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测量传感器失效专利 发明

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本发明涉及权利要求1所给类型的测量传感器,它特别适用于内燃机的废气 中氧含量的测定。 EPA1624791(US5 329 806)给出了一种气体传感器, 其敏感元件被固定于金属管外壳内,密封不透气。管形外壳在其下部有一个径向 向外的唇边,构成了密封凸缘。气体传感器被安置于排气装置的一个开口处,其 唇边放置于开口内加工成的一个密封座上。从外壳上方置入一个空心螺栓,它拧 入到开口内装备的螺纹中,从而将唇边与排气装置气密地联接起来。这种实施方 案中的问题在于:比较薄的外壳材料经受挤压或碰之后,可能在唇边上形成微裂 纹,从而导致外壳不再是气密的了。 本发明的优点: 本发明具有独立权利要求的特点,其优点是:密封法兰绝对具有气密性。两 部分组成的外壳,在其联接侧外壳部分上装备有密封法兰,不仅其加工制造技术 简单,而且其装配技术也不复杂。 辅权利要求所给的方法措施,使得权利要求1所给的测量传感器更加完善, 优点也进一步扩充。揉缘被证实是加工密封法兰的最合适的工艺方法。另外,在 排气管中装入联接块,并以此块的端面构成密封法兰的密封座,效果良好。在密 封法兰的上面安置一具罩螺母,后者与联接块上加工的螺纹相配合,就能够将密 封法兰与联接块联接起来,并达到密封不透气效果。 图例 本发明的一个实施例在图例中示出并在下面的说明中予以详细描述。单一的 图给出了安置于排气管中的气体传感器的纵剖面。 实施例: 气体传感器10,譬如一个电化学氧含量传感器,被安置于排气管11中。 它包括一个气体测量端的金属罩壳部分12和一个联接端金属罩壳部分13,二 者共同构成外壳14。在外壳14内气密性地固定着平板形的敏感元件16,它 包括气体测量一侧的区段17和联接侧的区段18。 气体测量一侧的外壳部分12可以是两端均敞开的管段,内部为圆柱壁21。 它在联接侧尾端为一段内外直径均较小的区段22。这样管段上就形成了一个外 环面23和一个内环面24。此外,气体测量侧的外壳部分12还可在其测量侧 尾端部拥有一个圆柱形套管34,它继续向前延伸以至超出敏感元件16气体测 量侧的末端,从而构成敏感元件16的气体测量侧区段17的外部保护套36。 在套管34内安装着内保护套38,它环围着敏感元件16的气体测量侧区 段17,但与之有一定距离而互相无接触,在它的内部形成了测量气体空间40。 内保护套38有一个基底42,其上加有一个孔43,以便气体进入和/或排出。 与其基底42相对的另一端,内保护套38制造成一个凸缘45,它当中又安排 有气体出入口46。内保护套38在其凸缘45上可通过一条整周的焊接线48 与外护套36焊接起来。其它的可能方案是:套管34作为单独的构件与内护套 38联接起来,之后这个已预先装配好的双层护管再与管段焊接在一起。 在气体测量侧外壳部分12内安置着一个气体测量侧的陶瓷型块26、联接 侧的陶瓷型块28和位于这两者之间的密封件30。陶瓷型块26和28可由A l2O3制成,并且其上均拥有图上未进一步标示的通孔,以便敏感元件16从 中穿过。密封件30则可由皂石经过预压制成,其内部也同样为敏感元件16开 有通孔。 气体测量侧外壳部件12内敏感元件16的固定方式是:按顺序将联接侧陶 瓷型块28、处于压缩状态的密封件30和气体测量侧陶瓷型块26依次置入气 体测量侧外壳部分12内。其中联接侧陶瓷型块28挨靠到内环面24上。未做 进一步标示的敏感元件安置通道孔要彼此对直。接着将敏感元件16送入其通道 孔内;直至到达其预定的轴向位置上。之后在气体测量一侧用一个压柱对气体测 量侧陶瓷型块26施加一个压力。这个压力的大小应足以使预压过的密封件30 被压坏,从而使其组成中的粉末同时挤压敏感元件16和内壁21。在外力作用 于气体测量侧的陶瓷型块26期间,在管段上气体测量侧陶瓷型块26的气体测 量侧端部处制造加工出一条径向向内的凹陷环。这样将气体测量侧陶瓷型块26 维持在使密封件30受挤压的位置上。 联接侧的外壳部分13被加工成圆柱状,拥有一个收缩变细的区段52及开 口53。开口53内可焊接上一段金属护套管55。而敏感元件16的接线57 就通过该护套管55引出。接线57与接触块59相连接。接触块59与敏感元 件16的联接侧区段18上装备的连接触头相连。连接触头在图中未作进一步标 示。接触块59敏感元件16的触接可以用夹卡或有物质融合的连接方法来实现。 通过开口53的电缆出口也可以使用耐热的PTFE-电缆套管。 联接侧外壳部分13在其敏感元件侧端部拥有一个环绕整周的径向密封法兰 60,有上环面61和下环面62。在本实施例中,密封法兰60由联接侧的外 壳部分13的材料加工制成。密封法兰60可以通过各种塑性加工方法制得。揉 缘被证实是特别合适的塑性加工方法。采用该方法,可以由联接侧的外壳部分1 3的材料加工出稳定的密封法兰60。也可以考虑在柱状的联接侧的外壳部分1 3上焊接一个环,由此环构成密封法兰60。 在实现了敏感元件16与接触块59触接之后,将联接侧外壳部分13套装 到气体测量侧外壳部分12的区段22上去,这里气体测量侧外壳部分12的外 环面23起到轴向定位作用。接下来通过经向面上整周的不间断焊接将联接侧外 壳部分13与气体测量侧外壳部分12气密性地连接起来,形成焊接线65。 在排气管11中加工有开口70,一个圆柱形联接块72以其一个末端安装 在此口内。这里联接块72与排气管11通过一条整周的焊线74气密性地焊在 一起。联接块72的另一端也拥有一个平面状的环面76,其上安放着密封法兰 60的下环面62。这样环面76构成了密封法兰60的密封座。在其外侧面上, 联接块72上加工有一段螺纹区78。 从联接侧外壳部分13的上方装入一个罩螺母80,它具有内螺纹81和一 个内环面82。该内螺纹81拧到联接块72的螺纹段78上去,而内环面82 则压在密封法兰60的上环面61上。拧紧罩螺母80将使密封法兰60的下环 面62紧紧地压在构成密封座的联接块72的环面76上。这样就形成了气体传 感器10在排气管11中的气密性固定安装。 为了实现气体传感器10在排气管11中的固定安装,也可以采用其它的固 定方法。例如,借助于一个空心螺栓的固定,空心螺栓的外表面上加有螺纹,将 它拧到联接块72中的内螺纹中去。这里密封法兰60的密封座必须通过联接块 72内部一个附加的环面来形成。还可以考虑在联接块72和空心螺栓之间加入 一个承接件,使得气体传感器10以密封法兰60安置于该承接件的一个环面上, 而承接件则以其另一个环面位于联接块72的环面上。 现有技术:

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