DE19611572A1

DE19611572A1 - Anschlußleitung für einen Meßfühler

Info

Publication number: DE19611572A1
Application number: DE19611572A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Weyl; Hans-Martin Dipl Ph Wiedenmann; Anton Dipl Ing Hans
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-03-23
Filing date: 1996-03-23
Publication date: 1997-09-25
Also published as: EP0827590A1; CN1183141A; KR19990014723A; WO1997036172A1; JPH11506216A

Description

Stand der Technik

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

Ein gattungsgemäßer Meßfühler ist beispielsweise aus der DE- OS 28 05 598 bekannt, bei dem aus einem metallischen Gehäuse herausgeführte elektrische Anschlußkabel von einem Mantelrohr umhüllt sind. Das Mantelrohr dient dazu, eine von Spritzwasser und Luftverunreinigungen abgeschirmte Referenzluft in das Gehäuses des Meßfühlers als Referenzatmosphäre zu leiten.

Aus der DE-OS 27 02 432 ist ferner bekannt, die Referenzluft über die Anschlußkabel in das Gehäuses einzuleiten, wobei die innerhalb der Isolierung der Anschlußkabel vorhandenen Hohlräume nicht immer ausreichen, um genügend Referenzluft ins Innere des Gehäuses des Meßfühlers zu leiten.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ein besserer Zuführung der Referenzatmosphäre in das Gehäuses stattfindet. Wegen der relativ großen Mantelfläche der Kabelumhüllung sind ausreichend dimensionierte gasdurchlässige Abschnitte möglich durch die genügend Referenzluft in das Innere die Kabelumhüllung und von dort in das Gehäuse eindringen kann. Gleichzeitig wird verhindert, daß Feuchtigkeit oder Verunreinigungen in das Gehäuses gelangen. Aufgrund der großen Oberfläche der gasdurchlässigen Abschnitte der Kabelumhüllung kann eine sehr geringe spezifische Durchlässigkeit des porösen Materials eingestellt werden, was das ansonsten kritische Eindringen flüssiger Kohlenwasserstoffe erschwert. Eine dichte Verbindung zwischen den Isolierungen der Anschlußkabel und der Kabeldurchführung ist nicht mehr notwendig.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Anschlußleitung möglich. Eine fertigungstechnisch günstige Verbindung der Kabelumhüllung mit dem Gehäuse des Meßfühlers wird dadurch erreicht, daß die Kabelumhüllung auf die Öffnung des Gehäuses aufgeschrumpft wird. Durch das gleichzeitige Verstemmen einer in der Öffnung gehaltenen Kabeldurchführung mit einem über die Kabelumhüllung gelegten Klemmring wird eine weitere Vereinfachung der Montage des Meßfühlers erreicht. Die Kabeldurchführung kann vorteilhaft zugleich als Zugentlastung für die Anschlußkabel eingesetzt werden.

Zeichnung

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

Fig. 1 einen Meßfühler mit einer erfindungsgemäßen Anschlußleitung und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt X gemäß Fig. 1.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt einen Meßfühler 10, beispielsweise eine X-Sonde, mit einem Gehäuse 13, in dem ein Sensorelement 14 gasdicht fixiert ist. Der Meßfühler 10 ist mit einer Anschlußleitung 11 verbunden, die aus einer gasdurchlässigen Kabelumhüllung 12 besteht, in der Anschlußkabel 18 für das Sensorelement 14 geführt sind. Das Gehäuse 13 hat einen meßgasseitigen Abschnitt 15 und einen anschlußseitigen Abschnitt 16. Die Anschlußkabel 18 besitzen gemäß Fig. 2 jeweils einen elektrischen Leiter 19, der von einem Isolationsmantel 20 umgeben ist.

Am meßgasseitigen Abschnitt 15 des Gehäuses 13 ist ein Schutzrohr 22 mit Gasein- und -auslaßöffnungen 23 befestigt. Das Schutzrohr 22 umgibt das aus dem Gehäuse 13 meßgasseitig herausragende Sensorelement 14. Am meßgasseitigen Abschnitt 15 ist ferner ein Gewinde 24 angebracht, mit dem der Meßfühler 10 in einem nicht dargestellten Abgasrohr befestigt wird.

Am anschlußseitigen Abschnitt 16 des Gehäuses 13 ist eine metallische Schutzhülse 30 gasdicht mittels einer radial umlaufenden Schweißnaht 31 befestigt. Die Schutzhülse 30 umgibt das anschlußseitig ebenfalls aus dem Gehäuse 13 herausragende Sensorelement 14 und bildet einen Innenraum 33 in den eine Referenzatmosphäre, beispielsweise Luft, für eine nichtdargestellte Referenzelektrode des Sensorelements 14 eingeleitet wird.

Am anschlußseitigen Ende besitzt das Sensorelement 14 nicht dargestellte Anschlußkontakte, die mit Kontaktteilen 35 kontaktiert sind. Die Kontaktteile 35 sind in einem beispielsweise zweiteiligen Verbindungsstecker 40 angeordnet, wobei die beiden Teile des Verbindungssteckers 40 von einem ringförmigen Federelement 41 zusammengehalten werden. Dadurch werden die Kontaktteile 35 auf die nicht dargestellten Anschlußkontakte des Sensorelements 14 gedrückt. Der kabelseitige Abschnitt der Kontaktteile 35 ist mit einer Crimpverbindung 43 ausgeführt. Mittels der Crimpverbindungen 43 werden die Kontaktteile 35 mit den Anschlußkabeln 18 verbunden (Fig. 2).

Die Schutzhülse 30 ist gemäß Fig. 2 an ihrem anschlußseitigen Ende mit einem zylindrischen Abschnitt 45 mit einer Öffnung 46 ausgeführt, wobei der zylindrische Abschnitt 45 gegenüber dem anderen Teil der Schutzhülse 30 einen geringen Durchmesser hat. Die Öffnung 46 ist mit einer Kabeldurchführung 50 verschlossen. Die Kabeldurchführung 50 besteht beispielsweise aus PTFE und hat entsprechend der Anzahl der durchzuführenden Anschlußkabel 18 Durchgangslöcher 51. Die Durchgangslöcher 51 sind im Durchmesser so dimensioniert, daß sich zwischen dem Isolationsmantel 20 der Anschlußkabel 18 und Schutzhülse 30 ein Spalt 52 ausbildet, durch den die Referenzluft in das Innere der Schutzhülse 30 gelangen kann. Gehäuseseitig sind die Durchgangslöcher 51 so gestaltet, daß sich die Crimpverbindungen 43 in der Kabeldurchführung 50 verhaken. Durch das Verhaken der Crimpverbindungen 43 entsteht eine Zugentlastung für die Anschlußkabel 18.

Die Kabelumhüllung 12 ist beispielsweise ein PTFE-Schlauch mit einem steckerseitigen Ende 56 und einem meßfühlerseitigen Ende 57. Der PTFE-Schlauch weist an seiner Mantelfläche Poren auf, durch die die Referenzluft in das Innere des Schlauchs eindringen kann. Die Porengröße ist derart gering, daß eine spezifische Durchlässigkeit vorliegt, die das ansonsten kritische Eindringen flüssiger Kohlenwasserstoffe verhindert.

Aus dem steckerseitigen Ende 56 des Schlauchs sind die Anschlußkabel 18 herausgeführt und mit einem nicht dargestellten Anschlußstecker kontaktiert, der mit einem ebenfalls nicht dargestellten Steuergerät verbunden wird. Am steckerseitigen Ende 56 ist der PTFE-Schlauch von einer Manschette 58 umgeben, die den PTFE-Schlauch zusammenquetscht. Zweckmäßigerweise kann innerhalb des PTFE- Schlauchs im Bereich der Manschette 58 ein Dichtelement angeordnet sein, so daß beim Zusammenquetschen der Schlauch zumindest wasserdicht verschlossen wird.

Das meßfühlerseitige Ende 57 des Schlauchs ist über den zylinderförmigen Abschnitt 45 gestülpt. Dies geschieht beispielsweise durch Erwärmen und anschließendes Aufschrumpfen des Schlauchs auf den zylindrischen Abschnitt 45 der Schutzhülse 30. Zusätzlich ist über das meßfühlerseitige Ende 57 des Schlauchs ein Klemmring 59 geschoben, der dann mittels eines Stemmwerkzeugs radial verstemmt wird. Dadurch wird gleichzeitig der zylindrische Abschnitt 45 der Schutzhülse 30 mit der Kabeldurchführung 50 verstemmt, wodurch die Kabeldurchführung 50 in der Öffnung 46 fest verankert wird.

Die Herstellung des porösen PTFE-Schlauchs geschieht durch Strecken des PTFE-Materials nach einem an sich bekannten Verfahren. Es ist aber genauso denkbar, den PTFE-Schlauch nur an einem oder mehreren Abschnitten zu strecken, so daß lediglich eine abschnittsweise Porösität entlang des Schlauchs vorliegt.

Eine andere Möglichkeit zur Ausführung einer gasdurchlässigen Kabelumhüllung 12 besteht darin, daß ein an sich dichtes Material durch Laserstrahlbeschuß oder durch feinste mechanisch eingebrachte Nadelstiche luftdurchlässig gemacht wird.

Bei einem entsprechenden Material mit einer geringen Wandstärke und einer entsprechenden Oberflächengröße der Kabelumhüllung 12 ist es durchaus denkbar, die Sauerstoff- Diffusionseigenschaften des Material selbst für die Zuführung der Referenzatmosphäre zu nutzen.

Claims

1. Meßfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren, mit einem in einem metallischen Gehäuse angeordneten Sensorelement, welches mit aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlußkabeln kontaktiert ist, die von einer Kabelumhüllung umgeben sind, wobei in das Gehäuse eine Referenzatmosphäre für das Sensorelement einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelumhüllung (12) an der Mantelfläche zumindest bereichsweise mindestens einen gasdurchlässigen Abschnitt derart aufweist, daß die Referenzatmosphäre in das Innere der Kabelumhüllung (12) und von dort in das Gehäuse (13, 30) gelangen kann.

2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdurchlässige Abschnitt Poren aufweist, durch die die Refernzatmosphäre in das Innere der Kabelumhüllung (12) leitbar ist.

3. Meßfühler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelumhüllung (12) ein PTFE-Schlauch ist, der zumindest abschnittsweise eine Porosität aufweist.

4. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) einen zylindrischen Abschnitt (45) mit einer Öffnung (46) aufweist und daß die Kabelumhüllung (12) am zylindrischen Abschnitt (45) an das Gehäuse (30) angeschlossen ist.

5. Meßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelumhüllung (12) auf den zylindrischen Abschnitt (45) aufgeschrumpft ist.

6. Meßfühler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des zylindrischen Abschnitts (45) des Gehäuses (30) ein Klemmring (59) über der Kabelumhüllung (12) angeordnet ist und daß der Klemmring (59) mit dem Gehäuse (30) radial verstemmt ist.

7. Meßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (46) des zylindrischen Abschnitts (45) des Gehäuses (30) eine Kabeldurchführung (50) angeordnet ist und daß die Kabeldurchführung (50) entsprechend der Anzahl der Anschlußkabel (18) axial verlaufende Durchgangslöcher (51) aufweist, die in ihrem Querschnitt derart dimensioniert sind, daß zwischen Anschlußkabel (18) und Kabeldurchführung (50) ein Spalt (52) ausgebildet ist, über den die Referenzatmosphäre in das Gehäuse (13) gelangen kann.

8. Meßfühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktteile (35) zum Kontaktieren des Sensorelements (14) vorgesehen sind, die mittels einer Crimpverbindung (43) mit den Anschlußkabeln (18) kontaktiert sind, und daß die Durchgangslöcher (51) für die Anschlußkabel (18) zumindest gehäuseseitig derart dimensioniert sind, daß sich die Crimpverbindung (43) im jeweiligen Durchgangsloch (51) verhaken kann.