DE4235181A1 - Nullkraft-steckverbinder fuer lambdasonde - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nullkraft-Steckverbinder für eine Lambdasonde. Die Erfindung bezieht sich ferner ganz allgemein auf einen Nullkraft-Steckverbinder und ferner ganz allgemein auf eine Lambdasonde.

Lambdasonden sind bekannt und helfen mit bei der Reduktion schädlicher Abgase, insbesondere in Automobilen. Das Kernstück einer Lambdasonde besteht aus einer dünnen Keramikplatine, auf der mehrere, beispielsweise sechs Leiterbahnen aus Platin, aufgedampft sind. Diese Leiterbahnen sind beispielsweise mit vier Meßleitungen auf der einen Seite und mit zwei Heizleitungen auf der anderen Seite zu kontaktieren. Die Kontaktierung der aufgedampften, wenig abriebfesten Leiterbahnen sowie der geringe Rasterabstand der Meßleitungen bei gleichzeitig großem Anschlußquerschnitt der Leitungen ist problematisch. Ferner machen die hohen Umgebungstemperaturen von 500 und mehr Grad Celsius an den Kontaktstellen spezielle Werkstoffe erforderlich.

Bei bekannten Lambdasonden werden zur Kontaktierung dieser Leiterbahnen Kontaktfedern verwendet, die von beiden Seiten her auf die Leiterbahnen bereits während des Kontaktierungsvorgangs drücken und somit einen Abrieb der Leiterbahnen bewirken können. Diese Kontaktelemente sitzen in einem Isolierkörper, der seinerseits in einem einstückigen Keramikkörper untergebracht ist, der auch zur Aufnahme der Keramikplatine dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll durch die Erfindung eine Lambdasonde geschaffen werden, bei der die sichere Kontaktierung der Keramikplatine innerhalb stark begrenzter Platzverhältnisse bei hohen Anwendungstemperaturen möglich ist. Ferner soll die Ausbildung derart getroffen werden, daß sich ein rüttelsicherer, schwingungssicherer Kontakt zwischen den Kontaktelementen und den daran angeschlossenen Leitungen einerseits und den Leiterbahnen auf der Keramikplatine andererseits ergibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Nullkraft- Steckverbinder vor. Dieser Steckverbinder sieht bei der Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen und den Leiterbahnen keine Relativbewegung vor. Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, daß der Keramikkörper aus zwei vorzugsweise identischen Halbschalen aufgebaut ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Speziell sei darauf hingewiesen, daß die Halbschalen verhältnismäßig dünne Wandungen aufweisen können, so daß viel Platz für die Kontaktelemente und die Anschlußleitungen geschaffen wird. Vorzugsweise sind die die Kontaktelemente und die Leitungen aufnehmenden in den Halbschalen ausgebildeten Führungskanäle aufgefächert. Zur Herstellung der Verbindung zwischen den Kontaktelementen, vorzugsweise Kontaktfedern, sieht die Erfindung insbesondere einen Crimpanschluß vor, der kostengünstiger herzustellen ist als ein Anschluß durch Hartlöten oder Schweißen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Halbschalen mit Führungshöckern ausgestattet, die zur Führung der Platine beim Einlegen dienen. Ferner dienen diese Führungshöcker zum Ausrichten der Halbschalen bei deren Zusammenbau. Erfindungsgemäß bestehen die Kontaktelemente aus verhältnismäßig dünnem Blechmaterial im Bereich des Crimpanschlusses und aus dickerem Material im Bereich der Kontaktpunkte. Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß man das Kontaktelement aus einem Metallstanzteil gleichmäßiger, für den Crimpanschluß geeigneter Dicke herstellt und im Bereich des Kontaktanschlusses durch eine Faltung die doppelte Materialstärke vorsieht. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung ist der, daß sich zwei Kontaktpunkte für die Kontaktierung der Leiterbahnen auf der Keramikplatine ergeben. Diese Kontaktpunkte sind unabhängig voneinander wirksam.

Die Erfindung bezieht sich ferner allgemein auf einen Nullkraft- Steckverbinder, der in Halbschalenbauweise gestaltet ist, und auswechselbare Kontakte aufweist. Eine einheitliche Kontaktfeder wird vorgesehen und kann in die beiden Halbschalen eingesetzt werden. Durch die spiegelbildliche Gestaltung der Halbschalen ist eine günstige Herstellung des Kontaktkörpers möglich.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Lambdasonde bei der der Keramikkörper zur Kontaktierung der Sonde in Längsrichtung geteilt ist, aber in seinem vorderen Bereich einstückig zwecks besserer Abdichtung ausgeführt ist. Im hinteren Bereich des Kontaktkörpers sind weiterhin zwei symmetrische Halbschalenkörper vorgesehen. Ferner wird vorzugsweise eine Kontaktbuchse anstelle des Crimpanschlusses vorgesehen, so daß sich ein steckbarer Anschluß ergibt. Vorzugsweise werden ferner die Kontaktelemente im Keramikkörper durch eine Rastfeder verrastet. Diese Verrastung erfolgt im wesentlichen deshalb, daß die in den Keramikhalbschalen montierten Kontakte beim Transport nicht herausfallen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Lambdasonde gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Halbschale eines Keramikkörpers, und zwar als Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 4;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Halbschale;

Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Halbschale gemäß den Fig. 3 bis 5;

Fig. 7 eine Unteransicht der Halbschale gemäß Fig. 4;

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Blechstanzteil zur Bildung einer Kontaktfeder gemäß Fig. 9;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktfeder;

Fig. 10 einen Schnitt längs Linie 10-10 in Fig. 9;

Fig. 11 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Abschlußteils;

Fig. 12 eine Seitenansicht des Abschlußteils der Fig. 11;

Fig. 13 eine Rückansicht des Abschlußteils der Fig. 11 und 12;

Fig. 14 ein Blechstanzteil, welches zur Herstellung einer in den Fig. 15 und 16 gezeigten Haltehülse dient;

Fig. 15 eine Stirnansicht der Haltehülse gemäß Fig. 16;

Fig. 16 eine Stirnansicht der Haltehülse gemäß Fig. 15;

Fig. 17 eine Draufsicht auf eine Keramikplatine;

Fig. 18 ein Blechstanzteil, welches zur Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kontaktelements dient;

Fig. 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements, hergestellt aus den Blechstanzteil gemäß Fig. 18;

Fig. 20 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lambdasonde;

Fig. 21 ein Schnitt längs Linie A-A in Fig. 20;

Fig. 22 eine Ansicht X in Fig. 25;

Fig. 23 ein Schnitt B-B in Fig. 20;

Fig. 24 ein Schnitt längs Linie C-C in Fig. 20;

Fig. 25 ein Längsschnitt durch einen Anschlußstecker für die Lambdasonde;

Fig. 26 ein Längsschnitt durch den Anschlußstecker für die Lambdasonde gemäß Fig. 20;

Fig. 27 eine Draufsicht auf ein Blechstanzteil 25, aus dem ein Kontaktelement herstellbar ist, wie es vorzugsweise in der Lambdasonde gemäß Fig. 20 eingesetzt wird;

Fig. 28 eine Seitenansicht des Kontaktelements, hergestellt aus dem Stanzteil gemäß Fig. 27, noch immer am Stanzstreifen hängend;

Fig. 29 ein Schnitt durch das Kontaktelement gemäß Fig. 28;

Fig. 30 eine Seitenansicht des Kontaktelements gemäß Fig. 28 mit linksseitiger Anschlußbuchse;

Fig. 31 eine Ansicht des Kontaktelements gemäß Fig. 30;

Fig. 32 eine Seitenansicht des Kontaktelements der Fig. 28 mit rechtsseitiger Anschlußbuchse und

Fig. 33 eine Ansicht des Kontaktelements gemäß Fig. 32.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Lambdasonde 1, die einen Keramikkörper 2 aufweist, der erfindungsgemäß durch eine erste Halbschale 3 und eine zweite Halbschale 4 gebildet ist. Im Keramikkörper 2 sind Kontaktelemente, vorzugsweise in der Form von Kontaktfedern 5 angeordnet. Jedes Kontaktelement ist einerseits mit einer Zuleitung 6 verbunden und zum anderen dient es zur Kontaktierung einer Leiterbahn 9, die auf einer Keramikplatine 8 ausgebildet ist. Wie man in Fig. 17 erkennt, sind auf der Keramikplatine 8 in bekannter Weise mehrere Leiterbahnen 9 vorgesehen, die zu Sensoren, Heizelementen, allgemein mit 10 bezeichnet, hinführen. Die erfindungsgemäße Lambdasonde 1 wird an ihrem einen Ende durch einen als Dichtung wirkenden Abschlußteil 12 abgeschlossen und trägt an ihrem anderen Ende ein Schraubteil 13, welches beispielsweise in eine Abgasleitung einschraubbar ist. Eine Haltehülse 14 dient zum Zusammenhalten der beiden Halbschalen 3 und 4 und dient auch dazu, nach dem Einsetzen der Kontaktfedern in die beiden Halbschalen und dem Aufeinanderlegen der beiden Halbschalen die Kontaktfedern gegen die entsprechenden Leiterbahnen 9 zu drücken, um sozusagen einen "Nullkraftstecker" zu bilden. Erfindungsgemäß wird also durch die Teilung des Keramikkörpers 2 in zwei Halbschalen 3, 4 eine Kontaktierung der Leiterbahnen 9 der Keramikplatine 8 ohne Relativbewegung bewirkt. Ferner ergibt sich durch die Halbschalenbauweise eine einfache Herstellung des Keramik- oder Kontaktkörpers und die Montage der Kontaktfedern ist einfach auszuführen.

Eine Außenblechhülse 15 ist vorgesehen, die die beiden Halbschalen einschließlich der Haltehülse 14 und (jedenfalls teilweise) den Abschlußteil 12 umgibt. Die Außenblechhülse 15 ist mit Rastarmen 16 in einer Ausnehmung des Schraubteils 13 verrastet. Auf diese Weise bildet die Lambdasonde 1 eine Einheit, die an einer Meßstelle eingeschraubt werden kann, wobei die bereits erwähnten Leitungen 6 für die erforderlichen Messungen oder Heizvorgänge herausgeführt werden.

Der Keramikkörper 2

Die Fig. 3 bis 7 stellen den erfindungsgemäßen Keramikkörper 2, genauer gesagt, die erste bzw. zweite Halbschale 3, 4 dar. Die beiden Halbschalen sind spiegelbildlich ausgebildet, was eine preiswerte Herstellung ermöglicht. Die beiden Halbschalen 3, 4 bestehen aus einem Keramikmaterial, beispielsweise einem Sonderstealit, d. h. einem Material, welches bei den hohen Betriebstemperaturen der Sonde in der Größenordnung von 500°C stabil bleibt. Vorzugsweise sind die beiden Halbschalen 3, 4 durch ein Spritzgußverfahren hergestellt.

Jede Halbschale 3, 4 weist eine ebene Anlagefläche 20 auf, die beim Zusammenbau von zwei Halbschalen zur Bildung des Keramikkörpers 2 auf der jeweils anderen Anlagefläche aufliegt. Die Halbschale bildet von der Anlagefläche 20 ausgehend einen Kontaktaufnahmeraum 21 für die Kontaktfedern 5. Etwas nach unten versetzt gegenüber der Anlagefläche 20 bildet die Halbschale 3, 4 eine Auflagefläche 22 für die Keramikplatine 8. Durch die Versetzung der Auflagefläche 22 gegenüber der Anlagefläche 20 werden gegenüberliegende Anlagekanten 23 und 24 gebildet, welche die Keramikplatine 8 aufnehmen und ihre Lage gegenüber einer seitlichen Bewegung fixieren. In Längsrichtung der Halbschale ist die Keramikplatine 8 durch Anschläge 19 fixiert. Vorzugsweise ist die Höhe der Anlagekanten 23, 24 und der Anschläge 19 in der Größenordnung der halben Dicke der Keramikplatine 8.

Die Führung der Keramikplatine 8 beim Einsetzen in die eine Halbschale wird durch die abwechselnde Anordnung von Führungshöckern 25, 26, 27 längs der Keramikplatine 8 erreicht. Zu den Führungshöckern sind spiegelbildlich angeordnete Aussparungen 28, 29, 30 vorgesehen. Speziell sind die Führungshöcker 25 bis 27 halbkreisförmig und sie sind mit ihrer ebenen Führungsfläche mit den Anlagekanten 23 bzw. 24 ausgerichtet. Die Höhe 31 der Führungshöcker 25 bis 27 entspricht in etwa der Tiefe der Ausnehmungen 28 bis 30. In der Auflagefläche 22 ist im Bereich des Austritts der Keramikplatine 8 aus dem Keramikkörper 2 eine Vertiefung 32 ausgebildet.

Der Kontaktaufnahmeraum 21 ist durch mehrere vom Boden 50 wegragende Trennstege 33 bis 35 gegliedert, die zwischen sich und den relativ dünnen Wänden des Aufnahmeraums 21 Führungskanäle 36 bis 39 bilden, die zur Aufnahme der Kontaktfedern 5 dienen. Die Führungskanäle 36 sind aufgefächert, d. h. sie verbreitern sich. Dies ermöglicht auch ein Auffächern der noch näher zu beschreibenden Anschlußenden 60 (Fig. 9) der Kontaktelemente, so daß der große erforderliche Anschlußquerschnitt der Leitung 6 bei engem Kontaktraster realisiert werden kann.

Die Oberseite der Trennstege 33 bis 35 liegt vorzugsweise auf etwa der halben Tiefe des Kontaktaufnahmeraums, wobei aber Führungsvorsprünge 40 bis 42 zur seitlichen Führung der Kontaktfedern 5 im Bereich von deren Kontaktpunkten vorgesehen sind.

Vorzugsweise im Bereich der Führungsvorsprünge 40 bis 42 ragen vom Boden 50 des Kontaktaufnahmeraums 21 Rippen oder Nasen 45 bis 48 nach oben, die zur Fixierung der Kontaktfedern 5 dienen, und zwar dadurch, daß jeweils eines Rippe mit einer Aussparung 73 (Fig. 9) der Kontaktfeder in Eingriff kommt.

Insbesondere in den Fig. 5 bis 7 ist gezeigt, daß jede Halbschale 3, 4 im Querschnitt im ganzen rechteckig ausgebildet ist, vorzugsweise mit abgeschrägten Kanten. Im einzelnen ist eine ebene Breitseite 52 sowie zwei Schmalseiten 53, 54 vorgesehen, wobei zwischen Breitseite und Schmalseiten Abschrägungen 55 vorgesehen sind. Ferner ist im Bereich der Abschrägungen 55 jeweils eine Stufe 56 gebildet, hinter der die Haltehülse 14 zur Anlage kommt (vgl. auch Fig. 1).

Das erfindungsgemäße Kontaktelement 5

An Hand der Fig. 8 bis 10 seien das erfindungsgemäße Kontaktelement 5 erläutert. Fig. 8 zeigt ein Blechstanzteil 59, welches zur Herstellung des in Fig. 9 und 10 gezeigten Kontaktelements 5 dient. Das Kontaktelement 5 weist ein Anschlußende 60 und ein Kontaktteil 61 auf. Das Anschlußende 60 weist vorzugsweise zur Bildung eines Crimpanschlusses 64 zwei diametral angeordnete Lappen 62, 63 auf. Die Crimpverbindung entspricht vorzugsweise von der Form her einem großen B. Aus Platzgründen wird bevorzugt, den Crimpanschluß 64 - wie gezeigt - zum Kontakt oder genauer dem Kontaktteil 61 um 90° gedreht anzuordnen. Durch die noch zu erläuternde bevorzugte Herstellungsart des Kontaktelements 5 gemäß Fig. 9 ergibt sich diese 90°-Drehung in einfacher Weise.

Das erfindungsgemäße Kontaktelement 5 weist die bereits erwähnte Aussparung 73 auf sowie in etwa gegenüber dieser Ausnehmung 73 vorzugsweise zwei Kontaktpunkte 68, 69 auf, deren Entstehen noch erläutert wird. Um eine gewisse Federung für die Kontaktpunkte 68, 69 vorzusehen, ist eine Ausnehmung 70, 71 im Kontaktteil 61 vorgesehen.

Die Herstellung der Kontaktfeder 5 gemäß Fig. 9 erfolgt ausgehend von dem Stanzteil 59 gemäß Fig. 8. Das Stanzteil 59 weist zwei Kontaktfederhälften 77, 78 auf, die beim Falten längs einer Biegelinie 76 die Form gemäß Fig. 9 annehmen. Das Stanzteil 59 besitzt die zwei Kontaktpunkte 68, 69 sowie die beiden Ausnehmungen 70, 71. Eine Ausnehmung 72 im Stanzteil 59 bildet beim Falten die Ausnehmung 73. Eine Ausnehmung 74 im Stanzteil 59 bildet beim Falten eine Aussparung 75.

Ferner ist zwischen dem Crimpanschluß 64 (bzw. dem Anschlußende 60) und dem Kontaktarm (dem Kontaktteil 61) eine Sollbiegestelle 67 durch die einfache Materialdicke vorgesehen. Ferner sieht man in Fig. 8 deutlich die beiden nocht nicht zu einem Crimpanschluß verformten Lappen 62 und 63 sowie zwei Haltezungen 65, 66, die bei angeschlossener Leitung 6 um den Mantel der Leitung herumgelegt sind.

Ergänzend sei bemerkt, daß die Sollbiegestelle 67 eine gute Auffächerung der Kontaktfedern 5 an deren Anschlußende 60 ermöglicht. Ferner ergeben sich durch das Drehen des Crimpanschlusses um 90° günstige Platzverhältnisse bei der Anordnung der Crimpanschlüsse.

Der Abschlußteil 12

Die Fig. 11 bis 13 zeigen das erfindungsgemäße Abschlußteil 12, welches vorzugsweise aus einem Silikongummi hergestellt ist, d. h. einem Material, welches hohen Umgebungstemperaturen bis 500°C widersteht. Das Abschlußteil 12 weist einen Scheibenteil 80 auf, von dessen einer Seite ein Abstandssteg 81 wegragt, während von der anderen Seite zwei parallel angeordnete Leitungsführungsteile 82, 83 wegragen, in denen Öffnungen 84 zur Aufnahme der Leitungen 6 ausgebildet sind. Der als Dichtung wirkende Abschlußteil 12 dient mit seinem Abstandssteg 81 zur Fixierung der Kontaktelemente 5 im montierten Zustand. Anstelle der beiden Leitungsführungsteile 82, 83 könnten auch einzelne Tüllen gebildet sein.

Es ist darauf hinzuweisen, daß Fig. 1 ein Abschlußteil 12 zeigt, welches gegenüber dem in den Fig. 11 bis 13 gezeigten Abschlußteil etwas unterschiedlich insofern ausgebildet ist, als gemäß Fig. 1 der Abstandssteg 81 gewellt ausgebildet ist, um seine Haltefunktion zu verbessern.

Die Haltehülse 14

Die Fig. 4 bis 16 zeigen eine erfindungsgemäße Haltehülse 14, die aus einem Blechstanzteil hergestellt ist, in dem gegenüberliegende Schlitze 90, 91 ausgebildet sind, so daß das Blech eine mäanderförmige Gestalt annimmt. An den Stirnseiten werden Vorsprünge 92, 93 und 94 sowie Ausnehmungen 95 bis 99 gebildet, die in Eingriff bringbar sind. Die Haltehülse 14 ist elastisch, und zwar insbesondere durch ihre mäanderförmige Ausführung. Die Vorsprünge und Ausnehmungen greifen in der in Fig. 15 gezeigten Weise ineinander. Die Haltehülse 14 kann auch starr ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße Kontaktelement 105 als Abwandlung des Kontaktelements 5

Anhand der Fig. 18 und 19 sei das erfindungsgemäße Kontaktelement 105 erläutert. Fig. 18 zeigt ein Blechstanzteil 159, welches zur Herstellung des in Fig. 19 gezeigten Kontaktelements 105 dient. Das Kontaktelement 105 weist ein Anschlußende 160 und ein Kontaktteil 161 auf. Das Anschlußende 160 weist vorzugsweise zur Bildung eines Crimpanschlusses 164 zwei diametral angeordnete Lappen 162, 163 auf. Aus Platzgründen wird bevorzugt, den Crimpanschluß 164 - wie gezeigt - zum Kontaktteil 161 um 90° gedreht anzuordnen. Durch die bereits erläuterte bevorzugte Herstellungsart des Kontaktelements 5, die auch für das Kontaktelement 105 gilt, ergibt sich diese 90°-Drehung in einfacher Weise.

Das Kontaktelement 105 weist eine Aussparung 173 auf sowie auf der gegenüber dieser Ausnehmung 173 liegenden Seite vorzugsweise zwei Kontaktpunkte 168, 169. Um eine Federung für die Kontaktpunkte 168, 169 vorzusehen, ist eine Ausnehmung 170, 171 im Kontaktteil 161 vorgesehen. Zur weiteren Verbesserung der Federung des Kontaktelements 105, d. h. um dessen Härte zu verringern, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die gemäß den Fig. 8 und 9 sozusagen geschlossenen Ausnehmungen 70, 71 aufzutrennen, damit die Außenarme 184, 185 gemäß Fig. 18, die in Fig. 19 praktisch einen Außenarm 184, 185 bilden, zur Längsachse 186 (Fig. 19) hin leichter bewegbar sind. Erfindungsgemäß sind dazu die schematisch in Fig. 18 gezeigten Scherlinien 183 vorgesehen. Vorzugsweise werden nach dem Biegen um 180° (Fig. 19) die beiden Blechdicken entlang der Scherlinien 183 abgeschert und dann wieder zurückgedrückt, wobei ein in Fig. 19 mit 186 bezeichneter Mittelarm einen Anschlag 187 für den beweglichen Außenarm 184, 185 bildet.

Ferner sei darauf hingewiesen, daß beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 18 anders als bei dem gemäß Fig. 8 die Längsschlitze 188 der Ausnehmungen 170, 171 nicht parallel zu einer Längsachse 118 des Kontaktelements 105 verlaufen, sondern mit einem geringen Winkel nach oben (vgl. Fig. 19), was auch für den Außenarm 184, 185 gilt, so daß dieser an seinem "höchsten" Punkt die Kontaktpunkte 168, 169 bilden kann.

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß der an dem bzw. die Außenarme 184, 185 anschließende Bogenteil 180, 181 (in Fig. 19 auch als Ganzes mit 182 bezeichnet) in einem "Z"-Teil endet. Dieser Z-förmige Teil wird dann, wie bereits erwähnt, längs der Scherlinien 183 durchtrennt. Durch den Z-förmigen Teil 170 in Fig. 19 bzw. die Z-förmigen Teile 179 in Fig. 18 wird eine Ausnehmung 188 gebildet. Ferner sind kreisrunde Ausstanzungen 89 vorgesehen (Fig. 18), die gemäß Fig. 19 miteinander ausgerichtet sind.

Die Herstellung der Kontaktfeder 65 gemäß Fig. 19 erfolgt ausgehend von dem Stanzteil 159 gemäß Fig. 18. Das Stanzteil 159 weist zwei Kontaktfederhälften 177, 178 auf, die beim Falten längs einer Biegelinie 176 die Form gemäß Fig. 9 annehmen. Eine Ausnehmung 172 im Stanzteil 159 bildet beim Falten die Ausnehmung 173. Eine Ausnehmung 174 im Stanzteil 159 bildet beim Falten eine Aussparung 175.

Ferner kann zwischen dem Crimpanschluß 164 (bzw. dem Anschlußende 160) und dem Kontaktarm (dem Kontaktteil 161) eine Sollbiegestelle ähnlich der Biegestelle 67 in Fig. 8 durch die einfache Materialdicke vorgesehen sein. Ferner sieht man in Fig. 18 zwei Haltezungen 165, 166, die bei angeschlossener Leitung um den Mantel der Leitung herumgelegt sind.

Durch die Sollbiegestelle wird eine gute Auffächerung der Kontaktfedern 105 an deren Anschlußende 160 ermöglicht. Ferner ergeben sich durch das Drehen des Crimpanschlusses um 90° günstige Platzverhältnisse bei der Anordnung der Crimpanschlüsse.

Anhand der Fig. 20-26 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lambdasonde beschrieben, und zwar zusammen mit einem zugehörigen insbesondere in den Fig. 27-33 gezeigten Kontaktelement.

Die Fig. 20-26 zeigen eine Lambdasonde 200, die einen Keramikkörper 202 aufweist, der durch eine erste Keramikhalbschale 203, eine zweite Keramikhalbschale 204 und ein vorzugsweise einstückiges Keramikteil 201 gebildet wird. Das einstückige Keramikteil 201 kann auch als ein Keramikkonus bezeichnet werden. In dem Keramikkörper sind mehrere Kontaktelemente, vorzugsweise in der Form von Kontaktfedern 205, angeordnet. Jedes Kontaktelement besitzt vorzugsweise eine Anschlußbuchse 206 und zum anderen dient es zur Kontaktierung einer Leiterbahn, einer Keramikplatine 8, wie dies im einzelnen bereits für das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die erfindungsgemäße Lambdasonde 200 bildet an ihrem in Fig. 20 linken Ende mit den Buchsen 206 ein Anschlußteil, in das ein Steckerteil 240, wie in Fig. 25, 26 gezeigt, eingeschoben werden kann. An seinem anderen Ende ist die Lambdasonde 200 mit einem Schraubteil 213 geschlossen, welches beispielsweise in eine Abgasleitung einschraubbar ist.

Durch die Aufteilung des Keramikkörpers 202 in zwei Halbschalen ähnlich Fig. 1 und ein einstückiges Keramikteil 201 ermöglicht man die gute Abdichtung gegenüber einem Raum 214 (Fig. 20) und dem Bereich der Keramikhalbschalen 203, 204.

In den beiden Halbschalen 203, 204 ist eine konische, sich verjüngende Vertiefung 215 (Fig. 21) ausgebildet, in die ein entsprechender konischer Teil 216 des Keramikkonus 201 einsetzbar ist.

Zwischen einer Auflagefläche des Schraubteils 213 und einer benachbarten Stirnfläche des Keramikkonus 201 ist eine Dichtung 217 vorgesehen, die die gewünschte Abdichtung vorsieht. Da die Stirnfläche des Keramikkonus 201 nicht unterbrochen ist, d. h. kontinuierlich ringförmig verläuft, ergibt sich eine gute Abdichtung.

Die Keramikplatine 8 erstreckt sich im eingebauten Zustand durch einen Schlitz 218 im Keramikkonus 201 in den von den beiden Halbschalen 203, 204 gebildeten Raum, ähnlich wie dies für das erste Ausführungsbeispiel erläutert wurde. Zur Abdichtung des Schlitzes 218 dient Gießharz, das in eine Ausnehmung 220 des Konus 201 eingegossen wird.

Die Lambdasonde 200 wird ferner vervollständigt durch eine Feder 219, die zwischen einem Anschlag des Keramikkonus 201 und einem Anschlag einer Spannhülse 221 liegt, welche einen Teil des Konus 201 und einen Teil der Halbschalen umfaßt. Die Spannhülse ist in den Halbschalen verrastet.

Die Keramikhalbschalen 203, 204 sind mit Ausnehmungen 222 versehen.

Wie man in den Fig. 21, 30 und 32 erkennt, sind zwei Arten von Kontaktelementen 205 erforderlich. Die Kontaktbereiche der Kontaktelemente 205 sind im wesentlichen so ausgebildet, wie dies für das zweite Ausführungsbeispiel der Kontaktelemente in Fig. 18 und 19 gezeigt ist. Man erkennt, daß beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 25-31 eine kreisrunde Öffnung 223 anstelle der Öffnungen 172, 174 und 189 vorgesehen ist. Ferner sind die Kontaktelemente 205 in ihrem Anschlußbereich mit den bereits erwähnten Buchsen 206 ausgestattet, um so durch den Stecker 240 gemäß Fig. 25 kontaktiert werden zu können.

Ferner sind gemäß der Erfindung an jedem Kontaktelement 205 vorzugsweise im Bereich zwischen Buchse 206 und der Kontaktzone Rastmittel beispielsweise in der Form eines Rasthakens 225 ausgebildet. Dieser Rasthaken 225 wird, wie in Fig. 27 und 28 gezeigt, bereits bei der Herstellung des Kontaktelements ausgebildet, muß also nicht nachträglich angebracht werden. Der Haken 225 dient, wie insbesondere in den Fig. 20 und 23 gezeigt, dazu, um in der entsprechenden Halbschale 203 bzw. 204 eingerastet zu werden. Jede Halbschale sieht dazu die entsprechende Auflageflächen 226 und Ausnehmungen 227 vor.

Ergänzend sei noch erwähnt, daß der bereits erwähnte Raum 214 von einer vorzugsweise geschlitzten Schutzhülle 230 umgeben ist. Ferner wird die Lambdasonde von einer Hülse 231 umgeben.

Der bereits erwähnte in Fig. 25, 26 gezeigte Stecker 240 enthält mit den Buchsen 206 zusammenwirkende Kontaktstifte 241, die in einem Stiftkörper 242 untergebracht sind, der von einer Hülse 243 umgeben ist. Der Stecker 240 kann auf die Lambdasonde 200 gemäß Fig. 20 aufgeschoben werden, um die Verbindung zu den Kontaktbuchsen 206 herzustellen.

Erfindungsgemäß wurde der Keramikkörper zur Kontaktierung der Sonde 8 in Längsrichtung geteilt, wobei der Keramikkörper im vorderen Bereich einstückig zur Erreichung einer besseren Abdichtung ausgeführt ist, während im übrigen zwei symmetrische Halbschalenkörper vorgesehen werden. Durch den steckbaren Anschluß der Lambdasonde wird die Verwendung erleichtert.

Durch die im Keramikkörper verrastbaren Kontaktelemente wird insbesondere verhindert, daß diese beim Transport aus den Keramikhalbschalen herausfallen.

Die Lambdasonde ist dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Keramikteil an einer der zwei Halbschalen angeformt ist.

Claims (49)

1. Lambdasonde mit einer zu kontaktierende Leiterbahnen aufweisenden Keramikplatine (8), die in einem Keramikkörper (2) gehaltert ist, und mit Kontaktelementen, welche zur Kontaktierung der Leiterbahnen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (2) aus zwei Halbschalen (3, 4) besteht.

2. Lambdasonden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikplatine (8) und die Kontaktelemente (5) vor dem Zusammenbau der beiden Halbschalen in diese einsetzbar sind, so daß keine Bewegung der Kontaktelemente relativ zur Leiterbahn auftritt.

3. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen spiegelbildlich ausgebildet sind.

4. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen derart ausgebildet sind, daß das Auffächern der Anschlußenden (60) der Kontaktelemente trotz engem Kontaktraster realisiert ist, so daß große Anschlußquerschnitte der Leitungen (6) möglich sind.

5. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen zur Führung der Keramikplatine abwechselnd angeordnete Führungshöcker (25-27) längsseitig der Keramikplatine aufweisen und ferner dazu spiegelbildlich angeordnete Aussparungen (28, 29, 30).

6. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen durch eine starre oder elastische Haltehülse (14) in mäanderförmiger Ausführung zusammengehalten werden.

7. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Dichtung wirkendes Abschlußteil (12) vorgesehen ist, welches einen zur Fixierung der Kontaktelemente im montierten Zustand dienenden Abstandssteg (81) aufweist.

8. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder durch Falten eines Metallblechs derart hergestellt ist, daß sich zwei unabhängig voneinander wirkende Kontaktpunkte (68, 69) ergeben.

9. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung der Kontaktfeder eine Aussparung (73) am Rücken der Feder vorgesehen ist, welche mit einer Rippe oder Nase im Kontaktkörper in Eingriff kommt.

10. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Crimpanschluß aus Platzgründen gegenüber dem Kontaktteil (61) um 90° verdreht ist.

11. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder zwischen Crimpanschluß und Kontaktteil eine Sollbiegestelle durch eine einfache Materialdicke vorsieht.

12. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halbschale (3, 4) einen Kontaktaufnahmeraum (21) aufweist, in dem Trennstege (33-35) verlaufen, die Führungskanäle (36-39) definieren, welche sich anschlußseitig auffächern.

13. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der Trennstege (33-35) Führungsvorsprünge (40-42) vorgesehen sind, welche die Kontaktfedern zusätzlich im Bereich der Kontaktpunkte (68, 69) führen.

14. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halbschale (3, 4) eine ebene Anlagefläche (20) aufweist, in der eine Auflagefläche (22) für die Keramikplatine (8) eingelassen ist, und zwar derart, daß sich Anlagekanten (23, 24) und Anschläge (19) für die Ausrichtung der Keramikplatine (8) ergeben.

15. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshöcker (25-27) mit ihren Führungsflächen mit den Anlagekanten (23, 24) ausgerichtet sind.

16. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (3, 4) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzen, und zwar unter Bildung einer Breitseite (52) und zwei ebenen Schmalseiten (53, 54), wobei zwischen der Breitseite und den Schmalseiten Abschrägungen (55) verlaufen, die vorzugsweise Stufen (56) für die Anlage eines Halterings (14) bilden.

17. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (5) aus einem Stanzteil (59) derart besteht, daß der Kontaktteil (61) doppelte Materialdicke besitzt, während das Anschlußende (60) einfache Materialstärke aufweist, wobei der Kontaktteil (61) durch Falten gebildet ist.

18. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (6) an den Kontaktfedern (5) durch einen Crimpanschluß (64) befestigt sind, der gegenüber der Ebene des Kontaktteils (61) um 90° verdreht ist, wobei der Crimpanschluß vorzugsweise in der Form eines großen B ausgebildet ist.

19. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (12) einen Scheibenteil (80) aufweist, von dem aus weg sich der Abstandssteg (81) in der einen Richtung erstreckt, während sich in der anderen Richtung vom Scheibenteil (80) aus zwei Leiterführungsteile (82, 83) mit Öffnungen (84) erstrecken, wobei die Öffnungen dann geschlossen bleiben, wenn die Lambdasonde nicht voll mit Kontakten belegt ist.

20. Lambdasonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltehülse (14) aus einem durch ineinandergreifende Vorsprünge und Ausnehmungen verbundenen Blechteil besteht und mäanderförmig gestaltet ist.

21. Keramikkörper zur Aufnahme von Kontaktelementen sowie einem zu kontaktierenden Gegenstand, vorzugsweise einer Keramikplatine mit Leiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus zwei Halbschalen besteht, die vorzugsweise nach einem oder mehreren der oben genannten Ansprüche ausgebildet sind.

22. Kontaktfeder, insbesondere für einen Nullkontakt-Steckverbinder, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem gestanzten Metallblech hergestellt ist, welches im Bereich des Kontaktteils (61) gefaltet ist, während es im Bereich eines Anschlusses, vorzugsweise eines Crimpanschlusses, einfache Materialstärke aufweist.

23. Kontaktelement, gekennzeichnet durch die Merkmale eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche.

24. Nullkraft-Streckverbinder, insbesondere für eine Lambdasonde, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale der vorhergehenden Ansprüche.

25. Verfahren zur Herstellung einer ein Gehäuse, eine Keramikplatine und Kontaktelemente aufweisenden Lambdasonde, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• 1. Vorsehen des Gehäuses in Form von zwei Halbschalen, und zwar vorzugsweise identischen ersten und zweiten Halbschalen,
• 2. Einsetzen der Kontakte in die erste und/oder zweite Halbschale,
• 3. Einlegen der Keramikplatine auf die eine Halbschale und die gegebenenfalls darin befindlichen Kontakte,
• 4. Auflegen der anderen Halbschale mit den gegebenenfalls darin befindlichen Kontakten auf die zweite Halbschale und
• 5. Verbinden der beiden Halbschalen, so daß diese eine Einheit bilden.

26. Lambdasonde oder Nullkraft-Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssteg (81) gewellt ist, d. h. Rillen aufweist, um zu Halterungszwecken mit den Halteschalen in Eingriff zu kommen.

27. Kontaktelement, insbesondere für eine Lambdasonde, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Kontaktpunkte (168, 169) bildender Außenarm (184, 185) frei federnd bezüglich eines Mittelarms (186) angeordnet ist.

28. Kontaktelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Möglichkeit der freien Federung dadurch erreicht wird, daß man die an sich vorhandene Verbindung zwischen dem Außenarm und dem Innenarm (186) entlang einer Linie (183) trennt.

29. Kontaktelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung oder Bildung eines Anschlags (187) erfolgt.

30. Kontaktelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenarm (184, 185) geneigt gegenüber einer Mittellinie (118) des Kontaktelements verläuft und Kontaktpunkte (168, 169) nahe der größten Längserstreckung der Außenarme bildet, um sodann in einen Bogenteil (180, 181) überzugehen, der an seinem innen gelegenen Ende gegenüber dem Mittelteil (186) abgetrennt ist.

31. Lambdasonde mit einem Keramikkörper sowie Kontaktelementen dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper Schalen (203, 204) und ein einstückiges Teil in Berührung mit den Schalen aufweist.

32. Lambdasonde mit einem Keramikkörper nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper zwei Halbschalen (203, 204) und als einstückiges Teil ein Keramikteil in Berührung mit den Halbschalen aufweist.

33. Lambdasonde mit einem Keramikkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen und das einstückige Keramikteil (201) Mittel aufweisen, um die Teile formschlüssig aneinander anzuordnen.

34. Lambdasonde mit einem Keramikkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen bzw. das einstückige Keramikteil (201) eine Vertiefung (215) aufweisen, in die ein entsprechender Vorsprung (216) des jeweils anderen Teils eingreifen kann.

35. Lambdasonde mit einem Keramikkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen eine konische Vertiefung (215) bilden, in die ein konischer Vorsprung (216) des anschließenden Kontaktteils 201 einsetzbar ist.

36. Lambdasonde mit einem Keramikkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Keramikteil (201) eine stirnseitige Dichtfläche bildet, an der ein Dichtring (217) anordbar ist.

37. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der im einstückigen Keramikteil (201) sitzenden Sonde (8) Dichtmittel vorgesehen sind.

38. Lambdasonde nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel ein Gießharz sind, welches in eine Vertiefung (220) eingegossen wird, die im Bereich des Schlitzes (218) des Keramikteils (201) ausgebildet ist.

39. Kontaktelement insbesondere zur Verwendung in einer Lambdasonde, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entgegengesetzt dem Kontaktbereich eine Kontaktbuchse (206) vorgesehen ist.

40. Lambdasonde nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwischen dem Kontaktbereich und der Kontaktbuchse (206) Rastmittel (225) vorgesehen sind, die zur Halterung des Kontaktelements 205 in den Keramikhalbschalen dienen.

41. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel ein Rasthaken (225) sind.

42. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen mit den Rasthaken zusammenwirkende Rastmittel aufweisen.

43. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halbschale Auflageflächen (226) und Ausnehmungen (227) vorsieht.

44. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbuchsen (206) nach der einen bzw. anderen Seite versetzt gegenüber der Längserstreckung der Kontaktzonen angeordnet sind.

45. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen steckbaren Anschluß aufweist.

46. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich der Keramikplatine (8) gegenüber dem Sondenbereich, d. h. dem Raum (214) abgedichtet ist.

47. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um den einstückigen Keramikkörper (201) mit den Halbschalen (203, 204) zu verbinden.

48. Lambdasonde nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel den einstückigen Keramikkörper (201) und die Halbschalen (203, 204) elastisch zusammenhalten.

49. Lambdasonde nach einem oder mehreren der vorhergegangenen Ansprüche, mit zwei Halbschalen, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Keramikteil an einer der Halbschalen angeformt ist.