Beschreibung

Titel

Sensoreinheit zur Bestimmung eines Messgasparameters

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit zur Bestimmung eines physikalischen Parameters eines Messgases, insbesondere eines Sauerstoffgehalts in einem Abgas einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 12.

Stand der Technik

Abgassysteme moderner Verbrennungseinrichtungen insbesondere bei Kraftfahrzeugen sind heute regelmäßig mit Katalysatoren ausgerüstet, um schädliche Abgasbestandteile abzubauen bzw. zu oxidieren. Ahnliches gilt für Heizgerate, in denen Kraftstoffe zur Warmeerzeugung verbrannt werden. Entsprechendes trifft auch für Kraftwarmekopplungsanlagen wie BHKWS oder dergleichen zu.

In diesen Anlagen sind unterschiedliche Abgassensoren im Einsatz, z.B. zur Messung von Sauerstoff oder NOχ (Stickstoffoxide) , wobei zur optimalen Funktionsfahigkeit der zur Messung verwendeten Sensorelemente diese eine erhöhte Temperatur je nach Sensortyp zwischen 600 Grad Celsius und 850 Grad Celsius benotigen.

Zu diesem Zweck wird das Sensorelement, das beispielsweise

aus teilstabilisiertem Zirkondioxid und/oder Aluminiumoxid besteht, durch z.B. einen integrierten elektrischen Widerstandsheizer beheizt. Bei Verbrennungsmotoren ist zur frühzeitigen Abgasemissionsminimierung nach dem Motorstart ein sehr zügiges Aufheizen der Sensorelemente erforderlich. Gleichzeitig ist der Motor- und Abgasstrang in den ersten Sekunden noch relativ kalt, so dass es zur Kondensation von Wasser im Abgasstrang kommen kann, welches in Form von Tropfen auf das bereits beheizte Sensorelement auftreffen kann. Ferner kann sich im Abgasstrang aber auch innerhalb der dort montierten Sonde Kondenswasser bilden, insbesondere nach dem Abstellen des Motors bzw. nach dem Abkühlen des Abgasstrangs bzw. der Sonde. Dort gebildetes Kondenswasser kann nach erneutem Motorstart und den damit verbundenen Schüttelbewegungen des Abgasstrangs auf das heiße Sensorelement auftreffen und beschädigen.

Ein Auftreffen von Wasser auf dem heißen Sensorelement führt meist zu Beschädigungen bzw. zum Reißen der Keramik und damit zu einem Ausfall der Sonde. Auch ein auf der Abgasseite in der Regel angebrachtes Schutzrohr um das keramische Sensorelement kann das Auftreffen von Wasser auf dem Sensorelement nicht verhindern, weil das Schutzrohr eine Gaszutrittsöffnung aufweist, die auch zu einem Zutritt von Wassertropfen auf das Sensorelement führt. Beim Kondensieren von z.B. Wasserdampf im Inneren der Schutzrohre kann ebenfalls Flüssigkeit gebildet werden, die später auf das Sensorelement gelangen kann. Außerdem wurde versucht, als Schutz gegen Beschädigungen des Sensorelementes durch Kondenswasser ein porenbehafteter Siebtopf am Sensorelement überzustülpen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoreinheit mit einem Sensorelement zur Bestimmung eines Messgas- parameters bereitzustellen, wobei das Sensorelement effektiver gegen Beschädigungen durch Flüssigkeit geschützt ist.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 und 12 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung aufgezeigt.

Die Erfindung geht aus von einer Sensoreinheit zur Bestimmung eines physikalischen Parameters eines Messgases, insbesondere eines Sauerstoffgehaltes in einem Abgas einer Brennkraftmaschine, mit einem Sensorelement sowie einem als Halter des Sensorelementes ausgebildeten Sensorgehäuse, wobei das Sensorelement ein Festelektrolyt umfasst und zumindest in einem von einem Messgas anströmbaren Bereich beheizbar ist. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass ein metallischer Schutzmantel derart um das

Sensorelement angeordnet ist, dass der Abstand zwischen dem Schutzmantel und wesentlichen Bereichen des beheizbaren Bereichs des Sensorelementes höchstens 3 Millimeter beträgt. Durch den vergleichsweise geringen Abstand des Schutzmantels zum Sensorelement kann eine Beschädigung des erhitzten Sensorelementes durch kondensierte Wassertröpfchen oder andere Flüssigkeitsmengen, die auf die heißen Bereiche des Sensorelementes treffen, ganz oder nahezu vollständig vermieden werden.

Es hat sich herausgestellt, dass durch den Abstand von maximal 3 mm des Schutzmantels zum Sensorelement zwei wesentliche Punkte vorteilhaft erfüllt werden können. Zum

einen wird der Zwischenbereich zwischen dem Schutzmantel und dem Sensorelement so gering gehalten, dass eine darin gasformige Feuchtigkeit dementsprechend nur eine sehr geringe Flussigkeitsmenge bildet bzw. sich damit so kleine Tropfchen bilden, die in der Regel unmittelbar nach dem Kondensieren wieder gasformig werden, insbesondere bei Annäherung an das Sensorelement im erhitzten Nahbereich um das heiße Sensorelement herum, also noch bevor die Flussigkeitstropfchen auf das Sensorelement treffen können.

Zum anderen kann kondensierte Flüssigkeit von außerhalb des Schutzmantels liegenden Bereichen, die durchaus auch größere Tropfchen umfassen kann, nicht oder nicht in problematischen Mengen an das Sensorelement gelangen. Außerhalb des Schutzmantels befindliche Flussigkeits- tropfchen werden von dem Schutzmantel abgefangen bzw. treffen dort auf und können wieder gasformig werden bzw. verdampfen. Durch den geringen Abstand des Schutzmantels von höchstens 3 mm zur Außenseite des Sensorelementes wird beim Beheizen des Sensorelementes der Schutzmantel durch

Warmetransport, im Wesentlichen durch Strahlung ausreichend schnell, insbesondere unmittelbar mit dem Einsetzen der Beheizung des Sensorelements, und effektiv beheizt. Das Schutzmantelmaterial weist vorteilhafterweise einen Absorptionskoeffizient von großer 0,2 auf.

Für eine vorteilhafte Ausnutzung der Schutzmantelwirkung bei Motorbetrieb kann das Sensorelement bzw. Teile der Sensoreinheit vor dem Motorstart aufgeheizt werden, z.B. in einem Kfz nach dem Offnen der Tur, damit beim Motorstart andernfalls vorhandenes Kondenswasser bereits verdampft ist. So steht mit dem erfindungsgemaßen Schutzmantel bereits frühzeitig unmittelbar nach dem Start eine heiße

Verdampfungsfläche bzw. Flüssigkeitsbarriere zur Verfügung. Durch den vorgeschlagenen Abstand des Schutzmantels zum Sensorelement kann dieser besonders zuverlässig und schnell mitaufgeheizt werden. Der Schutzmantel besteht bevorzugt aus temperatur- bzw. korrosionsbeständigem Material, z.B. aus wärmebeständigem Stahl.

Insbesondere hat sich gezeigt, dass in der Praxis mit dem vorgeschlagenen Abstand des Schutzmantels zum Sensorelement Flüssigkeit bzw. Kondenswasser vom Sensorelement vollständig ferngehalten werden kann. Bei einem größeren Abstand als 3 mm zwischen dem Schutzmantel und dem Sensorelement kann der Abgassensor gegen Wasserschlag und dgl . nicht mit so hoher Sicherheit gewährleistet werden, wie es für eine Praxistauglichkeit und Sicherheit gegen Beschädigungen notwendig ist. Besonders vorteilhaft ist es, z.B. aus fertigungstechnischen Gründen, wenn der Abstand zwischen dem Schutzmantel und dem beheizbaren Bereich des Sensorelementes zwischen 0,5 und 3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm beträgt.

Mit der vorgeschlagenen Schutzmantelanordnung wird zudem dem Umstand Rechnung getragen, dass selbst geringste Flüssigkeitsmengen, welche auf einen beheizten Bereich des Sensorelementes treffen, für das Sensorelement schädlich sein können. Des Weiteren wurde festgestellt, dass unterhalb einer Grenztemperatur von ca. 270 ⁰ C z.B. für Y2θ3-teilstabilisiertes ZrC>2 als Sensorelement, auch bei Auftreffen vergleichsweise größerer Mengen Wasser mit z.B. 20 ⁰ C Wassertemperatur es zu keinen Ausfällen bzw.

Beschädigungen des Sensorelementes kommt. In der Regel liegt die Temperatur des Sensorelementes jedoch bereits unmittelbar nach dem Start der Beheizung über diesem

Temperaturbereich, womit ein Schutz gegen Wasserschlag ebenfalls unmittelbar nach dem Motorstart wirksam sein muss, was erfindungsgemäß möglich ist.

Prinzipiell ist der Schutzmantel so ausgestaltet, dass der für eine Messung notwendige Kontakt des Messgases mit dem Sensorelement nicht beeinträchtigt wird und damit die volle Funktionsfähigkeit des Sensorelementes erhalten bleibt. Durch den Schutzmantel wird somit lediglich eine Barriere für Flüssigkeiten, nicht aber für Gase bzw. das Messgas ausgebildet. Die Wandstärke des Schutzmantels sollte möglichst gering sein, insbesondere unter 0,3 mm, so dass nur eine geringe Wärmeableitung in den unbeheizten Bereich der Sensoreinheit erfolgen kann. Zu diesem Zweck kann die Wandstärke des Schutzmantels zu einer Schutzmantel- Befestigungsstelle hin abnehmen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens 80 % des um den beheizbaren Bereich angeordneten Schutzmantels einen Abstand zu dem beheizbaren Bereich des Sensorelementes von höchsten 3 Millimeter aufweist. Hierdurch lässt sich der überwiegende Anteil des beheizbaren Bereichs des Sensorelementes effektiv vor Beschädigungen durch auftreffende Flüssigkeit schützen. Zwar ist ein konstanter Abstand zwischen Schutzmantel und Sensorelement vorteilhaft, womit der Schutzmantel eine um den Abstand vergrößerte aber vergleichbare Außenform des Sensorelements annimmt, es wurde jedoch festgestellt, dass vergleichsweise geringe Anteile des Schutzmantels von höchstens 20 %, welche etwas mehr als 3 mm Abstand zum Sensorelement aufweisen nicht problematisch sind im Hinblick auf einen effektiven Flüssigkeits- bzw. Wasserschlagschutz des Sensorelementes .

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schutzmantel als metallische Hülse mit einer Mehrzahl von Lochern ausgebildet ist. Damit kann der Schutzmantel insbesondere hitze- bzw. korrosionsbeständig und mechanisch robust ausgestaltet werden. Zudem kann das Schutzmantelmetall so ausgewählt werden, dass es eine für den Einsatzzweck vorteilhafte Warmespeicherkapazitat bzw. Wärmeleitfähigkeit aufweist. Durch eine geeignete Anzahl der Locher je Flacheneinheit bzw. Anordnung und Geometrie von Lochern bzw. Durchgangen durch die metallische Hülse, kann der Kontakt des Messgases zum Sensorelement bzw. der Gasaustausch besonders einfach und zuverlässig gewahrleistet werden. Bevorzugt weisen die Locher einen Durchmesser bzw. eine Offnungsweite von maximal ca. 0,7 mm, vorzugsweise 0,5 mm auf.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Schutzmantel als perforierte Folie ausgestaltet. Eine beispielsweise mit einer Vielzahl von Lochern versehende vergleichsweise dünne Folie kann mit sehr geringem Gewichts- bzw. Materialaufwand realisiert werden. Die Folie kann als Metallfolie oder zum Beispiel als mit einer metallischen Schicht versehene Folie ausge- bildet sein. Die Folie kann in ihrer Außenform im Wesentlichen der Außenform des Bereichs des Sensorelements entsprechen, welcher von der Folie umgeben ist, lediglich mit etwas größeren Außenabmessungen als das Sensorelement, die sich aus dem Abstand der Folie zum Sensorelement ergeben.

Bevorzugt ist in einem sich ausbildenden Zwischenbereich zwischen dem Schutzmantel und dem beheizbaren Bereich des

Sensorelementes zumindest abschnittsweise ein gasdurchlässiges Material vorgesehen. Mit einem zum Beispiel porösen Material bzw. einem Füllmaterial kann vom beheizten Sensorelement zum Schutzmantel ein besonders guter und gleichmäßiger Wärmeübergang realisiert werden.

Damit lässt sich der Schutzmantel insbesondere gleichzeitig bzw. nahezu ohne Zeitverzögerung mit dem Beheizen des Sensorelementes erwärmen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schicht des gasdurchlässigen Materials zwischen dem Sensorelement und dem Schutzmantel nicht mehr als 200 μm dick ist bzw. vorzugsweise 100 μm beträgt. Die Schutzfunktion des Schutzmantels kann insbesondere damit schnell und nachhaltig bereitgestellt werden. Denn die notwendige relativ höhere Temperatur des Schutzmantels wird auch ausreichend schnell wieder erreicht, wenn z.B. beim

Verdampfen von Flüssigkeit auf dem Schutzmantel dieser sich abkühlt. Das poröse Material kann als eine Art Wärmepuffer dienen .

Zudem wird die Stabilität der Anordnung des Schutzmantels in der Sensoreinheit bzw. die Anbringung des Schutzmantels am Sensorelement erleichtert. Der Zwischenbereich kann insbesondere vollständig mit dem gasdurchlässigen Material oder nur teilweise mit diesem ausgefüllt sein, wobei die anderen Bereiche mit gasundurchlässigem Material ausgefüllt und/oder materialfrei sein können.

Das gasdurchlässige Material kann den kompletten Zwischenraum oder nur einen Teil ausfüllen. Bei einer kompletten Ausfüllung des Zwischenraums muss eine genügend große Porosität des Füllmaterials vorhanden sein, um den Gaszutritt zu dem Sensorelement zu ermöglichen bzw. nicht zu behindern. Ist der Zwischenraum nicht komplett mit

porösem Füllmaterial ausgefüllt, können Bereiche zwischen dem Sensorelement und dem Schutzmantel mit nicht porösem Füllmaterial ausgefüllt sein, z.B. durch ein gasdichtes Material, oder können materialfrei bleiben. Das Material im Zwischenraum zwischen Sensorelement und Schutzmantel kann bevorzugt eine geringe bis mittlere Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dadurch ist eine ausreichende Erwärmung des Schutzmantels bei gleichzeitig guter Wärmedämmung für ein schnelles Aufheizverhalten realisierbar.

Für eine vorteilhafte Fixierung des Schutzmantels auf dem Sensorelement ist es von Vorteil, wenn das Füllmaterial im Hinblick auf mechanische Eigenschaften einen vergleichsweise geringen Elastizitätsmodul und einen mittleren Wärmeausdehnungskoeffizienten von ca. 10 bis 18 x 10 ^~6 m/K bzw. eine ausreichende Festigkeit aufweist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des

Erfindungsgegenstandes, ist der Schutzmantel mittels eines Binders mit den beheizbaren Bereichen des Sensorelementes verbunden. Das Bindermaterial kann z.B. ein keramisches bzw. hochtemperaturbeständiges Material umfassen.

Vorteilhafterweise sind Bereiche des Sensorelementes, welche zumindest Seitenabschnitte der beheizbaren Bereiche des Sensorelementes umfassen, mit dem Schutzmantel mittels eines Materials derart verbunden, dass diese Bereiche mit den Messgasen nicht in Kontakt bringbar sind. Damit können Bereiche des Sensorelementes, welche für den Messkontakt mit dem Messgas nicht erforderlich sind, mittels eines

Materials oder Binders besonders fest und sicher verbunden werden. Der insbesondere als Metallfolie ausgebildete Schutzmantel ist thermoschockfest und abgastauglich und

verteilt insbesondere beim Auftreffen eines Wassertropfens auf den Schutzmantel eine aufgeprägte lokale Abkühlung auf eine entsprechend größere Fläche. Mit dieser Maßnahme wird ein Thermoschock auf das Sensorelement nahezu ausgeschlossen bzw. in einem verringertem und unproblematischem Ausmaß an das darunter liegende Substrat weitergeleitet. Zusätzlich sind durch die gute Wärmeleitfähigkeit des Schutzmantels bzw. der Metallfolie innerhalb dieser die Temperaturgradienten sehr klein. Eine Homogenisierung der Temperaturen im Schutzmantel aber auch in den darunter liegenden Sensorelementbereichen führt zu einer vorteilhaften Abnahme der Thermospannungen in dem betrachteten Sensorelement.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Sensoreinheit zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest Abschnitte zwischen dem Schutzmantel und dem beheizbaren Bereich des Sensorelementes materialfrei ausgebildet sind, insbesondere als Gas-, Luft- oder Abgasspalt. Damit kann besonders einfach der Schutzmantel im Nahbereich des Sensorelementes angeordnet werden. Insbesondere sind keine zusätzlichen Füll- oder Bindermaterialien notwendig.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Schutzmantel an dem Sensorgehäuse befestigt ist. Insbesondere wenn im Zwischenraum zwischen dem Sensorelement und dem Schutzmantel ein materialfreier Spaltbereich vorgesehen ist, kann der Schutzmantel am Sensorgehäuse besonders vorteilhaft gehalten bzw. fixiert werden. Beispielsweise kann der Schutzmantel an Abschnitten des Sensorgehäuses angebracht sein, welche in den Bereich zwischen einem übergestülpten Anströmschutzelement und dem Sensorelement herangeführt sind. Hierfür kommen beispielsweise

Endabschnitte eines Einschraubgewindes der Sensoreinheit oder dergleichen in Frage. Der Schutzmantel kann am Sensorgehäuse beispielsweise durch Verbindungsverfahren wie Schweißen, Löten, Verbördeln, Verstemmen und dergleichen befestigt sein.

Schließlich wird weiter vorgeschlagen, dass der Schutzmantel an dem Sensorelement angebracht ist. Der Schutzmantel kann insbesondere an unbeheizten Bereichen des Sensorelementes fixiert werden. Beispielsweise kann der

Schutzmantel an metallisierten Flächen des Sensorelementes angeschweißt oder angelötet sein.

Prinzipiell kann neben dem Schutzmantel eine weitere Schutzvorrichtung beispielsweise ein Schutzrohr vorgesehen werden, die in der Regel deutlich weiter vom Sensorelement beabstandet ist, als der Schutzmantel. Mit zum Beispiel einem Schutzrohr kann die Strömung des Messgases im Bereich der Sensoreinheit begrenzt werden, so dass insbesondere die weiter innenliegende Schutzmantelvorrichtung nicht unter den Taupunkt von Wasser abkühlen kann und damit eine Wasserkondensation aus dem umgebenden Gas verhindert wird.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt in einem Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit, wobei auf wenigstens einer Schmalseite und/oder Schliffkante eines zuvor gesinterten Sensorelement-Grundkörpers eine Beschichtung aus einem vorgefertigten metallischen Schutzelement aufgebracht wird. Dadurch lässt sich besonders effektiv eine Schutzbeschichtung des Sensorelements gegen Thermoschock realisieren. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Beheizung des Sensorelements sich in den verschiedenen Oberflächenbereichen des Sensor-

elements unterschiedlich große Thermospannungen ausbilden, die insbesondere an Kantenbereichen relativ zu Sensorelementflächen am größten werden und die Kantenbereiche deshalb am effektivsten geschützt werden müssen. Beispielsweise können vorgeformte, hochtemperaturfeste

Metallfolien mittels z.B. eines Keramikklebers oder Glases, formschlüssig auf Schmalseiten bzw. Schuffkanten dauerhaft fixiert werden. Eine Gasdurchlässigkeit zum Sensorelement ist dort nicht zwingend erforderlich.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung ist anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:

Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines Abgassensors, teilweise freigeschnitten,

Figur 2: ein stark schematisierter Abgassensor im Längs- schnitt,

Figur 3: eine weitere Ausführungsform eines Abgassensors im Längsschnitt,

Figur 4 : einen vorderen Abschnitt eines weiteren alternativen Abgassensors im Längsschnitt,

Figur 5: drei unterschiedliche Zwischenstufen bei der

Herstellung eines Sensorelementes mit erfindungs- gemäßem Schutzmantel in perspektivischer Ansicht und

Figur 6: einen Arbeitsschritt bei der Herstellung eines

Sensorelementes mit Schutzmantel, ebenfalls in perspektivischer Ansicht.

Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemaße Sensoreinheit ist beispielhaft als Abgassensor 1, z.B. als eine Lambda-Sonde gezeigt. Für eine bessere Darstellbarkeit des Aufbaus des Abgassensors 1 ist dieser in seinem vorderen Bereich teilweise aufgeschnitten gezeigt. Der Abgassensor 1 umfasst einen anschlussseitigen Kabelstrang 2 und ein luftseitiges Schutzgehause 3. An das Schutzgehause 3 schließt sich ein Sechskant 4 an, an dem beispielsweise ein Werkzeug zum An- und Abschrauben des Abgassensors 1 an einer Einschrauboffnung ansetzbar ist. Hierfür ist ein an den Sechskant 4 nach vorne anschließendes Einschraubgewinde 5 umfänglich vorgesehen. Im vorderen Bereich des Abgassensors 1, welcher z.B. in einen Messraum mit dem Messgas bzw. in einen Abgasstrang hineinreicht, ist ein im Wesentlichen zylindrisches Schutzrohr 6 angeordnet. Das Schutzrohr 6 ist nur teilweise gezeigt und weist zumindest eine nicht dargestellte öffnung für einen Durchlass eines Messgases auf. Im Inneren des Schutzrohres 6 ist ein beispielhaft quaderförmiges Sensorelement 7 mit einem erfindungsgemaßen Schutzmantel 8 untergebracht. Zur Verdeutlichung der Anordnung des Sensorelements 7 innerhalb des Schutzmantels 8 ist dieser ebenfalls aufgeschnitten gezeigt. In der

Realisierung des Abgassensors 1, wie auch des Schutzrohrs 6 sind diese Bauteile jedoch durchgangig ausgestaltet.

Zwischen dem Sensorelement 7 und dem Schutzmantel 8 ist gemäß Figur 1 ein materialloser Spaltbereich 9 vorhanden.

Eine entsprechend in Figur 1 gestaltete Ausfuhrungsform des Abgassensors 1 ist schematisiert in Figur 2 im Längsschnitt

gezeigt. Entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Schutzmantel 8 ist durchgangig bzw. zumindest an gegenüber Hauptoberflachen, welche von der Flache die Wesentlichen Abschnitte einer Sensorelementoberflache bilden, liegenden Bereichen durch perforierte Mantelabschnitte 8a und 8b gebildet. Der Spaltbereich 9 weist insbesondere einen gleichmaßig ausgebildeten Abstand zwischen dem Schutzmantel 8 und der Außenseite des Sensorelements 7 von beispielsweise ca. 1,5 mm auf. Ein stirnseitiger Seitenabschnitt 8c, bzw. in Figur 2 nicht gezeigte weitere Seitenabschnitte auf der langen Schmalseite des Schutzmantels 8, ist nicht perforiert. Der gesamte Schutzmantel kann aber alternativ auch vollständig perforiert sein.

Das Sensorelement 7 ist in einem Dichtelement 10 fest- und gasdicht abgeschlossen im Bereich innerhalb des Sechskantes 4 aufgenommen. Das Sensorelement 7 ist einstuckig, beispielsweise als quaderförmiges Keramikelement, durch das Dichtelement 10 bis zum hinteren Ende des Schutzgehauses 3 gefuhrt. über zwei Anschlusskontakte 11, 12 ist das Sensorelement 7 mit zwei Anschlussleitungen 13, 14 kontaktierend verbunden, welche innerhalb des Kabelstrangs 2 isoliert gefuhrt sind.

Zur Befestigung des Schutzmantels 8 im Abgassensor 1 weist dieser einen L-formig umgebogenen Randabschnitt 8d auf, der mit einem Ringabschnitt 5a des Einschraubgewindes 5 fest verbunden, beispielsweise verlotet oder verschweißt ist, wobei der Ringabschnitt 5a zwischen eine Innenwandung des Schutzrohres 6 und das Sensorelement 7 reicht. Eine alternative Ausgestaltung bzw. Anbringung des Schutzmantels 8 wird in Figur 3 dargestellt. Dazu ist ein Rand 8e des

Schutzmantel 8 mit metallisierten Oberflachenbereichen 7a des Sensorelements 7 fest verlotet oder verschweißt. Die Anbringung des Schutzmantels 8 am Sensorelement 7 erfolgt in Abschnitten des Sensorelements 7, die insbesondere nicht beheizt sind oder an einem übergang zwischen beheizten und unbeheizten Sensorelementbereichen liegen. Die Beheizung (nicht dargestellt) des Sensorelements 7 erfolgt in der Regel auf den von dem Schutzmantel 8 umgebenen Teil des Sensorelements 7.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemaßen Abgassensors 1, von dem lediglich der vordere Teil gezeigt ist, welcher in einen Messraum bzw. Abgasraum hineinreicht. Gemäß Figur 4 ist der metallische Schutzmantel 8 mittels porösen Fullmaterials 15 mit dem

Sensorelement 7 verbunden. Das poröse Fullmaterial 15 kann beispielsweise den kompletten Zwischenraum zwischen dem Sensorelement 7 und dem Schutzmantel 8 ausfüllen oder auch nur in Teilen des Zwischenraums vorhanden sein. Beispielsweise betragt die Dicke der Schicht des

Fullmaterials 15 bevorzugt ca. 100 μm, und besitzt eine abgestimmte Porosität, um einen ausreichenden Gaszutritt von außerhalb des Schutzmantels 8 zum Sensorelement 7 bzw. umgekehrt eine Gasabstromung von diesem zu gewahrleisten. Der Schutzmantel 8 ist insbesondere als metallischer

Schutzmantel ausgestaltet. Der Schutzmantel 8 wird durch das Fullmaterial 15 insbesondere materialschlussig auf dem Sensorelement 7 fixiert. Vorteilhafterweise kann damit ein einheitliches Schwingverhalten von Sensorelement 7 im Schutzmantel 8 erreicht werden. Durch den vergleichsweise sehr geringen Abstand zwischen Schutzmantel 8 und Sensorelement 7 mit dem dazwischen befindlichen Fullmaterial 15 ist eine Kondensation von Flüssigkeit- bzw.

Wasserdampf innerhalb des Schutzmantels 8 nahezu ausgeschlossen .

Figur 5 verdeutlicht drei mögliche nacheinander sich ergebende Bauteilzustände durch Herstellungsschritte beim Herstellen eines mit einem Schutzmantel versehenen Sensorelements. Figur 5 zeigt von links beginnend einen Keramikrohling 16, auf dessen Oberseite beispielhaft eine z.B. gasundurchlässige Schutzschicht 17 mit einem Gaszutrittsloch 18 aufgebracht ist. Der so vorbereitete

Keramikrohling 16 befindet sich im sogenannten Grünzustand. Anschließend findet ein Sintervorgang des mit der Schutzschicht 17 versehenen Keramikrohlings 16 statt bzw. wird der Keramikrohling 16 z.B. schleifend bearbeitet, wobei auch Schuffkanten angebracht werden. Am dabei erhaltenen Sinter-Rohling 16a gemäß der mittleren Darstellung in Figur 5 werden darauffolgend Seitenbeschichtungen (19a, 19b) und eine Gegenflächen- beschichtung 20 aufgebracht, insbesondere zum Schutz gegen Thermoschock . Das rechts außen gezeigte Sinter-Rohling 16a gemäß Figur 5 zeigt diesen Zustand mit den Seitenbeschichtungen 19a, 19b und der Gegenflächen- beschichtung 20.

Ein mögliches Aufbringungsverfahren bzw. Transferverfahren für Beschichtungen von Schmalseiten eines Sensorelement- Bauteils 24 zum Schutz gegen Thermoschock ist in Figur 6 beispielhaft an dem gesinterten und geschliffenen Sensorelement-Bauteil 24 gezeigt, welches bereits mit Hauptflächenbeschichtungen versehen ist. Dabei kommt ein Rollierungsverfahren zum Einsatz, mit welchem auf einer Endlos-Transferfolie 21 angebrachte Schichtelemente 22 auf Seitenbereichen 24a bzw. Schuffkanten 24b des keramischen

Sensorelement-Bauteils 24 als Vorstufe eines fertigen Sensorelements übertragen werden können. Dabei wird die Endlos-Transferfolie 21 mittels einer sich gemäß des Bewegungspfeils Pl drehenden Anpresswalze 23 in Richtung des Pfeils P2 fortbewegt und dabei gegen die entsprechenden Abschnitte des Sensorelement-Bauteils 24 angepresst. Bei diesem Vorgang findet eine entsprechende Drehbewegung des Sensorelement-Bauteils 24 um dessen Längsachse S gemäß des Pfeils P3 statt. Vorteilhafterweise kann damit insbesondere gewährleistet werden ,dass die Schichtdicke über den

Schuffkanten 24b homogen ausfällt. Auch eine Stirnseite 24c kann grundsätzlich mit einem entsprechenden Rollierungsverfahren beschichtet werden. Anschließend kann das beschichtete Sensorelement-Bauteil 24 ggf. einem thermischen Prozess zugeführt werden.