Ein derartiger Gasmessfühler, der der Bestimmung der Sauerstoffkonzentration eines Messgases, beispielsweise eines Abgases eines Verbrennungsmotors dient, ist beispielsweise in der DE 102 10 313 beschrieben. Der Gasmessfühler weist ein Gehäuse auf, in dem mittels einer Dichtanordnung ein Sensorelement festgelegt ist. Das Sensorelement weist ein messgasseitiges Ende auf, mit dem es aus dem Gehäuse herausragt. An dem Gehäuse ist ein Schutzrohr festgelegt, das das messgasseitige Ende des Sensorelements umgibt.

Das Schutzrohr ist zylindrisch geformt und auf der dem Gehäuse abgewandten Stirnseite geschlossen ausgeführt. Es ist als einwandiges Schutzrohr oder als sogenanntes Doppelschutzrohr mit zwei ineinanderliegenden rohrförmigen Abschnitten ausgebildet.

Das Schutzrohr enthält Öffnungen, die den Zutritt des Messgases zum messgasseitigen Ende des Sensorelements erlauben. Die Öffnungen sind quadratisch oder rund geformt.

Die Mittelpunkte der Öffnungen liegen bei abgerollter Mantelfläche des Schutzrohres auf den Ecken eines Rechtecks, oder die Mittelpunkte der Öffnungen sind in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet. Eine weitere Öffnung ist auf der Stirnseite des Schutzrohres vorgesehen.

Bei derartigen Schutzrohren ist nachteilig, dass die Öffnungen nur eine vergleichsweise geringe Fläche des Schutzrohres einnehmen, so dass der Zutritt des Messgases zum Sensorelement behindert wird. Damit ist die Reaktion des Sensorelements auf schnelle Änderungen der Parameter des Messgases verlangsamt.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Gasmessfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Öffnungen eng gepackt sind und somit eine große Fläche des Schutzrohres einnehmen können, und dass gleichzeitig eine hohe Stabilität des Schutzrohres und damit ein guter Schutz des Sensorelements gegen Beschädigungen gewährleistet ist.

Durch die Anordnung der Öffnungen wird zudem ein besonders schneller Zutritt des Messgases zum Sensorelement erreicht, so dass der Gasmessfühler gute Dynamikeigenschaften aufweist. Der schnelle Zutritt des Messgases ist dabei unabhängig von der Einbauposition des Schutzrohres.

Hierzu bilden bei abgewickelter Mantelfläche des zylindrischen Schutzrohres die Mittelpunkte dreier jeweils zueinander benachbarter Öffnungen die Eckpunkte eines Dreiecks, dessen von je zwei Seiten des Dreiecks eingeschlossene Innenwinkel im Bereich von 55 bis 65 Grad, insbesondere bei 60 Grad, liegen. Die geometrischen Angaben beziehen sich auf die abgewickelte Mantelfläche des Schutzrohres, das heißt, auf die auf eine ebene Fläche abgerollte Mantelfläche des Schutzrohres.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Gasmessfühlers möglich.

Sind die Öffnungen sechseckig geformt (Bienenwabenstruktur), so wird eine besonders große Fläche von den Öffnungen eingenommen. Gleichzeitig weist das Schutzrohr eine stabile Struktur auf, wobei die Stege zwischen den Öffnungen eine konstante Breite aufweisen.

Bei einer alternativen Ausführungsform sind runde Öffnungen vorgesehen, die sich

fertigungstechnisch besonders einfach in das Schutzrohr einbringen lassen.

Das Schutzrohr ist an dem dem Gehäuse abgewandten Ende (Stirnseite) geschlossen ausgeführt. Die Stirnseite ist eben und senkrecht zur Längsachse des Gehäuses ausgebildet und enthält eine weitere Öffnung, um die Durchströmung des Inneren des Schutzrohres zu verbessern. Zudem kann durch die weitere Öffnung das Gehäuse bei der Montage auf einfache Weise zentriert werden.

Die Dynamik des Gasmessfühlers wird weiter verbessert, wenn der Abstand der Stirnseite des Schutzrohres zum Sensorelement, an dessen der Stirnseite zugewandtem Ende ein Messelement vorgesehen ist, im Bereich von 3 bis 7 mm, vorzugsweise bei 4 mm liegt.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Stirnseite kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei der Winkel zwischen dem Mantel des Kegelstumpfes und der Längsachse des Gehäuses 60 Grad beträgt. Durch die kegelstumpfförmige Stirnseite des Schutzrohres wird die Durchströmung des Gehäuses verändert und so die Dynamik des Gasmessfühlers verbessert.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt als erste Ausführungsform des Ausführungsbeispiels einen Gasmessfühler mit einem schematisch dargestellten Schutzrohr, Figur 2 zeigt einen Teilabschnitt der ersten Ausführungsform mit Schutzrohr und Sensorelement in Schnittdarstellung gemäß der Linie II-II in Figur 3, Figur 3 zeigt das Schutzrohr in Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III in Figur 2, Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf das Schutzrohr in der in Figur 2 dargestellten Richtung, Figur 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schutzrohres, und Figur 6 zeigt als zweite Ausführungsform des Ausführungsbeispiels ein Schutzrohr sowie einen Teilabschnitt des Sensorelements in Schnittdarstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die in Figur 1 dargestellte Messfühleranordnung weist die erste Ausführungsform eines Gasmessfühlers 10 zur Messung eines Parameters eines Messgases und eine bereichsweise im Querschnitt darstellte Messgasleitung 11 auf, die von dem Messgas durchströmt wird. Im

Beispiel der Figur 1 ist der Gasmessfühler 10 eine sogenannte Lambdasonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine und die Messgasleitung 11 ein von einem oder mehreren Verbrennungszylindern der Brennkraftmaschine abgehendes Abgasrohr.

Der Gasmessfühler 10 weist ein Sensorelement 13 auf, das in einem Gehäuse 12 aufgenommen ist und aus diesem mit einem messgasseitigen Abschnitt 13a und einem anschlussseitigen Abschnitt 13b herausragt. Das Sensorelement 13 wird dabei von einem elektrisch isolierenden, messgasseitigen Keramikeinsatz 14, einem elektrisch isolierenden, anschlussseitigen Keramikeinsatz 15 und einer dazwischenliegenden, paketartigen Dichtung 16 umfasst, die sich ihrerseits an der Innenwand des Gehäuse 12 abstützen. Der messgasseitige Keramikeinsatz 14 liegt auf einem Absatz 17 an der Gehäuseinnenwand auf, und der obere Gehäuserand ist auf den anschlussseitigen Keramikeinsatz 15 aufgebördelt. Die paketartige Dichtung kann-wie dargestellt-aus drei aufeinanderliegenden Dichtungselementen bestehen, wobei die beiden äußeren beispielsweise aus Steatit und das mittlere aus Bornitrid gefertigt ist. Auf das Gehäuse 12 ist eine Metallhülse 18 aufgesetzt, die einen den anschlussseitigen Abschnitt 13b des Sensorelements 13 und eine Anschlusslitze 20 kontaktierenden, elektrischen Klemmverbinder 19 überdeckt.

Zur Montage des Gasmessfühlers 10 an der Messgasleitung 11 ist das Gehäuse 12 mit einem auf der Unterseite abgeschrägten Radialflansch 23 versehen und eine mit dem Radialflansch 23 zusammenwirkende Hohlschraube 24 vorgehalten. Die Messgasleitung 11 weist eine Gasmessfühler-Einführöffnung 25 und eine die Gasmessfühler-Einführöffnung 25 umschließende Aufnahme 26 für das Gehäuse 12 des Gasmessfühlers 10 auf. Die Aufnahme 26 weist eine abgeschrägte Abstützschulter 27 für den Radialflansch 23 des Gehäuses 12 und ein Innengewinde 28 auf, das mit dem Außengewinde der Hohlschraube 24 korrespondiert.

An dem von der Metallhülse 18 abgekehrten Ende des Gehäuses 12 ist ein Schutzrohr 21 festgelegt. Das Schutzrohr 21 ist in Figur 1 schematisch und in den Figuren 2 bis 5 detaillierter dargestellt. Im Schutzrohr 21 sind Öffnungen 22 (in Figur 1 nicht dargestellt) vorhanden, so dass nach Einbau des Gasmessfühlers 10 in die Messgasleitung 11 das in der Messgasleitung 11 strömende Messgas durch die Öffnungen 22 hindurch zum Sensorelement 13 gelangen kann.

Die Öffnungen 22 des Schutzrohres 21 sind wie ein regelmäßiges Sechseck geformt. Die Ecken des Sechsecks weisen einen Radius von 0,2 mm auf. Der Abstand zweier paralleler Seiten der

sechseckig geformten Öffnung 22 beträgt 3,3 mm. Die Mittelpunkte zweier direkt benachbarter Öffnungen 22 weisen einen Abstand von 4,8 mm auf. Die Breite der Stege zwischen zwei benachbarten parallelen Seiten zweier Öffnungen 22 beträgt 1,5 mm. Die vorstehenden geometrischen Angaben beziehen sich auf eine abgewickelte Mantelfläche des Schutzrohres 21.

Das Schutzrohr 21 enthält in seiner Mantelfläche insgesamt vierundzwanzig Öffnungen 22.

Jeweils drei Öffnungen 22 sind in einer Reihe parallel zur Axialrichtung des Schutzrohres 21 angeordnet. Insgesamt acht dieser Reihen sind gleichmäßig in Umfangsrichtung des Schutzrohres 21 angeordnet, wobei zwei benachbarte Reihen um den halben Abstand der Mittelpunkte zweier benachbarter Öffnungen 22 versetzt angeordnet sind. Bei der sich hieraus ergebende Bienenwabenstruktur sind die Mittelpunkte dreier jeweils zueinander benachbarter Öffnungen 22 (bei abgewickelter Mantelfläche des Schutzrohres 21) an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. In Figur 2 bilden beispielsweise die Öffnungen mit den Bezugszeichen 221,222 und 223 drei jeweils zueinander benachbarte Öffnungen.

Das Schutzrohr 21 ist auf der dem Gehäuse 12 abgewandten Seite geschlossen ausgeführt und weist eine Stirnseite 29 auf. Die Stirnseite 29 ist eben ausgeführt und steht senkrecht auf der Längsachse des Schutzrohres 21. In die Stirnseite 29 ist mittig eine weitere Öffnung 22a vorgesehen, deren Größe und Form den Öffnungen 22 in der Mantelfläche des Schutzrohres 21 entspricht.

Figur 6 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform in der Ausgestaltung der Stirnseite des Schutzrohres 21 unterscheidet.

Einander entsprechende Elemente wurden in Figur 6 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in der Figur 2. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Stirnseite 291 des Schutzrohres 21 wie ein Kegelstumpf geformt. Die Mantelfläche des Kegelstumpfes weist zur Längsachse des Gehäuses 12 einen Winkel von 60 Grad auf. In der Stirnseite 291 ist mittig eine weitere Öffnung 22a eingebracht Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Öffnungen kreisförmig. Der Durchmesser der kreisförmigen Öffnungen beträgt 3,3 mm. Der Abstand der Mittelpunkte der kreisförmigen Öffnungen sowie die geometrische Anordnung der Öffnungen über die Mantelfläche des Schutzrohres entsprechen der in den Figuren dargestellten ersten und zweiten Ausführungsform des Ausführungsbeispiels.

Die Öffnungen 22,22a sind durch Stanzen oder durch Laserschneiden in das Schutzrohr 21 eingebracht. Als Werkstoff für das Schutzrohr 21 wird 2.4633 (NiCr26FeAlY), 2.4854 (NiFe33Cr25Co) oder 1.4845 (X8CrNi25-21) verwendet.