DE19631501C2 - Gasdurchlässige Anschlußleitung für einen Meßfühler - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Meßfühler, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Ein gattungsgemäßer Meßfühler ist beispielsweise aus der DE-OS 27 02 432 bekannt, bei dem die Referenzluft über die Anschlußkabel in das Gehäuse eingeleitet wird, wobei die innerhalb der Isolierung der Anschlußkabel vorhandenen Hohlräume nicht immer ausreichen, um genügend Referenzluft in das Innere des Gehäuses des Meßfühlers zu leiten. Hierbei ist zu beachten, daß diese Referenzluft regelmäßig erneuert werden muß, d. h. sie muß mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen. Andererseits ist es für ein unverfälschtes Meßergebnis zwingend notwendig, daß die Referenzluft nicht mit dem zu messenden Abgas, oder aber auch z. B. mit Schmutz, Wasser, Öl oder Benzin aus der Umgebungsluft in Berührung kommt. Die Verbindung der Referenzluft mit der Umgebungsluft wird nach dem heutigen Stand der Technik über die Kabelseele, d. h. über die innenliegende Litze des Meßkabels, z. B. aus dem Steuergerät, durchgeführt. Aus der DE 40 15 486 A1 ist ein gasdichtes Abdichtelement eines Meßfühlers bekannt, welches die Abgase von der Referenzluft trennt und in einer Metallhülse angeordnet ist, die Übertragungsöffnungen aufweist. Diese Übertragungsöffnungen sind mit einem rund um den Außenumfang der Übertragungsöffnung herum angeordneten Übertragungselement, das gasdurchlässig und wasserabstoßend ist, versehen. Das Übertragungselement besteht aus einem Material auf Harzbasis. Damit wird innerhalb des metallischen Gehäuses die Gasdurchlässigkeit erhöht. Der Isolationsmantel des Meßkabels bei der Kabeldurchführung in die Meßsonde mit dem Gehäuse muß absolut dicht abgeschlossen sein. Die genannte Kabeldurchführung ist sehr aufwendig, da verschiedene Bauelemente gefertigt und bei der Montage zusammengesetzt werden müssen. Dieser Aufwand schlägt sich dementsprechend in den Fertigungskosten nieder.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anschlußleitung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß eine bessere Zuführung der Referenzatmosphäre in das Gehäuse stattfindet. Die in die Mantelfläche der Kabelumhüllung aus PTFE angebrachten Öffnungen sind derart dimensioniert, daß durch diese gasdurchlässigen Abschnitte genügend Referenzluft in das Innere der Kabelumhüllung und von dort in das Gehäuse eindringen kann, andererseits aber der Durchtritt von Flüsssigkeiten, wie beispielsweise Kraftstoff, Wasser etc. ausgeschlossen wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Anschlußleitung möglich.

Fertigungstechnisch besonders günstig ist es, wenn die Kabelisolierung Öffnungen aufweist, die von einer zusätzlichen PTFE-Folie umhüllt ist, wobei die PTFE-Folie derart vorbehandelt wurde, daß sie eine Porosität aufweist, durch die zwar Gas aber keine Flüssigkeit oder Feuchtigkeit bzw. Verunreinigungen in das Gehäuse gelangen können.

Aufgrund der möglichen Variation der zusätzlichen PTFE-Folie durch entsprechende Behandlung kann deren spezifische Durchlässigkeit vorteilhafterweise eingestellt werden, was die ansonsten kritische Diffusion flüssiger Kohlenwasserstoffverbindungen erschwert bzw. ausschließt. Die zusätzliche PTFE-Folie wird auf den gasdurchlässigen Abschnitt der PTFE-Leitung vorteilhafterweise aufgeschrumpft.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine Kabeltülle mit dem erfindungsgemäßen Anschlußkabel in eingebautem Zustand in einer Lambdasonde.

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch die Anschlußseite eines Meßfühlers 1, beispielsweise einer Lambdasonde. Diese Anschlußseite umfaßt ein teilweise dargestelltes Gehäuse 2, in dem ein nicht dargestelltes Sensorelement 20 gasdicht fixiert ist. Der Tüllenkörper 3 befindet sich in dem Gehäuse 2. Zwei Anschlußkabel 4, 5 durchsetzen den Tüllenkörper 3 und sind an ihrem unteren Ende mit Crimpkontakten 6, 7 versehen. Die Isolationsmäntel 12, 13 sind formschlüssig entlang ihrem gesamten Umfang mit dem Tüllenkörper 3 verbunden. In einem Abstand L von beispielsweise 2 cm vom Gehäuse 2 entfernt sind an der Kabelumhüllung Öffnungen 17 angebracht, die von einer porösen zusätzlichen PTFE-Folie 18 abgedeckt sind, wodurch ein durchgehender Luftaustauschkanal zwischen dem nicht dargestellten Meßfühler und der Außenluft entsteht. Durch die feste Verbindung der Isolationsmäntel 12, 13 mit dem Tüllenkörper 3 werden sämtliche Verformungen bei der Erwärmung bzw. Abkühlung des Tüllenkörpers 3 von den Isolationsmänteln 12, 13 und dem Tüllenkörper 3 gekoppelt durchgeführt. Der Tüllenkörper 3 ist im Gehäuse 2 verstemmt, weshalb das Gehäuse 2 eine ringförmige Ausdellung 8 und der Tüllenkörper 3 ein in die Ausdellung 8 passenden Ringwulst 9 aufweist, der eine Nut 10 umfaßt. In die Nut 10 ist ein O- Ring 11 eingelegt. Die Isolationsmäntel 12, 13 der Anschlußkabel 4, 5 liegen formschlüssig an dem Tüllenkörper 3 an, und sind fest mit diesem verbunden.

Im Betrieb der Lambdasonde treten an dem Kabelausgang Temperaturen zwischen 250 bis 280°C auf. Die Wärmeausdehnung des Tüllenkörpers 3, der aus Glasfaser gefülltem Teflon besteht, führt dazu, daß sich der Tüllenkörper 3 in axialer Richtung, d. h. in Richtung des Doppelpfeils P ausdehnt, da er durch die Metallhülse 2 radial fest umschlossen ist. Bei Abkühlung geht der Tüllenkörper 3 nicht vollständig in seine ursprüngliche Form zurück. Um hier einen dichten Abschluß zu gewährleisten, ist die Nut 10 mit dem innen liegenden Witon-O-Ring 11 versehen. Die beschriebene Anordnung wird beispielsweise in einem Ofen erhitzt, wobei sich der Tüllenkörper 3 sowie die Isolationsmäntel 12, 13 ausdehnen. Evtl. vorhandene Ringspalte um die Isolationsmäntel 12, 13 herum werden dabei geschlossen. Dadurch kommt nur noch über die Öffnungen 17 Gas ins Innere des nicht dargestellten Meßfühlers.

Die Herstellung der zusätzlichen porösen PTFE-Folie 18 geschieht durch Strecken des PTFE-Materials nach einem an sich bekannten Verfahren. Es ist aber ebenso denkbar, diese PTFE-Folie 18 durch Laserstrahlbeschuß oder durch feinste, mechanisch angebrachte Nadelstiche luftdurchlässig zu machen. Es ist außerdem denkbar, das PTFE-Material der Isolationsmäntel 12, 13 durch an sich bekanntes Strecken des Matterials zumindest bereichsweise porös auszuführen.

Claims (6)

1. Sensorelement, welches in einem metallischen Gehäuse (2) angeordnet ist, mit mindestens einem aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlußkabel, in das über Eintrittsöffnungen (17) ein Referenzgas einleitbar ist, wobei sich die Eintrittsöffnungen (17) für das Referenzgas in der Kabelisolierung außerhalb des metallischen Gehäuses befinden.

2. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (17) mindestens 1 cm außerhalb des Gehäuses (2) angebracht sind.

3. Sensorelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelisolierung (12, 13) im Bereich der Öffnungen (17) von einer zusätzlichen gasdurchlässigen PTFE-Folie (18) umwickelt ist.

4. Sensorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzliche PTFE-Folie (18) porös ist.

5. Sensorelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Porösität der zusätzlichen PTFE-Folie (18) derart ausgeführt ist, daß nur der Durchtritt bzw. die Diffusion von Gasen und nicht von Flüssigkeiten, wie z. B. Kraftstoff, Kondenswasser, etc., möglich ist.

6. Sensorelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelisolierung (12, 13) aus PTFE besteht.