DE102005003193A1 - Vorrichtung zum Klemmen mindestens eines elektrischen Leiters - Google Patents

Vorrichtung zum Klemmen mindestens eines elektrischen Leiters Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Klemmen mindestens eines elektrischen Leiters (221) einer elektrischen Anschlussleitung (22) auf eine auf einem Kontaktträger (11) angeordnete Kontaktfläche (21) angegeben, die ein auf den Leiter (221) aufsetzbares Klemmmittel aufweist. Zwecks einfacher Montage der Klemmvorrichtung ist das Klemmmittel von einem einzigen Klemmkörper (24) aus elektrisch isolierendem Material gebildet, in dem ein den Kontaktträger (11) umschließender Durchgangskanal (25) ausgebildet ist. In einer Position der Montageausrichtung des Klemmkörpers (24) ist mindestens eine der Kanalwände (251, 252) des Durchgangskanals (25) zum Einschieben des mindestens einen Leiters (221) in den Durchgangskanal (25) von dem Kontaktträger (11) beabstandet. Aus seiner Position der Montageausrichtung heraus ist der Klemmkörper (24) gegen den Kontaktträger (11) in eine Klemmausrichtung verkippt und bewirkt in der Position der Klemmausrichtung die Klemmung des Leiters (221) auf die Kontaktfläche (21) (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Klemmen mindestens eines elektrischen Leiters einer elektrischen Anschlussleitung auf einer Kontaktfläche eines Kontaktträgers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei einer bekannten Klemmvorrichtung für ein Sensorelement eines Gasmessfühlers ( DE 101 32 826 C1 ) weisen die Klemmmittel zwei im Querschnitt etwa halbkreisförmige, keramische Andruckkörper auf, die mit ihren ebenen Flächen auf den Leitern der Anschlussleitung aufliegen. Die Leiter kontaktieren ihrerseits Kontaktflächen, die auf den voneinander abgekehrten Großflächen des den Kontaktträger bildenden Sensorelements angeordnet sind. Die Spannmittel werden durch ein als Spannring ausgebildetes Federelement realisiert, das die Andruckkörper mit großer Vorspannung umfasst und gegen die Leiter auf dem Kontaktträger spannt, so dass die elektrischen Leiter kraftschlüssig zwischen jeweils einem Andruckkörper und der zugeordneten Kontaktfläche auf dem Kontaktträger festgehalten sind. Wahlweise sind die Leiter auf den Kontaktflächen zusätzlich verklebt oder verschweißt. In einer bevorzugten Ausführung ist das Federelement mit einem Untermaß bezüglich des Querschnitts der Andruckkörper ausgebildet und auf die Andruckkörper aufgeschrumpft. In einer anderen Ausführungsform ist das Federelement ein ringförmig geschlossenes, gestanztes Scheibenteil mit einer im Querschnitt im wesentlichen H-förmigen Öffnung, in der von dem scheibenförmigen Federelement nach einwärts gerichtete Lappen einliegen. Diese Lappen greifen in axiale Kanäle ein, die auf den Außenseiten der Andruckkörper ausgebildet sind. Die Kanäle sind vorzugsweise als geneigte Rampen ausgeführt, so dass mit zunehmenden Aufschieben des Federelements auf die Andruckkörper die Lappen entgegen der Aufschubrichtung weggebogen werden und gleichzeitig sich das scheibenförmige Federelement wölbt und eine radial gerichtete Spannkraft auf die Andruckkörper ausübt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Klemmen mindestens eines elektrischen Leiters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil einer vereinfachten Montage, da nur ein einziger Klemmkörper gehandhabt werden muss, der auf den Kontaktträger aufgesetzt wird und nur durch Verändern seiner Ausrichtung bezüglich des Kontaktträgers einerseits das Aufschieben des Leiters auf die Kontaktfläche ermöglicht und andererseits das Klemmen der aufgeschobenen Leiter herbeiführt. Durch die wippenartige Klemmung des Leiters bei Klemmausrichtung des Klemmkörpers wird eine sehr gute mechanische Festlegung des Leiters auf der Kontaktfläche erreicht, die wenig empfindlich gegen Zugkräfte ist. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens eine stirnseitige Begrenzungskante der Kanalwände sich wippenartig auf den mindestens einen Leiter aufpresst, da dadurch ein Schneidkeil entsteht, der sich unter Materialverformung etwas in den Leiter eingräbt und eine zusätzliche formschlüssige Verbindung herstellt. Der Klemmkörper ist einfach zu fertigen und aufgrund seiner einfachen Formgebung für die Massenproduktion gut geeignet.
  • Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Durchgangskanal im Klemmkörper so ausgebildet, dass Kanalachse und Körperachse zusammenfallen. Dadurch ergibt sich eine fertigungstechnisch besonders einfache Körperform des Klemmkörpers.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung greifen am Klemmkörper Spannmittel an, die zumindest in der Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers am Klemmkörper zum Kontaktträger gerichtete Druckkraftkomponenten erzeugen und somit den Klemmdruck auf den mindestens einen Leiter erhöhen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Spannmittel eine Kontaktträger und Klemmkörper umschließende Federscheibe auf, die sich einerseits auf dem Kontaktträger und andererseits an dem Klemmkörper abstützt. Bevorzugt ist dabei die Federscheibe als geschlossener Ring mit zwei davon einstückig, radial nach innen abstehenden, diametral angeordneten Federzungen ausgebildet, von denen sich eine Federzunge am Kontaktträger abstützt und die andere Federzunge in eine Ausnehmung eingreift, die am Klemmkörper auf dessen von dem Kontaktträger wegweisenden Rückseite angeordnet ist. Durch diese konstruktive Ausführung wird die Federscheibe zuverlässig am Kontaktträger verrastet, wobei der bei seiner Klemmausrichtung schräg gestellte Klemmkörper vorteilhaft als Aufschieberampe für die Feder genutzt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zwei gleich ausgebildete Federscheiben vorgesehen, die mit ihren Federzungen einerseits in diametral angeordneten Ausnehmungen im Klemmkörper eingreifen und andererseits sich auf jeweils einer der Großflächen des Kontaktträgers abstützen. Durch das Vorsehen von zwei Federscheiben wird bei kleiner Bauweise eine hohe Spannkraft erzielt. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführung dann, wenn auf beiden voneinander abgekehrten Großflächen des Kontaktträgers Kontaktflächen von Leitern kontaktiert sind, und der Klemmkörper in seiner Klemmausrichtung sowohl mit der vorderen Begrenzungskante der einen Kanalwand als auch mit der hinteren Begrenzungskante der anderen Kanalwand auf mindestens einen Leiter gepresst wird. Die beiden parallelen Federscheiben erzeugen dabei an jeder Begrenzungskante eine auf den Leiter gerichtete Druckkraftkomponente.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Klemmkörper und Spannmittel so aufeinander abgestimmt, dass die Spannmittel zusätzlich in der Position der Montageausrichtung des Klemmkörpers zum Kontaktträger gerichtete Druckkraftkomponenten am Klemmkörper erzeugen. Durch Aufbringen eines Kippmoments am Klemmkörper, z.B. durch eine am Klemmkörper im Abstand von dessen Körperachse angreifende Axialkraft, ist der Klemmkörper in seine Position der Klemmausrichtung überführbar. Bevorzugt sind dabei die Spannmittel in einem den Klemmkörper umschließenden Gehäuseteil aufgenommen. Durch diese konstruktive Gestaltung kann außerhalb der Montagelinie eine montagefreundliche Baugruppe vorgefertigt werden, in der zur Herstellung der Klemmverbindung lediglich der Kontaktträger und die Leiter der Anschlussleitung in den Durchgangskanal eingeschoben werden müssen. Durch Aufbringen des besagten Dreh- oder Kippmoments wird die Klemmung der Leiter selbsttätig durchgeführt. Die Spannmittel stützen sich bei dieser Ausführung der Klemmvorrichtung nicht mehr am Kontaktträger ab, so dass zusätzliche Isolierflächen auf dem Kontaktträger für die Abstützung der Spannmittel entfallen und als Kontaktträger auch weniger druckfeste Kontaktträger eingesetzt werden können.
  • Um eine solche selbsttätige Klemmung besonders einfach zu erreichen, sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die voneinander abgekehrten Außenseiten des Klemmkörpers, die vom Kontaktträger wegweisen, jeweils satteldachartig mit zwei Dachflächen und einem Dachfirst ausgebildet, wobei sich die Spannmittel einerseits am Gehäuseteil und andererseits bei Montageausrichtung des Klemmkörpers auf jeweils einem Dachfirst und bei Klemmausrichtung des Klemmkörpers auf jeweils einer Dachfläche abstützen. Durch diese konstruktiven Maßnahmen besitzt der Klemmkörper bei Montageausrichtung eine labile Gleichgewichtslage, aus der er durch eine nur geringe Anregung in seine Klemmausrichtung kippt, bei welcher er eine stabile Gleichgewichtslage einnimmt.
  • Die zur Überführung des Klemmkörpers aus seiner Montageausrichtung in seine Klemmausrichtung erforderliche Kraft kann vergrößert und damit eine weniger anfällige Gleichgewichtslage des Klemmkörpers in der Montageausrichtung erzielt werden, wenn die beiden Dachfirste abgeflacht werden und eine parallel zum Kontaktträger verlaufende Firstebene aufweisen. Der Klemmkörper ist dann ein Oktaeder, und wenn die Firstebenen so verbreitert werden, dass sich ein gleichmäßiger Oktaeder ergibt, besitzt der Klemmkörper sowohl in seiner Position der Montageausrichtung als auch in seiner Position der Klemmausrichtung ein gleiches stabiles Gleichgewicht, so dass die Überführung des Klemmkörpers von seiner Montageausrichtung in seine Klemmausrichtung eines erheblichen Kraftaufwands bedarf. Mit einer solchen Ausbildung des Klemmkörpers lässt sich eine stabile Vormontagebaugruppe erreichen, in der der Klemmkörper zuverlässig seine Montageausrichtung beibehält und nicht durch äußere Einflüsse, z.B. auf dem Transportweg, in seine Klemmausrichtung umkippen kann.
  • Besonders voreilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäße Klemmvorrichtung in einem Gasmessfühler zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases, der ein Sensorelement mit auf einem messgasseitigen Endabschnitt angeordneten Elektroden und auf einem anschlussseitigen Endabschnitt angeordneten, mit den Elektroden elektrisch verbundenen Kontaktflächen aufweist. In diesem Fall wird der Kontaktträger mit Kontaktflächen von dem anschlussseitigen Endabschnitts des Sensorelemments gebildet. Eine üblicherweise den anschlussseitigen Endabschnitt umgebende Schutzhülse als Teil eines Messfühlergehäuses kann dann vorteilhaft als das den Klemmkörper umschließende Gehäuseteil zur Abstützung der Spannmittel verwendet werden.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt eines schematisiert dargestellten Gasmessfühlers mit Sensorelement und Klemmvorrichtung zum Anschließen des Sensorelements an eine Anschlussleitung,
  • 2 eine perspektivische Darstellung des Ausschnitts II in 1,
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines Klemmkörpers der Klemmvorrichtung in 2,
  • 4 eine Draufsicht einer Federscheibe der Klemmvorrichtung in 2,
  • 5 eine perspektivische Darstellung einer Klemmvorrichtung im Gasmessfühler in 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 6 eine perspektivische Darstellung eines Klemmkörpers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in der Klemmvorrichtung in 5,
  • 7 und 8 jeweils eine perspektivische Ansicht weiterer Ausführungsbeispiele von in der Klemmvorrichtung gemäß 5 einsetzbaren Spannmitteln,
  • 9 eine Explosionsdarstellung einer Klemmvorrichtung für das Sensorelement in 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 10 einen Schnitt von Klemmkörper und Sensorelement der Klemmvorrichtung gemäß Schnittlinie X-X in 9.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Der in 1 im Längsschnitt schematisiert dargestellte Gasmessfühler dient zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen. Er weist in bekannter Weise ein Sensorelement 11 auf, das in einem Fühlergehäuse 12 aufgenommen ist. Das Fühlergehäuse 12 setzt sich aus einem mittleren Rohrteil 13, einem Schutzrohr 14 und einer Schutzhülse 15 zusammen, wobei Schutzrohr 14 und Schutzhülse 15 auf voneinander abgekehrten Stirnseiten des Rohrteils 13 auf letzteres aufgeschoben sind. Innerhalb des Rohrteils 13 sind zwei Keramikformteile 16, 17 angeordnet, zwischen denen ein keramisches Dichtelement 18, z.B. aus Steatit, einliegt. Die Keramikformteile 16, 17 und das Dichtelement 18 werden zentral von dem Sensorelement 11 gasdicht durchsetzt, das mit einem messgasseitigen Endabschnitt 111 in das Schutzrohr 14 und mit einem anschlussseitigen Endabschnitt 112 in die Schutzhülse 15 hineinragt. In dem Mantel des Schutzrohrs 14 sind Gasdurchtrittslöcher 19 angeordnet, so dass der Elektroden 20 tragende messgasseitige Endabschnitt dem Messgas ausgesetzt ist. Auf dem anschlussseitigen Endabschnitt 112 des Sensorelements 11 sind Kontaktflächen 21 angeordnet, die mit den Elektroden 20 am messgasseitigen Endabschnitt 111 elektrisch verbunden sind. Über die Kontaktflächen 21 werden die Elektroden 20 an eine Anschlussleitung 22 angeschlossen. Hierzu dient eine Klemmvorrichtung 23, die die elektrischen Leiter 221 auf die Kontaktflächen 21 aufklemmt und dadurch eine zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Anschlussleitung 22 und den Kontaktflächen 21 herstellt.
  • Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 sind auf dem anschlussseitigen Endabschnnitt 112 des Sensorelements 11 insgesamt vier Kontaktflächen 21 vorhanden, die von jeweils einem der vier elektrischen Leiter 221 der Anschlussleitung 22 (2) kontaktiert sind. Dabei sind jeweils zwei Kontaktflächen 21 nebeneinander auf einer der voneinander abgekehrten Großflächen 113, 114 des Sensorelements 11 angeordnet. Die Klemmvorrichtung 23 weist einen Klemmkörper 24 aus elektrisch isolierendem Material, z.B. aus aluminiumoxidhaltiger Keramik oder aus Magnesiumsilikate, auf, der von Spannmitteln auf die auf den Kontaktflächen 21 aufliegenden Leiter 221 gepresst wird. Der Klemmkörper 24 besitzt einen Durchgangskanal 25 mit rechteckigem Querschnitt (3), dessen Kanalachse mit der Körperachse zusammenfällt. Der Durchgangskanal 25 wird von dem messgasseitigen Endabschnitt 111 des Sensorelements 11 durchdrungen und weist einen wesentlichen größeren Querschnitt als das Sensorelement 11 auf. Dadurch ist es möglich, dass der das Sensorelement 11 umfassende Klemmkörper 24 zwei verschiedene Positionen mit unterschiedlichen Ausrichtungen bezüglich des Sensorelements 11 annehmen kann, und zwar einmal eine Position der Montageausrichtung und einmal eine Position der Klemmausrichtung. In der hier nicht dargestellten Position der Montageausrichtung fluchtet die Körperachse mit der Längsachse des Sensorelements 11, und beide jeweils einer Großfläche 113, 114 des Sensorelements 11 zugekehrten Kanalwände 251, 252 des Durchlasskanals 25 (3) sind von den Groflächen 113, 114 beabstandet, so dass die elektrischen Leiter 221 auf die unter dem Klemmkörper 24 liegenden Kontaktflächen 21 aufgeschoben werden können. In der in 1 und 2 dargestellten Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers 24 verlaufen die beiden Kanalwände 251, 252 des Durchlasskanals 25 unter einem spitzen Winkel zu den Großflächen 113, 114 und liegen mit ihren stirnseitigen Begrenzungskanten auf den Leitern 221 auf. Dabei liegt die vordere Begrenzungskante 251a der Kanalwand 251 auf den auf der Großfläche 113 angeordneten, elektrischen Leitern 221 auf und die hintere Begrenzungskante 252b auf den auf der Großfläche 114 angeordneten Leitern 251 auf. In der Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers 24 werden die Begrenzungskanten 251a und 252b durch Spannmittel auf die elektrischen Leiter 221 aufgepresst, wobei die Spannmittel zu dem Sensorelement 11 gerichtete Druckkraftkomponenten am Klemmkörper 24 erzeugen.
  • Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 sind die Spannmittel von zwei identisch ausgebildeten Federscheiben 26 gebildet, die sich einerseits am Klemmkörper 24 und andererseits auf einer der Großflächen 113, 114 abstützen. Jede Federscheibe 26 weist einen geschlossenen Ring 261 und zwei davon einstückig radial nach innen abstehende, diametral angeordnete Federzungen 262 auf. Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, greift jeweils eine Federzunge 262 in eine Ausnehmung 27 (3) im Klemmkörper 24 ein, während sich die andere Federzunge 262 auf einer Großflächen 113 bzw. 114 des Sensorelements 11 abstützt, wobei im Abstützbereich die Großfläche 113 bzw. 114 mit einer Isolierfläche 28 versehen ist. Die Ausnehmungen 27 sind auf der von der jeweiligen Begrenzungskante 251a bzw. 252b abgekehrten Rückseite des Klemmkörpers 24 ausgebildet (1 und 3), so dass gleichzeitig der in seiner Klemmausrichtung schräg zu dem Sensorelement 11 stehende Klemmkörper 24 als Aufschieberampe für die beiden Federscheiben 26 genutzt werden kann, wobei am Ende des Aufschiebewegs eine Federzunge 262 in die zugeordnete Ausnehmung 27 einrastet.
  • Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Klemmvorrichtung 23 sind Klemmkörper 24 und Spannmittel so aufeinander abgestimmt, dass die Spannmittel bereits in der Position der Montageausrichtung des Klemmkörpers 24 den Klemmkörper 24 mit zu den Großflächen 113, 114 des Sensorelements 11 hin gerichteten Druckkraftkomponenten beaufschlagen und der Klemmkörper 24 durch Aufbringen eines Kippmoments durch eine auf den Klemmkörper 24 im Abstand von dessen Körperachse wirkende Axialkraft in seine Klemmausrichtung überführbar ist, in welcher die Begrenzungskanten 251a, 252b der Kanalwände 251, 252 sich auf die Leiter 221 aufpressen. Im Ausführungsbeispiel der 5 weisen die Spannmittel zwei gleich ausgebildete Spannfedern 29 auf, die zwischen dem Klemmkörper 24 und einem den Klemmkörper 24 umschließenden Gehäuseteil 30, das z.B. die Schutzhülse 15 des Fühlergehäuses 12 sein kann, einliegen. Die voneinander abgekehrten Außenseiten des Klemmkörpers 24, die von den Großflächen 113, 114 des Sensorelements 11 wegweisen, sind jeweils satteldachartig mit zwei Dachflächen 241, 242 und einem Dachfirst 243 ausgebildet. Die beiden Spannfedern 29 stützen sich einerseits an der Innenwand des Gehäuseteils 30 und andererseits am Klemmkörper 24 ab, und zwar bei der in 5 dargestellten Position der Montageausrichtung des Klemmkörpers 24 auf dem jeweilig zugeordneten Dachfirst 243. In seiner Position der Montageausrichtung besitzt damit der Klemmkörper 24 einen nur labilen Gleichgewichtszustand und kann durch eine geringe, im Abstand von der Kanalachse des Durchlasskanals 25 wirkende Axialkraft in seine Position der Klemmausrichtung gekippt werden. Bei dieser Klemmausrichtung stützen sich die beiden Spannfedern 29 auf je einer Dachfläche 241 ab, und der Klemmkörper 24 besitzt jetzt einen sehr stabilen Gleichgewichtszustand. Die Begrenzungskanten 251a und 252b der Kanalwände 251, 252 pressen sich auf die Leiter 221 auf und klemmen diese zuverlässig auf den Kontaktflächen 21 fest.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 5 weist jede Spannfeder 29 einen auf dem Dachfirst 243 bzw. auf einer der Dachflächen 241, 242 aufliegenden Quersteg 291 und zwei davon einstückig abgewinkelte Federschenkel 292 auf, die sich zumindest an ihren freien Enden an der Innenwand des Gehäuseteils 30 abstützen. Die Querstege 291 sind an die Form der Dachflächen 241 oder 242 angepasst und liegen in der Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers 24 plan auf diesen auf.
  • Eine alternative Ausführungsform der beiden Spannfedern ist in 7 dargestellt. Hier weist jede Spannfeder 31 einen einer Dachfläche 241 bzw. 242 angepassten Federschenkel 311 und einen dem Gehäuseteil 30 angepassten Federschenkel 312 auf. Die beiden Federschenkel 311, 312 sind über einen gewellten Mittelsteg 313 miteinander verbunden und liegen, den Mittelsteg 313 zwischen sich einschließend, übereinander. An den Wellen des Mittelstegs 313 stützen sich die beiden Federschenkel 311, 312 ab.
  • Die in 8 dargestellte, als Spannmittel in der Klemmvorrichtung 23 gemäß 5 einsetzbare Spannfeder 32 weist zwei jeweils zum Auflegen auf eine der sich am Klemmkörper 24 diametral gegenüberliegenden Dachflächen 241 oder 242 des Klemmkörpers 24 angepasste, ebene Federschenkel 321 auf, die durch einen gewellten, C-förmigen Federabschnitt 322 einstückig miteinander verbunden sind. Der Federabschnitt 322 stützt sich mit den äußeren Wellen an dem Gehäuseteil 30 ab, während die einander gegenüberliegenden ebenen Federschenkel 321 sich im vorderen Bereich des Federabschnitts 322 an den nach innen sich auswölbenden Wellen des Federabschnitts 322 abstützen.
  • Um eine verringerte Instabilität des Klemmkörpers 24 der Klemmvorrichtung 23 in 5 in dessen Position der Montageausrichtung zu erhalten, können die beiden Dachfirste 243 des Klemmkörpers 24 abgeflacht werden, so dass die Spannfedern 29 eine etwas breitere, parallel zu den Großflächen 113, 114 des Sensorelements 11 verlaufende, ebene Firstfläche 243' erhalten. Dadurch ist ein wesentlich höherer Kraftaufwand erforderlich, um den in seiner Position der Montageausrichtung von den Spannfedern 29 gehaltenen Klemmkörper 24 in seine Position der Klemmausrichtung zu kippen. Ein maximales Kippmoment ist erforderlich, wenn – wie dies in 6 dargestellt ist – der Klemmkörper 24 durch die verbreiterte Firstfläche 243' zu einem gleichmäßigen Oktaeder mit Durchlasskanal 25 wird. In diesen Fall hat der Klemmkörper 24 sowohl in seiner Position der Montageausrichtung als auch in seiner Position der Klemmausrichtung eine gleich stabile Lage.
  • Alle Spannfedern 29, 31, 32 sind aus hochtemperaturbeständigen Stählen oder Nickellegierungen gefertigt.
  • Bei dem in 9 in Explosionsdarstellung skizzierten und in 10 im Schnitt dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Klemmvorrichtung 23 ist der Durchlasskanal 25 im Klemmkörper 24 nicht, wie bei den Ausführungsbeispielen in 2 und 5, so ausgebildet, dass die Kanalachse des Durchlasskanals 25 mit der Körperachse des Klemmkörpers 24 zusammenfällt, sondern so, dass die Kanalachse und die Körperachse einen spitzen Winkel einschließen. In seiner Position der Montageausrichtung nimmt damit der Klemmkörper 24 eine gegenüber dem Sensorelement 11 geneigte Lage ein, während er in seiner Position der Klemmausrichtung etwa senkrecht zum Sensorelement 11 steht. In letzterer Lage werden dann die vordere und hintere Begrenzungskante 251a und 252b der Kanalwände 251, 252 auf die elektrischen Leiter 221 aufgepresst (10). Die Spannmittel sind Axialfedern 33, z.B. Tellerfedern, die an den voneinander abgekehrten Stirnseiten des Klemmkörpers 24 angedrückt werden und in der Schutzhülse 15 z.B. durch Isolierbuchsen axial unverschieblich festgelegt sind.
  • Die vorstehend beschriebene Klemmvorrichtung 23 ist nicht auf die Kontaktierung der Anschlussleitung auf einem Sensorelement eines Gasmessfühlers beschränkt. Sie kann vielmehr überall dort mit Vorteil eingesetzt werden, wo elektrische Leiter auf Kontaktflächen eines Kontaktträgers elektrisch und mechanisch zuverlässig geklemmt werden sollen.

Claims (21)

  1. Vorrichtung zum Klemmen von mindestens einem elektrische Leiter (221) einer elektrischen Anschlussleitung (22) auf eine auf einem Kontaktträger angeordnete Kontaktfläche (21), mit einem auf den auf der Kontaktfläche (21) aufliegenden Leiter (221) aufsetzbaren Klemmmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel von einem einzigen Klemmkörper (24) gebildet ist, in dem ein den Kontaktträger umschließender Durchgangskanal (25) so ausgebildet ist, dass bei einer Montageausrichtung des Klemmkörpers (24) mindestens eine dem Kontaktträger zugekehrte Kanalwand (251, 252) des Durchgangskanals (25) zum Einschieben des mindestens einen Leiters (221) in den Durchgangskanal (25) vom Kontaktträger beabstandet ist, und dass der Klemmkörpers (24) aus seiner Position der Montageausrichtung heraus gegen den Kontaktträger in eine Klemmausrichtung verkippt ist und in der Position der Klemmausrichtung die Klemmung des mindestens einen Leiters (221) auf die Kontaktfläche (21) bewirkt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kontaktfläche (21) auf einer von zwei voneinander abgekehrten Großflächen (113, 114) des Kontaktträgers angeordnet ist und dass die Kanalwände (251, 252) des Durchgangskanals (25) in der Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers (24) gegen die Großflächen (113, 114) angestellt sind, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel zu diesen verlaufen, und mit mindestens einer ihrer stirnseitigen Begrenzungskanten (251a, 252b) auf einem Leiter (221) aufliegen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Großfläche (113, 114) des Kontaktträgers mindestens eine Kontaktfläche (21) vorgesehen ist und auf jeder Kontaktfläche (21) ein elektrischer Leiter (221) geklemmt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers (24) die vordere Begrenzungskante (251a) der einen Kanalwand (251) und die hintere Begrenzungskante (252b) der anderen Kanalwand (252) der einander gegenüberliegenden Kanalwände (251, 252) des Durchgangskanals (25) auf jeweils mindestens einem Leiter (221) aufliegen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (25) im Klemmkörper (24) so ausgebildet ist, dass Kanalachse und Körperachse zusammenfallen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass am Klemmkörper (24) Spannmittel angreifen, die zumindest in der Position der Klemmausrichtung des Klemmkörpers (24) am Klemmkörper (24) zum Kontaktträger gerichtete Druckkraftkomponenten erzeugen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel mindestens eine Kontaktträger und Klemmkörper (24) umschließende Federscheibe (26) aufweisen, die sich einerseits auf dem Kontaktträger und andererseits an dem Klemmkörper (24) abstützt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (26) einen geschlossenen Ring (261) und zwei davon einstückig radial nach innen abstehende, diametral angeordnete Federzungen (262) aufweist, von denen die eine Federzunge (262) sich am Kontaktträger, vorzugsweise auf einer auf den Kontaktträger aufgebrachten Isolierfläche (28), abstützt und die andere Federzunge (262) in eine Ausnehmung (27) eingreift, die am Klemmkörper (24) auf dessen von dem Kontaktträger wegweisenden Außenseite ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleich ausgebildete Federscheiben (26) vorgesehen sind, die mit ihren Federzungen (262) einerseits in diametral angeordnete Ausnehmungen (27) im Klemmkörper (24) eingreifen und andererseits sich auf jeweils einer der Großflächen (113, 114) des Kontaktträgers abstützen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Klemmkörper (24) und Spannmittel so aufeinander abgestimmt sind, dass die Spannmittel in der Position der Montageausrichtung des Klemmkörpers (24) zum Kontaktträger gerichtete Druckkraftkomponenten am Klemmkörper (24) erzeugen und der Klemmkörper (24) durch Aufbringen eines Kippmoments mittels einer mit Abstand von dessen Körperachse angreifenden Axialkraft in seine Position der Klemmausrichtung überführbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel in einem den Klemmkörper (24) mit Abstand umschließenden Gehäuseteil (30) aufgenommen sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander abgekehrten, vom Kontaktträger wegweisenden Außenseiten des Klemmkörpers (24) jeweils satteldachartig mit zwei Dachflächen (241, 242) und einem Dachfirst (243) ausgebildet sind und dass die Spannmittel sich einerseits am Gehäuseteil (30) und andererseits bei Montageausrichtung des Klemmkörpers (24) auf dem Dachfirst (243) und bei Klemmausrichtung des Klemmkörper (24) auf einer Dachfläche (241, 242) abstützen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachfirste (243) abgeflacht sind und jeweils eine parallel zum Kontaktträger verlaufende, ebene Firstfläche (243') aufweisen und damit der Klemmkörper (24) ein Oktaeder ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel zwei gleich ausgebildete, zwischen Gehäuseteil (30) und Klemmkörper (24) sich abstützende, am Klemmkörper (24) diametral angreifende Spannfedern (29, 31, 32) aufweisen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spannfeder (29) einen einer Dachfläche (241, 242) angepassten, auf dem Dachfirst (243) bzw. einer der Dachflächen (241, 242) aufliegenden Quersteg (291) und zwei davon einstückig abgewinkelte Federschenkel (292) aufweist, die sich zumindest mit ihrem freien Ende an dem Gehäuseteil (30) abstützen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spannfeder (31) einen einer Dachfläche (241, 242) angepassten, auf dem Dachfirst (243) bzw. einer der Dachflächen (241, 242) aufliegenden Federschenkel (311) und einen dem Gehäuseteil (30) angepassten, an diesem sich abstützenden Federschenkel (312) aufweist, und dass die Federschenkel (311, 312) übereinanderliegen und durch einen zwischen ihnen verlaufenden, gewellten Mittelsteg (313) einstückig miteinander verbunden sind und sich auf diesem abstützen.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel eine Spannfeder (33) mit zwei jeweils einer Dachflächen (241, 242) angepassten, auf dem Dachfirst (243) oder einer der Dachflächen (241, 242) aufliegenden, ebenen Federschenkeln (321) aufweisen, die durch einen gewellten Federabschnitt (322) einstückig miteinander verbunden sind, und dass die Wellen des Federabschnitts (322) sich einerseits am Gehäuseteil (30) und andererseits an den beiden Federschenkeln (321) abstützen.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (25) im Klemmkörper (24) so ausgebildet ist, dass Kanalachse und Körperachse miteinander einen spitzen Winkel einschließen.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel zwei Axialfedern (33), vorzugsweise Telerfedern, aufweisen, von denen sich jeweils eine auf voneinander abgekehrten Stirnseiten des Klemmkörpers (24) und an einem im Abstand davon angeordneten Festlager abstützt.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–19, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Gasmessfühler zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaft eines Messgases, insbesondere der Sauerstoffkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen, der ein Sensorelement (11) mit in einem messgasseitigen Endabschnitt (111) angeordneten Elektroden (20) und auf einem anschlussseitigen Endabschnitt (112) angeordneten, mit den Elektroden (20) elektrisch verbundenen Kontaktflächen (21) aufweist, indem der Kontaktträger mit Kontaktflächen (21) von dem anschlussseitigen Endabschnitt (112) des Sensorelements (111) gebildet ist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasmessfühler eine den anschlusseitigen Enabschitt (112) des Sensorelements (12) umgebende Schutzhülse (15) aufweist und dass die Schutzhülse (15) das Gehäuseteil (30) zur Abstützung der Spannmittel bildet.
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