Ein derartiger Gasmessfühler ist beispielsweise aus der EP 0506897 B1 zum Einsatz in der Abgasanalyse von Verbrennungsmotoren bekannt. Derartige Gasmessfühler weisen ein metallisches Gehäuse auf, in dem elektrisch isoliert ein längliches, planares Sensorelement mit einem messseitigen und einem anschlussseitigen Bereich angeordnet ist. Das Sensorelement weist im anschlussseitigen Bereich Kontaktflächen auf, die mit einer im messseitigen Bereich befindlichen Messstelle elektrisch verbunden sind. Der Gasmessfühler weist weiterhin eine Kontaktiervorrichtung auf, die Leiterelemente enthält, die in leitender Verbindung mit den Kontaktflächen des Sensorelements stehen und aus dem Gehäuse herausgeführt sind. Die Leiterelemente werden durch ein an einem Kontakthalter angreifendes Federelement auf die Kontaktflächen gedrückt. Die an den Leiterelementen anliegenden Bereiche des Kontakthalters sind flach ausgebildet.

Derartige Gasmessfühler dienen der Temperaturmessung oder der Bestimmung der Konzentration von Gaskomponenten in Abgasen von Verbrennungsmotoren. Hierzu wird der Gasmessfühler in einer Messöffnung einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors befestigt. Das Abgas kann in der Abgasleitung Temperaturen bis über 1000 Grad Celsius erreichen, so dass der Gasmessfühler stark aufgeheizt wird und im Bereich der Kontaktiervorrichtung Temperaturen bis 800 Grad Celsius auftreten. Bei derart hohen Temperaturen können sich die Leiterelemente aufgrund von Fließprozessen verformen. Dadurch kann die Auslenkung des Federelements aus seiner Ruhelage und damit die Anpresskraft vermindert und der Kontakt der Leiterelemente zu den Kontaktflächen verschlechtert oder ganz unterbrochen werden.

Aus der EP 0 087 626 B1 ist weiterhin ein Gasmessfühler mit einer Klemmkontaktierung bekannt, mit der U-förmig gebogene Leiterelemente mittels eines Kontakthalters mit Kontaktflächen eines planaren Sensorelements in Kontakt gebracht wird. Der Kontakthalter weist einen Schlitz zur Aufnahme des Sensorelements auf. In den Kontakthalter sind weiterhin Durchgangslöcher sowie seitlich am Schlitz Vertiefungen eingeformt. Die Vertiefungen dienen der Aufnahme des einen Schenkels des U-förmig gebogenen Leiterelements, so dass das Leiterelement und das Sensorelement durch den Kontakthalter fixiert und in leitende Verbindung gebracht sind. Der andere Schenkel des Leiterelements ist in einem der Durchgangslöcher angeordnet.

Ein Federelement zur kraftschlüssigen Verbindung des Leiterelements mit der Kontaktfläche des Sensorelements ist bei dieser Klemmkontaktierung nicht vorgesehen.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Gasmessfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine Verformung des Leiterelements aufgrund von Fließprozessen auch bei hohen Temperaturen, beispielsweise im Bereich von 800 Grad Celsius, weitgehend verhindert werden kann, so dass eine Beeinträchtigung der Kontaktierung des Sensorelements ausgeschlossen ist.

Dadurch, dass das Leiterelement in einer Vertiefung des Kontakthalters angeordnet ist und nur mit einem aus der Vertiefung des Kontakthalters herausragenden Bereich in Kontakt zur Kontaktfläche steht, wird erreicht, daß eine Verformung zumindest des in der Vertiefung des Kontakthalters befindlichen Teils des Leiterelements reduziert oder ganz verhindert wird. Somit bleibt die vom Federelement ausgeübte Anpresskraft auch bei hohen Temperaturen zumindest weitgehend aufrechterhalten, wodurch ein ausreichender Kontakt von Leiterelement und Kontaktfläche des Sensorelements gewährleistet ist.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Gasmessfühlers möglich.

Besonders sicher werden Fließvorgänge verhindert, wenn das Leiterelement mit weniger als der Hälfte seiner Querschnittsfläche aus der Vertiefung des Kontakthalters herausragt. Dadurch, dass der größere Teil des Leiterelements in der Vertiefung liegt, kann nur der kleinere, aus der Vertiefung herausragende Teil des Leiterelements einer Verformung unterliegen, so daß die

Verminderung der Anpresskraft durch Fließvorgänge des Leiterelements minimiert wird.

Dadurch, dass der in der Vertiefung liegende Teil des Leiterelements im Querschnitt mehr als die Hälfte der Vertiefung ausfüllt, wird erreicht, dass der Vorspannungsverlust durch die im Betrieb bei hohen Temperaturen auftretende Verformung des Leiterelements in der Vertiefung gering ist. Der Vorspannungsverlust ist zudem berechenbar, da das Leiterelement höchstens fließen kann, bis die Vertiefung ganz ausgefüllt ist. Somit kann der Vorspannungsverlust ausgeglichen werden, indem ein Federelement vorgesehen ist, das vor der Verformung des Leiterelements in der Vertiefung eine entsprechend höhere Vorspannung aufweist.

Ist das Leiterelement formschlüssig in der Vertiefung angeordnet, wird eine Verformung des Leiterelements in der Vertiefung vollständig verhindert.

Dadurch, dass für das Leiterelement ein hochtemperaturfestes Material vorgesehen ist, wird die Neigung zur Verformung bei hohen Temperaturen vermindert.

Zeichnung Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasmessfühlers mit einer Kontaktiervorrichtung, Figur 2 einen Schnittdarstellung der Kontaktiervorrichtung nach der Linie II-II in Figur 3 und Figur 3 eine Schnittdarstellung der Kontaktiervorrichtung nach der Linie III-III in Figur 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Figur 1 zeigt einen Gasmessfühler 10 mit einem metallischen Gehäuse 30, in dem ein anschlussseitiges und ein messgasseitiges Keramikformteil 35,37 angeordnet sind.

Die beiden Keramikformteile 35,37 weisen jeweils einen zueinander fluchtend verlaufenden Durchbruch 43 auf, in dem sich ein plättchenförmiges Sensorelement 21 mit einem messgasseitigen Endabschnitt 41 und einem anschlussseitigen Endabschnitt 42 befindet. Zwischen dem anschlussseitigen und dem messgasseitigen Keramikformteil 35,37 ist ein Dichtelement 36 angeordnet.

Der messgasseitige Endabschnitt 41 des Sensorelements 21 ragt aus dem Gehäuse 30 heraus und ist von einem Schutzrohr 32 umgeben, das am Gehäuse 30 festgelegt ist. Der Gasmessfühler 10 ist mittels eines Kragens 34 in einer nicht dargestellten Messöffnung eines Messgasraumes, beispielsweise einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors, befestigt. Das zu messende Gas erreicht durch Ein-und Austrittsöffnungen 33 des Schutzrohres 32 eine auf dem messgasseitigen Endabschnitt 41 des Sensorelements 21 befindliche Messstelle 40.

Der anschlussseitige Endabschnitt 42 des Sensorelements 21 weist Kontaktflächen 22 auf, für die eine Kontaktiervorrichtung 20 mit Leiterelementen 23, Kontakthaltern 24 und einem Federelement 25 vorgesehen ist.

Die Leiterelemente 23 führen aus dem Gehäuse 30 heraus in eine nicht dargestellte Anschlussleitung, die mit einer ebenfalls nicht dargestellten Auswerteelektronik verbunden ist. Das Gehäuse 30 ist anschlussseitig durch eine Scheibe 29 abgeschlossen, die Durchbrüche für die Leiterelemente 23 aufweist.

Die Figuren 2 und 3 zeigen in vergrößerter Darstellung den Bereich der Kontaktiervorrichtung 20 der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung. Der anschlussseitige Endabschnitt 42 des Sensorelements 21 weist vier Kontaktflächen 22 auf, von denen jeweils zwei auf den beiden außenliegenden Großflächen des Sensorelements 21 angeordnet sind. Die beiden Kontakthalter 24 der Kontaktiervorrichtung 20 weisen auf der dem Sensorelement 21 zugewandten Seite je zwei Vertiefungen 26 auf, in denen die Leiterelemente 23 formschlüssig angeordnet sind. Mit dem aus den Vertiefungen 26 herausragenden Teil stehen die Leiterelemente 23 in Kontakt zu den jeweiligen Kontaktflächen 22 des Sensorelements 21. Die Leiterelemente 23 werden durch das an den Kontakthaltern 24 angreifende Federelement 25 auf die Kontaktflächen 22 gepresst.

Die Vertiefung 26 des Kontakthalters 24 ist nicht nur auf der den Kontaktflächen 22 des Sensorelements 21 zugewandten Seite vorgesehen, sondern umläuft den Kontakthalter 24 auch auf der dem Messgasraum zugewandten Seite und zumindest bereichsweise auf der den Kontaktflächen 22 des Sensorelements 21 abgewandten Seite. Das Leiterelement 23 verläuft in dieser Vertiefung 26 und ist durch seine entsprechende hakenartige Formung an dem Kontakthalter 24 fixiert.

Das Federelement 25 liegt in einer Raststufe 27 der beiden Kontakthalter 24 und drückt über die Kontakthalter 24 die Leiterelemente 23 auf die jeweiligen Kontaktflächen 22 des Sensorelements 21. Die Raststufe 27 ist in Höhe der Kontaktflächen 22 angeordnet, das heißt, die Kontaktflächen 22 liegen zumindest bereichsweise im Inneren des in der Raststufe 27 befindlichen ringförmigen Federelements 25. Die Kontakthalter 24 weisen eine weitere Raststufe 28 auf, in der das Federelement 25 ohne Vorspannung aufliegt und von

der aus das Federelement 25 über eine Schräge 39 auf die Raststufe 27 geschoben werden kann.

Die Kontakthalter 24 bestehen aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus A1203. Die Leiterelemente 23 bestehen aus einem hochtemperaturfesten Material, vorzugsweise aus Nickel (99.6 %) oder aus NiCr2MnSi (2.4146).

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Leiterelemente 23 eine runde Querschnittsfläche, sind formschlüssig in die Vertiefungen 26 der Kontakthalter 24 eingebracht und ragen mit ungefähr einem Drittel ihrer Querschnittsfläche aus den Vertiefungen 26 heraus. Es sind andere Ausführungsformen der Erfindung denkbar, in der die Leiterelemente beispielsweise rechteckige oder ovale Querschnittsflächen haben. Es ist weiterhin denkbar, dass die Leiterelemente bei der Montage nicht formschlüssig in den Vertiefungen der Kontakthalter liegen. In diesem Fall ist durch die Wahl der Querschnittsflächen von Leiterelement und Vertiefung sicherzustellen, dass das Leiterelement sich bei im Betrieb auftretenden hohen Temperaturen nur soweit verformt, dass der aus der Vertiefung herausragende Teil des Leiterelements durch die Verformung nur geringfügig in die Vertiefung absinkt und somit der Vorspannungsverlust gering bleibt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das Sensorelement 21 vier Kontaktflächen 22. Ein derartiges Sensorelement wird beispielsweise in Gasmessfühlern eingesetzt, die zur Messung der Konzentration einer Abgaskomponente, beispielsweise des Sauerstoffs, in Abgasen von Verbrennungsmotoren dienen. Es ist für den Fachmann ohne weiteres möglich, die Erfindung auf andere Gassensoren zu übertragen, deren Sensorelemente mehr oder weniger als vier Kontaktflächen haben. So weisen Temperaturmessfühler, die nach der Methode einer

Widerstandsmessung arbeiten, häufig zwei Kontaktflächen auf.

Sind die Kontaktflächen auf gegenüberliegenden Außenflächen des Sensorelements angeordnet, so genügt eine beispielsweise mittig angeordnete Vertiefung in jedem Kontakthalter zur Aufnahme eines Leiterelements. Sind alle Kontaktflächen auf derselben Außenfläche des Sensorelements angeordnet, so können die Leiterelemente auf der den Kontaktflächen gegenüberliegenden Seite weggelassen werden, so dass der Kontakthalter auf dieser Seite direkt am Sensorelement anliegt. Es ist auch denkbar, den Aufbau des Ausführungsbeispiels beizubehalten und die Leiterelemente auf der den Kontaktflächen gegenüberliegenden Seite des Sensorelements nicht mit der Auswerteelektronik zu kontaktieren.