DE19523911A1

DE19523911A1 - Anschlußleitung für einen Meßfühler

Info

Publication number: DE19523911A1
Application number: DE19523911A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Chem Dr Hoetzel; Johann Dipl Ing Wehrmann; Heinz Dipl Ing Eisenschmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2015-07-01
Also published as: DE19523911C2; DE19523911C5; JPH10505428A; WO1997002624A1; JP4101291B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anschlußleitung für einen Meßfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Eine gattungsgemäße Anschlußleitung ist beispielsweise aus der DE-OS 28 05 598 bekannt, bei der aus einem metallischen Gehäuse eines Meßfühlers herausgeführte elektrische Anschlußkabel von einem Mantelrohr ummantelt sind. Das Mantelrohr dient dazu, eine von Spritzwasser und Luftverunreinigungen abgeschirmte Außenluft in das Innere des Gehäuses des Meßfühlers zu leiten. Die bislang bekannten Anschlußleitungen weisen PTFE-isolierte Anschlußkabel auf, wobei die Außenluft, die als Referenzluft dient, über die Kabelseele geleitet wird.

Es ist ferner bekanntgeworden, als Mantelrohr ein Metallrohr zu verwenden und die elektrischen Leiter des Anschlußkabels im Metallrohr mittels MgO-Pulver thermisch und elektrisch zu isolieren. Das MgO-Pulver ist hygroskopisch, wodurch der Isolationswiderstand zwischen den Leitungen abnimmt, wenn die Anschlußleitung bei Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit kurze Zeit gelagert wird. Um dies zu vermeiden, ist eine aufwendige Fertigung, mit Ausheizen und Versiegeln der Leitungsenden nötig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anschlußleitung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine hochtemperaturstabile elektrische und thermische Isolation der Anschlußkabel im Mantelrohr möglich ist. Die Referenzluftzuführung wird dabei nicht beeinträchtigt. Diese hochtemperaturstabile Anschlußleitung ermöglicht eine Kostenreduzierung durch eine kurze Bauform des Meßfühlers. Die Verwendung von normalen Anschlußkabeln und Anschlußsteckern sind weitere Vorteile.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Anschlußleitung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Anschlußkabel zwischen Meßfühler und Anschlußstecker mit einer Schnittstelle zu versehen, in der die sensorelementseitigen Anschlußkabel mit steckerseitigen Anschlußkabeln elektrisch kontaktiert sind, und die Schnittstelle mit einem Dichtelement abzudichten. Das Dichtelement weist dabei einen Hohlraum auf, so daß die über die steckerseitigen Anschlußkabel geführte Referenzluft zum Mantelrohr hin übertragen werden kann. Das Dichtelement wird dabei zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff hergestellt, der durch Umspritzen der Schnittstelle aufgebracht wird. Die Ausführung der sensorelementseitigen Kabelenden jeweils mit einem Kontaktstreifen ermöglicht, daß die Anschlußkabel mit den Anschlußkontakten des Sensorelements verschweißt oder verlötet werden können. Dadurch entfällt der sonst übliche und konstruktiv sehr aufwendige Kontaktierstecker. Durch den Wegfall des Kontaktiersteckers kann gleichzeitig das anschlußseitige Ende des Sensorelements höheren Temperaturen ausgesetzt werden, wodurch die Baulänge des Sensorelements reduziert werden kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Anschlußleitung für einen Meßfühler, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anschlußleitung gemäß der Linie II-II in einer ersten Ausführungsform und Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in einer zweiten Ausführungsform.

Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine Anschlußleitung für einen Meßfühler 10 mit einem Anschlußstecker 11 dargestellt, wobei vom Meßfühler 10 lediglich ein anschlußseitiger Abschnitt gezeigt wird. Der Stecker 11 wird mit einem nicht dargestellten Steuergerät beziehungsweise Auswertegerät verbunden. Der Meßfühler 10 hat ein in einem metallischen Gehäuse 12 angeordnetes Sensorelement 13, von dem lediglich ein anschlußseitiger Endabschnitt zu sehen ist. Der anschlußseitige Endabschnitt des Sensorelements 13 besitzt nicht näher dargestellte Anschlußkontakte.

Die Anschlußleitung weist einen meßfühlerseitigen Leitungsabschnitt 15 mit meßfühlerseitigen Anschlußkabeln 16 und einen steckerseitigen Leitungsabschnitt 17 mit steckerseitigen Anschlußkabeln 18 auf. Die meßfühlerseitigen Anschlußkabel 16 sind von einem metallischen Mantelrohr 19 umhüllt. Das Mantelrohr 19 ist beispielsweise mit einem etwa rechtwinklig verlaufenden Bogen ausgeführt. Es kann jedoch ebenfalls gerade oder mit jedem anderen Winkel abgewinkelt verlaufen. Die Anschlußkabel 16, 18 weisen jeweils elektrischen Leiter 21 bzw. 22 auf, die bei den meßgasseitigen Anschlußkabeln 16 von einer hochtemperaturfesten elektrischen Isolierung 23 und bei den steckerseitigen Anschlußkabeln 18 von einer Kunststoff- Isolierung 24, beispielsweise aus PTFE ummantelt sind.

Zwischen den beiden Leitungsabschnitten 15, 17 befindet sich eine Schnittstelle 20, in der das meßgasseitige Anschlußkabel 16 und das steckerseitige Anschlußkabel 18 mittels einer Kontaktverbindung 26 verbunden sind. Dazu sind an die Enden der Leiter 21 der meßgasseitigen Anschlußkabel 16 beispielsweise jeweils eine Crimphülse 27 angeschweißt, in der die Leiter 22 der steckerseitigen Anschlußkabel 18 verstemmt sind, so das eine Crimpverbindung vorliegt.

Die Kontaktverbindung 26 ist mit einem Dichtelement 30 ummantelt, wobei innerhalb des Dichtelements 30 ein Hohlraum 31 vorgesehen ist, in den die Isolierungen 24 der steckerseitigen Anschlußkabel 18 münden. Auf der Seite des meßelementseitigen Leitungsabschnitts 15 ist das Dichtelement 30 mit dem Mantelrohr 19 verbunden, derart, daß der Hohlraum 31 eine Verbindung mit dem Innern des Mantelrohres 19 aufweist.

Die über den Hohlraum 31 realisierte Verbindung dient dazu, daß die über den Stecker 11 in die Leiter 22, die vorzugsweise als Litze ausgeführt sind, eindringende Luft über den Hohlraum 31 in das Mantelrohr 19 geführt werden kann, von wo aus die Luft weiter in das Innere des Gehäuses 12 geleitet wird. Dort dient die eingeleitete Luft als Referenzluft für das Sensorelement 13. Es ist insofern denkbar, auf den Hohlraum 31 zu verzichten, wenn das Sensorelement 13 ohne Referenzluft auskommt. Das Dichtelement 30 wird beispielsweise durch Umspritzen der Kontaktverbindung 26 mit einem Kunststoff hergestellt. Dadurch entsteht eine wasserdichte Verbindung zum steckerseitigen Anschlußkabel 18 und zum Mantelrohr 19 hin.

Das Gehäuse 12 besitzt einen Anschlußabschnitt 33, der sich gegenüber der sensorelementseitigen Form zu einer zylindrischen Öffnung 34 verjüngt. In der zylindrischen Öffnung 34 steckt das metallisches Mantelrohr 19, wobei das Mantelrohr 19 beispielsweise mittels einer geschlossenen Schweißnaht 35 am Anschlußabschnitt 33 mit dem Gehäuse 12 verschweißt ist. Die Schweißnaht 35 kann mittels Laserschweißen vorgenommen werden. Die sensorelementseitigen Enden der Leiter 21 der meßfühlerseitigen Anschlußkabel 16 sind jeweils mit einem aufgelöteten oder angeschweißten Kontaktstreifen 28 versehen, der mit den jeweiligen Anschlußkontakten des Sensorelements durch Löten oder Schweißen kontaktiert ist.

Zwei Ausführungsformen des meßelementseitigen Leitungsabschnitts 15 gehen aus Fig. 2 und 3 hervor. Gemäß Fig. 2 sind im Mantelrohr 19 vier meßelementseitige Anschlußkabel 16 angeordnet, deren Leiter 21 von der hochtemperaturfesten elektrischen Isolierungen 23 ummantelt sind. Gemäß Fig. 3 sind im Mantelrohr 19 fünf meßelementseitig Anschlußkabel 16 geführt, wobei die Anordnung der Anschlußkabel 16 im Mantelrohr 19 derart erfolgt, daß größtmögliche Packungsdichte realisierbar ist. Die Ausführung der Anschlußkabel 16 in Fig. 3 entspricht der des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2.

Das Mantelrohr 19 besteht aus einem temperaturfesten Metall, beispielsweise aus einer CrNi- bzw. NiCr-Legierung, und besitzt je nach Anzahl der aufzunehmenden Anschlußkabel 16 einen Außendurchmesser von etwa 3 bis 6 mm.

Als hochtemperaturfeste elektrische Isolierung 23 wird Glasseide verwendet, mit der die Leiter 21 umflochten sind. Es ist auch möglich, ein die Leiter 21 umschließendes Geflecht aus Keramikfasern zu verwenden. Die Temperaturbeständigkeit der Glasseide erreicht etwa 700°C, die der Keramikfaser reicht bis etwa 1200°C.

Claims

1. Anschlußleitung für einen Meßfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren, mit mindestens einem aus einem metallischen Gehäuse herausgeführten und eine elektrische Isolierung aufweisenden Anschlußkabel, welches von einem Mantelrohr umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (23) des Anschlußkabels aus einem Geflecht eines hochtemperaturstabilen Materials besteht und daß das Mantelrohr (19) mit dem Gehäuse (11) verschweißt ist.

2. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein meßfühlerseitiger Leitungsabschnitt (15) mit meßfühlerseitigen Anschlußkabeln (16) und ein steckerseitiger Leitungsabschnitt (17) mit steckerseitigen Anschlußkabeln (18) vorgesehen sind, zwischen denen sich eine Schnittstelle (20) für eine Kontaktverbindung (26) befindet, mit der die meßfühlerseitigen Anschlußkabel (16) und die steckerseitigen Anschlußkabel (18) kontaktierbar sind.

3. Anschlußleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktverbindung (26) mit einem Dichtelement (30) ummantelt ist.

4. Anschlußleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom Dichtelement (30) das Mantelrohr (19) und das steckerseitigen Anschlußkabel (18) zumindest wasserdicht umfaßt ist.

5. Anschlußleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (30) einen Hohlraum (31) aufweist, über den Gas beziehungsweise Luft in das Mantelrohr (19) einleitbar ist.

6. Anschlußleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (31) derart ausgebildet ist, daß das über das steckerseitige Anschlußkabel (18) einströmende Gas beziehungsweise Luft in das Mantelrohr (19) weiterleitbar ist.

7. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochtemperaturstabile Isolierung (23) eine geflochtene Glasseide ist.

8. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochtemperaturstabile Isolierung (23) ein Geflecht aus Keramikfasern ist.

9. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gehäuse (12) zu einem Anschlußabschnitt (33) hin mit einer zylindrischen Öffnung (34) verjüngt und daß in der zylindrischen Öffnung (34) das Mantelrohr (19) mittels einer Schweißnaht (35) gasdicht festgelegt ist.