[发明专利]具有接触面的传感器元件

说明书

本发明涉及一种传感器元件，尤其是用于检测气体的物理性质，尤其是用于检测一种气体组分的浓度或内燃机的废气的温度或固体的组成部分或液体的组成部分，其中，传感器元件(20)例如具有固体电解质膜(21)和在它的纵向上相互相对置地具有第一末端区和第二末端区(202)，其中，传感器元件(20)在第二末端区(202)外部，尤其是在第一末端区中，具有功能元件，该功能元件与在第二末端区(202)中布置在传感器元件(20)的外表面上的接触面(43，44)导电地连接，其特征在于，接触面(43)在它的与第一末端区(201)背离的一侧上具有例如具有半径(R)的倒圆。接触面(43，44)尤其各由三个分区组成：头区(432，442)，颈区(433，443)和躯干区(431，441)。

现有技术

本发明从已知的传感器元件出发，其例如作为废气传感器使用，尤其是作为λ传感器，其在机动车中得到非常广泛的应用。但是本发明也可以应用于其它类型的传感器元件，例如用于检测废气的其它的气态的组成部分的传感器和颗粒物传感器或类似传感器。

本发明尤其涉及一种是被烧结的或可烧结的陶瓷的传感器元件，其例如通过将各单个的必要时被印刷的陶瓷的生膜聚集起来，尤其是相互堆摞起来，进行制造。

传感器元件在一般地面对废气的传感器元件的第一末端区中尤其包括至少一个电的，电化学的和/或电子的功能元件。传感器元件的电的可供给性在此在一般地背离废气的第二区域中通过在传感器元件外表面上的接触面提供。

除了导电性以外，要求接触面在运行中和在制造传感器元件中具有高的耐温性和化学稳定性。因此广泛使用贵金属，例如铂或类似物。由于这种贵金属比较昂贵，因此一般都力图尽可能缩小接触面。

另一方面，如果由于传感器元件的制造公差或者由于与传感器中的传感器元件共同作用的接触元件，如金属线，销子，弹簧或类似物，的制造公差而不再在所有情况下可靠地保证接触（接通），那么接触面的缩小被看作是关键性的。

由DE10208533A1，DE102004047783A1和DE102009055416A1已知具有接触面的传感器元件。该接触面在其与功能元件背离的末端区中矩形地实施。

本发明的优点

按照本发明的具有权利要求1的特征的传感器元件具有优点，它们或者它们的接触面可以以减少的材料使用和由此成本有利地制造，而不会与电接触相关地出现增大的装配误差。

为此按照本发明规定，接触面在它的与第一末端区背离的一侧上具有倒圆。

申请人的针对接触面和所属的接触元件的相对位置的制造波动对尤其是快速节奏的自动化装配的研究已经表明，相对位置波动不仅在纵向上而且在横向上出现，由此在相应的分散宽度下减小接触面的长度和宽度会导致装配误差。

相同的研究也表明，在尤其是自动化的装配之后接触面和所属的接触元件的相对位置的在纵向上的波动与在横向上的波动不相关联或者仅仅可忽略地弱地相关联。

结果因此用于试验目的的正好还足够大的尺寸的矩形的接触面不仅在其在纵向上的边缘区域中而且在其在横向上的边缘区域中以一定的频率被接触元件接触。但是这种矩形的接触面在与废气背离的角部区域中以实际上极小的频率被接触元件接触到。因此在这种背景下清楚的是，为什么接触面在这些区域中的倒圆不增大装配误差的频率。

按照本发明规定的倒圆就此尤其也能够缩小接触面，尤其是也在传感器元件中，其本身不被小型化或者仅仅以一定的程度被小型化并且在其中就此而言提出提高的装配要求。结果，传感器元件的一个接触面，多个接触面或全部接触面的面积(在传感器元件的俯视图中或在传感器元件的最大表面的俯视图中)可以分别减小到传感器元件的最大表面的面积的2%或更小，尤其是甚至减小到传感器元件的最大表面的面积的1.5%或更小。