anhand der Fig. 6, 7 und 8 genauer erläutert wird, handelt es sich bei dem zweiten Isolationselement 44 um ein allgemein zylindrisches Element, das auf einer Seite eine Ausnehmung 56 aufweist, in die der zweite Endabschnitt des Fühlerelementes 2, der die elektrischen Anschlußeinrichtungen 27, 39 trägt, eingesetzt ist. Wie am deutlichsten aus Fig. 6 hervorgeht, besitzt das zweite Isolationselement 44 desweiteren auf der anderen Seite vier Leitungsdrahtlöcher 58, in die die Endabschnitte der Leiter 52 a, 52 b, 52 c und des Erdleiters 54 eingesetzt sind. Diese vier Leitungsdrahtlöcher 58 sind so angeordnet, daß die Verlängerungslinien der beiden Löcher 58, 58 zu den Kontakten 24 a, 26 a der Leitungen 24, 26 und die Verlängerungslinien der beiden verbleibenden Löcher 58, 58 zu den Kontakten 38 a, 38 a der Leitungen 38, 38 auf der gegenüberliegenden Seite des Fühlerelementes 2 ausgerichtet sind. Die vier Leitungsdrahtlöcher 58 stehen mit der Ausnehmung 56 in Verbindung, so daß die Leiter 52 a, 52 b, 52 c und der Erdleiter 54 elektrisch an die entsprechenden Endabschnitte, d. h. die elektrischen Kontakte 24 a, 38 a, 26 a, der Leitungen 24, 38, 26 in der nachfolgend im Detail beschriebenen Art und Weise angeschlossen werden können.

Jeder Leiter 52 a, 52 b, 52 c und der Erdleiter 57 ist an seinem Ende mit einem metallischen Verbindungsstück 60 aus einem federnden oder elastischen Material versehen, das mittels Verstemmen am Leiterdraht befestigt ist. Aus Gründen einer kurzen und einfachen Darstellung ist nur das metallische Verbindungsstück 60 des Leiters 52 a, das an die Leitung 24 der inneren Elektrode angeschlossen werden soll, in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Zum elektrischen Anschließen des Leiters 52 a an die Leitung 24 wird beispielsweise zuerst der Kontakt des Leiters 52 a mit dem daran befestigten Verbindungsstück 60 durch das entsprechende Leitungsdrahtloch 58 eingesetzt, bis das Ende des Verbindungsstückes 60 den Kontakt 24 a der Leitung 24 erreicht. Auf diese Weise werden die Verbindungsstücke 60 jeweils in Ausrichtung zu den Kontakten 24 a, 26 a (den ersten Anschlußeinrichtungen 27) der Elektrodenleitungen 24, 26 und den Kontakten 38 a, 38 a (den weiteren elektrischen Anschlußeinrichtungen 39) der Leitungen 38, 38 für die Heizeinrichtung angeordnet.

Wie am deutlichsten in Fig. 8 gezeigt ist, besitzt jedes metallische Verbindungsstück 60 zwei Verriegelungsschuhe 62, die an eine Schulter 64 stoßen, die am inneren Ende des Leitungsdrahtloches 58 ausgebildet ist, so daß das Verbindungsstück 60, wenn es einmal in das Isolationselement 44 gesetzt ist, nicht mehr vom Fühlerelement 2 zurückbewegt werden kann. Darüber hinaus ist jedes metallische Verbindungsstück 60 an seinem Ende mit einem Kontaktschuh 66 versehen, der sich allgemein in Längsrichtung des Leitungsdrahtloches 58 in die Ausnehmung 56 erstreckt. Der Kontaktschuh 66 ist in Form eines "V" gebogen, so daß der Boden des "V" in elastischem Preßkontakt mit dem Kontakt 24 a, 26 a, 38 a der entsprechenden Leitung 24, 26, 38, 38 gehalten wird, wie in Fig. 7 gezeigt. Auf diese Weise ist jedes metallische Verbindungsstück 60 eines jeden Leiters 52 a, 52 b, 52 c, 54 elektrisch an die elektrische Leitung 24, 38, 38, 26 angeschlossen.

Die Kontakte 24 a und 26 a der Leitungen 24 und 26 sind auf einer Seite des zweiten Endabschnittes des Fühlerelementes 2, angeordnet während sich die Kontakte 38 a, 38 a der Leitungen 38, 38 auf der gegenüberliegenden Seite des zweiten Endabschnittes des Fühlerelementes 2 befinden. Wenn der zweite Endabschnitt des Fühlerelementes 2 in die Ausnehmung 56 im zweiten Isolationselement 44 eingesetzt wird, werden die beiden Paare der elektrischen Kontakte 24 a, 26 a, 38 a, 38 a in Preßkontakt mit den Kontaktschuhen 66 der Verbindungsstücke der entsprechenden Leiter 52 a, 52 b, 52 c und des Erdleiters 54 gebracht.

Der Erdleiter 54, der über das Verbindungsstück 60 an die Leitung 26 der äußeren Elektrode 14 elektrisch angeschlossen ist, besteht beispielsweise aus einem nackten Draht, der zwischen der Außenfläche des Gummipfropfens 50 und der entsprechenden Innenfläche der metallischen Schutzabdeckung 46 angeordnet ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Auf diese Weise ist der Erdleiter 54 elektrisch an die metallische Schutzabdeckung 46 angeschlossen, die wiederum elektrisch an ein metallisches Gehäuse 74 angeschlossen ist, so daß der Erdleiter 54 geerdet ist.

Der Endabschnitt der Schutzabdeckung 46, in dem der Gummipfropfen 50 aufgenommen ist, ist an zwei axial voneinander beabstandeten Stellen radial nach innen gegen die Fläche des Gummipfropfens 50 gepreßt oder verstemmt. Dies führt dazu, daß zwei radial einwärts vorstehende Teile 68 auf dem Endabschnitt der Schutzabdeckung 46 gebildet werden. Diese vorstehenden Teile 68 pressen den Gummipfropfen 50 radial einwärts zusammen, so daß auf diese Weise die Leiter 52 a, 52 b und 52 c fest im Gummipfropfen 50 gehalten und Vibrations- oder Klapperbewegungen dieser Leiter verhindert werden, die sonst auf die zugehörigen Bauteile im Sauerstoffsensor, insbesondere die bisher beschriebenen elektrischen Verbindungen, übertragen werden würden.

Das zweite Isolationselement 44 wird durch das teilweise eingesetzte Fühlerelement 2 und durch den Gummipfropfen 50 in Position gehalten. Da das offene Ende der Schutzabdeckung 46 durch den Gummipfropfen 50 gasdicht verschlossen ist, besitzt die zylindrische Wand der Schutzabdeckung 46 Lufteinlaßöffnungen 70, durch die der Referenzgasdurchgang 20 mit der Umgebungsluft außerhalb der Schutzabdeckung 46 in Verbindung steht.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt die Schutzabdeckung 46 gegenüber ihrem Endabschnitt, in dem der Gummipfropfen 50 mittels Preßpassung angeordnet ist, einen Endabschnitt mit kleinem Durchmesser. Dieser Endabschnitt mit kleinem Durchmesser ist in einer Strömungsmittelleitung, beispielsweise einem Abgasrohr eines Fahrzeuges, durch die ein zu messendes Gas, beispielsweise ein Abgas, strömt, angeordnet. Der erste Endabschnitt, d. h. der Sauerstofferfassungsabschnitt 4 des Fühlerelementes 2, ist in dem Endabschnitt der Schutzabdeckung 46 mit kleinem Durchmesser angeordnet, so daß der Erfassungsabschnitt 4 dem zu messenden Gas ausgesetzt ist, das durch mehrere Öffnungen 72 eingeführt wird, welche sich durch die Wand des Endabschnittes der Schutzabdeckung mit kleinem Durchmesser erstrecken. Die Schutzabdeckung 46 erstreckt sich durch das vorstehend erwähnte metallische Gehäuse 74, so daß das metallische Gehäuse die Schutzabdeckung an einem Abschnitt derselben benachbart zu dem Endabschnitt mit kleinem Durchmesser lagert. Das metallische Gehäuse 74 ist derart mit der Strömungsmittelleitung verschraubt, daß der Endabschnitt der Schutzabdeckung mit kleinem Durchmesser strömungsmitteldicht innerhalb der Strömungsmittelleitung zwischen der Schutzabdeckung und der Strömungsmittelleitung angeordnet ist. Mit 76 ist ein metallischer Dichtungsring bezeichnet, der die Abdichtung zwischen dem metallischen Gehäuse 74 und der Schutzabdeckung 46 bewirkt.

Bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise konstruierten Sauerstoffsensor ist die am Erfassungsabschnitt 4 des Fühlerelementes 2 angeordnete innere Elektrode 8 der Umgebungsluft im Referenzgasdurchgang 20, die durch die Lufteinlaßöffnungen 70 eingeführt wird, ausgesetzt. Die ebenfalls am Erfassungsabschnitt 4 angeordnete äußere Elektrode 14 ist dem zu messenden Gas, d. h. dem durch das Abgasrohr strömenden Abgas der Brennkraftmaschine, ausgesetzt, das durch die Öffnungen 72 und das Fenster 22 eingeführt wird. Bei dieser Ausführungsform wird zwischen dem Leiter 52 a, der an die innere Elektrode 8 angeschlossen ist, und dem Erdleiter 54, der an die äußere Elektrode 14 angeschlossen ist, ein elektrisches Ausgangssignal gewonnen, das die Sauerstoffkonzentration des zu messenden Gases anzeigt.

Die Kontakte 24 a, 38 a, 38 a, 26 a der Leitungen 24, 38, 38, 26 werden elektrisch an die Leiter 52 a, 52 b, 52 c und dem Erdleiter 54 angeschlossen, indem der zweite Endabschnitt des Fühlerelementes 2 in die Ausnehmung 56 eingesetzt wird und dadurch die Kontakte 24 a, 38 a, 26 a in direkten Kontakt mit den Kontaktschuhen 66 der entsprechenden Verbindungsstücke 60 gebracht werden.

Mit anderen Worten, durch das bloße Einsetzen des zweiten Endabschnittes des Fühlerelements 2 zwischen die beiden Paare der Verbindungsstücke 60 im Isolationselement 44 werden die erforderlichen elektrischen Anschlüsse des Fühlerelementes 2 vervollständigt. In diesem Sinne wirken die Kontakte 24 a, 26 a, 38 a, 38 a als Stecker, während die entsprechenden vier Verbindungsstücke 60 (genauer gesagt deren Kontaktschuhe 66) als Aufnahmeelemente wirken. Insbesondere handelt es sich bei dem zweiten Endabschnitt des Fühlerelementes 2, der die ersten und weiteren elektrischen Anschlußeinrichtungen 27, 39 aufweist, um einen Stecker, während es sich bei den vier Verbindungsstücken 60, die durch das zweite Isolationselement 44 gelagert werden, um ein Aufnahmeelement handelt, in das der Stecker eingesetzt wird, um einen Preßkontakt der beiden Paare der elektrischen Kontakte 24 a, 26 a, 38 a, 38 a herzustellen. Durch diese Steckverbindung wird der elektrische Anschluß der Leitungen 24, 38, 38, 26 an die Leiter 52 a, 52 b, 52 c und den Erdleiter 54 erleichtert und die Konstruktion und Montage des Sauerstoffsensors in beträchtlicher Weise vereinfacht.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Heizeinrichtung 34 einstückig mit dem Fühlerelement 2 innerhalb desselben ausgebildet, wobei ihre Leitungen 38, 38 an ihren Kontakten 38 a, 38 a als weitere elektrische Anschlußeinrichtungen 39 freiliegen. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die vorstehend beschriebene Steckverbindung einen einfachen elektrischen Anschluß dieser Heizleitungen 38, 38 an die Leiter 52 b, 52 c für die Stromzufuhr gleichzeitig mit dem elektrischen Anschluß der Elektrodenleitungen 24, 26 ermöglicht. Somit können die im Sauerstoffsensor vorgesehenen mehreren Leitungen auf einmal durch einfaches Einsetzen des zweiten Endabschnittes des Fühlerelementes 2 in das zweite Isolationselement 44 elektrisch angeschlossen werden. Das bedeutet, daß die Vorteile dieser Ausführungsform in bezug auf den elektrischen Anschluß, die Montage und die Befestigung des Sauerstoffsensors mehr und mehr in Erscheinung treten, wenn die Zahl der im Sensor vorgesehenen elektrischen Leitungen ansteigt.

Die in das Fühlerelement 2 eingearbeitete elektrische Heizeinrichtung 34 erhitzt den Erfassungsabschnitt 4, um dessen Betriebstemperatur über einer unteren Grenze zu halten und dadurch die Ansprechzeit des Sauerstoffsensors, bevor die Temperatur des zu messenden Gases diese untere Grenze übersteigt, zu reduzieren, beispielsweise unmittelbar nach dem Anlassen einer kalten Brennkraftmaschine. Die Heizeinrichtung 34 sichert eine relativ hohe Beständigkeit bei der Erfassung der Sauerstoffkonzentration eines zu messenden Gases, und zwar selbst dann, wenn die Temperatur des Gases nicht hoch genug ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Kontakte 24 a, 26 a, 38 a, 38 a der Leitungen 24, 26, 38, 38 so ausgebildet, daß sie über die Fläche des Fühlerelementes 12 oder die Fläche der Zirkondioxid-Isolationsschicht 32 vorstehen, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als daß sie einen fehlerfreien Kontakt der freiligenden Kontakte 24 a, 26 a, 38 a, 38 a mit den Kontaktschuhen 66 der Verbindungsschuhe 60 sichert, und zwar selbst dann, wenn das Fühlerelement 2 in Breitenrichtung desselben verbogen oder verformt ist. Obwohl jede der ersten und weiteren elektrischen Anschlußeinrichtungen 27 und 39 der dargestellten Ausführungsform aus den vorstehenden Kontakten 24 a, 26 a der Leitungen 24, 26 oder den vorstehenden Kontakten 38 a, 38 a der Leitungen 38, 38 besteht, ist es auch möglich, die ersten und zweiten elektrischen Anschlußeinrichtungen 27, 39 durch elektrische Kontakte (die an die Leitungen 24, 26, 38, 38 angeschlossen sind) auszubilden, welche auf Basisschichten einer geeigneten Dicke geformt sind, die wiederum auf den entsprechenden Flächen des Fühlerelementes 12 und der Zirkondioxid-Isolationsschicht 32 ausgebildet sind.

Das Fühlerelement 2, das bei der dargestellten Ausführungsform durch Lamination einer Vielzahl von Schichten aus dem Festelektrolytmaterial, das im wesentlichen aus Zirkonioxid-Keramik besteht, hergestellt wurde, kann auch so hergestellt werden, daß man eine solche Vielzahl von Schichten aufeinander druckt. In diesem Fall wird die Rohstruktur der gedruckten Schichten in das Fühlerelement gebrannt. Obwohl es bevorzugt wird, das Fühlerelement 2 aus einem Festelektrolyt, der im wesentlichen aus Zirkondioxid-Keramik besteht, herzustellen, ist es auch möglich, andere Festelektrolytmaterialien zu verwenden.

Darüberhinaus kann der Sauerstofferfassungsabschnitt 4 des Fühlerelementes 2 im wesentlichen aus einem oxidischen Halbleitermaterial, wie beispielsweise Titanoxid, hergestellt werden, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration eines zu messenden Gases, beispielsweise eines Abgases, ändert. In diesem Fall erfaßt der Sauerstoffsensor eine Veränderung des elektrischen Widerstandes des Erfassungsabschnittes 4, die durch eine Veränderung des Sauerstoffpartialdruckes des zu messenden Gases verursacht wird.

Obwohl die freiligenden Kontakte 24 a und 26 a der Leitungen 24, 26 oder die freiliegenden Kontakte 38 a, 38 a der Leitungen 38, 38 in der gleichen Ebene senkrecht zur Dickenrichtung des Fühlerelementes 2 angeordnet sind, ist es auch möglich, diese freiliegenden Kontakte 24 a und 26 a oder 38 a und 38 a in verschiedenen Ebenen anzuordnen, wie in Fig. 10 gezeigt. In diesem Fall sind die im Isolationselement 44 ausgebildeten Leitungsdrahtlöcher 58 so angeordnet, daß sie zu den freiliegenden Kontakten der entsprechenden Leitungen ausgerichtet sind, damit die Verbindungsstücke 60 mit den freiliegenden Kontakten der Leitungen in Kontakt gebracht werden können. Bei dieser Ausführungsform ist es üblich, das Fühlerelement 2 durch eine geeignete Drucktechnik, beispielsweise Siebdruck, herzustellen.

Bei der in den Fig. 1-9 dargestellten Ausführungsform dienen die ersten und weiteren elektrischen Anschlußeinrichtungen 27, 39 am zweiten Endabschnitt des Fühlerelementes 2 als Stecker, der mit einem Aufnahmeelement in Verbindung tritt, das durch die Verbindungsstücke 60 gebildet wird, die im zweiten Isolationselement 44 angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, diese Anordnung umzukehren, d. h. die ersten und weiteren elektrischen Anschlußeinrichtungen 27, 39 in der Form eines Aufnahmeelementes auszubilden und einen Stecker im zweiten Isolationselement 44 vorzusehen, so daß dieser in das Aufnahmeelement gesteckt werden kann.

Claims (21)

1. Sauerstoffsensor mit einem länglichen planaren Sauerstoffühlerelement mit einem ersten und einem zweiten Längsende, das einen Sauerstofferfassungsabschnitt benachbart zu dem ersten Längsende aufweist, der einem zu messenden Gas ausgesetzt ist, um die Sauerstoffkonzentration des zu messenden Gases zu bestimmen, wobei das Fühlerelement elektrisch über geeignete Leiter an mindestens eine äußere Vorrichtung angeschlossen ist, mit elektrischen Anschlußeinrichtungen, die auf dem Fühlerelement benachbart zu dem zweiten Längsende ausgebildet sind und mindestens ein Paar von elektrischen Kontakten umfassen, und Verbindungseinrichtungen mit Verbindungsstücken, die benachbart zu den elektrischen Anschlußeinrichtungen angeordnet, elektrisch an die Leiter angeschlossen und in direktem elektrischen Kontakt mit dem mindestens einen Paar von elektrischen Kontakten gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (2) von einer Schutzabdeckung (46) mit einem ersten und zweiten Längsende aufgenommen ist, daß ein Gummipfropfen (50) im Preßsitz im ersten Längsende der Schutzabdeckung (46) angeordnet ist, durch den sich die Leiter (52 a-52 c) erstrecken, daß ein elektrisches Isolationselement (44) zwischen dem zweiten Längsende des Fühlerelementes (2) und einem inneren Ende des Gummipfropfens (50) angeordnet ist und daß das mindestens eine Paar von elektrischen Kontakten (24 a, 26 a, 38 a) im elektrischen Isolationselement (44) angeordnet ist und die Verbindungsstücke (60) darin fest gelagert sind.

2. Sauerstoffsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußeinrichtungen (27, 39) des Fühlerelementes (2) aus einem Stecker und die Verbindungseinrichtungen aus einem Aufnahmeelement bestehen, in das der Stecker eingesetzt ist, um einen Preßkontakt zwischen dem mindestens einen Paar von elektrischen Kontakten und den Verbindungsstücken (60) herzustellen.

3. Sauerstoffsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußeinrichtungen des Fühlerelementes aus einem Aufnahmeelement und die Verbindungseinrichtungen aus einem Stecker bestehen, der in das Aufnahmeelement eingesetzt ist, um einen Preßkontakt zwischen den Verbindungsstücken mit dem mindestens einen Paar der elektrischen Kontakte herzustellen.

4. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Paar von elektrischen Kontakten aus einem Ausgangssignalkontakt und einem Erdkontakt besteht, daß die Leiter die Schutzabdeckung (46) umfassen, und daß der Ausgangssignalkontakt über das entsprechende Verbindungsstück (60) und über einen der Leiter an die äußere Vorrichtung angeschlossen ist, während der Erdkontakt über das entsprechende Verbindungsstück (60) und die Abdeckung (46) geerdet ist.

5. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Paar von elektrischen Kontakten der elektrischen Anschlußeinrichtungen (27, 39) Endabschnitte (24 a, 26 a, 38 a, 38 a) von mindestens einem Paar von elektrischen Leitungen (24, 26, 38, 38) umfaßt, die auf dem Fühlerelement (2) ausgebildet sind, und daß die Endabschnitte der elektrischen Leitungen benachbart zu dem zweiten Längsende des Fühlerelementes (2) freiliegen.

6. Sauerstoffsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Paar von elektrischen Leitungen (24, 26, 38, 38) ein Paar von Leitungen (24, 26) umfaßt, die an ein Paar von Elektroden (8, 14) angeschlossen sind, welche in dem Sauerstofferfassungsabschnitt des Fühlerelementes (2) angeordnet sind, wobei eine dieser Elektroden dem zu messenden Gas ausgesetzt ist.

7. Sauerstoffsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter die Abdeckung (46) umfassen, und daß der freiliegende Endabschnitt (26 a) der elektrischen Leitung (26) an die eine Elektrode (14) angeschlossen ist, die durch das entsprechende Verbindungsstück (60) und die Abdeckung (46) geerdet ist.

8. Sauerstoffsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freiliegenden Endabschnitte (24 a, 26 a) des Paares der Leitungen (24, 26) auf einer von gegenüberliegenden Flächen des Fühlerelementes (2) senkrecht zur Dickenrichtung desselben ausgebildet sind.

9. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (2) eine elektrische Heizeinrichtung (34) aufweist, die in das Fühlerelement eingearbeitet ist, um den Sauerstofferfassungsabschnitt desselben zu erhitzen.

10. Sauerstoffsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (2) eine elektrische Heizeinrichtung (34) aufweist, die in dasselbe eingearbeitet ist, um den Sauerstofferfassungsabschnitt desselben zu erhitzen, und daß das mindestens eine Paar von elektrischen Leitungen ein Paar von Leitungen (38, 38) umfaßt, die an die elektrische Heizeinrichtung (34) angeschlossen sind, um dieser Strom zuzuführen.

11. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Paar von elektrischen Kontakten benachbart zu dem zweiten Längsende des planaren Fühlerelementes (2) freiliegt und daß jeder der elektrischen Kontakte über eine Fläche des planaren Fühlerelementes vorsteht.

12. Sauerstoffsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Paar von elektrischen Kontakten ein erstes Paar von elektrischen Kontakten umfaßt, die elektrisch an ein Paar von Elektroden (8, 14) angeschlossen sind, die in dem Sauerstofferfassungsabschnitt des Fühlerelementes (2) angeordnet sind, sowie ein zweites Paar von elektrischen Kontakten, die elektrisch an eine elektrische Heizeinrichtung (34) angeschlossen sind, welche in das Fühlerelement (2) eingearbeitet ist, um dessen Sauerstofferfassungsabschnitt zu erhitzen.

13. Sauerstoffsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar von elektrischen Kontakten aus Endabschnitten (24 a, 26 a) von elektrischen Leitungen (24, 26) besteht, die sich von dem Paar der Elektroden (8, 14) aus erstrecken, und daß das zweite Paar von elektrischen Kontakten aus Endabschnitten (38 a, 38 a) von elektrischen Leitungen (38, 38) besteht, die sich von der elektrischen Heizeinrichtung (34) aus erstrecken, wobei jeder Endabschnitt der elektrischen Leitungen über eine Fläche des Fühlerelementes (2) vorsteht.

14. Sauerstoffsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (24 a, 26 a) der elektrischen Leitungen (24, 26) des Paares der Elektroden (8, 14) auf einer ersten von gegenüberliegenden Flächen des Fühlerelementes (2) senkrecht zur Dickenrichtung desselben ausgebildet sind, während die Endabschnitte (38 a, 38 a) der elektrischen Leitungen (38, 38) der elektrischen Heizeinrichtung (34) auf einer zweiten der gegenüberliegenden Flächen des Fühlerelementes (2) ausgebildet sind.

15. Sauerstoffsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (24 a, 26 a) der elektrischen Leitungen (24, 26) des Paares der Elektroden (8, 14) im wesentlichen in der gleichen Ebene senkrecht zur Dickenrichtung des Fühlerelementes (2) ausgebildet sind.

16. Sauerstoffsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (38 a, 38 a) der elektrischen Leitungen (38, 38) der elektrischen Heizeinrichtung (34) im wesentlichen in der gleichen Ebene senkrecht zur Dickenrichtung des Fühlerelementes (2) ausgebildet sind.

17. Sauerstoffsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte der elektrischen Leitungen des Paares der Elektroden in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Dickenrichtung des Fühlerelementes ausgebildet sind.

18. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endabschnitt des Fühlerlementes (2) auf der Seite des zweiten Längsendes desselben in das Isolationselement (44) eingesetzt ist, um einen elektrischen Kontakt der elektrischen Kontakte mit den im Isolationselement gelagerten Verbindungsstücken (60) herzustellen.

19. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungsstück (60) einen Kontaktschuh (66) aufweist, der in elastischem Preßkontakt mit dem entsprechenden elektrischen Kontakt gehalten wird.

20. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstofferfassungsabschnitt des Fühlerelementes (2) ein Festelektrolytmaterial umfaßt, das im wesentlichen aus Zirkondioxid-Keramik besteht, und so betrieben wird, daß er die Sauerstoffkonzentration des zu messenden Gases nach dem Prinzip einer Sauerstoffkonzentrationszelle bestimmt.

21. Sauerstoffsensor nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstofferfassungsabschnitt des Fühlerelementes (2) ein oxidisches Halbleitermaterial umfaßt, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von dem Sauerstoffpartialdruck des zu messenden Gases ändert.