DE10120645A1 - Gasfühler mit verbessertem Aufbau - Google Patents

Abstract

Vorgestellt wird ein Gasfühler (1) mit verbessertem Aufbau, der in einer Sauerstoffmessvorrichtung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungssystems eingesetzt werden kann, das den Sauerstoffgehalt in Abgasen eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors misst. Der Aufbau umfasst einen Haltemechanismus, der innerhalb einer Luftabdeckung (121) angeordnet ist, die an einem Ende eines Fühlergehäuses (10) angebracht ist, um eine Basis des Gasfühlerelements (15) zu bedecken. Der Haltemechanismus besteht aus einem Federelement (31) oder einem steifen Element, das ein Isolierporzellan (2) innerhalb der Luftabdeckung (121) elastisch oder steif hält. Die Verwendung des Haltemechanismus erlaubt einen leichten Einbau des Isolierporzellans, sie führt zu einer verbesserten Haltbarkeit des Gasfühlers und erlaubt, die Gesamtgröße des Gasfühlers zu verringern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung bei einem Gasfühler, der beispielsweise in einer Sauerstoff­ messvorrichtung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Steuerungssystems eingesetzt wird, um den Sauerstoff­ gehalt in den Abgasen eines Kraftfahrzeugverbrennungs­ motors zu messen, und insbesondere auf einen solchen Gasfühler mit einem verbesserten Aufbau, der den leichten Einbau eines Isolierporzellans erlaubt.

Zur Energieeinsparung und zur Emissionssteuerung ist es auf diesem technischen Gebiet bekannt, die Verbrennungs­ steuerung von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren auf der Grundlage des Sauerstoffgehalts in den Abgasen durch­ zuführen, der ein Parameter für das Luft-Kraftstoff- Verhältnis ist. Als Gasfühler zur Messung der Sauerstoff­ konzentration in Abgasen sind Gasfühler bekannt, die mit einem Fühlerelement aus einem Festelektrolyt wie etwa Zirkoniumoxid versehen sind.

In Fig. 25 ist ein Beispiel eines herkömmlichen Gasfühlers gezeigt.

Der Gasfühler 9 besteht aus einem Fühlerelement 910, einem Gehäuse 94 und einer Schutzabdeckung 92. Das Fühlerelement 910 hat einen Abschnitt 911, der einem zu messenden Gas ausgesetzt ist und in dem Gehäuse 94 gehalten wird. Die Schutzabdeckung 92 ist an dem Gehäuse 94 angebracht und umgibt den dem Gas ausgesetzten Abschnitt 911 des Fühlerelements 910. Zwischen dem Gehäuse 94 und dem Fühlerelement 910 befindet sich ein Abdicht- oder Dichtungselement 918.

Das Fühlerelement 910 ist napfförmig und definiert im Innern eine Bezugsgaskammer 912, die zur Atmosphäre führt. In der Schutzabdeckung 92 um das Fühlerelement 910 herum ist eine Gaskammer 913 definiert, in die das zu messende Gas eingelassen wird. Das Fühlerelement 910 weist eine zur Bezugsgaskammer 912 ausgesetzte Bezugs­ elektrode und eine zur Gaskammer 913 ausgesetzte Mess­ elektrode auf. Das Fühlerelement 910 weist außerdem ein darin angeordnetes Heizelement 915 auf.

Das Fühlerelement 910 ist über Kupplungsanschlüsse 982 und 992 und metallische Anschlüsse 983 und 993 elektrisch mit Leitungen 981 und 991 verbunden. Die metallischen Anschlüsse 983 und 993 haben mit Anschlüssen Kontakt, die auf dem Fühlerelement 910 ausgebildet sind und zu der Bezugs- bzw. Messelektrode führen. Mit dem Heizelement 915 ist eine Leitung 971 verbunden, um diesem Strom zuzuführen.

Die mit den Kopplungsanschlüssen 982 und 992 verbundenen Enden der Leitungen 981 und 991 sind innerhalb eines Isolierporzellans 95 gesichert. Das Isolierporzellan 95 wird von einer Innenabdeckung 931 und einer Außen­ abdeckung 932 eines Luftabdeckungsaufbaus gehalten. Und 5 zwar stützt die Innenabdeckung 931 an einem ihrer Enden einen unteren Abschnitt des Isolierporzellans 95, während die Außenabdeckung 932 an einer Schulter von ihr das Isolierporzellan 95 nach unten gegen das Ende der Innen­ abdeckung 931 drückt. Zwischen der Schulter der Außen- 0 abdeckung 932 und dem Isolierporzellan 95 ist eine Tellerfeder 956 angeordnet.

Eine Luftabdeckung 933 umgibt über einen zylinderförmigen wasserabstoßenden Filter 938 einen oberen Abschnitt der 5 Außenabdeckung 932. In einem offenen Endabschnitt der Luftabdeckung 933 ist ein elastischer Isolator 945 einge­ passt, der darin die Leitungen 971, 981 und 991 hält.

Die Luftabdeckung 931 und die Außenabdeckung 932 weisen erste Luftlöcher 936 und zweite Luftlöcher 937 auf, die über den wasserabstoßenden Filter 938 zu der Bezugsgas­ kammer 912 führen, um die Luft in die Bezugsgaskammer 912 einzuleiten.

Der elastische Isolator 945, die Außenabdeckung 932 des Luftabdeckungsaufbaus und die Luftabdeckung 933 werden durch Klemmen bzw. Pressen miteinander verbunden.

Der Gasfühler 9 erzeugt an dem Fühlerelement 910 als Funktion der Konzentrationsdifferenz zwischen der Luft in der Bezugsgaskammer 912 und dem zu messenden Gas in der Gaskammer 913 eine elektromotorische Kraft und gibt diese über die Leitungen 981 und 991 aus.

Der oben beschriebene Aufbau des Gasfühlers 9 trägt zur Verbesserung der Steuerbarkeit von Kraftfahrzeug­ verbrennungsmotoren bei, jedoch ist nach wie vor eine Verringerung der Gesamtgröße und der Herstellungskosten und eine Verbesserung der Haltbarkeit des Gasfühlers 9 erforderlich.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile beim Stand der Technik zu vermeiden. Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen Gasfühler mit einem verbesserten Aufbau zur Verfügung zu stellen, der eine kompakte Größe hat und dennoch eine hohe Haltbarkeit besitzt und zu geringen Kosten herstellt werden kann.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist für einen Gasfühler, der zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas ausgelegt ist, der folgende verbesserte Aufbau vorgesehen: Der Gasfühler umfasst (a) ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Ende; (b) ein in dem Gehäuse angeordnetes Fühler­ element mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühl­ abschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuseende vorragt; (c) eine an dem ersten Gehäuseende angebrachte erste Abdeckung zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühlerelements; (d) eine Vielzahl von mit dem Fühlerelement verbundenen elektrischen Anschlüssen, um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen; (e) einen Isolator, in dem die elektrischen Anschlüsse angeordnet sind und der einen Körper und einen Flansch umfasst, wobei der Flansch in seiner Umfangswand mit einer Nut ausgebildet ist; (f) eine an dem zweiten Gehäuseende angebrachte zweite Abdeckung zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements und zum Halten des Isolators darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers, einen Abschnitt großen Durchmessers und eine den Abschnitt kleinen Durchmessers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch hat und der Abschnitt großen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch hat; und (g) einen zwischen der Nut des Isolatorflanschs und einer Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung angeordneten elastischen Haltemechanismus, der in Radius­ richtung der zweiten Abdeckung elastisch verformbar ist, um den Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung fest­ zuhalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst dieser elastische Haltemechanismus eine Vielzahl von Federn, die in der Nut des Isolatorflanschs in zueinander regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

Jede Feder besteht dabei aus einer gewellten Platte, die zwischen der Nut des Isolatorflanschs und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung angeordnet ist, um so den Isolatorflansch von der zweiten Abdeckung aus elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung gehalten wird.

Jede dieser gewellten Platten kann eine Verlängerungswand aufweisen, die mit der Innenwand der zweiten Abdeckung in Oberflächenberührung gebracht ist und an einem Abschnitt von ihr mit der Innenwand der zweiten Abdeckung verschweißt ist.

Wahlweise kann der elastische Haltemechanismus auch aus einem in der Nut des Isolatorflanschs angeordneten Feder­ ring bestehen.

Der Federring weist dabei eine Vielzahl von an seiner Umfangswand angeordneten Elementen auf, die so gefaltet sind, dass sie zwischen dem Isolatorflansch und der Innenwand der zweiten Abdeckung einen elastischen Druck erzeugen, um den Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festzuhalten.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Gasfühler zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas vorgesehen, der umfasst: (a) ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Ende; (b) ein in dem Gehäuse angeordnetes Fühlerelement mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuseende vorragt; (c) eine an dem ersten Gehäuseende angebrachte erste Abdeckung zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühler­ elements; (d) eine Vielzahl von mit dem Fühlerelement verbundenen elektrischen Anschlüssen, um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen; (e) einen Isolator, in dem die elektrischen Anschlüsse angeordnet sind und der einen Körper und einen Flansch umfasst; (f) eine an dem zweiten Gehäuseende angebrachte zweite Abdeckung zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements und zum Halten des Isolators darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers, einen Abschnitt großen Durchmessers und eine den Abschnitt kleinen Durch­ messers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch hat und der Abschnitt großen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch hat; und (g) einen in einem Spalt zwischen dem Isolator und einer Innenwand der zweiten Abdeckung angeordneten elastischen Halte­ mechanismus zur Erzeugung eines elastischen Drucks, der den Isolator elastisch innerhalb der zweiten Abdeckung hält.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser elastische Haltemechanismus in dem Spalt zwischen dem Isolatorkörper und einer Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung unter Berührung des Isolatorkörpers und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung angeordnet, um den Flansch elastisch in konstanten Eingriff mit einer Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann aus einer Ringbasis und einer Vielzahl von an der Ringbasis angebrachten elastisch verformbaren Elementen bestehen. Jedes elastisch verformbare Element ist mit dem Isolatorkörper und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung in Berührung gebracht, um den Flansch elastisch in konstanten Eingriff mit einer Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Basis und ein elastisch verformbares Element umfassen. Die Basis ist fern von einer Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung mit einer der Gegenflächen des Isolatorflanschs in Berührung gebracht. Das elastisch verformbare Element ist innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung unter Oberflächen­ berührung der Innenwand des Abschnitts großen Durch­ messers der zweiten Abdeckung eingepresst, um den Flansch in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Ringbasis und ein an der Ringbasis angebrachtes elastisch verformbares Element umfassen. Die Ringbasis ist fern von der Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung mit einer der Gegenflächen des Isolatorflanschs in Berührung gebracht. Das elastische verformbare Element ist inner­ halb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung eingepresst, um den Flansch in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung gehalten wird.

Das elastisch verformbare Element kann eine V-Form oder eine U-Form haben.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Ringbasis und eine Vielzahl von an dem Ring angebrachten elastisch verformbaren Elemente umfassen. Die Ringbasis ist entfernt von der Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung mit einer der Gegenflächen des Isolatorflanschs in Berührung gebracht. Die elastisch verformbaren Elemente sind innerhalb des Spalts zwischen dem Isolator­ flansch und der Innenwand des Abschnitts großen Durch­ messers der zweiten Abdeckung eingepresst, um den Flansch in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Basis und ein sich von der Basis erstreckendes elastisch verformbares Element umfassen. Die Basis befindet sich zwischen der Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung und einer Oberfläche des Isolatorflanschs. Das elastisch verformbare Element ist innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung eingepresst, um den Flansch in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Das elastisch verformbare Element kann aus einer gewellten Federplatte bestehen, die sich unter Berührung des Isolatorflanschs und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung in Längs­ richtung des Isolators erstreckt.

Die Basis des elastischen Haltemechanismus kann aus einem Ring bestehen. Die gewellte Ringplatte ist ringförmig und erstreckt sich vom Ringumfang aus.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Ringbasis und mit der Ringbasis verbundene elastisch verformbare gewellte Elemente umfassen. Die Ringbasis befindet sich zwischen der Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung und der Oberfläche des Isolator­ flanschs. Jedes elastisch verformbare gewellte Element ist innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch und der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung eingepresst, um den Flansch in Radius­ richtung der zweiten Abdeckung elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch einen an einer Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung vorgesehenen Überstand und ein zwischen dem Überstand und der Oberfläche des Isolatorflanschs angeordnetes elastisch verformbares Element umfassen, um den Flansch elastisch in konstanten Eingriff mit der Schulter der zweiten Abdeckung zu drängen, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der Überstand besteht dabei aus einem Ring, der mit der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung verbunden ist. Das elastisch verformbare Element besteht aus einer ringförmigen Feder, die im Querschnitt im Wesentlichen S-förmig ist.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Vielzahl von gewellten Federplatten und einen auf der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung ausgebildeten Steg umfassen, auf dem sich der Isolatorflansch befindet. Die gewellten Federplatten sind in dem Spalt zwischen der Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung und einer der Gegenflächen des Flanschs angeordnet, um elastischen Druck zu erzeugen, der den Flansch elastisch gegen den Steg drängt, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch einen Federring mit gewellter Querschnittform und einen auf der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung ausgebildeten Steg umfassen, auf dem sich der Isolatorflansch befindet. Der Federring ist in dem Spalt zwischen einer Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung und einer der Gegenflächen des Flanschs angeordnet, um elastischen Druck zu erzeugen, der den Flansch elastisch gegen den Steg drängt, wodurch der Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung festgehalten wird.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch eine Vielzahl von Federn umfassen, die sich jeweils aus einer Außenplatte, einer Innenplatte und einer die Außen- und Innenplatte verbindenden Basis zusammensetzen. Die Außen­ platte steht in elastischer Berührung mit der Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung. Die Innenplatte steht in elastischer Berührung mit einer Außenwand des Isolatorkörpers, wodurch die Basis in konstanten Eingriff mit einer der Gegenflächen des Isolatorflanschs gebracht ist, um den Flansch elastisch gegen eine Innenwand der Schulter der zweiten Abdeckung zu drängen.

Die Außenplatte kann eine Verlängerungswand aufweisen, die in Oberflächenberührung mit der Innenwand der zweiten Abdeckung gebracht ist und an einem Abschnitt von ihr mit der Innenwand der zweiten Abdeckung verschweißt ist.

Das angesprochene elastisch verformbare Element des elastischen Haltemechanismus kann ebenfalls eine Verlängerungswand aufweisen, die in Oberflächenberührung mit der Innenwand der zweiten Abdeckung gebracht ist und an einem Abschnitt von ihr mit der Innenwand der zweiten Abdeckung verschweißt ist.

Der elastische Haltemechanismus kann wahlweise auch aus einer Federplatte mit einem ersten und einem zweiten Ende bestehen. Das erste Ende ist mit einer Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung verbunden. Das zweite Ende steht in elastischer Berührung mit einer der Gegenflächen des Isolatorflanschs, wodurch die andere Gegenfläche des Isolatorflanschs in konstanten Eingriff mit einer Innenwand des Schulter der zweiten Abdeckung gedrängt wird.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Gasfühler zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas vorgesehen, der umfasst: (a) ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Ende; (b) ein in dem Gehäuse angeordnetes Fühlerelement mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuseende vorragt; (c) eine an dem ersten Gehäuseende angebrachte erste Abdeckung zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühler­ elements; (d) eine Vielzahl von mit dem Fühlerelement verbundenen elektrischen Anschlüssen, um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen; (e) einen Isolator, in dem die elektrischen Anschlüsse angeordnet sind und der einen Körper und einen Flansch umfasst; (f) eine an dem zweiten Gehäuseende angebrachte zweite Abdeckung zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements und zum Halten des Isolators darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers, einen Abschnitt großen Durchmessers und eine den Abschnitt kleinen Durch­ messers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch hat und der Abschnitt großen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch hat; und (g) einen Haltemechanismus, der zwischen einem Ende des Isolator­ körpers und dem ersten Gehäuseende angeordnet ist, um den Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung zu halten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Haltemechanismus aus einer Feder.

Der Haltemechanismus kann wahlweise auch aus einem zylinderförmigen steifen Element bestehen.

Gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Gasfühler zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas vorgesehen, der umfasst: (a) ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Ende; (b) ein in dem Gehäuse angeordnetes Fühlerelement mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuseende vorragt; (c) eine an dem ersten Gehäuseende angebrachte erste Abdeckung zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühler­ elements; (d) eine Vielzahl von mit dem Fühlerelement verbundenen elektrischen Anschlüssen, um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen; (e) einen Isolator, in dem die elektrischen Anschlüsse angeordnet sind und der einen Körper und einen Flansch umfasst; (f) eine an dem zweiten Gehäuseende angebrachte zweite Abdeckung zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements und zum Halten des Isolators darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers, einen Abschnitt großen Durchmessers und eine den Abschnitt kleinen Durch­ messers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch hat und der Abschnitt großen Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch hat; und (g) ein den Isolator innerhalb der zweiten Abdeckung haltendes Halte­ element, das aus einem keilförmigen Element besteht und zwischen dem Isolatorflansch und einer Innenwand des Abschnitts großen Durchmessers der zweiten Abdeckung eingepasst ist, um den Isolator festzuhalten.

Es folgt nun eine ausführlichere Beschreibung der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Gasfühlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines in dem Gasfühler von Fig. 1 eingebauten Isolierporzellans;

Fig. 3(a) eine Perspektivansicht eines Halteelements, das zum Halten des Isolierporzellans von Fig. 2 in dem Gasfühler von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3(b) eine Perspektivansicht mit in das Isolier­ porzellan von Fig. 2 eingepassten Halteelementen;

Fig. 3(c) eine Teilschnittansicht mit Halteelementen, die in eine in einem Flansch des in Fig. 3b gezeigten Isolierporzellans ausgebildete Nut eingepasst sind;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht einer weiteren Gasfühlerbauart, bei der das Halteelement von Fig. 1 bis Fig. 3(c) verwendet werden kann;

Fig. 5 eine Perspektivansicht einer Abwandlung eines Halteelements des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6(a) eine Perspektivansicht mit einem Halteelement in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6(b) eine Perspektivansicht einer Abwandlung des Halteelements von Fig. 6(a);

Fig. 7(a) eine Perspektivansicht mit einem Halteelement in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7(b) eine Perspektivansicht mit Halteelementen, die im dritten Ausführungsbeispiel an ein Isolierporzellan angebracht sind;

Fig. 7(c) eine vertikale Teilschnittansicht zum Einbau des Isolierporzellans von Fig. 7(b) in eine Luftabdeckung eines Gasfühlers;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Abwandlung des in Fig. 7(a) bis Fig. 7(c) gezeigten dritten Ausführungs­ beispiels;

Fig. 9(a) eine Perspektivansicht eines Halteelements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9(b) eine Teilschnittansicht zum Einbau des Halte­ elements von Fig. 9(a);

Fig. 10 eine Perspektivansicht mit einer Abwandlung des Halteelements von Fig. 9(a);

Fig. 11(a) und Fig. 11(b) Abwandlungen des Halteelements im vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 12 eine Perspektivansicht einer Abwandlung des Halteelements im vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 13(a) eine Perspektivansicht eines Halteelements in einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 13(b) eine Teilschnittansicht zum Einbau des Halte­ elements von Fig. 13(a);

Fig. 14 eine Perspektivansicht mit einer Abwandlung des Halteelements im fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 15 eine Perspektivansicht einer weiteren Abwandlung des Halteelements im fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 16 eine vertikale Teilschnittansicht eines Isolator­ halteelements in einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 17(a) eine vertikale Teilschnittansicht mit einer Abwandlung des Aufbaus von Fig. 16;

Fig. 17(b) eine Perspektivansicht des Isolatorhalte­ elements von Fig. 17(a);

Fig. 18(a) eine vertikale Teilschnittansicht zum Befestigungsaufbau eines Isolierporzellans in einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 18(b) eine Perspektivansicht eines ringförmigen Stützelements zum Einbau des Isolierporzellans in Fig. 18 (a);

Fig. 19(a) eine vertikale Teilschnittansicht zum Befestigungsaufbau eines Isolierporzellans in einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 19(b) eine perspektivische Teilansicht des Befestigungsaufbaus von Fig. 19(a);

Fig. 20 eine Perspektivansicht eines weiteren Halte­ elements, das bei dem Befestigungsaufbau in Fig. 19(a) und Fig. 19(b) verwendet werden kann;

Fig. 21 eine vertikale Teilschnittansicht mit Halte­ elementen zum Einbau eines Isolierporzellans innerhalb einer Luftabdeckung in einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 22(a) eine vertikale Teilschnittansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das eine Abwandlung des in Fig. 1 bis Fig. 3(c) gezeigten ersten Ausführungsbeispiels ist;

Fig. 22(b) eine vertikale Teilschnittansicht mit einer Abwandlung des in Fig. 7(a) bis Fig. 7(c) gezeigten dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 23(a) eine vertikale Teilschnittansicht mit einer Abwandlung des in Fig. 9(a) und Fig. 9(b) gezeigten vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 23(b) eine vertikale Teilschnittansicht einer Abwandlung des in Fig. 13(a) und Fig. 13(b) gezeigten fünften Ausführungsbeispiels;

Fig. 24(a) eine Perspektivansicht eines Halteelements, das eine Abwandlung des in Fig. 22(b) gezeigten Halte­ elements ist;

Fig. 24(b) eine vertikale Teilschnittansicht zum Einbau eines Isolierporzellans innerhalb einer Luftabdeckung unter Verwendung des Halteelements von Fig. 24(a); und

Fig. 25 eine Längsschnittansicht eines herkömmlichen Gasfühlers.

In den Zeichnungen, in denen in verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen, zeigen die Fig. 1 bis 5 einen Gasfühler 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der dazu ausgelegt ist, in ein Abgassystem eines Kraftfahrzeugverbrennungs­ motors eingebaut zu werden und in den Abgasen den Sauer­ stoffgehalt zu messen. Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf einen Sauerstoffühler beschränkt ist und wahlweise auch mit verschiedenen Gasfühlern wie etwa HC-, CO- und NO_X-Fühlern verwendet werden kann.

Der Gasfühler 1 umfasst allgemein ein Fühlerelement 15, ein hohles zylinderförmiges Gehäuse 10, einen Messgas­ abdeckungsaufbau 13, elektrisch zu dem Fühlerelement 15 führende Anschlüsse 151, ein Isolierporzellan 2 und eine Luftabdeckung 121. Das Fühlerelement 15 wird in dem Gehäuse 10 gehalten und an einem Kopf von ihm (d. h. einem Gasfühlabschnitt) von dem Messgasabdeckungsaufbau 13 umgeben. Das Isolierporzellan 2 isoliert die Anschlüsse 151 voneinander. Die Luftabdeckung 121 ist an einem ihrer Enden an einem Flansch des Gehäuses 10 angebracht und bedeckt das Isolierporzellan 2 und eine Basis des Fühler­ elements 15.

Das Isolierporzellan 2 besteht aus einem hohlen zylinder­ förmigen Element, das, wie in Fig. 2 deutlich gezeigt ist, aus einem Körper 21 und einem Flansch 22 besteht. Die Luftabdeckung 121 weist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, einen Abschnitt kleinen Durchmessers 127, einen Abschnitt großen Durchmessers 128 und eine Schulter 129 auf. Der Abschnitt kleinen Durchmessers 127 hat einen Innen­ durchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Körpers 21 des Isolierporzellans 2 und kleiner als der Außendurchmesser des Flanschs 22 des Isolierporzellans 2 ist. Der Abschnitt großen Durchmessers 128 hat einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Flanschs 22 ist. Die Schulter 129 ist zwischen dem Abschnitt kleinen Durchmessers 127 und dem Abschnitt großen Durchmessers 128 ausgebildet.

Das Isolierporzellan 2 ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, in einer Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 mit einer Nut 23 ausgebildet. Innerhalb der Nut 23 des Isolierporzellans 2 sind, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, unter elastischer Berührung einer Innenwand der Luftabdeckung 121 Halteelemente 31 angeordnet. Die Halteelemente 31 bestehen jeweils aus einer Feder, die dazu ausgelegt ist, sich in Radius­ richtung der Luftabdeckung 121 auszudehnen und zusammen­ zuziehen.

Der vorstehend angesprochene Messgasabdeckaufbau 13 ist an einem seiner Enden in einer im Boden des Gehäuses 10 ausgebildeten Nut angebracht. Der Messgasabdeckaufbau 13 setzt sich aus einer Innenabdeckung 131 und einer Außen­ abdeckung 132 zusammen, die beide Gaseinlässe aufweisen, durch die das zu messende Gas in eine um das Fühler­ element 15 herum definierte Gaskammer eingelassen wird. Die Luftabdeckung 121 ist mit einem Basisabschnitt des Gehäuses 10 verschweißt. Um den Abschnitt kleinen Durch­ messers 127 der Luftabdeckung 121 ist über einen zylinderförmigen wasserabstoßenden Filter 140 eine Außen­ luftabdeckung 14 angebracht. Die Luftabdeckung 121 und die Außenluftabdeckung 14 sind in sich mit Luftlöchern 149 ausgebildet, die zu einer in dem Fühlerelement 15 definierten Bezugsgaskammer führen, um die Luft in die Bezugsgaskammer einzuleiten.

In einem offenen Endabschnitt der Luftabdeckung 121 ist ein elastischer Isolator 16 eingepasst, der in darin ausgebildeten Löchern ein Leitungspaar 153 und ein Leitungspaar 163 hält (wobei in Fig. 1 aus Darstellungs­ gründen nur eine Leitung 163 gezeigt ist). Die Leitungen 163 sind über Verbindungselemente 161 mit einem Heiz­ element 16 verbunden, um diesem Strom zuzuführen. Die Leitungen 153 sind mit dem Fühlerelement 15 verbunden, um einer externen Vorrichtung Fühlersignale zur Verfügung zu stellen, die zur Bestimmung der in einem Gas enthaltenen Sauerstoffkonzentration verwendet werden. Diese Technik ist im Stand der Technik weithin bekannt, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird. Für weitere Einzelheiten wird auf beispielsweise die US-Anmeldung Nr. 09/196,693 verwiesen, die am 20. November 1998 eingereicht wurde und von der gleichen Anmelderin wie diese Anmeldung stammt und die ein Gasmessverfahren bei dieser Gasfühlerbauart beschreibt.

Das Fühlerelement 15 besteht aus einem napfförmigen Festelektrolytkörper 150, der in seinem Innern die vorstehend angesprochene Bezugsgaskammer definiert. Das Heizelement 16 besteht aus einem stabförmigen Wider­ standselement und ist innerhalb der Bezugsgaskammer angeordnet, um die auf dem Fühlerelement 15 ausgebildete Mess- und Bezugselektroden auf eine Temperatur zu erwärmen, bei der die Sauerstoffkonzentration korrekt gemessen werden kann. Die Mess- und die Bezugselektrode sind jeweils mit Anschlüssen 151 verbunden. Die Anschlüsse 151 sind jeweils über Verbindungselemente 152 mit den Leitungen 153 verbunden.

Das aus einem Keramikmaterial (Aluminiumoxid) bestehende Isolierporzellan 2 ist, wie vorstehend beschrieben, innerhalb der Luftabdeckung 121 angeordnet. Wie in Fig. 2 deutlich gezeigt ist, ist das Isolierporzellan 2 in seinem Innern mit vier Durchgangslöchern 291, in die die Leitungen 153 und 163 eingeführt sind, und einem Hohlraum 290 ausgebildet, der mit den Durchgangslöchern 291 in Verbindung steht und sich in der Zeichnung nach unten hin öffnet. Innerhalb des Hohlraums 290 ist die Basis des Fühlerelements 15 angeordnet.

Das Isolierporzellan 2 weist, wie vorstehend angesprochen wurde, den Flansch 22 auf. In der Umfangswand des Flanschs 22 ist die ringförmige Nut 23 ausgebildet. Wie nachstehend ausführlich beschrieben ist, sind in der Nut 23 Halteelemente 31 angebracht, um das Isolierporzellan 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 zu halten. Die Halte­ elemente 31 bestehen jeweils aus einem wärmebeständigen Material wie etwa rostfreiem Stahl. Anstelle der ring­ förmigen Nut 23 können im Umfang des Flanschs 22 auch einzelne Vertiefungen ausgebildet sein.

Jedes Halteelement 31 ist, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, als eine N-förmige Federplatte ausgeführt, die so ausgelegt ist, dass sie in einer wie durch den Pfeil angegebenen Richtung elastisch verformbar ist. Die drei Halteelemente 31 sind, wie in Fig. 3(b) zu erkennen ist, in regelmäßigen Abständen in der Nut 23 angeordnet. Jedes Halteelement 31 ist innerhalb der Nut 23 unter Berührung der oberen und unteren Wände der Nut 23 eingepasst, um ein ungewünschtes Spiel in der in der Zeichnung vertikalen Richtung (d. h. in Breitenrichtung der Nut 23) zu vermeiden. Genauer gesagt ist die in Fig. 3(a) gezeigte Länge L der Halteelemente 31 so eingestellt, dass sie im Wesentlichen gleich der Breite der Nut 23 ist.

Die Breite W der Halteelemente 31 ist so eingestellt, dass sie ohne Lastaufbringung größer als der Abstand zwischen dem Boden der Nut 23 und der Innenwand der Luftabdeckung 121 ist.

Der Einbau des Isolierporzellans 2 in die Luftabdeckung 121 erfolgt, indem die Halteelemente 31 wie in den Fig. 3(b) und 3(c) gezeigt in die Nut 23 gesetzt werden, die Halteelemente 31 nach innen zum Isolier­ porzellan 2 zusammengedrückt werden und das Isolier­ porzellan 2 in die Luftabdeckung 121 eingeführt wird. Beim Einführen des Isolierporzellans 2 werden durch die Halteelemente 31 Federdrücke erzeugt, die in Radius­ richtung der Luftabdeckung 121 orientiert sind, sodass das Isolierporzellan 2 in der Luftabdeckung 121 in elastischem Eingriff mit der Innenwand 120 der Luft­ abdeckung 121 gehalten wird.

Die Halteelemente 31 bestehen, wie vorstehend beschrieben ist, aus einer Feder und müssen daher nicht mit hoher Abmessungsgenauigkeit ausgebildet sein. Die akkumulierten Abmessungsfehler der Nut 23, des Isolierporzellans 2 und der Luftabdeckung 121 in Radiusrichtung des Gasfühlers 1 werden von der Elastizität der Halteelemente 31 absorbiert, wodurch die Notwendigkeit entfällt, diese Teile mit hoher Abmessungsgenauigkeit maschinell zu bearbeiten, und eine größere Haltbarkeit des Gasfühlers erzielt wird. Der Gasfühler 1 kann daher leicht zu geringen Kosten hergestellt werden.

Darüber hinaus erlaubt der Einbau des Isolierporzellans 2 innerhalb der einwändigen Luftabdeckung 121, die Gesamt­ länge des Gasfühlers verglichen mit dem in Fig. 25 gezeigten herkömmlichen Aufbau zu verringern.

Das Fühlerelement 15 kann durch ein Element anderer Bauart ersetzt werden, wie etwa das in Fig. 4 mit 159 bezeichnete Element, das aus einer Aufschichtung einer Heizelementschicht und von Elektrodenschichten besteht. Das am 12. November 1996 Fukuja et al. erteilte US Patent Nr. 5,573,650 beschreibt einen solchen Aufbau, auf den hiermit verwiesen wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, können die Halteelemente 31 wahlweise auch aus einem W-förmigen Federstreifen bestehen, der so ausgelegt ist, dass er sich in der durch den Pfeil angegebenen Richtung ausdehnt und zusammen­ zieht.

Fig. 6(a) zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem anstelle der Halteelemente 31 des ersten Ausführungsbeispiels ein Halteelement 311 verwendet wird.

Das Halteelement 311 besteht aus einem einzelnen Ring, der so gefaltet ist, dass er wie beim ersten Ausführungs­ beispiel im Querschnitt eine N-Form hat.

Wahlweise kann auch ein wie in Fig. 6(b) gezeigtes Halte­ element 312 verwendet werden, das aus einem Ring 313 und drei V-förmigen Federplatten 314 besteht. Die Feder­ platten 314 sind mit der Umfangsfläche des Rings 313 in gleichmäßigen Abständen verbunden, sodass sie in der Radiusrichtung des Rings 313 Elastizität besitzen.

Der übrige Aufbau ist mit dem des ersten Ausführungs­ beispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Die Fig. 7(a) bis 7(c) zeigen das dritte Ausführungs­ beispiel der Erfindung.

Das Isolierporzellan 2 weist nicht die beim ersten Ausführungsbeispiel in dem Flansch 22 ausgebildete Nut 23 auf und wird, wie in Fig. 7(c) deutlich zu erkennen ist, innerhalb der Luftabdeckung 121 durch drei Halteelemente 32 gehalten.

Jedes Halteelement 32 besteht im wesentlichen aus einem C-förmigen Federstreifen, der sich aus einer Basis 320, einer Innenklaue 321 und einer Außenklaue 322 zusammen­ setzt. Die Innen- und die Außenklaue 321 und 322 sind von den Enden der Basis 320 aus in die gleiche Richtung gebogen.

Das Isolierporzellan 2 ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel innerhalb der Luftabdeckung 121 angebracht. Wie in Fig. 7(b) gezeigt ist, sind die Halte­ elemente 32 an einer Unterseite 222 des Flanschs 22 in regelmäßigen Abständen angebracht und elastisch in einem Spalt zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 und der Innenwand 120 der Luft­ abdeckung 121 eingepasst. Genauer gesagt erstreckt sich die Innenklaue 321 jedes Halteelements 32 wie in Fig. 7(c) gezeigt von der Basis 320 nach unten rechts und steht elastisch mit dem Abschnitt großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 in Eingriff, während sich die Außenklaue 322 von der Basis 320 nach unten links erstreckt und elastisch mit der Innenwand 120 der Luft­ abdeckung 121 in Eingriff steht, wodurch ein horizontaler Federdruck, der das Isolierporzellan in Radiusrichtung der Luftabdeckung 121 hält, und ein vertikaler Federdruck erzeugt wird, der die Oberseite 221 des Flanschs 22 in konstanten Eingriff mit der Innenwand der Schulter 129 der Luftabdeckung 121 bringt, wodurch das Isolier­ porzellan 2 in Längsrichtung der Luftabdeckung 121 gehalten wird.

Der Einbau des Isolierporzellans 2 erfolgt, indem das Isolierporzellan 2 in die Luftabdeckung 121 eingeführt wird und die Halteelemente 32 in den Spalt zwischen der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 und dem Abschnitt großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 gezwängt werden, sodass der Flansch 22 zwischen der Basis 220 jedes Halteelements 32 und der Schulter 129 der Luft­ abdeckung 121 gehalten wird.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden die akkumulierten Abmessungsfehler des Isolierporzellans 2 und der Luftabdeckung 121 in Radiusrichtung des Gas­ fühlers 1 von der elastischen Verformung der Innen- und Außenklauen 321 und 322 der Halteelemente 32 absorbiert, wenn diese in die Luftabdeckung 121 eingepasst sind, weshalb die Notwendigkeit entfällt, diese Teile mit hoher Abmessungsgenauigkeit maschinell zu bearbeiten, was zu einer einfachen Fertigung des Gasfühlers 1 führt.

Anstelle der Halteelemente 32 kann auch ein wie in Fig. 8 gezeigtes einteiliges Halteelement verwendet werden, das aus einem Ring 323 und Innen- und Außenklauen 321 und 322 besteht. Die Innen- und Außenklauen 321 und 322 erstrecken sich von dem Ring 322 diagonal in die gleiche Richtung wie die in Fig. 7(a) gezeigten Klauen.

Die Fig. 9(a) und 9(b) zeigen das vierte Ausführungs­ beispiel der Erfindung, das sich von dem dritten in den Fig. 7(a) und 7(b) gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch unterscheidet, dass innerhalb eines Spalts zwischen dem Flansch 22 und der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 in regelmäßigen Abständen drei Halte­ elemente 33 eingepasst sind. Der übrige Aufbau ist identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Jedes Halteelement 33 besteht aus einer Basis 331 und einem U-förmigen elastischen Abschnitt 332, der vertikal von der Basis 331 vorragt. Die Gesamtdicke des elastischen Abschnitts 332 ist etwas größer als der Abstand zwischen der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 und der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121, sodass beim Einbau in die Luftabdeckung 121 in Radiusrichtung des Isolierporzellans 2 der Federdruck erzeugt wird.

Der elastische Abschnitt 332 jedes Halteelements 33 ist innerhalb des Spalts zwischen der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 und der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 eingepresst, um das Isolierporzellan 2 in Radiusrichtung der Luftabdeckung 121 zu halten, während die Basis 331 mit der Unterseite 222 des Flanschs 22 in Eingriff steht, sodass die Oberseite 221 des Flanschs 22 in konstanten Eingriff mit der Innenwand der Schulter 129 der Luft­ abdeckung 121 gedrängt wird, wodurch das Isolierporzellan 2 in Längsrichtung der Luftabdeckung 121 gehalten wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der elastische Abschnitt 332 jedes Halteelements 33 breitere Berührungs­ flächen mit der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 und der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22, wodurch zwischen der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 und der Umfangs­ fläche 220 des Flanschs 22 ein größerer Reibdruck erzeugt wird, der das Isolierporzellan 2 festhält.

Der Einbau des Isolierporzellans 2 erfolgt auf die folgende Weise. Zunächst wird jedes Halteelement 33 dadurch mit dem Flansch 22 verbunden, dass die Basis 331 und der elastische Abschnitt. 332 mit der Unterseite 222 und der Umfangsfläche 220 des Flanschs in Eingriff gebracht werden. Als nächstes wird das Isolierporzellan 2 in die Luftabdeckung 121 gezwängt, bis der Flansch 22 auf die Schulter 129 der Luftabdeckung 121 stößt.

Wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird der Gesamtabmessungsfehler des Isolierporzellans 2 und der Luftabdeckung 121 in Radiusrichtung des Gasfühlers 1 von der elastischen Verformung der elastische Abschnitt 332 der Halteelemente 33 absorbiert, wenn sie in die Luft­ abdeckung 121 eingepasst sind, wodurch die Notwendigkeit entfällt, diese Teile mit hoher Abmessungsgenauigkeit maschinell zu bearbeiten, was zu einer leichten Fertigung des Gasfühlers 1 führt. Darüber hinaus erlaubt der Einbau des Isolierporzellans 2 innerhalb der einwändigen Abdeckung 121, die Gesamtlänge des Gasfühlers 1 verglichen mit dem in Fig. 25 gezeigten herkömmlichen Aufbau zu verringern.

Der elastische Abschnitt 332 jedes Halteelements 33 kann wahlweise auch, wie in Fig. 10 gezeigt ist, zu einer V- Form gearbeitet werden.

Anstelle der Halteelemente 33 kann auch ein wie in den Fig. 11(a) oder 11(b) gezeigtes einteiliges Halte­ element verwendet werden. Das Halteelement in Fig. 11(a) besteht aus einer ringförmigen Scheibe 331 und einem doppelwändigen ringförmigen Element 332. Das ringförmige Element 332 hat wie das in Fig. 9(a) gezeigte Element im Querschnitt eine U-Form. Das Halteelement in Fig. 11(b) unterscheidet sich von dem in Fig. 11(a) lediglich dadurch, dass das ringförmige Element 332 im Querschnitt eine V-Form hat.

Die Körper 331 der Halteelemente 33 in den Fig. 9(a) und 9(b) können wahlweise auch, wie in Fig. 12 gezeigt ist, als eine Einheit mit einer ringförmigen Scheibe 336 ausgebildet sein.

Die Fig. 13(a) und 13(b) zeigen das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem vierten Ausführungsbeispiel in den Fig. 9(a) und 9(b) bezüglich der Gestaltung der Halteelemente unterscheidet. Der übrige Aufbau ist identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Es finden drei Halteelemente 34 Verwendung, um das Isolierporzellan 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 zu halten. Jedes Halteelement 34 besteht aus einer flachen Basis 341 und einem W-förmigen elastischen Abschnitt 342, der sich vertikal von der Basis 341 erstreckt. Die flache Basis 341 wird, wie in Fig. 13(b) deutlich gezeigt ist, zwischen der Oberseite 221 des Flanschs 22 und der Innen­ wand der Schulter 129 gehalten. Der elastische Abschnitt 342 wird durch Wellen eines Abschnitts des Halteelements 34 ausgebildet, sodass er elastisch in Längsrichtung des Isolierporzellans (d. h. in den Fig. 13(a) und 13(b) in Vertikalrichtung) verformbar ist, und innerhalb eines Spalts zwischen der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 und der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 eingepresst, um dadurch in Radiusrichtung des Isolierporzellans 2 den Federdruck zu erzeugen, wodurch das Isolierporzellan 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 festgehalten wird.

Der Einbau des Isolierporzellans 2 erfolgt auf die folgende Weise. Zunächst wird jedes Halteelement 34 so an dem Flansch 22 des Isolierporzellans 2 angebracht, dass die Basis 341 und der elastische Abschnitt 342 mit der Oberseite 221 bzw. der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 in Eingriff stehen. Als nächstes wird das Isolier­ porzellan 2 in die Luftabdeckung 121 gezwängt, bis der Flansch auf die Schulter 129 der Luftabdeckung 121 stößt.

Wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird der Gesamtabmessungsfehler des Isolierporzellans 2 und der Luftabdeckung 121 in Radiusrichtung des Gasfühlers 1 von der elastischen Verformung der elastischen Abschnitte 342 der Halteelemente 34 absorbiert, wenn diese in die Luft­ abdeckung 121 eingepasst sind, wodurch die Notwendigkeit entfällt, diese Teile mit hoher Abmessungsgenauigkeit maschinell zu bearbeiten, was zu einer leichten Fertigung des Gasfühlers 1 führt. Darüber hinaus erlaubt der Einbau des Isolierporzellans 2 innerhalb der einwändigen Luft­ abdeckung 121, die Gesamtlänge des Gasfühlers 1 verglichen mit dem in Fig. 25 gezeigten herkömmlichen Aufbau zu verringern.

Die Basis 241 jedes Halteelements 34 ist, wie vorstehend beschrieben, zwischen der Schulter 129 der Luftabdeckung 121 und der Oberseite 221 des Flanschs 22 des Isolier­ porzellans 2 angeordnet, wodurch dazwischen liegende Spalte definiert werden, die als Luftdurchlässe dienen und eine Verbindung zwischen den Luftlöchern 149 und der Bezugsgaskammer im Fühlerelement 15 herstellen, was den Luftfluss in die Bezugsgaskammer erleichtert. Anstelle des Halteelements 34 kann auch ein wie in Fig. 14 gezeigtes Halteelement 345 oder ein wie in Fig. 15 gezeigtes Halteelement 346 verwendet werden. Das Halte­ element 345 ist aus einem einstückigen zylinderförmigen Element gefertigt, das aus einer ringförmigen Basis 341 und einem wie ein Akkordeon gefalteten ringförmigen elastischen Abschnitt 342 besteht. Das Halteelement 346 besteht aus einer ringförmigen Basis 341 und drei W- förmigen Federplatten 342, die in regelmäßigen Abständen am Umfang der Basis 341 angebracht sind.

Fig. 16 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Mit Ausnahme dessen, dass in dem Flansch 22 keine Nut 23 ausgebildet ist, hat das Isolierporzellan 2 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Innerhalb der Luftabdeckung 121 ist vertikal ein aus einer Schraubenfeder bestehendes Halteelement 351 angeordnet, um das Isolierporzellan 2 festzuhalten. Im Einzelnen ist das Halteelement 351 an einem Ende auf den Abschnitt großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 aufgezogen und an dem anderen Ende an dem oberen Ende des Gehäuses 10 angebracht, um den Flansch 22 elastisch in konstanten Eingriff mit der Innenwand der Schulter 129 der Luftabdeckung 121 zu bringen.

Der Einbau des Isolierporzellans 2 erfolgt, indem das auf dem oberen Ende des Gehäuses 10 befestigte Halteelement 351 auf den Abschnitt großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 aufgezogen wird, beide in die Luft­ abdeckung 121 eingeführt werden und das Gehäuse 10 und die Luftabdeckung 121 miteinander verbunden werden. Dies erleichtert die Fertigung des Gasfühlers 1, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.

Die Verwendung eines einzelnen Halteelements 351 zum Einbau des Isolierporzellans 2 führt zu einer erhöhten Haltbarkeit des Gasfühlers 1. Darüber hinaus erlaubt der Einbau des Isolierporzellans 2 innerhalb der einwändigen Luftabdeckung 121, die Gesamtlänge des Gasfühlers 1 verglichen mit dem in Fig. 25 gezeigten herkömmlichen Aufbaus zu verringern.

Anstelle des Halteelements 351 kann auch ein wie in Fig. 17(b) gezeigtes steifes Halteelement 352 verwendet werden. Das Halteelement 352 besteht aus einem Metall- oder Keramikzylinder. Das Halteelement 352 ist, wie in Fig. 17(a) deutlich gezeigt ist, an einem Ende auf dem Abschnitt großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 in Berührung mit der Unterseite 222 des Flanschs 22 gebracht und befindet sich an dem anderen Ende auf dem oberen Ende des Gehäuses 10, sodass der Flansch 22 in konstanten Eingriff mit der Schulter 129 der Luft­ abdeckung 121 gebracht ist.

Fig. 18(a) zeigt das siebte Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Eine ringförmige Befestigungsbasis 365 ist innerhalb eines Spalts zwischen dem Abstand großen Durchmessers 229 und der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 an einem mit 366 bezeichneten Abschnitt mit der Innenwand der Luft­ abdeckung 121 verschweißt. Ein Halteelement 36, das wie in Fig. 18(b) gezeigt aus einer ringförmigen Feder mit S-Form im Querschnitt besteht, ist zwischen der Befestigungsbasis 365 und der Unterseite des Flansches 22 des Isolierporzellans 2 angeordnet, um den Flansch 22 elastisch in konstanten Eingriff mit der Innenwand der Schulter 129 der Luftabdeckung 121 zu drängen, wodurch das Isolierporzellan 2 fest in der Luftabdeckung 121 gehalten wird. Das Halteelement 36 dient außerdem dazu, Vertikalschwingungen des Isolierporzellans 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 zu absorbieren, was zu einer Erhöhung der Gesamthaltbarkeit des Gasfühlers 1 führt.

Der Einbau des Isolierporzellans innerhalb der Luft­ abdeckung 121 erfolgt, indem der Flansch 22 des Isolier­ porzellans 2 in Berührung mit der Schulter 129 gebracht wird, das Halteelement 36 auf die Unterseite 222 des Flanschs gesetzt wird, die Befestigungsbasis 366 gegen den Federdruck des Halteelements 36 in den Spalt zwischen dem Abstand großen Durchmessers 229 des Isolierporzellans 2 und der Innenwand der Luftabdeckung 121 gezwängt wird und der Befestigungsabschnitt 366 mit einem gegebenen Abschnitt des Abschnitts großen Durchmessers 128 der Luftabdeckung 121 verschweißt wird, wodurch das Isolier­ porzellan 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 festgehalten wird.

Das Halteelement 36 und die Befestigungsbasis 366 können sich wahlweise auch aus einer Vielzahl von Elementen zusammensetzen.

Der übrige Aufbau und die Wirkungen dieses Ausführungs­ beispiels sind mit denen des sechsten Ausführungs­ beispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Die Fig. 19(a) und 19(b) zeigen das achte Ausführungs­ beispiel der Erfindung.

Drei Halteelemente 37 (aus Darstellungsgründen ist lediglich eines gezeigt) sind zwischen der Oberseite 221 des Flanschs 22 des Isolierporzellans 2 und der Innenwand der Schulter 129 der Luftabdeckung 121 in regelmäßigen Abständen angeordnet. Jedes Halteelement 37 besteht aus einer gewellten Platte und ist so ausgelegt, dass es zwischen der Oberseite 221 des Flanschs 22 und der Schulter 129 bei Blick auf die Zeichnungen elastisch in Vertikalrichtung verformbar ist. Der Abschnitt großen Durchmessers 128 der Luftabdeckung 121 ist an seiner Innenwand mit einem nach innen ragenden ringförmigen Steg 375 ausgebildet. Der Flansch 22 des Isolierporzellans 2 ist an einer seiner Ecken gegen die Federkraft des Halte­ elements 37 auf dem ringförmigen Steg 365 positioniert, wodurch das Isolierporzellan 2 innerhalb der Luft­ abdeckung 121 festgehalten wird. Die Halteelemente 37 dienen auch dazu, Vertikalschwingungen des Isolier­ porzellans 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 zu absorbieren, was zu einer Erhöhung der Gesamthaltbarkeit des Gasfühlers 1 führt.

Anstelle des ringförmigen Stegs 365 können auf der Innen­ wand des Abschnitts großen Durchmessers 128 der Luft­ abdeckung 121 auch eine Vielzahl von einzelnen Stegen ausgebildet sein.

Der Einbau des Isolierporzellans 2 erfolgt innerhalb der Luftabdeckung 121, indem die Halteelemente 37 auf die Innenwand der Schulter 129 gesetzt werden, das Isolier­ porzellan 2 gegen den Federdruck der Halteelemente 37 in die Luftabdeckung 121 eingeführt wird und der Abschnitt großen Durchmessers 128 der Luftabdeckung 121 nach innen gedrückt wird, um den ringförmigen Steg 375 auszubilden, wodurch der Flansch 22 gegen den Federdruck der Halte­ elemente 37 elastisch gehalten wird.

Der übrige Aufbau und die Wirkungen dieses Ausführungs­ beispiels sind mit denen des sechsten Ausführungs­ beispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Anstelle der Halteelemente 37 kann auch ein wie in Fig. 20 gezeigtes ringförmiges Halteelement 375 verwendet werden, das durch Pressen einer ringförmigen Scheibe zu einem W-förmigen Querschnitt gefertigt wird.

Fig. 21 zeigt das neunte Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Innerhalb eines Spalts zwischen der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 und der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 ist ein aus einem keilförmigen Ring bestehendes Halte­ element 38 eingepresst, das den Flansch 22 in konstanten Eingriff mit der Innenwand der Schulter 129 der Luft­ abdeckung 121 bringt und das, wie mit 381 gekennzeichnet ist, mit der Innenwand 120 verschweißt ist.

Das Halteelement 38 ist mit der Innenwand 12 der Luft­ abdeckung 121 und der Umfangsfläche 220 des Flanschs 22 in Berührung, sodass dazwischen ein Reibungsdruck erzeugt wird, der das Isolierporzellan 2 festhält.

Das Halteelement 38 kann wahlweise auch aus einer Vielzahl von einzelnen Keilen gebildet sein.

Der übrige Aufbau und die Wirkungen dieses Ausführungs­ beispiels sind mit denen des sechsten Ausführungs­ beispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Fig. 22(a) zeigt das zehnte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine Abwandlung des in den Fig. 1 bis 3(c) gezeigten ersten Ausführungsbeispiels ist.

Das Halteelement 31 weist eine Verlängerung 318 auf, die sich von seiner Außenwand aus gerade fortsetzt. Die Verlängerung 318 ist an einem mit 318 bezeichneten Abschnitt mit der Innenwand der Luftabdeckung 121 verschweißt. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Fig. 22(b) zeigt eine Abwandlung des in den Fig. 7(a) bis 7(c) gezeigten dritten Ausführungsbeispiels.

Das Halteelement 32 weist eine Verlängerung 329 auf, die sich von der Außenklaue 322 aus fortsetzt. Das Halte­ element 32 ist in den Spalt zwischen dem Isolierporzellan 2 und der Innenwand der Luftabdeckung 121 gezwängt, sodass die Verlängerung 329 in Oberflächenberührung mit der Innenwand der Luftabdeckung 121 gebracht ist, und an einem mit 328 bezeichneten Abschnitt der Verlängerung 329 verschweißt. Der übrige Aufbau ist mit dem des dritten Ausführungsbeispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Fig. 23(a) zeigt eine Abwandlung des in den Fig. 9(a) und 9(b) gezeigten vierten Ausführungsbeispiels.

Das Halteelement 33 weist eine Verlängerung 339 auf, die sich von seiner Außenwand aus gerade fortsetzt. Die Verlängerung 339 ist an einem mit 338 bezeichneten Abschnitt mit der Innenwand der Luftabdeckung 121 verschweißt. Der übrige Aufbau ist mit dem des vierten Ausführungsbeispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Fig. 23(b) zeigt eine Abwandlung des in den Fig. 13(a) und 13(b) gezeigten fünften Ausführungsbeispiels.

Das Halteelement 34 weist eine Verlängerung 349 auf, die sich von dem W-förmigen elastischen Abschnitt 342 aus fortsetzt. Die Verlängerung 349 ist mit der Innenwand der Luftabdeckung 121 in Oberflächenberührung und an einem mit 348 bezeichneten Abschnitt verschweißt. Der übrige Aufbau ist mit dem des fünften Ausführungsbeispiels identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Die Fig. 24(a) und 24(b) zeigen das elfte Ausführungs­ beispiel der Erfindung, das eine Abwandlung des in Fig. 22(b) gezeigten Ausführungsbeispiels ist.

An der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 sind drei Halteelemente 39 (aus Darstellungsgründen ist lediglich eines gezeigt) angebracht, um das Isolierporzellan 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 festzuhalten.

Jedes Halteelement 39 besteht aus einer Federplatte, die sich aus einer Basis 390, einem Befestigungsabschnitt 399 und einem die Basis 390 und den Befestigungsabschnitt 399 verbindenden Verbindungsabschnitt 391 zusammensetzt. Der Befestigungsabschnitt 399 ist unter Oberflächenberührung mit der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 angebracht und mit dieser verschweißt, um die Basis 390 elastisch in konstanten Eingriff mit der Unterseite 222 des Flanschs 22 zu drängen, wodurch das Isolierporzellan 2 innerhalb der Luftabdeckung 121 festgehalten wird.

Anstelle des Halteelements 39 kann auch eine einstückige ringförmige Feder verwendet werden, die die gleiche Querschnittform wie das Halteelement 39 hat. Diese Feder kann mit dem gesamten Umfangsabschnitt oder mit einzelnen Abschnitten der Innenwand 120 der Luftabdeckung 121 verschweißt sein.

Der übrige Aufbau und die Wirkungen dieses Ausführungs­ beispiels sind mit denen des Ausführungsbeispiels in Fig. 22(b) identisch, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet wird.

Auch wenn die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, um das Verständnis zu erleichtern, kann die Erfindung auch auf verschiedene andere Weisen Umsetzung finden, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.

Claims (30)

1. Gasfühler (1) zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas, mit:
einem Gehäuse (10) mit einem ersten und einem zweiten Ende;
einem in dem Gehäuse (10) angeordneten Fühlerelement (15) mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuse­ ende vorragt;
einer an dem ersten Gehäuseende angebrachten ersten Abdeckung (13) zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühlerelements (15);
einer Vielzahl von mit dem Fühlerelement (15) verbundenen elektrischen Anschlüssen (153), um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen;
einem Isolator (2), in dem die elektrischen Anschlüsse (153) angeordnet sind und der einen Körper (21) und einen Flansch (22) umfasst, wobei der Flansch (21) in seiner Umfangswand (220) mit einer Nut (23) ausgebildet ist;
einer an dem zweiten Gehäuseende angebrachten zweiten Abdeckung (121) zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements (15) und zum Halten des Isolators (2) darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers (127), einen Abschnitt großen Durchmessers (128) und eine den Abschnitt kleinen Durchmessers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter (129) umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers (127) einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper (21) und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat und der Abschnitt großen Durchmessers (128) einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat; und
einem zwischen der Nut (23) des Isolatorflanschs (22) und einer Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) angeordneten elastischen Haltemechanismus, der in Radius­ richtung der zweiten Abdeckung (121) elastisch verformbar ist, um den Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festzuhalten.

2. Gasfühler nach Anspruch 1, bei dem der elastische Haltemechanismus eine Vielzahl von Federn (31) umfasst, die in der Nut (23) des Isolatorflanschs (22) in zueinander regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

3. Gasfühler nach Anspruch 2, bei dem jede Feder (31) aus einer gewellten Platte besteht, die zwischen der Nut (23) des Isolatorflanschs (22) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) angeordnet ist, um so den Isolatorflansch (22) von der zweiten Abdeckung (121) aus elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) gehalten wird.

4. Gasfühler nach Anspruch 3, bei dem jede gewellte Platte eine Verlängerungswand (319) aufweist, die mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) in Oberflächenberührung gebracht ist und an einem Abschnitt (318) von ihr mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) verschweißt ist.

5. Gasfühler nach Anspruch 1, bei dem der elastische Haltemechanismus aus einem in der Nut (23) des Isolator­ flanschs (22) angeordneten Federring (311; 312) besteht.

6. Gasfühler nach Anspruch 5, bei dem der Federring (312) eine Vielzahl von an seiner Umfangswand (313) angeordneten Elementen (314) aufweist, die so gefaltet sind, dass sie zwischen dem Isolatorflansch (22) und der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) einen elastischen Druck erzeugen, um den Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festzuhalten.

7. Gasfühler (1) zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas, mit:
einem Gehäuse (10) mit einem ersten und einem zweiten Ende;
einem in dem Gehäuse (10) angeordneten Fühlerelement (15) mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuse­ ende vorragt;
einer an dem ersten Gehäuseende angebrachten ersten Abdeckung (13) zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühlerelements (15);
einer Vielzahl von mit dem Fühlerelement (15) verbundenen elektrischen Anschlüssen (153), um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen;
einem Isolator (2), in dem die elektrischen Anschlüsse (153) angeordnet sind und der einen Körper (21) und einen Flansch (22) umfasst;
einer an dem zweiten Gehäuseende angebrachten zweiten Abdeckung (121) zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements (15) und zum Halten des Isolators (2) darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers (127), einen Abschnitt großen Durchmessers (128) und eine den Abschnitt kleinen Durchmessers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter (129) umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers (127) einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper (21) und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat und der Abschnitt großen Durchmessers (128) einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat; und
einem in einem Spalt zwischen dem Isolator (2) und einer Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) angeordneten elastischen Haltemechanismus zur Erzeugung eines elastischen Drucks, der den Isolator (2) elastisch innerhalb der zweiten Abdeckung (121) hält.

8. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus in dem Spalt zwischen dem Isolatorkörper (21) und einer Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) unter Berührung des Isolatorkörpers (21) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) angeordnet ist, um den Flansch (22) elastisch in konstanten Eingriff mit einer Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

9. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus aus einer Ringbasis (323) und einer Vielzahl von an der Ringbasis (323) angebrachten elastisch verformbaren Elementen (321, 322) besteht, wobei jedes elastisch verformbare Element (321, 323) mit dem Isolatorkörper (21) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) in Berührung gebracht ist, um den Flansch (22) elastisch in konstanten Eingriff mit einer Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

10. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem elastische Halte­ mechanismus (33) eine Basis (331) und ein elastisch verformbares Element (332) umfasst, wobei die Basis (331) fern von einer Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) mit einer der Gegenflächen (222) des Isolatorflanschs (22) in Berührung gebracht ist und das elastisch verformbare Element (332) innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch (22) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) unter Oberflächenberührung der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) eingepresst ist, um den Flansch (22) in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung (121) elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

11. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus (335) eine Ringbasis (331) und ein an der Ringbasis angebrachtes elastisch verformbares Element (332) umfasst, wobei die Ringbasis (331) fern von der Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) mit einer der Gegenflächen (222) des Isolatorflanschs (22) in Berührung gebracht ist und das elastische verformbare Element (332) innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch (22) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) eingepresst ist, um den Flansch (22) in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) gehalten wird.

12. Gasfühler nach Anspruch 11, bei dem das elastisch verformbare Element (332) eine V-Form oder eine U-Form hat.

13. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus eine Ringbasis (336) und eine Vielzahl von an dem Ring angebrachten elastisch verformbaren Elementen (332) umfasst, wobei die Ringbasis (336) entfernt von der Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) mit einer der Gegenflächen (222) des Isolatorflanschs (22) in Berührung gebracht ist und die elastisch verformbaren Elemente (332) innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch (22) und der Innen­ wand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) eingepresst sind, um den Flansch (22) in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung (121) elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

14. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus (34; 345) eine Basis (341) und ein sich von der Basis erstreckendes elastisch verformbares Element (342) umfasst, wobei sich die Basis (341) zwischen der Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) und einer Oberfläche (221) des Isolator­ flanschs (22) befindet und das elastisch verformbare Element (342) innerhalb des Spalts zwischen dem Isolator­ flansch (22) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) eingepresst ist, um den Flansch (22) in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung (121) elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

15. Gasfühler nach Anspruch 14, bei dem das elastisch verformbare Element (342) aus einer gewellten Federplatte besteht, die sich unter Berührung des Isolatorflanschs (22) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) in Längs­ richtung des Isolators (2) erstreckt.

16. Gasfühler nach Anspruch 15, bei dem die Basis (341) des elastischen Haltemechanismus (345) aus einem Ring besteht und die gewellte Ringplatte (342) ringförmig ist und sich vom Ringumfang aus erstreckt.

17. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus (346) eine Ringbasis (341) und mit der Ringbasis verbundene elastisch verformbare gewellte Elemente (342) umfasst, wobei sich die Ringbasis (341) zwischen einer Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) und einer Oberfläche (221) des Isolator­ flanschs (22) befindet und jedes elastisch verformbare gewellte Element (342) innerhalb des Spalts zwischen dem Isolatorflansch (22) und der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) eingepresst ist, um den Flansch (22) in Radiusrichtung der zweiten Abdeckung (121) elastisch nach innen zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

18. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus einen an einer Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) vorgesehenen Überstand (365) und ein zwischen dem Überstand (365) und einer Oberfläche (222) des Isolatorflanschs (22) angeordnetes elastisch verformbares Element (36) umfasst, um den Flansch elastisch in konstanten Eingriff mit der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) zu drängen, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

19. Gasfühler nach Anspruch 18, bei dem der Überstand (365) aus einem Ring besteht, der mit der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) verbunden ist und das elastisch verformbare Element (36) aus einer ringförmigen Feder besteht, die im Querschnitt im Wesentlichen S-förmig ist.

20. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus eine Vielzahl von gewellten Federplatten (37) und einen auf der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) ausgebildeten Steg (375) umfasst, auf dem sich der Isolatorflansch (22) befindet, wobei die gewellten Feder­ platten (37) in dem Spalt zwischen der Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) und einer der Gegenflächen (221) des Flanschs (22) angeordnet sind, um elastischen Druck zu erzeugen, der den Flansch (22) elastisch gegen den Steg (375) drängt, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

21. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus einen Federring (375) mit gewellter Querschnittform und einen auf der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) ausgebildeten Steg (375) umfasst, auf dem sich der Isolatorflansch (22) befindet, wobei der Feder­ ring (375) in dem Spalt zwischen einer Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) und einer der Gegenflächen (221) des Flanschs (22) angeordnet ist, um elastischen Druck zu erzeugen, der den Flansch (22) elastisch gegen den Steg (375) drängt, wodurch der Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) festgehalten wird.

22. Gasfühler nach Anspruch 8, bei dem der elastische Haltemechanismus eine Vielzahl von Federn (32) umfasst, die sich jeweils aus einer Außenplatte (322), einer Innenplatte (321) und einer die Außen- und Innenplatte verbindenden Basis (320) zusammensetzen, wobei die Außen­ platte (322) in elastischer Berührung mit der Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) und die Innenplatte (321) in elastischer Berührung mit einer Außenwand (229) des Isolatorkörpers (21) steht, wodurch die Basis (320) in konstanten Eingriff mit einer der Gegenflächen (222) des Isolatorflanschs (22) gebracht ist, um den Flansch (22) elastisch gegen eine Innenwand der Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) zu drängen.

23. Gasfühler nach Anspruch 22, bei dem die Außenplatte (322) eine Verlängerungswand (329) aufweist, die in Oberflächenberührung mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) gebracht ist und an einem Abschnitt (328) von ihr mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) verschweißt ist.

24. Gasfühler nach Anspruch 10, bei dem das elastisch verformbare Element (332) des elastischen Halte­ mechanismus (33) eine Verlängerungswand (339) aufweist, die in Oberflächenberührung mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) gebracht ist und an einem Abschnitt (338) von ihr mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) verschweißt ist.

25. Gasfühler nach Anspruch 14, bei dem das elastisch verformbare Element (342) des elastischen Halte­ mechanismus (34) eine Verlängerungswand (349) aufweist, die in Oberflächenberührung mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) gebracht ist und an einem Abschnitt (348) von ihr mit der Innenwand (120) der zweiten Abdeckung (121) verschweißt ist.

26. Gasfühler nach Anspruch 7, bei dem der elastische Haltemechanismus (39) aus einer Federplatte (391) mit einem ersten und einem zweiten Ende (399, 390) besteht, wobei das erste Ende (399) mit einer Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) verbunden ist und das zweite Ende (390) in elastischer Berührung mit einer der Gegenflächen (222) des Isolatorflanschs (22) steht, wodurch die andere Gegenfläche (221) des Isolatorflanschs (22) in konstanten Eingriff mit einer Innenwand des Schulter (129) der zweiten Abdeckung (121) gedrängt wird.

27. Gasfühler (1) zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas, mit:
einem Gehäuse (10) mit einem ersten und einem zweiten Ende;
einem in dem Gehäuse (10) angeordneten Fühlerelement (15) mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuse­ ende vorragt;
einer an dem ersten Gehäuseende angebrachten ersten Abdeckung (13) zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühlerelements (15);
einer Vielzahl von mit dem Fühlerelement (15) verbundenen elektrischen Anschlüssen (153), um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen;
einem Isolator (2), in dem die elektrischen Anschlüsse (153) angeordnet sind und der einen Körper (21) und einen Flansch (22) umfasst;
einer an dem zweiten Gehäuseende angebrachten zweiten Abdeckung (121) zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements (15) und zum Halten des Isolators (2) darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers (127), einen Abschnitt großen Durchmessers (128) und eine den Abschnitt kleinen Durchmessers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter (129) umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers (127) einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper (21) und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat und der Abschnitt großen Durchmessers (128) einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat; und
einem Haltemechanismus, der zwischen einem Ende (229) des Isolatorkörpers (21) und dem ersten Ende des Gehäuses (10) angeordnet ist, um den Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) zu halten.

28. Gasfühler nach Anspruch 27, bei dem der Halte­ mechanismus aus einer Feder (351) besteht.

29. Gasfühler nach Anspruch 27, bei dem der Halte­ mechanismus aus einem zylinderförmigen steifen Element (352) besteht.

30. Gasfühler (1) zur Messung eines gegebenen Gehalts eines Bestandteils in einem Gas, mit:
einem Gehäuse (10) mit einem ersten und einem zweiten Ende;
einem in dem Gehäuse (10) angeordneten Fühlerelement (15) mit einem Basisabschnitt und einem Gasfühlabschnitt, wobei der Basisabschnitt von dem ersten Gehäuseende vorragt und der Gasfühlabschnitt von dem zweiten Gehäuse­ ende vorragt;
einer an dem ersten Gehäuseende angebrachten ersten Abdeckung (13) zum Abdecken des Gasfühlabschnitts des Fühlerelements (15);
einer Vielzahl von mit dem Fühlerelement (15) verbundenen elektrischen Anschlüssen (153), um für eine elektrische Verbindung zwischen dem Fühlerelement und einer externen Vorrichtung zu sorgen;
einem Isolator (2), in dem die elektrischen Anschlüsse (153) angeordnet sind und der einen Körper (21) und einen Flansch (22) umfasst;
einer an dem zweiten Gehäuseende angebrachten zweiten Abdeckung (121) zum Abdecken des Basisabschnitts des Fühlerelements (15) und zum Halten des Isolators (2) darin, wobei die zweite Abdeckung einen Abschnitt kleinen Durchmessers (127), einen Abschnitt großen Durchmessers (128) und eine den Abschnitt kleinen Durchmessers und den Abschnitt großen Durchmessers verbindende Schulter (129) umfasst, der Abschnitt kleinen Durchmessers (127) einen größeren Durchmesser als der Isolatorkörper (21) und einen kleineren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat und der Abschnitt großen Durchmessers (128) einen größeren Durchmesser als der Isolatorflansch (22) hat; und
einem den Isolator (2) innerhalb der zweiten Abdeckung (121) haltenden Halteelement, das aus einem keilförmigen Element (38) besteht und zwischen dem Isolatorflansch (22) und einer Innenwand (120) des Abschnitts großen Durchmessers (128) der zweiten Abdeckung (121) eingepasst ist, um den Isolator (2) festzuhalten.