DE3506327A1 - Sauerstoff-fuehler mit einem rohrfoermigen festelektrolytkoerper - Google Patents

Sauerstoff-fuehler mit einem rohrfoermigen festelektrolytkoerper

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DE3506327A1
DE3506327A1 DE19853506327 DE3506327A DE3506327A1 DE 3506327 A1 DE3506327 A1 DE 3506327A1 DE 19853506327 DE19853506327 DE 19853506327 DE 3506327 A DE3506327 A DE 3506327A DE 3506327 A1 DE3506327 A1 DE 3506327A1
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Description

  • Sauerstoff-Fühler mit einem rohr-
  • förmigen Festelektrolytkörper Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf einen Sauerstoff-Fühler zur Bestimmung oder Messung der in einem zu prüfenden Gas, insbesondere im Abgas einer Brennkraftmaschine, enthaltenen Sauerstoffkonzentration. Insbesondere ist die Erfindung auf einen derartigen Sauerstoff-Fühler abgestellt, der einen rohrförmigen Körper eines Feststoffelektrolyten, ein metallisches Gehäuse zur Lagerung des rohrförmigen Festelektrolytkörpers und einen ringförmigen Metallmantel, dessen eines Ende mit einer Außenfläche des Metallgehäuses an seinem offenen, auf der Seite der Umgebungsluft befindlichen Ende in Anlage ist.
  • In der Technik der Steuerung oder Regelung eines Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug oder für andere Anwendungszwecke ist es bekannt, einen Sauerstoff-Fühler zu verwenden, der eine Masse aus Zirkonerde oder einen anderen festen, Sauerstoffionen leitenden Elektrolyten benutzt, um die Konzentration oder den Anteil des Sauerstoffs in dem vom Motor erzeugten Abgas nach dem Prinzip einer Sauerstoff-Konzentrationszelle zu ermitteln. Ein solcher Sauerstoff-Fühler verwendet beispielsweise einen rohrförmigen Festelektrolytkörper aus Zirkonerde, der an seiner Innen- sowie Außenfläche mit geeigneten Elektroden, z.B. porösen Platinelektroden, versehen ist. Im einzelnen wird die Elektrode an der Innenfläche des rohrförmigen Körpers aus Zirkonerde der Umgebungsluft ausgesetzt, so daß diese Elektrode als einem Bezugsgas, dessen Sauerstoffkonzentration bekannt ist, ausgesetzte Elektrode dient. Andererseits wird die an der Außenfläche des rohrförmigen Zirkonerdekörpers befindliche Elektrode dem Abgas der Brennkraftmaschine ausgesetzt, so daß diese Elektrode als einem Prüfgas, dessen Sauerstoffkonzentration zu bestimmen ist, ausgesetzte Meßelektrode dient. Ein solcher Sauerstoff-Fühler ermittelt die Sauerstoffkonzentration im Abgas, indem er eine elektromotorische Kraft (EMK) mißt, die zwischen der Bezugs- sowie Meßelektrode auf Grund eines Unterschieds in den Sauerstoffkonzentrationen der Umgebungsluft und des Abgases, die von der Bezugs- sowie Meßelektrode erfühlt werden, induziert wird.
  • Der rohrförmige Festelektrolytkörper eines Sauerstoff-Fehlers der oben beschriebenen Art wird üblicherweise von einem metallischen Gehäuse derart getragen, daß eine von der Innenwand abgegrenzte Längsbohrung in einem gasdichten Zustand in bezug auf das Abgas gehalten wird, dem die Außenfläche des rohrförmigen Körpers an seinem geschlossenen Endabschnitt ausgesetzt ist. Das Metallgehäuse weist einen ringförmigen Kragen auf, der an dem der Umgebungsluft zugewandten Ende des rohrförmigen Körpers eine Offnung umschließt. Verschiedene Teile des Sauerstoff-Fühlers sind so angeordnet, daß sie sich axial nach außen vom Festelektrolytkörper und von der vom Kragen des Metallgehäuses umschlossenen Öffnung weg erstrecken. Diese Teile werden über einen geeigneten oder angemessenen Teil ihrer Länge von einem ringförmigen Metallmantel umgeben, der an seinem einen axialen Ende an der Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses angebracht ist. Die Befestigung dieses ringförmigen Metallmantels am ringförmigen Kragen des Gehäuses erfolgt üblicherweise derart, daß der Endabschnitt des ringförmigen Mantels zuerst über die Außenfläche des Kragens des Metallgehäuses gepaßt und dann an diesem Kragen. durch Verstemmen des ringförmigen Mantels an mehreren, in der Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Stellen fest angebracht wird.
  • Es hat sich nun gezeigt, daß die Anbringung des ringförmigen Metallmantels durch Verstemmen am Kragen des Metallgehäuses, wie es oben geschildert wurde, eine fluiddichte Berührung oder Anlage dieser beiden Bauteile aneinander nicht gewährleistet. Falls der Sauerstoff-Fühler Wasser ausgesetzt wird, mit diesem in Berührung kommt oder in dieses eingetaucht wird, so wird dadurch das Innere des Sauerstoff-Fühlers abgekühlt, die Luft im Fühler wird zusammengezogen, und damit wird der Druck innerhalb des Sauerstoff-Fühlers - im Metallgehäuse und im Mantel -herabgesetzt. Diese Verminderung im Innendruck führt dazu, daß das umgebende Wasser durch Spalte zwischen der Innenfläche des ringförmigen Mantels und der Außenfläche des ringförmigen Kragens am Metallgehäuse in den Sauerstoff-Fühler eingesaugt wird. In diesem Fall versagt der Sauerstoff-Fühler in der Erzeugung einer EMK, die genau die Sauerstoffkonzentration des Abgases wiedergibt und darstellt. Ferner besteht die große Wahrschei.nlichkeit, daß dem Wassereinfluß unterliegende Teile des Sauerstoff-Fühlers Schaden erleiden. Die oben angesprochenen Probleme sind vor allem dann schwerwiegend, wenn der Sauerstoff-Fühler für einen Kraftfahrzeugmotor verwendet wird,wobei der Fühler nahe dem Motor angeordnet und mehr oder weniger für Wassertröpfchen zugänglich oder empfänglich ist.
  • Um das obige Problem des Eindringens von Wasser in den Sauerstoff-Fühler zu lösen oder zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, den ringförmigen Metallmantel mit dem Metallgehäuse auf dem gesamten Umfang von Mantel und Gehäuse zu verschweißen. Es ist jedoch äußerst schwierig, arbeitsintensiv und kostspielig, eine gesunde Verschweißung oder Schweißnaht zwischen Mantel und Gehäuse auf dem gesamten Umfang zu bewerkstelligen. Insbesondere setzt dieses Schweißen aber die Montageleistung bei diesen Fühlern herab und kann zu einer Unbeständigkeit oder Schwankung in der Qualität der einzelnen Fühler führen. Insofern hat sich dieser Lösungsvorschlag als nicht praktikabel und nützlich erwiesen.
  • Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Sauerstoff-Fühler der oben erörterten Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau hat, um eine fluiddichte Abdichtung bzw. einen fluiddichten Abschluß zwischen einem einen Festelektrolytkörper lagernden Gehäuse und einem ringförmigen, verschiedene Teile des Fühlers umschließenden Mantel auf einfache Weise so zu bewerkstelligen, daß keinerlei Spalte vorhanden sind, durch die, wenn der Fühler Wasser ausgesetzt und demzufolge in seinem Innern abgekühlt wird, Wasser in den Fühler eingesaugt werden könnte.
  • Erfindungsgemäß wird ein Sauerstoff-Fühler mit einem rohrförmigen Festelektrolytkörper, in dem eine am einen Ende des rohrförmigen Festelektrolytkörpers geschlossene, am anderen Ende offene Bohrung ausgebildet ist und der an seiner Innen- sowie Außenfläche Elektroden aufweist, mit einem Metallgehäuse, das den rohrförmigen Festelektrolytkörper derart trägt, daß seine Außenfläche an dem einen Ende einem Prüfgas und seine Innenfläche der Umgebungsluft, di.e als Bezugsgas dient, ausgesetzt ist, und das die Bohrung in gasdichtem Zustand in bezug auf das Prüfgas hält sowie auf der Seite der Umgebungsluft mit einem ringförmigen Kragen versehen ist, mit einem in die Bohrung eingesetzten, den Festelektrolytkörper beheizenden Heizelement, mit Leitereinrichtungen, die ein für eine zwischen den Elektroden induzierte elektromotorische Kraft kennzeichnendes Ausgangssignal abgeben und dem Heizelement Energie zuführen, und mit einem ringförmigen Metallmantel, der einen ersten, an einer Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses in Anlage befindlichen Endabschnitt hat, geschaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Innenfläche des ersten Endabschnitts des ringförmigen Metallmantels an der Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses in fluiddichter Druckanlage gehalten ist und daß die Innenfläche des ersten Endabschnitts des Metallmantels sowie die Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses in Zusammenarbeit miteinander über den gesamten Umfang des Metallgehäuses sowie des ringförmigen Metallmantels eine durchlaufende ringförmige Abdichtung bilden.
  • Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung hat der ringförmige Kragen des Metallgehäuses an seiner Außenfläche wenigstens einen ringförmigen Außen-Vorsprung mit einem Außen-Durchmesser, der nicht kleiner als ein Innendurchmesser des ersten Endabschnitts des Metallmantels ist.
  • Dabei wird die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen der Innenfläche des ringförmigen Metallmantels an den wenigstens einen Außen-Vorsprung des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses erhalten.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform im Rahmen der Erfindung hat der ringförmige Kragen des Metallgehäuses wenigstens einen großkalibrigen Abschnitt mit einem Außendurchmesser, der nicht kleiner als ein Innendurchmesser des ersten Endabschnitts des Metallmantels ist, wobei die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch=-pressen der Innenfläche des ringförmigen Metallmantels an den wenigstens einen großkalibrigen Abschnitt des ringförmigen Kragens erhalten wird.
  • Des weiteren sieht die Erfindung eine Ausführungsform vor, wonach der erste Endabschnitt des ringförmigen Metallmantels wenigstens einen ringförmigen Innen-Vorsprung an seiner Innenfläche aufweist, welcher einen Innendurchmesser hat, der nicht größer als ein Außendurchmesser des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses ist. Hierbei wird die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen des wenigstens einen ringförmigen Innen-Vorsprungs des ersten Endabschnitts an die Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses erhalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Endabschnitt des ringförmigen Metallmantels wenigstens einen kleinkalibrigen Abschnitt aufweist, der einen Innendurchmesser hat, welcher nicht größer als ein Außendurchmesser des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses ist. In diesem Fall wird die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen des wenigstens einen kleinkalibrigen Abschnitts des ersten Endabschnitts des Metallmantels an die Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses erlangt.
  • Es ist klar, daß der oben erwähnte Außen-Vorsprung (oder Außen-Vorsprünge) und/oder der großkalibrige Abschnitt (oder groRalibrige Abschnitte) des ringförmigen Kragens am Metallgehäuse und der Innen-Vorsprung (die Innen-Vorsprünge) und/oder der kleinkalibrige Abschnitt (oder kleinkalibrige Abschnitte) des ersten Endabschnitts des ringförmigen Mantels in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden können, um zwei oder mehr ringförmig durchlaufende Abdichtungen zwischen dem ringförmigen Kragen und dem ersten Endabschnitt herzustellen.
  • Bei dem Sauerstoff-Fühler gemäß der Erfindung können die Leitereinrichtungen einen ersten, an eine der Elektroden zur Lieferung des Ausgangssignals angeschlossenen Stromleiter und zweite, zur Energieversorgung des elektrischen Heizelements mit diesem verbundene Stromleiter umfassen, die an ihrem einen Ende in den Metallmantel eingeführt sind.
  • Wenigstens einer der ersten sowie zweiten Stromleiter kann ein in der Länge veränderbares, federartiges Teil aufweisen, das eine Längung des wenigstens einen Stromleiters, d.h.
  • eine Einregelung des Abstands zwischen den einander entgegengesetzten Enden des Stromleiters, zuläßt.
  • Das elektrische Heizelement des Sauerstoff-Fühlers kann stabförmig ausgebildet sein, und die Leitereinrichtungen können einen ringförmigen, auf die Außenumfangsfläche des stabförmigen Heizelements gepaßten, das Ausgangssignal empfangenden Leiter umfassen. In diesem Fall hat das stabförmige Heizelement in seiner Außenumfangsfläche wenigstens eine Ausnehmung, während der ringförmige Leiter mit wenigstens einer mit der wenigstens einen Ausnehmung in Eingriff gehaltenen Arretierung ausgestattet ist, so daß der ringförmige Leiter in Umfangsrichtung mit Bezug zum stabförmigen Heizelement festgelegt ist.
  • Alternativ können die Leitereinrichtungen einen ersten, mit einer der Elektroden zum Empfang des Ausgangssignals in Verbindung stehenden Leitungsdraht und zweite, mit dem elektrischen Heizelement zur Energiezufuhr zu diesem in Verbindung stehende Leitungsdrähte einschließen. Ferner umfassen die Leitereinrichtungen Verbinder zur Verbindung des ersten Leitungsdrahtes mit der einen Elektrode sowie der zweiten Leitungsdrähte mit dem Heizelement. Der ringförmige Metallmantel hat einen zum ersten Endabschnitt entgegengesetzt liegenden zweiten Endabschnitt. In diesem Fall kann der Sauerstoff-Fühler ferner in dem Metallmantel einen elektrischen Isolator mit mehreren, den ersten sowie zweiten Leitungsdrähten entsprechenden Löchern, in denen die Verbinder untergebracht sind, enthalten. Ferner ist bei dem Sauerstoff-Fühler in dem zweiten Endabschnitt des Metallmantels ein elastischer Stopfen aufgenommen, durch den die ersten sowie zweiten Leitungsdrähte aus dem Metallmantel austreten und der an einer Innenfläche des zweiten Endabschnitts des Metallmantels in Druckanlage gehalten ist, so daß die ersten und zweiten Leitungsdrähte in dem elastischen Stopfen festgelegt sind.
  • Ein Sauerstoff-Fühler der obigen Art kann wenigstens ein Paar von Stecker/Kupplung-Kontakten enthalten, durch die die jeweils der Elektrode bzw. dem Heizelement zugeordneten ersten und zweiten Leitungsdrähte mit diesen verbunden werden. Jedes Stecker/Kupplung-Kontaktpaar kann aus einem Stecker und einer Verbindungsmuffe, in die der Stecker zur Herstellung der elektrischen Verbindung eingesteckt wird, bestehen.
  • Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen, in denen mehrere beispielhafte und bevorzuqte AUsSührungsformen dargestellt sind, erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Sauerstoff-Fühler in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung teils im Längsschnitt, teils in einer Seitenansicht; Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt in vergrößertem Maßstab der Ausbildung von Befestigungen zwischen einem Metallgehäuse und einem Metallmantel; Fig. 3(a) bis 3(d) vergrößerte Teil-Längsschnitte von weiteren Ausführungsformen für die Befestigung zwischen dem Metallgehäuse und -mantel; Fig. 4, 5 und 6 der Fig. 2 entsprechende Teil-Längsschnitte von weiteren Ausführungsformen für einen Sauerstoff-Fühler gemäß der Erfindung; Fig. 7 einen anderen Sauerstoff-Fühler gemäß der Erfindung teils im Längsschnitt, teils in einer Seitenansicht mit einer abgewandelten Anordnung für die an eine Elektrode und ein Heizelement angeschlossenen Stromleiter; Fig. 8(a) eine Draufsicht auf einen ringförmigen Leiter und einen daran angeschlossenen Stromleiter des Fühlers; Fig. 8(b) den Längsschnitt nach der Linie 8 - 8 in der Fig. 8pa); Fig. 9 eine Draufsicht auf das Heizelement und die damit verbundenen Stromleiter; Fig. 10 und 11 Seitenansichten von abgewandelten Stromleitern, die mit einem ringförmigen Leiter verbunden sind; Fig. 12 eine Draufsicht auf ein Heizelement mit daran angeschlossenen Stromleitern; Fig. 13 einen weiteren Sauerstoff-Fühler teils im Längsschnitt, teils in einer Setienansicht mit einer abgewandelten Ausführung eines ringförmigen Leiters und Heizelements; Fig.14(a) eine perspektivische Ansicht eines auf das stabförmige Heizelement gepaßten ringförmigen Leiters in größerem Maßstab; Fig. 14(b) einen Teilschnitt zu Fig. 14(a), wobei der ringförmige Leiter in einer Ausnehmung des Heizelements verrastet ist; Fig. 15(a) eine teilweise geschnittene Teilansicht zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform für die Anordnung des ringförmigen Leiters und des Heizelements; Fig. 15(b) den Schnitt nach der Linie 15 - 15 in der Fig. 15(a): Fig. 15(c) eine Draufsicht auf eine Grünkeramiktafel, die zur Ausbildung eines stabförmigen Heizelements um einen Keramikstab herumgelegt wird; Fig. 16 einen weiteren Sauerstoff-Fühler gemäß der Erfindung teils in einer Seitenansicht, teils im Längsschnitt mit einer Anordnung zur Halterung von Leitungsdrähten am Ende des Metallmantels; Fig. 17 einen vergrößerten Teilschnitt eines Endes des Metallmantels, in das zur Halterung der Leitungsdrähte ein elastischer Stopfen eingesetzt ist; Fig. 18 und 19 Seitenansichten eines Verbinders zum Anschluß eines Leitungsdrahtes an einen Stromleiter; Fig. 20 eine zu Fig. 17 gleichartige Darstellung eines Metallmantels in abgewandelter Ausführungsform; Fig. 21 eine perspektivische Ansicht eines Verbinders; Fig. 22 den Verbinder von Fig. 21 mit einem Leitungsdraht und einem Stromleiter; Fig. 23 eine perspektivische Darstellung eines Kragenteils, durch das am Verbinder radial gerichtete Ansätze gebildet werden; Fig. 24 eine Seitenansicht eines mit dem Kragenteil von Fig. 23 versehenen Verbinders im in einen Isolator des Sauerstoff-Fühlers eingebauten Zustand; Fig. 25 eine weitere Ausführungsform eines Sauerstoff-Fühlers gemäß der Erfindung mit einer abgewandelten Anordnung von Verbindern zwischen den Stromleitern und zugeordneten Leitungsdrähten; Fig. 26(a) eine Draufsicht auf eine Stecker/Kupplung-Verbindung für einen Stromleiter des Heizelements; Fig. 26(b) eine teilweise geschnittene Seitenansicht zu Fig. 26(a); Fig. 27 eine Seitenansicht des Heizelements mit einem darauf gepaßten ringförmigen Leiter sowie den an das Heizelement und die Elektrode angeschlossenen Stromleitern.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Sauerstoff-Fühler, der einen rohrförmigen festen Elektrolytkörper (Festkörperelektrolyt) 2 aus Zirkonerde oder anderem Festkörperelektrolytmaterial mit einer länglichen, zylindrischen, im Festkörper 2 in dessen Längsrichtung ausgebildeten Bohrung 2a und mit einer (nicht gezeigten) inneren (Bezugs-)Elektrode an seiner Innen- sowie mit einer (nicht gezeigten) äußeren (Meß-) Elektrode an seiner Außenfläche, wie es in der einschlägigen Technik bekannt ist, umfaßt. Diese Elektroden sind aus einem geeigneten Material, z.B. porösem Platin, gefertigt und über geeignete Leiterverbindungen an eine externe Vorrichtung angeschlossen. Der rohrförmige Festkörperelektrolyt 2 wird an seinem offenen Endabschnitt von einem zylindrisch ausgestalteten Metallgehäuse 4 abgestützt, das über eine Kontaktpackung oder einen Kontaktring 3 an der Außenoberfläche des Festkörpers 2 anliegt, der vom Gehäuse 4 derart getragen wird, daß die Außenfläche des geschlossenen Endabschnitts einem zu prüfenden Gas, z.B. dem Abgas einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, ausgesetzt und die längliche Bohrung 2a in gasdichtem Zustand mit Bezug zum zu prüfenden Gas gehalten ist, so daß di.eses Gas also nicht in die Bohrung 2a eintreten kann. Im einzelnen ist das Metallgehäuse 4 mit einem Ringbund 6 sowie einem Außengewindestück 7 versehen, durch das das Gehäuse 4 an einem (nicht gezeigten) vom Prüfgas durchströmten Rohr, z.B. an einem Abgasrohr, befestigt wird. Der geschlossene Endabschnitt des rohrförmigen Festkörperelektrolyten 2 ragt in das Rohr hinein, um ihn dem zu prüfenden Gas auszusetzen, jedoch ist die längliche Bohrung 2a so geschützt, daß sie dem Prüfgas nicht ausgesetzt wird. Damit der geschlossene Endabschnitt des Festkörpers 2 der Strömung des zu prüfenden Gases nicht unmittelbar ausgesetzt wird, ist eine Schutzhülle 8 vorgesehen, die Öffnungen aufweist, durch die das Prüfgas zum geschlossenen Endabschnitt des Festkörpers 2 hin eingeführt wird. Eine Dichtung 10 sorgt für eine Abdichtung zwischen dem Ringbund 6 und dem Abgasrohr.
  • Das Metallgehäuse 4 hat einen ringförmigen Kragen 12, der in Achsrichtung des Gehäuses 4 in einer vom geschlossenen zum offenen Endabschnitt des rohrförmigen Festkörpers 2 verlaufenden Richtung vorragt. Dieser Kragen 12 bestimmt einen offenen Endabschnitt des Metallgehäuses 4 auf seiten der Umgebungsluft. Verschiedene Teile des Sauerstoff-Fühlers sind so angeordnet, daß sie die vom Kragen 12 umschlossene Öffnung durchsetzen. Insbesondere ist in der länglichen Bohrung 2a des Festkörperelektrolyten 2 ein stabförmiges Heizelement 14 so angeordnet, daß dessen rückwärtiger Endabschnitt durch den ringförmigen Kragen 12 nach rückwärts ragt. Das Heizelement 14 ist zum Anschluß an eine externe Energiequelle mit Leitungsdrähten 16 verbunden.
  • Ein ringförmiger Leiter 18 ist so angeordnet, daß er mit der vorher erwähnten inneren Elektrode des Festkörperelektrolyten 2 Verbindung hat. Im einzelnen ist der rückwärtige Endabschnitt des Heizelements 14 von einem frontseitigen keramischen Isolator 20 umschlossen, dessen frontseitiger Endabschnitt in den ringförmigen Kragen 12 des Metallgehäuses 4 eingepaßt ist. Der ringförmige Leiter 18 ist mit der Außenfläche des elektrischen Heizelements 14 und mit der Innenfläche des frontseitigen keramischen Isolators 20 in Anlage. Des weiteren hat der Leiter 18 einen Flansch, der durch die frontseitige Stirnfläche des frontseitigen Isolators 20 gegen die gegenüberliegende Stirnfläche des Festkörperelektrolyten 2 gepreßt wird. Der ringförmige Leiter 18 wird auf diese Weise in seiner Lage gehalten.
  • Der frontseitige Isolator 20 ist über ein Abstands- oder Zwischenglied 22 mit einem rückwärtigen keramischen Isolator 24 zusammengefügt. Diese beiden keramischen Isolatoren 20 und 24 umschließen zusammen rund um den rückwärtigen Abschnitts des Heizelements 14 einen innenliegenden Isolier- oder Schutzraum. Die Leitungsdrähte 16 sind in den rückwärtigen Isolator 24 eingesetzt und innerhalb des Isolierraumes an zugeordnete Stromleiter 26a sowie 26b angeschlossen, die mit dem ringförmigen Leiter 18 und dem Heizelement 14 verbunden sind.
  • Der front- und rückseitige Isolator 20, 24 sind von einem metallischen ringförmigen Mantel 28 umschlossen und abgedeckt, wobei zwischen der Innenfläche des Mantels 28 und den Außenflächen der keramischen Isolatoren 20, 24 ausreichende bzw. angemessene Ringräume belassen werden.
  • Der Ringmantel 28 ist mit einem ersten Endabschnitt 28a, der mit der Außenfläche des ringförmigen Kragens 12 des Metallgehäuses 4 in Anlage ist, und mit einem zweiten Endabschnitt 28b von zum ersten Endabschnitt 28a vergleichsweise geringem Durchmesser versehen. Ein federnder oder elastischer Stopfen 30, z.B. aus Gummi, ist im zweiten Endabschnitt 28b festgehalten, und durch diesen Stopfen treten die Leitungsdrähte 16 in das Innere des rückwärtigen Isolators 24 ein. Angrenzend an den zweiten Endabschnitt 28b weist der Metallmantel 28 eine Schulter 28c auf, zwischen deren Innenfläche und dem Isolator 24 eine kegelige Tellerfeder 32 so angeordnet ist, daß deren Innenumfang mit der Außenfläche des rückwärtigen Isolators 24 in Anlage ist. Diese Tellerfeder 32 übt auf den rückwärtigen Isolator 24 einen zum frontseitigen Isolator 20 hin in deren Achs- oder Längsrichtung gerichteten Druck aus. Die Schulter 28c ist mit (nicht gezeigten) Nadel löchern versehen, durch die die Umgebungsluft als Bezugsgas in den Ringmantel 28 eingeführt wird. Durch Spalte zwischen den verschiedenen Teilen des Fühlers wird die eingeführte Umgebungsluft zur länglichen Bohrung 2a hin geleitet.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird die Art der Befestigung des metallischen Mantels 28 am ringförmigen Kragen 12 des Metallgehäuses 4 näher erläutert.
  • Wie die Fig. 2 in größerem Maßstab zeigt, ist der erste Endabschnitt 28a des Mantels 28 mit dem Kragen 12 an mehreren Stellen auf dem Umfang verstemmt, nachdem die Innenfläche dieses Endabschnitts 28a mit der Außenfläche des Kragens über ihren gesamten Umfang in eine fluiddichte Preßberührung oder zu einem fluiddichten Preßsitz gebracht worden ist. Im einzelnen werden am Kragen 12 eine in der einschlägigen Technik bekannte V-förmige Ringkehle 34 sowie ein mit dem Kragen einstückiger ringförmiger Außen-Vorsprung 36, der von der Außenfläche des Kragens 12 radial auswärts mit vorbestimmer Höhe zwischen der V-Ringkehle 34 und dem rückwärtigen Ende des Kragens vorsteht, ausgestaltet. Der Außendurchmesser des Außen-Vorsprungs 36 wird - gemessen an seinem Scheitel - so gewählt, daß er geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a des Mantels 28.
  • Um den ringförmigen Mantel 28 am Kragen 12 des Metallgehäuses 4 zu befestigen, wird der erste Endabschnitt 28a des Mantels 28 auf den ringförmigen Kragen 12 gedrückt, während er in gleitender Reibberührung mit dem Außen-Vorsprung 36 am Kragen 12 in Richtung zum Ringbund 6 hin geschoben wird.
  • Im Verlauf der Preßsitz-Reibungsbewegung des Mantels 28 mit Bezug zum Kragen 12 wird der erste Endabschnitt28a auf Grund einer Verformung radial aufgeweitet, wobei seine Innenfläche unter Druck am Außen-Vorsprung 36 anliegt. Nach dem Einbringen des ringförmigen Kragens 12 in den ersten Endabschnitt 28a wird dieser mit dem Kragen 12 an mehreren über den Umfang beabstandeten Stellen verstemmt, so daß verstemmte Teile 38 des ersten Mantelendabschnitts 28a mit der V-Ringkehle 34 zum Eingriff kommen. Auf diese Weise wird der Ringmantel 28 am ringförmigen Kragen 12 befestigt.
  • Wenn der Mantel 28 am Metallgehäuse 4 in der beschriebenen Weise befestigt ist, so wird die Innenfläche des ersten Endabschnitts 28a des Mantels 28 in fluiddichter Druckberührung oder -anlage am Außen-Vorsprung 36 des Kragens 12 gehalten, was bedeutet, daß die Anordnung des ringförmigen Außen-Vorsprungs 36 die Erstellung eines durchlaufenden, ringförmigen und fluiddichten Ab- oder Verschlusses zwischen dem ringförmigen Kragen 12 und dem ersten Endabschnitt 28a des Mantels 28 über deren gesamte Umfänge ermöglicht und gewährleistet.
  • Das Ausmaß der Verformung, d.h. der radialen Erweiterung, des ersten Endabschnitts 28a bei seiner Bewegung in bezug zum Kragen 12 zum Preßsitz hängt vom Außendurchmesser des Außen-Vorsprungs 36 ab, was bedeutet, daß der Grad der radialen Erweiterung des Endabschnitts 28a in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Außen-Vorsprungs 36 und dem Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a zu verändern ist. Der Außendurchmesser des Außen-Vorsprungs 36 kann gleich dem Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a sein. Der oben erwähnte Unterschied, der Null sein kann, wird durch das Material und die Wandstärke des metallischen Mantels 28 sowie durch andere Faktoren bestimmt.
  • Die durchlaufende fluiddichte Abdichtung zwischen dem Metallmantel 28 und dem ringförmigen Metallgehäuse 4 bzw.
  • dessen Kragen 12 über deren gesamte Umfänge verhindert ein Eindringen von Wasser in den Sauerstoff-Fühler durch ansonsten vorhandene Spalte zwischen dem Gehäuse 4 und dem Mantel 28, wenn der Sauerstoff-Fühler Wasser ausgesetzt oder in solches eingetaucht wird, was ein Abkühlen im Innern des Fühlers und damit ein Einsaugen von Wasser in diesen zur Folge hat. Die bauliche Ausgestaltung der fluiddichten Befestigung des Mantels 28 am Gehäuse 4 in der oben beschriebenen Weise bietet eine wirksame, leistungsfähige Lösung gegenüber dem üblicherweise aufgetretenen Wassereindringen in den Fühler, das eine nachteilige Wirkung auf die vom Fühler erzeugte EMK ausübt und einen Schaden an oder ein Fehlverhalten von verschiedenen Teilen des Fühlers hervorrufen kann.
  • Die Fig. 3(a) - 3(d) zeigen abgewandelte Ausbildungen für eine fluiddichte Befestigung des Ringmantels 28 am ringförmigen Kragen 12 des Metallgehäuses 4.
  • Gemäß Fig. 3(a) hat der Kragen des Gehäuses 4 an seinem freien Ende einen konischen oder kegeligen Abschnitt 40 sowie einen großkalibrigen Abschnitt 44, der sich über eine beträchtliche Länge vom großkalibrigon Ende des konischen Abschnitts 40 weg erstreckt. Der großkalibrige Abschnitt 44 hat einen gegenüber dem Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a des Mantels 28 größeren Außendurchmesser.
  • Bei der Ausführung gemäß Fig. 3(b) weist der Kragen 12 einen von seinem Ende ausgehenden konischen Abschnitt 42 von beträchtlicher Länge auf. Dieser Abschnitt 42 ist mit einem großkalibrigen Abschnitt 44 versehen, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a des Mantels 28.
  • Gemäß Fig. 3(c) hat der Kragen 12 einen kleinkalibrigen Abschnitt 43, der sich vom freien Kragenende aus über eine angemessene Länge erstreckt, einen großkalibrigen Abschnitt 44 und einen konischen Abschnitt 46 zwischen dem kleinsowie großkalibrigen Abschnitt 43 und 44. Der Außendurchmesser des kleinkalibrigen Abschnitts 43 ist geringer als der Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a des Mantels 28, während der Außendurchmesser des großkalibrigen Abschnitts 44 im wesentlichen gleich dem oder größer ist als der Innendurchmesser des ersten Endabschnitts 28a.
  • Der großkalibrige Abschnitt 44 ist mit einer V-förmigen Kehle 34 zum Verstemmen versehen.
  • Der in Fig. 3(d) gezeigte ringförmige Kragen 12 hat einen zusätzlichen großkalibrigen Abschnitt 44, der einen Außen-Vorsprung am in Fig. 3(c) gezeigten kleinkalibrigen Abschnitt 43 darstellt. Das heißt mit anderen Worten, daß der ringförmige Kragen 12 nach Fig. 3(d) mehrere großkalibrige Abschnitte oder Außen-Vorsprünge 44 aufweist.
  • Bei jeder der verschiedenen Ausführungsformen für den ringförmigen Kragen 12, die in den Fig. 3(a) - 3(d) gezeigt sind, wird, wenn der erste Endabschnitt 28a auf den Kragen 12 gedrückt wird, dieser Endabschnitt 28a des Metallmantels 28 an der Keilfläche des jeweiligen konischen Abschnitts 40, 42 oder 46 geführt. Während der Preßsitzbewegung des ersten Endabschnitts 28a mit Bezug zum Kragen 12 wird der Endabschnitt 28a auf Grund seiner Verformung bei der unter Pressung erfolgenden Reibanlage am ringförmigen Kragen 12 radial erweitert und schließlich infolgedessen am großkalibrigen Abschnitt 44 in fluiddichter Berührung unter Druck gehalten. Bei den in Fig. 3(a) - 3(d) gezeigten Ausführungsformen ist der erste Endabschnitt 28a über einen größeren Umfangsbereich im Vergleich zur Ausführungsform von Fig. 2 mit dem ringförmigen Kragen 12 in Druckanlage, weshalb folglich die Fluiddichtigkeit zwischen dem Metallgehäuse 4 und dem ringförmigen Mantel 28 erhöht wird.
  • Ferner ist die V-förmige Ringkehle 34 für das Verstemmen des ersten Mantelendabschnitts 28a mit dem Kragen 12 im großkalibrigen Abschnitt 44 ausgebildet, was bedeutet, daß das Verstemmen des ersten Endabschnitts 28a dort erfolgt, wo er fluiddicht gegen die Oberfläche des großkalibrigen Abschnitts 44 gepreßt wird, d.h., das Verstemmen wird ohne einen Zwischenraum oder Spalt zwischen dem ringförmigen Kragen 12 und dem ringförmigen Mantel 28 bewerkstelligt.
  • Durch das Verstemmen oder Einquetschen des ersten Endabschnitts 28a zum Eingriff mit der V-Kehle 34 wird eine gesteigerte Wirkung in bezug auf die Fluiddichte erhalten.
  • Der Kegelwinkel oc der konischen Abschnitte 40, 42 und 46 zur Führung des ersten Endabschnitts 28a zum oder auf den großkalibrigen Abschnitt 44 wird so gewählt, daß der erste Endabschnitt die Möglichkeit zur radialen Erweiterung bei Beibehaltung eines angemessenen Drucks gegen den großkalibrigen Abschnitt 44 hat. Im allgemeinen wird der Kegelwinkel cs vorzugsweise nicht größer als 450 angesetzt.
  • Während gemäß den bisherigen Erläuterungen der fluiddichte Eingriff zwischen dem ringförmigen Metallmantel 28 und dem Kragen 12 des Metallgehäuses 4 mit Hilfe eines geeigneten Profils der Außenumfangsfläche des ringförmigen Kragens 12 erreicht wird, kann das Prinzip der Erfindung in gleicher Weise durch Ausgestaltung des ersten Endabschnitts 28a des Mantels 28 mit geeignetem Profil, wie die Fig.4 und 5 zeigen, in die Praxis umgesetzt werden, d.h., es kann ein fluiddichter Eingriff zwischen dem Kragen 12 und dem Mantel 28 durch Ausbildung von einem oder von mehreren Innen-Vorsprüngen und/oder von kleinkalibrigen Abschnitten an der Innenfläche des ersten Endabschnitts 28a erzielt werden, so daß der Innen-Vorsprung oder die Innen-Vorsprünge und/oder der kleinkalibrige Abschnitt bzw. die kleinkalibrigen Abschnitte in Druckberührung mit der Außenfläche des ringförmigen Kragens 12 gehalten wird bzw. werden.
  • Bei der Ausführungsform von Fig. 4 ist der erste Endabschnitt 28a an seiner Innenfläche mit zwei in Längsrichtung zueinander beabstandeten ringförmigen Innen-Vorsprüngen 48 versehen, die über den gesamten Umfang des ersten Endabschnitts 28a verlaufen. Der Innendurchmesser dieser Innen-Vorsprünge 48 wird so gewählt, daß er dem Außendurchmesser des Kragens 12 gleich oder kleiner als dieser ist, so daß der Preßsitz der Innen-Vorsprünge 48 an der Außenfläche des Kragens 12 zu einer durchlaufenden, ringförmigen, fluiddichten Abdichtung zwischen dem ersten Mantelendabschnitt 28a und dem ringförmigen Kragen 12 über deren gesamten Umfang führt. Wenn die Innen-Vorsprünge 48 in Druckanlage an der Außenfläche des Kragens 12 gehalten werden, dann wird der erste Endabschnitt 28a an mehreren Stellen auf seinem Umfang an seinem freien Ende in die im Kragen 12 ausgestaltete V-Ringkehle 34 eingestemmt oder -gequetscht, womit die verstemmten Teile oder Bereiche 38 erzeugt werden.
  • Der in Fig. 5 gezeigte erste Endabschnitt 28a weist lediglich einen Innen-Vorsprung 48 auf, jedoch hat er zusätzlich einen kleinkalibrigen Abschnitt 50, der an der äußersten Kante des ersten Endabschnitts 28a ausläuft. Der kleinkalibrige Abschnitt 50 hat einen Innendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser des ringförmigen Kragens 12. Bei dieser Ausführungsform wird der erste Endabschnitt 28a des Mantels 28 sowohl am kleinkalibrigen Abschnitt 50 wie auch am Innen-Vorsprung 48 gegen die Außenfläche des Kragens 12 gepreßt. Das bedeutet, daß der durchlaufende, ringförmige, fluiddichte Abschlußzustand an zwei in Achs- oder Längsrichtung voneinander getrennten Stellen auf der Längserstreckung des ringförmigen Mantels 28 bewerkstelligt wird. In diesem Zustand wird an den Stellen 38 der kleinkalibrige Abschnitt 50 mit dem Kragen 12 verstemmt, womit der Mantel 28 am Kragen 12 des Metallgehäuses 4 mit erhöhter Fluiddichtigkeit zwischen diesen Teilen befestigt wird.
  • Eine andere Art von fluiddichten Ausbildungen zwischen dem Kragen 12 und dem ersten Mantelendabschnitt 28a ist in Fig. 6 dargestellt, wobei der erste Endabschnitt 28a an drei in Längsrichtung zueinander beabstandeten Stellen mit dem Kragen 12 in Druckanlage gehalten wird, um eine noch perfektere Dichtigkeit gegen einen Fluiddurchtritt zwischen den beiden Bauteilen 28a und 12 zu gewährleisten.
  • Im einzelnen ist am ersten Endabschnitt 28a ein ringförmiger Innen-Vorsprung 48 ausgestaltet, während am Kragen 12 ein einziger ringförmiger Außen-Vorsprung 36 sowie ein großkalibriger Abschnitt 44 mit der V-Ringkehle 34 zwischen diesen Teilen 36 und 44 ausgebildet sind. Der Außen-Vorsprung 36 ist zwischen dem Innen-Vorsprung 48 und der V-Ringkehle 34 angeordnet, wenn der Mantel 28 am Kragen 12 in seine Lage gebracht worden ist. Bei dieser Ausführungsform werden am großkalibrigen Abschnitt 44, am Außen-Vorsprung 36 sowie am Innen-Vorsprung 48 jeweils ein durchlaufender, ringförmiger, fluiddichter Abschluß gebildet.
  • Die Fig. 7 bis 27 zeigen verschiedenartige Abwandlungen des Erfindungsgegenstandes, wobei zu den Ausführungsformen von Fig. 1 - 6 gleiche Teile und Elemente dieselben Bezugszahlen tragen und nicht nochmals besonders erläutert werden.
  • Eine erste abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 7 gezeigt.
  • Hierbei ist der ringförmige Leiter 18, der mit der inneren Elektrode (Bezugselektrode) des Festkörperelektrolyten 2 Verbindung hat, an den Leitungsdraht 16a über einen ersten Stromleiter 52 in Form eines schmalen Streifens angeschlossen. Im einzelnen weist der ringförmige Leiter 18 mehrere Zungen 54 auf, die in der Umfangsrichtung des Leiters 18, wie die Fig. 8(a) und 8(b) zeigen, voneinander beabstandet sind. Der erste Stromleiter 52 ist an seinem einen Ende mit einer dieser Zungen 54 und an seinem anderen Ende mit einem Verbinder 56 am Ende des Leitungsdrahtes 16a verbunden, wobei sich der Verbinder 56 innerhalb des rückwärtigen keramischen Isolators 24 befindet. Die Verbindung zwischen dem ersten Stromleiter 52 und dem Verbinder 56 wird durch dessen Verstemmen oder Zusammenquetschen hergestellt. Damit ist der ringförmige Leiter 18 elektrisch mit dem Leitungsdraht 16a, der sich durch den im kleinkalibrigen zweiten Endabschnitt 28b des Metallmantels 28 festgehaltenen Gummistopfen 30 erstreckt, verbunden.
  • Der erste Stromleiter 52 weist fünf Abbiegungen oder Abwinkelungen auf, die, wie die Fig. 8(a) und 8(b) zeigen, ein W-förmiges Teil 58 bestimmen, das als dehn- oder streckbares Teil dient und eine Längung des Stromleiters 52 in seiner Längsrichtung erlaubt.
  • Um dem stabförmigen elektrischen Heizelement 14 Energie zuzuführen, sind zwei zweite Stromleiter 60, von denen in Fig. 7 nur einer zu sehen ist und die sich vom rückwärtigen Ende des Heizelements 14 nach rückwärts erstrecken, an die Leitungsdrähte 16b und 16c mit Hilfe von zugeordneten Verbindern 62 angeschlossen. Die zweiten Stromleiter 60 sind an ihrem einen Ende mit Leitern des elektrischen Heizelements 14 durch Hart löten und an ihrem anderen Ende mit den Verbindern 62 durch Zusammenquetschen dieser verbunden.
  • Bei dem auf diese Weise aufgebauten Sauerstoff-Fühler ist der erste, mit dem ringförmigen Leiter 18 verbundene Stromleiter 52 dank des Vorhandenseins des W-förmigen Teils 58 in seiner Längsrichtung auseinander-und zusammenziehbar.
  • Das bedeutet, daß der Abstand zwischen den einander entgegengesetzten Enden des Stromleiters 52 nach Erfordernis oder Bedarf eingeregelt werden kann, wenn die Bauteile des Fühlers zusammengebaut werden. Das W-förmige Teil 58 wird so verformt, daß es möglich ist, den ersten Stromleiter 52 als Ganzes zu verlängern oder zu verkürzen, um einen Ausgleich für eine Kürzung oder ein Übermaß der ursprünglichen Länge, was auf Grund von Abmesssungsabweichungen oder -toleranzen der zusammenzubauenden Teile eintreten kann, zu erhalten.
  • Insofern ist dieser in der Länge veränderliche Teil 58 von großem Nutzen, wenn es darum geht, einen möglichen Durchhang (Schlaffheit) oder eine übermäßige Streckung des ersten Stromleiters 52 bei dem Zusammenbau des Sauerstoff-Fühlers zu beseitigen.
  • Die Aufnahme eines Durchhangs des ersten Stromleiters 52 durch das Förmige Teil 58 trägt ganz entscheidend zur Beseitigung des Problems einer Berührung des ersten Stromleiters 52 mit anderen elektrisch leitenden Elementen, insbesondere mit den zweiten Stromleitern 60 für das Heizelement 14, bei, da durch eine solche Berührung ein Kurzschluß zwischen den Stromleitern 52 und 60 hervorgerufen wird.
  • Somit bietet das W-förmige, in der Länge veränderliche Teil 58 Lösungen in bezug auf die herkömmlicherweise in Erscheinung tretenden Nachteile, wie Kürzung in der Länge des Stromleiters und dessen Loslösen wegen übermäßiger Streckung. Das hat einen leichteren Zmmenbau, eine verlängerte Lebensdauer und eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit des Sauerstoff-Fühlers zum Ergebnis.
  • Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform der erste Stromleiter 52 mit einem in der Länge nach Art einer Feder veränderbaren Teil versehen ist, ist es auch möglich, die zweiten Stromleiter 60 mit geeigneten längenveränderlichen Teilen, wie Fig. 9 zeigt, auszustatten, wobei jeder zweite Stromleiter 60 einen veränderbaren Abschnitt in Gestalt eines gewendelten Teils 64 aufweist, der bzw. das wirksam den Abstand zwischen den entgegengesetzten Enden des Stromleiters 60 so regelt, daß eine Überlänge oder eine Knappheit in der Länge des Stromleiters aufgenommen oder ausgeglichen wird. Ferner verringert das längenveränderliche gewendelte Teil 64 die Möglichkeit für einen Kurzschluß zwischen den beiden zweiten Stromleitern 60 oder zwischen einem zweiten und dem ersten Stromleiter 60 bzw. 52 wie auch die Möglichkeit einer übermäßigen Streckung oder Spannung mit daraus folgendem Loslösen der zweiten Stromleiter 60.
  • Wenngleich es vorgezogen wird, daß die längenveränderlichen Teile 58, 64 der ersten und zweiten Stromleiter 52, 60 ein elastisches Verhalten zeigen, so kann die Funktion dieser Teile auch ohne elastische oder federnde Kennwerte erfüllt werden.
  • Die Fig. 10 und 11 zeigen alternative Ausführungsformen für ein längenveränderliches Teil im ersten, mit dem ringförmigen Leiter 18 verbundenen Stromleiter 66, der im Fall der Fig. 10 ein in der Länge veränderliches Teil in Form einer Wendel 68 enthält, während er im Fall der Fig. 11 mit einer Schlaufe oder Schlinge 70 als längenveränderliches Teil versehen ist. Die zweiten Stromleiter 60 können ebenfalls je eine Schlaufe 72 enthalten, wie Fig. 12 zeigt.
  • Diese Ausbildungen des längenveränderlichen Teils der Stromleiter erfüllen im wesentlichen die gleiche Funktion, wie sie vorher dargelegt wurde.
  • Wenngleich es erwünscht ist, alle ersten und zweiten Stromleiter 52, 60 mit geeigneten, in der Länge veränderlichen Teilen von federartigem Verhalten oder federartiger Gestalt zu versehen, so kann eine bedeutsame Wirkung selbst dann erwartet werden, wenn entweder der erste oder der zweite Stromleiter 52 bzw. 60 mit solchen längenveränderlichen Teilen zur Einregelung des Abstands zwischen einander entgegengesetzten Anschlußenden der Stromleiter ausgestattet wird bzw. werden.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 13, 14(a) und 14(b) wird eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung erörtert.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Innen- oder Bezugselektrode des Festkörperelektrolyten 2 mit dem Leitungsdraht 16a über einen ringförmigen Leiter 74, einen ersten Stromleiter 26a und den bereits erwähnten Verbinder 56 verbunden. Der ringförmige Leiter 74 ist mit mehreren Zungen 54 versehen, von denen eine im ersten Stromleiter 26a ausläuft, wie das in Verbindung mit der vorigen Ausführungsform erläutert wurde. Die Zungen 54 werden mit der Außenfläche des stabförmigen Heizelements 14 in Berührung gehalten, so daß sie einen Reibungswiderstand bezüglich der Bewegung des ringförmigen Leiters 74 gegenüber dem Heizelement 14 bieten.
  • Für einen vollkommenen Schutz des ringförmigen Lei.ters 74 gegen seine Verlagerung mit Bezug zum Heizelement 14 wird eine der Zungen 54, die nicht im ersten Stromleiter 26a ausläuft, als eine Raste oder Arretierung 54', die einen radial nach innen gerichteten Vorsprung 76 hat, herangezogen.
  • Das stabförmige Heizelement 14 ist seinerseits in seiner Außenumfangsfläche mit einer Ausnehmung 78 versehen, wie die Fig. 14(a) und 14(b) erkennen lassen. Der mit der Raste 54' als einstückiges Teil ausgebildete Innen-Vorsprung 76 wird mit der Ausnehmung 78 in Eingriff gehalten, so daß der ringförmige Leiter 74 mit Bezug zum Heizelement 14 in seiner Lage gesichert ist. Durch das Eingreifen des Innen-Vorsprungs 76 der Raste 54' in die Ausnehmung 78 wird somit der ringförmige Leiter 74 an einer Bewegung in Umfangswie in Längsrichtung mit Bezug'zum Heizelement 14 gehindert, womit die Möglichkeit, daß der erste, vom ringförmigen Leiter 74 ausgehende Stromleiter 26a mit den zweiten, hart an die Leiter des Heizelements 14 gelöteten Stromleitern 26b in Berührung kommt, was ansonsten auf Grund einer möglichen Reibdrehung des ringförmigen Leiters 74 mit Bezug zum Heizelement 14 bei einem Schwingen des Sauerstoff-Fühlers während seines Zusarenenbaus oder während seines Arbeitens an einem Kraftfahrzeug geschehen kann, im wesentlichen beseitigt wird Insofern wird damit ein Kurzschluß der Stromleiter 26a und 26b vermieden.
  • Die Ausnehmung 78 für einen Innen-Vorsprung an der Rastzunge 54' des ringförmigen Leiters 74 wird geeigneterweise im stabförmigen Heizelement 14 derart ausgebildet, wie das unter Bezugnahme auf die Fig. 15(a) - 15(c) beschrieben wird, wobei die Ausnehmung 78 mit einem Innen-Vorsprung 80 in Eingriff ist. Das Heizelement 14 von Fig. 15(a) und 15(b) besteht aus einem einstückigen, gebrannten, inneren Keramikstab 82 und einer äußeren, ringförmigen Keramikhülle 84 mit einem aufgedruckten Wärmeerzeugungsteil 88. Die äußere Keramikhülle 84 wird, wie Fig. 15(c) zeigt, aus einer ungebrannten Grünkeramiktafel 86 gebildet, auf die mit geeigneten Materialien vorbestimmte Schemata des wärmeerzeugenden Teils 88 und eines elektrisch leitenden Teils 90 gedruckt werden. In der Grünkeramiktafel 86 wird eine rechteckige Öffnung 92 ausgestanzt. Die derart vorbereitete Grünkeramiktafel 86 wird um eine ungebrannte Masse des inneren Keramikstabes 82 derart herumgelegt, daß die aufgedruckten wärmeerzeugenden und elektrisch leitenden Teile 88, 90 auf der Seite der ungebrannten Masse des Keramikstabes 82 angeordnet sind. Die so erhaltene Anordnung aus der ungebrannten Grüntafel 86 und der ungebrannten Masse des Keramikstabes 82 wird dann zusammen gebrannt, so daß der gebrannte, ein Stück bildende Körper des stabförmigen Heizelements 14 erzeugt wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, wirkt die ursprünglich in der Grüntafel 86 ausgebildete Rechtecköffnung 92 mit der Außenfläche des inneren Keramikstabes 82 zusammen, um die Ausnehmung 78 zu bestimmen, mit der der Innen-Vorsprung 80 der Raste 54' des Leiters 74 zum Eingriff gebracht wird, um den Leiter 74 am stabförmigen Heizelement 14 zu halten und zu positionieren.
  • Die zweiten Stromleiter 26b werden jeweils an die elektrisch leitenden Teile 90 durch (nicht gezeigte) Zugangsöffnungen, die ebenfalls in der äußeren, grünen Keramiktafel 86 ursprünglich ausgebildet wurden, hart angelötet. Bei dem oben erläuterten Vorgang, wobei das Heizelement 14 durch ein Abdecken des ungebrannten Keramikstabes mit der grünen Keramiktafel 86 gefertigt wird, wird die Ausnehmung 78 auf einfache Weise als Ergebnis der Ausbildung der Rechtecköffnung 92 in der Grünkeramiktafel 86 ausgestaltet.
  • Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung wird anhand der Fig. 16 und 17 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird am zweiten Endabschnitt 28b des metallischen ringförmigen Mantels 28 ein mittlerer Bereich 94 radial nach innen gegen die Außenfläche des elastischen Gummistopfens 30 gestemmt oder gepreßt, und zwar erfolgt das auf dem gesamten Umfang des mittleren Teils des zweiten Endabschnitts 28b. Als Ergebnis dieses radialen Einwärtspressens oder -quetschens wird am zweiten Mantelendabschnitt 28b ein eingedrückter Bereich 94 gebildet, der den entsprechenden mittleren Bereich des Gummistopfens 30 radial einwärts zusammendrückt, so daß der erste Leitungsdraht 16a wie auch die zweiten Leitungsdrähte 16b und 16c fest im Gummistopfen 30 gehalten werden.
  • Die auf diese Weise festgehaltenen Leitungsdrähte 16a, 16b und 16c verlaufen durch im rückwärtigen keramischen Isolator 24 ausgebildete Eintrittsöffnungen 96 und sind mit den zugeordneten Stromleitern 26a bzw. 26b (von letzteren ist nur einer in Fig. 16 sichtbar) unter Verwendung von Verbindern 98 verbunden. Die Verbinder 98 sind in ebenfalls im Isolator 24 ausgestalteten Löchern 100 aufgenommen.
  • Die elektrische Verbindung der Leitungsdrähte 16a - 16c und der Stromleiter 26a - 26c mit den Verbindern 98 wird durch Quetschen oder Verstemmen der Verbinder 98 gegen die Stromleiter und Leitungsdrähte hergestellt.
  • Wie die Fig. 18 und 19 in größerem Maßstab deutlich zeigen, weist jeder Verbinder 98 ein Paar von radialen Nasen 102 auf, die sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, so daß ihre Enden an die Innenflächen der im rückwärtigen Isolator 24 abgegrenzten Löcher 100 stoßen, womit die Verbinder innerhalb des jeweils zugeordneten Lochs 100 durch die radialen Nasen 102 in ihrer Lage gehalten werden.
  • Diese Nasen 102 dienen dazu, radiale Rüttelbewegungen der Verbinder auf Grund von Vibrationen, denen der Sauerstoff-Fühler ausgesetzt ist, zu verhindern und damit die Stromleiter 26a und 26b, die sonst allzu leicht einem Ermüdungsbruch ausgesetzt sind, zu schützen.
  • Ein Verbinder 98 hat drei in der Längsrichtung voneinander beabstandete Verstemm- oder Quetschteile 98a, 98b und 98c, wie Fig. 18 zeigt. Das erste Quetschteil 98a dient dazu, den Endabschnitt des Außenmantels (der Isolierung) des Leitungsdrahtes 16a zu halten, während das zweite, mittlere Quetschteil 98b dazu dient, das Ende der Seele des Leitungsdrahtes für eine elektrische Verbindung zu halten. Das dritte Quetschteil 98c hat die Aufgabe, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung das Ende des zugeordneten Stromleiters 26a zu halten. Die radialen Nasen 102 gehen von dem zwischen dem zweiten und dritten Quetschteil 98b und 98c liegenden Bereich aus, so daß die Nasen 102 im wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung des Verbinders 98, d.h. zur Erstreckung des Lochs 100, gerichtet sind, wie in Fig. 19 mit ausgezogenen Linien angedeutet ist. Bei dem Zusammenbau des Sauerstoff-Fühlers wird der Verbinder 98 in das zugehörige Loch 100 gepreßt, wobei die radialen Nasen 102 leicht gebogen werden und mit der Innenfläche des Lochs 100 unter Druck in gleitenderReibanlage sind, wie in Fig. 19 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Schließlich nimmt der Verbinder 98 die in Fig. 18 gezeigte Lage ein.
  • Bei der in Rede stehenden Anordnung sind die Leitungsdrähte 16a, 16b und 16c unter der Wirkung der vom eingedrückten Bereich 94 im zweiten Mantelendabschnitt 28b ausgeübten Kompressionskraft fest im Gummistopfen 30 gehalten. Demzufolge werden äußere Vibrationen der Leitungsdrähte nicht unmittelbar auf die Stromleiter 26a und 26b übertragen. Zusätzlich werden durch die stoßende Anlage der radialen Nasen 102 an den Innenflächen der im Isolator 24 ausgestalteten Löcher 100 Rüttelbewegungen der Verbinder 98 verhindert.
  • Wenngleich der Gummistopfen 30 durch Aufbringen eines Quetschdrucks auf den Bereich 94 des zweiten Mantelendabschnitts 28b radial nach innen hin zusammengedrückt wird, nachdem der Stopfen 30 in diesen Endabschnitt 28b eingesetzt worden ist, so sst es auch möglich, den Gummistopfen 30 im zweiten Endabschnitt 28b im Preßsitz festzuhalten, ohne anschließend eine Quetschwirkung am Endabschnitt 28b auszuüben. Der in Fig. 20 gezeigte Gummistopfen 30 ist im Preßsitz festgelegt worden. In diesem Fall werden die Leitungsdrähte 16a - 16c zuerst durch den Gummistopfen 30 geführt, der dann in den zweiten Mantelendabschnitt 28b eingedrückt wird.
  • Die an den Verbindern 98 vorgesehenen Nasen 102 können durch andere Ausbildungen ersetzt werden, wie die Fig. 21 - 24 zeigen.
  • Der Verbinder 104 von Fig. 21 und 22 weist ein erstes Quetschstück 104a zum Festhalten des Endes der äußeren Isolierunq des Leitungsdrahtes 16a (oder 16b bzw. 16c), ein zweites Quetschstück 104b zum Halten der Seele des Leitungsdrahtes und ein drittes Quetschstück 104c zum Halten des Endes des Stromleiters 26a (oder 26b) auf. Das dritte Quetschstück 104c ist mit zwei Lappen 106 versehen, die sich in einer vom ersten Quetschstück 104a zum dritten Quetschstück 104c parallel verlaufenden Richtung erstrecken. Diese beiden parallelen Lappen 106 werden in entgegengesetzten Richtungen unter einem geeigneten Winkel mit Bezug zur Linie der Erstreckung des Stromleiters 26a (oder 26b) seitwärts abgebogen, wie mit gestrichelten Linien in Fig. 22 angedeutet ist, so daß die Enden der abgebogenen Lappen 106' in stoßender Berührung an der Innenwand des im rückwärtigen Isolator 24 bestimmten Lochs 100 gehalten werden. Damit wird der Verbinder 104 im Loch 100 in seiner Position festgelegt.
  • Eine weitere Ausführungsform für einen Verbinder ist in den Fig. 23 und 24 gezeigt. Hier ist ein Verbinder 107 herkömmlicher Art mit einem eigenen oder getrennten Kragenteil 108 versehen, das einen Zylinderabschnitt 110, der auf einen in Längsrichtung mittleren Teil des Verbinders 107 paßt, und ferner vier durch V-förmige Ausschnitte voneinander getrennte Kragenabschnitte 112 umfaßt, welche einen allgemein kegelstumpfförmigen Kragen, der sich in axialer Richtung an die eine Seite des Zylinderabschnitts 110 anschließt, bestimmen. Wie die Fig. 24 zeigt, wird der Verbinder 107 mit dem in die richtige Lage gebrachten Kragenteil 108 im Loch 100 dadurch festgelegt, daß die Kragenabschnitte 112 an der das Loch 100 umschließenden Innenwand in stoßende Anlage gebracht werden.
  • Anhand der Fig. 25 - 27 wird eine weitere Ausführungsform gcmäß der Erfindung beschrieben. Hierbei sind die Leitungsdrähte 16a - 16c mit dem ersten Stromleiter 26a bzw. den zweiten Stromleitern 26b, von denen nur einer in Fig. 25 zu sehen ist, elektrisch durch Verbinder 114 nach Art einer Stecker/Kupplung-Verbindung verbunden.
  • Jeder der zweiten Stromleiter 26b, die sich vom rückwärtigen Teil des elektrischen Heizelements 14 weg erstrecken, ist, wie die Fig. 26(a) und 26(b) zeigen, als Stecker in Form eines dünnen Metallstifts ausgebildet. Andererseits ist der Verbinder 114 an seinem einen Ende elektrisch an das Ende eines zugeordneten Leitungsdrahtes 16b (oder 16c) angeschlossen und weist eine einstückig mit ihm ausgebildete Kupplung in Form einer relativ langen Verbindungsbuchse 116 mit einer Öffnung 118 auf. Die Verbindungsbuchse 116 geht vom anderen (dem Leitungsdraht 16b gegenüberliegenden) Ende des Verbinders 114 aus, so daß der Endabschnitt des Metallstifts 26b in die Öffnung 118 eingesetzt werden kann, um einen elektrischen Anschluß zum Verbinder 114 und damit zum Leitungsdraht 16b (oder 16c) herzustellen. In gleichartiger Weise besteht der erste, mit dem ringförmigen Leiter 18 verbundene Stromleiter 26a aus einem Steckerkontakt aus einem starren oder einem elastischen Metallmaterial, der in die Öffnung 118 in der länglichen Verbindungsbuchse 116 des Verbinders 114 eingesteckt wird.
  • Jeder Verbinder 114 ist von herkömmlicher Art und weist einen ersten Abschnitt 114a, um das Ende der Außenisolierung eines Leitungsdrahtes 16 zu halten, sowie einen zweiten Abschnitt 114b, um das Ende der Seele des Leitungsdrahtes zu halten, auf, so daß der Verbinder 114 somit mit dem Leitungsdraht elektrisch verbunden ist. Die vorher erwähnte Verbindungsbuchse 116 ist als ein Stück mit dem zweiten Abschnitt 114b, von dessen Ende sie ausgeht, ausgebildet.
  • Wie Fig. 27 zeigt, ist der erste Stromleiter 26a, d.h. der Stecker, ein einstückiges Teil des ringförmigen Leiters 18, das sich von einem rückwärtigen Ende einer nach rückwärts ragenden Zunge des ringförmigen Leiters 18 aus erstreckt.
  • Das elektrische Heizelement 14 ist an seinem rückwärtigen Ende mit Hartlötflächen 120, von denen nur eine gezeigt ist, versehen, an denen die zweiten Stromleiter 26b (Metallstifte) hart an die Leiter des Heizelements 14 gelötet werden. Der erste und die zweiten Stromleiter 26a bzw. 26b sind elektrisch an die jeweiligen Verbindungsbuchsen 116 angeschlossen, d.h., in deren Öffnungen 118 eingesetzt, womit sie folglich zu den entsprechenden Leitungsdrähten 16a - 16c elektrisch Verbindung haben. Bei dieser Anordnung wird ein Signal von der inneren Elektrode des Festkörperelektrolyten 2 einer externen Vorrichtung durch den Leitungsdraht 16a zugeführt, während das Heizelement 14 über die Leitungsdrähte 16b sowie 16c an eine äußere Energiequelle angeschlossen ist.
  • Gemäß der oben beschriebenen Anordnung werden die Stromleiter 26a und 26b auf einfache Weise mit den zugehörigen Leitungsdrähten 16a - 16c durch eine einfache Stecker/ Kupplung-Verbindung (Stecker 26a und 26b, Verbindungsbuchse 116) verbunden, womit ein Verstemm- oder Quetschvorgang unnötig wird, um die Leitungsdrähte und die Stromleiter körperlich fest sowie elektrisch zu verbinden.
  • Wenngleich bei der Ausführungsform nach den Fig. 25 - 27 eine Stecker/Kupplung-Verbindung für alle drei Paare von Stromleitern und Leitungsdrähten (26a, 16a; 26b, 16b; 2fb, 16c)vorgesehen ist, so kann diese Art einer Verbindung auch nur für ein Paar oder zwei Paare aus den dreien angewendet werden, was immer noch einen bedeutenden Beitrag zur Erleichterung in der Ausbildung der elektrischen Verbindungen des Sauerstoff-Fühlers bringt.
  • Ferner ist es möglich, eine Kupplung auf der Seite der Stromleiter und einen Stecker auf der Seite der Leitungsdrähte (bzw. Verbinder) anzuwenden. Um das Einsetzen des Stromleiters in die Öffnung 118 zu erleichtern, ist es von Vorteil, das Ende der Kupplung oder Muffe 116 anzufasen.
  • Ein Sauerstoff-Fühler umfaßt somit im wesentlichen einen rohrförmigen Festelektrolytkörper mit Elektroden an seiner Innen- sowie Außenfläche, ein Gehäuse, das den Festelektrolytkörper derart lagert, daß seine Außenfläche am einen Ende des Körpers einem zu prüfenden Gas, seine Innenfläche unter Einhaltung eines gasdichten Zustands in bezug auf das Prüfgas der Umgebungsluft ausgesetzt ist, und das auf der Seite der Umgebungsluft mit einem ringförmigen Kragen versehen ist, ein elektrisches, in den rohrförmigen Festelektrolytkörper eingesetztes Heizelement, Leitereinrichtungen, die ein für eine elektromotorische Kraft zwischen den Elektroden kennzeichnendes Ausgangssiqnal liefern sowie dem Heizelement Energie zuführen, und einen ringförmigen Mantel, der einen an der Außenfläche eines ringförmigen Kragens des Gehäuses anliegenden Endabschnitt aufweist.
  • Die Innenfläche des Endabschnitts des ringförmigen Mantels wird an der Außenfläche des ringförmigen Kragens in gasdichter Anlage unter Andruck gehalten, so daß diese Innenfläche des Mantelendabschnitts und die Außenfläche des ringförmigen Kragens im Zusammenwirken miteinander eine ununterbrochene, ringförmige Abdichtung über den gesamten Umfang des Gehäuses und des Mantels bilden.
  • Wenngleich die Erfindung anhand von verschiedenen Ausführungsformen erläutert und dargelegt wurde, so ist klar, daß sie auf diese speziellen Ausführungsformen nicht beschränkt ist, vielmehr werden dem Fachmann auf Grund der offenbarten Lehre Abwandlungen und Abänderungen an die Hand gegeben sein, die aber als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims (20)

  1. Patentansprüche 1. Sauerstoff-Fühler mit einem rohrförmigen Festelektrolytkörper, in dem eine am einen Ende des rohrförmigen Festelektrolytkörpers geschlossene, am anderen Ende offene Bohrung ausgebildet ist und der an seiner Innensowie Außenfläche Elektroden aufweist, mit einem Metallgehäuse, das den rohrförmigen Festelektrolytkörper derart trägt, daß seine Außenfläche an dem einen Ende einem Prüfgas und seine Innenfläche der Umgebungsluft ausgesetzt ist, und das die Bohrung in gasdichtem Zustand in bezug auf das Prüfgas hält sowie auf der Seite der Umgebungsluft mit einem ringförmigen Kragen versehen ist, mit einem in die Bohrung eingesetzten, den Festelektrolytkörper beheizenden Heizelement, mit Leitereinrichtungen, die ein für eine zwischen den Elektroden induzierte elektromotorische Kraft kennzeichnendes Ausgangssignal abgeben und dem Heizelement Energie zuführen, und mit einem ringförmigen Metallmantel, der einen ersten, an einer Außenfläche des ringförmigen Kragens des Metallgehäuses in Anlage befindlichen Endabschnitt hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des ersten Endabschnitts (28a) des ringförmigen Metallmantels (28) an der Außenfläche des ringförmigen Kragens (12) des Metallgehäuses (4) in fluiddichter Druckanlage gehalten ist und daß die Innenfläche des ersten Endabschnitts (28a) des Metallmantels (28) sowie die Außenfläche des ringförmigen Kragens (12) in Zusammenarbeit miteinander über den gesamten Umfang des Metallgehäuses sowie des ringförmigen Metallmantels eine durchlaufende ringförmige Abdichtung bilden.
  2. 2. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kragen (12) des Metallgehäuses (4) an seiner Außenfläche wenigstens einen ringförmigen Außen-Vorsprung (36) aufweist, welcher einen Außendurchmesser hat, der nicht kleiner als ein Innendurchmesser des ersten Endabschnitts (28a) des Metallmantels (28) ist, und daß die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen der Innenfläche des ersten Endabschnitts (28a) an den wenigstens einen Außen-Vorsprung (36) des ringförmigen Kragens (12) gebildet ist.
  3. 3. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kragen (t2) des Metallgehäuses (4) wenigstens einen großkalibrigen Abschnitt (44) aufweist, welcher einen Außendurchmesser hat, der nicht kleiner als ein Innendurchmesser des ersten Endabschnitts (28a) des Metallmantels (28) ist, und daß die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen der Innenfläche des ersten Endabschnitts (28a) an den wenigstens einen großkalibrigen Abschnitt (44) des ringförmigen Kragens gebildet ist.
  4. 4. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt (28a) des ringförmigen Metallmantels (28) wenigstens einen ringförmigen Innen-Vorsprung (48) an seiner Innenfläche aufweist, welcher einen Innendurchmesser hat, der nicht größer als ein Außendurchmesser des ringförmigen Kragens (12) des Metallgehäuses (4) ist, und daß die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen des wenigstens einen ringförmigen Innen-Vorsprungs (48) des ersten Endabschnitts (28a) an die Außenfläche des ringförmigen Kragens (12) des Metallgehäuses (4) gebildet ist.
  5. 5. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt (28a) des ringförmigen Metallmantels (28) wenigstens einen kleinkalibrigen Abschnitt (50) aufweist, der einen Innendurchmesser hat, welcher nicht größer als ein Außendurchmesser des ringförmigen Kragens (12) des Metallgehäuses (4) ist, und daß die durchlaufende ringförmige Abdichtung durch Anpressen des wenigstens einen kleinkalibrigen Abschnitts (50) des ersten Endabschnitts des Metallmantels an die Außenfläche des ringförmigen Kragens (12) des Metallgehäuses gebildet ist.
  6. 6. Sauerstoff-Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinrichtungen einen ersten, an eine der Elektroden zur Lieferung des Ausgangssignals angeschlossenen Stromleiter (26a, 52) und zweite, zur Energieversorgung des elektrischen Heizelements (14) mit diesem verbundene Stromleiter (26b, 60) umfassen, daß der erste und die zweiten Stromleiter mit äußeren Leitungsdrähten (16a, 16b, 16c), die an ihrem einen Ende in den ringförmigen Metallmantel (28) eingesetzt sind, verbunden sind und daß wenigstens einer der ersten sowie zweiten Stromleiter ein in der Länge veränderbares, federartiges Teil (58, 64, 68, 70) aufweist, das eine Längung des wenigstens einen Stromleiters zuläßt.
  7. 7. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das längenveränderliche Teil des wenigstens einen Stromleiters die Form einer Wendel (64, 68) hat.
  8. 8. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das längenveränderliche Teil des wenigstens einen Stromleiters aus wenigstens zwei Abwinkelungen (58) gebildet ist.
  9. 9. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das längenveränderliche Teil des wenigstens einen Stromleiters die Form einer Schlaufe (70, 72) hat.
  10. 1O,Sauerstoff-Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement (14) stabförmig ausgebildet ist, daß die Leitereinrichtungen einen ringförmigen, auf das stabförmige Heizelement gepaßten, das Ausgangssignal empfangenden Leiter (18, 74) umfassen, daß das stabförmige Heizelement in seiner Außenumfangsfläche mit wenigstens einer Ausnehmung (78) versehen ist und daß der ringförmige Leiter (18, 74) mit wenigstens einer mit der wenigstens einen Ausnehmung (78) in Eingriff gehaltenen Arretierung (54', 76) ausgestattet ist, so daß der ringförmige Leiter in Umfangsrichtung mit Bezug zum stabförmigen Heizelement festgelegt ist.
  11. 11. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Heizelement (14) aus einem gebrannten, einstückigen Körper mit einem inneren Keramikstab (82) und einer äußeren, einen aufgedruckten wärmeerzeugenden Teil (88) aufweisenden ringförmigen Keramikhülle (84) besteht und daß die äußere ringförmige Keramikhülle aus einer ungebrannten Keramiktafel (86) mit wenigstens einer Öffnung (92) gebildet ist, wobei die Öffnung zusammen mit der Außenfläche des inneren Keramikstabes (82) bei dem aus einer ungebrannten Masse für den inneren Keramikstab sowie der ungebrannten, um die ungebrannte Masse des inneren Keramikstabes herumgewickelten Keramiktafel (86) als ein Stück gebrannten Körper die wenigstens eine Ausnehmung (78) bestimmt.
  12. 12. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinrichtungen einen ersten, mit einer der Elektroden zum Empfang des Ausgangssignals in Verbindung stehenden Leitungsdraht (16a), zweite, mit dem elektrischen Heizelement (14) zur Energiezufuhr zu diesem in Verbindung stehende Leitungsdrähte (16b, 16c) sowie Verbinder (56, 98, 104, 107, 114) zur Verbindung des ersten Leitungsdrahtes mit der einen Elektrode sowie der zweiten Leitungsdrähte mit dem Heizelement umfassen, daß der ringförmige Metallmantel (28) einen zum ersten Endabschnitt (28a) entgegengesetzt liegenden zweiten Endabschnitt (28b) hat, daß in dem Metallmantel ein elektrischer solator (24) mit mehreren, den ersten sowie zweiten Leitungsdrähten entsprechenden Löchern (100), in denen die Verbinder untergebracht sind, angeordnet ist und daß in dem zweiten Endabschnitt (28b) des Metallmantels (28) ein elastischer Stopfen (30) aufgenommen ist, durch den die ersten sowie zweiten Leitungsdrähte (16a, 16b, 16c) aus dem Metallmantel austreten und der an einer Innenfläche des zweiten Endabschnitts des Metallmantels in Druckanlage gehalten ist, so daß die ersten und zweiten Leitungsdrähte in dem elastischen Stopfen festgelegt sind.
  13. 13. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endabschnitt (28b) des Metallmantels (28) zu einer Außenfläche des elastischen Stopfens (30) hin radial einwärts gepreßt ist, um den Stopfen zum Festlegen der ersten und zweiten Leitungsdrähte in einem radial einwärts zusammengedrückten Zustand zu halten.
  14. 14. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbinder einen radialen, den Verbinder in einem zgueordneten der Löcher (100) haltenden Ansatz (102, 106', 112) trägt.
  15. 15. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinrichtungen Strom leiter (26a, 26b, 52, 60) umfassen, die mit ihrem einen Ende an die eine der Elektroden bzw. das Heizelement und mit ihren anderen Enden an die Verbinder angeschlossen sind.
  16. 16. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinrichtungen einen ersten, an seinem einen Ende zum Empfang des Ausgangssignals an eine der Elektroden angeschlossenen Stromleiter (26a, 52), zweite, mit ihrem einen Ende zur Energiezufuhr zum Heizelement (14) an dieses angeschlossene Stromleiter (26b, 60), einen ersten Leitungsdraht (16a), der an einem seiner Enden an eine externe Vorrichtung angeschlossen ist, zweite Leitungsdrähte (16b, 16c), die an einem ihrer Enden an eine Energiequelle angeschlossen sind, und Verbinder (114) mit wenigstens einem Paar von Stecker/Kupplung-Kontakten (116, 118), die die anderen Enden der ersten sowie zweiten Leitungsdrähte mit den anderen Enden eines zugeordneten der ersten und zweiten Stromleiter verbinden, umfassen.
  17. 17. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 16, dadurch gekennzei.chnet, daß jedes der Stecker/Kupplung-Kontaktpaare aus einem Stecker (26a, 26b) und einer diesen für eine elektrische Verbindung aufnehmenden Verbindungsbuchse (116) besteht.
  18. 18. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker aus dem anderen Ende des jeweils zugeordneten ersten und zweiten Stromleiters (26a, 26b)gebildet ist.
  19. 19. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Stromleiter metallisciee Stifte sind, die an ihrem einen Ende hart mit dem Heizelement (14) verlötet sind.
  20. 20. Sauerstoff-Fühler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Stecker/Ktlpplung-Kontaktpaare in einem LQch (100) eines im ringförmigen Metallmantel (28) aufgenommenen elektrischen Isolators (24) angeordnet ist.
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