DE102008042942B4

DE102008042942B4 - Gassensor und Verfahren zum Herstellen dessleben

Info

Publication number: DE102008042942B4
Application number: DE102008042942.2A
Authority: DE
Inventors: Keiji Kanao
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2028-10-18
Also published as: US20090101503A1; DE102008042942A1; US9039879B2

Abstract

Gassensor mit:einem Messelement, i) das eine axiale Richtung definiert und an dessen einem Ende in der axialen Richtung ein Basisendabschnitt vorgesehen ist, und das eine Breitenrichtung definiert, die senkrecht zu der axialen Richtung ist, ii) mit einer Zelle, die aus einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element besteht, iii) mit einem Paar an einer Elektrode montierten Flächen, die Rücken an Rücken und parallel zueinander in der Breitenrichtung ausgebildet sind, und iv) mit einer Heizung zum Heizen der Zelle, wobei die Zelle integral mit der Heizung zusammengebaut ist;einem Isolator, durch den das Messelement eingesetzt und gehalten wird;einem Gehäuse, das den Isolator fest enthält, der durch das Gehäuse eingesetzt ist;zwei Paaren von Elektrodenplatten, die an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in dem Basisendabschnitt gesichert sind, um zu gestatten, dass die Elektrodenplatten elektrische Verbindungen zum Heizen der Zelle und für die Erfassung einer Konzentration eines zu messenden spezifischen Gases jeweils paarweise bereitstellen, wobei zwei der Elektrodenplatten an der entsprechenden an der Elektrode montierten Fläche separat an Intervallen in der Breitenrichtung angeordnet sind; undeiner Anschlusseinheit mit einem Paar Isolatoren, die entsprechend eine Innenseitenfläche haben, die zum Klemmen und Halten des Basisendabschnitts des Messelements an dem Paar an der Elektrode montierten Flächen des Messelements angeordnet sind, zwei Paaren von Metallanschlüssen, die elektrisch die Elektrodenplatten entsprechend paarweise berühren und die an den Innenseitenflächen der Isolatoren angeordnet sind, und einem Federelement, das das Paar der Isolatoren an einer oder mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in der Breitenrichtung presst, so dass die Isolatoren derart gepresst werden, dass sie einander gegenüberstehen.

Description

QUERVERWEISE AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Japanischen Patentanmeldungen JP 2007 - 271 585 A , die am 18. Oktober 2007 eingereicht wurde, und JP 2008 - 230 168 A , die am 08. September 2008 eingereicht wurde, und enthält diese durch Bezugnahme.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Technischer Bereich)
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor, der zum Erfassen der Konzentration eines spezifischen Gases (eines Gasbestandteils) verwendet wird, das in einem zu messenden Gas enthalten ist, und auf ein Verfahren zum Herstellen des Gassensors, und bezieht sich insbesondere auf den Gassensor, der mit einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element versehen ist.
(Stand der Technik)
Ein Gassensor zum Erfassen der Konzentration eines spezifischen Gases (insbesondere eines Gasbestandteils), das in einem zu messenden Gas enthalten ist, wie z.B. einem Abgas von Kraftfahrzeugen, ist bekannt.
Diese Art des Gassensors ist durch die EP-Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift EP 0 506 897 A1 beispielhaft dargestellt. Ein durch diese Offenlegungsschrift offenbarter Gassensor ist mit einer Zelle, die Elektroden an beiden Seiten eines sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Elements hat, und einem Messelement versehen, das integral eine Heizung hat, die mit einer Wärmeerzeugungsvorrichtung ausgestattet ist, die die Zelle heizt. Das Messelement hat einen Basisendabschnitt, an dem zwei Paare von Elektrodenplatten vorgesehen sind, die elektrisch mit der Wärmeerzeugungsvorrichtung bzw. den Elektroden verbunden sind. Praktisch betrachtet hat das Messelement zwei im Wesentlichen parallele, an Elektroden montierte Flächen und sind von den vier Elektrodenplatten zwei Elektrodenplatten fest an zwei vorgegebenen Positionen einer entsprechenden, an der Elektrode montierten Fläche angeordnet, die in der Breitenrichtung der entsprechenden, an der Elektrode montierten Fläche ausgerichtet sind.
Die vorstehend angegebene Konfiguration des Gassensors ist in 22 beispielhaft dargestellt, in der ein Messelement 92 vorgesehen ist, das einen Basisendabschnitt 922 hat, an dem zwei an Elektroden montierte Flächen 923 Rücken an Rücken ausgebildet sind. Wie gezeigt ist, sind zwei Metallplatten 921 an jeder an der Elektrode montierten Fläche 923 gesichert. Die Metallplatten 921 gelangen in Kontakt mit Metallanschlüssen 932, die mit externen Leitungsdrähten verbunden sind. Ein Paar basisseitige Isolatoren 931 haben Innenseitenflächen, die einander gegenüberstehen, wobei an jeder von diesen zwei Metallanschlüsse 932 gesichert sind, so dass sie entsprechend die zwei Metallplatten 921 berühren. Der Basisendabschnitt 922 des Messelements 92 ist zwischen den zwei gepaarten basisseitigen Isolatoren 931 eingeklemmt (gegriffen). Ein Federelement 933, das im Wesentlichen eine ringförmige Gestalt hat, ist so angeordnet, dass es die gepaarten basisseitigen Isolatoren 931 presst, so dass der entsprechende der Isolatoren 931 nach innen gepresst wird. Dieses Pressen gestattet, dass die zwei Paare der Metallanschlüsse 932 erzwungen in Berührung mit den zwei Paaren der Elektrodenplatten 921 gelangen.
Jedoch ergibt die Verwendung des ringförmigen Federelements 933 oft, dass eine ungleichmäßige Presskraft auf das eine Paar der Elektrodenplatten 921 aufgebracht wird, das in der Breitenrichtung der entsprechenden, an der Elektrode montierten Fläche 923 angeordnet ist. In einem solchen Fall ist es schwierig, einen gleichmäßigen Kontaktdruck von den vier Metallanschlüssen 932 auf die vier Elektrodenplatten 921 aufzuprägen.
Insbesondere in Fällen, in denen die beiden an der Elektrode montierten Flächen 923 des Messelements 92 eine geringere Parallelität haben, die Metallanschlüsse Unregelmäßigkeiten bezüglich ihrer Dicke haben oder die gepaarten basisseitigen Isolatoren 931 ungleichmäßige Gestalten haben, ist es schwierig, einen gleichmäßigen Kontaktdruck der Elektrodenplatten 921 auf die Metallanschlüsse 932 zu bewirken.
Derartige Unregelmäßigkeiten des Kontaktdrucks werden Unregelmäßigkeiten des Kontaktwiderstands zwischen der entsprechenden Elektrodenplatte 921 und dem entsprechenden Metallanschluss 932 zur Folge haben. Somit kann die Erfassungsgenauigkeit von Zellen in dem Messelement 92 verringert werden und/oder kann die Aktivierungszeit der Zellen verzögert werden.
Die Druckschriften DE 100 28 909 A1 , DE 697 37 316 T2 , DE 41 26 378 A1 und DE 40 34 072 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Schwierigkeiten gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gassensor zu schaffen, der die Fähigkeit eines Ausgleichs des Kontaktdrucks der Metallanschlüsse auf die Elektrodenplatten oder zur Verringerung von Unregelmäßigkeiten des Kontaktdrucks davon hat, und ein Verfahren zum Herstellen von derartigen Gassensoren zu schaffen.
Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung als einen Gesichtspunkt einen Gassensor mit Folgendem bereit: einem Messelement i), das eine axiale Richtung definiert und an dessen einem Ende in der axialen Richtung ein Basisendabschnitt vorgesehen ist, und das eine Breitenrichtung definiert, die senkrecht zu der axialen Richtung ist, ii) einer Zelle, die aus einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element besteht, iii) einem Paar an Elektroden montierte Flächen, die Rücken an Rücken ausgebildet sind und parallel zueinander in der Breitenrichtung sind, und iv) einer Heizung zum Heizen der Zelle, wobei die Zelle integral mit der Heizung zusammengebaut ist; einem Isolator, durch den das Messelement eingesetzt und gehalten wird; einem Gehäuse, das den Isolator fest enthält, der durch das Gehäuse eingesetzt ist; zwei Paaren von Elektrodenplatten, die an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in dem Basisendabschnitt gesichert sind, um zu gestatten, dass die Elektrodenplatten elektrische Verbindungen zum Heizen der Zelle und zum Erfassen einer Konzentration eines spezifischen zu messenden Gases bereitstellen, entsprechend paarweise, wobei zwei der Elektrodenplatten an der entsprechenden, an der Elektrode montierten Fläche separat an Intervallen in der Breitenrichtung angeordnet sind; und einer Anschlusseinheit, die ein Paar Isolatoren aufweist, wobei jeder eine Innenseitenfläche, die zum Klemmen und Halten des Basisendabschnitts des Messelements an dem Paar an der Elektrode montierten Flächen des Messelements angeordnet ist, zwei Paare von Metallanschlüssen, die elektrisch die Elektrodenplatten entsprechend paarweise berühren, und die an den Innenseitenflächen der Isolatoren angeordnet sind, und ein Federelement aufweist, das das Paar der Isolatoren an einer oder mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in der Breitenrichtung presst, so dass die Isolatoren so gepresst werden, dass sie einander gegenüberstehen.
Als weiterer Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gassensors zur Verfügung, der Folgendes aufweist: ein Messelement i), das eine axiale Richtung definiert und an dessen einem Ende in der axialen Richtung ein Basisendabschnitt vorgesehen ist, und eine Breitenrichtung definiert, die senkrecht zu der axialen Richtung ist, ii) eine Zelle, die aus einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element besteht, iii) ein Paar an einer Elektrode montierte Flächen, die Rücken an Rücken und parallel zueinander in der Breitenrichtung ausgebildet sind, und iv) eine Heizung zum Heizen der Zelle, wobei die Zelle integral mit der Heizung zusammengebaut ist; einen Isolator, durch den das Messelement eingesetzt und gehalten ist; ein Gehäuse, das den Isolator fest enthält, der durch das Gehäuse eingesetzt ist; und zwei Paare von Elektrodenplatten, die an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in dem Basisendabschnitt gesichert sind, um zu gestatten, dass die Elektrodenplatten elektrische Verbindungen zum Heizen der Zelle und zum Erfassen einer Konzentration eines zu messenden spezifischen Gases bereitstellen, entsprechend paarweise, wobei zwei der Elektrodenplatten an einer entsprechenden, an der Elektrode montierten Fläche separat an Intervallen in der Breitenrichtung angeordnet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten einer Anschlusseinheit im voraus, die ein Paar Isolatoren, die jeweils eine Innenseitenfläche haben, die zum Klemmen und zum Halten des Basisendabschnitts des Messelements an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements angeordnet sind, zwei Paare von Metallanschlüssen, die elektrisch die Elektrodenplatten entsprechend paarweise berühren, und die an den Innenseitenflächen der Isolatoren angeordnet sind, und ein Federelement aufweist, das das Paar der Isolatoren an einer oder mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in der Breitenrichtung presst, so dass die Isolatoren gepresst werden, so dass sie einander gegenüberstehen; Trennen der gepaarten Isolatoren durch Aufbringen einer Trennkraft gegenüber einer Presskraft des Federelements, bis ein Spalt zwischen den zwei Paaren der Metallanschlüsse ausgebildet wird, wobei der Spalt größer als eine Dicke zwischen den an der Elektrode montierten Flächen des Basisendabschnitts des Messelements ist; Einsetzen des Basisendabschnitts des Messelements in den Spalt; und Aufheben der Trennkraft, so dass, während die zwei Paare der Metallanschlüsse in Kontakt mit den Elektrodenplatten gebracht sind, der Basisendabschnitt des Messelements fest durch die Anschlusseinheit gegriffen wird.
Figurenliste

1 ist eine axiale Schnittansicht eines Gassensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die axiale Schnittansicht entlang einer axialen Richtung verläuft, die durch den Gassensor bereitgestellt wird;
2 ist eine Schnittansicht einer Anschlusseinheit, die durch den Gassensor eingesetzt wird, die entlang einer Linie II-II in 1 verläuft, wobei die Anschlusseinheit ein Messelement greift, und die Schnittansicht senkrecht zu der axialen Richtung liegt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Messelement zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen von dem Gassensor eingesetzten basisseitigen Isolator zeigt;
5 ist eine Draufsicht, die den basisseitigen Isolator zeigt;
6 ist eine Draufsicht, die das mit dem basisseitigen Isolator zusammengebaute Messelement zeigt;
7 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 2;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Paar basisseitiger Isolatoren zeigt, die entsprechend mit Metallanschlüssen zusammengebaut sind;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die das Paar basisseitiger Isolatoren zeigt, die entsprechend mit Metallanschlüssen zusammengebaut sind und wechselseitig miteinander kombiniert sind;
10 ist eine perspektivische Ansicht der Anschlusseinheit;
11 stellt sowohl das Messelement als auch die Anschlusseinheit dar, die vor ihrem wechselseitigen Zusammenbau betrachtet werden;
12 stellt sowohl das Messelement als auch die Anschlusseinheit dar, die nach ihrem wechselseitigen Zusammenbau betrachtet werden;
13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Trennspannklemmen an beiden Seiten der Anschlusseinheit des ersten Ausführungsbeispiels anzuordnen sind;
14 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Trennspannklemmen in seitlich geöffnete Einschnitte der Anschlusseinheit eingesetzt werden;
15 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Trennspannklemmen ausgedehnt werden, um den Abstand zwischen den Metallanschlüssen der Anschlusseinheit auszudehnen;
16 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Basisendabschnitt des Messelements in den ausgedehnten Raum zwischen den Metallanschlüssen der Anschlusseinheit eingesetzt ist;
17 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Anschlusseinheit den Basisendabschnitt des Messelements fest greift;
18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Federelement gemäß einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
19 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anschlusseinheit und ein Federelement, beide gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anschlusseinheit und ein Federelement, beide gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anschlusseinheit und ein Federelement, beide gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
22 ist eine Schnittansicht eines basisseitigen Isolators, der ein Messelement greift, die einen von einem herkömmlichen Gassensor angenommenen herkömmlichen Aufbau zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf die 1 - 18 werden nun ein Gassensor und ein Verfahren zum Herstellen desselben gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 zeigt einen Gassensor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Gassensor ist mit einem Messelement 2 und einem Isolator 11, der das Messelement 2 hält, das durch diesen eingesetzt ist, und einem Gehäuse 12 versehen, das den Isolator (das Isolationselement) 11 hält, das durch dieses eingesetzt ist. Das Messelement 2, das bekannt ist, weist eine Zelle CL (nicht im Einzelnen gezeigt), die aus einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element, das Elektroden hat, die an beiden Seiten des Elektrolytelements angeordnet sind, besteht, und eine Heizung HT (nicht im Einzelnen gezeigt) auf, die eine Heizvorrichtung hat, die die Zelle heizt. Die Zelle CL wird integral mit der Heizung hergestellt. Demgemäß kann das Messelement 2 einen spezifischen Gasbestandteil, der in dem zu messenden Gas enthalten ist, wie z.B. einem Abgas, messen und gibt ein elektrisches Signal über Signalelektroden ab, um für einen externen Prozessor die gemessenen Ergebnisse bereitzustellen.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, weist das Messelement 2 zwei Paare von Elektrodenplatten 21 entsprechend paarweise auf, die elektrisch mit der Heizung HT und den Elektroden der Zelle CL verbunden sind. Das Messelement 2 hat einen Basisendabschnitt 22, der mit zwei an einer Elektrode montierten Flächen 23 ausgebildet ist, die Rücken an Rücken und im Wesentlichen parallel zueinander liegen. An den an der Elektrode montierten Flächen 23 sind zwei Paare von Elektrodenplatten 21 gesichert montiert. Von diesen vier Elektrodenplatten 21 sind zwei Elektrodenplatten 21 an jeder an der Elektrode montierten Fläche 23 montiert, so dass sie in einer Breitenrichtung (querverlaufenden Richtung) WD jeder an der Elektrode montierten Fläche 23 gelegen sind. Die Breitenrichtung WD ist die querverlaufende Richtung in 2.
Wie in den 2 und 12 gezeigt ist, wird der Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 durch eine Anschlusseinheit 3 gegriffen. Diese Anschlusseinheit 3 weist ein Signalpaar von basisseitigen Isolatoren 31 und vier (zwei Paare von) Metallanschlüssen 32 sowie vier (zwei Paare von) Federelementen 33 auf. Das einzelne Paar der basisseitigen Isolatoren 31 ist angeordnet, um den Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 zwischen dem Paar an der Elektrode montierten Flächen 23 sicher einzuklemmen (zu greifen). Alle zwei der vier Metallanschlüsse 32 sind an einer Innenseitenfläche 310 jedes basisseitigen Isolators 31 an Intervallen in der Breitenrichtung WD gesichert, so dass jeder Metallanschluss 32 in Kontakt mit der entsprechenden Elektrodenplatte 21 gelangt. Die Federelemente 33 sind angeordnet, so dass sie das Paar der basisseitigen Isolatoren 31 schieben, so dass die basisseitigen Isolatoren 31 sich aneinander annähern. Von den Federelementen 33 sind alle zwei Federelemente an Intervallen in der Breitenrichtung WD angeordnet, so dass sie die Außenseitenfläche von jedem basisseitigen Isolator 31 berühren.
Die Federelemente 33 sind ebenso in 9 dargestellt, in der die vier Federelemente 33 wechselseitig als eine einzige Vorrichtung durch ein Verbindungselement 34 vereinheitlicht sind. Jedes Federelement 33 ist eine Blattfeder, die einen ebenen planaren Basisabschnitt 331, ein Paar hochstehender Abschnitte 332, die jeweils von einem Ende des Basisabschnitts 331 hochstehen und nach innen gebogen sind, und Kontaktabschnitte 333 aufweist, die jeweils an der Spitze des entsprechenden hochstehenden Abschnitts 332 ausgebildet sind, so dass sie den basisseitigen Isolator 31 berühren. Das Verbindungselement 34 besteht aus zwei Elementen, die beide die zwei planaren Basisabschnitte 331 der entsprechenden Federelemente 33 an beiden Enden jedes planaren Basisabschnitts 331 entsprechend berühren. Die zwei Verbindungselemente 34 sind wechselseitig getrennt, um eine Öffnung 340 auszubilden, durch die das Messelement 2 eingesetzt wird.
In den 9, 10, 13 und 14 weist die Anschlusseinheit 3 eine Vielzahl von seitlich geöffneten Einschnitten 35 auf, die sich entsprechend in unterschiedlichen zwei Richtungen öffnen, die parallel zu den an der Elektrode montierten Flächen 23 und senkrecht zu der axialen Richtung AX des Messelements 2 sind. Die seitlich geöffneten Einschnitte 35 sind zwischen den gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 gelegen.
Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, weist jeder basisseitige Isolator 31 einen ersten Positionierabschnitt 331 (311), einen zweiten Positionierabschnitt 312 und einen dritten Positionierabschnitt 313 auf, die von ihrer Innenseitenfläche 310 vorstehen, um den Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 zu positionieren. Der erste Positionierabschnitt 311 ist zum Positionieren des Basisendes des Messelements 2 vorgesehen, während der zweite und dritte Positionierabschnitt 312 und 313 für die beiden Ränder des Basisendabschnitts 22 in der Breitenrichtung WD vorgesehen sind. Der erste bis dritte Positionierabschnitt 311 bis 313 sind an Positionen des basisseitigen Isolators 31 gelegen, die nicht asymmetrisch zueinander in der Breitenrichtung (querverlaufenden Richtung) WD sind.
Zusätzlich sind, wie in 8 gezeigt ist, die Metallanschlüsse gesichert an der Innenseitenfläche 310 des basisseitigen Isolators 31 und entlang von Abschnitten von dieser angeordnet, wo die ersten bis dritten Positionierabschnitte 311 bis 313 an diesen Abschnitten der Innenseitenfläche 310 nicht vorhanden sind.
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, hat jeder basisseitige Isolator 31 einen Spitzenendabschnitt ebenso wie den vorstehend genannten Basisendabschnitt, und gibt es zwei Schnittabschnitte 314 an jedem Basis- und Spitzenendabschnitt. Jede Anschlussplatte 31 hat zwei Eingriffsabschnitte 31, die mit zweien der Schnittabschnitte 34 eingreifen, die in 8 dargestellt sind.
Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, hat jeder basisseitige Isolator 31 eine Rückfläche, an der zwei Einschnitte 315 ausgebildet sind. Die zwei basisseitigen Isolatoren 31 stellen daher vier Einschnitte 315 insgesamt bereit, so dass die vier Kontaktabschnitte 333 der Federelemente 33 an den vier Einschnitten 315 zum Verwirklichen eines dichten Kontakts daran angesetzt werden können.
Jeder der Metallanschlüsse 32 weist, wie in den 2 und 8 gezeigt ist, einen vorstehenden Kontaktabschnitt 322 auf, der zu den Kontaktabschnitten des Messelements 2 weist. Wie aus den 8 und 12 entnehmbar ist, weist jeder Metallanschluss 32 einen Leitungsverbindungsabschnitt 323 auf, der elektrisch mit externen Leitungsdrähten 17 zu verbinden ist. Die Leitungsverbindungsabschnitte 323 sind nahe an der Basisendseite eher als an dem basisseitigen Isolator 31 gelegen. Die elektrische Verbindung zwischen jedem Leitungsverbindungsabschnitt 323 und jedem externen Leitungsdraht 17 wird durch Wickeln und Einstemmen des externen Leitungsdrahts 17 um und an dem Leitungsverbindungsabschnitt 23 ausgeführt.
Ferner hat jeder basisseitige Isolator 31, wie in den 2 und 4 - 7 gezeigt ist, einen isolierenden Vorsprung 316, der in Richtung auf das Messelement 2 vorsteht. Der Kontakt zwischen jedem vorstehenden Kontaktabschnitt 322 und jeder Elektrodenplatte 21 sowie der Kontakt zwischen jedem isolierenden Vorsprung 316 und dem Messelement 2 sind voneinander in der axialen Richtung AX des Messelements 2 verschoben, wie in 7 gezeigt ist. An den axialen Positionen, an denen die Kontakte zwischen jedem vorstehenden Kontaktabschnitt 322 und jeder Elektrodenplatte 21 sowie jedem isolierenden Vorsprung 316 und dem Messelement 2 hergestellt werden, kann das Messelement 33 daher das Paar der basisseitigen Isolatoren 31 pressen, so dass die zwei Isolatoren 31 wechselseitig nach innen in einer Dickenrichtung TH senkrecht zu der Breitenrichtung WD gepresst werden.
Der Gassensor 1 weist ferner, wie in 1 gezeigt ist, eine Innenelementabdeckung 151 und eine Außenelementabdeckung 152 auf, die beide an dem Spitzenende des Gehäuses 12 gesichert sind, um den Spitzenendabschnitt des Messelements 2 doppelt abzudecken. Die Innen- und Außenelementabdeckungen 151 und 152 haben Luftlöcher 153 bzw. 154 zum Einführen eines zu erfassenden spezifischen Gases.
Das Gehäuse 12 hat ebenso ein Basisende, an den eine im Wesentlichen zylindrische basisseitige Abdeckung 16 gefügt ist, die die Anschlusseinheit 3 enthält, wie in 1 dargestellt ist. Diese basisseitige Abdeckung 16 hat einen Basisendabschnitt, der durch eine Gummihülse 161 verschlossen ist, durch die die externen Leitungsdrähte 17 luftdicht hindurchtreten.
Beim Herstellen des Gassensors 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie in den 8 - 10 gezeigt ist, die Anschlusseinheit 3 zuerst zusammengebaut.
Praktisch werden, wie in 8 dargestellt ist, die zwei Metallanschlüsse 32 an jedem des Paars der basisseitigen Isolatoren 31 angebracht.
In dem in 9 gezeigten nächsten Schritt werden die zwei basisseitigen Isolatoren 31, an denen die Metallanschlüsse angebracht wurden, miteinander kombiniert, so dass die Innenseitenflächen 310 der beiden basisseitigen Isolatoren 31 einander gegenüberstehen.
In dem in 10 gezeigten nächsten Schritt werden die vereinheitlichten zwei Federelemente 33 an das Paar der kombinierten basisseitigen Isolatoren 31 von ihrem Spitzenende angepasst, so dass die Federelemente 33 die basisseitigen Isolatoren 31 darin halten können. In diesem gehaltenen Zustand werden die Kontaktabschnitte 333 der Federelemente 33 veranlasst, die Einschnitte 315 der basisseitigen Isolatoren 31 sicher zu berühren. Auf diesem Weg wird die Anschlusseinheit 3 zusammengebaut.
In dem nächsten Schritt, wie in den 14 und 15 gezeigt ist, wird das Paar der basisseitigen Isolatoren der Anschlusseinheit 3 einer Einwirkung einer Trennkraft gegenüber der Presskraft der Federelemente 33 ausgesetzt. Die Trennkraft ist in 14 gezeigt. Diese Trennung unter Verwendung der Trennkraft wird durchgeführt, bis ein kleiner Spalt, der größer als die Dicke zwischen den gepaarten, an der Elektrode montierten Flächen 23 an dem Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 ist, zwischen den zwei Paaren der Metallanschlüsse 32 erzeugt wird.
Wie in 16 gezeigt ist, wird dann der Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 in den Raum eingesetzt, der zwischen den zwei Paaren der Metallanschlüsse 32 erzeugt wird.
In dem nächsten Schritt wird die Trennkraft, die auf das Paar der basisseitigen Isolatoren 31 aufgebracht wird, aufgehoben, so dass die Presskraft der Federelemente 33 wirksam wird, wie in 17 gezeigt ist. Während die zwei Paare der Metallanschlüsse 32 veranlasst werden, die Elektrodenplatten 21 des Messelements 2 zu berühren, wird daher der Basisendabschnitt 22 durch die Anschlusseinheit 3 greifend gehalten.
Ferner wird, wie in den 11 und 12 gezeigt ist, in dem Zustand, in dem das Messelement 2 in den Isolator 11 eingesetzt ist und durch diesen gehalten wird, der durch das Gehäuse 11 gehalten wird, die Anschlusseinheit 3 an dem Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 angebracht.
Durch Aufbringen der Trennkraft auf das Paar der basisseitigen Isolatoren 31, wie in den 13 - 17 gezeigt ist, wird ein Paar Trennspannklemmen 4 in jeden seitlich geöffneten Einschnitt 35 der Anschlusseinheit 3 eingesetzt, wie in den 13 - 17 gezeigt ist. Dann macht es der Betrieb der Trennspannklemmen 4 möglich, das Paar basisseitige Isolatoren zu trennen.
Wie nämlich in den 13 und 14 gezeigt ist, ist die Anschlusseinheit 3 mit dem seitlich geöffneten Einschnitten 35 versehen, die von den entsprechenden Seiten der Anschlusseinheit 3 in der Breitenrichtung geöffnet sind. Die seitlich geöffneten Einschnitte 35 sind insgesamt vier und zwei in jeder Seite der Anschlusseinheit 3. In jeder Seite der Anschlusseinheit 3 ist jeder der zwei seitlich geöffneten Einschnitte 35 zwischen den gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 ausgebildet. In Abhängigkeit von den axialen Positionen der seitlich geöffneten Einschnitte 35 sind zwei Paare der Trennspannklemmen 4, die jeweils Einsteckenden 41 entsprechend derartigen axialen Positionen haben, vorbereitet.
Wie in 13 gezeigt ist, wird jedes Paar der Trennspannklemmen 4, von denen Einsteckenden 41 zueinander geschlossen sind, vor jede Seite der Anschlusseinheit 3 gesetzt. Dann werden, wie in 14 gezeigt ist, die geschlossenen Einsteckenden 41 in jeden seitlich geöffneten Einschnitt 35 der Anschlusseinheit 3 eingesetzt.
Dann wird, wie in 15 gezeigt ist, jede Trennspannklemme 4 betätigt, um ihre Einsteckenden voneinander zu öffnen. Daher werden die basisseitigen Isolatoren 31, an denen die Einsteckenden erzwungen angebracht werden, voneinander getrennt, so dass der Raum zwischen den Metallanschlüssen 32, die an den entsprechenden Isolatoren 31 gesichert sind, ausgedehnt wird. Diese Ausdehnung wird vorgenommen, um den Raum größer als den Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 zu machen.
Wie in 16 gezeigt ist, wird in den Raum zwischen den basisseitigen Isolatoren 31, die ausgedehnt wurden, der Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 dann eingesetzt.
Dann wird jedes Paar der Trennspannklemmen 4 geschlossen, wie in 17 gezeigt ist. Folglich wird der Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 gerade fest gegriffen oder durch die basisseitigen Isolatoren 31 geklemmt, wodurch die Metallanschlüsse 32 der Isolatoren 31 in elektrischen Kontakt mit den Elektrodenplatten 21 an dem Messelement 2 auf eine dichte Art und Weise gebracht werden.
Als Nächstes werden dann die Trennspannklemmen 4 zurückgezogen, so dass sie aus der Anschlusseinheit 3 entfernt werden, so dass die Einsteckenden 41 der Spannklemmen 4 aus den seitlich geöffneten Einschnitten 35 gezogen werden.
Auf diesem Weg wird die Anschlusseinheit 3 fest in den Basisendabschnitten 22 des Messelements 2 geklemmt.
Nach der vorstehend angegebenen Montage wird die basisseitige Abdeckung 16 an die Basisseite des Gehäuses 12 gefügt, wodurch die Anschlusseinheit 3 und andere Bauteile durch das Gehäuse 12 eingeschlossen werden, was die Montage des Gassensors 1 abschließt.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Form der Federelemente 33 nicht streng auf die vorstehend angegebene Form beschränkt, sondern kann diese in andere Ausführungsformen abgewandelt werden. Beispielsweise werden, wie in 18 gezeigt ist, von den zwei Federelementen 33 ein hochstehender Abschnitt von einem Paar hochstehender Abschnitte 332 und ein Kontaktabschnitt von einem Paar Kontaktabschnitte 333 durch ein Element zusammengesetzt.
Die vorteilhaften Wirkungen des Gassensors 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nun beschrieben.
Die mehreren Federelemente 33 werden zum Pressen des Paars der basisseitigen Isolatoren 31 an den mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Fläche 23 in der Breitenrichtung WD angeordnet. Somit können die zwei Metallanschlüsse 32, die an der Innenseitenfläche 310 jedes basisseitigen Isolators 31 gesichert sind, mit dem gleichmäßigen oder im Wesentlichen gleichmäßigen Kontaktdruck jeweils in Kontakt gebracht werden, wobei die zwei Elektrodenplatten parallel zu jeder an der Elektrode montierten Fläche 23 des Basisendabschnitts 22 des Messelements 2 in der Breitenrichtung WD gesichert sind.
Die Elektrodenplatten 21, die an jeder an der Elektrode montierten Fläche 23 gesichert sind, werden in Berührung mit den Metallanschlüssen 32 des Basisendabschnitts 22 des Messelements 2 an beiden Seiten des Messelements 2 gebracht. Als Folge werden die Metallanschlüsse 32 dazu veranlasst, die Elektrodenplatten 21 an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen 23 mit einem gleichmäßigen oder im Wesentlichen gleichmäßigen Druck dicht zu berühren. Demgemäß können die vier Metallanschlüsse 32 mit den vier Elektrodenplatten 21 entsprechend ohne jegliche Unregelmä-ßigkeiten des Pressdrucks in Berührung gebracht werden.
Auch in dem Fall nämlich, dass die Parallelität des Paars der an der Elektrode montierten Flächen 23 des Messelements gering ist, Unregelmäßigkeiten der Dicke der Metallanschlüsse 32 vorliegen oder die basisseitigen Isolatoren 31 bezüglich ihrer Formen ungleichmäßig sind, kann der Kontaktdruck der Metallanschlüsse 32 der vier Elektrodenplatten 21 gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig ausgeführt werden.
Daher können Unregelmäßigkeiten des Kontaktwiderstands zwischen den Elektrodenplatten 21 und der Metallanschlüsse 32 unterdrückt oder vermieden werden, und kann der Kontaktwiderstand an jedem elektrischen Kontaktpunkt ausreichend geringer ausgeführt werden. Folglich ist es möglich, eine Verringerung einer Erfassungsgenauigkeit der Messzelle zu verringern oder zu verhindern, und kann vermieden werden, dass sich eine Verzögerung oder jegliche andere Erfassungsleistung verschlechtert.
Zusätzlich pressen die Federelemente 33 jeden der gepaarten basisseitigen Isolatoren 31, so dass sie einander an beiden Kontaktpositionen zwischen den vorstehenden Kontaktabschnitten 322 und den Elektrodenplatten 21 sowie axialen Positionen zwischen den isolierenden Vorsprüngen 316 und dem Messelement 2 gegenüberstehen. Diese Pressstruktur gestattet, dass die Presskraft der Federelemente 33 auf die Elektrodenplatten 21 und die Metallanschlüsse 32 auf eine stabile und zuverlässige Weise aufgebracht wird. Insbesondere bringen die Federelemente 33 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Presskraft auf dieselben axialen Positionen der basisseitigen Isolatoren 31 an beiden Dickenrichtungsseiten von diesen auf. Dadurch wird der vorstehend genannte stabile und zuverlässige Druck verbessert.
Darüber hinaus hat die Anschlusseinheit 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die mehreren seitlich geöffneten Einschnitte 35, die zwischen den gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 hergestellt sind. Das Paar der Trennspannklemmen 4 wird auf die seitlich geöffneten Einschnitte 35 jeder Breitenrichtungsseite der Anschlusseinheit 3 angewendet. Die Spannklemmen 4 werden in die seitlich geöffneten Einschnitte 35 entsprechend eingesetzt und werden betätigt, so dass sie die gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 voneinander in der Dickenrichtung trennen. Daher kann der Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 einfach zwischen die zwei basisseitigen Isolatoren 31 eingesetzt werden, wodurch die vier Elektrodenplatten 21 in Kontakt mit entsprechenden vier Metallanschlüssen 32 zum Bilden von elektrischen Verbindungen gelangen können. Auf diesem Weg kann die Anschlusseinheit 3 mit dem Messelement 2 zusammengebaut werden, wodurch eine einfachere und zuverlässige Herstellungstechnologie für den Gassensor 1 bereitgestellt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie angegeben ist, ist es daher möglich, den Gassensor bereitzustellen, bei dem die Elektrodenplatten 21 veranlasst werden, die Metallanschlüsse 32 jeweils mit gleichmäßigem oder im Wesentlichen gleichmäßigem Kontaktdruck zu berühren.
Bei dem Herstellungsverfahren des Gassensors, das vorstehend beschrieben ist, wird die Anschlusseinheit zusammengebaut, und werden dann die gepaarten basisseitigen Isolatoren voneinander unter Verwendung der Trennspannklemmen getrennt. Und der Basisendabschnitt 22 des Messelements 2 wird in einen Spalt eingesetzt, der zwischen den basisseitigen Isolatoren 31 ausgebildet wird, so dass die Metallanschlüsse 32 erzwungen in Berührung mit dem Basisendabschnitt 22, nämlich mit den Elektrodenplatten 21 jeweils, in Berührung gebracht werden. Daher ist es möglich, das Messelement 2 einfach mit der Anschlusseinheit 3 zusammenzubauen.
Der Gassensor, der gemäß dem vorliegenden Herstellungsverfahren hergestellt wird, kann gestatten, dass die Metallanschlüsse 32 die Elektrodenplatten 21 mit einem gleichmäßigen Kontaktdruck berühren. Das liegt an den Federelementen 33, die die gepaarten basisseitigen Isolatoren an zwei Positionen pressen, die mit Intervallen in der Breitenrichtung WD getrennt sind.
Auf diesem Weg ermöglicht das Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, den Gassensor herzustellen, bei dem alle Metallanschlüsse 32 entsprechend veranlasst werden, alle Elektrodenplatten 21 mit dem gleichmäßigen oder im Wesentlichen gleichmäßigen Kontaktdruck zu berühren.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 19 wird nun ein Gassensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden denselben oder identischen Bauteilen wie denjenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel dieselben Bezugszeichen zur Vereinfachung vergeben, und wird die Beschreibung weggelassen. Diese Art der Beschreibung gilt für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele.
Ein Gassensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die in 19 gezeigte Konfiguration, bei der die Anschlusseinheit 3 wechselseitig getrennte zwei Federelemente 33A und 33B aufweist, die die gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 pressen.
Anders als die Federelemente 33, die physikalisch durch das Verbindungselement 34 verbunden sind, die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt sind (siehe 9), werden nämlich die wechselseitig unabhängigen zwei Federelemente 33A und 33B verwendet, um in der Breitenrichtung WD angeordnet zu werden.
Die übrigen Konfigurationen in dem zweiten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Konfigurationen in dem zweiten Ausführungsbeispiel können somit ähnliche vorteilhafte Wirkungen wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitstellen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 20 wird nun ein Gassensor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei dem Gassensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 20 gezeigt ist, werden die gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 der Anschlusseinheit 3 durch zwei wechselseitig unabhängige Federelemente 33C und 33D gepresst. Zusätzlich werden die zwei Federelemente 33C und 33D mit den Isolatoren 31 von ihren Seiten zusammengebaut, um die Isolatoren 31 zu greifen.
Die übrigen Konfigurationen des dritten Ausführungsbeispiels sind dieselben wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Konfigurationen in dem dritten Ausführungsbeispiel können somit die ähnlichen vorteilhaften Wirkungen wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitstellen.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 21 wird nun ein Gassensor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 21 gezeigt ist, werden die gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 durch einen Satz Federelemente 33a gepresst, die als einziges Element durch ein Verbindungselement 34 vereinheitlicht sind. Darüber hinaus ist ein weiteres Federelement 33b auf der Oberseite der gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 aufgesteckt.
Praktisch haben die gepaarten basisseitigen Isolatoren 31 einen im Wesentlichen quadratprismaförmigen Eingriffsvorsprung 317 an der Oberseite der wechselseitig kombinierten Isolatoren 31. Ferner hat das Federelement 33b einen planaren Basisabschnitt 331 und ein Paar hochstehende Abschnitte 332, die entsprechend mit einem rechten Winkel von beiden Rändern des planaren Basisabschnitts 331 hochstehen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die gepaarten kombinierten basisseitigen Isolatoren 31 durch den Satz Federelemente 33a von ihrem unteren Ende gegriffen und werden ebenso durch das Federelement 33b an ihrem Eingriffsvorsprung 317 gegriffen. Außerdem sind in 21 die Metallanschlüsse 32 aus der Zeichnung weggelassen.
Die übrigen Konfigurationen in dem vierten Ausführungsbeispiel sind dieselben wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Konfigurationen in dem vierten Ausführungsbeispiel können somit die ähnlichen vorteilhaften Wirkungen wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitstellen.
Als alternatives Beispiel ist die Anzahl der Federelemente 33 nicht zwingend auf zwei in der Breitenrichtung WD beschränkt, sondern kann drei oder mehr betragen. In diesem Fall können die drei oder mehr Federelemente entweder in einer einzigen Vorrichtung kombiniert werden, wie in den 9, 19 und 21 gezeigt ist, oder können getrennte Vorrichtungen sein, wie in den 19 und 20 gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen anderen Formen ohne Abweichen von ihrem Grundgedanken ausgeführt werden. Die Ausführungsbeispiele und Abwandlungen, die so weit beschrieben sind, sollen daher nur darstellend sein und nicht beschränkend, da der Anwendungsbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche eher als durch die diesen vorausgehende Beschreibung definiert wird. Alle Änderungen, die innerhalb der Grenzen der Ansprüche liegen, oder Äquivalente solcher Grenzen, sollen daher von den Ansprüchen umfasst sein.
Bei einem Gassensor, der einen spezifischen Gasbestandteil misst, der in einem zu messenden Gas enthalten ist, wird ein sauerstoffionenleitfähiger Festelektrolyt bei einem Messelement zum Messen des spezifischen Gasbestandteils verwendet. Eine Anschlusseinheit wird verwendet, die ein Paar Isolatoren aufweist, die entsprechend eine Innenseitenfläche haben, die zum Klemmen und Halten des Basisendabschnitts des Messelements an dem Paar der an einer Elektrode montierten Flächen des Messelements angeordnet ist. Die Anschlusseinheit weist zwei Paare von Metallanschlüssen und ein Federelement auf. Die Metallanschlüsse verbinden Elektrodenplatten des Messelements jeweils paarweise elektrisch und sind an den Innenseitenflächen der Isolatoren angeordnet. Die Federelemente pressen das Paar der Isolatoren an einer oder mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in einer Breitenrichtung, so dass die Isolatoren gepresst werden, so dass sie einander gegenüberstehen.

Claims

Gassensor mit: einem Messelement, i) das eine axiale Richtung definiert und an dessen einem Ende in der axialen Richtung ein Basisendabschnitt vorgesehen ist, und das eine Breitenrichtung definiert, die senkrecht zu der axialen Richtung ist, ii) mit einer Zelle, die aus einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element besteht, iii) mit einem Paar an einer Elektrode montierten Flächen, die Rücken an Rücken und parallel zueinander in der Breitenrichtung ausgebildet sind, und iv) mit einer Heizung zum Heizen der Zelle, wobei die Zelle integral mit der Heizung zusammengebaut ist; einem Isolator, durch den das Messelement eingesetzt und gehalten wird; einem Gehäuse, das den Isolator fest enthält, der durch das Gehäuse eingesetzt ist; zwei Paaren von Elektrodenplatten, die an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in dem Basisendabschnitt gesichert sind, um zu gestatten, dass die Elektrodenplatten elektrische Verbindungen zum Heizen der Zelle und für die Erfassung einer Konzentration eines zu messenden spezifischen Gases jeweils paarweise bereitstellen, wobei zwei der Elektrodenplatten an der entsprechenden an der Elektrode montierten Fläche separat an Intervallen in der Breitenrichtung angeordnet sind; und einer Anschlusseinheit mit einem Paar Isolatoren, die entsprechend eine Innenseitenfläche haben, die zum Klemmen und Halten des Basisendabschnitts des Messelements an dem Paar an der Elektrode montierten Flächen des Messelements angeordnet sind, zwei Paaren von Metallanschlüssen, die elektrisch die Elektrodenplatten entsprechend paarweise berühren und die an den Innenseitenflächen der Isolatoren angeordnet sind, und einem Federelement, das das Paar der Isolatoren an einer oder mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in der Breitenrichtung presst, so dass die Isolatoren derart gepresst werden, dass sie einander gegenüberstehen.
Gassensor gemäß Anspruch 1, wobei das Federelement angeordnet ist, um das Isolatorenpaar in einer Richtung zu pressen, die senkrecht zu der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements ist.
Gassensor gemäß Anspruch 1, wobei das Federelement aus einer Vielzahl von Paaren von Federelementen besteht, die durch ein Verbindungselement vereinheitlicht sind.
Gassensor gemäß Anspruch 2, wobei das Federelement aus einer Vielzahl von Paaren von Federelementen besteht, die durch ein Verbindungselement vereinheitlicht sind.
Gassensor gemäß Anspruch 4, wobei das Messelement eine axiale Richtung bereitstellt, die senkrecht zu der Breitenrichtung ist, jeder der Isolatoren einen isolierenden Vorsprung hat, der in Richtung auf das Messelement vorsteht, jeder der Metallanschlüsse einen vorstehenden Kontaktabschnitt hat, der die entsprechende Elektrodenplatte an einer axialen Position davon in der axialen Richtung berührt, die axiale Position, an der der vorstehende Kontaktabschnitt die entsprechende Kontaktplatte berührt, in der axialen Richtung von einer axialen Position verschoben ist, an der der isolierende Vorsprung das Messelement in der axialen Richtung berührt, und das Federelement angeordnet ist, um das Paar der Isolatoren in wechselseitig entgegengesetzten Richtungen an der axialen Position zu pressen, an der der vorstehende Kontaktabschnitt die entsprechende Kontaktplatte berührt, und der axialen Position, an der der isolierende Vorsprung das Messelement berührt.
Gassensor gemäß Anspruch 5, wobei die Anschlusseinheit mit einer Vielzahl von Einschnitten versehen ist, die von ihren Seiten geöffnet sind, wobei die Einschnitte entlang unterschiedlichen zwei Richtungen geöffnet sind, die senkrecht zu der axialen Richtung des Messelements sind und parallel zu den an der Elektrode montierten Flächen des Messelements sind.
Gassensor gemäß Anspruch 1, wobei das Messelement eine axiale Richtung bereitstellt, die senkrecht zu der Breitenrichtung ist, jeder der Isolatoren einen isolierenden Vorsprung hat, der in Richtung auf das Messelement vorsteht, jeder der Metallanschlüsse einen vorstehenden Kontaktabschnitt hat, der die entsprechende Elektrodenplatte an einer axialen Position von dieser in der axialen Richtung berührt, die axiale Position, an der der vorstehende Kontaktabschnitt die entsprechende Elektrodenplatte berührt, in der axialen Richtung von einer axialen Position, an der der isolierende Vorsprung das Messelement in der axialen Richtung berührt, verschoben ist, und das Federelement zum Pressen des Paars Isolatoren in wechselseitig gegenüberliegenden Richtungen an der axialen Position, an der der vorstehende Kontaktabschnitt die entsprechende Elektrodenplatte berührt, und der axialen Position, an der der isolierende Vorsprung das Messelement berührt, angeordnet ist.
Gassensor gemäß Anspruch 1, wobei die Anschlusseinheit mit einer Vielzahl von Einschnitten versehen ist, die von ihren Seiten geöffnet sind, wobei die Einschnitte entlang zwei unterschiedlichen Richtungen geöffnet sind, die senkrecht zu der axialen Richtung des Messelements und parallel zu den an der Elektrode montierten Flächen des Messelements sind.
Verfahren zum Herstellen eines Gassensors mit: einem Messelement, i) das eine axiale Richtung definiert und an dessen einem Ende in der axialen Richtung ein Basisendabschnitt vorgesehen ist, und das eine Breitenrichtung definiert, die senkrecht zu der axialen Richtung ist, ii) mit einer Zelle, die aus einem sauerstoffionenleitfähigen Festelektrolyt-Element besteht, iii) mit einem Paar an einer Elektrode montierten Flächen, die Rücken an Rücken und parallel zueinander in der Breitenrichtung ausgebildet sind, und iv) mit einer Heizung zum Heizen der Zelle, wobei die Zelle integral mit der Heizung zusammengebaut ist; einem Isolator, durch den das Messelement eingesetzt und gehalten wird; einem Gehäuse, das den Isolator fest enthält, der durch das Gehäuse eingesetzt ist; und zwei Paaren von Elektrodenplatten, die an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in dem Basisendabschnitt gesichert sind, um zu gestatten, dass die Elektrodenplatten elektrische Verbindungen zum Heizen der Zelle und zum Erfassen einer Konzentration eines zu messenden spezifischen Gases jeweils paarweise bereitstellen, wobei zwei der Elektrodenplatten an jeder an der Elektrode montierten Fläche getrennt an Intervallen in der Breitenrichtung angeordnet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten einer Anschlusseinheit mit einem Paar Isolatoren im Voraus, die jeweils eine Innenseitenfläche haben, die zum Klemmen und zum Halten des Basisendabschnitts des Messelements an dem Paar der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements angeordnet sind, zwei Paaren von Metallanschlüssen, die elektrisch die Elektrodenplatten paarweise entsprechend berühren und die an den Innenseitenflächen der Isolatoren angeordnet sind, und einem Federelement, das das Paar der Isolatoren an einer oder mehreren Positionen der an der Elektrode montierten Flächen des Messelements in der Breitenrichtung presst, so dass die Isolatoren gepresst werden, so dass sie einander gegenüberstehen; Trennen der gepaarten Isolatoren durch Aufbringen einer Trennkraft gegen eine Presskraft des Federelements, bis ein Spalt zwischen den zwei Paaren der Metallanschlüsse ausgebildet wird, wobei der Spalt größer als eine Dicke zwischen den an der Elektrode montierten Flächen des Basisendabschnitts des Messelements ist; Einsetzen des Basisendabschnitts des Messelements in den Spalt; und Lösen der Trennkraft, so dass, während die zwei Paare der Metallanschlüsse in Kontakt mit den Elektrodenplatten gebracht sind, der Basisendabschnitt des Messelements fest durch die Anschlusseinheit gegriffen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Federelement eine Vielzahl von Federn aufweist und ein Verbindungselement die Vielzahl der Federn in ein vereinheitlichtes Element verbindet.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei in dem Trennschritt eine Spannklemme in einen Einschnitt eingesetzt wird, die mit der Anschlusseinheit ausgebildet wird, wobei der Einschnitt sich von einer Seite der Anschlusseinheit in einer seitlich verlaufenden Richtung öffnet, die senkrecht sowohl zu der axialen als auch der Breitenrichtung ist, und betätigt wird, um die gepaarten Isolatoren voneinander zu trennen, um den Spalt zu erzeugen.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei in dem Trennschritt eine Spannklemme in einen Einschnitt eingesetzt wird, der in der Anschlusseinheit ausgebildet wird, wobei der Einschnitt sich von einer Seite der Anschlusseinheit in einer querverlaufenden Richtung öffnet, die senkrecht zu sowohl der axialen als auch der Breitenrichtung ist, und betätigt wird, um die gepaarten Isolatoren voneinander zu trennen, um den Spalt zu erzeugen.