WO2008125400A1

WO2008125400A1 - Gas sensor for determining a physical property of a measurement gas

Info

Publication number: WO2008125400A1
Application number: PCT/EP2008/052870
Authority: WO
Inventors: Georg Rixecker; Benjamin Hagemann; Ralf Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2009-10-17
Also published as: DE102007018001A1

Abstract

The invention relates to a gas sensor for determining a physical property of a measurement gas, in particular the concentration of at least one gas component or the temperature in the measurement gas. Said gas sensor comprises a sensor element (12), a sensor housing (11) that houses the sensor element (12) at least in parts, and a connection cable (13) that leads from the sensor housing (11) in an axial manner, said connection cable (13) comprising at least one electric conductor (14) that makes contact with said sensor element (12). In order to provide a mechanically loadable and gas-tight sheeting of the sensor element (12) in the sensor housing (11) having only a few individual parts, the contact areas between the sensor element (12) and the at least one electric conductor (14) and the end section of the sensor element (12), that are facing each other on the contact area, and the connection cable (13) are positioned in a ceramic housing (20) that is closed on all sides and are closed inside of the ceramic housing (20) having a glass melt (21) that is extensively filled therewith and said ceramic housing (20) is received in a radial manner in a positive fit in the sensor housing (11).

Description

Gassensor zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases Gas sensor for determining a physical property of a sample gas

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Gassensor zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases, insbesondere der Konzentration mindestens einer Gaskomponente oder der Temperatur im Messgas, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a gas sensor for determining a physical property of a measurement gas, in particular the concentration of at least one gas component or the temperature in the measurement gas, according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Gassensor, auch Gasmessfühler genannt (DE 196 38 208 C2), ist das metallische Sensorgehäuse aus einem messgasseitigen Gehäuseteil und einem anschlussseitigen Gehäuseteil zusammengesetzt, die endseitig einander übergreifen und durch eine umlaufende Schweißnaht miteinander verbunden sind. Der messgasseitige Gehäuseteil ist ein beidseitig offenes Rohrelement, in dem zwei Keramikformteile und ein dazwischenliegendes Dichtelement aus Steatitpulver das Sensorelement gasdicht halten. Das Sensorelement ist messgasseitig von einem Doppelschutzrohr, bestehend aus einem inneren Schutzrohr und einem dazu koaxialen, äußeren Schutzrohr, umgeben. Die Schutzrohre besitzen Gasdurchtrittsöffhungen, durch welche das Messoder Abgas an das Sensorelement gelangen kann. Der anschlussseitige Gehäuseteil ist ebenfalls rohrförmig ausgeführt und mit einem angeformten Montageflansch versehen ist. Dieser Montageflansch dient zum Einbau des Gassensors in ein am Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordnetes, hohlzylindrisches Anschlussstück. Der Gassensor ist in das Anschlussstück eingesetzt, wobei der Montageflansch auf der ringförmigen Stirnfläche des Anschlussstücks aufliegt. Auf das Anschlussstück ist eine Überwurfmutter geschraubt, die den Montageflansch auf die Ringfläche des Anschlussstücks aufpresst und damit für eine Gasabdichtung sorgt. Am vom Montageflansch abgekehrten, messgasfernen Ende des anschlussseitigen Gehäuseteils ist ein metallisches Mantelrohr eingeschweißt, in dem das Anschlusskabel in den anschlussseitigen Gehäuseteil geführt ist. DasIn a known gas sensor, also called gas sensor (DE 196 38 208 C2), the metallic sensor housing from a measuring gas side housing part and a connection-side housing part is composed, the end overlap each other and are interconnected by a circumferential weld. The measuring gas side housing part is a tube element which is open on both sides, in which two ceramic shaped parts and an intermediate sealing element made of steatite powder keep the sensor element gas-tight. The sensor element is on the measured gas side of a double protective tube, consisting of an inner protective tube and a coaxial outer protective tube, surrounded. The protective tubes have Gasdurchtrittsöffhungen through which the Messoder exhaust gas can reach the sensor element. The connection-side housing part is also tubular and is provided with a molded mounting flange. This mounting flange is used to install the gas sensor in a arranged on the exhaust line of an internal combustion engine, hollow cylindrical connector. The gas sensor is inserted into the connector, wherein the mounting flange rests on the annular end face of the connector. A union nut is screwed onto the connection piece, which presses the mounting flange onto the ring surface of the connection piece and thus ensures a gas seal. At the end facing away from the mounting flange, measuring gas remote end of the connection-side housing part a metallic casing tube is welded, in which the connecting cable is guided in the connection-side housing part. The

Anschlusskabel weist mehrere, isolierte, elektrische Leiter auf, die mit Kontaktteilen verbunden sind. Die Kontaktteile sind auf Kontaktflächen stoffschlüssig kontaktiert, die auf dem im anschlussseitigen Gehäuseteil einliegenden, anschlussseitigen Endabschnitt des Sensorelements vorhanden sind. Offenbarung der ErfindungConnection cable has several, insulated, electrical conductors which are connected to contact parts. The contact parts are contacted on contact surfaces cohesively, which are present on the in the connection-side housing part einliegen, connection-side end portion of the sensor element. Disclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Gassensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Verbauung des Sensorelements im Sensorgehäuse mit wesentlich weniger Einzelteilen auskommt und dabei der Kontaktbereich zwischen Sensorelement und Anschlusskabel gegen Gaszutritt, wie Messoder Abgas oder Umgebungsluft, hermetisch abgeschlossen ist. Das Keramikgehäuse gewährleistet eine zuverlässige, elektrische Isolierung des Sensorelements gegenüber dem metallischen Sensorgehäuse selbst dann, wenn infolge der hohen Betriebstemperatur des Gassensors der elektrische Widerstand der Glaseinschmelzung, die den Kontaktbereich umgibt, abnimmt. Das Keramikgehäuse sorgt für eine genaue Positionierung des Sensorelements während der Herstellung der den Kontaktbereich einschließenden Glaseinschmelzung und ermöglicht die Herstellung einer kompletten Verbauungsgruppe außerhalb des Sensorgehäuses die dann in einem einfachen Montagevorgang in das Sensorgehäuse eingesetzt werden kann. Dadurch, dass die Verbauungsbaugruppe außerhalb des Sensorgehäuses hergestellt wird, wird auch ein Weichglühen des metallischen Sensorgehäuses beim Aufschmelzen des Glas- oder Glaskeramikmaterials vermieden. Das Keramikgehäuse hält zudem das aggressive Abgas von der Glaseinschmelzung fern, so dass letztere keinen aggressiven Korrosionseinflüssen ausgesetzt ist. Das Keramikgehäuse trennt die Glaseinschmelzung von dem metallischen Sensorgehäuse, so dass das metallische Sensorgehäuse nicht einer unter Umständen bei hohen Betriebstemperaturen einsetzenden, recht großen Korrosivität der Glaseinschmelzung ausgesetzt ist. Das Keramikgehäuse ermöglicht neben der Positionierung des Sensorelements auch eine gute Positionierung des mindestens einen elektrischen Leiters des Anschlusskabels auf der Kontaktfläche des Sensorelements und damit ein automatisiertes Verfahren wie z.B. Spalt- oder Laserschweißen zur stoffschlüssigen Anbindung des mindestens einen elektrischen Leiters an die Kontaktfläche des Sensorelements.The gas sensor according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the obstruction of the sensor element in the sensor housing with substantially fewer parts and thereby the contact area between the sensor element and connecting cable against gas access, such as Messoder exhaust gas or ambient air, hermetically sealed. The ceramic housing ensures a reliable, electrical insulation of the sensor element with respect to the metallic sensor housing, even if, as a result of the high operating temperature of the gas sensor, the electrical resistance of the glass melt surrounding the contact area decreases. The ceramic housing provides for accurate positioning of the sensor element during fabrication of the glass enclosure including the contact area, and allows for the fabrication of a complete enclosure group outside of the sensor housing, which can then be inserted into the sensor housing in a simple assembly operation. The fact that the Verbauungsbaugruppe is made outside the sensor housing, a soft annealing of the metallic sensor housing during melting of the glass or glass ceramic material is avoided. The ceramic housing also keeps the aggressive exhaust away from the glass melt, so that the latter is not exposed to aggressive corrosion. The ceramic housing separates the glass melt from the metallic sensor housing so that the metallic sensor housing is not exposed to a fairly large corrosivity of the glass melt which may occur at high operating temperatures. In addition to the positioning of the sensor element, the ceramic housing also permits a good positioning of the at least one electrical conductor of the connection cable on the contact surface of the sensor element and thus an automated method, such as, for example, Gap or laser welding for cohesive connection of the at least one electrical conductor to the contact surface of the sensor element.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Gassensors möglich.The measures listed in the further claims advantageous refinements and improvements of the claim 1 gas sensor are possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Keramikgehäuse einen Keramiktopf mit einer im Topf boden angeordneten, zentralen Öffnung für den Durchtritt des Sensorelements und eine die Topföffnung verschließende Keramikbuchse auf, durch die der mindestens eine Leiter des Anschlusskabels hindurchgeführt ist. Die Keramikbuchse weist auf ihrer ins Topfinnere weisenden Stirnfläche eine zentrale Ausnehmung zum formschlüssigen Eintauchen des Sensorelementendes und auf ihrer davon abgekehrten Stirnfläche ein zentrales Sackloch zur Aufnahme des sensorseitigen Endes des Anschlusskabels auf. Für die Durchführung des mindestens einen elektrischen Leiters geht von dem Sacklochboden mindestens ein die Keramikbuchse durchdringender Kanal aus, der auf der dem Topfmnern zugekehrten Stirnseite der Keramikbuchse mit Radialabstand von der zentralen Ausnehmung mündet. Durch diese konstruktive Ausgestaltung des Keramikgehäuses ist eine einfache Fertigung der Verbaugruppe aus Sensorelement, Anschlussleitung und Keramikgehäuse außerhalb des Sensorgehäuses möglich, wobei zugleich eine gute gegenseitige Positionierung von Anschlusskabel und Sensorelement gewährleistet ist, die sowohl das stoffschlüssige Verbinden des mindestens einen Leiters mit der Kontaktfläche des Sensorelements als auch das Herstellen der Glaseinschmelzung mit technisch wenig anspruchsvollen Fertigungsautomaten ermöglicht.According to a preferred embodiment of the invention, the ceramic housing has a ceramic pot with a bottom in the pot arranged, central opening for the passage of the sensor element and a pot opening occlusive ceramic bushing through which the at least one conductor of the connecting cable is passed. The ceramic bushing has on its pointing into the interior of the pot end face a central recess for positive immersion of the sensor element end and on its side facing away from the end face a central blind hole for receiving the sensor-side end of the connecting cable. For the implementation of the at least one electrical conductor goes from the blind hole bottom at least one ceramic bush penetrating channel, which on the Topfmnern facing end face of the ceramic sleeve With radial distance from the central recess opens. This structural design of the ceramic housing makes it easy to manufacture the assembly of sensor element, connecting cable and ceramic housing outside of the sensor housing, while ensuring a good mutual positioning of connecting cable and sensor element, both the cohesive bonding of at least one conductor to the contact surface of the sensor element as well as the production of the glass melting with technically less demanding automatic manufacturing possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung taucht das Anschlusskabel mit seinem Kabelmantel in das Sackloch der Keramikbuchse ein. Der Bereich zwischen dem Ende desAccording to an advantageous embodiment of the invention, the connection cable with its cable sheath dips into the blind hole of the ceramic bushing. The area between the end of

Kabelmantels und dem Sacklochgrund ist mit einer den mindestens einen durch die Keramikbuchse hindurchgefühlten Leiter umschließenden Glasversiegelung verschlossen. Hierzu wird eine Glasperle, die bereits bei der Konfektionierung einer als Anschlusskabel verwendeten Metallmantelleitung in das Ende der Metallmantelleitung zum Schütze des mineralischen Füllstoffs in der Metallmantelleitung gegen Wasseraufnahme eingesetzt ist, in dem Ofenprozess zur Herstellung der Glaseinschmelzung im Keramiktopf mit aufgeschmolzen, wobei die Schmelze den Kabelausgang im Sackloch gasdicht verschließt.Cable sheath and the blind hole bottom is closed with a glass seal surrounding the at least one conductor which is passed through the ceramic bushing. For this purpose, a glass bead, which is already used in the preparation of a metal sheathed cable used as a connection cable in the end of the metal sheath line to protect the mineral filler in the metal sheath against water absorption, melted in the furnace process for producing the Glaseinschmelzung in the ceramic pot, wherein the melt the cable exit Closes gastight in the blind hole.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auf der vom Keramiktopf abgekehrten Stirnseite der Keramikbuchse ein auf dem das Anschlusskabel formschlüssig aufsitzendesAccording to an advantageous embodiment of the invention is on the facing away from the ceramic pot end face of the ceramic bushing on which the connecting cable form-fitting seated

Abdeckelement angeordnet, das sich einerseits an der Stirnfläche der Keramikbuchse anlegt und sich andererseits mit seinem Umfang am Sensorgehäuse abstützt. Das Abdeckelement ist vorzugsweise als Scheibe aus Metall ausgebildet. Das Sackloch ist trichterförmig ausgebildet und weist neben einem zylinderförmigen ersten Lochabschnitt, in den das Ende des Anschlusskabels mit dem Kabelmantel eintaucht, einen sich daran nach außen hin anschließenden, zum Abdeckelement sich konisch erweiternden zweiten Lochabschnitt auf. Der zweite Lochabschnitt ist mit einer Glasversiegelung ausgefüllt. Durch das in dem zweiten Lochabschnitt geschaffene, größere Volumen der Glasversiegelung wird eine sichere Abdichtung des Spalts zwischen dem Anschlusskabel und der Keramikbuchse erreicht. Das Abdeckelement wird vorteilhaft auf dem Mantel des Anschlusskabels fixiert, z.B. durch Verschweißen oder Aufschrumpfen oder Umformen des Abdeckelements. DieCover arranged, which on the one hand rests on the end face of the ceramic sleeve and on the other hand is supported with its circumference on the sensor housing. The cover is preferably formed as a disc made of metal. The blind hole is funnel-shaped and, in addition to a cylindrical first hole section into which the end of the connection cable dips with the cable jacket, has a second hole section which adjoins it outwardly and tapers conically to the cover element. The second hole section is filled with a glass seal. By created in the second hole portion, larger volume of the glass seal a secure seal of the gap between the connecting cable and the ceramic sleeve is achieved. The cover element is advantageously fixed on the jacket of the connection cable, e.g. by welding or shrinking or forming the cover. The

Glasversiegelung im zweiten Lochabschnitt des Sacklochs wird vorzugsweise durch das während des Ofenprozesses schmelzende Glaslot eines in den Keramiktopf eingesetzten Glaslotpressling mit hergestellt, wozu der lichte Durchmesser des mindestens einen die Keramikbuchse durchdringenden Kanals größer gemacht wird als der Leiterdurchmesser des durch den Kanal hindurchgefühlten Leiters des Anschlusskabels und/oder in der Keramikbuchse zusätzliche Kanäle eingebracht werden, die im zweiten Lochabschnitt des Sackloches münden. Alternativ kann auch eine zusätzliche Glasfritte in den zweiten Lochabschnitt des Sacklochs eingesetzt werden, die dann im Ofenprozess schmilzt.Glass seal in the second hole portion of the blind hole is preferably made by the glass solder melting during the furnace process of a glass solder used in the ceramic pot, to which the inside diameter of the at least one ceramic sleeve penetrating channel is made larger than the conductor diameter of the sensed through the channel conductor of the connecting cable and / or in the ceramic bush additional channels are introduced, which open in the second hole portion of the blind hole. Alternatively, an additional Glass frit are inserted into the second hole portion of the blind hole, which then melts in the oven process.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Sensorgehäuse an einem Gehäuseende mindestens mit einem inneren Schutzrohr abgeschlossen, das einen aus dem Sensorgehäuse herausragenden, dem Messgas ausgesetzten Endabschnitt des Sensorelements umschließt, und das Keramikgehäuse zwischen einem am inneren Schutzrohr und einem am Sensorgehäuse ausgebildeten Anschlag mit Vorspannung axial fixiert. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Abdichtung gegenüber dem Messgas, das nicht in einen evtl. vorhandenen Luftspalt zwischen Keramikgehäuse und Sensorgehäuse einströmen und durch diesen hindurchströmen kann. Eine zusätzliche Abdichtung wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erreicht, dass am Sensorgehäuse und am inneren Schutzrohr jeweils ein Ringflansch ausgebildet ist, die aneinanderliegenden Ringflansche von dem Ende eines auf das innere Schutzrohr aufgeschobenen äußeren Schutzrohrs umbördelt ist und zwischen den Ringflanschen und der Außenwand des Keramiktopfes eine Dichtung hergestellt ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the sensor housing is closed at one end of the housing at least with an inner protective tube which encloses a projecting from the sensor housing, the measuring gas exposed end portion of the sensor element, and the ceramic housing between a formed on the inner protective tube and a sensor housing on the stop with bias axially fixed. This results in a very good seal against the sample gas, which does not flow into a possibly existing air gap between the ceramic housing and sensor housing and can flow through it. An additional seal is achieved according to a further embodiment of the invention in that the sensor housing and the inner protective tube each have an annular flange is formed, which is flanged adjacent annular flanges of the end of a pushed onto the inner protective tube outer protective tube and between the annular flanges and the outer wall of the Ceramic pot a seal is made.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gassensors, Fig. 2 einen Längsschnitt des Gassensors in Fig. 1 ,1 is a perspective view of a gas sensor, Fig. 2 is a longitudinal section of the gas sensor in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Keramikbuchse im Gassensor gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 2 des Gassensors mit einer modifiziertenFig. 3 is a perspective view of a ceramic bushing in the gas sensor of FIG. 2, Fig. 4 is a same view as in Fig. 2 of the gas sensor with a modified

Keramikbuchse, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts V in Fig. 4 mit einer weiteren Modifikation der Keramikbuchse,5 shows an enlarged view of the section V in FIG. 4 with a further modification of the ceramic bushing, FIG.

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VI in Fig. 2 im Verbauungszustand des Gassensors am Abgasstrang einer Brennkraftmaschine,6 is an enlarged view of the detail VI in Figure 2 in the Verbauungszustand of the gas sensor on the exhaust system of an internal combustion engine.

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VI in Fig. 2 mit einer Modifikation des7 is an enlarged view of the detail VI in Fig. 2 with a modification of

Flanschverbunds zwischen Sensorgehäuse und Doppelschutzrohr, Fig. 8 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 7 mit einer weiteren Modifizierung desFlange composite between the sensor housing and double protection tube, Fig. 8 is a same view as in Fig. 7 with a further modification of

Flanschverbundes .Flange joint.

Der in Fig. 1 perspektivisch und in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellte Gassensor zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases, insbesondere der Konzentration mindestens einer Gaskomponente oder der Temperatur im Messgas, ist beispielsweise eine Lambdasonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine. Alternativ kann der Gassensor auch zur Messung der Konzentration von Stickoxiden im Abgas oder zur Messung der Temperatur des Messgases konzipiert sein.The gas sensor shown in perspective in FIG. 1 and in longitudinal section in FIG. 2 for determining a physical property of a measuring gas, in particular the concentration of at least one Gas component or the temperature in the measurement gas, for example, is a lambda probe for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine. Alternatively, the gas sensor may also be designed for measuring the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas or for measuring the temperature of the measurement gas.

Der Gassensor weist ein Sensorgehäuse 11, ein Sensorelement 12 und ein Anschlusskabel 13 mit mehreren, isoliert geführten, elektrischen Leitern 14 auf. Das Anschlusskabel 13 ist als an sich bekannte Metallmantelleitung ausgebildet. Die Metallmantelleitung weist in bekannter Weise einen Metallmantel 19 aus oxidations- und korrosionsbeständigem Material auf, in den gut isolierendes Mineralpulver 18 eingepresst ist, in dem wiederum die drahtförmigen Leiter 14 voneinander beabstandet eingebettet sind. Wie hier nicht weiter dargestellt ist, ist das Anschlusskabel 13 mit einem üblichen Kraftfahrzeug- Kabelbaum verbunden und über diesen an ein Steuergerät angeschlossen. Das Sensorgehäuse 11 ist aus einem Metallrohr, vorzugsweise aus einem Edelstahlrohr, gefertigt und weist einen zylinderförmigen Aufnahmeabschnitt 111 zur teilweisen Aufnahme des Sensorelements 12 und einen sich daran anschließenden, im Durchmesser reduzierten Halterungsabschnitt 112 für das Anschlusskabel 13 auf. Der Halterungsabschnitt 112 wird durch Vercrimpen des Metallrohrs in dessen über Anschlusskabel 13 sich erstreckenden Bereich hergestellt. An dem vom Halterungsabschnitt 112 abgekehrten Ende des Sensorgehäuses 11 ist ein Ringflansch 15 angeformt, der zum Einbau des Gassensors am Messort herangezogen wird, wie dies noch in Verbindung mit Fig. 6 nachfolgend beschrieben wird. Das Sensorelement 12 weist einen aus dem Sensorgehäuse 11 herausragenden und von einem Gasdurchtrittslöcher 17 aufweisenden Doppelschutzrohr abgedeckten, messgasseitigen Endabschnitt 121 und einen im Aufnahmeabschnitt 111 des Sensorgehäuses 11 einliegenden, anschlussseitigen Endabschnitt 122 auf. Am anschlussseitigen Endabschnitt 122 des stabförmigen Sensorelements 12 sind auf dessen voneinander abgekehrten Großflächen Kontaktflächen 16 (Fig. 5) angeordnet, die über hier nicht dargestellte Leitungsbahnen mit im messgasseitigen Endabschnitt 121 des Sensorelements 12 angeordneten Elektroden verbunden sind. Auf die Kontaktflächen 16 ist jeweils ein elektrischer Leiter 14 des Anschlusskabels 13 kontaktiert, wobei durch Widerstandsschweißen, Spaltschweißen oder Hartlöten eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 14 und der Kontaktfläche 16 hergestellt ist. Der Kontaktbereich und die im Kontaktbereich einander zugekehrten Endabschnitte von Sensorelement 12 undThe gas sensor has a sensor housing 11, a sensor element 12 and a connection cable 13 with a plurality of insulated electrical conductors 14. The connecting cable 13 is formed as a metal sheath line known per se. The metal sheath line has, in a known manner, a metal jacket 19 made of oxidation-resistant and corrosion-resistant material, into which good insulating mineral powder 18 is pressed, in which again the wire-shaped conductors 14 are embedded at a distance from each other. As not shown here, the connecting cable 13 is connected to a conventional motor vehicle harness and connected via this to a control unit. The sensor housing 11 is made of a metal tube, preferably made of a stainless steel tube, and has a cylindrical receiving portion 111 for partially receiving the sensor element 12 and an adjoining, reduced in diameter mounting portion 112 for the connecting cable 13. The support portion 112 is made by crimping the metal tube in its over-connecting cable 13 extending region. An annular flange 15, which is used to install the gas sensor at the measuring location, is formed on the end of the sensor housing 11 facing away from the mounting portion 112, as will be described below in connection with FIG. 6. The sensor element 12 has a projecting from the sensor housing 11 and of a gas passage holes 17 having double protection tube covered, measuring gas side end portion 121 and a receiving portion 111 of the sensor housing 11, terminal side end portion 122 on. At the connection-side end portion 122 of the rod-shaped sensor element 12, contact surfaces 16 (FIG. 5) are arranged on the large surfaces facing away from one another, which are connected via line paths (not illustrated here) to electrodes arranged in the measurement gas side end section 121 of the sensor element 12. On the contact surfaces 16, an electrical conductor 14 of the connecting cable 13 is contacted in each case, wherein by resistance welding, gap welding or brazing a cohesive connection between the electrical conductor 14 and the contact surface 16 is made. The contact area and the end portions of sensor element 12 and 13 facing each other in the contact area

Anschlussleitung 13 sind in einem allseits geschlossenen Keramikgehäuse 20 positioniert und in einer im Keramikgehäuse 20 hergestellten Glaseinschmelzung 21 eingeschlossen. Das Keramikgehäuse 20 ist in dem Aufnahmeabschnitt 111 des Sensorgehäuses 11 radial formschlüssig eingesetzt.Connecting line 13 are positioned in a ceramic housing 20, which is closed on all sides, and enclosed in a glass seal 21 produced in the ceramic housing 20. The ceramic housing 20 is inserted radially positively in the receiving portion 111 of the sensor housing 11.

Das Keramikgehäuse 20 ist zweiteilig und besteht aus einem Gehäusetopf 22 mit einer im Topfboden 221 angeordneten, zentralen Öffnung 23 für den Durchtritt des Sensorelements 12 und aus einer die Topföffnung des Gehäusetopfes verschließenden Keramikbuchse 24, durch die die elektrischen Leiter 14 des Anschlusskabels 13 hindurch an die Kontaktflächen 16 des anschlussseitigen Endabschnitts 122 des Sensorelements 12 geführt sind. Der Keramiktopf 22 besitzt einen vom Topfmantel sich einstückig über den Topfboden 221 hinaus erstreckenden Ringbund 222, der bei in das Sensorgehäuse 11 eingesetztem Keramikgehäuse 20 aus dem Aufhahmeabschnitt 111 des Sensorgehäuses 11 herausragt.The ceramic housing 20 is in two parts and consists of a housing pot 22 with a cup bottom 221 arranged in the central opening 23 for the passage of the sensor element 12 and a pot opening of the housing pot closing ceramic bushing 24, through which the electrical conductors 14 of the connection cable 13 are guided through to the contact surfaces 16 of the connection-side end portion 122 of the sensor element 12. The ceramic pot 22 has an annular collar 222 that extends from the pot jacket in one piece over the bottom of the pot 221 and protrudes from the receiving portion 111 of the sensor housing 11 when the ceramic housing 20 is inserted into the sensor housing 11.

Die in Fig. 2 im Längsschnitt und in Fig. 3 vergrößert und perspektivisch dargestellte Keramikbuchse 24 weist ein T-formiges Längsprofil mit einem zylindrischen Mittelteil 241 und einem scheibenförmigen Querteil 242 auf, wobei der Mittelteil 241 formschlüssig in den Keramiktopf 22 eintaucht, während der Querteil 242 auf der ringförmigen Stirnfläche des Keramiktopfes 22 bündig mit der Außenwand des Keramiktopfes 22 aufliegt. Die Keramikbuchse 24 weist ein zentrales Sackloch 25 zur Aufnahme des sensorseitigen Endes des Anschlusskabels 13 sowie eine zentrale Ausnehmung 26 zum formschlüssigen Eintauchen des Sensorelements 12 auf. Sackloch 25 und Ausnehmung 26 sind von voneinander abgekehrten Stirnseiten der Keramikbuchse 24 aus in diese eingebracht. Vom Lochgrund des zentralen Sacklochs 25 ausgehend, führen Kanäle 27 durch die Keramikbuchse 24, die in der Stirnfläche des Mittelteils 241 münden. Die Anzahl der Kanäle 27 entspricht der Anzahl der durch die Keramikbuchse 24 hindurchzuführenden Leiter 14 des Anschlusskabels 13, wobei jeweils ein Leiter 14 durch einen Kanal 27 hindurchgeführt ist. Jeder Kanal 27 weist einen an dem Boden des Sacklochs 25 sich anschließenden ersten Kanalabschnitt 271 auf, dessen lichter Durchmesser etwa dem Leiterdurchmesser entspricht, und einen sich daran zu der Stirnfläche des Mittelteils 241 fortsetzenden, radial nach außen erweiterten zweiten Kanalabschnitt 272 auf, in dem der Leiter 14 nach außen ausgebogen werden kann (vgl. auch Fig. 5). Die Keramikbuche 24 ist von der freien Stirnfläche des Mittelteils 241 aus im Endbereich der radial nach außen erweiterten zweiten Kanalabschnitte 272 nach außen hin abgeschrägt.The enlarged in Fig. 2 in longitudinal section and in Fig. 3 and shown in perspective ceramic bushing 24 has a T-shaped longitudinal profile with a cylindrical central portion 241 and a disk-shaped cross member 242, wherein the central portion 241 positively engages the ceramic pot 22, while the cross member 242 rests flush with the outer wall of the ceramic pot 22 on the annular end face of the ceramic pot 22. The ceramic bushing 24 has a central blind hole 25 for receiving the sensor-side end of the connecting cable 13 and a central recess 26 for positive insertion of the sensor element 12. Blind hole 25 and recess 26 are introduced from mutually remote end faces of the ceramic sleeve 24 in this. Starting from the hole bottom of the central blind hole 25, pass channels 27 through the ceramic sleeve 24, which open in the end face of the central part 241. The number of channels 27 corresponds to the number of conductors 14 of the connection cable 13 to be passed through the ceramic bushing 24, wherein in each case one conductor 14 is passed through a channel 27. Each channel 27 has a at the bottom of the blind hole 25 adjoining the first channel portion 271, the clear diameter of which corresponds approximately to the conductor diameter, and extending thereon to the end face of the central portion 241, radially outwardly expanded second channel portion 272, in which Ladder 14 can be bent outward (see also Fig. 5). The ceramic bushing 24 is beveled from the free end face of the central part 241 outwardly in the end region of the radially outwardly widened second channel sections 272.

Der Ablauf der Montage des bisher beschriebenen Gassensors ist wie folgt:The sequence of assembly of the previously described gas sensor is as follows:

Die Keramikbuchse 24 wird auf das Ende des Anschlusskabels 13 aufgesteckt, wobei dessen elektrische Leiter 14 soweit durch die Kanäle 27 geführt werden, bis dessen Metallmantel 19 in das Sackloch 25 eintaucht. In dem Ende des vorkonfektionierten Anschlusskabels 13 befindet sich eine zum Schutz des Mineralpulvers 18 gegen schädigende Feuchtigkeit eingebrachte Glasperle 29, die somit in dem Sackloch 25 zu liegen kommt. In den radial nach außen erweiterten zweiten Kanalabschnitten 272 werden die elektrischen Leiter 14 ausgebaucht, wodurch eine formschlüssige Verbindung des Anschlusskabels 13 mit der Keramikbuchse 24 erreicht wird. Diese Baugruppe wird in einen Werkstückträger eingesetzt. Nunmehr wird das Sensorelement 12 mit dem Ende seines anschlussseitigen Endabschnitts 122 in die zentrale Ausnehmung 26 der Keramikbuchse 24 eingesteckt, wobei die elektrischen Leiter 14 etwas auseinandergezogen werden und dann aufgrund der Eigenfederwirkung wieder zurückfedern, um flächig auf den Kontaktflächen 16 aufzuliegen. Nunmehr werden die elektrischen Leiter 14 auf den Kontaktflächen 16 durch Spaltschweißen befestigt, wobei durch die beschriebene Abschrägung des Mittelteils 241 der Keramikbuchse 24 die Kontaktstellen für die Schweißelektroden frei zugänglich sind. Auf das Sensorelement 12 wird ein Glaspulver- oder Glaslotpressling 28 aus Glas oder einer Glaskeramik zur späteren Herstellung der Glaseinschmelzung 21 aufgeschoben. Der Glaslotpressling 28 weist entsprechende Aussparungen für das Sensorelement 12 und für die elektrischen Leiter 14 auf. Über den Glaslotpressling 28 wird der Keramiktopf 22 geschoben, wobei das Sensorelement 12 durch die Öffnung 23 im Topfboden 221 hindurchtritt. Der Keramiktopf 22 wird über den Mittelteil 241 der Keramikbuchse 24 geschoben und formschlüssig auf den Querteil 242 der Keramikbuchse 24 aufgesetzt. Die so vormontierte Baugruppe wird in einen Ofen eingesetzt. Während des Ofenprozesses werden der Glaslotpressling 28 und die Glasperle 29 aufgeschmolzen. Die Glasschmelze des Glaslotpresslings 28 fließt einerseits in die Kanäle 27 in der Kontaktbuchse 24 ein und umschließt andererseits die auf den Kontaktflächen 16 aufgeschweißten elektrischen Leiter 14, so dass der Kontaktbereich zwischen Sensorelement 12 und Anschlusskabel 13 vollständig in die Glaseinschmelzung 21 eingeschlossen sind. DieThe ceramic bushing 24 is plugged onto the end of the connecting cable 13, wherein the electrical conductors 14 are guided so far through the channels 27 until the metal shell 19 dips into the blind hole 25. In the end of the prefabricated connection cable 13 is a to protect the mineral powder 18 against damaging moisture introduced glass bead 29, which thus comes to lie in the blind hole 25. In the radially outwardly widened second channel sections 272, the electrical conductors 14 are bulged, whereby a positive connection of the connecting cable 13 with the ceramic bush 24 is achieved. This module is used in a workpiece carrier. Now, the sensor element 12 is inserted with the end of its connection-side end portion 122 in the central recess 26 of the ceramic sleeve 24, wherein the electrical conductors 14 are slightly pulled apart and then due the spring action spring back again to lie flat on the contact surfaces 16. Now, the electrical conductors 14 are fixed to the contact surfaces 16 by gap welding, wherein the contact points for the welding electrodes are freely accessible through the described bevel of the central portion 241 of the ceramic sleeve 24. On the sensor element 12 is a Glaspulver- or Glaslotpressling 28 made of glass or a glass ceramic for later production of the Glaseinschmelzung 21 postponed. The glass solder compact 28 has corresponding recesses for the sensor element 12 and for the electrical conductors 14. The ceramic pot 22 is pushed over the glass solder compact 28, wherein the sensor element 12 passes through the opening 23 in the pot bottom 221. The ceramic pot 22 is pushed over the middle part 241 of the ceramic bushing 24 and placed in a form-fitting manner on the transverse part 242 of the ceramic bushing 24. The pre-assembled module is inserted into a furnace. During the oven process, the glass solder 28 and the glass bead 29 are melted. On the one hand, the glass melt of the glass solder preform 28 flows into the channels 27 in the contact bushing 24 and, on the other hand, encloses the electrical conductors 14 welded onto the contact surfaces 16, so that the contact area between sensor element 12 and connecting cable 13 is completely enclosed in the glass melt 21. The

Glaseinschmelzung 21 füllt dabei weitgehend das Innere des Keramiktopfes 22 aus. Durch die aufschmelzende Glasperle 29 entsteht eine Glasversiegelung, die das hintere Ende der Keramikbuchse 24 und das vordere Ende des Anschlusskabels 13 gegen eindringende Feuchtigkeit schützt. Vorzugsweise ist die Glasperle 29 konvex ausgeformt, so dass ein Teil der Glasschmelze der Glasperle 29 während des Ofenprozesses durch Kapillarkräfte in den Spalt zwischen Keramikbuchse 24 und Anschlusskabel 13 gezogen wird und auch diesen gasdicht abschließt. In Fig. 2 sind Glasperle 29 und Glaslotpressling 28 dargestellt, wie sie vor dem Ofenprozess konfektioniert sind. Nach dem Ofenprozess sind die in Fig. 2 noch zu sehenden Hohlräume von der Glaseinschmelzung 21 und der Glasversiegelung vollständig aufgefüllt. Entsprechend hinterlässt die in die Hohlräume einfließende Glasschmelze im Innern des Keramiktopfes 22 unmittelbar am Topfboden 221 einen entsprechenden Hohlraum.Glaseinschmelzung 21 largely fills the interior of the ceramic pot 22. By melting glass bead 29 creates a glass seal that protects the rear end of the ceramic sleeve 24 and the front end of the connecting cable 13 against moisture penetration. Preferably, the glass bead 29 is formed convex, so that a portion of the glass melt of the glass bead 29 is drawn during the furnace process by capillary forces in the gap between the ceramic sleeve 24 and connecting cable 13 and also completes this gas-tight. In Fig. 2 glass bead 29 and glass solder compact 28 are shown, as they are made up before the furnace process. After the oven process, the cavities still visible in FIG. 2 are completely filled up by the glass seal 21 and the glass seal. Accordingly, the glass melt flowing into the cavities inside the ceramic pot 22 directly leaves a corresponding cavity on the bottom of the pot 221.

Das Sensorgehäuse 11 ist zunächst ein glattes Metallrohr, insbesondere Edelmetallrohr, mit endseitig angeformten Ringflansch 15, dessen sich an den Ringflansch unmittelbar anschließender Rohrabschnitt den Aufnahmeabschnitt 111 des Sensorgehäuses 11 bildet. An den Ringflansch 15 ist das Doppelschutzrohr angesetzt. Das Doppelschutzrohr weist ein innere Schutzrohr 30 mit einem im Durchmesser vergrößerten Endabschnitt 301 und einem am Stirnende des Endabschnitts 301 angeformten Ringflansch 31 sowie ein auf den Endabschnitt 301 des inneren Schutzrohrs 20 aufgeschobenes äußeres Schutzrohr 32 auf. Beide Schutzrohre 30, 32 sind als Tiefziehteile ausgebildet und mit den Gasdurchtrittslöchern 17 versehen. Der Ringflansch 31 am innerenThe sensor housing 11 is first of all a smooth metal tube, in particular a noble metal tube, with an annular flange 15 integrally formed on its end, the tubular section of which immediately adjoins the annular flange forming the receiving section 111 of the sensor housing 11. At the annular flange 15, the double protection tube is attached. The double protection tube has an inner protective tube 30 with an enlarged diameter end portion 301 and an integrally formed on the front end of the end portion 301 annular flange 31 and a pushed onto the end portion 301 of the inner protective tube 20 outer protective tube 32. Both protective tubes 30, 32 are formed as deep-drawn parts and provided with the gas passage holes 17. The annular flange 31 at the inner

Schutzrohr 30 hat die gleiche Abmessungen wie der Ringflansch 15 am Sensorgehäuse 11. Das am Ringflansch 31 des inneren Schutzrohrs 30 anliegende Ende des äußeren Schutzrohrs 32 ist nach außen umgebogen und wird nach Anlegen beider Ringflansche 15 und 31 um die beiden Ringflansche 15, 31 umgebördelt. Die Umbördelung dient zugleich als Montage- und Dichtungsflansch 33 beim Einbau des Gassensors in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.Protective tube 30 has the same dimensions as the annular flange 15 on the sensor housing 11. The voltage applied to the annular flange 31 of the inner protective tube 30 end of the outer protective tube 32 is after bent over and is flanged after applying both annular flanges 15 and 31 to the two annular flanges 15, 31. The flange also serves as a mounting and sealing flange 33 when installing the gas sensor in the exhaust system of an internal combustion engine, as shown in Fig. 6.

Die wie beschrieben vorgefertigte Baugruppe aus Anschlusskabel 13, Sensorelement 12 und Keramikgehäuse 20 wird in die Baueinheit aus Sensorgehäuse 11 und Doppelschutzrohr eingeschoben, bis das Keramikgehäuse 20, genauer gesagt dessen über den Topfboden 221 vorstehende Ringbund 222, an der sich konisch zum Endabschnitt 301 erweiternden Ringschulter 302 im inneren Schutzrohr 30 anliegt, die einen schutzrohrseitigen ersten Anschlag für dasThe pre-fabricated as described prefabricated assembly of connecting cable 13, sensor element 12 and ceramic housing 20 is inserted into the assembly of sensor housing 11 and double protection tube until the ceramic housing 20, more precisely on the pot bottom 221 projecting annular collar 222, at the conically widening to the end portion 301 annular shoulder 302 in the inner protective tube 30 is applied, which is a protective pipe-side first stop for the

Keramikgehäuse 20 bildet. Vorzugsweise liegt in dieser Position des Keramikgehäuses 20 der Topfboden 221 des Keramiktopfes 22 in der Ebene des Montageflansches 33, um eine erhöhte Stabilität des Keramiktopfes 22 beim Anbau des Gassensors an das Abgasrohr 34 (Fig. 6) der Brennkraftmaschine sicherzustellen. Dann wird der Rohrbereich hinter der Keramikbuchse 24, der sich über das Anschlusskabel 13 erstreckt, sternförmig vercrimpt, wodurch der im Durchmesser reduzierte Halterungsabschnitt 112 des Sensorgehäuses 11 entsteht. Bei der Vercrimpung bildet sich im Metallrohr zwischen dem Aufnahmeabschnitt 111 und dem Halterungsabschnitt 112 des Sensorgehäuses 11 ein zum Halterungsabschnitt 112 sich verjüngender Übergangsbereich, der sich an die Keramikbuchse 24 andrückt und einen sensorgehäuseseitigen zweiten Anschlag für das Keramikgehäuse 20 darstellt. Das Keramikgehäuse 20 ist somit zwischen dem schutzrohrseitigen ersten Anschlag und dem sensorgehäuseseitigen zweiten Anschlag mit axial gerichteter Vorspannung fixiert. Durch diese mit Vorspannung erfolgende Fixierung des Keramikgehäuses 20 wird eine gute Dichtwirkung gegenüber dem Messgas erzielt, so dass diese nicht zwischen evtl. zwischen Sensorgehäuse 11 und Keramikgehäuse 20 vorhandenen Luftspalte austreten kann. Mit der Vercrimpung wird gleichzeitig eine Klemmung des Anschlusskabels 13 im Sensorgehäuse 11 erreicht, so dass das Anschlusskabel 13 zugfest im Sensorgehäuse 11 festgelegt ist und keine Zugkräfte auf den Kontaktbereich zwischen Anschlusskabel 13 und Sensorelement 12 wirken können. Zusätzlich können in dem Halterungsabschnitt 112 noch Einprägungen vorgenommen werden oder es kann der Halterungsabschnitt 112 auf dem Metallmantel 19 des Anschlusskabels 13 punkt- oder linienförmig verschweißt werden.Ceramic housing 20 forms. Preferably, in this position of the ceramic housing 20, the pot bottom 221 of the ceramic pot 22 in the plane of the mounting flange 33 to ensure increased stability of the ceramic pot 22 when mounting the gas sensor to the exhaust pipe 34 (FIG. 6) of the internal combustion engine. Then, the pipe portion behind the ceramic sleeve 24, which extends over the connecting cable 13, crimped star-shaped, whereby the reduced diameter support portion 112 of the sensor housing 11 is formed. During the crimping, a transition region which tapers towards the ceramic bushing 24 and forms a sensor housing-side second stop for the ceramic housing 20 forms in the metal tube between the receiving section 111 and the mounting section 112 of the sensor housing 11. The ceramic housing 20 is thus fixed between the protective tube side first stop and the sensor housing side second stop with axially directed bias. As a result of this prestressing of the ceramic housing 20, a good sealing effect is achieved with respect to the sample gas, so that it can not escape between any air gaps that may exist between the sensor housing 11 and the ceramic housing 20. With the crimping a clamping of the connecting cable 13 is achieved in the sensor housing 11 at the same time, so that the connecting cable 13 is fixed tensile strength in the sensor housing 11 and no tensile forces can act on the contact area between connecting cable 13 and sensor element 12. In addition, indentations can still be made in the holder section 112 or the holder section 112 can be spot-welded or linearly welded to the metal jacket 19 of the connection cable 13.

In Fig. 6 ist ausschnittweise ein Abgasrohr 34 einer Brennkraftmaschine dargestellt, in dessen Rohrwandung 341 ein Montageloch 35 zum Einführen des messgasseitigen Endes des Gassensors eingebracht ist. In das Montageloch 35 ist ein hohlzylindrisches Anschlussstück 36 eingeschweißt, das mit einem Außengewinde 37 versehen ist. Der Gassensor wird nunmehr mit seinemIn Fig. 6 a detail of an exhaust pipe 34 of an internal combustion engine is shown in the pipe wall 341, a mounting hole 35 is introduced for insertion of the measuring gas side end of the gas sensor. In the mounting hole 35, a hollow cylindrical connector 36 is welded, which is provided with an external thread 37. The gas sensor is now with his

Doppelschutzrohr durch das Anschlussstück 36 hindurchgesteckt, bis der Montageflansch 33 auf der ringförmigen Stirnfläche des Anschlussstücks 36 aufliegt. Über das Sensorgehäuse 11 wird eine Überwurfmutter 38 geschoben und mit ihrem Innengewinde 39 auf dem Außengewinde 37 des Anschlussstücks 36 verschraubt, die den Montageflansch 33 fest auf das Anschlussstück 36 aufpresst und somit eine Dichtung gegen das Austreten von Abgas aus dem Montageloch 35 sicher verhindert. Anstelle einer Überwurfmutter kann auch eine Hohlschraube verwendet werden. Ist das hohlzylindrische Anschlussstück mit einem Innengewinde versehen, so wird für die Festlegung des Montageflansches 33 eine Überwurfmutter oder Hohlschraube mit Außengewinde verwendet.Double protective tube inserted through the connector 36 until the mounting flange 33 rests on the annular end face of the connector 36. About the sensor housing 11 is a Screwed union nut 38 and screwed with its internal thread 39 on the external thread 37 of the connector 36, which presses the mounting flange 33 fixed to the fitting 36 and thus reliably prevents a seal against the escape of exhaust gas from the mounting hole 35. Instead of a union nut and a hollow screw can be used. If the hollow-cylindrical connecting piece is provided with an internal thread, then a union nut or hollow screw with an external thread is used for fixing the mounting flange 33.

Um auch das Eindringen von Abgas in den Zwischenraum zwischen Keramikgehäuse 20 und Sensorgehäuse 11 zuverlässig zu verhindern, sind die Ringflansche 15 und 31 an Sensorgehäuse 11 und innerem Schutzrohr 30 nicht rechtwinklig, sondern stumpfwinklig abgebogen, so dass derIn order to reliably prevent the ingress of exhaust gas into the intermediate space between the ceramic housing 20 and the sensor housing 11, the annular flanges 15 and 31 on the sensor housing 11 and inner protective tube 30 are not bent at right angles, but at an obtuse angle, so that the

Ringflansch 15 mit dem Sensorgehäuse 11 und der Ringflansch 31 mit Schutzrohr 30 jeweils einen Winkel größer 90° einschließen. Dadurch liegen die Ringflansche 15 und 31 in der Ebene des Topfbodens 221 nicht eben, sondern nur mit ihrem äußeren Rand aneinander, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Beim Aufschrauben der Überwurfmutter 38 auf das Anschlussstück 36 erzeugt die Einschraubkraft der Überwurfmutter 38 eine axiale Presskraft, die eine Verformung der Ringflansche 15, 31 und auch teilweise der Rohrwandung von Sensorgehäuse 11 und innerem Schutzrohr 30 bewirkt. Dadurch wird eine sehr gute Anschmiegung von Sensorgehäuse 11 und Keramiktopf 22 einerseits und innerem Schutzrohr 30 und Keramiktopf 22 andererseits im Einspannbereich erreicht, was zu einer sehr guten Abdichtung führt. Dabei wird auch die Abdichtung zwischen dem Montageflansch 33 und der ringförmigen Stirnfläche des Anschlussstücks 36 deutlich verbessert.Ring flange 15 with the sensor housing 11 and the annular flange 31 with protective tube 30 each include an angle greater than 90 °. As a result, the annular flanges 15 and 31 in the plane of the pot bottom 221 are not flat, but only with their outer edge to each other, as shown in Fig. 7. When screwing the union nut 38 on the connector 36, the screwing of the nut 38 generates an axial pressing force, which causes a deformation of the annular flanges 15, 31 and also partially the tube wall of the sensor housing 11 and inner protective tube 30. This results in a very good fitting of sensor housing 11 and ceramic pot 22 on the one hand and inner protective tube 30 and ceramic pot 22 on the other hand achieved in the clamping area, resulting in a very good seal. In this case, the seal between the mounting flange 33 and the annular end face of the connecting piece 36 is significantly improved.

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, kann in den hohlen Ringraum zwischen den spitzwinklig aneinanderliegenden Ringflanschen 15 und 31 von Sensorgehäuse 11 und innerem Schutzrohr 30 noch ein Dichtring 40 aus einem weichen, korrosionsbeständigem Material eingelegt sein. Der Dichtring 40 kann beispielsweise aus Nickel bestehen. Durch das axiale Verpressen der durch dieAs shown in Fig. 8, can be inserted from a soft, corrosion-resistant material in the hollow annulus between the acute-angled adjacent annular flanges 15 and 31 of the sensor housing 11 and inner protective tube 30. The sealing ring 40 may for example consist of nickel. By the axial compression of the through the

Umbördelung zusammengehaltenen Ringflansche 15, 31 beim Aufschrauben der Überwurfmutter 38 auf das Anschlussstück 36 wird der Dichtring 40 mindestens elastisch, aber auch teilweise plastisch verformt und drückt sich in vorhandene Spalte zwischen Keramikgehäuse 20 und Sensorgehäuse 11 einerseits und Keramikgehäuse 20 und innerem Schutzrohr 30 andererseits hinein und bewirkt somit eine sehr gute Abdichtung im Klemmbereich der Überwurfmutter 38.Beading held together annular flanges 15, 31 when screwing the nut 38 on the connector 36, the sealing ring 40 at least elastically, but also partially plastically deformed and expresses itself in existing gaps between ceramic housing 20 and sensor housing 11 on the one hand and ceramic housing 20 and inner protective tube 30 on the other hand thus causes a very good seal in the clamping area of the union nut 38.

Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des Gassensors ist gegenüber dem zuvor beschriebenen Gassensor nur bezüglich der Glasversiegelung auf der vom Keramiktopf 22 abgekehrten Stirnseite der Keramikbuchse 24 modifiziert. Alle übrigen Bauelemente und Baugruppen sind identisch, so dass diese mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.The embodiment of the gas sensor illustrated in FIGS. 4 and 5 is modified relative to the previously described gas sensor only with respect to the glass seal on the end face of the ceramic bushing 24 facing away from the ceramic pot 22. All other components and assemblies are identical, so that they are marked with the same reference numerals.

Zur Schaffung eines größeren Glaslotreservoirs zur Herstellung der Glasversiegelung 43 auf der vom Keramiktopf 22 abgekehrten Stirnseite der Keramikbuchse 24 ist das Sackloch 25' zweistufig ausgeführt und weist einen zylindrischen Lochabschnitt 251 und einen sich daran nach außen hin anschließenden, sich konisch erweiternden zweiten Lochabschnitt 252 auf, dessen durchmessergrößte Öffnung in der vom Keramiktopf 22 abgekehrten Stirnseite der Keramikbuchse 24 liegt. Der zweite Lochabschnitt 252 ist von einem Abdeckelement 41 abgeschlossen, das auf dem Anschlusskabel 13 fixiert ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 ist das Abdeckelement 41 als Metallscheibe 42 ausgeführt und die Fixierung der Metallscheibe 42 auf dem Metallmantel 19 des Anschlusskabels 13 durch Schweißen oder durch Aufschrumpfen oder durch Umformung der Metallscheibe 42 vorgenommen. Beim Umformen kann dabei die Metallscheibe 42 in axialer Richtung, bei gleichzeitiger Begrenzung des äußeren Umfangs in radialer Richtung, zusammengepresst werden. Auch kann die Metallscheibe 42 zunächst trichterförmig ausgebildet sein und durch axialesTo create a larger glass solder reservoir for producing the glass seal 43 on the side facing away from the ceramic pot 22 end face of the ceramic sleeve 24, the blind hole 25 'in two stages and has a cylindrical hole portion 251 and an adjoining thereto, conically widening second hole portion 252 whose largest diameter hole is located in the side facing away from the ceramic pot 22 end face of the ceramic sleeve 24. The second hole portion 252 is terminated by a cover member 41 fixed on the lead wire 13. In the embodiment of FIGS. 4 and 5, the cover 41 is designed as a metal disc 42 and made the fixing of the metal disc 42 on the metal shell 19 of the connecting cable 13 by welding or by shrinking or by forming the metal plate 42. During the forming process, the metal disk 42 can be compressed in the axial direction while at the same time limiting the outer circumference in the radial direction. Also, the metal plate 42 may initially be funnel-shaped and formed by axial

Plattdrücken auf dem Anschlusskabel 13 fixiert werden. Im endgefertigten Zustand des Gassensors ist das von der Metallscheibe 42 abgedeckte Sackloch 25' vollständig mit einer erstarrten Glasschmelze versiegelt. Diese Glasversiegelung 43 wird beispielsweise durch Einlegen eines formangepassten Glaslotpresslings in den zweiten Lochabschnitt 252 des Sacklochs 25' erzielt, der dann im Ofenprozess aufschmilzt.Flattening be fixed on the connecting cable 13. In the finished state of the gas sensor, the blind hole 25 'covered by the metal disk 42 is completely sealed with a solidified molten glass. This glass seal 43 is achieved, for example, by inserting a shape-adapted glass solder compact into the second hole section 252 of the blind hole 25 ', which then melts in the furnace process.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante des Gassensors wird die Glasversiegelung 43 im Sackloch 25' nicht durch einen gesonderten Glaslot- oder Glaspulverpressling generiert, sondern durch in das Sackloch 25' einfließende Glasschmelze des während des Ofenprozesses aufschmelzenden, in den Keramiktopf 22 eingesetzten Glaslotpresslings 28. Hierzu ist entweder der lichte Durchmesser der Kanäle 27, durch die die Leiter 14 hindurchgefühlt sind, deutlich größer bemessen als der Außendurchmesser der Leiter 14 oder sind in die Keramikbuchse 24 zusätzliche Kanäle 44 eingebracht, die im zweiten Lochabschnitt 252 münden. Auch ist es möglich, beide Maßnahmen vorzusehen. Beim Aufschmelzen des Glaslotpresslings 28 während des Ofenprozesses dringt Glasschmelze durch die Kanäle 44 und/oder die erweiterten Kanäle 27 in das Sackloch 25' ein. Ein Ausfließen der Glasschmelze aus dem Sackloch 25' wird durch die Metallscheibe 42 verhindert. Damit ist eine sehr zuverlässige, gas- und feuchtigkeitsdichte Versiegelung des Eintrittsbereichs des Anschlusskabels 13 in der Keramikbuchse 24 herbeigeführt.In the variant of the gas sensor shown in FIG. 5, the glass seal 43 in the blind hole 25 'is not generated by a separate glass solder or glass powder compact but by glass melt flowing into the blind hole 25' of the glass solder compact 28 melting in the ceramic pot 22 during the furnace process For this purpose, either the clear diameter of the channels 27, through which the conductors 14 are passed, is dimensioned to be significantly larger than the outer diameter of the conductors 14 or additional channels 44 are introduced into the ceramic bushing 24, which open in the second hole section 252. It is also possible to provide for both measures. When the glass solder compact 28 melts during the furnace process, molten glass penetrates through the channels 44 and / or the widened channels 27 into the blind hole 25 '. Outflow of the molten glass from the blind hole 25 'is prevented by the metal disk 42. This is a very reliable, gas and moisture-tight sealing of the inlet region of the connecting cable 13 in the ceramic bushing 24 brought about.

Während des Ofenprozesses dient die Metallscheibe 42 zusätzlich als Halterung für dasDuring the oven process, the metal plate 42 also serves as a holder for the

Anschlusskabel 13. Außerdem führt das Vorhandensein der Metallscheibe 42 zu einer weiteren Verbesserung der durch den Führungsabschnitt 112 des Sensorgehäuses 11 bewirkten Abstützung des Anschlusskabels 13. Für eine weitere Stabilisierung kann die Metallscheibe 42 vor Vercrimpen des hinteren Rohrbereichs des Metallrohrs längs ihres Umfangs noch mit dem Metallrohr verschweißt werden. Die Metallscheibe 42 kann auch topfförmig ausgeführt sein und die Keramikbuchse 24 mit ihrem Topfmantel übergreifen. Connecting cable 13. In addition, the presence of the metal disc 42 leads to a further improvement of the support of the connecting cable 13 caused by the guide portion 112 of the sensor housing 11. For further stabilization, the metal disc 42 before crimping the rear tube portion of the metal tube along its circumference with the metal tube be welded. The metal plate 42 may also be executed cup-shaped and the ceramic sleeve 24 overlap with their Topfmantel.

Claims

claims

1. A gas sensor for determining a physical property of a measurement gas, in particular the concentration of at least one gas component or the temperature in the measurement gas, with a sensor element (12), with a sensor element (12) at least partially receiving sensor housing (11) and with one of the sensor housing (11) axially led out connecting cable (13), which has at least one on the sensor element (12) contacted, electrical conductor (14), characterized in that the contact area between the

Sensor element (12) and the at least one electrical conductor (14) and at the contact area facing each other end portions of connecting cable (13) and sensor element (12) in a fully enclosed ceramic housing (20) positioned and within the ceramic housing (20) in a this largely filling glass fusion (21) are included and that the ceramic housing (20) radially form-fitting in the

Sensor housing (11) is received.

2. Gas sensor according to claim 1, characterized in that the ceramic housing (20) has a ceramic pot (22) with a cup bottom (221) arranged, central opening (23) for the passage of the sensor element (12) and a pot opening occlusive ceramic bushing (22). 24) through which the at least one electrical conductor (14) is felt.

3. Gas sensor according to claim 2, characterized in that the Glaseinschmelzung (21) from an inserted into the ceramic pot (22), the sensor element (12) enclosing Glaslotpressling (28) has emerged by the melting in an oven process.

4. Gas sensor according to claim 2 or 3, characterized in that the ceramic bushing (24) has a T-shaped profile with a central part (241) and a transverse part (242) and that the central part (241) form-fitting manner in the ceramic pot (22). dips and the transverse part (242) rests flush on the annular end face of the ceramic pot (22) with its circumference.

5. Gas sensor according to one of claims 2 to 4, characterized in that the ceramic bushing (24) has a central blind hole (25) for receiving the sensor-side end of the connecting cable (13) and at least one of the blind hole (25) outgoing channel (27) for performing the at least one electrical conductor (14) of the connection cable (13).

6. Gas sensor according to claim 5, characterized in that the at least one channel (27) emanating from the blind hole bottom channel portion (271) with a to the outer diameter of the electrical conductor (14) adapted, clear channel diameter and an adjoining, on the Ceramic pot (22) facing the end face of the ceramic bush (24) opening radially outwardly widened channel portion (272).

7. Gas sensor according to claim 6, characterized in that the ceramic bushing (24) is beveled on its the ceramic pot (22) facing end face at least in the end region of the radially expanded channel portion of the at least one channel (27) to the outside.

8. Gas sensor according to one of claims 5 to 7, characterized in that in the ceramic bushing (24) from the ceramic pot (22) facing the front side a central recess (26) for the positive immersion of the sensor element (12) is introduced.

9. Gas sensor according to one of claims 5 to 8, characterized in that the connection cable (13) has an at least one electrical conductor (14) insulating enclosing cable sheath (19) and that the blind hole (25) in the region between the blind hole bottom and the End of the in the blind hole (25) immersed cable sheath (19) with a through the ceramic bushing (24) hindurchge led, at least one electrical conductor (14) enclosing Glaseinschmelzung (29) is filled.

10. Gas sensor according to one of claims 2 to 8, characterized in that on the side facing away from the ceramic pot (22) end face of the ceramic bushing (24) on the connecting cable (13) positively seated cover member (41) is arranged, which adjoins the End face of the ceramic sleeve (24) applies and preferably with its circumference on the sensor housing

(11) is supported.

11. Gas sensor according to claim 10, characterized in that the blind hole (25 ') funnel shape with the blind hole bottom containing, cylindrical hole portion (251), in which the end of the cable sheath (19) of the connecting cable (13) is immersed, and a thereto outwardly adjoining, to the cover (41) has conically widening hole portion (252) and that at least the flared hole portion (252) with a glass seal (43) is filled.

12. Gas sensor according to claim 10 or 11, characterized in that the at least one channel (27) for passage of the electrical conductor (14) of the connecting cable (13) has a significantly increased compared to the diameter of the channel diameter channel diameter.

13. Gas sensor according to one of claims 10 to 12, characterized in that in the ceramic bush (24) at least one further channel (44) is arranged, on the one hand in the flared hole portion (252) of the blind hole (25 ') and on the other the ceramic pot (22) facing the front side of the ceramic bushing (24) opens.

14. Gas sensor according to one of claims 10 to 13, characterized in that the connecting cable (13) has a metal jacket (19) and that the cover (41) on the metal shell (19) by welding or shrinking or forming the cover (41) is fixed.

15. Gas sensor according to one of claims 10 to 14, characterized in that the cover (41) along its circumference on the sensor housing (11) is welded.

16. Gas sensor according to one of claims 10 to 15, characterized in that the cover (41) is a metal disc (42).

17. Gas sensor according to one of claims 1 to 16, characterized in that the sensor housing (11) is closed at one end of the housing at least with an inner protective tube (30), one from the sensor housing (11) outstanding, the measuring gas exposed end portion

(121) of the sensor element (12) surrounds, and that the ceramic housing (20) is preferably axially fixed between a respectively on the inner protective tube (30) and on the sensor housing (11) formed stop (23, 27).

18. Gas sensor according to claim 17, characterized in that the protective tube side stop of a conically widening transition shoulder (302) in the inner protective tube (30) to an enlarged diameter end portion (301) of the inner protective tube (30) and the sensor housing side stop of the transition region in the sensor housing (11) between a receiving portion (111) receiving the ceramic housing (20) and a portion obtained by crimping an end portion of the sensor housing (11) behind the ceramic housing (20)

Connecting cable (13) on a cable portion enclosing, diameter-reduced mounting portion (112) is formed.

19. Gas sensor according to claim 18, characterized in that at the end of the hollow cylindrical receiving portion (111) of the sensor housing (11) an annular flange (15) is integrally formed, on which the inner protective tube (30) with an end portion formed on its larger diameter end annular flange (31 ) is applied, that a inner protective tube (30) coaxially surrounding, outer protective tube (32) is pushed endwise on the larger diameter end portion of the inner protective tube (30) and with its protective tube end over the two adjacent annular flanges (15, 31) of sensor housing (11) and inner protective tube (30) is flanged and that the flanging of the annular flanges (15, 31) serves as a mounting flange (33) for the installation of the gas sensor.

20. Gas sensor according to claim 19, characterized in that between the adjacent annular flanges (15, 31) of the sensor housing (11) and inner protective tube (30) relative to the ceramic housing (20) sealing gasket is made.

21. Gas sensor according to claim 20, characterized in that the annular flanges (15, 31) at an angle greater than 90 ° from the end of the sensor housing (11) and the end of the inner protective tube (30) are bent and that the acute-angled annular flanges ( 15, 31) are pressed against each other by axial compression of the beading on the outer protective tube (32) of the two annular flanges (15, 31).

22. A gas sensor according to claim 21, characterized in that in the enclosed by the acute-angled annular flanges (15, 31) and the ceramic housing (20) annular space a sealing ring (40) made of soft, corrosion-resistant material, preferably nickel, is inserted.

23. Gas sensor according to claim 21 or 22, characterized in that the axial compression of the flanging of the annular flanges (15, 31) by means of a sensor housing (11) pushed union nut (38) or hollow screw is effected on a hollow cylindrical connecting piece (36 ) is screwed, rests on the annular end face of the flanging of the annular flanges (15, 31) formed mounting flange (33).

24. Gas sensor according to one of claims 19 to 23, characterized in that the ceramic pot (22) comprises a pot shell in one piece over the bottom of the pot (221) extending out annular collar (222) and that the joint plane of the two annular flanges (15, 31) at

Sensor housing (11) and inner protective tube (30) with the pot bottom (221) lies in a common plane.

25. Gas sensor according to one of claims 1 to 24, characterized in that at least out of the sensor housing (11) led out end portion of the connecting cable (13) as

Metal sheath line (17) is formed, in which the at least one electrical conductor (14) in a in a metal shell (19) pressed mineral powder (18) is laid, and that the Kontaktierang of the at least one electrical conductor (14) on the sensor element (12) cohesively between the electrical conductor (14) and at least one arranged on the sensor element (12) contact surface (16) is made.