氣體測量傳感器制造技術

氣體測量傳感器，用于確定被測氣體的物理特性、尤其是其溫度或一種氣體混合物中的氣體成分的濃度，具有一個殼體（１２）及一個離其殼體內壁（１２４）具有間距地被保持在該殼體（１２）中的傳感元件（１１），該傳感元件以一個被測氣體側的端部區段（１１１）及以一個連接側的端部區段（１１２）從殼體（１２）中伸出并且在這些端部區段（１１１，１１２）之間相對殼體內壁（１２４）密封，其特征在于：該傳感元件（１１）具有一個環形法蘭（１３），該環形法蘭被設置在這些端部區段（１１１，１１２）之間的區域中并且與該傳感元件（１１）對氣體密封地相連接；該環形法蘭（１３）被經過一個置入在一個徑向肩（１２３）與環形法蘭（１３）之間的密封圈（１４）軸向固定夾緊在該構造在殼體內壁（１２４）上的環形的徑向肩（１２３）上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于確定被測氣體的物理特性、尤其是其溫度或一種氣體混合物如內燃機的排氣中的氣體成分的濃度的氣體測量傳感器。
技術介紹
在公知的氣體測量傳感器(DE 195 32 090 A1)中，傳感元件在殼體中的機械的保持及該傳感元件的連接側的端部區段相對于被測氣體側的端部區段的氣密的密封通過兩個陶瓷模制件及一個設置在它們之間的密封組件來實現，它們被套在傳感元件的位于這兩個端部區段之間的一個中間的區段上且靠置在殼體內壁上。密封組件由三個密封盤組成，其中兩個外部的密封盤由滑石構成且中間的密封盤由氮化硼構成。一個滑石密封盤位于下陶瓷模制件上，后者本身支撐在一個構造在殼體上的環繞的斜肩上。在上滑石密封盤上座置著陶瓷模制件，后者在其背對該密封盤的端面上由一個金屬的保持罩搭接。該保持罩借助軸向的壓力套在殼體上，其中所述密封組件被壓緊。接著，該保持罩在殼體側的切槽的區域中被鼓出成形。通過該密封組件的壓緊，這三個密封盤在軸向上被擠壓，由此，它們一方面壓緊在傳感元件上，另一方面壓緊在殼體內壁上。
技術實現思路
因此，本專利技術的任務是，提供一種用于確定被測氣體的物理特性、尤其是其溫度或一種氣體混合物如內燃機的排氣中的氣體成分的濃度的氣體測量傳感器，它克服了現有技術中的缺點。根據本專利技術，提出了一種氣體測量傳感器，用于確定被測氣體的物理特性、尤其是其溫度或一種氣體混合物中的氣體成分的濃度，該氣體測量傳感器具有一個殼體及一個離其殼體內壁具有間距地被保持在該殼體中的傳感元件，該傳感元件以一個被測氣體側的端部區段及以一個連接側的端部區段從殼體中伸出并且在這些端部區段之間相對殼體內壁密封，其中該傳感元件具有一個環形法蘭，該環形法蘭被設置在這些端部區段之間的區域中并且與該傳感元件對氣體密封地相連接，并且該環形法蘭被經過一個置入在一個徑向肩與環形法蘭之間的密封圈軸向固定夾緊在該構造在殼體內壁上的環形的徑向肩上。根據本專利技術的氣體測量傳感器具有其優點，即通過傳感元件上的環形法蘭及殼體中的徑向肩，同置入在該環形法蘭與該徑向肩之間的密封圈相聯系地達到傳感元件與殼體之間的軸向的密封，該軸向的密封在其密封功能上比在一個包圍傳感元件的密封部件與殼體的內壁之間的徑向的密封無問題得多?？扇∠诠臍怏w測量傳感器上為了良好的徑向的密封總是具有的由多個密封盤組成的密封組件及擠壓這些密封盤的隔離套管。由此一方面簡化了制造過程，因為施加在該密封圈上的壓緊力可比借助凸模及配合模具施加在密封組件上的壓緊力小得多，后者對于設置在所述隔離套管之間的密封組件的擠壓是必需的。作用在密封圈上的壓緊力還可通過在殼體中引入簡單的鼓出成形結構或滾壓結構來在環形法蘭的背對該密封圈的側上產生及維持，尤其當該密封圈由金屬制造并具有與殼體相同的熱膨脹系數時。另一方面，通過取消公知的密封組件可明顯地減小氣體測量傳感器的軸向結構高度。此外，在裝配該測量傳感器時該環形法蘭承擔對中功能且在測量傳感器工作時承擔相對殼體的支撐功能，由此避免了傳感元件的固有振動。根據本專利技術的一個有利的實施形式，傳感元件與環形法蘭構成一個裝配單元，其中該環形法蘭由陶瓷材料組成并且被燒結在該傳感元件上。這里該環形法蘭可套在處于濕態中的傳感元件上并在共燒過程中與傳感元件一起燒結。一種置入在傳感元件與環形法蘭之間的薄膜粘合劑負責燒結時傳感元件與環形法蘭之間的氣密的連接。變換地，將環形法蘭套在已燒結的傳感元件上及借助薄膜粘合劑粘接并在后燒過程中燒結在該已燒結的傳感元件上。在這兩種情況下優選在傳感元件與環形法蘭之間還設置有一個層、例如由玻璃粉末作的層，它減小在燒結過程中在傳感元件與環形法蘭之間形成的機械應力。根據本專利技術的另一個實施形式，也被燒結的環形法蘭借助陶瓷澆注材料或陶瓷粘接劑固定在已燒結的傳感元件上。根據本專利技術的一個選擇的實施形式，至少在環形法蘭的背著徑向肩的一側上、優選在該環形法蘭的兩側上靠置有密封部件，后者通過優選由陶瓷作的隔離套管壓緊在環形法蘭上。在此情況下，該壓緊力通過在殼體中引入鼓出成形結構或滾壓結構來在所述隔離套管的背對密封部件的側上產生。通過該選擇的措施，除了一個附加的密封功能外尤其達到了傳感元件在殼體上的縱向支撐及由此達到對于傳感元件的振動阻尼的改善。有利的是，環形法蘭在密封圈上的軸向固定夾緊是通過在殼體中引入鼓出成形結構或滾壓結構來實現的。有利的是，殼體上的徑向肩被這樣地構造，使得該徑向肩朝向傳感元件的被測氣體側的端部區段。有利的是，殼體被構造成具有一個直徑較大的及一個直徑較小的殼體區段的空心圓柱形；在這些殼體區段的過渡部分上構造了所述徑向肩。有利的是，一個以一個徑向間距包圍傳感元件的被測氣體側的端部區段的保護管被套在直徑較大的殼體區段上并且通過鼓出成形、滾壓或焊接被固定在殼體上。通過上述技術方案可實現根據本專利技術的氣體測量傳感器的進一步構型及改進。附圖說明以下借助一個在附圖中所示的實施例來詳細描述本專利技術。附圖示意地表示圖1部分地示出一個具有傳感器單元的氣體測量傳感器的縱截面，圖2部分地示出圖1中傳感元件的一個透視圖。具體實施例方式圖1中部分地以縱截面視圖示出的氣體測量傳感器被設計成用于確定內燃機的排氣中的氧濃度的λ傳感器(Lambdasonde)。它具有一個平面型傳感元件11，該傳感元件具有一個暴露在被測氣體中的、對氣體敏感的、被測氣體側的端部區段111及一個連接側的端部區段112，該連接側的端部區段用于使傳感元件11電連接到一個電連接導線上。在連接側的端部區段112上以公知的方式設置有一些接觸面，這些接觸面一方面通過一些印制導線(Leiterbahn)與一些設置在被測氣體側的端部區段111上的電極相連接，另一方面通過一個連接插接件與連接導線的連接導體相連接。傳感元件11離殼體內壁124具有間距地被保持在管狀的或空心圓柱形的殼體12中并以其兩個端部區段111及112在殼體12的端面上伸出。殼體12在直徑上被構造有階梯并且具有一個直徑較小的上殼體區段121及一個直徑較大的下殼體區段122，其中在這兩個殼體區段121、122的過渡區域中通過殼體內壁124的這里給出的偏移而形成一個環形的徑向肩123，該徑向肩朝向傳感元件11的被測氣體側的端部區段111。通常由陶瓷層、優選由薄膜組成的平面型傳感元件11在其位于被測氣體側的端部區段111與連接側的端部區段112之間的區域中承載一個環形法蘭13，該環形法蘭對氣體密封地被固定在傳感元件11上。環形法蘭13由陶瓷材料構成并且被燒結在傳感元件11上，使得該傳感元件與該環形法蘭13構成一個裝配單元。為此，環形法蘭13被置于處于濕態中的傳感元件11上并且與該傳感元件一起在所謂的共燒(Cofiring)過程中燒結。變換地，該環形法蘭13也可套在已燒結的傳感元件11上并且在所謂的后燒(Postfiring)過程中燒結在該傳感元件11上。在這兩種情況下，在環形法蘭13與傳感元件11之間置入一種薄膜粘合劑，該薄膜粘合劑在燒結過程中在環形法蘭13與傳感元件11之間形成氣密的連接。為了減小在燒結時在環形法蘭13與傳感元件11之間的界面上可能出現的機械應力，還可在環形法蘭13與傳感元件11之間設置一個減小應力的層、例如由玻璃粉末組成的層。作為另一個變型方案也可借助一種陶瓷澆注本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：于爾根·魯特，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：