專(zhuān)利名稱(chēng)：探測(cè)頭的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1前序部分類(lèi)型的探測(cè)頭，特別是用于探測(cè)內(nèi)燃機(jī)排氣中的氧含量。
EP A1 624 791(US 5 329 806)中給出了一種氣體傳感器，其中的傳感元件被氣密地固定安裝于一個(gè)管狀的金屬殼體內(nèi)。該管狀殼體在其下部具有一個(gè)徑向朝外的唇部，它構(gòu)成一個(gè)密封法蘭。氣體傳感器安置于廢氣裝置的一個(gè)開(kāi)口中，唇部安放于構(gòu)造在開(kāi)口內(nèi)的密封座上。從殼體的上面放入一個(gè)中空螺栓，擰緊固定于開(kāi)口內(nèi)的螺紋中，從而達(dá)到唇部與廢氣裝置的氣密性連接。這種結(jié)構(gòu)中的問(wèn)題是，通過(guò)對(duì)殼體上相對(duì)薄的壁進(jìn)行壓制或軋邊，在唇部上會(huì)出現(xiàn)微裂紋，從而使得殼體失去氣密性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，密封法蘭絕對(duì)保證氣密性，排氣管上傾斜的密封面提供了一個(gè)絕對(duì)氣密性的密封座。密封法蘭的中空構(gòu)造此外還起到彈性作用，該彈性作用同樣有利于密封作用。
通過(guò)從屬權(quán)利要求中提出的措施，可以進(jìn)一步有利地?cái)U(kuò)展權(quán)利要求1中所給出的探測(cè)頭的結(jié)構(gòu)及對(duì)其進(jìn)行改善。傾斜的密封面的角度選取在10°至30°之間，并以20°為佳。密封法蘭安裝在測(cè)量氣體側(cè)位于傳感元件的密封裝置的后面，有利于探測(cè)頭的裝配。這樣可首先將傳感元件與密封裝置的陶瓷構(gòu)件裝在一起。隨后，殼體從裝備了密封裝置的傳感元件的上面被反向拉伸。另外有利的是，在排氣管上安置一個(gè)連接塊，由它的端面為密封法蘭構(gòu)成一個(gè)密封座。
附圖附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，以下對(duì)其詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。


圖1是安置于排氣管中的探測(cè)頭的一個(gè)縱剖視面，圖2是圖1中所示探測(cè)頭殼體的縱剖視圖。
實(shí)施例探測(cè)頭10，例如一個(gè)電化學(xué)的氧傳感器，被安置于一個(gè)排氣管11中。它具有一個(gè)金屬的殼體13，殼體內(nèi)部安置有一個(gè)平面的傳感元件15。后者有一個(gè)測(cè)量氣體側(cè)區(qū)段17和連接側(cè)區(qū)段18。
殼體13是一個(gè)兩端均敞開(kāi)的管件20。它有一個(gè)連接側(cè)的端部段21、一個(gè)測(cè)量氣體側(cè)的端部段22，及一個(gè)內(nèi)壁23和一個(gè)外壁24。此外，管件20還有一個(gè)環(huán)繞的徑向上的密封法蘭25。該密封法蘭有一個(gè)上部環(huán)件26和一個(gè)下部環(huán)件27，這兩者則分別具有一個(gè)向下傾斜的上密封面26a及一個(gè)向上傾斜的下密封面27a。這兩個(gè)密封面26a和27a相對(duì)于與管件20中軸線(xiàn)垂直的平面的角度α例如可選為20°(圖2)。密封法蘭25與彼此相疊置的環(huán)件26，27是這樣構(gòu)造的，使得在殼體13內(nèi)在環(huán)件26與27之間構(gòu)造出一個(gè)空腔29。這樣使得這兩個(gè)環(huán)件26，27能具有彈簧腿的作用，從而加強(qiáng)密封面26a，27a的密封作用。在測(cè)量氣體側(cè)在密封法蘭25之前，在內(nèi)壁23上成形有一個(gè)環(huán)形面28，它構(gòu)成將在后面描述的密封裝置30的止擋面。通過(guò)這樣的構(gòu)造，密封法蘭25在測(cè)量氣體側(cè)位于密封裝置30的后面，因而相對(duì)遠(yuǎn)離排氣管11。
為了構(gòu)造法蘭25，可首先將管件20進(jìn)行鐓鍛，在這里在管件20上形成一個(gè)圓滑的凸起。之后，可對(duì)此凸起通過(guò)如圓形鍛造(Rundkneten)的加工方法進(jìn)行加工，構(gòu)造出這兩個(gè)傾斜的密封面26a，27a。也可考慮使用其他的可合理地制造密封法蘭25的加工工藝。如拉伸后接著鐓鍛。
殼體13中安置的密封裝置30由測(cè)量氣體側(cè)的一個(gè)陶瓷模制件31、連接側(cè)的一個(gè)陶瓷模制件32和一個(gè)位于這二者之間的密封元件33組成。陶瓷模制件31和32可由Al2O3制成，分別具有未進(jìn)一步示出的通孔，以便傳感元件15通過(guò)。密封元件33可用皂石制成，在預(yù)壓狀態(tài)下安裝，它也具有便于傳感元件15通過(guò)的通孔。首先是將殼體13推置到密封裝置30上，直到連接側(cè)陶瓷模制件32止擋在環(huán)面28上。然后，從測(cè)量氣體側(cè)用壓頭對(duì)測(cè)量氣體側(cè)的陶瓷模制件31施加壓緊力，其大小應(yīng)使得預(yù)壓的密封元件33被壓碎，其粉末部分不僅擠壓傳感元件15而且擠壓內(nèi)壁23。在對(duì)測(cè)量氣體側(cè)陶瓷模制件31施加作用力過(guò)程中，在管件20的測(cè)量氣體側(cè)端部段22上成形出徑向上向內(nèi)的造型35。這樣，測(cè)量氣體側(cè)陶瓷模制件31相對(duì)于密封元件33保持在擠壓位置上。
在測(cè)量氣體側(cè)的端部段22上，傳感元件15從殼體13中伸出，并被一個(gè)雙層保護(hù)管40包圍。雙層保護(hù)管40被安置于測(cè)量氣體側(cè)端部段22中，通過(guò)一條環(huán)繞的焊接線(xiàn)41與殼體13聯(lián)接起來(lái)。雙層保護(hù)管40上具有廢氣/測(cè)量氣體的氣體入口與出口42。在該實(shí)施例中，雙層保護(hù)管40由一件材料制成。
殼體13的連接側(cè)端部段21具有一個(gè)逐漸收縮的區(qū)段45，其上有開(kāi)口46?？蓪⒁粋€(gè)金屬的套管47焊接在此開(kāi)口46內(nèi)。在套管47中導(dǎo)入用于傳感元件15的連接導(dǎo)線(xiàn)48。該連接導(dǎo)線(xiàn)48與接觸件49相聯(lián)。后者與圖中未示出的、安置于傳感元件15的連接側(cè)段18上的接點(diǎn)觸點(diǎn)接通。傳感元件15的電接通可以通過(guò)諸如接線(xiàn)柱、或者材料融合連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)開(kāi)口46的引出也可借助于耐熱的PTFE-導(dǎo)線(xiàn)絕緣套管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了將探測(cè)頭10固定在排氣管11中，在排氣管11上設(shè)置一個(gè)開(kāi)口60。在該開(kāi)口中焊接一個(gè)圓柱形的連接塊62，它具有一個(gè)平的環(huán)形面63和一個(gè)螺紋段64。密封法蘭25的下密封面27a安放于此環(huán)形面63上。從殼體13的上方放入一個(gè)鎖緊螺母70，它具有內(nèi)螺紋71及一個(gè)內(nèi)環(huán)面72。將鎖緊螺母70擰緊于連接塊62上，從而將密封法蘭25壓緊于環(huán)形面63上。這樣，環(huán)形面63就構(gòu)成了密封法蘭25的一個(gè)密封座。
為了將探測(cè)頭10固定于排氣管11中，也可以使用其它形式的固定裝置。例如，通過(guò)一個(gè)空心螺栓進(jìn)行固定。該螺栓在其外圓周上有一個(gè)螺紋，可以擰到設(shè)置于連接塊62上的內(nèi)螺紋中。其中，密封法蘭25的密封座必須通過(guò)在連接塊62內(nèi)部的一個(gè)附加的環(huán)形面來(lái)構(gòu)成。也可以考慮在連接塊62和空心螺栓之間接入一個(gè)轉(zhuǎn)接器，其中，探測(cè)頭10的密封法蘭25安置于此轉(zhuǎn)接器的環(huán)形面上，而轉(zhuǎn)接器通過(guò)其另一個(gè)環(huán)形面安置于連接塊62的環(huán)形面上。
權(quán)利要求
1.探測(cè)頭，特別是用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)廢氣中的氧含量，具有一個(gè)固定于殼體內(nèi)的傳感元件；一個(gè)由殼體材料成形出的密封法蘭，它在安裝位置中位于一個(gè)密封座上；還具有一個(gè)固定件，它將所述殼體固定于排氣管內(nèi)，其特征是，密封法蘭(25)具有兩個(gè)由殼體(13)成形出的環(huán)形件(26，27)，它們分別具有一個(gè)傾斜的密封面(26a，27a)，并且在殼體(13)的內(nèi)部、這兩個(gè)環(huán)形件(26，27)之間形成一個(gè)空腔(29)。
2.如權(quán)利要求1所述的探測(cè)頭，其特征為密封面(26a，27a)相對(duì)于與管狀殼體(13)中軸線(xiàn)垂直的平面呈傾斜狀，傾斜角度α在10°至30°之間，以20°為佳。
3.如權(quán)利要求1或2所述的探測(cè)頭，其特征為在殼體(13)的內(nèi)部為傳感元件(15)安置了一個(gè)密封裝置(30)，密封法蘭(25)在測(cè)量氣體側(cè)位于該密封裝置(30)之后。
4.如權(quán)利要求3所述的探測(cè)頭，其特征為在殼體(13)內(nèi)構(gòu)造了一個(gè)離測(cè)量氣體較遠(yuǎn)的和一個(gè)較近的環(huán)形面(28，35)，密封裝置(30)被壓在這兩者之間。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的探測(cè)頭，其特征為設(shè)置了一個(gè)連接塊(62)，它氣密性地包圍一個(gè)在排氣管(11)上的開(kāi)口(60)，在此連接塊(62)上構(gòu)造了用于密封法蘭(25)的一個(gè)密封座(63)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種探測(cè)頭,特別是用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)廢氣中的氧含量,它具有一個(gè)固定于殼體(13)內(nèi)的傳感元件(15),一個(gè)殼體(13)上成形的密封法蘭(25),該法蘭安置于在一個(gè)廢氣裝置(11)上構(gòu)造的密封座(63)上。密封法蘭(25)具有兩個(gè)成形于殼體(13)上的環(huán)形件(26,27),它們各有一個(gè)傾斜面(26a,27a),其中,在殼體(13)的內(nèi)部、這兩個(gè)環(huán)形件(26,27)之間形成一個(gè)空腔(29)。
文檔編號(hào)G01N27/409GK1269887SQ98808959
公開(kāi)日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1998年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月9日
發(fā)明者特奧多爾·格拉澤爾, 格哈德·赫策爾, 約翰·韋爾曼, 海因茨·艾森施密德 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司