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Dokumentenidentifikation DE102006000500A1 12.04.2007
Titel Stoßabsorbierender Aufbau eines Gassensors
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Yamauchi, Masanobu, Kariya, Aichi, JP;
Kojima, Takashi, Kariya, Aichi, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Anmeldedatum 02.10.2006
DE-Aktenzeichen 102006000500
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse G01N 27/403(2006.01)A, F, I, 20061129, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Gassensor umfasst einen Sensorelementhalter, einen Porzellanisolator, eine Außenhülle, die auf einem Gehäuse angeordnet ist zum Umgeben des Porzellanisolators, sowie ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Sensorelement. Der Gassensor umfasst ebenfalls Außenfedern und zumindest ein Paar von Anschlussfedern, wobei diese jeweils zwischen dem Porzellanisolator und dem Sensorelement in Anlage mit dem Sensorelement angeordnet sind. Die Anschlussfedern dienen zur Bildung eines Spalts, in welchem eine Dicke des Sensorelements gehalten wird. Die Außenfedern sind zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet und umfassen eine kombinierte Federkonstante, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist, wodurch ein zu übertragender externer Druck eher zu den Außenfedern als zu den Anschlussfedern übertragen wird, zur Unterdrückung der Vibrationen des Porzellanisolators in effektiver Weise zur Vermeidung, dass ein unerwünschter Stoß auf das Sensorelement einwirken kann.

Beschreibung[de]
GRUNDLAGEN DER ERFINDUNG Technischer Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Gassensor, der in einem Abgassystem in einer Brennkraftmaschine zur Maschinenverbrennungssteuerung angeordnet sein kann, und insbesondere eine verbesserte Struktur eines Gassensors, die vorgesehen ist zum Absorbieren eines auf den Gassensor einwirkenden externen Drucks zum Schützen eines Sensorelements vor dem Stoß.

11 zeigt ein Beispiel eines typischen Gassensors, der in einem Abgassystem einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeordnet ist, zum Messen der Konzentration einer Komponente der abgegebenen Abgase der Maschine, wie beispielsweise Sauerstoff (O2) oder Stickoxide (NOx).

Der Gassensor umfasst ein Sensorelement 92, ein Gehäuse 94, einen ersten Porzellanisolator (einen elementseitigen Porzellanisolator) 93, einen zweiten Porzellanisolator (d.h. einen atmosphärenseitigen Porzellanisolator) 95, und eine Luftabdeckung 96. Der erste Porzellanisolator 93 wird innerhalb des Gehäuses 94 gehalten. Das Sensorelement 92 ist innerhalb des ersten Porzellanisolators 93 angeordnet. Der zweite Porzellanisolator 95 umgibt einen Basisteil 921 des Sensorelements 92. Die Luftabdeckung 96 ist mit dem Gehäuse 94 verbunden und umgibt den zweiten Porzellanisolator 95.

Ist jedes der gegenüberliegenden Endoberflächen des ersten Porzellanisolators 93 und des zweiten Porzellanisolators 95 uneben, und wird der zweite Porzellanisolator 95 bei dem ersten Porzellanisolator 93 angeordnet und gegen diesen zum Bewirken einer Ausrichtung des zweiten Porzellanisolators 95 mit dem Sensorelement 92 gedrückt, dann wird eine Biegungsbelastung auf das Sensorelement 92 einwirken, und im ungünstigsten Fall kann dies zu einem Bruch desselben führen. Der zweiten Porzellanisolator 95 ist daher über den ersten Porzellanisolator 93 mittels eines Luftspalts angeordnet und wird in Verbindung mit einer gleitenden bzw. schwebenden Bedingung innerhalb der Luftabdeckung 96 gehalten.

Wirkt eine externe Kraft F, beispielsweise in Folge mechanischer Vibrationen oder eines physikalischen Stoßes, gemäß der Darstellung in 12 auf den Gassensor ein, dann bewirkt dies, dass sich der zweite Porzellanisolator in Querrichtung bewegt, sodass die Biegebelastung auf das Sensorelement 92 über die Abschlussfedern 94 einwirkt. Insbesondere wird eine der Abschlussfedern 94 und die andere 95 nicht ausgeglichene Federkräfte f und f' erzeugen. Dies bewirkt einen Druck gemäß |f–f'|, der auf den Basisteil 921 des Sensorelements 92 einwirkt, wobei dies zu einer Beschädigung des Sensorelements 92 führen kann.

Zur Vermeidung des vorstehend angegebenen Problems ist der japanischen Druckschrift JP 2004-144732 die Lehre zu entnehmen, Federn zu verwenden, die zwischen einer Luftabdeckung (äquivalent zu der Luftabdeckung 96 gemäß 11) und einem Porzellanisolator (äquivalent zu dem zweiten Porzellanisolator 95) angeordnet sind, um in elastischer Weise den Porzellanisolator räumlich innerhalb der Luftabdeckung zu halten.

Der Porzellanisolator besteht aus einer komplizierten Anordnung einer Vielzahl von Teilen, sodass dies im Ergebnis zu einer Erhöhung der gesamten Produktionskosten des Gassensors führt. Wirkt ferner ein erheblicher Stoß auf den Gassensor ein, dann kann dies dazu führen, dass der Stoß direkt von den Federn zu dem Porzellanisolator übertragen wird, wodurch die Biegebelastung auf das Sensorelement einwirkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt daher die Hauptaufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Es liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Struktur eines Gassensors bereitzustellen, der in der Weise ausgebildet ist, dass ein externer, auf den Gassensor einwirkender Druck zum Schutz eines Sensorelements vor einem Stoß absorbiert wird.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gassensor bereitgestellt, der in einem Abgassystem einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeordnet sein kann zum Messen der Konzentration einer ausgewählten Komponente der Abgasemission zur Verwendung bei der Verbrennungssteuerung der Maschine. Der Gassensor umfasst: (a) eine Elementhalteinrichtung mit einem oberen Ende und einem dem oberen Ende gegenüberliegenden Basisende, (b) ein Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil aufweist, sowie einen Basisteil, und das in der Elementhalteinrichtung festgehalten wird, wobei der Basisteil sich nach außerhalb des Basisendes der Elementhalteinrichtung erstreckt, und wobei der Erfassungsteil zur Erzeugung eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewählten Komponente des Gases dient; (c) ein hohles Gehäuse mit einem oberen Bereich und einem dem oberen Bereich gegenüberliegenden Basisbereich, wobei das Gehäuse in seinem Inneren die Elementhalteinrichtung hält; (d) einen hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende der Elementhalteinrichtung angeordnet ist zum Umgeben des Basisteils des Sensorelements; (e) einer äußern Abdeckung, die auf dem Basisteil des Gehäuses angeordnet ist und den Porzellanisolator umgibt; (f) zumindest ein Paar von Anschlussfedern, von denen jede zwischen einer inneren Wand des Porzellanisolators und dem Sensorelement in Anlage an dem Basisteil des Sensorelements angeordnet ist, wobei die Anschlussfedern einander gegenüberliegend sind zur Bildung eines Spalts, in welchem eine Dicke des Basisteils des Sensorelements gehalten wird; und (g) Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in Richtung des Spalts komprimiert oder expandiert werden können. Die Außenfedern umfassen eine kombinierte Federkonstante die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.

Wirkt ein erheblicher Stoß auf den Gassensor ein, dann bewirkt dies, dass die Außenfedern komprimiert oder expandiert werden zum Bewegen des Porzellanisolators in Richtung der äußeren Abdeckung oder von dieser weg.

Gleichzeitig werden die Anschlussfedern komprimiert oder expandiert in der gleichen Richtung wie diejenige der Außenfedern, sodass bewirkt wird, dass die Biegebelastung auf das Sensorelement einwirkt. Der Stoß wird jedoch auf die Außenfedern und die Anschlussfedern verteilt, wodurch der Grad des auf das Sensorelement einwirkenden Stoßes vermindert wird, sodass eine unerwünschte physische Beschädigung des Sensorelements vermieden werden kann.

Die kombinierte Federkonstante der Außenfedern ist gemäß der vorstehenden Beschreibung größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern, wodurch bewirkt wird, dass der zu übertragende Stoß eher zu den Außenfedern als zu den Anschlussfedern übertragen wird zum Unterdrücken der Vibrationen des Porzellanisolators in effektiver Weise. Es wird keine große Last in den Anschlussfedern angesammelt, sodass damit die Einwirkung eines unerwünschten Drucks auf das Sensorelement vermieden werden kann.

In der bevorzugten Art der Verwirklichung der Erfindung kann der Gassensor ferner einen inneren Schutzzylinder aufweisen, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist. Die Außenfedern können zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sein.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gassensor bereitgestellt, mit: (a) einer Elementhalteinrichtung mit einem oberen Ende und einem dem oberen Ende gegenüberliegenden Basisende, (b) einem Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil aufweist, sowie einen Basisteil, und das in der Elementhalteinrichtung festgehalten wird, wobei der Basisteil sich nach außerhalb des Basisendes der Elementhalteinrichtung erstreckt, und wobei der Erfassungsteil zur Erzeugung eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewählten Komponente des Gases dient; (c) einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Bereich und einem dem oberen Bereich gegenüberliegenden Basisbereich, wobei das Gehäuse in seinem Inneren die Elementhalteinrichtung hält; (d) einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende der Elementhalteinrichtung angeordnet ist zum Umgeben des Basisteils des Sensorelements; (e) einer äußern Abdeckung, die auf dem Basisteil des Gehäuses angeordnet ist und den Porzellanisolator umgibt; (f) zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede zwischen einer inneren Wand des Porzellanisolators und dem Sensorelement in Anlage an dem Basisteil des Sensorelements angeordnet ist, wobei die Anschlussfedern einander gegenüberliegend sind zur Bildung eines Spalts, in welchem eine Dicke des Basisteils des Sensorelements gehalten wird; und (g) Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in einer Richtung des Spalts komprimiert oder expandiert werden können, sodass ein maximaler Stoß auf die Außenfedern kleiner oder gleich demjenigen der Anschlussfedern ist.

Wirkt auf den Gassensor ein großer Stoß, und hat sich der Porzellanisolator in Richtung der äußeren Abdeckung oder von ihr weg bewegt, dann bewirkt dies, dass die Anschlussfedern nicht vollständig komprimiert oder expandiert werden, wodurch der Grad des auf das Sensorelement einwirkenden Stoßes als eine Biegebelastung vermindert wird zur Vermeidung des Einwirkens einer unerwünschten physischen Beschädigung des Sensorelements.

In der bevorzugten Weise der Verwirklichung der Erfindung kann der Gassensor ferner einen inneren Schutzzylinder aufweisen, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist. Die Außenfedern können zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sein.

Die Außenfedern können eine kombinierte Federkonstante aufweisen, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gassensor bereitgestellt, mit: (a) einem hohlen zylindrischen Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil sowie einen Basisteil aufweist, wobei der Erfassungsteil zum Erzeugen eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewähltem Komponente des Gases dient; (b) einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Teil und einem dem oberen Teil gegenüberliegenden Basisteil, wobei das hohle Gehäuse das Sensorelement darin aufnimmt, wobei der Basisbereich des Sensorelements sich außerhalb des Basisteils des Gehäuses erstreckt; (c) einer Heizeinrichtung mit einer Länge, die einen oberen Bereich und einen unteren Bereich umfasst, wobei der obere Bereich innerhalb des Sensorelements angeordnet ist und der untere Bereich sich außerhalb des Basisteils des Sensorelements erstreckt; (d) einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende der Elementhalteinrichtung angeordnet ist zum Umgeben des Basisbereichs des Sensorelements; (e) einer äußeren Abdeckung, die auf dem Basisteil des Gehäuses angeordnet ist zum Umgeben des Porzellanisolators; (f) zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede innerhalb des Porzellanisolators in Anlage mit dem Basisteil der Heizeinrichtung zum Festklemmen des Basisteils der Heizeinrichtung von einer Radiusrichtung der Heizeinrichtung angeordnet ist; und (g) Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in einer Richtung komprimiert oder expandiert werden können, in welchen der Basisteil der Heizeinrichtung festgeklemmt ist. Die Außenfedern weisen eine kombinierte Federkonstante auf, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.

Wirkt auf den Gassensor ein großer Stoß ein, dann ist analog der Beschreibung zu dem vorstehenden ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dieser Stoß auf die Außenfedern und die Anschlussfedern verteilt, wodurch der Grad des auf die Heizeinrichtung einwirkenden Stoßes vermindert wird zur Vermeidung einer unerwünschten physischen Beschädigung des Sensorelements.

In der bevorzugten Art der Verwirklichung der Erfindung kann der Gassensor ferner einen inneren Schutzzylinder aufweisen, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist. Die Außenfedern können zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sein.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gassensor bereitgestellt, mit: (a) einem hohlen zylindrischen Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil sowie einen Basisteil aufweist, wobei der Erfassungsteil zum Erzeugen eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewähltem Komponente des Gases dient; (b) einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Teil und einem dem oberen Teil gegenüberliegenden Basisteil, wobei das hohle Gehäuse das Sensorelement darin aufnimmt, wobei der Basisbereich des Sensorelements sich außerhalb des Basisteils des Gehäuses erstreckt; (c) einer Heizeinrichtung mit einer Länge, die einen oberen Bereich und einen unteren Bereich umfasst, wobei der obere Bereich innerhalb des Sensorelements angeordnet ist und der untere Bereich sich außerhalb des Basisteils des Sensorelements erstreckt; (d) einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende der Elementhalteinrichtung angeordnet ist zum Umgeben des Basisbereichs des Sensorelements; (e) einer äußeren Abdeckung, die auf dem Basisteil des Gehäuses angeordnet ist zum Umgeben des Porzellanisolators; (f) zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede innerhalb des Porzellanisolators in Anlage mit dem Basisteil der Heizeinrichtung zum Festklemmen des Basisteils der Heizeinrichtung von einer Radiusrichtung der Heizeinrichtung angeordnet ist; und (g) Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in einer Richtung komprimiert oder expandiert werden können, in der der Basisteil der Heizeinrichtung festgeklemmt ist, sodass ein maximaler Stoß auf die Außenfedern kleiner oder gleich demjenigen der Anschlussfedern ist.

Wirkt ein sehr großer Stoß auf den Gassensor ein, und hat sich der Porzellanisolator zu der äußeren Abdeckung oder von ihr weg bewegt, dann bewirkt dies, dass die Anschlussfedern nicht vollständig komprimiert oder expandiert werden können, wodurch der Grad des auf die Heizeinrichtung als eine Biegebelastung einwirkenden Stoßes vermindert wird zur Vermeidung einer unerwünschten physischen Beschädigung des Sensorelements.

In der bevorzugten Art der Verwirklichung der Erfindung kann der Gassensor ferner einen inneren Schutzzylinder aufweisen, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist. Die Außenfedern können zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sein.

Die Außenfedern können eine kombinierte Federkonstante aufweisen, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung und aus den zugehörigen Figuren der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verständlich, wobei diese jedoch nicht zur einschränkenden Auslegung der Erfindung auf die speziellen Ausführungsbeispiele ausgelegt werden sollen, sondern lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung und des Verständnisses dienen.

In den Figuren zeigen:

1 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung eines Gassensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

2 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 1,

3 eine schematische Darstellung der Ansicht von 2 zur Veranschaulichung von Drücken, wie sie durch die Außenfedern und die Anschlussfedern erzeugt werden,

4 eine teilweise schematische Längsdarstellung, zur Veranschaulichung von Bereichen von Stößen der Außenfedern und der Anschlussfedern gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

6 eine teilweise Längsschnittansicht zur Veranschaulichung der Bewegung des zweiten Porzellanisolators, wenn dieser einem großen physikalischen Stoß ausgesetzt ist,

7(a) und 7(c) Längsschnittansichten zur Veranschaulichung einer Anschlussfeder und einer Außenfeder, die sich jeweils in einem gleichförmigen Zustand befinden,

7(b) und 7(d) Längsschnittansichten zur Veranschaulichung einer Anschlussfeder und einer Außenfeder, die jeweils in einem voll komprimierten Zustand veranschaulicht sind,

8 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung eines Gassensors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

9 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung eines Gassensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

10 eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B gemäß 9,

11 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung eines bekannten Gassensors, und

12 eine teilweise Längsschnittansicht zur Veranschaulichung der Bewegung eines atmosphärenseitigen Porzellanisolators, wenn dieser einem physischen Stoß unterworfen ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Unter Bezugnahme auf die Figuren, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in unterschiedlichen Darstellungen veranschaulichen, und insbesondere in Bezug auf 1 ist ein Gassensor 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, der in einem Verbrennungssteuerungssystem für Kraftfahrzeuge verwendet werden kann zur Messung der Konzentrationen von Komponenten wie NOx, CO, HC und O2, die in den Abgasen der Brennkraftmaschine enthalten sind.

Der Gassensor 1 umfasst im Allgemeinen ein Sensorelement 2, einen ersten hohlen zylindrischen Porzellanisolator 3, einen zweiten hohlen zylindrischen Porzellanisolator 5, der während der Verwendung des Gassensors 1 der Luft ausgesetzt ist, ein hohles zylindrisches Gehäuse 4, eine Luftabdeckung 6, die während der Verwendung des Gassensors 1 direkt der Luft ausgesetzt ist, sowie eine Schutzabdeckungsanordnung 144. das Sensorelement 2 kann aus einer laminierten Platte bestehen, die im Wesentlichen aus einer Festelektrolytschicht oder entsprechenden Schichten, einer Isolierschicht oder Schichten, und einer Heizeinrichtung besteht. Beispielsweise lehrt die Druckschrift U.S.P. Nr. 5 573 650, die am 12. November 1996 Fukaya und anderen zugeordnet ist, ein typisches laminiertes Sensorelement, wobei die Offenbahrung dieser Druckschrift unter Bezugnahme hierin aufgenommen ist.

Der erste Porzellanisolator 3 ist innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet und hält darin das Sensorelement 2. Der zweite Porzellanisolator 5 ist mit dem ersten Porzellanisolator 3 ausgerichtet bzw. fluchtend, und umgibt einen Basisteil 21 des Sensorelements 2. Die Luftabdeckung 6 ist an einem Ende desselben an dem Gehäuse 4 angeordnet zum Abdecken des zweiten Porzellanisolators 5. Die Schutzabdeckungsanordnung 144 umfasst eine Doppelwandstruktur und ist in einer in dem Gehäuse 4 angeordneten ringförmigen Vertiefung angeordnet und aufeinander gesetzt zum Abdecken eines Erfassungsteils des Sensorelements 2.

Der Gassensor 1 umfasst ebenfalls zwei Paare von Anschlussfedern 11 gemäß der Darstellung in den 1 und 2, die innerhalb des zweiten Porzellanisolators 5 in elektrischem Kontakt mit dem Basisteil 21 des Sensorelements 2 angeordnet sind. Die Anschlussfedern 11 sind in elastischer Anlage mit der inneren Wand des zweiten Porzellanisolators 5 eingesetzt bzw. angeordnet zur Bildung eines Spalts, in welchem die Dicke des Sensorelements 2 festgehalten wird. Die lediglich zwei Anschlussfedern 11 können alternativ in dem zweiten Porzellanisolator 5 angeordnet sein.

Der Gassensor 1 umfasst ebenfalls Außenfedern 12, die gemäß der Darstellung in 2 diametral gegenüberliegend zueinander durch die Dicke des Sensorelements 2 angeordnet sind. Die Außenfedern 12 sind zwischen dem zweiten Porzellanisolator 5 und der Luftabdeckung 6 vorgesehen, sodass es ihnen ermöglicht wird, in einer Dicken-Richtung des Sensorelements 2 (d.h. in einer Richtung, in der die Anschlussfedern 11 das Sensorelement 2 festklemmen oder festhalten) komprimiert oder expandiert werden zu können, wenn sie einem physischen Stoß unterliegen. Die Außenfedern sind in einem komprimierten Zustand eingesetzt zum Ausüben eines elastischen Drucks auf den zweiten Porzellanisolator 5, und können jedoch auch alternativ mit der inneren Wand der Luftabdeckung 6 verbunden sein, sodass sie in einem expandierten Zustand eingesetzt sind. Eine kombinierte Federkonstante der Außenfedern 12 ist größer als diejenige oder gleich derjenigen der Anschlussfedern 11. Die kombinierte Federkonstante der Außenfedern 12, wie hierin Bezug genommen ist, ist eine Federkonstante einer Anordnung der Außenfedern 12 selbst. Dasselbe gilt für die kombinierte Federkonstante der Anschlussfedern 11.

Der Porzellanisolator 5 ist gemäß der Darstellung in 2 elastisch in einem hohlen zylindrischen Halter 13 eingesetzt, der einen Schlitz aufweist zur Bestimmung eines im Wesentlichen C-förmigen Querschnitts. Die Halteeinrichtung 13 steht gegenüber der inneren Wand der Luftabdeckung 6 über einen ringförmigen Luftspalt, innerhalb dessen die Außenfedern 12 angeordnet sind. Die Außenfeder 12 sind Streifen, die sich nach außen und diagonal von der Halteeinrichtung 13 erstrecken und an der inneren Wand der Luftabdeckung 6 elastisch anliegen zur Bildung der Federdrücke, die in entgegengesetzten Richtungen auf die Halteeinrichtung 13 einwirken.

Der zweite Porzellanisolator besteht beispielsweise aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Aluminiumoxid (AL2O3) oder Steatit (MgO☐, SiO2).

Das Sensorelement 2 wird gemäß der vorstehenden Beschreibung aus einem Laminat von keramischen Platten bestehend aus Aluminiumoxid (AL2O3) und Zirkoniumoxid (ZrO2) gebildet und ist mit einer (nicht gezeigten) Sensorzelle ausgestattet, die zur Erzeugung einer Ausgabe als eine Funktion der Konzentration von Sauerstoff O2 oder von Stickoxiden (NOx) dient, die beispielsweise in dem Abgasemissionen von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen enthalten sind, sowie aus einer (nicht gezeigten) Heizeinrichtung, die zum Aufrechterhalten der Temperatur der Sensorzellen bei einem gewünschten Wert liegt.

Das Sensorelement 2 ist in dem ersten Porzellanisolator 3 angeordnet. Der erste Porzellanisolator 3 hält einen mittleren Teil des Sensorelements 2 hermetisch mittels einer Glasabdichtung 141 und wird innerhalb des Gehäuses 4 hermetisch durch eine ringförmige Dichtung 142 gehalten. Das Gehäuse 4 umfasst ein offenes Ende (d.h. ein oberes Ende, wie es in 1 gezeigt ist), das gequetscht ist zum Andrücken des ersten Porzellanisolators 3 mittels einer ringförmigen Scheibenfeder 143 in elastischer Weise gegen eine innere Schulter des Gehäuses 4 über die Dichtung 142 zur Bildung einer hermetischen Abdichtung zwischen dem ersten Porzellanisolator 3 und dem Gehäuse 4.

Der zweite Porzellanisolator 5 wird nicht durch Sensorelement-Halteteile, wie das Gehäuse 4 und den ersten Porzellanisolator 3 festgehalten. Insbesondere ist der zweite Porzellanisolator 5 gegenüber dem ersten Porzellanisolator 3 durch einen Luftspalt gleitend angeordnet und wird indirekt mittels der Luftabdeckung 6 und dem Sensorelement 2 durch die Anschlussfedern 11 und die Außenfedern 12 gehalten.

Die Schutzabdeckungsanordnung 144 ist gemäß der vorstehenden Beschreibung mit dem Ende des Gehäuses 4 verbunden zum Abdecken des Erfassungsteils des Sensorelements 2. Die Schutzabdeckungsanordnung 144 umfasst darin ausgebildete Gaseinlässe und bestimmt einen Gasraum, in der der Erfassungsteil des Sensorelements 2 dem durch die Gaseinlässe durchgelassenen Gas ausgesetzt wird.

Die vier Anschlussfedern 11 sind gemäß der Darstellung in 2 innerhalb des zweiten Porzellanisolators 5 in elektrischer Verbindung mit Zuleitungen 145 angeordnet, die sich nach außerhalb des Gassensors 1 zu einer (nicht gezeigten) Sensorsteuerungseinrichtung erstrecken. Zwei der Anschlussfedern 11 stehen in Kontakt mit Ausgabeanschlüssen der Sensorzelle des Sensorelements 2. Die anderen beiden Anschlussfedern 11 stehen in elektrischem Kontakt mit den Leistungszuführungsanschlüssen, die an der Oberfläche der Sensorzelle angeordnet sind zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu der Heizeinrichtung.

Jede der Anschlussfedern 11 besteht aus einer C-förmigen metallischen Platte und besteht aus einem rückwärtigen Streifen 111, einem vorderen Streifen 112, und einer Biegung 113, die eine Verbindung darstellt zwischen dem rückwärtigen Streifen 111 und dem vorderen Streifen 112. Der rückwärtige Streifen 111 steht in Anlage mit einer inneren Wand des zweiten Porzellanisolators 5, während der vordere Streifen 112 derart angeordnet ist, dass er in elastischer Anlage mit dem Sensorelement 2 steht.

Gemäß der Darstellung in den 3 und 4 sind die Anschlussfedern 11 und die Außenfedern 12 geometrisch in der Weise orientiert, dass der Druck f1, der durch jede der Anschlussfedern 11 erzeugt wird, und der Druck f2, der durch jede der Außenfedern 12 erzeugt wird, in die gleiche Richtung gerichtet ist, d.h. in der Dicken-Richtung des Sensorelements 2. Dabei ist zu beachten, dass bei den 3 und 4 sowohl die Anschlussfedern 11 als auch die Außenfedern 12 weggelassen sind, und lediglich Pfeile zur Angabe des Drucks gezeigt sind, wie er mittels der Anschlussfedern 11 und der Außenfedern 12 erzeugt wird, wobei dies der vereinfachten Darstellung dient. Die grundlegenden Merkmale des Gassensors 1 werden nachstehend beschrieben.

Die Außenfedern 12 sind gemäß der vorstehenden Beschreibung zwischen dem zweiten Porzellanisolator 5 und der Luftabdeckung 6 zum Halten des zweiten Porzellanisolators 5 räumlich innerhalb der Luftabdeckung 6 vorgesehen, wodurch Vibrationen des zweiten Porzellanisolators 5 unterdrückt werden, wenn ein physischer Stoß auf den Gassensor 1 von außerhalb einwirkt. Mit anderen Worten, die Außenfedern 12 und die Anschlussfedern 11 dienen zur Verminderung der Übertragung des auf den Gassensor 1 einwirkenden Stoßes auf das Sensorelement 2 mittels des zweiten Porzellanisolators 5.

Wirkt insbesondere der externe Druck auf den Gassensor 1 ein, dann bewirkt dies, dass die Außenfeder 12 zyklisch komprimiert oder expandiert wird, sodass der zweite Porzellanisolator 5 sich von der Luftabdeckung 6 weg oder auf diese zu bewegt. Die Anschlussfedern 11 vibrieren in der gleichen Weise, mit der die Außenfedern 12 vibrieren. Dies verursacht eine Biegebelastung, die auf das Sensorelement 2 über die Anschlussfedern 11 einwirkt. Der externe Druck wird jedoch auf sämtliche der Außenfedern 12 und der Anschlussfedern 11 verteilt und auf diese Weise absorbiert zum Unterdrücken der Vibrationen des zweiten Porzellanisolators 5, wodurch die auf das Sensorelement 2 einwirkende Biegebelastung vermindert und damit eine physische Beschädigung minimiert wird.

Die kombinierte Federkonstante k2 der Außenfedern 12 ist gemäß der vorstehenden Beschreibung größer oder gleich der kombinierten Federkonstante k1 der Anschlussfedern 11, sodass ein auf den Gassensor 1 einwirkender Stoß mehr zu den Außenfedern 12 als zu den Anschlussfedern 11 übertragen wird. Dies bewirkt, dass der in den Anschlussfedern 11 angesammelte Druck kleiner als derjenige in den Außenfedern 12 ist, wodurch das Ausmaß des auf das Sensorelement 2 einwirkenden Drucks vermindert wird. Mit anderen Worten, die Außenfedern 12 dienen zur Verminderung der Vibrationen des zweiten Porzellanisolators 5, um auf diese Weise das Ausmaß des auf das Sensorelement 2 einwirkenden Stoßes über die Anschlussfedern 11 zu vermindern.

Bewegt sich beispielsweise der zweite Porzellanisolator 5 in Querrichtung um einen Abstand &Dgr;L, dann wird der durch die Außenfedern 12 erzeugte Druck F2, der auf den zweiten Porzellanisolator 5 wirkt, durch F2 = k2 × &Dgr;L ausgedrückt. Der auf die vier Anschlussfedern 11 ausgeübte Druck F1 ist durch F1 = k1 × &Dgr;L ausgedrückt. Da die Beziehung k1 ≦ k2 gilt, ergibt sich ebenfalls die Beziehung F1 × F2. Der externe Druck wird somit eher an die Außenfedern 12 angelegt, wobei das Ausmaß des auf das Sensorelement 2 einwirkenden Drucks vermindert wird.

Die 5 bis 7(d) zeigen den Gassensor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in der Weise ausgebildet ist, dass ein maximaler Stoß s2 jedes der Außenfedern 12 ausgewählt wird als kleiner oder gleich einem maximalen Stoß s1 jeder der Anschlussfedern 11.

Jede der Anschlussfedern 11 und Außenfedern 12 umfasst gemäß der Darstellung in den 7(a) bis 7(b) eine Begrenzung hinsichtlich der Größe der Kompression bzw. des Zusammendrückens. Die 7(a) und 7(c) veranschaulichen die Anschlussfedern 11 und die Außenfedern 12, die sich in einem gleichförmigen Zustand befinden. Die 7(b) und 7(d) veranschaulichen die Anschlussfedern 11 und die Außenfedern 12, die sich in einem vollständig zusammengedrückten bzw. komprimierten Zustand befinden, und somit, mit anderen Worten, den maximalen Stößen s1 und s2 unterworfen sind.

Die 5 und 6 veranschaulichen den gleichförmigen Zustand und den vollständig komprimierten Zustand der Anschlussfedern 11 und der Außenfedern 12, wenn die Dicke, d.h. das Intervall zwischen dem rückwärtigen Streifen 111 und dem vorderen Streifen 112 der Anschlussfedern 11, und die Dicke der Außenfedern 12, die vollständig zusammengedrückt sind, weggelassen ist, d.h. als Null (0) definiert sind zur Vereinfachung der Betrachtungen zur der Arbeitsweise der Anschlussfedern 11 und der Außenfedern 12. Wirkt gemäß der Darstellung in 5 kein externer Druck auf den Gassensor 1 ein, dann ist das Intervall bzw. der Abstand zwischen der Oberfläche des Sensorelements 2 und der inneren Wand des zweiten Porzellanisolators 5 der maximale Stoß s1 des vorderen Streifens 112 jeder der Anschlussfedern 11. In gleicher Weise ist das Intervall bzw. der Abstand der Oberfläche des zweiten Porzellanisolators 5 und der inneren Wand der Luftabdeckung 6 der maximale Stoßbetrag s2 jeder der Außenfedern 12 (Hub). In der Praxis ist der maximale Hub S1 und der maximal Hub S2 kürzer als diejenigen, wie es in 5 veranschaulicht ist, durch das Intervall zwischen dem rückwärtigen Streifen 111 und dem vorderen Streifen 112 der Anschlussfeder 11 und der Dicke der Außenfeder 12, wobei jedoch die vorstehend angegebenen Definitionen verwendet werden können zur Betrachtung der Unterschiede zwischen dem maximalen Hub s1 und s2, wie es nachstehend erfolgt.

Der maximale Hub s2 der Außenfedern 12 wird als kleiner oder gleich als der maximale Hub s1 der Anschlussfedern 11 ausgewählt (s2 ≦ s1). Wirkt somit der externe Druck gemäß der Darstellung in 6 auf den Gassensor 1 ein, dann wird eine maximale Größe der Bewegung des zweiten Porzellanisolators 5 in Richtung der Luftabdeckung 6 der maximale Hub s2 der Außenfedern 12 sein. Wirkt insbesondere ein großer Stoß auf den Gassensor 1 ein, dann wird der zweite Porzellanisolator 5 sich nicht um einen Betrag größer als der maximale Hub s2 der Außenfedern 12 bewegen, wodurch der Grad des auf das Sensorelement 2 über den zweiten Porzellanisolator 5 übertragenen Stoßes vermindert wird.

Hat sich beispielsweise der zweite Porzellanisolator 5 vollständig bewegt, wie es in 6 veranschaulicht ist, dann wird der Druck F1max, wie er durch die Anschlussfedern 11 gebildet wird und auf das Sensorelement einwirkt, ausgedrückt durch F1max = k1 × s2. Der Druck F1max hängt somit von dem maximalen Hub s2 ab. Es wurde ermittelt, dass ein Druck, der größer ist als der Druck F1max, nicht auf das Sensorelement 2 einwirken kann.

Falls die Beziehung gilt s2 > s1, dann bewirkt das Anlegen eines größeren Stoßes an dem Gassensor 1, dass sich der zweite Porzellanisolator 5 weiter davon wegbewegt, wo die beiden Anschlussfedern 11 vollständig expandiert sind während die anderen beiden vollständig komprimiert sind, sodass der Druck, der den Federdruck der Anschlussfedern 11 übersteigt, auf das Sensorelement 2 einwirkt und dort eine physische Beschädigung hervorrufen kann.

Der Aufbau des Gassensors 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Weise vorgesehen, dass in dem Fall, dass ein großer Stoß auf den Gassensor 1 eingewirkt hat, und sich der zweite Porzellanisolator 5 vollständig zu der Luftabdeckung 6 bewegt hat, die Anschlussfedern 11 zwischen dem zweiten Porzellanisolator 5 und dem Sensorelement 2 nicht vollständig expandiert oder komprimiert sind und sich in einer Situation befinden, bei der es ihnen möglich ist, sich um einen weiteren Abstand s1–s2 zu bewegen. Dies vermindert den Grad des auf das Sensorelement 2 mittels des zweiten Porzellanisolators 5 übertragenen Stoßes.

Die kombinierte Federkonstante k2 der Außenfedern 12 kann in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel derart eingestellt sein, dass sie größer oder gleich der kombinierten Federkonstante k1 der Anschlussfedern 11 ist.

8 zeigt den Gassensor 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem ein innerer Schutzzylinder 61 innerhalb der Luftabdeckung 6 vorgesehen ist.

Die Außenfedern 12 des hohlen zylindrischen Halters 13 sind zwischen dem zweiten Porzellanisolator 5 und dem inneren Schutzzylinder 61 in Anlage mit einer inneren Wand des inneren Schutzzylinders 61 angeordnet.

Der innere Schutzzylinder 61 ist mit dem Gehäuse 4 zusammen mit der Scheibenfeder 143 und dem ersten Porzellanisolator 3 mittels Crimpen eines Basisendes (d.h. eines oberen Endes gemäß der Darstellung in 8) des Gehäuses 4 im Inneren verbunden. Die weiteren Anordnungen sind identisch mit denjenigen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels, sodass eine Erklärung dieser Einzelheit hier weggelassen ist.

Erfolgt beispielsweise durch einen Steinschlag ein Stoß, dann ist es möglich, dass dies die Luftabdeckung 6 innerhalb einer Luftkammer 62 deformieren kann, die zwischen der Luftabdeckung 6 und dem inneren Schutzzylinder 61 gebildet ist, wodurch die Übertragung des Stoßes auf die Außenfedern 12 durch den inneren Schutzzylinder 61 blockiert wird zum Sicherstellen des maximalen Hubs s2 der Außenfedern 12. Dies bildet die Beziehung zwischen den Drücken F1 und F2 und zwischen den maximalen Hüben s1 und s2, wie es vorstehend beschrieben ist.

Der Einbau des inneren Schutzzylinders 61 innerhalb der Luftabdeckung 6 führt zu einer Verminderung des maximalen Hub s2 der Außenfedern 12 zwischen dem inneren Schutzzylinder 61 und dem zweiten Porzellanisolator 5, wodurch der Abstand s1–s2 vergrößert wird und es den Anschlussfedern 11 ermöglicht wird, sich weiter zu bewegen, wenn der Gassensor 1 einem großen Stoß ausgesetzt war, und der zweite Porzellanisolator 5 sich vollständig zu der Luftabdeckung 6 bewegt hat, wodurch der Grad des auf das Sensorelement 2 durch den zweiten Porzellanisolator 5 übertragenen Stoßes vermindert wird.

Die Anschlussfedern 11 und die Außenfedern 12 in jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann alternativ aus Schraubenfedern oder einem weiteren Typ von Federn oder einer Polsterung bestehen.

Die 9 und 10 zeigen den Gassensor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei hier das Sensorelement 20 von einem Typ mit einer tassenförmigen Ausgestaltung ist.

Das Sensorelement 20 gemäß der Darstellung in 9 umfasst einen Festelektrolytkörper mit einem Hub und einem (nicht gezeigten) Elektrodenpaar, die an einer äußeren und an einer inneren Oberfläche des Festelektrolytkörpers angeordnet sind. Das Sensorelement 20 wird innerhalb des Gehäuses 4 gehalten. Eine Heizeinrichtung 22 ist innerhalb des Sensorelements 20 zum Aufheizen des Sensorelements 20 auf eine gewünschte Aktivierungstemperatur angeordnet. Die Heizeinrichtung 22 umfasst ein Basisteil 221, das sich außerhalb des Basisendes (d.h. des oberen Endes in der Darstellung in 9) des Gehäuses 4 erstreckt. Die Heizeinrichtung 22 ist in Form einer zylindrischen Keramikheizeinrichtung bestehend aus Aluminiumoxid vorgesehen.

Ein luftseitiger Porzellanisolator 50 ist an dem Basisende des Gehäuses 4 und in Ausrichtung hierzu angeordnet und überdeckt den Basisteil 221 der Heizeinrichtung 22.

Ein Paar von Anschlussfedern 11, wie es in 10 dargestellt ist, ist innerhalb des luftseitigen Porzellanisolators 5 vorgesehen und jeweils diametral einander gegenüber angeordnet. Die Anschlussfedern 11 befinden sich in elastischer Anlage mit der inneren Wand des luftseitigen Porzellanisolators 50 und des Basisteils 221 der Heizeinrichtung 22 zur Bildung eines Spalts, in welchem die Heizeinrichtung 22 festgehalten wird.

Die Heizeinrichtung 22 umfasst an ihrem Basisteil 221 Anschlüsse 222, die zu einem Heizelement führen und mittels denen die Anschlussfedern 11 in Kontakt versetzt werden zur Bildung einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussleitungen 146 und der Heizeinrichtung 22.

Die Außenfedern 12 sind zwischen dem luftseitigen Porzellanisolator 5 und der Luftabdeckung 6 angeordnet zur Erzeugung einer Federkraft, die in die gleiche Richtung ausgerichtet ist wie diejenige der Anschlussfedern 11. Die kombinierte Federkonstante der Außenfedern 12 ist größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern 11. Die weiteren Anordnungen sind gleich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Der Aufbau des Gassensors 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dient zur Verminderung des Übertragens eines physischen Stoßes zu der Heizeinrichtung 22 von außerhalb der Luftabdeckung 6 zum Minimieren der Beschädigung derselben auf der Basis des gleichen Prinzips wie dasjenige des ersten Ausführungsbeispiels. Dies schützt ebenfalls das Sensorelement 2 durch die Heizeinrichtung 22 gegen den Stoß zur Vermeidung einer Beschädigung des Sensorelements 2.

Der maximale Hub s2 der Außenfedern 12 kann in der Weise ausgewählt werden, dass er kleiner oder gleich dem maximalen Hub s1 in der Anschlussfedern 11 ist, um auf diese Weise die Heizeinrichtung 22 und das Sensorelement 2 vor einem externen Druck zu schützen, der auf den Gassensor 1 einwirken kann, wobei die gleichen Prinzipien gemäß der vorstehenden Beschreibung zur Anwendung kommen.

Die Erfindung wurde in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispielen für ein erleichtertes Verständnis desselben dargestellt, wobei jedoch zu beachten ist, dass die Erfindung auf unterschiedliche Arten verwirklicht werden kann, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Es wird angenommen, dass die Erfindung sämtliche möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen zu den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst, die verwirklicht werden können, ohne von dem in den dazugehörigen Patentansprüchen angegebenen Prinzip vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Somit umfasst ein Gassensor einen Sensorelementhalter, einen Porzellanisolator, eine Außenhülle, die auf einem Gehäuse angeordnet ist zum Umgeben des Porzellanisolators, sowie ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Sensorelement. Der Gassensor umfasst ebenfalls Außenfedern und zumindest ein Paar von Anschlussfedern, wobei diese jeweils zwischen dem Porzellanisolator und dem Sensorelement in Anlage mit dem Sensorelement angeordnet sind. Die Anschlussfedern dienen zur Bildung eines Spalts, in welchem eine Dicke des Sensorelements gehalten wird. Die Außenfedern sind zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet und umfassen eine kombinierte Federkonstante, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist, wodurch ein zu übertragender externer Druck eher zu den Außenfedern als zu den Anschlussfedern übertragen wird, zur Unterdrückung der Vibrationen des Porzellanisolators in effektiver Weise zur Vermeidung, dass ein unerwünschter Stoß auf das Sensorelement einwirken kann.


Anspruch[de]
Gassensor, mit:

einem Elementhalter mit einem oberen Ende und einem dem oberen Ende gegenüberliegenden Basisende,

einem Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil sowie ein Basisteil beinhaltet und die fest in dem Elementhalter gehalten wird, wobei das Basisteil sich nach außerhalb des Basisendes des Elementhalters erstreckt, und der Erfassungsteil zum Erzeugen eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewählten Komponente des Gases dient,

einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Bereich und einem Basisbereich gegenüber dem oberen Bereich, wobei das Gehäuse darin den Elementhalter aufnimmt,

einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende des Elementhalters angeordnet ist zum Umgeben des Basisteils des Sensorelements,

einer auf den Basisbereich des Gehäuses angeordneten äußeren Abdeckung zum Umgeben des Porzellanisolators,

zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede zwischen einer inneren Wand des Porzellanisolators und des Sensorelements in Anlage mit dem Basisteil des Sensorelements angeordnet ist, wobei die Anschlussfedern einander gegenüberliegend angeordnet sind zur Bildung eines Spalts, in welchem eine Dicke des Basisteils des Sensorelements gehalten wird, und

Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in einer Richtung des Spalts komprimiert oder expandiert werden können, wobei die Außenfedern eine kombinierte Federkonstante aufweisen, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.
Gassensor nach Anspruch 1, ferner mit einem inneren Schutzzylinder, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist, und wobei die Außenfedern zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sind. Gassensor, mit:

einem Elementhalter mit einem oberen Ende und einem dem oberen Ende gegenüberliegenden Basisende,

einem Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil sowie ein Basisteil beinhaltet und die fest in dem Elementhalter gehalten wird, wobei das Basisteil sich nach außerhalb des Basisendes des Elementhalters erstreckt, und der Erfassungsteil zum Erzeugen eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewählten Komponente des Gases dient,

einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Bereich und einem Basisbereich gegenüber dem oberen Bereich, wobei das Gehäuse darin den Elementhalter aufnimmt,

einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende des Elementhalters angeordnet ist zum Umgeben des Basisteils des Sensorelements,

einer auf den Basisbereich des Gehäuses angeordneten äußeren Abdeckung zum Umgeben des Porzellanisolators,

zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede zwischen einer inneren Wand des Porzellanisolators und des Sensorelements in Anlage mit dem Basisteil des Sensorelements angeordnet ist, wobei die Anschlussfedern einander gegenüberliegend angeordnet sind zur Bildung eines Spalts, in welchem eine Dicke des Basisteils des Sensorelements gehalten wird, und

Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in Richtung des Spalts komprimiert oder expandiert werden können, sodass ein maximaler Hub der Außenfedern kleiner oder gleich demjenigen der Anschlussfeder ist.
Gassensor nach Anspruch 3, ferner mit einem inneren Schutzzylinder, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist, und wobei die Außenfedern zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sind. Gassensor nach Anspruch 3, wobei die Außenfedern eine kombinierte Federkonstante aufweisen, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist. Gassensor, mit:

einem hohlen zylindrischen Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil und einen Basisteil umfasst, wobei der Erfassungsteil zur Erzeugung eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewählten Komponente des Gases dient,

einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Teil und einem dem oberen Teil gegenüberliegend angeordneten Basisteil, wobei das hohle Gehäuse darin das Sensorelement aufnimmt und sich der Basisteil des Sensorelements nach außerhalb des Basisteils des Gehäuses erstreckt,

einer Heizeinrichtung mit einer Länge einschließlich eines oberen Teils und eines Basisteil, wobei der obere Teil innerhalb des Sensorelements angeordnet ist, und der Basisteil sich nach außerhalb des Basisteils des Sensorelements erstreckt,

einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende des Elementhalters angeordnet ist zum Umgeben des Basisteils des Sensorelements,

einer äußeren Abdeckung, die auf dem Basisbereich des Gehäuses angeordnet ist zum Umgeben des Porzellanisolators,

zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede innerhalb des Porzellanisolators in Anlage mit einem Basisteil der Heizeinrichtung angeordnet ist zum Klemmen des Basisteils der Heizeinrichtung aus einer Radiusrichtung der Heizeinrichtung, und

Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in einer Richtung komprimiert oder expandiert werden können, in der der Basisteil der Heizeinrichtung geklemmt ist, wobei die Außenfedern eine kombinierte Federkonstante aufweisen, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.
Gassensor nach Anspruch 6, mit einem inneren Schutzzylinder, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist, und wobei die Außenfedern zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sind. Gassensor, mit:

einem hohlen zylindrischen Sensorelement mit einer Länge, die einen Erfassungsteil und einen Basisteil umfasst, wobei der Erfassungsteil zur Erzeugung eines Signals als eine Funktion der Konzentration einer ausgewählten Komponente des Gases dient,

einem hohlen Gehäuse mit einem oberen Teil und einem dem oberen Teil gegenüberliegend angeordneten Basisteil, wobei das hohle Gehäuse darin das Sensorelement aufnimmt und sich der Basisteil des Sensorelements nach außerhalb des Basisteils des Gehäuses erstreckt,

einer Heizeinrichtung mit einer Länge einschließlich eines oberen Teils und eines Basisteil, wobei der obere Teil innerhalb des Sensorelements angeordnet ist, und der Basisteil sich nach außerhalb des Basisteils des Sensorelements erstreckt,

einem hohlen Porzellanisolator, der über dem Basisende des Elementhalters angeordnet ist zum Umgeben des Basisteils des Sensorelements,

einer äußeren Abdeckung, die auf dem Basisbereich des Gehäuses angeordnet ist zum Umgeben des Porzellanisolators,

zumindest einem Paar von Anschlussfedern, von denen jede innerhalb des Porzellanisolators in Anlage mit einem Basisteil der Heizeinrichtung angeordnet ist zum Klemmen des Basisteils der Heizeinrichtung aus einer Radiusrichtung der Heizeinrichtung, und

Außenfedern, die zwischen dem Porzellanisolator und der äußeren Abdeckung angeordnet sind und die in einer Richtung zusammengedrückt oder expandiert werden können, in der der Basisteil der Heizeinrichtung geklemmt wird, sodass ein maximaler Hub der Außenfedern kleiner oder gleich demjenigen der Anschlussfedern ist.
Gassensor nach Anspruch 8, ferner mit einem inneren Schutzzylinder, der innerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet ist, und wobei die Außenfedern zwischen dem inneren Schutzzylinder und dem Porzellanisolator angeordnet sind. Gassensor nach Anspruch 8, wobei die Außenfedern eine kombinierte Federkonstante aufweisen, die größer oder gleich derjenigen der Anschlussfedern ist.






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