CN101095202B - 用于导引电连接电缆的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于导引电连接电缆穿过一个开口、尤其是气体测量传感器的传感器壳体中的壳体开口的装置，具有两个插入到该开口中的、前后相继地设置的密封体(22、23)，它们分别具有一些尤其是相互对准的通道(24、25)，在这些通道中分别形锁合和/或力锁合地置入连接电缆(14)的一个区段。为了实现可靠的防电缆拉出合在温度临界位置实现增高的耐热性，其中一个密封体(22)由多个圆区段形的柱形扇段(26)径向地组合而成，这些柱形扇段相互间形成所述通道(24)并且借助于一个推套在外部上的固定环(27)力锁合地固定在一起。
Description
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的、用于导引电连接电缆穿过一个开口尤其是气体测量传感器的传感器壳体中的壳体开口的装置。
背景技术
在一种已知的气体测量传感器或气体传感器中为了证明废气中的至少一种气体组分(DE101 51 291 A1)，容纳一个传感元件的传感器壳体在其一个背离测量气体的端部被用一个电缆导引装置对气体密封地封闭，电连接电缆被导引穿过该电缆导引装置。连接电缆的绝缘的端部通过压接连接(Crimpverbindung)与连接插头的接触件连接，该连接插头被这样推套到该传感元件上，使得接触件接触设置在传感元件上的接触面。该电缆导引装置包括一个由硅橡胶或耐热的氟弹性体例如Viton制成的塞子，该塞子具有用于绝缘的连接电缆的通道并且也容纳用于连接插头的接触件的压接连接。由硅橡胶制成的塞子压紧在壳体中并且因此轴向不可移动地固定在壳体开口中。
在一种同样已知的用于一个传感元件、尤其是气体传感器的传感元件的至少一个连接电缆的电缆导引装置中(DE 94 10 070 U1)，位于远离测量气体的壳体开口中的、由塑料制成的密封件具有一个向着壳体内部的第一密封体和一个朝外指向的第二密封体。由氟弹性体制成的、朝外指向的密封体比与之贴靠的、朝内指向的、由PTFE制成的密封体具有更高的弹性。将连接电缆与用于传感元件的连接插头的接触件连接的压接连接部分地设置在朝内指向的密封体的通道中。在两个密封体在壳体中撑住之后，这些密封体密封地包围连接电缆的电缆绝缘层并且将该压接连接装置锚定在通道中。
发明内容
具有权利要求1的特征的、根据本发明的用于导引电连接电缆穿过一个开口的装置(也称为电缆导引装置)具有优点，即通过一个密封体由多个圆区段形的柱形扇段组装，这些柱形扇段在径向组装时形成通道，使连接电缆力锁合地和/或形锁合地卡紧到构成柱形扇段的通道段中，从而得到一个可靠的防电缆拔出装置，它使任何拉力保持远离在连接电缆的端部上的电连接部位、即所谓的压接连接部位。由于通过柱形扇段的组装得到的电缆段的卡紧，密封体不需要由可以弹性地或塑性地变形的材料制成，以便通过包围该开口的壁的撑住建立用于连接电缆的对气体密封的形锁合的连接。因此开辟了这样的可能性，即密封体由一种材料制成，该材料比其他密封体明显更耐热并且它防止仍然由弹性材料制成的其他密封体受到温度载荷。电缆导引装置在包围该开口的壁上的密封和在连接电缆上的其他的密封然后通过第二密封体的撑住得到。两个密封体被这样插入到壳体开口中，使得由柱形扇段组成的密封体总是向着具有较高温度载荷的区域。在此两个密封体不仅可以相互贴靠而且可轴向彼此有距离地设置。
通过在其他权利要求中描述的措施，可有利地拓展及改进在权利要求1中说明的电缆导引装置。
按本发明的一种优选的实施形式，在密封体的柱形扇段之间产生的力锁合通过作用到柱形扇段上的径向力实现并且为此一个包围开口的壁区域至少在固定环的区域内撑住。由此在预装配时在柱形扇段之间存在的、径向延伸的间隙被最小化，其中柱形扇段被压力套装到穿过通道的连接电缆上并且可靠地卡紧它。因此实现连接电缆的高的拔出安全性。
按本发明的一个有利的实施形式，两个密封体轴向地彼此贴靠并且固定环由一个优选一体地成型在另一密封体上的、环绕的凸缘构成，该凸缘搭接柱形扇段的外部。在此有利的方式构造一些在组装柱形扇段之后在密封体的外部上环绕的在柱形扇段的外部上彼此对准的槽段，另一密封体上的凸缘以一个在端部侧的、优选一体地成型的环形接片配合到该环形槽中。通过这种结构上措施，电缆导引装置构成一个完全可预装配的、装配友好的构件，在装配气体测量传感器时它可以良好地插入到装配链中。
按本发明的一种有利的实施形式，每个柱形扇段在其彼此背离的、径向延伸的侧上具有一个具有半圆形横截面的轴向槽，这些轴向槽被这样设置，使得相邻柱形扇段的轴向槽在构成一个通道的情况下相互贴靠。每个轴向槽具有一个横截面较大的槽段和一个横截面较小的槽段，所述横截面较大的槽段在密封体背离另一密封体的端面上露出地结束，所述横截面较小的槽段在密封体向着另一密封体的端面上结束并且其槽半径等于另一密封体中的通道的半径。由横截面较大的槽段构成的直径较大的通道段用于容纳所述压接连接装置，电连接电缆通过该压接连接与一个连接插头的接触件连接。
附图说明
在下面的说明中借助于一个在附图中示出的实施例详细地解释本发明。其中：
图1局部地示出包括一个设置在壳体开口内的电缆导引装置的气体测量传感器的纵剖面图；
图2示出图1中的电缆导引装置的立体图；
图3示出图2中的电缆导引装置的分解图；
图4示出在图3中的箭头IV的方向观察电缆导引装置的柱形扇段的侧视图；
图5示出电缆导引装置的在图2中位于后面的密封体的立体图；
图6示出图5中的密封体的纵剖面图。
具体实施方式
在图1中以其远离测量气体的端部示出的气体测量传感器用于确定机动车中内燃机的废气中的氧浓度。它以已知的方式具有一个传感元件11，该传感元件被容纳在一个传感器壳体12中并且以一个测量气体侧的端部段从壳体12中伸出并且遭受测量气体。在传感元件11的连接侧的端部段111上设置了一些接触面，它们通过一个连接插头13被电连接导线15的连接电缆14触点接通。为此，连接插头13具有接触件承载件16，它们分别承载接触件17并且借助于一个弹性衬套18这样压力套装到传感元件11的连接侧的端部段111上，使得接触件17力锁合地靠触在传感元件11的接触面上。接触件17通过压接连接19分别与一个连接电缆14的绝缘端部电连接和机械连接。
具有连接插头13的传感元件11的连接侧的端部段111被容纳在一个构成保护套筒的、传感器壳体12的远离测量气体的端部段中，该传感器壳体在其端部区域中减小到具有一个壳体开口20的较小的净直径。在壳体开口20中置入一个电缆导引装置21，后者使连接电缆14对气体密封地穿过壳体开口20并且同时防止连接电缆14的机械拔出。电缆导引装置21轴向不可移动地固定在壳体开口20中并且对气体密封地密封该壳体开口。
在图2中立体地和在图3中以分解图示出的电缆导引装置21具有两个密封体22、23，它们设有一些用于容纳连接电缆14的绝缘的电缆段的通道24、25。在该实施例中，在每个密封体22、23中有五个通道24或25，它们在一个分圆(Teilerkreis)上彼此错开相同的圆周角地设置。在图2和3中前面的密封体22由五个相同的圆区段形柱形扇段26构成，它们径向组装并且外面被一个固定环27包围，通过该固定环使这些柱形扇段26径向地压在一起，所述密封体在图1中更接近连接插头13地位于传感元件11上。组装好的柱形扇段26空出了一个中心的轴向的孔35，在该孔中可以插入一个径向撑开的夹紧套28(图2)，它引起柱形扇段的附加的夹紧。替代地，如果在其他密封体23中也设置一个这样的中心通孔的话，该轴向的孔35也可以用于导引一个附加的连接电缆14。
每个柱形扇段26在其彼此背离的、轴向延伸的侧面上设有一个具有一个半圆形的横截面的轴向槽28，该槽位于通道22的分圆上，使得相邻柱形扇段26的轴向槽28分别构成一个通道24。如图4所示，每个轴向槽29具有一个横截面较大的槽段291和一个紧接着的横截面较小的槽段292。横截面较大的槽段291通到密封体22或柱形扇段26的背离密封体23的端面上并且横截面较小的槽段292通到密封体22或柱形扇段26的向着密封体23的侧上。横截面较小的槽段292的净半径等于密封体23中通道25的半径，从而在密封体22、23彼此贴靠和通道24、25对准地定向时，通道24的由横截面较小的槽段292构成的通道段无级地过渡到密封体23中的通道25。
在所示的实施例中，将密封体22的这些柱形扇段26固定在一起的固定环27由一个一体地成型在密封体上的、环绕的凸缘30构成，它搭接柱形扇段26的向着该凸缘的区域的外部。为此在柱形扇段的外部上构造一些相互对准的槽段31(图4)，在柱形扇段26组装好的情况下，它们构成一个环绕的环形槽。密封体23上的凸缘30以一个一体地成型在该凸缘30上的、向内突出的径向接片32(图6)配合到该环形槽中，使得两个密封体22、23轴向不可移动地彼此固定。柱形扇段26的被密封体22的凸缘30搭接的区域直径较小地构成，确切地说是这样的，使得密封体23的外轮廓与组装成密封体22的柱形扇段26齐平。
柱形扇段26由陶瓷材料、例如氧化铝(Al2O3)或由PTFE或PEK制成，并且密封体23由耐热的硅橡胶或氟弹性体例如杜邦公司的Viton制成。根据应用情况并且与之相关的环境条件，电缆导引装置21如图1所示这样置入到壳体开口20中，使得密封体22向着壳体内部，或者旋转180度地置入，从而使密封体23向着壳体内部。在任何情况下，由柱形扇段26组成的密封体22总是位于温度负荷较高的侧上并且远离密封体23地阻挡对于密封体23临界的温度负荷。
可能的是，两个密封体22、23在轴向上彼此有距离地设置。在这种情况下，取消了密封体23上的凸缘30，并且这些柱形扇段26通过一个单独的固定环27固定在一起。
如图1所示，还可在传感器壳体12的直径减小的端部段上套上一个成型软管33，它完全包围连接导线15。该成型软管33被用一个夹紧机构34压力套装到壳体段上，其中该夹紧机构34同时用于挤压该壳体段中的密封体23，从而使该密封体不仅相对连接电缆14压紧，而且相对壳体内壁压紧并且因此对气体密封地密封壳体开口20。但是成型软管33也可以被取消。在这种情况下，密封体23通过一个开设在包围密封体23的壳体段中的撑住结构(Verstemmung)以相同的方式压紧。柱形扇段26与密封体22之间的力锁合通过传感器壳体12在密封体23的凸缘30的区域中的撑住来产生，由此通过该凸缘30将径向力作用到柱形扇段26上并且将这些柱形扇段26压紧在一起。由此在预装配的密封体22上，在这些柱形扇段26之间存在的径向间隙变小，使得这些柱形扇段26用其槽29的槽壁压力套装到连接导体14上，这些连接导体穿过由槽29组成的通道24。这导致防止连接导体14拔出的高可靠性，使得通过传感元件11的接触面阻挡连接导体14的电连接部位的拉力。如果取代凸缘30地使用一个独立的固定环27来径向夹紧密封体22的柱形扇段26，那么该密封体能被以相同的方式撑住。
本发明可以同样有利地应用在这样的气体测量传感器中，它们例如被构造为测量内燃机或内燃发动机的废气中的氮氧化物浓度的氮氧化物探针或者被构造为用于探测废气温度的温度测量器。
Claims (14)
1.一种用于导引电连接电缆(14)穿过一个开口的装置，具有两个插入到该开口中的、前后相继地设置的密封体(22、23)，它们分别具有一些通道(24、25)，在这些通道中分别形锁合和/或力锁合地置入连接电缆(14)的一个区段，其特征在于：其中一个密封体(22)由多个圆区段形的柱形扇段(26)径向地组合而成，这些柱形扇段相互间形成所述通道(24)并且借助于一个推套在外部上的固定环(27)力锁合地固定在一起，所述由多个圆区段形的柱形扇段(26)组合而成的密封体(22)和另一密封体(23)在该开口中这样设置，使得由柱形扇段(26)组成的密封体(22)向着该开口的遭受更大温度负荷的侧，其中，所述由多个圆区段形的柱形扇段(26)组合而成的密封体(22)由一种材料制成，该材料比所述另一密封体明显更耐热。
2.按权利要求1的装置，其特征在于：该力锁合通过作用到密封体(22)的这些柱形扇段(26)上的径向力产生并且为此一个包围该开口的壁区域至少在固定环(27)的区域中被撑住。
3.按权利要求1或2的装置，其特征在于：组装好的柱形扇段(26)空出一个中心的、轴向的孔(35)，在该孔中可以推入一个径向撑开的夹紧套(28)。
4.按权利要求1或2的装置，其特征在于：这些密封体(22、23)轴向地彼此贴靠并且固定环(27)由一个成型在另一密封体(23)上的、环绕的凸缘(30)构成，该凸缘搭接这些柱形扇段(26)的外部。
5.按权利要求4的装置，其特征在于：在柱形扇段(26)的外部上构造有一些彼此对准的槽段(31)，在这些柱形扇段(26)组装成密封体(22)时，这些槽段构成一个在外部环绕的环形槽，所述构造在另一密封体(23)上的凸缘(30)以一个径向向内突出的、环形的径向接片(32)配合到该环形槽中。
6.按权利要求1或2的装置，其特征在于：这些密封体(22、23)这样构成和设置，使得两个密封体(22、23)的外轮廓齐平。
7.按权利要求1或2的装置，其特征在于：每个柱形扇段(26)在其彼此背离的、径向延伸的侧面(261)上具有一个具有半圆形横截面的轴向槽(29)，这些轴向槽被这样设置，使得相邻柱形扇段(26)的轴向槽(29)在构成一个通道(24)的情况下相互靠置。
8.按权利要求7的装置，其特征在于：所述轴向槽(29)具有一个横截面较大的槽段(291)和一个横截面较小的槽段(292)，所述横截面较大的槽段在密封体(22)的背离所述另一密封体(23)的端面上露出地结束，所述横截面较小的槽段在密封体(22)的向着所述另一密封体(23)的端面上结束并且其槽半径等于另一密封体(23)中的通道(25)的半径。
9.按权利要求1或2的装置，其特征在于：由柱形扇段(26)组成的密封体(22)由陶瓷材料制成。
10.按权利要求1或2的装置，其特征在于：所述另一密封体(23)由耐热的氟弹性体制成。
11.按权利要求1的装置，其特征在于：所述开口是气体测量传感器的传感器壳体(12)中的壳体开口(20)，及所述通道相互对准。
12.按权利要求4的装置，其特征在于：固定环(27)由一个一体地成型在另一密封体(23)上的、环绕的凸缘(30)构成。
13.按权利要求5的装置，其特征在于：所述构造在另一密封体(23)上的凸缘(30)以一个径向向内突出的、一体地成型的、环形的径向接片(32)配合到该环形槽中。
14.按权利要求9的装置，其特征在于：所述密封体(22)由氧化铝制成。
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