用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性的探測(cè)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種探測(cè)器(10)和一種用于制造該探測(cè)器的方法，所述探測(cè)器用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性，特別是內(nèi)燃機(jī)廢氣中的特別是廢氣成分的溫度或濃度。所述探測(cè)器(10)具有：探測(cè)器殼體(18)，所述探測(cè)器殼體在氣體側(cè)端部區(qū)段(28)中具有沉降部(32)；傳感器元件(12)，所述傳感器元件以遭受所述測(cè)量氣體的氣體側(cè)傳感器區(qū)段(14)平行于所述探測(cè)器(10)的縱軸線(xiàn)(16)從所述探測(cè)器殼體(18)的沉降部(32)突出；包圍所述傳感器區(qū)段(14)的雙保護(hù)管(20)。所述雙保護(hù)管(20)包括至少一個(gè)外保護(hù)管(22)和至少一個(gè)內(nèi)保護(hù)管(24)。所述外保護(hù)管(22)具有殼體側(cè)端部區(qū)段(30)和氣體側(cè)端部區(qū)段(31)。所述內(nèi)保護(hù)管(24)具有殼體側(cè)端部區(qū)段(26)和氣體側(cè)端部區(qū)段(27)。所述外保護(hù)管(22)的殼體側(cè)端部區(qū)段(30)和所述內(nèi)保護(hù)管(24)的殼體側(cè)端部區(qū)段(26)借助于焊接部(34)固定在所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)上。所述焊接部(34)的中線(xiàn)(38)相對(duì)于一垂直于所述縱軸線(xiàn)(16)的平面(36)并且遠(yuǎn)離所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)傾斜。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性的探測(cè)器

【背景技術(shù)】
[0001]由現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了多種用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性的探測(cè)器和方法。在此，原則上可以涉及氣體的任意物理和/或化學(xué)特性，其中，一個(gè)或多個(gè)特性可以被檢測(cè)。本發(fā)明在下面尤其參考所述氣體的氣體成分的質(zhì)和/或量的檢測(cè)來(lái)描述，尤其參考所述氣體中的氧份額的檢測(cè)。所述氧份額例如能夠以分壓力形式和/或百分率形式來(lái)檢測(cè)。但是，替換地或附加地也可以檢測(cè)氣體的其他特性，例如氣體溫度。
[0002]例如，這類(lèi)探測(cè)器可以設(shè)計(jì)為所謂的拉姆達(dá)探測(cè)器，所述拉姆達(dá)探測(cè)器例如由Konrad Reif (編者)的《機(jī)動(dòng)車(chē)中的傳感器(Sensoren im Kraftfahrzeug)》，2010第一版，第160-165頁(yè)公知。利用寬帶拉姆達(dá)探測(cè)器、尤其利用平寬帶拉姆達(dá)探測(cè)器例如可以在大的范圍內(nèi)確定廢氣中的氧濃度，并且進(jìn)而推斷出燃燒室內(nèi)的空氣-燃料比。但是替換地，構(gòu)造為指式探測(cè)器的方案也是可以的。空氣系數(shù)λ描述了該空氣-燃料比。
[0003]在此，該探測(cè)器的傳感器元件通常沿該探測(cè)器的縱向延伸方向從探測(cè)器殼體突出。該縱向延伸方向定義了探測(cè)器的縱軸線(xiàn)并且在此可以同時(shí)預(yù)給出探測(cè)器的對(duì)稱(chēng)軸，因?yàn)楣奶綔y(cè)器通常具有關(guān)于上述縱軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。此外，決定性的是，傳感器元件必須能夠與測(cè)量氣體直接接觸。因此，在此類(lèi)探測(cè)器中，外保護(hù)管以及內(nèi)保護(hù)管并且必要時(shí)附加存在的中央保護(hù)管始終具有適當(dāng)?shù)拈_(kāi)口，以便允許繞流的測(cè)量氣體通過(guò)。
[0004]通常，外保護(hù)管和內(nèi)保護(hù)管如此固定在探測(cè)器殼體上，以至于內(nèi)保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段插套在探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段上。為此，內(nèi)保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段具有橫截面拓寬部，從而使得該區(qū)段可構(gòu)造為環(huán)形凸肩。沿探測(cè)器的縱軸線(xiàn)的方向觀察，外保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段也插套在內(nèi)保護(hù)管的上述殼體側(cè)端部區(qū)段、也就是環(huán)形凸肩上并且由此也插套在探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段上，然而該插套以間接的方式進(jìn)行。為了將如此構(gòu)成的雙保護(hù)管固定在探測(cè)器殼體上，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，最終設(shè)置一焊接部，該焊接部從外保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段穿過(guò)位于其下的內(nèi)保護(hù)管殼體側(cè)端部區(qū)段一直延伸至探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段。在此，焊接射束垂直于探測(cè)器的縱軸線(xiàn)朝著這些待連接的殼體側(cè)端部區(qū)段和所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段指向。所述焊接圍繞所述縱軸線(xiàn)進(jìn)行一整圈，其中，在焊接過(guò)程結(jié)束時(shí)沿周向方向觀察以15°重疊地焊接，也就是圍繞縱軸線(xiàn)多于一整圈。
[0005]從上面的說(shuō)明中可以看出，焊接時(shí)能量引入的方向垂直于探測(cè)器的縱軸線(xiàn)從由所述外保護(hù)管和內(nèi)保護(hù)的殼體側(cè)端部區(qū)段和所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段組成的組件的徑向外部區(qū)域朝著徑向內(nèi)部區(qū)域的方向進(jìn)行。該焊接連接的質(zhì)量在此取決于探測(cè)器的氣體側(cè)端部區(qū)段的區(qū)域中位于焊入位置下方的探測(cè)器殼體材料厚度。因此其是決定性的，以避免焊接部在該構(gòu)件內(nèi)部偏離入射的焊入方向。
[0006]因此，盡管由現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的探測(cè)器和用于將外保護(hù)管以及內(nèi)保護(hù)管固定在探測(cè)器殼體上的方法具有大量?jī)?yōu)點(diǎn)，但是其還具有改進(jìn)潛力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]傳感器元件特別是放入探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段中。在該氣體側(cè)端部區(qū)段中，探測(cè)器殼體具有沉降部。該沉降部?jī)?yōu)選構(gòu)造為錐形。因此，探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段的材料厚度從探測(cè)器殼體的殼體側(cè)區(qū)域平行于縱軸線(xiàn)朝著測(cè)量氣體室減小。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氣體側(cè)端部區(qū)域中焊入位置下方的探測(cè)器殼體材料厚度太小并且因此焊接部也會(huì)向著薄材料厚度的方向偏轉(zhuǎn)。在此，會(huì)導(dǎo)致材料斷開(kāi)，從而使得外保護(hù)管和內(nèi)保護(hù)管不僅在制造時(shí)而且在熱載荷和/或機(jī)械載荷時(shí)掉落。
[0008]因此，建議一種用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性的探測(cè)器及其制造方法，它們至少很大程度上避免已知探測(cè)器的缺點(diǎn)并且特別是改善保護(hù)管與探測(cè)器殼體的連接。本發(fā)明特別是基于以下知識(shí)，即，由于制造過(guò)程和保護(hù)管的與制造過(guò)程相關(guān)的切割邊緣所限，探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段上的焊入位置沿縱軸線(xiàn)的方向只能有限地改變，但是焊接方法可以如此改型，以至于相對(duì)于焊接方向的關(guān)于縱軸線(xiàn)通常垂直的取向以一角度焊入。由此，可以使得焊接部朝著探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段的顯著較大的材料厚度指向。
[0009]用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性、特別是廢氣成分的溫度或濃度(特別是內(nèi)燃機(jī)廢氣中)的探測(cè)器包括探測(cè)器殼體，所述探測(cè)器殼體在氣體側(cè)端部區(qū)段中具有沉降部。所述探測(cè)器還具有傳感器元件，所述傳感器元件以遭受所述測(cè)量氣體的氣體側(cè)傳感器區(qū)段平行于所述探測(cè)器的縱軸線(xiàn)從所述探測(cè)器殼體的沉降部突出。所述探測(cè)器還具有包圍所述傳感器區(qū)段的雙保護(hù)管，所述雙保護(hù)管包括至少一個(gè)外保護(hù)管和至少一個(gè)內(nèi)保護(hù)管。所述外保護(hù)管具有殼體側(cè)端部區(qū)段和氣體側(cè)端部區(qū)段。所述內(nèi)保護(hù)管具有殼體側(cè)端部區(qū)段和氣體側(cè)端部區(qū)段。所述外保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段和所述內(nèi)保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段借助于焊接部固定在所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段上。所述焊接部相對(duì)于一垂直于所述縱軸線(xiàn)的平面并且遠(yuǎn)離所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段傾斜。
[0010]所述焊接部能夠以10°至30°并且優(yōu)選15°至25°、例如20°的傾斜角傾斜。所述焊接部能夠以一傾斜角傾斜，該傾斜角基本上是所述沉降部的半開(kāi)口角的一半。所述半開(kāi)口角可以是40°。所述焊接部可借助于射束焊接方法、特別是借助于激光射束焊接方法產(chǎn)生。所述探測(cè)器殼體可具有環(huán)形凸臺(tái)，所述環(huán)形凸臺(tái)具有至少一個(gè)用于將所述探測(cè)器固定在所述測(cè)量氣體室上的固定元件，并且所述焊接部距離所述環(huán)形凸臺(tái)以0.75mm至2.0mm并且優(yōu)選0.9mm至1.6mm的間距構(gòu)造在所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段中。所述焊接部可至少一次完全地沿周向方向圍繞所述縱軸線(xiàn)構(gòu)造。所述探測(cè)器可具有一個(gè)附加的中央保護(hù)管，該中央保護(hù)管包圍所述雙保護(hù)管內(nèi)部的傳感器元件并且布置在所述沉降部?jī)?nèi)部。
[0011]本發(fā)明還涉及一種用于制造用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性、特別是廢氣成分的溫度或濃度(特別是內(nèi)燃機(jī)廢氣中)的探測(cè)器的方法，其包括以下步驟:
[0012]?提供探測(cè)器殼體，所述探測(cè)器殼體在氣體側(cè)端部區(qū)段中具有沉降部；
[0013]?如此布置傳感器元件，使得該傳感器元件以遭受測(cè)量氣體的氣體側(cè)傳感器區(qū)段平行于所述探測(cè)器的縱軸線(xiàn)從所述探測(cè)器殼體的沉降部突出；
[0014]?布置一包圍所述傳感器區(qū)段的雙保護(hù)管，所述雙保護(hù)管包括至少一個(gè)外保護(hù)管和至少一個(gè)內(nèi)保護(hù)管，其中，所述外保護(hù)管具有殼體側(cè)端部區(qū)段和氣體側(cè)端部區(qū)段，所述內(nèi)保護(hù)管具有殼體側(cè)端部區(qū)段和氣體側(cè)端部區(qū)段；
[0015]?將所述外保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段和所述內(nèi)保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段借助于射束焊接方法、特別是借助于激光射束焊接方法固定在所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段上，其中，焊接部相對(duì)于一垂直于所述縱軸線(xiàn)的平面并且遠(yuǎn)離所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段傾斜。
[0016]所述焊接部能夠以10°至30°并且優(yōu)選15°至25°、例如20°的傾斜角傾斜。所述焊接部能夠以一傾斜角傾斜，該傾斜角基本上是所述沉降部的半開(kāi)口角的一半。所述半開(kāi)口角可以是40°。所述探測(cè)器殼體可具有環(huán)形凸臺(tái)，所述環(huán)形凸臺(tái)具有至少一個(gè)用于將所述探測(cè)器固定在所述測(cè)量氣體室上的固定元件，并且所述焊接部距離所述環(huán)形凸臺(tái)以0.75mm至2.0mm并且優(yōu)選0.9mm至1.6mm的間距構(gòu)造在所述探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段中。所述焊接部可至少一次完全地沿周向方向圍繞所述縱軸線(xiàn)構(gòu)造?？梢詫⒁粋€(gè)附加的中央保護(hù)管布置在所述沉降部?jī)?nèi)部，該中央保護(hù)管包圍所述雙保護(hù)管內(nèi)部的傳感器元件。
[0017]在本發(fā)明的框架內(nèi)，氣體側(cè)應(yīng)理解為面向測(cè)量氣體室并且可布置在測(cè)量氣體室中的區(qū)域。
[0018]因此，在本發(fā)明的框架內(nèi)，構(gòu)件的氣體側(cè)區(qū)段如氣體側(cè)傳感器區(qū)段或者外保護(hù)管氣體側(cè)端部區(qū)段或內(nèi)保護(hù)管氣體側(cè)端部區(qū)段應(yīng)理解為面向測(cè)量氣體室并且可布置在測(cè)量氣體室中或可布置在測(cè)量氣體室上的傳感器區(qū)段或者外保護(hù)管端部區(qū)段或內(nèi)保護(hù)管端部區(qū)段。
[0019]在本發(fā)明的框架內(nèi)，殼體側(cè)區(qū)段如外保護(hù)管殼的殼體側(cè)端部區(qū)段或內(nèi)保護(hù)管的殼體側(cè)端部區(qū)段應(yīng)理解為面向探測(cè)器的探測(cè)器殼體并且可布置在該探測(cè)器殼體中或可布置在該探測(cè)器殼體上的區(qū)段。
[0020]探測(cè)器例如可構(gòu)造為指式探頭，也就是例如構(gòu)造為具有管狀結(jié)構(gòu)的拉姆達(dá)探頭。因?yàn)樵撎綔y(cè)器特別是可以在機(jī)動(dòng)車(chē)【技術(shù)領(lǐng)域】中使用，因此所述測(cè)量氣體室尤其可以是內(nèi)燃機(jī)的廢氣系統(tǒng)并且所述氣體可以是廢氣。
[0021 ] 在本發(fā)明的框架內(nèi)，沉降部應(yīng)理解為凹陷部，優(yōu)選錐形凹陷部。
[0022]在本發(fā)明的框架內(nèi)，焊接部的傾斜應(yīng)理解為偏離一垂直于探測(cè)器縱軸線(xiàn)的平面或者偏離垂直于縱軸線(xiàn)的能量引入方向。特別是，在本發(fā)明的框架內(nèi)，傾斜應(yīng)理解為遠(yuǎn)離探測(cè)器殼體地朝著測(cè)量氣體室的方向偏離所述垂直于縱軸線(xiàn)的平面。因此，構(gòu)思在于，所述平面朝著測(cè)量氣體室的方向傾斜。因此，在本發(fā)明的框架內(nèi)，焊接部的傾斜角描述所述垂直于縱軸線(xiàn)的平面與焊接部中線(xiàn)之間的傾斜角度。
[0023]在本發(fā)明的框架內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“基本上”應(yīng)理解為偏離給出的方向或給出的角度最大為
5° 0
[0024]在本發(fā)明的框架內(nèi)，探測(cè)器殼體的環(huán)形凸臺(tái)與焊接部之間的間距應(yīng)理解為該環(huán)形凸臺(tái)至焊接部的中線(xiàn)在探測(cè)器殼體的外周面上沿著平行于縱軸線(xiàn)的尺寸。
[0025]在本發(fā)明的框架內(nèi)，焊接部的寬度應(yīng)理解為焊接部在平行于縱軸線(xiàn)方向上的尺寸。
[0026]該寬度例如可以在探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段的外周面上求得。
[0027]在本發(fā)明的框架內(nèi)，焊接部的深度應(yīng)理解為焊接部沿垂直于縱軸線(xiàn)的方向在探測(cè)器殼體的氣體側(cè)端部區(qū)段中的尺寸。該深度例如沿關(guān)于縱軸線(xiàn)的徑向方向求得。
[0028]在本發(fā)明的探測(cè)器的結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)改變弓I入到保護(hù)管和探測(cè)器殼體中的焊接能量的類(lèi)型來(lái)直接影響焊接連接的質(zhì)量。在此，焊入位置、進(jìn)給速度、焊接功率和焊接能量引入角度具有顯著影響。通過(guò)這些參數(shù)的適當(dāng)組合實(shí)現(xiàn)的是，可精確地限制焊入到探測(cè)器殼體中的深度并且焊接部在探測(cè)器殼體的材料厚度大的區(qū)域中延伸。因此可實(shí)現(xiàn)以足夠的焊接部深度良好地連接保護(hù)管，而不會(huì)削弱探測(cè)器殼體的橫截面。特別是，角度的改變、也就是偏離焊接能量引入的垂直方向，導(dǎo)致了焊接連接的顯著改善的耐久性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]本發(fā)明的其它可選細(xì)節(jié)和特征由優(yōu)選實(shí)施例的下述說(shuō)明中得出，這些優(yōu)選實(shí)施例在附圖中示意性示出。附圖中:
[0030]圖1示出本發(fā)明的探測(cè)器的橫截面的局部圖；
[0031]圖2示出沿探測(cè)器的縱軸線(xiàn)方向的橫截面的顯微圖；
[0032]圖3示出沿改進(jìn)的探測(cè)器的縱軸線(xiàn)方向的橫截面的顯微圖；
[0033]圖4示出一個(gè)圖表，該圖表示出裂紋圓周與探測(cè)器運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系。

【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1示出本發(fā)明的探測(cè)器10的橫截面的局部圖。該探測(cè)器10具有傳感器元件12，該傳感器元件以遭受測(cè)量氣體的氣體側(cè)傳感器區(qū)段14平行于探測(cè)器10的縱軸線(xiàn)16從探測(cè)器殼體18突出。在探測(cè)器10的這個(gè)結(jié)構(gòu)中，探測(cè)器10具有圍繞縱軸線(xiàn)16旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。傳感器元件12的氣體側(cè)傳感器區(qū)段14從外向內(nèi)關(guān)于該縱軸線(xiàn)16觀察首先被雙保護(hù)管20包圍。該雙保護(hù)管20包括至少一個(gè)外保護(hù)管22和至少一個(gè)內(nèi)保護(hù)管24。該雙保護(hù)管20也可以包括更多個(gè)保護(hù)管，例如一個(gè)中央保護(hù)管，其布置在該雙保護(hù)管20的內(nèi)部并且包圍所述傳感器元件12。所述內(nèi)保護(hù)管24具有殼體側(cè)端部區(qū)段26和氣體側(cè)端部區(qū)段27。所述內(nèi)保護(hù)管24的殼體側(cè)端部區(qū)段26在此插套在探測(cè)器殼體18的構(gòu)造為環(huán)形凸起的氣體側(cè)端部區(qū)段28上。為此，所述內(nèi)保護(hù)管24的殼體側(cè)端部區(qū)段26具有橫截面擴(kuò)展部，從而使得該內(nèi)保護(hù)管24的殼體側(cè)端部區(qū)段26可構(gòu)造為環(huán)形凸肩。所述外保護(hù)管22具有殼體側(cè)端部區(qū)段30和氣體側(cè)端部區(qū)段31。在探測(cè)器10的縱軸線(xiàn)16的方向上觀察，所述外保護(hù)管22的殼體側(cè)端部區(qū)段30又插套在所述內(nèi)保護(hù)管24的殼體側(cè)端部區(qū)段26上并且由此間接地插套在探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28上。
[0035]所述探測(cè)器18具有沉降部32。該沉降部32沿所述氣體側(cè)端部區(qū)段28的縱軸線(xiàn)16的軸向方向構(gòu)造。傳感器元件12以氣體側(cè)傳感器區(qū)段14平行于所述縱軸線(xiàn)16從探測(cè)器殼體18的沉降部32突出。特別是，所述沉降部32錐形地構(gòu)造有半開(kāi)口角β。所述沉降部32特別是如此構(gòu)成，以至于其沿著從測(cè)量氣體室向探測(cè)器殼體18的方向逐漸縮小。相應(yīng)地，所述氣體側(cè)端部區(qū)段28的材料厚度從氣體側(cè)向殼體側(cè)增加。在所示的實(shí)施例中，所述沉降部32可具有40°的半開(kāi)口角β。
[0036]為了將雙保護(hù)管20固定在探測(cè)器殼體18上，設(shè)置一焊接部34，該焊接部從所述外保護(hù)管22的殼體側(cè)端部區(qū)段30穿過(guò)位于下方的內(nèi)保護(hù)管24的殼體側(cè)端部區(qū)段26延伸到探測(cè)器殼體18中并且特別是延伸到探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28中。所述焊接部34相對(duì)于一個(gè)垂直于所述縱軸線(xiàn)16延伸的平面36并且遠(yuǎn)離探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28地傾斜。特別是，所述焊接部34被以?xún)A斜角α設(shè)置。為了確定該焊接部34的傾斜角α，在本發(fā)明的范圍內(nèi)一方面使用焊接部34的中線(xiàn)38，其相應(yīng)于焊接時(shí)能量引入的方向，并且另一方面使用所述平面36。該焊接部34特別是能夠以10°至30°并且優(yōu)選15°至25°、例如20°的傾斜角α傾斜。因此，該焊接部34能夠以一傾斜角α傾斜，該傾斜角基本上相應(yīng)于所述沉降部32的半開(kāi)口角β的一半。所述沉降部32在此可借助于射束焊接方法、特別是借助于激光射束焊接方法產(chǎn)生。
[0037]為了將探測(cè)器10固定在測(cè)量氣體室上，探測(cè)器殼體18具有固定機(jī)構(gòu)40，該固定機(jī)構(gòu)例如可以是外螺紋并且配合到測(cè)量氣體室壁中的相應(yīng)成形的內(nèi)螺紋中。所述固定機(jī)構(gòu)40構(gòu)造在探測(cè)器殼體18的環(huán)形凸臺(tái)42上。所述外保護(hù)管22和所述內(nèi)保護(hù)管24例如可以利用它們的殼體側(cè)端部區(qū)段26、30接觸所述環(huán)形凸臺(tái)42的氣體側(cè)端面44。所述焊接部34在所述探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28的外周面46上的位置在此可以在確定的范圍內(nèi)沿縱軸線(xiàn)16的方向變化，如下面還將詳細(xì)描述的那樣。
[0038]圖2示出沿探測(cè)器10的縱軸線(xiàn)16方向的橫截面的顯微圖。如從圖2的視圖中可得出的那樣，所述焊接部34可以距離所述環(huán)形凸臺(tái)42的端面44以0.7mm至2.0mm并且優(yōu)選0.9mm至1.6mm的間距48構(gòu)造在所述探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28中。在圖2的視圖中，所述間距48例如為0.91mm并且被確定為外周面46上從環(huán)形凸臺(tái)42的端面44至焊接部34的中線(xiàn)38與探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28的外周面46的交點(diǎn)沿著平行于縱軸線(xiàn)16方向的尺寸。
[0039]此外，所述焊接部34可具有確定的寬度50，例如1.16mm的寬度50。該寬度50被確定為焊接部34沿平行于縱軸線(xiàn)16方向的尺寸。該尺寸例如可以在探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28的外周面46上求得。此外，所述焊接部34可以在探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28中具有確定的深度52，例如0.74mm的深度52。該深度52被確定為焊接部34在探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28中沿垂直于縱軸線(xiàn)16方向的尺寸。
[0040]圖3示出沿改進(jìn)的探測(cè)器10的縱軸線(xiàn)16方向的橫截面的另一顯微圖。圖3中的探測(cè)器與圖2中的探測(cè)器的區(qū)別在于，所述間距48例如為1.52mm、所述寬度例如為0.9mm并且所述焊接部34的深度52例如為0.63mm。圖3中的探測(cè)器殼體18的焊接部34的深度52小于圖2中的探測(cè)器殼體18的焊接部34的深度52，原因是所述間距48較大并且探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28的材料厚度隨著與端面44距離的增加而減小。
[0041]圖4示出一個(gè)圖表，在該圖表中，在X軸上記錄探測(cè)器10的周期54的數(shù)量，也就是運(yùn)行過(guò)程的數(shù)量并且因此是探測(cè)器10的運(yùn)行時(shí)間，在Y軸上以百分比記錄裂紋圓周(Rissumfagn) 56。在本發(fā)明的框架內(nèi)，裂紋圓周應(yīng)理解為焊接部沿周向方向的裂紋長(zhǎng)度與焊接部沿周向方向的總長(zhǎng)度以百分比計(jì)的份額。這不必強(qiáng)制以下述情況為前提，即所述裂紋長(zhǎng)度是一個(gè)裂紋的連續(xù)長(zhǎng)度。
[0042]因此所述裂紋長(zhǎng)度例如可以由多個(gè)裂紋沿周向方向的各自長(zhǎng)度組成，也就是說(shuō)，所述裂紋長(zhǎng)度是多個(gè)裂紋沿周向方向的長(zhǎng)度之和。
[0043]曲線(xiàn)58、60、62代表傳統(tǒng)的探測(cè)器，在傳統(tǒng)的探測(cè)器中，焊接部34垂直于縱軸線(xiàn)16。曲線(xiàn)58、60、62的探測(cè)器相互間的區(qū)別是，所述間距48以下述方式變化:曲線(xiàn)58的探測(cè)器中的間距48最大并且曲線(xiàn)62的探測(cè)器中的間距最小，曲線(xiàn)60的探測(cè)器中的間距處于曲線(xiàn)58和62的探測(cè)器的間距48之間。從所述曲線(xiàn)58、60、62中可以看出，取決于焊接部34向著探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28的較大材料厚度的位置、也就是隨著間距48的減小，保護(hù)管22、24在探測(cè)器殼體18上的耐久性增加。因此，曲線(xiàn)58中的裂紋圓周56在探測(cè)器的1420個(gè)循環(huán)54的情況下為100%。曲線(xiàn)60中的裂紋圓周56在探測(cè)器的1350個(gè)循環(huán)54的情況下為80%。曲線(xiàn)62中的裂紋圓周56在探測(cè)器的1400個(gè)循環(huán)54的情況下為 80%。
[0044]為了比較，在圖4的圖表中記錄曲線(xiàn)64、66，在這些曲線(xiàn)的情況下，焊接部34以上述20°的傾斜角α構(gòu)造。曲線(xiàn)64屬于圖2中所示的探測(cè)器。曲線(xiàn)66屬于圖3中所示的探測(cè)器。從圖4的圖表中借助于曲線(xiàn)64、66可以清楚看出，與焊接部34的位置相比，傾斜角α對(duì)于保護(hù)管22、24的焊接部34在探測(cè)器殼體18上的耐久性具有更大的影響，因?yàn)樗銮€(xiàn)64、66的走向幾乎難以相互區(qū)分。在所述曲線(xiàn)64、66任何一個(gè)中，在1500個(gè)循環(huán)54以下都不出現(xiàn)多于50%的裂紋圓周56。借助于曲線(xiàn)64、66與上述曲線(xiàn)58、60、62的比較可以看出，圖2和3中的探測(cè)器的焊接部34的耐久性至少是曲線(xiàn)58、60、62的探測(cè)器的兩倍。由此，在本發(fā)明探測(cè)器中，如果保護(hù)管如本發(fā)明那樣與探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28焊接，則保護(hù)管22、24可以顯著更長(zhǎng)時(shí)間地固定在探測(cè)器殼體18上。
[0045]為了制造本發(fā)明的探測(cè)器，例如提供一探測(cè)器殼體18，其在所述氣體側(cè)端部區(qū)段28中具有沉降部32。該沉降部32例如可以通過(guò)相應(yīng)的鉆頭引入。然后，如此布置傳感器元件12，使得該傳感器元件12以氣體側(cè)傳感器區(qū)段14平行于探測(cè)器10的縱軸線(xiàn)16從探測(cè)器殼體18的沉降部32突出。然后根據(jù)上述實(shí)施方式設(shè)置雙保護(hù)管20，也就是說(shuō)，外保護(hù)管22和內(nèi)保護(hù)管24利用殼體側(cè)端部區(qū)段26和30插套在探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28上。最后，外保護(hù)管22和內(nèi)保護(hù)管24的殼體側(cè)端部區(qū)段26、30借助于射束焊接方法、特別是借助于激光射束焊接方法固定在探測(cè)器殼體18的氣體側(cè)端部區(qū)段28上。所述焊接部34在此被以上述例如20°的傾斜角α設(shè)置。例如所述焊接部34以870W的焊接功率和1.06m/min的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)。所述焊接部34可以如此設(shè)置，以至于所述間距48例如為0.7mm至2.0mm并且優(yōu)選為1.20mm至1.50mm。
【權(quán)利要求】
1.一種探測(cè)器(10)，用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性，特別是內(nèi)燃機(jī)廢氣中的特別是廢氣成分的溫度或濃度，所述探測(cè)器具有:探測(cè)器殼體(18)，所述探測(cè)器殼體在氣體側(cè)端部區(qū)段(28)中具有沉降部(32);傳感器元件(12)，所述傳感器元件以遭受所述測(cè)量氣體的氣體側(cè)傳感器區(qū)段(14)平行于所述探測(cè)器(10)的縱軸線(xiàn)(16)從所述探測(cè)器殼體(18)的沉降部(32)突出；包圍所述傳感器區(qū)段(14)的雙保護(hù)管(20)，所述雙保護(hù)管包括至少一個(gè)外保護(hù)管(22)和至少一個(gè)內(nèi)保護(hù)管(24)，其中，所述外保護(hù)管(22)具有殼體側(cè)端部區(qū)段(30)和氣體側(cè)端部區(qū)段(31)，所述內(nèi)保護(hù)管(24)具有殼體側(cè)端部區(qū)段(26)和氣體側(cè)端部區(qū)段(27)，所述外保護(hù)管(22)的殼體側(cè)端部區(qū)段(30)和所述內(nèi)保護(hù)管(24)的殼體側(cè)端部區(qū)段(26)借助于焊接部(34)固定在所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)上，所述焊接部(34)相對(duì)于一垂直于所述縱軸線(xiàn)(16)的平面(36)并且遠(yuǎn)離所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)傾斜。
2.根據(jù)上一個(gè)權(quán)利要求所述的探測(cè)器(10)，其中，所述焊接部(34)以10°至30°并且優(yōu)選15°至25°的傾斜角(α)傾斜。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的探測(cè)器(10)，其中，所述焊接部(34)以一傾斜角(α)傾斜，該傾斜角基本上是所述沉降部(32)的半開(kāi)口角(β)的一半。
4.根據(jù)上一個(gè)權(quán)利要求所述的探測(cè)器(10)，其中，所述半開(kāi)口角(β)是40°。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的探測(cè)器(10)，其中，所述探測(cè)器殼體(18)具有環(huán)形凸臺(tái)(42)，所述環(huán)形凸臺(tái)具有至少一個(gè)用于將所述探測(cè)器(10)固定在所述測(cè)量氣體室上的固定元件(40)，并且所述焊接部(34)距離所述環(huán)形凸臺(tái)(42)以0.75mm至2.0mm并且優(yōu)選0.9_至1.6_的間距(48)構(gòu)造在所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)中。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的探測(cè)器(10)，其中，所述焊接部(34)至少一次完全地沿周向方向圍繞所述縱軸線(xiàn)構(gòu)造。
7.一種用于制造探測(cè)器(10)的方法，所述探測(cè)器用于確定測(cè)量氣體室中的測(cè)量氣體的至少一個(gè)特性，特別是內(nèi)燃機(jī)廢氣中的特別是廢氣成分的溫度或濃度，其中，所述方法包括以下步驟: ?提供探測(cè)器殼體(18)，所述探測(cè)器殼體在氣體側(cè)端部區(qū)段(28)中具有沉降部(32)； ?如此布置傳感器元件(12)，使得該傳感器元件(12)以遭受測(cè)量氣體的氣體側(cè)傳感器區(qū)段(14)平行于所述探測(cè)器(10)的縱軸線(xiàn)(16)從所述探測(cè)器殼體(18)的沉降部(32)關(guān)出; ?布置一包圍所述傳感器區(qū)段(14)的雙保護(hù)管(20)，所述雙保護(hù)管包括至少一個(gè)外保護(hù)管(22)和至少一個(gè)內(nèi)保護(hù)管(24)，其中，所述外保護(hù)管(22)具有殼體側(cè)端部區(qū)段(30)和氣體側(cè)端部區(qū)段(31)，所述內(nèi)保護(hù)管(24)具有殼體側(cè)端部區(qū)段(26)和氣體側(cè)端部區(qū)段(27)； ?將所述外保護(hù)管(22)的殼體側(cè)端部區(qū)段(30)和所述內(nèi)保護(hù)管(24)的殼體側(cè)端部區(qū)段(26)借助于射束焊接方法、特別是借助于激光射束焊接方法固定在所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)上，其中，焊接部(34)相對(duì)于一垂直于所述縱軸線(xiàn)(16)的平面(36)并且遠(yuǎn)離所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)傾斜。
8.根據(jù)上一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述焊接部(34)以10°至30°并且優(yōu)選15°至25°的傾斜角(a)傾斜。
9.根據(jù)上兩個(gè)權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述焊接部(34)以一傾斜角(α)傾斜，該傾斜角基本上是所述沉降部(32)的半開(kāi)口角(β)的一半。
10.根據(jù)上一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述半開(kāi)口角(β)是40°。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10之一所述的方法，其中，所述探測(cè)器殼體(18)具有環(huán)形凸臺(tái)(42)，所述環(huán)形凸臺(tái)具有至少一個(gè)用于將所述探測(cè)器(10)固定在所述測(cè)量氣體室上的固定元件(40)，并且所述焊接部(34)距離所述環(huán)形凸臺(tái)(42)以0.75mm至2.0mm并且優(yōu)選0.9_至1.6_的間距(48)構(gòu)造在所述探測(cè)器殼體(18)的氣體側(cè)端部區(qū)段(28)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11之一所述的探測(cè)器(10)，其中，所述焊接部(34)至少一次完全地沿周向方向圍繞所述縱軸線(xiàn)構(gòu)造。
【文檔編號(hào)】G01N27/407GK104272099SQ201380022690
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月30日
【發(fā)明者】R·邁爾, C·赫斯, D·黑夫納, I·勞厄, H·多姆, B·拉泰, J·施奈德, G·蘇瓦耶 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司