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DE102023212562A1 - Exhaust gas sensor, especially particle sensor - Google Patents

Exhaust gas sensor, especially particle sensor Download PDF

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DE102023212562A1
DE102023212562A1 DE102023212562.5A DE102023212562A DE102023212562A1 DE 102023212562 A1 DE102023212562 A1 DE 102023212562A1 DE 102023212562 A DE102023212562 A DE 102023212562A DE 102023212562 A1 DE102023212562 A1 DE 102023212562A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
protective sleeve
holes
inner protective
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023212562.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Enno Baars
Johannes Weber
Tobias Deuschle
Carlos Arturo Robles Collantes
Moritz Humbert
Carolin Maria Schilling
Vojtech Rubas
Christopher Holzknecht
Sven Schuette
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102023212562.5A priority Critical patent/DE102023212562A1/en
Priority to CN202510128225.3A priority patent/CN120140023A/en
Publication of DE102023212562A1 publication Critical patent/DE102023212562A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgassensor umfassend ein hülsenförmiges Sensorgehäuse (12), ein in dem Sensorgehäuse (12) fixiertes Sensorelement (14), das abgasseitig über das Sensorgehäuse (12) hinausragt, und ein hülsenförmiges Schutzrohr (20), das abgasseitig auf dem Sensorgehäuse (12) befestigt ist, wobei das Schutzrohr (20) aus einer inneren Schutzhülse (21) und einer äußeren Schutzhülse (22) besteht, wobei die innere Schutzhülse (21) einen abgasseitigen Endbereich (141) des Sensorelements (14) umgibt, wobei die äußere Schutzhülse (22) die innere Schutzhülse (21) zumindest bereichsweise umgibt, sodass zwischen äußerer Schutzhülse (22) und innerer Schutzhülse (21) ein ringförmiger Raum (9) ausgebildet ist, wobei die äußere Schutzhülse (22) und die innere Schutzhülse (21) jeweils einen Gasaustritt und einen Gaseintritt aufweisen und eine Durchströmung des Schutzrohrs (20) von dem Gaseintritt der äußeren Schutzhülse (22) in den ringförmigen Raum (9), von dort durch den Gaseintritt der inneren Schutzhülse (21) und in das Innere der inneren Schutzhülse und von dort durch die Gasaustritte der äußeren und der inneren Schutzhülse (21,22) erfolgt.
Kern der Erfindung ist, dass der Gaseintritt von der inneren Schutzhülse eine aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern bestehende Lochreihenanordnung umfasst und der Gaseintritt in das Innere der inneren Schutzhülse über eine aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern bestehende Lochreihenanordnung erfolgt, wobei die Löcher alle einen Durchmesser größer 1mm und kleiner 2mm aufweisen.

Figure DE102023212562A1_0000
The invention relates to an exhaust gas sensor comprising a sleeve-shaped sensor housing (12), a sensor element (14) fixed in the sensor housing (12), which projects beyond the sensor housing (12) on the exhaust gas side, and a sleeve-shaped protective tube (20) which is fastened to the sensor housing (12) on the exhaust gas side, wherein the protective tube (20) consists of an inner protective sleeve (21) and an outer protective sleeve (22), wherein the inner protective sleeve (21) surrounds an exhaust gas-side end region (141) of the sensor element (14), wherein the outer protective sleeve (22) surrounds the inner protective sleeve (21) at least in regions, so that an annular space (9) is formed between the outer protective sleeve (22) and the inner protective sleeve (21), wherein the outer protective sleeve (22) and the inner protective sleeve (21) each have a gas outlet and a gas inlet and a flow through the protective tube (20) from the gas inlet of the outer protective sleeve (22) into the annular space (9), from there through the gas inlet of the inner protective sleeve (21) and into the interior of the inner protective sleeve and from there through the gas outlets of the outer and inner protective sleeves (21,22).
The essence of the invention is that the gas inlet from the inner protective sleeve comprises a row of holes consisting of several tangentially arranged holes next to each other and the gas inlet into the interior of the inner protective sleeve takes place via a row of holes consisting of several tangentially arranged holes next to each other, wherein the holes all have a diameter greater than 1 mm and less than 2 mm.
Figure DE102023212562A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Beispielsweise aus der DE 40 34 072 A1 ist ein Abgassensor bekannt, der ein hülsenförmiges Sensorgehäuse, ein in dem Sensorgehäuse fixiertes Sensorelement, das abgasseitig über das Sensorgehäuse hinausragt, und ein hülsenförmiges Schutzrohr, das abgasseitig auf dem Sensorgehäuse befestigt ist, umfasst, wobei das Schutzrohr aus einer inneren Schutzhülse und einer äußeren Schutzhülse besteht, wobei die innere Schutzhülse einen abgasseitigen Endbereich des Sensorelements umgibt, wobei die äußere Schutzhülse die innere Schutzhülse zumindest bereichsweise umgibt, sodass zwischen äußerer Schutzhülse und innerer Schutzhülse ein ringförmiger Raum ausgebildet ist, wobei die äußere Schutzhülse und die innere Schutzhülse jeweils einen Gasaustritt und einen Gaseintritt aufweisen und eine Durchströmung des Schutzrohrs von dem Gaseintritt der äußeren Schutzhülse in den ringförmigen Raum, von dort durch den Gaseintritt der inneren Schutzhülse in das Innere der inneren Schutzhülse und von dort durch die Gasaustritte der äußeren und der inneren Schutzhülse erfolgt.For example, from the DE 40 34 072 A1 An exhaust gas sensor is known which comprises a sleeve-shaped sensor housing, a sensor element which is fixed in the sensor housing and projects beyond the sensor housing on the exhaust side, and a sleeve-shaped protective tube which is fastened to the sensor housing on the exhaust side, wherein the protective tube consists of an inner protective sleeve and an outer protective sleeve, wherein the inner protective sleeve surrounds an exhaust-side end region of the sensor element, wherein the outer protective sleeve surrounds the inner protective sleeve at least in regions, so that an annular space is formed between the outer protective sleeve and the inner protective sleeve, wherein the outer protective sleeve and the inner protective sleeve each have a gas outlet and a gas inlet, and a flow through the protective tube takes place from the gas inlet of the outer protective sleeve into the annular space, from there through the gas inlet of the inner protective sleeve into the interior of the inner protective sleeve and from there through the gas outlets of the outer and inner protective sleeves.

Ein weiterer Abgassensor ist bekannt aus der EP 3 610 251 A1 .Another exhaust gas sensor is known from the EP 3 610 251 A1 .

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Abgassensoren im Sinne der Erfindung sind insbesondere Sensoren zur Messung einer Konzentration eines Bestandteils eines Abgases einer Brennkraftmaschine beispielsweise Ruß, Sauerstoff oder Stickoxide.Exhaust gas sensors within the meaning of the invention are in particular sensors for measuring a concentration of a component of an exhaust gas of an internal combustion engine, for example soot, oxygen or nitrogen oxides.

Erfindungsgemäß weist der Abgassensor ein hülsenförmiges Sensorgehäuse auf, das
insbesondere eine Durchgangsbohrung aufweist und insofern im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Achse bzw. Längsachse und eine axiale Richtung definiert. Insbesondere wird im Rahmen der Erfindung eine Orientierung dieser Achse bzw. diese axiale Richtung als abgasseitig bezeichnet. Im Rahmen der Erfindung wird eine Stufe als Merkmal eingeführt. Dabei kann die dem Abgas zugewandte Seite des Sensorelements als axial oberhalb der Stufe gelegen und die vom Abgas abgewandte Seite des Sensorelements als axial unterhalb der Stufe gelegen umschrieben werden.According to the invention, the exhaust gas sensor has a sleeve-shaped sensor housing, which
in particular has a through-bore and, in this respect, within the scope of the invention, defines in particular an axis or longitudinal axis and an axial direction. In particular, within the scope of the invention, an orientation of this axis or this axial direction is referred to as the exhaust gas side. Within the scope of the invention, a step is introduced as a feature. The side of the sensor element facing the exhaust gas can be described as being located axially above the step and the side of the sensor element facing away from the exhaust gas can be described as being located axially below the step.

Das hülsenförmige Sensorgehäuse kann beispielsweise metallisch sein. Das hülsenförmige Sensorgehäuse kann beispielsweise ein Außengewinde und/oder ein Außensechskantprofil aufweisen. Der Abgassensor ist insbesondere auf diese oder insbesondere auf eine andere Weise in einer Abgasleitung insbesondere einer Brennkraftmaschine montierbar.The sleeve-shaped sensor housing can be metallic, for example. The sleeve-shaped sensor housing can, for example, have an external thread and/or an external hexagon profile. The exhaust gas sensor can be mounted in an exhaust line, in particular of an internal combustion engine, in particular in this or in another manner.

Erfindungsgemäß ist in dem Sensorgehäuse ein Sensorelement fixiert. Das Sensorelement ist insbesondere zumindest teilweise in der Durchgangsbohrung des Sensorgehäuses fixiert. Beispielsweise kann es sich um ein keramisches Sensorelement handeln, beispielsweise auf Basis von Zirkonoxid und/oder Aluminiumoxid, das insbesondere mittels beispielsweise keramischer Elemente, insbesondere Dichtelemente, in der Durchgangsbohrung des Sensorgehäuses fixiert sein kann.According to the invention, a sensor element is fixed in the sensor housing. The sensor element is, in particular, at least partially fixed in the through-bore of the sensor housing. For example, it can be a ceramic sensor element, for example based on zirconium oxide and/or aluminum oxide, which can be fixed in the through-bore of the sensor housing, for example, by means of ceramic elements, in particular sealing elements.

Erfindungsgemäß ragt das Sensorelement abgasseitig über das Sensorgehäuse hinaus. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein sensitiver Bereich des Sensorelements, insbesondere eine an sich bekannte Interdigital-Elektrodenstruktur, auf dem abgasseitig über das Sensorgehäuse hinausragenden Teil des Sensorelements angeordnet ist. Bei dem sensitiven Bereich kann es sich alternativ auch um eine Elektrode einer elektrochemischen Zelle und/oder um eine in das Innere des Sensorelements führende Öffnung beispielsweise einer Breitband-Lambdasonde oder eines NOx-Sensors handeln. According to the invention, the sensor element protrudes beyond the sensor housing on the exhaust side. For example, it can be provided that a sensitive region of the sensor element, in particular a known interdigital electrode structure, is arranged on the part of the sensor element that protrudes beyond the sensor housing on the exhaust side. Alternatively, the sensitive region can also be an electrode of an electrochemical cell and/or an opening leading into the interior of the sensor element, for example, a broadband lambda probe or a NOx sensor.

Der erfindungsgemäße Abgassensor weist ein hülsenförmiges Schutzrohr auf, das abgasseitig auf dem Sensorgehäuse befestigt ist, beispielsweise verschweißt, ist. Das Schutzrohr kann zum Beispiel von radial außen an einem Kragen des Sensorgehäuses aufgeschweißt sein. Das Schutzrohr kann beispielsweise metallisch sein, beispielsweise kann es aus mehreren Tiefziehteilen zusammengesetzt sein.The exhaust gas sensor according to the invention comprises a sleeve-shaped protective tube that is attached, for example, welded, to the sensor housing on the exhaust side. The protective tube can, for example, be welded radially from the outside to a collar of the sensor housing. The protective tube can, for example, be metallic, for example, it can be composed of several deep-drawn parts.

Erfindungsgemäß besteht das Schutzrohr aus zwei Schutzhülsen, einer inneren Schutzhülse und einer äußeren Schutzhülse. Optional kann der Abgassensor eine weitere Schutzhülse aufweisen, die insbesondere mit dem Schutzrohr und/oder der inneren Schutzhülse und der äußeren Schutzhülse in Wechselwirkung tritt, beispielsweise diese zumindest teilweise umgibt. Auch mehrere, insbesondere derartige, weitere Schutzhülsen sind selbstverständlich möglich. Die innere Schutzhülse und die äußere Schutzhülse weisen insbesondere jede für sich die Grundform einer Hülse auf. Insbesondere besteht jeweils mindestens ein Durchgang in einer axialen Richtung der jeweiligen Hülse. Insbesondere weisen die innere Schutzhülse und die äußere Schutzhülse, jede für sich und/oder in ihrer Gesamtheit, eine ihrem Wesen nach rotationssymmetrische Grundform auf. Das hülsenförmige Gehäuse, die innere Schutzhülse und/oder die äußere Schutzhülse und insbesondere auch das Sensorelement können beispielsweise bezüglich ihrer Grundstruktur koaxial zueinander angeordnet sein.According to the invention, the protective tube consists of two protective sleeves, an inner protective sleeve and an outer protective sleeve. Optionally, the exhaust gas sensor can have a further protective sleeve, which interacts in particular with the protective tube and/or the inner protective sleeve and the outer protective sleeve, for example at least partially surrounds them. Several further protective sleeves, in particular of this type, are of course also possible. The inner protective sleeve and the outer protective sleeve each have the basic shape of a sleeve. In particular, there is at least one passage in an axial direction of the respective sleeve. In particular, the inner protective sleeve and the outer protective sleeve, each individually and/or as a whole, have an essentially rotationally symmetrical basic shape. The sleeve-shaped housing, the inner protective sleeve and/or the outer protective sleeve and in particular also the sensor element can, for example, be arranged coaxially to one another with regard to their basic structure.

Die innere Schutzhülse ist insbesondere abgasseitig auf dem Sensorgehäuse befestigt, beispielsweise verschweißt.The inner protective sleeve is attached to the sensor housing, for example by welding, particularly on the exhaust side.

Die innere Schutzhülse umgibt erfindungsgemäß einen abgasseitigen Endbereich des Sensorelements, beispielsweise einen abgasseitigen Endbereich des Sensorelements, auf dem ein sensitiver Bereich des Sensorelements, insbesondere der oben bereits erläuterte sensitive Bereich, angeordnet ist.According to the invention, the inner protective sleeve surrounds an exhaust-side end region of the sensor element, for example an exhaust-side end region of the sensor element on which a sensitive region of the sensor element, in particular the sensitive region already explained above, is arranged.

Die äußere Schutzhülse kann abgasseitig auf dem Sensorgehäuse befestigt sein, beispielsweise verschweißt, beispielsweise gemeinsam mit der inneren Schutzhülse durch eine einzige umlaufende Schweißnaht.The outer protective sleeve can be attached to the sensor housing on the exhaust side, for example welded, for example together with the inner protective sleeve by a single circumferential weld seam.

Die äußere Schutzhülse umgibt die innere Schutzhülse zumindest bereichsweise. Insbesondere können zumindest Teile der äußeren Schutzhülse radial und/oder abgasseitig axial außerhalb, insbesondere auf der vom Sensorelement aus gesehen gegenüberliegenden Seite, der inneren Schutzhülse angeordnet sein.The outer protective sleeve surrounds the inner protective sleeve at least in part. In particular, at least parts of the outer protective sleeve can be arranged radially and/or axially outside the inner protective sleeve on the exhaust side, in particular on the side opposite the sensor element.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die äußere Schutzhülse lediglich einen gehäusenahen Teil der inneren Schutzhülse in ihrem Inneren aufnimmt, während die innere Schutzhülse die äußere Schutzhülse durchdringt und diese axial in Abgasrichtung überragt.However, it can also be provided that the outer protective sleeve only accommodates a part of the inner protective sleeve close to the housing, while the inner protective sleeve penetrates the outer protective sleeve and projects axially beyond it in the exhaust gas direction.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die äußere Schutzhülse die innere Schutzhülse sowohl radial als auch abgasseitig axial außerhalb, insbesondere auf der vom Sensorelement aus gesehen gegenüberliegenden Seite, der inneren Schutzhülse angeordnet ist.It can also be provided that the outer protective sleeve is arranged radially and axially outside the inner protective sleeve on the exhaust gas side, in particular on the side opposite the sensor element.

Ein erfindungsgemäßer Abgassensor umfasst ein hülsenförmiges Sensorgehäuse, ein in dem Sensorgehäuse fixiertes Sensorelement, das abgasseitig über das Sensorgehäuse hinausragt, und ein hülsenförmiges Schutzrohr, das abgasseitig auf dem Sensorgehäuse befestigt ist, wobei das Schutzrohr aus einer inneren Schutzhülse und einer äußeren Schutzhülse besteht, wobei die innere Schutzhülse einen abgasseitigen Endbereich des Sensorelements umgibt, wobei die äußere Schutzhülse die innere Schutzhülse zumindest bereichsweise umgibt, sodass zwischen äußerer Schutzhülse und innerer Schutzhülse ein ringförmiger Raum ausgebildet ist. Dabei weisen die äußere Schutzhülse und die innere Schutzhülse jeweils einen Gasaustritt und einen Gaseintritt auf. Eine Durchströmung des Schutzrohrs erfolgt von dem Gaseintritt der äußeren Schutzhülse in den ringförmigen Raum und von dort durch den Gaseintritt der inneren Schutzhülse und anschließend in das Innere der inneren Schutzhülse und von dort durch die Gasaustritte der äußeren und der inneren Schutzhülse.An exhaust gas sensor according to the invention comprises a sleeve-shaped sensor housing, a sensor element fixed in the sensor housing, which sensor element projects beyond the sensor housing on the exhaust gas side, and a sleeve-shaped protective tube which is fastened to the sensor housing on the exhaust gas side, wherein the protective tube consists of an inner protective sleeve and an outer protective sleeve, wherein the inner protective sleeve surrounds an exhaust gas-side end region of the sensor element, wherein the outer protective sleeve surrounds the inner protective sleeve at least in regions, so that an annular space is formed between the outer protective sleeve and the inner protective sleeve. The outer protective sleeve and the inner protective sleeve each have a gas outlet and a gas inlet. Flow through the protective tube occurs from the gas inlet of the outer protective sleeve into the annular space and from there through the gas inlet of the inner protective sleeve and then into the interior of the inner protective sleeve and from there through the gas outlets of the outer and inner protective sleeves.

Kern der Erfindung ist dabei, dass der Gaseintritt der inneren Schutzhülse eine aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern bestehende Lochreihenanordnung umfasst, wobei die Löcher alle einen Durchmesser größer 1mm und kleiner 2mm aufweisen.The core of the invention is that the gas inlet of the inner protective sleeve comprises a row of holes consisting of several tangentially arranged holes, wherein the holes all have a diameter greater than 1 mm and less than 2 mm.

Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich insbesondere um Partikelsensoren zum Nachweis der Konzentration fester Bestandteile eines Gases, beispielsweise der Konzentration von Ruß in einem Abgas einer Brennkraftmaschine handeln. Mit Hinblick auf Partikelsensoren im Speziellen wurden zusätzliche technische Wirkungen erkannt. So basiert die vorliegende Erfindung insofern auf der Erkenntnis der Erfinder, dass eine Ablagerung von im Abgas enthaltenen Rußpartikeln auf dem Sensorelement besonders effizient möglich ist, wenn das Abgas mit möglichst großem Volumenstrom auf das Sensorelement gerichtet ist. Wenn die Löcher alle einen Durchmesser größer 1mm und kleiner 2mm aufweisen, ist es ermöglicht, das Sensorelement mit einem im Vergleich zum Stand der Technik vergrößertem Volumenstrom anzuströmen. Der Partikelsensor vermag dann sehr genau zu messen, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, dem er ausgesetzt ist, gering ist.The present invention can, in particular, relate to particle sensors for detecting the concentration of solid components of a gas, for example the concentration of soot in the exhaust gas of an internal combustion engine. With regard to particle sensors in particular, additional technical effects have been identified. The present invention is based on the inventors' finding that deposition of soot particles contained in the exhaust gas on the sensor element is particularly efficient when the exhaust gas is directed at the sensor element with the largest possible volume flow. If the holes all have a diameter greater than 1 mm and less than 2 mm, it is possible to apply a larger volume flow to the sensor element compared to the prior art. The particle sensor is then capable of measuring very accurately, even when the flow velocity of the exhaust gas to which it is exposed is low.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist, dass die Lochreihenanordnung aus einer einzigen Lochreihe besteht, wobei die Lochreihe aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern besteht. Dabei weist die innere Schutzhülse keine weiteren Gaseintrittslöcher auf. Dies ist vorteilhaft, da durch Anordnen nur einer einzigen Lochreihe an der inneren Schutzhülse Strömungsverwirbelungen im Inneren der inneren Schutzhülse minimiert werden und dadurch eine Anströmung des Sensorelements gezielt und weitgehend laminar erfolgen kann. Weiterhin ist vorteilhaft, dass bei Vorsehung lediglich einer einzigen Lochreihe die Herstellung der Schutzhülse erleichtert wird.An advantageous embodiment of the invention is that the hole row arrangement consists of a single row of holes, wherein the hole row consists of several holes arranged tangentially next to one another. The inner protective sleeve has no further gas inlet holes. This is advantageous because by arranging only a single row of holes on the inner protective sleeve, flow turbulence within the inner protective sleeve is minimized, allowing the flow to the sensor element to be targeted and largely laminar. Another advantage is that providing only a single row of holes facilitates the manufacture of the protective sleeve.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist, dass die Lochreihenanordnung aus zwei oder mehreren axial übereinander angeordneten und parallel zueinander verlaufenden Lochreihen besteht, wobei jede einzelne Lochreihe aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern besteht. Durch Anordnen mehrerer Lochreihen ist eine Anströmung des Sensorelements mit einem größeren Volumenstrom ermöglicht, wodurch eine effizientere, schnellere und genauere Messung durchführbar ist.A further advantageous embodiment is that the hole row arrangement consists of two or more rows of holes arranged axially one above the other and running parallel to each other, with each individual row of holes consisting of several holes arranged tangentially next to each other. Arranging multiple rows of holes enables a larger volume flow to the sensor element, thus enabling a more efficient, faster, and more accurate measurement.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Löcher in tangentialer Richtung einen Abstand von 1 bis 2 mm zueinander aufweisen, bzw. unter 30° bis 60° zueinander angeordnet sind. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Lochreihen in axialer Richtung einen 2 bis 5 mm zueinander aufweisen. Durch diese Werte kann die Geschwindigkeit, mit der das Sensorelement angeströmt wird, optimiert werden und gleichzeitig können durch diese Werte unerwünschte Verwirbelungen im Inneren der inneren Schutzhülse minimiert werden.An advantageous development of the invention is characterized in that the individual The holes are spaced 1 to 2 mm apart in the tangential direction, or are arranged at an angle of 30° to 60° to one another. Within the scope of the present invention, it is also possible for the rows of holes to be spaced 2 to 5 mm apart in the axial direction. These values can be used to optimize the velocity at which the air flows against the sensor element, while simultaneously minimizing unwanted turbulence inside the inner protective sleeve.

Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist, dass die innere Schutzhülse eine Stufe aufweist, wobei die innere Schutzhülse in axialer Richtung betrachtet unterhalb der Stufe einen größeren Durchmesser aufweist als oberhalb der Stufe. Durch das Anordnen der Stufe an der inneren Schutzhülse ist es ermöglicht, mehr Löcher an der inneren Schutzhülse anzuordnen, da die innere Schutzhülse unterhalb der Stufe einen größeren Umfang als oberhalb der Stufe aufweist. Dies ist vorteilhaft, da dadurch eine bessere Anströmbarkeit des Sensorelements ermöglicht ist, was wiederum eine schnellere bzw. genauere Messung der Abgaskonsistenz ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den sich oberhalb der Stufe verjüngten Querschnitt die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich oberhalb der Stufe gesteigert wird, was in einem beschleunigten Abfluss des Luftstroms aus der inneren Schutzhülse resultiert. Dabei ist es zweckmäßig, dass die Stufe als Ringstufe ausgebildet ist.A further development of the present invention is that the inner protective sleeve has a step, wherein the inner protective sleeve has a larger diameter below the step than above the step, viewed in the axial direction. By arranging the step on the inner protective sleeve, it is possible to arrange more holes on the inner protective sleeve, since the inner protective sleeve has a larger circumference below the step than above the step. This is advantageous because it enables better airflow to the sensor element, which in turn enables faster and more accurate measurement of the exhaust gas consistency. A further advantage is that the cross-section tapering above the step increases the flow velocity in the region above the step, resulting in an accelerated outflow of the air flow from the inner protective sleeve. It is expedient for the step to be designed as an annular step.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist, dass die Stufe zwischen einer in axialer Richtung unterhalb der Stufe befindlichen unteren Innenschutzhülsewand und einer in axialer Richtung oberhalb der Stufe befindlichen oberen Innenschutzhülsewand angeordnet ist und diese unter einem Winkel von 30° bis 60° zur axialen Richtung verbindet. Dies ist zweckmäßig, da durch den Anstieg von 30° bis 60° unerwünschte Verwirbelungen bei der Durchströmung minimiert werden. Besonders bevorzugt kann ein Anstieg von 45° vorgesehen sein. An advantageous embodiment is that the step is arranged between a lower inner protective sleeve wall located axially below the step and an upper inner protective sleeve wall located axially above the step, connecting them at an angle of 30° to 60° to the axial direction. This is advantageous because the 30° to 60° inclination minimizes undesirable turbulence during flow. A 45° inclination is particularly preferred.

Alternativ kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass wenigstens eine Lochreihe in axialer Richtung oberhalb der Stufe angeordnet ist und dass wenigstens eine Lochreihe in axialer Richtung unterhalb der Stufe angeordnet ist. Dies stellt einen Kompromiss aus optimaler Strömungsgeschwindigkeit und der Minimierung der im Inneren der inneren Schutzhülse auftretenden Verwirbelungen dar.Alternatively, it may be expedient to arrange at least one row of holes axially above the step and at least one row of holes axially below the step. This represents a compromise between optimal flow velocity and minimizing the turbulence occurring inside the inner protective sleeve.

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Lochreihe in axialer Richtung oberhalb der Stufe angeordnet ist. Die im Abgasstrom enthaltenen Rußpartikel gelangen so zu einem hohen Anteil sehr dicht an das Sensorelement, und scheiden sich mit hoher Rate darauf ab, was wiederum ein effizienteres Messverfahren ermöglicht.It can be provided that at least one row of holes is arranged axially above the step. This allows a high proportion of the soot particles contained in the exhaust stream to reach very close to the sensor element and deposit on it at a high rate, which in turn enables a more efficient measurement process.

Es kann ebenso vorgesehen sein, dass wenigstens eine Lochreihe in axialer Richtung unterhalb der Stufe angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft, da die durch die unterhalb der Stufe gelegene Lochreihe in die innere Schutzhülse eintretende Strömung durch die durch die Stufe bedingte Verjüngung beschleunigt wird.It can also be provided that at least one row of holes is arranged axially below the step. This is advantageous because the flow entering the inner protective sleeve through the row of holes located below the step is accelerated by the narrowing caused by the step.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist, dass alle Lochreihen in axialer Richtung oberhalb der Stufe angeordnet sind. Auch hier gilt, dass die im Abgasstrom enthaltenen Rußpartikel so zu einem hohen Anteil sehr dicht an das Sensorelement gelangen und sich mit hoher Rate darauf abscheiden, was wiederum ein effizienteres Messverfahren ermöglicht. Dieser bereits vorangegangen beschriebene positive Effekt wird dadurch verstärkt, dass alle Lochreihen in axialer Richtung oberhalb der Stufe angeordnet sind.An advantageous development of the invention is that all rows of holes are arranged axially above the step. Here, too, the soot particles contained in the exhaust stream are thus able to reach the sensor element very closely and deposit thereon at a high rate, which in turn enables a more efficient measurement process. This positive effect, already described above, is enhanced by the fact that all rows of holes are arranged axially above the step.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass alle Lochreihen in axialer Richtung unterhalb der Stufe angeordnet sind. Wie oben beschrieben, ist dies vorteilhaft, da die durch die unterhalb der Stufe gelegene Lochreihe in die innere Schutzhülse eintretende Strömung durch die durch die Stufe bedingte Verjüngung beschleunigt wird. Dieser bereits vorangegangen beschriebene positive Effekt wird dadurch verstärkt, dass alle Lochreihen in axialer Richtung unterhalb der Stufe angeordnet sind.Advantageously, all rows of holes can be arranged axially below the step. As described above, this is advantageous because the flow entering the inner protective sleeve through the row of holes located below the step is accelerated by the tapered shape caused by the step. This positive effect, already described above, is enhanced by arranging all rows of holes axially below the step.

Sind wenigstens eine oder alle Lochreihen in axialer Richtung unterhalb der Stufe angeordnet ist dabei der radiale Abstand in diesem axialen Bereich des Sensorelement zur Wand der inneren Schutzhülse vergrößert. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Durchströmung des Schutzrohrs insgesamt gesteigert wird. Darüber hinaus führt die durch die Stufe herbeigeführte Verjüngung des Querschnitts zu einer Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit im Inneren der inneren Schutzhülse. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Geschwindigkeit mit der das Sensorelement angeströmt wird gesteigert und das Messverfahren effizienter wird.If at least one or all rows of holes are arranged axially below the step, the radial distance in this axial region between the sensor element and the wall of the inner protective sleeve is increased. This is advantageous because it increases the overall flow through the protective tube. Furthermore, the tapered cross-section caused by the step leads to an increase in the flow velocity inside the inner protective sleeve. This is advantageous because it increases the velocity at which the flow hits the sensor element, making the measurement process more efficient.

Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Lochreihe in axialer Richtung 1 bis 2 mm von der Stufe beabstandet ist. Es ist auch denkbar, dass die Stufe in radialer Richtung 2 bis 3 mm von dem Sensorelement beabstandet ist und/oder dass die Stufe in axialer Richtung 2 bis 3 mm von dem Sensorelement beabstandet ist. Dies ist vorteilhaft, da dadurch eine optimiert verwirbelungsarme Anströmung des Sensorelements ermöglicht ist.It can be expediently provided that the at least one row of holes is spaced 1 to 2 mm from the step in the axial direction. It is also conceivable that the step is spaced 2 to 3 mm from the sensor element in the radial direction and/or that the step is spaced 2 to 3 mm from the sensor element in the axial direction. This is advantageous because it enables an optimized, low-turbulence flow to the sensor element.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gaseintritt der äußeren Schutzhülse mindestens eine Gaseintrittsöffnung aufweist, die mit mindestens einem Drallelement versehen ist, dass ein in den ringförmigen Raum eintretendes Abgas so ablenkt, dass es innerhalb des ringförmigen Raums um die innere Schutzhülse rotiert. Dies ist vorteilhaft, da dadurch der Durchfluss im Schutzrohr auch bei niedrigen Anströmgeschwindigkeiten erhöht werden kann.In a further advantageous embodiment, it is provided that the gas inlet of the outer The inner protective sleeve has at least one gas inlet opening provided with at least one swirl element that deflects exhaust gas entering the annular space so that it rotates around the inner protective sleeve within the annular space. This is advantageous because it allows the flow rate in the protective tube to be increased even at low flow velocities.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Querschnitte der Löcher der Lochreihenanordnung zu den Querschnitten der Gasaustritte der inneren Schutzhülse einen Quotienten zwischen 0,5 und 2 bilden. Anhand dieses Quotienten kann der Volumenstromzufluss bzw. der Volumenstromabfluss mit dem das Sensorelement angeströmt wird bestimmt werden. Dies ist vorteilhaft, da dadurch eine Messzeit ermittelt werden kann die zum Erhalten eines optimalen Messergebnisses notwendig ist.Advantageously, the cross-sections of the holes in the row of holes can be arranged to form a ratio between 0.5 and 2 to the cross-sections of the gas outlets in the inner protective sleeve. Based on this ratio, the volume flow inflow or outflow at the sensor element can be determined. This is advantageous because it allows the measurement time required to obtain an optimal measurement result to be determined.

Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die Durchmesser des vom Abgas abgewandten, unterhalb der Stufe gelegenen Teils der inneren Schutzhülse zu den Durchmessern des dem Abgas zugewandten, oberhalb der Stufe gelegenen Teils der inneren Schutzhülse einen Quotienten von zwischen 0,4 und 0,6 bilden. Dies ist vorteilhaft, da anhand dieses Quotienten die Änderung der Strömungsgeschwindigkeit nach Verjüngung des inneren Schutzrohrs bestimmt werden kann.It may be advantageous to provide that the diameter of the part of the inner protective sleeve facing away from the exhaust gas, located below the step, forms a ratio of between 0.4 and 0.6 to the diameter of the part of the inner protective sleeve facing the exhaust gas, located above the step. This is advantageous because this ratio can be used to determine the change in flow velocity after tapering the inner protective tube.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass
die Durchmesser der Gaseintritte der äußeren Schutzhülse zu dem Durchmesser der Gaseintritte der inneren Schutzhülse einen Quotienten zwischen 1 und 2 bilden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dieser Quotient größer 1 ist. Es ist bekannt, dass die Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Abgas auf das Sensorelement gerichtet ist, erhöht werden kann, indem der Gaseintritt der inneren Schutzhülse den kleinsten Strömungsquerschnitt bei der Durchströmung des Schutzrohrs bildet. Dies gilt insbesondere, wenn der Gaseintritt auf axialer Höhe des Sensorelements angeordnet ist. Durch die so realisierte Drosselwirkung des Gaseintritts des inneren Schutzrohrs ist zwischen dem Inneren der inneren Schutzhülse und dem Ringraum eine Druckdifferenz maximiert, die dem Abgas eine wesentliche Beschleunigung in Richtung des Sensorelements verleiht. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn der Quotient größer 1 ist, da dadurch am Gaseintritt der inneren Schutzhülse die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird.A further advantageous embodiment of the solution according to the invention is that
the diameter of the gas inlets of the outer protective sleeve to the diameter of the gas inlets of the inner protective sleeve form a quotient between 1 and 2. In particular, it can be provided that this quotient is greater than 1. It is known that the flow velocity with which the exhaust gas is directed towards the sensor element can be increased by the gas inlet of the inner protective sleeve forming the smallest flow cross-section when flowing through the protective tube. This applies in particular if the gas inlet is arranged at the axial height of the sensor element. The throttling effect of the gas inlet of the inner protective tube thus achieved maximizes a pressure difference between the interior of the inner protective sleeve and the annular space, which gives the exhaust gas a significant acceleration in the direction of the sensor element. Accordingly, it is advantageous if the quotient is greater than 1, since this increases the flow velocity at the gas inlet of the inner protective sleeve.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

  • 1 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines Abgassensors gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor according to the prior art.
  • 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Abgassensors, bei dem zwei Lochreihen axial über der Stufe angeordnet sind, wobei die Stufe am axial unteren Ende des Abgassensors angeordnet ist. 2 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor according to the invention, in which two rows of holes are arranged axially above the step, the step being arranged at the axially lower end of the exhaust gas sensor.
  • 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Abgassensors, bei dem zwei Lochreihen axial unterhalb der Stufe angeordnet sind, wobei die Stufe am axial oberen Ende des Abgassensors angeordnet ist. 3 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor according to the invention, in which two rows of holes are arranged axially below the step, wherein the step is arranged at the axially upper end of the exhaust gas sensor.
  • 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Abgassensors, bei dem eine Lochreihe axial unterhalb der Stufe angeordnet ist, wobei die Stufe am axial oberen Ende des Abgassensors angeordnet ist. 4 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor according to the invention, in which a row of holes is arranged axially below the step, wherein the step is arranged at the axially upper end of the exhaust gas sensor.
  • 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Abgassensors, bei dem eine Lochreihe axial unterhalb der Stufe und eine Lochreihe axial oberhalb der Stufe angeordnet ist, wobei die Stufe am axial unteren Ende des Abgassensors angeordnet ist. 5 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor according to the invention, in which a row of holes is arranged axially below the step and a row of holes is arranged axially above the step, wherein the step is arranged at the axially lower end of the exhaust gas sensor.

AusführungsformenEmbodiments

Die 1 zeigt grundsätzlich einen Abgassensor, umfassend ein hülsenförmiges Sensorgehäuse 12, ein in dem Sensorgehäuse 12 fixiertes Sensorelement 14, das abgasseitig über das Sensorgehäuse 12 hinausragt, und ein hülsenförmiges Schutzrohr 20, das abgasseitig auf dem Sensorgehäuse 12 befestigt ist. Dabei besteht das Schutzrohr 20 aus einer inneren Schutzhülse 21 und einer äußeren Schutzhülse 22, wobei die innere Schutzhülse 21 einen abgasseitigen Endbereich 141 des Sensorelements 14 umgibt, wobei die äußere Schutzhülse 22 die innere Schutzhülse 21 zumindest bereichsweise umgibt, sodass zwischen äußerer Schutzhülse 22 und innerer Schutzhülse 21 ein ringförmiger Raum 9 ausgebildet ist. Die äußere Schutzhülse 22 und die innere Schutzhülse 21 weisen jeweils einen Gasaustritt und einen Gaseintritt auf, wobei eine Durchströmung des Schutzrohrs 20 von dem Gaseintritt der äußeren Schutzhülse 22 in den ringförmigen Raum 9, von dort durch den Gaseintritt der inneren Schutzhülse 21 und von dort in das Innere der inneren Schutzhülse 21 und von dort durch die Gasaustritte der äußeren und der inneren Schutzhülse 21,22 erfolgt.The 1 shows an exhaust gas sensor, comprising a sleeve-shaped sensor housing 12, a sensor element 14 fixed in the sensor housing 12, which projects beyond the sensor housing 12 on the exhaust gas side, and a sleeve-shaped protective tube 20, which is fastened to the sensor housing 12 on the exhaust gas side. The protective tube 20 consists of an inner protective sleeve 21 and an outer protective sleeve 22, wherein the inner protective sleeve 21 surrounds an exhaust gas-side end region 141 of the sensor element 14, wherein the outer protective sleeve 22 surrounds the inner protective sleeve 21 at least in regions, so that an annular space 9 is formed between the outer protective sleeve 22 and the inner protective sleeve 21. The outer protective sleeve 22 and the inner protective sleeve 21 each have a gas outlet and a gas inlet, wherein a flow through the protective tube 20 takes place from the gas inlet of the outer protective sleeve 22 into the annular space 9, from there through the gas inlet of the inner protective sleeve 21 and from there into the interior of the inner protective sleeve 21 and from there through the gas outlets of the outer and inner protective sleeves 21, 22.

Zu den Ausführbeispielen der Erfindung ist in den 2 bis 5 nur noch die modifizierte Schutzhülse 21 abgebildet und es kann mit Hinblick auf diese Abgassensoren auf die grundsätzliche Beschreibung der 1 verwiesen werden.The embodiments of the invention are described in the 2 to 5 only the modified protective sleeve 21 is shown and with regard to these exhaust gas sensors, the basic description of the 1 be referred to.

2 zeigt einen erfindungsgemäßen Abgassensor 1 bei dem der Gaseintritt der inneren Schutzhülse 21 eine aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern 2 bestehende Lochreihenanordnung 3 umfasst, wobei die Löcher 2 alle einen Durchmesser größer 1mm und kleiner 2mm aufweisen. 2 zeigt darüber hinaus, dass die Lochreihenanordnung 3 zwei Lochreihen 4 umfasst, die axial über der Stufe 5 angeordnet sind, wobei die Stufe 5 am axial unteren Ende des Abgassensors 1 angeordnet ist. 2 shows an exhaust gas sensor 1 according to the invention in which the gas inlet of the inner protective sleeve 21 comprises a row of holes 3 consisting of several holes 2 arranged tangentially next to one another, wherein the holes 2 all have a diameter greater than 1 mm and less than 2 mm. 2 further shows that the hole row arrangement 3 comprises two hole rows 4 arranged axially above the step 5, wherein the step 5 is arranged at the axially lower end of the exhaust gas sensor 1.

3 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Abgassensors, bei dem zwei Lochreihen 4 axial unterhalb der Stufe 5 angeordnet sind, wobei die Stufe 5 am axial oberen Ende des Abgassensors 1 angeordnet ist. In diesem Fall sind alle Lochreihen 4 in axialer Richtung unterhalb der Stufe 5 angeordnet, wobei es auch möglich ist, dass mehr als zwei Lochreihen 4 unterhalb der Stufe 5 angeordnet sind. Es ist auch denkbar, dass nur eine Lochreihe 4 in axialer Richtung unterhalb der Stufe 5 angeordnet ist, so wie es in der 4 ersichtlich ist. 3 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor according to the invention, in which two rows of holes 4 are arranged axially below the step 5, wherein the step 5 is arranged at the axially upper end of the exhaust gas sensor 1. In this case, all rows of holes 4 are arranged in the axial direction below the step 5, wherein it is also possible that more than two rows of holes 4 are arranged below the step 5. It is also conceivable that only one row of holes 4 is arranged in the axial direction below the step 5, as in the 4 is evident.

5 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Abgassensors 1, bei dem eine Lochreihe 4 axial unterhalb der Stufe 5 und eine Lochreihe 4 axial oberhalb der Stufe 5 angeordnet ist, wobei die Stufe 5 am axial unteren Ende des Abgassensors 1 angeordnet ist. 5 shows a cross section along the longitudinal axis of an exhaust gas sensor 1 according to the invention, in which a row of holes 4 is arranged axially below the step 5 and a row of holes 4 is arranged axially above the step 5, wherein the step 5 is arranged at the axially lower end of the exhaust gas sensor 1.

Die Stufe 5 kann je nach Ausführungsform der Erfindung mittig, am axial oberen Ende oder am axial unteren Ende des Abgassensors 1 angeordnet sein. Es ist denkbar, dass die Stufe 5 zwischen einer in axialer Richtung unterhalb der Stufe 5 befindlichen unteren Innenschutzhülsewand 6 und einer in axialer Richtung oberhalb der Stufe befindlichen oberen Innenschutzhülsewand 7 angeordnet ist und dass diese unter einem Winkel von 30° bis 60° zur axialen Richtung verbindet. Dementsprechend verlässt es den Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht, wenn die Stufe 5 die untere Innenschutzhülsewand 6 und die obere Innenschutzhülsewand 7 in einem anderen Winkel als den 2-5 dargestellt miteinander verbindet.Depending on the embodiment of the invention, the step 5 can be arranged centrally, at the axially upper end, or at the axially lower end of the exhaust gas sensor 1. It is conceivable that the step 5 is arranged between a lower inner protective sleeve wall 6 located axially below the step 5 and an upper inner protective sleeve wall 7 located axially above the step, and that the latter connects at an angle of 30° to 60° to the axial direction. Accordingly, it does not depart from the scope of the present invention if the step 5 connects the lower inner protective sleeve wall 6 and the upper inner protective sleeve wall 7 at an angle other than the 2-5 shown.

Wie in 4 dargestellt, kann die Lochreihenanordnung 3 aus einer einzigen Lochreihe 4 bestehen, wobei die Lochreihe 4 aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern 2 besteht.As in 4 As shown, the hole row arrangement 3 can consist of a single hole row 4, wherein the hole row 4 consists of several holes 2 arranged tangentially next to one another.

Alternativ ist es auch denkbar, dass die Lochreihenanordnung 3 aus zwei oder mehreren axial übereinander angeordneten und parallel zueinander verlaufenden Lochreihen 4 besteht, wobei jede einzelne Lochreihe 4 aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern 2 besteht (siehe 2,3 und 5)Alternatively, it is also conceivable that the hole row arrangement 3 consists of two or more rows of holes 4 arranged axially one above the other and running parallel to each other, whereby each individual row of holes 4 consists of several holes 2 arranged tangentially next to each other (see 2 , 3 and 5 )

Wie in den 2 - 5 gezeigt, weist die innere Schutzhülse 21 eine Stufe 5 auf, wobei die innere Schutzhülse 21 in axialer Richtung betrachtet unterhalb der Stufe 5 einen größeren Durchmesser aufweist als oberhalb der Stufe 5.As in the 2 - 5 As shown, the inner protective sleeve 21 has a step 5, wherein the inner protective sleeve 21, viewed in the axial direction, has a larger diameter below the step 5 than above the step 5.

Wie in 2 dargestellt, kann eine Lochreihe 4 in axialer Richtung oberhalb der Stufe 5 angeordnet sein. Dabei ist es auch denkbar, dass alle Lochreihen 4 in axialer Richtung oberhalb der Stufe 5 angeordnet sind. So wäre es denkbar, dass zwei, drei oder mehr Lochreihen 4 in axialer Richtung oberhalb der Stufe 5 angeordnet sind.As in 2 As shown, a row of holes 4 can be arranged in the axial direction above the step 5. It is also conceivable that all rows of holes 4 are arranged in the axial direction above the step 5. Thus, it would be conceivable that two, three or more rows of holes 4 are arranged in the axial direction above the step 5.

Wie in den 2 bis 5 ersichtlich, ist die Stufe 5 in radialer Richtung stets mindestens 1mm von dem Sensorelement 14 beabstandet. Dabei ist die Stufe 5 in axialer Richtung stets mindestens 1mm von dem abgasseitigen Ende des Sensorelement 14 beabstandet. Ebenso ist ersichtlich, dass die wenigstens eine Lochreihe 4 in axialer Richtung mindestens 1 mm von der Stufe 5 beabstandet ist.As in the 2 to 5 As can be seen, the step 5 is always spaced at least 1 mm from the sensor element 14 in the radial direction. In the axial direction, the step 5 is always spaced at least 1 mm from the exhaust-side end of the sensor element 14. It can also be seen that the at least one row of holes 4 is spaced at least 1 mm from the step 5 in the axial direction.

Ebenso ist in den 2 bis 5 gezeigt, dass der Gaseintritt der äußeren Schutzhülse 22 mindestens eine Gaseintrittsöffnung aufweist, die mit mindestens einem Drallelement 8 versehen ist, dass ein in den ringförmigen Raum 9 eintretendes Abgas so ablenkt, dass es innerhalb des ringförmigen Raums 9 um die innere Schutzhülse 21 rotiert.Likewise, in the 2 to 5 shown that the gas inlet of the outer protective sleeve 22 has at least one gas inlet opening which is provided with at least one swirl element 8 that deflects an exhaust gas entering the annular space 9 so that it rotates around the inner protective sleeve 21 within the annular space 9.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 40 34 072 A1 [0001]DE 40 34 072 A1 [0001]
  • EP 3 610 251 A1 [0002]EP 3 610 251 A1 [0002]

Claims (18)

Abgassensor umfassend ein hülsenförmiges Sensorgehäuse (12), ein in dem Sensorgehäuse (12) fixiertes Sensorelement (14), das abgasseitig über das Sensorgehäuse (12) hinausragt, und ein hülsenförmiges Schutzrohr (20), das abgasseitig auf dem Sensorgehäuse (12) befestigt ist, wobei das Schutzrohr (20) aus einer inneren Schutzhülse (21) und einer äußeren Schutzhülse (22) besteht, wobei die innere Schutzhülse (21) einen abgasseitigen Endbereich (141) des Sensorelements (14) umgibt, wobei die äußere Schutzhülse (22) die innere Schutzhülse (21) zumindest bereichsweise umgibt, sodass zwischen äußerer Schutzhülse (22) und innerer Schutzhülse (21) ein ringförmiger Raum (9) ausgebildet ist, wobei die äußere Schutzhülse (22) und die innere Schutzhülse (21) jeweils einen Gasaustritt und einen Gaseintritt aufweisen und eine Durchströmung des Schutzrohrs (20) von dem Gaseintritt der äußeren Schutzhülse (22) in den ringförmigen Raum (9), von dort durch den Gaseintritt der inneren Schutzhülse (21) in das Innere der inneren Schutzhülse und von dort durch die Gasaustritte der äußeren und der inneren Schutzhülse (21,22) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintritt der inneren Schutzhülse (21) eine aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern (2) bestehende Lochreihenanordnung (3) umfasst, wobei die Löcher (2) alle einen Durchmesser größer 1mm und kleiner 2mm aufweisen.An exhaust gas sensor comprising a sleeve-shaped sensor housing (12), a sensor element (14) fixed in the sensor housing (12), which projects beyond the sensor housing (12) on the exhaust gas side, and a sleeve-shaped protective tube (20) which is fastened to the sensor housing (12) on the exhaust gas side, wherein the protective tube (20) consists of an inner protective sleeve (21) and an outer protective sleeve (22), wherein the inner protective sleeve (21) surrounds an exhaust gas-side end region (141) of the sensor element (14), wherein the outer protective sleeve (22) surrounds the inner protective sleeve (21) at least in regions, so that an annular space (9) is formed between the outer protective sleeve (22) and the inner protective sleeve (21), wherein the outer protective sleeve (22) and the inner protective sleeve (21) each have a gas outlet and a gas inlet, and a flow through the protective tube (20) from the gas inlet of the outer protective sleeve (22) into the annular space (9), from there through the gas inlet of the inner protective sleeve (21) into the interior of the inner protective sleeve and from there through the gas outlets of the outer and inner protective sleeves (21, 22), characterized in that the gas inlet of the inner protective sleeve (21) comprises a row of holes (3) consisting of several holes (2) arranged tangentially next to one another, the holes (2) all having a diameter greater than 1 mm and less than 2 mm. Abgassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochreihenanordnung (3) aus einer einzigen Lochreihe (4) besteht, wobei die Lochreihe (4) aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern (2) besteht.Exhaust gas sensor after Claim 1 , characterized in that the hole row arrangement (3) consists of a single hole row (4), wherein the hole row (4) consists of several holes (2) arranged tangentially next to one another. Abgassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochreihenanordnung (3) aus zwei oder mehreren axial übereinander angeordneten und parallel zueinander verlaufenden Lochreihen (4) besteht, wobei jede einzelne Lochreihe (4) aus mehreren tangential nebeneinander angeordneten Löchern (2) besteht, die alle einen Durchmesser größer 1mm und kleiner 2mm aufweisen.Exhaust gas sensor after Claim 1 , characterized in that the hole row arrangement (3) consists of two or more rows of holes (4) arranged axially one above the other and running parallel to one another, each individual row of holes (4) consisting of several holes (2) arranged tangentially next to one another, all of which have a diameter greater than 1 mm and less than 2 mm. Abgassensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochreihen (4) in axialer Richtung einen Abstand von 2 bis 5mm zueinander aufweisen.Exhaust gas sensor after Claim 3 , characterized in that the rows of holes (4) are spaced apart from one another by 2 to 5 mm in the axial direction. Abgassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Löcher (2) einer Lochreihe (4) in tangentialer Richtung einen Abstand zueinander von 1 bis 2mm zueinander aufweisen.Exhaust gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the individual holes (2) of a row of holes (4) have a distance from one another of 1 to 2 mm in the tangential direction. Abgassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schutzhülse (21) eine Stufe (5) aufweist, wobei die innere Schutzhülse (21) in axialer Richtung betrachtet auf der vom Abgas abgewandten Seite der Stufe (5) einen größeren Durchmesser aufweist als auf der dem Abgas zugewandten Seite der Stufe (5).Exhaust gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the inner protective sleeve (21) has a step (5), wherein the inner protective sleeve (21), viewed in the axial direction, has a larger diameter on the side of the step (5) facing away from the exhaust gas than on the side of the step (5) facing the exhaust gas. Abgassensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (5) zwischen einer an der vom Abgas abgewandten Seite befindlichen unteren Innenschutzhülsewand (6) und einer an der dem Abgas zugewandten Seite befindlichen oberen Innenschutzhülsewand (7) angeordnet ist mit diese unter einem Winkel von 30° bis 60° zur axialen Richtung verbindet.Exhaust gas sensor after Claim 6 , characterized in that the step (5) is arranged between a lower inner protective sleeve wall (6) located on the side facing away from the exhaust gas and an upper inner protective sleeve wall (7) located on the side facing the exhaust gas, connecting them at an angle of 30° to 60° to the axial direction. Abgassensor nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lochreihe (4) an der dem Abgas zugewandten Seite oberhalb der Stufe (5) angeordnet ist und dass wenigstens eine Lochreihe (4) an der vom Abgas abgewandten Seite unterhalb der Stufe (5) angeordnet ist.Exhaust gas sensor after Claim 6 or 7 characterized in that at least one row of holes (4) is arranged on the side facing the exhaust gas above the step (5) and that at least one row of holes (4) is arranged on the side facing away from the exhaust gas below the step (5). Abgassensor nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lochreihe (4) an der dem Abgas zugewandten Seite oberhalb der Stufe (5) angeordnet ist.Exhaust gas sensor after Claim 6 or 7 characterized in that at least one row of holes (4) is arranged on the side facing the exhaust gas above the step (5). Abgassensor nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lochreihe (4) an der vom Abgas abgewandten Seite unterhalb der Stufe (5) angeordnet ist.Exhaust gas sensor after Claim 6 or 7 characterized in that at least one row of holes (4) is arranged on the side facing away from the exhaust gas below the step (5). Abgassensor nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass alle Lochreihen (4) an der dem Abgas zugewandten Seite oberhalb der Stufe (5) angeordnet sind.Exhaust gas sensor after Claim 6 or 7 characterized in that all rows of holes (4) are arranged on the side facing the exhaust gas above the step (5). Abgassensor nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass alle Lochreihen (4) an der vom Abgas abgewandten Seite unterhalb der Stufe (5) angeordnet sind.Exhaust gas sensor after Claim 6 or 7 characterized in that all rows of holes (4) are arranged on the side facing away from the exhaust gas below the step (5). Abgassensor nach einem der Ansprüche 6 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lochreihe (4) in axialer Richtung 1 bis 2 mm von der Stufe (5) beabstandet ist.Exhaust gas sensor according to one of the Claims 6 until 12 characterized in that the at least one row of holes (4) is spaced 1 to 2 mm from the step (5) in the axial direction. Abgassensor nach einem der Ansprüche 6-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (5) in radialer Richtung stets mindestens 2 bis 3 mm von dem Sensorelement (14) beabstandet ist und/oder dass die Stufe (5) in axialer Richtung stets mindestens 5 mm von dem abgasseitigen Ende des Sensorelements (14) beabstandet ist.Exhaust gas sensor according to one of the Claims 6 - 13 , characterized in that the step (5) is always spaced at least 2 to 3 mm from the sensor element (14) in the radial direction and/or that the step (5) is always spaced at least 5 mm from the exhaust gas-side end of the sensor element (14) in the axial direction. Abgassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintritt der äußeren Schutzhülse (22) mindestens eine Gaseintrittsöffnung aufweist, die mit mindestens einem Drallelement (8) versehen ist, das ein in den ringförmigen Raum (9) eintretendes Abgas so ablenkt, dass es innerhalb des ringförmigen Raums (9) um die innere Schutzhülse (21) rotiert.Exhaust gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the gas inlet of the outer protective sleeve (22) has at least one gas inlet opening which is provided with at least one swirl element (8) which deflects an exhaust gas entering the annular space (9) in such a way that it rotates around the inner protective sleeve (21) within the annular space (9). Abgassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Löcher (2) der Lochreihenanordnung (3) zu den Querschnitten der Gasaustritten der inneren Schutzhülse (21) einen Quotienten von 0,5 bis 2 bilden.Exhaust gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the cross sections of the holes (2) of the row of holes (3) to the cross sections of the gas outlets of the inner protective sleeve (21) form a quotient of 0.5 to 2. Abgassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser des vom Abgas abgewandten, unterhalb der Stufe (5) gelegenen Teils der inneren Schutzhülse (21) zu den Durchmessern des dem Abgas zugewandten, oberhalb der Stufe (5) gelegenen Teils der inneren Schutzhülse (21) einen Quotienten von 0,4 bis 0,6 bilden.Exhaust gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the diameters of the part of the inner protective sleeve (21) facing away from the exhaust gas and located below the step (5) form a quotient of 0.4 to 0.6 to the diameters of the part of the inner protective sleeve (21) facing the exhaust gas and located above the step (5). Abgassensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Gaseintritte der äußeren Schutzhülse (22) zu dem Durchmesser der Gaseintritte der inneren Schutzhülse (21) einen Quotienten von 1 bis 2 bilden.Exhaust gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the diameters of the gas inlets of the outer protective sleeve (22) to the diameter of the gas inlets of the inner protective sleeve (21) form a quotient of 1 to 2.
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