(57)【要約】【課題】組付け時ならびに保守等による測定センサの取付け・取外し時における測定センサの時間節約型の急速固定を可能にする。【解決手段】測定ガスを案内する管区分１１の、測定センサ１０のための導入開口１５を有する管壁１１１にハウジング１２を軸方向で摩擦接続的に緊締するための、互いに協働し合う２つの固定部分２０１，２０２が設けられており、一方の固定部分２０１がハウジング１２に対応配置されており、他方の固定部分２０２が管区分１１に対応配置されており、両固定部分が、互いに対になって対応し合うクランプ部分を有しており、各クランプ部分対のうち一方のクランプ部分が楔形の輪郭を有しており、ただし該楔形の輪郭は、クランプ部分対のクランプ部分を互いに形状接続的に被せ嵌め合わせることによって、ハウジング１２から管区分１１へ向けられた軸方向の分力が生じるように方向付けられている。【選択図】図１
2004258040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ガスの物理的性質を測定する、ハウジング（１２）と、該ハウジング（１２）内に配置されたセンサエレメント（１３）とを有する測定センサ（１０）を、測定ガスを案内する管区分（１１）に固定するための装置であって、管区分（１１）の、測定センサ（１０）のための導入開口（１５）を有する管壁（１１１）にハウジング（１２）を軸方向で摩擦接続的に緊締するための、互いに協働し合う２つの固定部分（２０１，２０２）が設けられており、両固定部分のうち一方の固定部分（２０１）がハウジング（１２）に対応配置されており、他方の固定部分（２０２）が管区分（１１）に対応配置されている形式のものにおいて、両固定部分（２０１，２０２）が、互いに対になって対応し合うクランプ部分を有しており、各クランプ部分対のうち一方のクランプ部分が楔形の輪郭を有しており、ただし該楔形の輪郭は、クランプ部分対のクランプ部分を互いに形状接続的に被せ嵌め合わせることによって、ハウジング（１２）から管区分（１１）へ向けられた軸方向の分力が生じるように方向付けられていることを特徴とする、測定センサを固定するための装置。
【請求項２】
ハウジング（１２）に対応配置された固定部分（２０１）が緊締リング（２１）であり、該緊締リング（２１）が、半径方向内側へ向かって突出した環状肩部（２２）を備えており、該環状肩部（２２）が、ハウジング（１２）に形成された環状の載着面（１６）に被さって係合しており、管区分（１１）に対応配置された固定部分（２０２）が、管区分（１１）に導入開口（１５）に対して同心的に固定された対応リング（２４）であり、前記クランプ部分が前記緊締リング（２１）と前記対応リング（２４）とに形成されていて、バヨネット締結式に互いに内外に係合している、請求項１記載の装置。
【請求項３】
対応リング（２４）に配置されたクランプ部分が、環状壁から切り欠かれた、端面へ向かって開いた複数の切欠き（２７）により形成されており、該切欠き（２７）が、切欠き底部で周方向に続いた各１つのスリット（２８）を備えており、該スリット（２８）のスリット縁部（２８１）が少なくとも部分的に緊締リング（２１）の横断平面に対して鋭角の角度で延びており、緊締リング（２１）に配置されたクランプ部分が、周方向で互いにずらされて半径方向に突出した複数の緊締舌片（２３）により形成されており、該緊締舌片（２３）の、周方向で見た幅が、前記切欠き（２７）の幅よりも小さく形成されており、前記緊締舌片（２３）の軸方向の厚さが、前記スリット（２８）のスリット端部における軸方向のスリット幅よりも小さく形成されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
緊締リング（２１）の外径が対応リング（２４）の内径よりも小さく形成されており、前記緊締舌片（２３）が、緊締リング（２１）の、前記環状肩部（２２）とは反対の側の端部に配置されていて、外方へ向けられている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
緊締リング（２１）と対応リング（２４）とに、スリット（２８）を備えた切欠き（２７）と緊締舌片（２３）とが同じ数だけ配置されていて、しかもそれぞれ等しい円周角度だけ互いにずらされている、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
緊締リング（２１）に、該緊締リング（２１）を回転させるためのピン状の組付け工具を差し込むための複数の穿孔（３０）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
緊締リング（２１′）の環状壁区分に、レンチ係合用六角部（３１）が加工成形されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
ハウジング（１２）に対応配置された固定部分がハウジング（１２）自体により形成されており、管区分（１１）に対応配置された固定部分（２０２）が、管区分（１１）に導入開口（１５）に対して同心的に固定されたスリーブ（３３）により形成されており、ハウジング（１２）に配置されたクランプ部分が、ハウジング（１２）に直径方向で配置された、外方へ向かって降下した傾斜肩部区分（１８１，１８２）により形成されており、前記スリーブ（３３）に対応配置されたクランプ部分が、前記スリーブ（３３）の横断平面内に半径方向移動可能に案内された蹄鉄形のスライドプレート（３６）の２つの脚部（３６１，３６２）により形成されており、両脚部（３６１，３６２）が、それぞれ対応する前記傾斜肩部区分（１８１，１８２）に被せ嵌め可能である、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記スリーブ（３３）が、前記スライドプレート（３６）を案内するために、直径方向に配置された円セグメント形の２つの切込み部（３７）を有しており、該切込み部（３７）の軸方向の幅が、前記スライドプレート（３６）の脚部厚さよりも大きく形成されている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記傾斜肩部区分（１８１，１８２）が、ハウジング（１２）に全周にわたって形成された環状の傾斜肩部（１８）の一部であり、前記スライドプレート（３６）の両脚部（３６１，３６２）の互いに向かい合わされた脚部縁が、円弧状に引き込まれた湾曲凹部（３８）を有しており、該湾曲凹部（３８）が、前記脚部（３６１，３６２）の拡開下に行われる、前記スリーブ（３３）内への前記スライドプレート（３６）の押込みの後にハウジング（１２）を部分的に取り囲んで係合している、請求項８または９記載の装置。
【請求項１１】
測定ガスの物理的性質を測定する、ハウジング（１２）と、該ハウジング（１２）内に配置されたセンサエレメント（１３）とを有する測定センサ（１０）を、測定ガスを案内する管区分（１１）に固定するための装置であって、管区分（１１）の、測定センサ（１０）のための導入開口（１５）を有する管壁（１１１）にハウジング（１２）を軸方向で摩擦接続的に緊締するための、互いに協働し合う２つの固定部分（２０１，２０２）が設けられており、両固定部分のうち一方の固定部分（２０１）がハウジング（１２）に対応配置されており、他方の固定部分（２０２）が管区分（１１）に対応配置されている形式のものにおいて、前記各固定部分（２０１，２０２）がそれぞれ緊締肩部（４１，４２）を有しており、該緊締肩部（４１，４２）に作用するばねエレメント（４０）が、両固定部分（２０１，２０２）の間に作用する軸方向の緊締力を加えるようになっていることを特徴とする、測定センサを固定するための装置。
【請求項１２】
ハウジング（１２）に対応配置された固定部分（２０１）が、ハウジング（１２）に一体に形成された半径方向フランジ（４３）であり、管区分（１１）に対応配置された固定部分（２０２）が、管区分（１１）に導入開口（１５）に対して同心的に固定された組付け管片（４４）であり、該組付け管片（４４）にハウジング（１２）が軸方向で支持されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記ばねエレメント（４０）が、ばね鋼から成るリング（４６）であり、該リング（４６）が、星形もしくは放射状に導出された、該リング（４６）と一体の複数のばね腕（４７）を備えており、該ばね腕（４７）が、前記リング（４６）からリング軸線に対して鋭角の角度で曲げ出されており、前記ばね腕（４７）の自由端部が、折り曲げられた係止つめ（４７１）を有している、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
一方の緊締肩部（４１）が、前記半径方向フランジ（４３）の、前記組付け管片（４４）とは反対の側の上面に形成されており、他方の緊締肩部（４２）が、前記組付け管片（４４）に一体成形された環状隆起部（４５）の、前記半径方向フランジ（４３）とは反対の側の下面に形成されており、前記リング（４６）が、前記半径方向フランジ（４３）に形成された方の緊締肩部（４１）に載着されており、前記係止つめ（４７１）が、前記環状隆起部（４５）に形成された方の緊締肩部（４２）にクリップ式に装着されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記環状隆起部（４５）に形成された方の緊締肩部（４２）が、前記組付け管片（４４）の外周面に対して鈍角の角度を成して延びている、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記リング（４６）が前記半径方向フランジ（４３）に固定されている、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
前記半径方向フランジ（４３）が前記組付け管片（４４）内に侵入するように前記組付け管片（４４）が形成されており、前記組付け管片（４４）に設けられた方の緊締肩部（４２）が、前記組付け管片（４４）の内壁に設けられた、前記半径方向フランジ（４３）に面したアンダカット部（４８）により形成されており、前記半径方向フランジ（４３）に設けられた方の緊締肩部（４１）が、前記半径方向フランジ（４３）の、前記アンダカット部（４８）に面した上面に形成されており、前記ばねエレメント（４０）が、前記半径方向フランジ（４３）への装着後に自動的に拡開するスナップリング（４９）であり、該スナップリング（４９）が、半径方向で前記半径方向フランジ（４３）と前記アンダカット部（４８）との間に滑り込むようになっている、請求項１１記載の装置。
【請求項１８】
半径方向の深さが増大するにつれて前記組付け管片（４４）の自由端部からの前記アンダカット部（４８）の距離が増大するように前記アンダカット部（４８）が斜めに面取りされている、請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記緊締肩部（４１，４２）が、前記半径方向フランジ（４３）と、前記組付け管片（４４）に一体成形された環状隆起部（４５）とにそれぞれ設けられた、全周にわたって延びる、斜めに面取りされた傾斜面（５１，５２）により形成されており、該傾斜面（５１，５２）が、前記半径方向フランジ（４３）と前記環状隆起部（４５）との互いに反対の側の面に、逆向きの傾斜角度で配置されており、前記ばねエレメント（４０）が、Ｖ字形の横断面プロファイルを有する、直径方向で互いに向かい合って位置する２つのエレメント範囲（５３，５４）を有しており、両エレメント範囲（５３，５４）が前記傾斜面（５１，５２）に摩擦接続的に載着されている、請求項１１記載の装置。
【請求項２０】
前記エレメント範囲（５３，５４）が、Ｕ字形のばねクリップ（５０）のばね脚部（５０１，５０２）に形成されており、該ばねクリップ（５０）が、前記半径方向フランジ（４３）と前記環状隆起部（４５）とに横方向で被せ嵌められている、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記ばねクリップ（５０）のばね脚部（５０１，５０２）による前記傾斜面（５１，５２）のカバーリング範囲が、約９０゜の円周角度である、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
管区分（１１）に対応配置された固定部分（２０２）に押圧肩部（２９）が形成されており、該押圧肩部（２９）に、ハウジング（１２）に形成された対応肩部（１７）がガス密に装着されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
前記押圧肩部（２９）と前記対応肩部（１７）とが環状に形成されていて、ハウジング軸線に対して０゜よりも大きくかつ９０゜よりも小さいか、または９０゜に等しい角度を成して延びており、さらに前記押圧肩部（２９）と前記対応肩部（１７）とが平坦であるか、または前記押圧肩部（２９）および前記対応肩部（１７）の少なくともいずれか一方の肩部が、凸面状に形成されている、請求項２２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定ガスの物理的性質、特に内燃機関の排ガスの物理的性質を測定する、ハウジングと、該ハウジング内に配置されたセンサエレメントとを有する測定フィーラもしくは測定センサを、測定ガスを案内する管区分に固定するための装置であって、管区分の、測定センサのための導入開口を有する管壁にハウジングを軸方向で摩擦接続的（kraftschluessig）に緊締するための、互いに協働し合う２つの固定部分が設けられており、両固定部分のうち一方の固定部分がハウジングに対応配置されているか、もしくは配属されており、他方の固定部分が管区分に対応配置されているか、もしくは配属されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような形式の公知の固定装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１８１０７号明細書）では、管区分に対応配置された方の固定部分が、雌ねじ山を備えた組付け管片である。この組付け管片は、管区分の管壁の外側に、測定センサのための導入開口を同心的に取り囲むように溶接されている。ハウジングに対応配置された方の固定部分は、ハウジングに被せられた中空ねじであり、この中空ねじは雄ねじ山と六角部とを備えている。この中空ねじは端面側で、ハウジングに形成された緊締フランジに支持されていて、組付け管片の雌ねじ山内へのねじ込みによって前記緊締フランジを、管区分の外周壁に形成された嵌合面に圧着させている。組み付けられた状態では、測定センサの、保護キャップを被せられたセンサエレメントの測定ガス側の端部が、管壁に設けられた導入開口を通じて管区分の内部にまで突入している。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第１９７１４２０３号明細書に基づき、内燃機関の排ガス管に、内燃機関の排ガス中の酸素含量を測定するための測定センサを固定するために、測定センサのハウジングに雄ねじ山とレンチ係合用六角部とを加工成形し、このハウジングを、管区分に設けられた導入開口を同心的に取り囲む組付け管片に設けられた雌ねじ山にねじ込むことが知られている。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１８１０７号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第１９７１４２０３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装置を改良して、組付け時ならびに保守および修理に基づいた測定センサの取付け・取外し時における測定センサの時間節約型の急速固定が可能となるような装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するために本発明の第１の構成（請求項１）では、両固定部分が、互いに対になって対応し合うクランプ部分を有しており、各クランプ部分対のうち一方のクランプ部分が楔形の輪郭を有しており、ただし該楔形の輪郭は、クランプ部分対のクランプ部分を互いに形状接続的に被せ嵌め合わせることによって、ハウジングから管区分へ向けられた軸方向の分力が生じるように方向付けられているようにした。
【０００６】
さらに上記課題を解決するために本発明の第２の構成（請求項１１）では、前記各固定部分がそれぞれ緊締肩部を有しており、該緊締肩部に作用するばねエレメントが、両固定部分の間に作用する軸方向の緊締力を加えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による固定装置は、次のような利点を有している。すなわち、固定部分に対応配置された、ペアもしくは対になって旋回運動またはスライド運動により互いに係合状態にもたらされ得る、楔形の輪郭を備えたクランプ部分によるか、もしくは固定部分に設けられた緊締肩部を介してこれらの固定部分を摩擦接続的（kraftschluessig）に緊締するばねエレメントにより、測定センサの急速組付け・取外しが可能となる。このような急速組付け・取外しは、時間的に手間のかかるねじ山部分のねじ込みに比べて著しく僅かな組付け時間しか必要とせず、しかも振動による不本意な解離に対して同程度に信頼性の良い解離防止手段を提供する。本発明によれば、手の届きにくい個所、つまりねじ山のねじ込みがもはや不可能となるような個所にさえも、測定センサを組み付けることができる。これらの利点は、特に測定センサが、自動車の排ガス経路に設けられたラムダ酸素センサまたは温度センサとして使用される場合に有益となる。なぜならば、この場合には組付け時、保守時および補修時の作業時間にかかるコストが特に大きくなるからである。さらに、これらの固定部分はねじ山部分とは異なり、高価な旋削加工部分として製作される必要はなく、変形加工法で製造され得るので、固定装置の製作のためにかかるコストも減じられる。固定部分に設けられるねじ山を不要にしたことに基づき、許容し得ない程高い締付けトルクによって固定装置が破壊されたり、ねじ山同士が食い込んで、取外しを困難にしてしまう危険は生じない。
【０００８】
請求項２〜請求項１０に記載の手段により、請求項１に記載の固定装置の有利な改良および改善が可能となり、請求項１２〜請求項２１に記載の手段により、請求項１１に記載の固定装置の有利な改良および改善が可能となる。
【０００９】
請求項１に記載の構成、つまり本発明の第１の構成に関する有利な実施態様では、一方の固定部分が、半径方向内側へ向かって突出した環状肩部によって、ハウジングに形成された環状の載着面に被さって係合する緊締リングであり、他方の固定部分が、管区分に設けられた導入開口を取り囲む対応リングである。緊締リングと対応リングとにそれぞれ配置されたクランプ部分は、バヨネット締結式に互いに内外に係合し、こうして管区分に測定センサを軸方向で締付け固定するか、もしくは緊締するための軸方向の押圧力を生ぜしめる。
【００１０】
本発明の第１の構成に関する別の有利な実施態様では、一方の固定部分がハウジング自体により形成されており、他方の固定部分が、管区分に設けられた導入開口を取り囲むスリーブにより形成されている。ハウジングに配属もしくは対応配置されたクランプ部分は、このハウジングに直径方向で配置された、外方へ向かって降下した２つの傾斜肩部区分により形成されており、前記スリーブに配属もしくは対応配置されたクランプ部分は、前記スリーブの横断平面内に半径方向移動可能に案内されたスライドプレートの２つの脚部により形成されており、この場合、両脚部は、それぞれ対応する前記傾斜肩部区分に被せ嵌め可能となるように前記スリーブ内に案内されている。この場合、スライドプレートが測定センサの長手方向軸線に対して直交する横方向で押し込まれ、このときにスライドプレートの両脚部が傾斜肩部区分に乗り上がり、これによりハウジングを、管壁へ向けられた軸方向の力成分もしくは分力で負荷することにより、前記スリーブ内に挿入された測定センサの急速固定が達成される。
【００１１】
請求項１１に記載の構成、つまり本発明の第２の構成に関する有利な実施態様では、ハウジングに対応配置された固定部分が、ハウジングに一体に形成された半径方向フランジであり、管区分に対応配置された固定部分が、管区分に導入開口に対して同心的に固定された組付け管片である。この場合、この組付け管片内に測定センサが導入されており、そしてこの組付け管片に測定センサのハウジングが軸方向で支持されている。
【００１２】
本発明の第２の構成に関する別の有利な実施態様では、一方の緊締肩部が、前記半径方向フランジの、前記組付け管片とは反対の側の上面に形成されており、他方の緊締肩部が、前記組付け管片に一体成形された環状隆起部の、前記半径方向フランジとは反対の側の下面に形成されている。ばねエレメントは、ばね鋼から成るリングであり、このリングは星形もしくは放射状に導出された、ばねリングと一体の複数のばね腕を備えている。これらのばね腕は、ばねリングからリング軸線に対して鋭角の角度で曲げ出されており、これらのばね腕の自由端部は折り曲げられたロッククローもしくは係止つめを有している。このばねリングは前記半径方向フランジに形成された方の緊締肩部に載着されており、前記係止つめは、前記環状隆起部に形成された方の緊締肩部にクリップ式に装着されている。この場合、有利には環状隆起部に設けられた緊締肩部が斜めに面取りされていて、組付け管片本体の外周面に対して鈍角の角度を成して延びている。これにより、環状隆起部に設けられた緊締肩部に対する係止つめの被せ嵌めが進むにつれて、組付け管片に対するハウジングの軸方向の押圧力が増大される。
【００１３】
本発明の第２の構成に関するさらに別の有利な実施態様では、前記リングが半径方向フランジに固定されていて、たとえば溶接または圧着されているので、ばねエレメントは測定センサの固定の構成要素となり、組付け時に別個の部分として取り扱われずに済む。
【００１４】
本発明の第２の構成に関するさらに別の有利な実施態様では、ハウジングに設けられた半径方向フランジが組付け管片内に侵入するように組付け管片が形成されている。組付け管片に設けられた緊締肩部は、組付け管片の内壁に設けられた、半径方向フランジに面したアンダカット部により形成されており、ハウジングに設けられた緊締肩部は半径方向フランジの、前記アンダカット部に面した上面に形成されている。ばねエレメントはこの場合、スナップリングであり、このスナップリングは半径方向フランジへの装着後に自動的に拡開して、半径方向で半径方向フランジと前記アンダカット部との間に滑り込むようになっている。前記アンダカット部は楔形に斜めに面取りされていると有利であり、この場合、スナップリングの拡開が増大するにつれてアンダカット部と半径方向フランジとの間の軸方向のクランプ力が増大するので、ハウジングは組付け管片にしっかりと圧着される。
【００１５】
本発明の有利な構成では、管区分に、たとえば溶接により位置固定された固定部分に押圧肩部が形成されており、この押圧肩部には、当該固定装置が組み付けられた状態において、ハウジングに配置された対応肩部がガス密に装着されている。押圧肩部と対応肩部とは有利には測定センサのハウジング軸線に対して＞０゜でかつ≦９０゜の鋭角の角度で傾けられており、これによりシールの際に製作誤差が補償される。押圧肩部と対応肩部とはこの場合、平坦な面を形成していてよいか、または押圧肩部および対応肩部の少なくともいずれか一方の肩部が、凸面状に形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１７】
図１には、例示的に自動車の内燃機関の排ガス中の酸素含量を測定するための測定センサ１０（「ラムダ酸素センサ」とも呼ばれる）が図示されている。この測定センサ１０は内燃機関の排ガス管路の管区分１１に挿入されている。部分的に断面して図示された測定センサ１０はハウジング１２を有しており、このハウジング１２内にはセンサエレメント１３が収容されている。このセンサエレメント１３のガス側の端部はハウジング１２から突出している。このガス側の端部自体はハウジング１２に固定された保護キャップ１４によってカバーされている。管区分１１の管壁１１１には、測定センサ１０のための導入開口１５が設けられている。この導入開口１５内にハウジング１２が挿入されており、この場合、保護キャップ１４を備えたセンサエレメント１３のガス側の端部が、管区分１１内に案内されたガス流に突入する。測定センサ１０の完全な構造は、たとえばドイツ連邦共和国特許第１９７１４２０３号明細書に記載されている。
【００１８】
管区分１１に挿入された測定センサ１０は、固定装置２０によって管区分１１に軸方向で締付け固定されるか、もしくは緊締される。この場合、それと同時に導入開口１５がガス密に遮蔽される。２つの部分から形成された固定装置２０は、互いに内外に係合した２つの固定部分２０１，２０２から成っている。両固定部分のうち上側の固定部分２０１はハウジング１２に作用しており、下側の固定部分２０２は導入開口１５内に挿入されて、管壁１１１にガス密にかつ堅固に、たとえばガス密な溶接により結合されている。両固定部分２０１，２０２には、対（ペア）になって互いに対応するクランプ部分が設けられている。各クランプ部分対では、それぞれ１つのクランプ部分が楔形の輪郭を有しており、この楔形の輪郭は、クランプ部分対を成すクランプ部分同士を形状接続的（formschluessig）に互いに被せ嵌めることによって、ハウジング１２から管区分１１へ向けられた軸方向の力成分もしくは分力が生じるように方向付けられている。
【００１９】
図１〜図３に示した実施例では、上側の固定部分２０１が円形の緊締リング２１である。この緊締リング２１は上側の端部に半径方向内側へ向かって一体に突出した環状肩部２２を有するとともに、等しい円周角度だけ互いにずらされて配置された多数の、つまり図２に示した実施例では合計６つの緊締舌片２３を有している。これらの緊締舌片２３は緊締リング２１の、環状肩部２２とは反対の側の端面側端部に半径方向外側へ向かって突設されている。緊締舌片２３は上側の固定部分２０１に配置されたクランプ部分を形成している。環状肩部２２は、緊締リング２１がガス側の端部とは反対の側の端部からハウジング１２に被せ嵌められる際に、ハウジング１２に形成された、半径方向に向けられた環状の載着面１６に載着することができる。図３に示した下側の固定部分２０２は円形の対応リング２４である。この対応リング２４には、引き込まれたスロート部２５が軸方向で一体成形されている。図１に示したように、対応リング２４はスロート部２５から導入開口１５に挿入されていて、全周にわたって延びる環状の溶接シーム２６によって管壁１１１に固く結合されている。対応リング２４に配置された、楔形の輪郭を有するクランプ部分を実現するために、対応リング２４の環状壁には、緊締リング２１に設けられた緊締舌片２３の数に相当する数の、上側の端面に向かって開いた切欠き２７が切り欠かれている。これらの切欠き２７は、緊締リング２１に設けられた緊締舌片２３と同じ円周角度だけ互いにずらされている。各切欠き２７の底部では、切欠き２７に続いてスリット２８が設けられており、このスリット２８は周方向に先細りになったスリット幅を持って延びている。スリット幅の先細りは、取付け位置において管区分１１とは反対の側となる上側のスリット縁部２８１が軸方向で管区分１１１に向かって楔形に上昇する、つまり対応リング２４の横断平面に対して鋭角の角度で延びることによって達成される。スリット２８の後端部では、スリット幅が十分に一定に形成されており、そして一定のスリット幅を有するスリット端部の、周方向で見た長さは、緊締舌片２３の、周方向で見た幅にほぼ相当している。スリット２８内への緊締舌片２３の導入を保証するために、切欠き２７の、周方向で見た幅は、緊締舌片２３の、周方向で見た幅よりも少しだけ大きく設定されている。対応リング２４の内径は、緊締リング２１の外径よりも少しだけ小さく設定されており、これにより緊締舌片２３と切欠き２７との軸方向での位置調整時に、緊締リング２１を軸方向で対応リング２４内に挿入することができる。
【００２０】
測定センサ１０の組付け時では、この測定センサ１０の保護キャップ側の端部が、既に管区分１１に固定された対応リング２４を通って挿入されなければならない。その後に、緊締リング２１がハウジング１２に被せられて案内され、緊締舌片２３が切欠き２７に対して整合するように位置調整しながら対応リング２４内に挿入される。この場合、環状肩部２２はハウジング１２に設けられた載着面１６に載着される。たとえば１５゜の比較的小さな旋回角度だけ緊締リング２１を回転させることにより、緊締舌片２３はスリット２８内にねじ込まれる。この場合、下方へ向かって楔形に上昇するスリット縁部２８１によって、環状肩部２２は載着面１６に徐々に強く圧着されてゆく。これにより、軸方向の力成分もしくは分力が形成され、この軸方向の分力はハウジング１２に設けられた対応肩部１７を、緊締リング２１に設けられたスロート部２５への移行範囲に形成されている押圧肩部２９に押圧する。したがって、両固定部分２０１，２０２にそれぞれ設けられた、緊締舌片２３とスリット２８とにより形成されたクランプ部分は、一種のバヨネットクロージャとして作用し、この場合、このバヨネットクロージャは測定センサ１０のハウジング１２を、ハウジング１２の軸方向に作用する力成分もしくは分力を用いて管壁１１１に軸方向で摩擦接続的に緊締する。対応リング２４が、管区分１１に設けられた導入開口１５内にガス密に嵌め込まれていて、かつハウジング１２が対応リング２４にガス密に装着されていることにより、全体的には固定装置２０によって測定センサ１０は管区分１１に軸方向でガス密に緊締されている。製作誤差に基づき生じる、押圧肩部２９と対応肩部１７との間の不密性もしくは非シール性を回避するためには、両環状の肩部、つまり押圧肩部２９および対応肩部１７がハウジング軸線に対して、０゜よりも大きくかつ９０゜よりも小さいかまたは９０゜に等しい角度で延びており、これによりハウジング１２と対応リング２４との間の一種の円錐形シートおよびセンタリング部が得られる。図１の実施例では、両肩部、つまり押圧肩部２９および対応肩部１７が凸面状に形成されている。しかし、両肩部のいずれか一方の肩部を平坦に形成し、他方の肩部を凸面状に形成することも、両肩部を平坦に形成することも可能である。
【００２１】
緊締リング２１を回転させるために、緊締リング２１には複数の穿孔３０が設けられている。これらの穿孔３０内には、ピン状の組付け工具を差し込むことができる。図１〜図３に示した実施例では、これらの穿孔３０が環状肩部２２に加工成形されている。しかし、これらの穿孔は緊締リング２１の環状壁にも同じく良好に加工成形され得る。
【００２２】
図４には、緊締リング２１′の変化実施例が横断面図で示されている。この変化実施例では、緊締リング２１′を回転させるために緊締リング２１′の壁区分にレンチ係合用六角部３１が加工成形されている。緊締リング２１′のその他の構成は、図２につき説明した緊締リング２１の構成に相当している。
【００２３】
図５〜図７に示した実施例では、測定センサ１０が、ハウジング１２における変更個所を除いて、図１に示した測定センサ１０と同一に構成されているので、同一の構成部分は同じ符号で示されている。この実施例では、ハウジング１２が載着面１６の代わりに、全周にわたって環状の延びる、外方へ向かって降下した傾斜肩部１８を備えている。この傾斜肩部１８は、以下に説明する固定装置２０にとって重要となる。測定センサ１０はこの固定装置２０を用いて、やはり管区分１１に軸方向で摩擦接続的に締付け固定されるか、もしくは緊締される。ハウジング１２はこの場合、それ自体、固定装置２０の上側の固定部分２０１として利用される。固定装置２０の下側の固定部分２０２は、管壁１１１に固定されたスリーブ３３である。このスリーブ３３は測定センサ１０のための導入開口１５をガス密に取り囲んでいる。スリーブ３３は一体の環状ウェブ３４を有しており、この環状ウェブ３４はスリーブ３３の下端部で半径方向内側へ向かって突出していて、斜めに面取りされた押圧肩部２９を形成している。この押圧肩部２９は、ハウジング１２に形成された、同じく斜めに延びる対応肩部１７を受け止めるために働く。スリーブ３３には、半径方向外側へ向かって突出したフランジ３５が設けられている。このフランジ３５は環状ウェブ３４を備えたスリーブ３３の下端部を導入開口１５内に差し込んだ後に、管壁１１１に載着されて、全周にわたって延びる環状の溶接シーム２６を介して管壁１１１に固く結合されている。これにより、導入開口１５は縁側でガス密に閉鎖されている。
【００２４】
図１〜図３に示した固定装置２０の場合と同様に、この実施例においても、両固定部分２０１，２０２には、それぞれクランプ部分が対応配置されている。上側の固定部分２０１、つまりハウジング１２に対応配置された、楔形の輪郭を有するクランプ部分は、傾斜肩部１８の、ハウジング１２で互いに直径方向で背中合わせに位置する２つの傾斜肩部区分１８１，１８２により形成される。スリーブ３３に対応配置されたクランプ部分は、スリーブ３３の横断平面内で半径方向移動可能に案内された蹄鉄形のスライドプレート３６の２つの脚部３６１，３６２により実現される。両脚部３６１，３６２は、互いに離れる方向でばね弾性的に拡開されて両傾斜肩部区分１８１，１８２のそれぞれ１つに被せ嵌められるようになっている。傾斜肩部区分１８１，１８２に対する両脚部３６１，３６２の載着を改善するためには、両脚部３６１，３６２の、ハウジング１２に面した内縁部が円弧状に引き込まれて湾曲凹部３８を形成していて、傾斜肩部区分１８１，１８２への被せ嵌めの後にハウジング１２の輪郭を部分的に取り囲んでいる。スライドプレート３６を案内するためには、特に図７から判るように、スリーブ３３が直径方向に配置された円セグメント形の２つの切込み部３７を有している。切込み部３７の軸方向幅はスライドプレート３６の脚部厚さよりも大きく形成されている。図７ならびに図６には、ハウジング１２に形成された傾斜肩部１８と、スライドプレート３６の脚部３６１，３６２との対応関係を明瞭にするために、測定センサ１０の空のハウジング１２の一部が示されている。
【００２５】
この測定センサ１０を組み付けるためには、測定センサ１０のハウジング１２が、管区分１１に固定されたスリーブ３３内に挿入される。この挿入は、スリーブ３３の環状ウェブ３４に形成された押圧肩部２９と、ハウジング１２に形成された対応肩部１７とが互いに載着されるまで行われる。次いで、蹄鉄形のスライドプレート３６の２つの脚部３６１，３６２が、スリーブ３３に設けられたセグメント状の切込み部３７内に挿入される。この場合、両脚部３６１，３６２は、ハウジング１２に形成された傾斜肩部１８に設けられた、直径方向の傾斜肩部区分１８１，１８２に徐々に被せ嵌められてゆき、そしてハウジング１２に設けられた対応肩部１７を押圧肩部２９に摩擦接続的に緊締してゆくので、スリーブ３３の環状ウェブ３４により取り囲まれた開口３２は全周にわたってガス密に閉鎖される。図７からよく判るように、ハウジング１２に形成された傾斜肩部１８の傾斜肩部区分１８１，１８２には、脚部３６１，３６２が被せ嵌められている。固定装置２０を解離するためには、スリーブ３３からスライドプレート３６が引き出されなければならない。このことは脚部３６１，３６２を互いに離れる方向でばね弾性的に拡開させることを必要とする。このためには、スライドプレート３６に著しい引張力が加えられなければならない。この引張力は比較的高く設定される。これにより、スライドプレート３６はある程度の係止力を用いてハウジング１２に位置固定されているので、走行運転時に生じるような振動によってスライドプレート３６が自動的に解離されたり、不本意に解離されたりすることはない。
【００２６】
前で説明した実施例において、両固定装置２０の対応リング２４（図１および図３）およびスリーブ３３（図５〜図７）は、管区分１１に設けられた導入開口１５内に挿入されていなくともよい。対応リング２４およびスリーブ３３は、導入開口１５を同心的に取り囲むように管区分１１の管壁１１１に装着されてもよい。その場合、対応リング２４およびスリーブ３３は管壁１１１に溶接されるか、または別の手段で管壁１１１にガス密に位置固定される。その場合、ハウジング１２の対応肩部１７は緊締時に、管壁１１１に形成された、導入開口１５を同心的に取り囲む押圧肩部にガス密に圧着される。
【００２７】
図８、図１０および図１２に部分的に縦断面図で図示した測定センサ１０は、ハウジング１２における変更個所を除いて、図１もしくは図５に示した測定センサ１０と同一に形成されているので、同一の構成部分は同じ符号で示されている。固定装置２０は両固定部分２０１，２０２と、ばねエレメント４０とを有している。このばねエレメント４０は各固定部分２０１；２０２に形成された緊締肩部４１，４２に作用して、両固定部分２０１，２０２の間で作用する軸方向の緊締力を加える。ハウジング１２に対応配置された上側の固定部分２０１は、ハウジング１２に一体に形成された半径方向フランジ４３であり、管区分１１に対応配置された下側の固定部分２０２は、管区分１１に導入開口１５に対して同心的に固定された組付け管片４４である。この組付け管片４４は押圧肩部２９を備えており、この押圧肩部２９には、ハウジング１２に設けられた対応肩部１７が支持されている。組付け管片４４は導入開口１５内に挿入されていて、全周にわたって延びる溶接シーム２６によって管区分１１の管壁１１１に結合されている。
【００２８】
図８に示した実施例では、上側の固定部分２０１に対応配置された緊締肩部４１が、半径方向フランジ４３の、組付け管片４４とは反対の側の上面に形成されており、下側の固定部分２０２に対応配置された緊締肩部４２が、組付け管片４４の自由端部に一体成形された、全周にわたって延びる環状隆起部４５の、半径方向フランジ４３とは反対の側の下面に形成されている。環状隆起部４５の下面に設けられた緊締肩部４２は、組付け管片４４の外周面に対して鈍角の角度を成して延びている。図８および図９に示した固定部分２０の実施例では、ばねエレメント４０が、星形または放射状に導出された複数のばね腕４７を備えた、ばね鋼から成るリング４６である。このリング４６と一体に形成されたばね腕４７は、リング４６から鋭角の角度で曲げ出されており、そしてばね腕４７の自由端部は折り曲げられて、ロッククローもしくは係止つめ４７１を形成している。リング４６は半径方向フランジ４３に設けられた緊締肩部４１に載着されていて、この半径方向フランジ４３に溶接されているか、または圧着されている。図８に示した実施例では、リング４６がカバーキャップ１９によって半径方向フランジ４３に圧着固定されており、このカバーキャップ１９はハウジング１２に装着されて、ハウジング１２と溶接されている。
【００２９】
図８に示した測定センサ１０の組付け時では、測定センサ１０の、保護キャップ側の端部が、既に管区分１１に溶接された組付け管片４４に差し込まれ、この場合、測定センサ１０は、ハウジング１２に形成された対応肩部１７が押圧肩部２９に載着されるまで差し込まれる。その後に、ばね腕４７の係止つめ４７１が環状隆起部４５にクリップ式に装着され、この場合、環状隆起部４５に対するばね腕４７の半径方向の押し被せが増大するにつれて、係止つめ４７１は斜めの緊締肩部４２に沿ってスライドし、押圧肩部２９と対応肩部１７との間の軸方向の押圧力の増大を生ぜしめ、この押圧力により測定センサ１０は組付け管片４４内にガス密に保持されるようになる。
【００３０】
図１０に示した固定装置２０の実施例でも、下側の固定部分２０２を形成する組付け管片４４が設けられているが、この組付け管片４４はこの場合、ハウジング１２に一体に加工成形された、上側の固定部分２０１を形成する半径方向フランジ４３が組付け管片４４内に侵入するように形成されている。下側の固定部分２０２に対応配置された緊締肩部４２は、侵入した半径方向フランジ４３に面したアンダカット部４８によって形成されており、上側の固定部分２０１に対応配置された緊締肩部４１は、半径方向フランジ４３の、前記アンダカット部４８に面した上面に形成されている。固定装置２０のばねエレメント４０はスナップリング４９である。このスナップリング４９の、互いに向かい合わされた両端部は上方へ曲げ出されたグリップウェブ４９１を有している。両グリップウェブ４９１を介してスナップリング４９を引き合わせることができる。
【００３１】
測定センサ１０が組付け管片４４内に挿入されていて、しかもハウジング１２に形成された対応肩部１７が、組付け管片４４に形成された押圧肩部２９に載着されている状態でスナップリング４９を組み付けるためには、工具を用いてスナップリング４９の両グリップウェブ４９１を押し合わせることによってスナップリング４９の直径が減じられ、そしてこの状態のまま上方から、組付け管片４４の内部に位置する半径方向フランジ４３に装着される。グリップウェブ４９１を離した後に、スナップリング４９は自動的に半径方向に拡開して、半径方向フランジ４３とアンダカット部４８との間に滑り込む。この場合、スナップリング４９は押圧肩部２９に対する対応肩部１７の軸方向の押圧力を生ぜしめる。アンダカット部４８は有利には楔形に斜めに面取されており、この場合、アンダカット部４８の半径方向深さが増大するにつれて、組付け管片４４の自由端部からのアンダカット部の距離が増大してゆく。その結果、前で述べた軸方向の押圧力はスナップリング４９の拡開が増大するにつれて増幅されてゆくことになる。図１１には、スナップリング４９の平面図が示されている。
【００３２】
図１２に示した固定装置２０の実施例では、上側の固定部分２０１が、ハウジング１２に形成された半径方向フランジ４３により形成されており、下側の固定部分２０２が組付け管片４４により形成されている。この組付け管片４４は導入開口１５内に挿入されていて、全周にわたって延びる環状の溶接シーム２６を介して管区分１１の管壁１１１にガス密に結合されている。組付け管片４４の自由端部には、図８の実施例の場合と同様に、全周にわたって延びる環状隆起部４５が一体成形されている。この環状隆起部４５の、半径方向フランジ４３とは反対の側の下面は緊締肩部４２を有している。他方の緊締肩部４１はやはり半径方向フランジ４３に形成されている。両緊締肩部４１，４２は半径方向フランジ４３と環状隆起部４５とにそれぞれ設けられた、全周にわたって環状に延びる斜めに面取りされた傾斜面５１，５２である。固定装置２０のばねエレメント４０は直径方向で互いに向かい合って位置する、Ｖ字形の横断面プロファイルを有する２つのエレメント範囲５３，５４を有しており、両エレメント範囲５３，５４は、固定装置２０が組み付けられた状態で傾斜面５１，５２に摩擦接続的に載着される（図１２）。図１２および図１３に示した実施例では、ばねエレメント４０が、２つのばね脚部５０１，５０２を備えた、Ｕ字形のばねクリップ５０として形成されている。Ｖ字形の横断面プロファイルを有する前記エレメント範囲５３，５４は、ばね脚部５０１，５０２に形成されている。択一的には、ばねクリップ５０全体がＶ字形の横断面プロファイルを有していてもよい。組付け時では、測定センサ１０が組付け管片４４内に挿入された状態で、ばねクリップ５０のばね脚部５０１，５０２が測定センサ１０に対して直交する横方向で半径方向フランジ４３と、組付け管片４４に設けられた環状隆起部４５とに被せ嵌められ、この場合、Ｖ字形の横断面プロファイルを有するエレメント範囲５３，５４は、半径方向フランジ４３と環状隆起部４５とに設けられた、全周にわたって延びる環状の傾斜面５１，５２の直径方向の範囲において、ばね脚部５０１，５０２を互いに離れる方向に拡開させながら傾斜面５１，５２に摩擦接続的に被せ嵌められる。図１３に示したように、ばね脚部５０１，５０２の脚端部は、ばねクリップ５０の被せ嵌め後にばね脚部５０１，５０２のある程度の係止が生ぜしめられるように成形されている。ばねクリップ５０を取り外すためには、ばね脚部５０１，５０２の脚端部を少しだけ拡開させるだけで済む。
【００３３】
本発明は、上で説明した、ラムダ酸素センサとして使用される測定センサの実施例に限定されるものではない。内燃機関の排ガス中の窒素酸化物またはその他のガス状有害物質の濃度を測定するための測定センサまたは排ガス温度を測定するための温度センサも、本発明による固定装置２０によって、排ガスを案内する管区分１１に固定され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例による固定装置によって、ガスを案内する管区分に固定された測定センサの一部を示す縦断面図である。
【００３５】
【図２】図１に示した固定装置の上側の固定部分の斜視図である。
【００３６】
【図３】図１に示した固定装置の下側の固定部分の斜視図である。
【００３７】
【図４】固定装置の固定部分の変化形を示す、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００３８】
【図５】本発明の第２実施例による固定装置を示す縦断面図である。
【００３９】
【図６】図５に示した固定装置の斜視図である。
【００４０】
【図７】図６に示した固定装置の横断面図である。
【００４１】
【図８】本発明の第３実施例による固定装置を示す縦断面図である。
【００４２】
【図９】図８に示した固定装置の、金属薄板断裁片として形成されたばねエレメントの平面図である。
【００４３】
【図１０】本発明の第４実施例による固定装置を示す縦断面図である。
【００４４】
【図１１】図９に示した固定装置のばねエレメントの平面図である。
【００４５】
【図１２】本発明の第５実施例による固定装置を示す縦断面図である。
【００４６】
【図１３】図１２に示した固定装置のばねエレメントの平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  測定センサ
１１  管区分
１１１  管壁
１２  ハウジング
１３  センサエレメント
１４  保護キャップ
１５  導入開口
１６  載着面
１７  対応肩部
１８  傾斜肩部
１８１，１８２  傾斜肩部区分
１９  カバーキャップ
２０  固定装置
２０１，２０２  固定部分
２１，２１′  緊締リング
２２  環状肩部
２３  緊締舌片
２４  対応リング
２５  スロート部
２６  溶接シーム
２７  切欠き
２８  スリット
２８１  スリット縁部
２９  押圧肩部
３０  穿孔
３１  レンチ係合用六角部
３２  開口
３３  スリーブ
３４  環状ウェブ
３５  フランジ
３６  スライドプレート
３６１，３６２  脚部
３７  切込み部
４０  ばねエレメント
４１，４２  緊締肩部
４３  半径方向フランジ
４４  組付け管片
４５  環状隆起部
４６  リング
４７  ばね腕
４７１  係止つめ
４８  アンダカット部
４９  スナップリング
４９１  グリップウェブ
５０  ばねクリップ
５０１，５０２  ばね脚部
５１，５２  傾斜面
５３，５４  エレメント範囲
【図１】
2004258040.tif 000003
【図２】
2004258040.tif 000004
【図３】
2004258040.tif 000005
【図４】
2004258040.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004258040.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004258040.tif 000012
【図１１】
2004258040.tif 000013
【図１２】
2004258040.tif 000014
【図１３】
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