DE19523911C2

DE19523911C2 - Anschlußleitung für einen Meßfühler

Info

Publication number: DE19523911C2
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: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-01
Also published as: WO1997002624A1; JPH10505428A; DE19523911C5; DE19523911A1; JP4101291B2

Description

Stand der Technik

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

Eine gattungsgemäße Anschlußleitung ist beispiels weise aus der DE-OS 28 05 598 bekannt, bei der aus einem metallischen Gehäuse eines Meßfühlers heraus geführte elektrische Anschlußkabel von einem Mantel rohr ummantelt sind. Das Mantelrohr dient dazu, eine von Spritzwasser und Luftverunreinigungen abge schirmte Außenluft in das Innere des Gehäuses des Meßfühlers zu leiten. Die bislang bekannten Anschluß leitungen weisen PTFE-isolierte Anschlußkabel auf, wo bei die Außenluft, die als Referenzluft dient, über die Kabelseele geleitet wird.

Es ist ferner bekanntgeworden, WO 95/18965 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 Anschluß leitung bei Raumtemperatur und Raumfeuchtigkeit kur ze 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 hochtemperatur stabile elektrische und thermische Isolation der An schlußkabel im Mantelrohr möglich ist. Die Referenz luftzuführung wird dabei nicht beeinträchtigt. Diese hochtemperaturstabile Anschlußleitung ermöglicht eine Kostenreduzierung durch eine kurze Bauform des Meß fühlers. Die Verwendung von normalen Anschlußkabeln und Anschlußsteckern sind weitere Vorteile.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Anschlußlei tung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Anschluß kabel zwischen Meßfühler und Anschlußstecker mit ei ner Schnittstelle zu versehen, in der die sensorelement seitigen Anschlußkabel mit steckerseitigen Anschlußka beln 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 Schnittstelleaufgebracht wird. Die Ausführung der sen sorelementseitigen Kabelenden jeweils mit einem Kon taktstreifen ermöglicht, daß die Anschlußkabel mit den Anschlußkontakten des Sensorelements verschweißt oder verlötet werden können. Dadurch entfällt der sonst übliche und konstruktiv sehr aufwendige Kontaktier stecker. Durch den Wegfall des Kontaktiersteckers kann gleichzeitig das anschlußseitige Ende des Sensor elements 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 Be schreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anschlußleitung für einen Meßfühler,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anschlußleitung ge mäß 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 dar gestellten Steuergerät beziehungsweise Auswertegerät verbunden. Der Meßfühler 10 hat ein in einem metalli schen Gehäuse 12 angeordnetes Sensorelement 13, von dem lediglich ein anschlußseitiger Endabschnitt zu se hen ist. Der anschlußseitige Endabschnitt des Sensorele ments 13 besitzt nicht näher dargestellte Anschlußkon takte.

Die Anschlußleitung weist einen meßfühlerseitigen Leitungsabschnitt 15 mit meßfühlerseitigen Anschluß kabeln 16 und einen steckerseitigen Leitungsabschnitt 17 mit steckerseitigen Anschlußkabeln 18 auf. Die meß fühlerseitigen Anschlußkabel 16 sind von einem metalli schen Mantelrohr 19 umhüllt. Das Mantelrohr 19 ist beispielsweise mit einem etwa rechtwinklig verlaufen den 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 An schlußkabeln 16 von einer hochtemperaturfesten elek trischen Isolierung 23 und bei den steckerseitigen An schlußkabeln 18 von einer Kunststoff-Isolierung 24, bei spielsweise aus PTFE ummantelt sind.

Zwischen den beiden Leitungsabschnitten 15, 17 be findet 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 meßgasseiti gen 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 Dichtele ment 30 ummantelt, wobei innerhalb des Dichtelements 30 ein Hohlraum 31 vorgesehen ist, in den die Isolierun gen 24 der steckerseitigen Anschlußkabel 18 münden. Auf der Seite des meßelementseitigen Leitungsab schnitts 15 ist das Dichtelement 30 mit dem Mantelrohr 19 verbunden, derart, daß der Hohlraum 31 eine Verbin dung 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 ge führt werden kann, von wo aus die Luft weiter in das Innere des Gehauses 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 Referenz luft auskommt. Das Dichtelement 30 wird beispielsweise durch Umspritzen der Kontaktverbindung 26 mit einem Kunststoff hergestellt. Dadurch entsteht eine wasser dichte 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 zylindri schen 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 Schweiß naht 35 kann mittels Laserschweißen vorgenommen werden. Die sensorelementseitigen Enden der Leiter 21 der meßfühlerseitigen Anschlußkabel 16 sind jeweils mit einem aufgelöteten oder angeschweißten Kontaktstrei fen 28 versehen, der mit den jeweiligen Anschlußkon takten 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 meßelement seitige Anschlußkabel 16 angeordnet, deren Leiter 21 von der hochtemperaturfesten elektrischen Isolierun gen 23 ummantelt sind. Gemäß Fig. 3 sind im Mantel rohr 19 fünf meßelementseitig Anschlußkabel 16 ge führt, wobei die Anordnung der Anschlußkabel 16 im Mantelrohr 19 derart erfolgt, daß größtmögliche Pac kungsdichte realisierbar ist. Die Ausführung der An schlußkabel 16 in Fig. 3 entspricht der des Ausführungs beispiels gemäß Fig. 2.

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

Als hochtemperaturfeste elektrische Isolierung 23 wird Glasseide verwendet, mit der die Leiter 21 um flochten sind. Es ist auch möglich, ein die Leiter 21 um schließendes Geflecht aus Keramikfasern zu verwen den. Die Temperaturbeständigkeit der Glasseide er reicht 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 einer Ummantelung umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung ein metallisches Mantelrohr (19) ist, das mit dem Gehäuse (11) verschweißt ist, daß ein meßfühlerseitiger Leitungsabschnitt (15) mit mindestens einem meßfühlerseitigen Anschlußkabel (16) und ein steckerseitiger Leitungsabschnitt (17) mit mindestens einem steckerseitigen Anschlußkabel (18) vorgesehen sind, zwischen denen sich eine Schnittstelle (20) für eine Kontaktverbindung (26) des meßfühlerseitigen Anschlußkabels (16) mit dem steckerseitigen Anschlußkabel (18) befindet, und daß das Mantelrohr (19) und das steckerseitige Anschlußkabel (18) zumindest im Bereich der Kontaktverbindung (26) mit einem Dichtelement (30) umfaßt ist.

2. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (30) das Mantelrohr (19) und das steckerseitige Anschlußkabel (18) zumindest wasserdicht umfaßt.

3. Anschlußleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (30) einen Hohlraum (31) aufweist, über den Gas beziehungsweise Luft in das Mantelrohr (19) einleitbar ist.

4. Anschlußleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das steckerseitige Anschlußkabel (18) derart ausgebildet ist, daß über das steckerseitige Anschlußkabel (18) Gas beziehungsweise Luft in den Hohlraum (31) und von dort in das Mantelrohr (19) zu strömen vermag.

5. 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 verschweißt ist.

6. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (23) des Anschlußkabels aus einem Geflecht eines hochtemperaturstabilen Materials besteht.

7. Anschlußleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hochtemperaturstabile Isolierung (23) eine geflochtene Glasseide ist.

8. Anschlußleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hochtemperaturstabile Isolierung (23) ein Geflecht aus Keramikfasern ist.