DE19803334A1 - Gasmeßfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasmeßfühler, insbeson­ dere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Brennkraftmaschinen, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Gasmeßfühler der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese weisen ein in einem Gehäuse dicht festgelegtes Sensorelement auf. Das Sensorelement ist typischer­ weise als planares Sensorelement ausgebildet, das eine einem Meßgas ausgesetzte erste Elektrode und eine einem Referenzgas ausgesetzte zweite Elektrode aufweist. Zur Heranführung eines Referenzgases an die Referenzgaselektrode ist innerhalb des Sensorelemen­ tes ein in dessen Längserstreckung verlaufender Refe­ renzgaskanal vorgesehen, der an einem meßgasfernen Ende des Sensorelementes mit einer Referenzgasquelle, beispielsweise der Atmosphäre, verbindbar ist. Der Referenzgaskanal mündet hierbei an einer Stirnfläche des Sensorelementes und wird über ein Halte- und Dichtelement des Sensorelementes, das in einem Gehäu­ se des Gasmeßfühlers festgelegt ist, mit der Refe­ renzgasquelle verbunden. Ein derartiger Gasmeßfühler ist beispielsweise in der DE 41 26 378 A1 beschrie­ ben. Hierbei ist nachteilig, daß der an der Stirn­ seite mündende Referenzgaskanal nur unzureichend gegen eventuelle Verunreinigungen abdichtbar ist. Der Referenzgaskanal muß jedoch, um eine unerwünschte Signalverfälschung zu verhindern, sicher gegen Ein­ dringen von das Referenzgas verfälschenden Substan­ zen, beispielsweise Fremdgasen, abgedichtet sein.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Gasmeßfühler mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vor­ teil, daß in einfacher Weise eine zuverlässige Ab­ dichtung des Referenzgaskanales möglich ist. Dadurch, daß der Referenzgaskanal an einer Großfläche des Sen­ sorelementes mündet und mit einem Flächendichtsitz abgedichtet ist, läßt sich in einfacher Weise durch eine vorzugsweise vorgesehene Flächenpressung eine hermetische Abdichtung des Referenzgaskanales errei­ chen. Insbesondere, da der Referenzgaskanal an einer Großseite des Sensorelementes mündet, steht eine aus­ reichend große, die Mündung des Referenzgaskanales umgebene Fläche zur Ausbildung des Flächendichtsitzes zur Verfügung.

In bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Referenzgaskanal mit einem parallel zum Sensorelement verlaufenden Referenzgasführungs­ element dicht verbunden ist, das an einer meßgasabge­ wandten Seite des Gasmeßfühlers endet. Durch das Referenzgasführungselement ist sehr vorteilhaft eine Verlängerung des Referenzgaskanales durch einen das Sensorelement dichtend haltenden Träger möglich. Bevorzugt ist ferner, wenn zwischen dem Referenzgas­ führungselement und der Mündung des Referenzgaskana­ les ein vorzugsweise flächig ausgebildetes Dichtele­ ment angeordnet ist. Hierdurch läßt sich die Dicht­ wirkung des Flächendichtsitzes weiter erhöhen. Insbe­ sondere wenn das Dichtelement während der Montage des Gasmeßfühlers plastisch verformbar ist, wird eine hohe Dichtwirkung erzielt.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Referenzgasführungselement gleichzeitig der Kontaktierung wenigstens einer der Elektroden des Sensorelementes dient. Hierdurch wird neben der dichten Führung des Referenzgases gleich­ zeitig eine dichte Durchkontaktierung wenigstens einer der Elektroden durch das Halteelement erzielt.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Referenzgasführungselement von dem Halteelement gebildet wird, wobei vorzugs­ weise das Halteelement aus einem Keramikformteil besteht, welches das integrierte Referenzgasführungs­ element aufweist. Hierdurch läßt sich mittels weniger Teile ein dichter Anschluß des Referenzgaskanales des Sensorelementes mit einer dichten Arretierung des Sensorelementes in dem Gehäuse des Gasmeßfühlers ver­ binden.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie­ len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teilberei­ ches eines Gasmeßfühlers in einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Gasmeßfüh­ lers in einem zweiten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 3a bis 3c verschiedene Ansichten eines Keramikform­ teiles;

Fig. 4 bis 7 schematische Teilansichten eines Halte­ elementes gemäß Fig. 1 in verschiedenen Ausführungsvarianten;

Fig. 8a bis 8c Ansichten eines Sensorelementes in einer ersten Ausführungsvariante und

Fig. 9a bis 9c Ansichten eines Sensorelementes in einer zweiten Ausführungsvariante.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine Schnittdar­ stellung eines Gasmeßfühlers 10, beispielsweise zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Brennkraftmaschinen. Der Gasmeßfühler 10 besitzt ein Gehäuse 12, das ein Sensorelement 14 aufnimmt. Das Gehäuse ist rohrförmig ausgebildet, und besitzt eine sich axial erstreckende Durchgangsöffnung 16, in die sich das Sensorelement 14 mit seiner Längserstreckung erstreckt. Das Gehäuse 12 ist dicht in einer Meßgas­ leitung, beispielsweise einer Abgasleitung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Hierbei ragt das Sensor­ element 14 in die Meßgasleitung hinein, so daß es zu einem meßgasseitigen Abschnitt 18 und zu einem meß­ gasfernem Abschnitt 20 des Gasmeßfühlers 10 kommt. Das Sensorelement 14 ist in dem Gehäuse 12 dicht festgelegt. Das heißt, zwischen dem meßgasfernem Abschnitt 20 und dem meßgasseitigen Abschnitt 18 besteht innerhalb des Gehäuses 12 eine hermetische Abdichtung. Das Gehäuse 12 ist an der Meßgasleitung, beispielsweise mittels einer Überwurfmutter, einem Steckflansch oder anderen geeigneten Maßnahmen, fest­ legbar.

Das Sensorelement 14 besitzt eine dem Meßgas ausge­ setzte Elektrode 22 sowie eine einem Referenzgas aus­ gesetzte, nicht näher dargestellte, Elektrode. Ferner kann das Sensorelement 22 ebenfalls nicht näher dar­ gestellte Heizeinrichtungen an seinem meßgasseitigem Ende aufweisen. Zur Heranführung von Referenzgas an die referenzgasseitige Elektrode besitzt das Sensor­ element 14 über seine Längserstreckung einen innen­ liegenden Referenzgaskanal 24. Zum bestimmungsgemäßen Einsatz des Gasmeßfühlers 10 ist es erforderlich, sowohl die Elektroden und gegebenenfalls die Heizein­ richtung des Sensorelementes 14 mit meßgasfernen Anschlußkontakten 26 beziehungsweise 28 zu verbinden als auch den Referenzgaskanal 24 mit einer meßgasfer­ nen Referenzgasquelle 30, beispielsweise der Luftat­ mosphäre, zu verbinden. Hierbei ist ein hermetisch dicht es Herausführen von Anschlußleitungen der Elek­ troden des Sensorelementes 14 und des Referenzgaska­ nales 24 des Sensorelementes 14 aus dem Gehäuse 12 zu dessen meßgasfernem Abschnitts 20 notwendig.

Das Sensorelement 14 ist als planares Sensorelement ausgebildet, wie anhand der Fig. 8 und 9 noch näher erläutert wird, so daß es zur Ausbildung von sich gegenüberliegenden Großflächen 32 beziehungswei­ se 34 kommt. Der Referenzgaskanal 24 ist so angelegt, daß dieser unter Ausbildung einer Umbiegung 36 an einer der Großflächen im gezeigten Beispiel an der Großfläche 34 mündet. Eine Mündung 38 des Referenz­ gaskanales 24 ist somit unter einem Winkel von vor­ zugsweise 90° zur Längserstreckung des Sensorelemen­ tes 14 angeordnet. Die Mündung 38 besitzt hierbei einen relativ großen Abstand zu einer meßgasfernen Stirnseite 40 des Sensorelementes 14, so daß die Mün­ dung 38 von einer relativ großen Fläche der Großflä­ che 34 umgeben ist.

In das Gehäuse 12 ist ein Keramikformteil 42 einge­ setzt, das ein Halteelement 44 für das Sensorelement 14 ausbildet. Hierzu besitzt das Keramikformteil 42 zunächst einen zylindrischen Grundabschnitt 46, des­ sen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Gehäu­ ses 12 im Bereich des Grundabschnittes 46 angepaßt ist. Das Keramikformteil 42 ist somit spielfrei in das Gehäuse 12 einsetzbar. Das Gehäuse 12 bildet eine Ringstufe 48 aus, über die die Durchgangsöffnung 16 in einen durchmesserkleineren Abschnitt übergeht. Die Ringstufe 48 nimmt ein erstes Dichtungselement 50, beispielsweise eine Ringdichtung, auf, auf der sich das Keramikformteil 42 mit einer ringförmigen Dicht­ kante 52 abstützt. Das Keramikformteil 42 weist an seiner meßgasfernen Stirnfläche 54 eine weitere ring­ förmige Dichtkante 56 auf, der ein weiteres Dichtele­ ment 58, beispielsweise ein Dichtring, zugeordnet ist. Das Dichtelement 58 ist in Anlagekontakt mit einem Anpresselement 60, das durch Umbördeln eines oberen Randabschnittes 62 des Gehäuses 12 mit einer axialen, zur Durchgangsöffnung 16 wirkenden, Kraft beaufschlagbar ist. Hierdurch wird über das Anpress­ element 60 das Keramikformteil 42 mit seinem Grundab­ schnitt 46 gegen die Ringstufe 48 des Gehäuses 12 gedrückt und somit arretiert. Über die Dichtelemente 50 und 58 in Verbindung mit den Dichtkanten 52 und 56 ist eine hermetisch dichte Anordnung des Keramikform­ teils 42 in dem Gehäuse 12 erreicht.

Das Keramikformteil 42 besitzt einen sich axial er­ streckenden Fortsatz 64, der - wie die Ansichten der Fig. 2a bis 2c noch näher verdeutlichen - eine teilzylindrische Formgestalt aufweist. Der Fortsatz 64 bildet eine Aufnahme 66 für das Sensorelement 14 aus. Die Aufnahme 66 ist als axial verlaufende Nut ausgebildet, deren Abmaße den Abmaßen des planaren Sensorelementes 14 angepaßt ist. Die Aufnahme 66 besitzt hierbei eine derartige axiale Länge, daß, bei bis zu einem Anschlag 68 eingelegtem Sensorelement 14, die Mündung 38 des Referenzgaskanales 24 von dem Fortsatz 64 des Keramikformteiles 42 übergriffen wird.

Das Keramikformteil 42 bildet ferner gleichzeitig ein Referenzgasführungselement 70 zum dichten Verbinden des Referenzgaskanales 24 des Sensorelementes 14 mit der Referenzgasquelle 30 aus. Hierzu besitzt das Keramikformteil 42 ein sich parallel zum Referenzgas­ kanal 24 erstreckenden Kanal 72, der über eine Umbie­ gung 74 in der Aufnahme 66 des Fortsatzes 64 mündet. Eine Mündung 76 des Kanales 72 fluchtet hierbei mit der Mündung 38 des Referenzgaskanales 24. Somit wird eine durchgehende Verbindung von der Referenzgas­ quelle 30 über den Kanal 72 und dem Referenzgaskanal 24 bis zur meßgasseitigen dem Referenzgas ausgesetz­ ten Elektrode des Sensorelementes 14 geschaffen. Ein Dichtsitz zwischen dem Referenzgaskanal 24 und dem Kanal 72 wird hierbei durch einen von den gegenüber­ liegenden Flächen 78 des Sensorelementes 14 sowie 80 des Keramikformteiles 42 gebildet. Um eine große Flä­ chenpressung und somit eine gute Dichtwirkung zwi­ schen den Flächen 78 und 80 zu erreichen, wird der Fortsatz 64 des Keramikformteiles 42 von einem Klemm­ ring 82 umgriffen, der einerseits formschlüssig an dem Fortsatz 64 anliegt und eine, der Aufnahme 66 gegenüberliegende, konische Ausnehmung 83 ausbildet.

In die Ausnehmung 83 ist ein der Konizität der Aus­ nehmung 83 angepaßter, aus einem Isoliermaterial bestehender, Klemmkeil 84 eingesetzt. Durch axiales Einschieben des Klemmkeils 84 in die Ausnehmung 83 wird das Sensorelement 14 mit einer radial wirkenden Kraft beaufschlagt, die eine Flächenpressung zwischen den Flächen 78 und 80 bewirkt, die zu einer dichten Verbindung zwischen dem Referenzgaskanal 24 und dem Kanal 72 führt.

Auf dem Sensorelement 14 angeordnete elektrische Anschlußkontakte 86, 88 beziehungsweise 90 (Fig. 8 und 9), die der elektrischen Kontaktierung der Elek­ troden beziehungsweise einer Heizeinrichtung des Sensorelementes 14 dienen, sind an den Großflächen 32 beziehungsweise 34 des Sensorelementes 14 struktu­ riert. Diese sind über im einzelnen nicht darge­ stellte Leiterbahnen mit der Heizeinrichtung bezie­ hungsweise den Elektroden elektrisch leitend verbun­ den. Die Anschlußkontakte 86, 88, 90 sind im Wesent­ lichen flächig ausgebildet und im Bereich des Sensor­ elementes 14 angeordnet, der innerhalb der Ausnehmung 66 des Keramikformteiles 42 liegt. Ein Anschlußkon­ takt 90 umgreift hierbei die Mündung 38 des Referenz­ luftkanales 24 und bildet gleichzeitig die Dichtflä­ che (Fläche 78) des Dichtsitzes zwischen dem Sensor­ element 14 und dem Keramikformteil 42 aus.

Zum Verbinden der äußeren Anschlußkontakte 26 und 28 des Gasmeßfühlers 10 mit den Anschlußkontakten 86, 88 und 90 des Sensorelementes 14 sind elektrische Ver­ bindungsleitungen 92 vorgesehen, die einerseits mit den Anschlußkontakten 86, 88, 90 in Anlagekontakt liegen und über Durchkontaktierungen 96 durch den Grundabschnitt 46 des Keramikformteiles 42 geführt sind. Zur hermetisch dichten Durchführung der Durch­ kontaktierung 96 sind Dichtungen 94 vorgesehen. Die sichere elektrische Kontaktierung des Sensorelementes 14 erfolgt ebenfalls durch axiales Verschieben des Klemmkeiles 84 in die Ausnehmung 82, so daß die elek­ trische Verbindungsleitungen 92 radial gegen die Anschlußkontakte 86, 88 beziehungsweise 90 gedrückt werden. Hierdurch wird das dichte Verbinden des Refe­ renzgaskanales 24 mit dem Kanal 72 mit der gleichzei­ tigen elektrischen Kontaktierung des Sensorelementes 14 verbunden.

Insgesamt ist somit mit wenigen, einfach aufgebauten und somit einfach in einer Massenproduktion geeigne­ terweise herstellbaren, Formteilen eine hermetisch dichte Arretierung des Sensorelementes 14 in dem Gehäuse 12 des Gasmeßfühlers 10 möglich.

Eine über dem Klemmteil 34 aufgebrachte, radial wir­ kende Kontaktkraft beziehungsweise Dichtkraft kann so groß gewählt sein, daß die elektrischen Anschluß­ kontakte 86, 88, 90, die üblicherweise aus Platin oder Gold bestehen, geringfügig plastisch verformt werden, so daß neben der sicheren elektrischen Kon­ taktierung die Dichtwirkung zwischen den Mündungen 38 des Referenzgaskanales 24 beziehungsweise 76 des Kanales 72 verbessert ist. Insgesamt wird somit ein Eindringen von das Referenzgas verfälschenden Sub­ stanzen in den Referenzgaskanal 24 sicher vermieden.

Zum Verbinden des Gasmeßfühlers 10 mit einer nicht dargestellten Auswerteschaltung kann ein Stecker an einem nicht dargestellten Bund des Gehäuses 12 ge­ klemmt werden, wobei Kontaktstifte des Steckers mit den äußeren Anschlußkontakten 26 und 28 in Berüh­ rungskontakt kommen. Um einen Verpolschutz zu errei­ chen, ist an der Stirnfläche 54 des Keramikformteiles 42 ein Bund 98 ausgebildet, der den Kanal 72 kragen­ förmig umgreift. Hierdurch kann sehr vorteilhaft in den Kontaktstecker der Auswerteschaltung eine Refe­ renzgasführung integriert sein, die den Bund 98, zum gleichseitigen verpolsicheren Anstecken des Anschluß­ steckers, umgreifen muß.

Um eine Dichtwirkung zwischen den Mündungen 38 des Referenzgaskanales 24 und 76 des Kanales 72 weiter zu verbessern, kann wie die Ansichten des Sensorelemen­ tes 14 in Fig. 9a bis Fig. 9c verdeutlichen die Mündung 38 von einer Dichtkante 98 umgeben sein. Die Dichtkante 98 kann beispielsweise durch Prägen des noch ungesinterten Sensorelement 12 erzielt werden.

In den Fig. 2a bis 2c ist das Keramikformteil 42 in verschiedenen Ansichten gezeigt, wobei in Fig. 2a eine Druntersicht, in Fig. 2b eine Seitenansicht und in Fig. 2c eine Draufsicht (entsprechend der in Fig. 1 gezeigten Lage) dargestellt sind. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal erläutert. Anhand der Ansichten der Fig. 2a bis 2c wird der kompakte und multifunktionelle Aufbau des Keramikformteiles 42 deutlich. Neben der Arretierung des Sensorelementes 14 über den Grundabschnitt 46 erfolgt entsprechend der Aufnahme 66 eine Kontaktierung des Sensorelemen­ tes 12 und gleichzeitig eine Abdichtung zwischen dem Kanal 72 und dem Referenzgaskanal 24 des Sensorele­ mentes 12.

Fig. 3 zeigt in einer ausschnittsweisen Schnittdar­ stellung einen Gasmeßfühler 10 in einer weiteren Aus­ führungsvariante. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch­ mals erläutert, so daß insofern nur auf bestehende Unterschiede eingegangen wird.

Die Fixierung des Sensorelementes 12 erfolgt wiederum über ein Keramikformteil 100, das ein Halteelement 102 ausbildet. Das Halteelement 102 besitzt einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Gehäu­ ses 12 angepaßt ist, so daß dieses spielfrei in die Durchgangsöffnung 16 des Gehäuses 12 einbringbar ist. Das Gehäuse 12 weist wenigstens einen radial nach innen weisenden Kragarm 104 auf, der in noch zu erläuternder Weise als Widerlager dient. Das Sensor­ element 12 besitzt den bereits anhand der Fig. 1 beziehungsweise 8 und 9 erläuterten Aufbau. Zum Ver­ binden des Referenzgaskanals 24 mit der Referenzgas­ quelle 30 ist ein Referenzgasführungselement 106 vor­ gesehen, das wiederum den Kanal 72 ausbildet. Im Unterschied zum in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbei­ spiel ist das Referenzgasführungselement 106 nicht Bestandteil des Keramikformteils 100, sondern als separates, aus einem elektrisch leitenden Material bestehendes Formteil 108 ausgebildet. Dieses ist durch eine Durchgangsöffnung 110 des Keramikformteils 100 dicht hindurchgeführt und bildet gleichzeitig den Anschlußkontakt 28 aus. Durch die gegebene elektri­ sche Leitfähigkeit des Referenzgasführungselementes 106 dient dieses neben der dichten Verbindung des Referenzgaskanals 24 mit der Referenzgasquelle 30 über den Kanal 72 gleichzeitig als elektrische Ver­ bindungsleitung 112 des elektrischen Anschlußkontak­ tes 90 (Fig. 8 und 9) des Sensorelementes 12.

Die Montage des Gasmeßfühlers erfolgt, indem in das Gehäuse 12 ein Klemmring 82 eingebracht ist, in des­ sen konisch verlaufende Ausnehmung 83 dem Klemmkeil 84 angeordnet ist. Der Klemmkeil 84 besteht aus einem elektrischen Isolationsmaterial, so daß eine elek­ trisch leitende Verbindung zwischen der elektrischen Verbindungsleitung 92 und dem Klemmring 82 ausge­ schlossen ist. Das Referenzgasführungselement 106 ist mit einer Isolationskappe 114 versehen, so daß zwi­ schen dem Klemmring 82 und dem gleichzeitig als elek­ trische Verbindungsleitung 112 dienendem Referenzgas­ führungselement 106 ebenfalls kein elektrischer Kon­ takt möglich ist.

Durch Beaufschlagen des Keramikformteils 100 mit einer axial wirkenden Kraft über das Anpreßelement 60 durch Umbördeln des Randabschnittes 62 des Gehäuses 12 werden der Klemmring 82 und der Klemmkeil 84 mit­ einander verspannt, so daß infolge der konischen Aus­ nehmung 83 eine radial wirkende Kraft auf das Sen­ sorelement 12 ausgeübt wird. Hierdurch kommt es einerseits zu der sicheren Kontaktierung zwischen den Anschlußkontakten des Sensorelementes 12 (Fig. 8 und 9) und den elektrischen Verbindungsleitungen 92 beziehungsweise 112 und zur Ausbildung eines Flächen­ dichtsitzes zwischen der Großfläche 34 des Sensor­ elementes 12 und dem Referenzgasführungselement 106. Um die Dichtwirkung dieses Flächendichtsitzes zu erhöhen, kann zwischen dem Sensorelement 12 und dem Referenzgasführungselement 106 ein Dichtelement 116, beispielsweise in Form einer plastisch verformbaren, elektrisch leitenden Dichtungs- und Kontaktschicht, aufgebracht werden. Diese wird während des Verspan­ nens des Klemmrings 82 mit dem Klemmkeil 84 plastisch verformt, so daß eine große Dichtwirkung erzielbar ist. Dieses Dichtelement kann beispielsweise aus einem hochtemperaturfesten Kupfer-, Nickel-, Eisen- oder Edelmetallot bestehen. Diese Materialien sind bis zu einer Temperatur von über 700°C temperatur­ fest, so daß sie sich als Dichtmaterial bei relativ großer Wärmebeaufschlagung, wie dies am Einbauort des Gasmeßfühlers bei Kraftfahrzeugen in der Regel gege­ ben ist, eignen. Darüber hinaus können durch das Dichtelement 116 bestehende fertigungstechnisch bedingte Unebenheiten zwischen dem Sensorelement 12 und dem Referenzgasführungselement 106 ausgeglichen werden. Ferner ist eine Kompensation unterschiedli­ cher Temperaturausdehnungskoeffizienten der Materia­ lien des Gasmeßfühlers 10, insbesondere im Bereich des Flächendichtsitzes, möglich.

Neben der Integration der elektrischen Verbindung des Anschlußkontaktes 90 des Sensorelementes 12 mit dem äußeren Anschlußkontakt 28 und der Schaffung einer dichten Verbindung zwischen dem Referenzgaskanal 24 und der Referenzgasquelle 30 über das Referenzgasfüh­ rungselement 106 wird gleichzeitig durch dessen exzentrische Anordnung am Keramikformteil 100 ein Verpolschutz für ein den Gasmeßfühler 10 mit einer Auswerteschaltung verbindenden, nicht dargestellten Kontaktstecker, gewährleistet.

Wie die schematischen Detailansichten in Fig. 4 bis Fig. 7 verdeutlichen, kann das Keramikformteil 100 an seiner Stirnfläche 54 Formmerkmale aufweisen. Fig. 4 verdeutlicht schematisch die in Fig. 3 ge­ zeigte Anordnung des Keramikformteils 100 mit ebener Stirnfläche 54, an denen die Anschlußkontakte 26 und 28 angeordnet sind. Gemäß Fig. 5 kann die Stirnflä­ che 54 eine kegelförmige Erhöhung 118 aufweisen, an deren Mantelflächen die elektrischen Anschlußkontakte 26 beziehungsweise 28 angeordnet sind. Durch die kegelförmige Erhöhung 118 wird es möglich, die Fläche der Anschlußkontakte 26 und 28 zu vergrößern und so eine Kontaktsicherheit mit einem an den Gasmeßfühlern 10 anschließbaren Kontaktstecker zu erhöhen. Das gleiche Resultat wird durch eine konvexe Erhöhung 120 gemäß Fig. 6 beziehungsweise eine konkave Vertiefung 122 gemäß Fig. 7 erreicht. Neben der Vergrößerung der Kontaktflächen der Kontakte 26 und 28 kann durch die Formmerkmale an der Stirnfläche 54 gleichzeitig eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Anschlußstecker der Auswerteschaltung realisiert wer­ den, so daß in einfacher Weise eine sichere Kontak­ tierung des Gasmeßfühlers 10 möglich ist.

Für den Einsatz der Keramikformteile 42 (Fig. 1) beziehungsweise 100 (Fig. 3) eignet sich beispiels­ weise Aluminiumoxid Al₂O₃, wobei die hermetisch dich­ te Durchführung der Durchkontaktierungen 96 bezie­ hungsweise Referenzgasführungselemente 106 durch Ein­ löten, beispielsweise Aktivlöten, eutektisches Bonden der elektrisch leitfähigen Materialen, die beispiels­ weise aus Kupfer bestehen, in die Keramikformteile 42 beziehungsweise 100 erfolgen kann.

Durch den Einsatz der hermetisch dichten Keramikform­ teile 42 beziehungsweise 100 ist eine Kontaktierung des Sensorelementes 12 mit einem Anschlußstecker ohne die Anordnung eines dem Gasmeßfühler 10 zugeordneten Kabelbaumes möglich. Neben der vereinfachten Montage kann die Dichtheit der gesamten Anordnung durch die spezifischen Eigenschaften der Keramikformteile beziehungsweise der hermetischen Durchkontaktierungen sowie der Abdichtung des Referenzgaskanals 24 über einen Flächendichtsitz gegenüber bekannten Gasmeßfüh­ lern verbessert werden.

Claims (15)

1. Gasmeßfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sau­ erstoffgehaltes in Abgasen von Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Gehäuse dicht festgelegten Sensor­ element, dessen meßgasseitiger Abschnitt wenigstens eine einem Meßgas ausgesetzte Elektrode, wenigstens eine einem Referenzgas ausgesetzte Elektrode sowie einen in Längsrichtung des Sensorelementes verlaufen­ den Referenzgaskanal aufweist, der am meßgasfernen Abschnitt des Sensorelementes mündet und mit einer Referenzgasquelle verbunden ist, und meßgasfernen Kontakten zur Kontaktierung der Elektroden des Sen­ sorelementes, dadurch gekennzeichnet, daß der Refe­ renzgaskanal (24) an einer Großfläche (34) des Sen­ sorelementes (14) mündet und mit einem Flächendicht­ sitz (78, 80) abgedichtet ist.

2. Gasmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sensorelement (14) in dem Gehäuse (12) mittels eines Keramikformteils (42, 100) arretiert ist, das ein Referenzgasführungselement ausbildet.

3. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikformteil (42, 100) einen Kanal (72) besitzt, der den Referenz­ gaskanal (24) des Sensorelementes (14) mit einer Referenzgasquelle (30) verbindet, wobei der Kanal (72) mit dem Referenzgaskanal (24) über den Flächen­ dichtsitz (78, 80) abgedichtet sind.

4. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (72) in das Keramikformteil (42) integriert ist.

5. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (72) von einem elektrisch leitfähigen Formteil (106) gebildet ist, das gleichzeitig der elektrischen Kontaktierung eines Anschlußkontaktes (90) des Sensorelementes (14) dient.

6. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikformteil (42) eine Aufnahme (66) für das Sensorelement (14) ausbildet, wobei innerhalb der Ausnehmung (66) Mün­ dungen (38, 76) des Referenzgaskanals (24) und des Kanals (72) gegenüberliegen.

7. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (14) mit dem Keramikformteil (42) über eine radial zur Längserstreckung des Sensorelementes (14) wirken­ de Preßkraft in Anlagekontakt gehalten werden.

8. Gasmeßfühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Aufbringung der Preßkraft ein Klemmring (82) einen die Aufnahme (66) ausbildenden Fortsatz (70) des Keramikformteils (42) umgreift und mit einem Klemmkeil (84) verspannbar ist.

9. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sensor­ element (14) und dem Keramikformteil (42) beziehungs­ weise dem Formteil (106) ein plastisch verformbares Dichtelement zumindest im Bereich der sich gegenüber­ liegenden Mündungen (38, 76) angeordnet ist.

10. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikform­ teil (42, 100) druckdichte Durchkontaktierungen (96) aufweist, über die Anschlußkontakte (86, 88, 90) des Sensorelementes (14) mit äußeren Anschlußkontakten (26, 28) des Gasmeßfühlers (10) verbindbar sind.

11. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkon­ takte (26, 28) auf einer Stirnfläche (54) des Kera­ mikformteils (42, 100) angeordnet sind.

12. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (54) Formmerkmale (118, 120, 124) aufweist, die einer Vergrößerung der zur Verfügung stehenden Kontaktflä­ che der Anschlußkontakte (26, 28) dienen.

13. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikform­ teil (42, 100) Formmerkmale (98) zur Sicherung einer verpolsicheren Kontaktierung der Anschlußkontakte (26, 28) aufweist.

14. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formmerkmal (98) ein den Kanal (72) umgreifender Bund (98) ist.

15. Gasmeßfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (38) des Referenzfgaskanals (24) und/oder die Mündung (76) des Kanals (72) von einer Dichtkante (98) umgriffen sind.