EP0993690A1 - Elektrisches kontaktelement - Google Patents

Elektrisches kontaktelement

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Publication number
EP0993690A1
EP0993690A1 EP98966586A EP98966586A EP0993690A1 EP 0993690 A1 EP0993690 A1 EP 0993690A1 EP 98966586 A EP98966586 A EP 98966586A EP 98966586 A EP98966586 A EP 98966586A EP 0993690 A1 EP0993690 A1 EP 0993690A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
element according
contact element
housing
contact housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98966586A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Wehrmann
Heinz Eisenschmid
Alexander Bareiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0993690A1 publication Critical patent/EP0993690A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/533—Bases, cases made for use in extreme conditions, e.g. high temperature, radiation, vibration, corrosive environment, pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/70—Insulation of connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0221—Laser welding

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact element with the features mentioned in the preamble of claim 1.
  • Sensor elements are known which are exposed to high temperatures and vibration loads, such as can occur, for example, in the exhaust gas tract of motor vehicles.
  • the electrical leads to such sensor elements are considerable
  • connection points of the sensor elements to the electrical supply lines and their insulation layers must be effectively shielded against excessive temperatures.
  • high temperature-resistant metal sheathed cables which must have a certain minimum length, are usually used in lambda probes.
  • Conventional cables can only take over the electrical connection to a downstream evaluation unit from a certain distance to the high-temperature measuring location.
  • the connection point between the temperature-resistant metal jacket line and the conventional flexible cable line must, however, be completely sealed against external influences.
  • Another problem is that the length of the metal sheathed cable is too long, which in this case is at risk of vibration breakage.
  • the metal sheathed line must therefore be as short as possible due to the resulting vibration load, which is why, in addition to sealing against weathering and moisture, the highest possible temperature resistance of the connection point is necessary.
  • the object of the invention is to produce a tight and temperature-resistant connection between a metal sheathed line and flexible cable lines, which also has the lowest possible mass.
  • An elastomer seal ensures a sealed encapsulation of the connecting element that is resistant to temperatures of over 200 ° C.
  • the contact housing of the contact element must be able to withstand relatively high temperatures and can do so Purpose, for example, consist of a thermosetting plastic or a ceramic material. These materials also have the advantages of high rigidity and mechanical resilience and a relatively free three-dimensional design freedom. The mechanical properties can be further improved by fiber reinforcements.
  • the contour of the contact element can be cylindrical, but due to the free formability in the casting or injection molding process, it can also be designed in any other way, depending on the desired installation position or additional anchoring or fixing.
  • Figure 1 shows a contact element in a sectional view
  • Figure 2a is a plan view of a connecting element
  • Figure 2b is a plan view of a connecting element after flattening
  • Figure 2c is a side view of a connecting element
  • FIG. 2d shows a side view of a connecting element after flattening
  • Figure 2e is a plan view of a connecting element
  • Figure 2f is a plan view of a connecting element after flattening.
  • FIG. 1 shows a contact element 1 in an exemplary embodiment, which is used in particular for the electrical contacting of a sensor element. Nes gas sensor with electrical leads can be used.
  • the contact element 1 essentially consists of a contact housing 62 with a preferably cylindrical outer contour, at least one connecting element 35 located therein and a sealingly enclosing metal sleeve 90. On two end faces 66, 67 of the contact housing 62, electrical lines 2, 20, 22 lead to a sensor element (not shown here) or to an evaluation unit, also not shown here, out of the contact element 1.
  • At least one connecting element 35 is arranged within the contact housing 62 and ensures a stable electrical connection of the lines 2, 20, 22.
  • the flexurally rigid electrical line 2 comprises two individual, isolated, Connecting conductors 8 and 10, which can be designed, for example, as wires or as braided or twisted strands made of silver, copper or other materials suitable as conductors. These connecting conductors 8 and 10 are enclosed by a metal sheathed line 4 and are separated from one another by insulation.
  • This insulation can be, for example, a ceramic powder insulation 6 or some other type of temperature-resistant insulation.
  • Such a ceramic powder insulation 6 has, in addition to the desired insulation effect, the favorable property of having a vibration-damping effect and thereby reducing the risk of breakage of the line 2 due to shocks, sudden impacts or vibrations.
  • the free length of the line 2 as the connection between the sensor element and the contact element 1 is to be made as short as possible, the minimum length being due to the maximum temperature resistance of the contact element 1 or the sealing elements made of elastomer material located thereon. given.
  • This opening 80 is located centrally in an end face 67 of the contact housing 62 and has one Chamfer 84 for better and easier insertion of the metal sheathed cable 4.
  • This chamfer 84 may have a slope of 15 degrees or more, for example.
  • the depth of the chamfer 84 is appropriate to be chosen moderately so that it is more than 5% of the diameter of the opening 80 to provide an effective insertion aid.
  • the opening 80 has a taper 82 which serves as a stop for the metal jacket line 4.
  • this taper 82 acts as a guide for the contact lugs 12 and 14, which are preferably slightly bent outwards before insertion, so that they are pushed into a defined position in the contact housing 62 when the metal jacket line 4 is inserted.
  • a central wedge 64 is also provided, by means of which the contact lugs 12 and 14 are deflected apart when the metal jacket line 4 is inserted.
  • a round or rectangular receptacle 68, 70 is provided on each end 66 of the contact housing 62 opposite the end 67 for each of the at least one connecting lines 20, in each of which a connecting element 35 is introduced in a non-positive and positive manner.
  • the connecting element 35 is preferably made of metal, overlaps with a preferably flat end 36, 38 with one of the contact tabs 10, 12 and has at the other end a receptacle for a connecting line 20, 22 which can hold it by jamming or crimping and at the same time one can make electrical contact.
  • the electrical connecting lines 20, 22 consist of a core 24, 26, for example Copper or silver wire and in each case an insulating sheath 28, 30.
  • the contact elements 35 which resemble a cable lug known per se, have an elongated contour and each have two open rings 40, 42 and 44, 46, each for clasping of a stripped end 32, 34 of the electrical lines 20, 22 can be squeezed together.
  • the rings 40, 42 in a central region of the contact element 35 have a suitable diameter for receiving a core 24, 26 of the lines 20, 22.
  • the separately squeezable rings 44, 46 have a suitable diameter for receiving the core 24, 26 together with the insulating sheath 28, 30 of the lines 20, 22.
  • a cylindrical sealing element lies flush against the flat end face 66 of the contact housing 62, the outer diameter of which approximately corresponds to that of the contact housing 62 or is slightly larger.
  • This sealing element is preferably designed as an elastomer grommet 52 and has a passage 54, 56 for each of the at least one connecting lines 20, 22, which corresponds exactly to the outside diameter of the connecting lines 20, 22.
  • the contact tabs 12, 14 of the connecting conductors 8, 10 are connected to the corresponding contacts 36, 38 of the connecting elements 35, preferably by laser welding. These welding points are shown here as connection points 48, 50. To make these connection points 48, 50 accessible from the outside, the contact housing 62 has corresponding radial openings 72, 10
  • a protective sleeve 90 is provided, which is preferably made of metal.
  • the contour of this protective sleeve 90 corresponds to the outer contour of the contact housing 62 so that after the laser welding of the connection points 48, 50 it can be pushed axially in the direction of the end face 67 over the contact housing 62.
  • the protective sleeve 90 is tapered at one end facing the end face 67, namely the side facing the connecting line 2 or the metal jacket line 4, so that its inside diameter at this point approximately matches the outside diameter of the metal jacket line 4.
  • the protective sleeve 90 As soon as the protective sleeve 90 has been pushed over the contact housing 62 as far as it will go, it can be connected in a sealing manner to the metal jacket line 4 by laser welding. This closed ring weld is illustrated by the contact point 92.
  • the protective sleeve 90 is correspondingly longer than the contact housing 62, so that it additionally encompasses the elastomer sleeve 52 over its entire length.
  • the elastomer sleeve 52 is compressed or compressed and completely seals the inside of the contact housing 62 from the outside.
  • the elastomer spout 52 is preferably made of a heat-resistant material. 11
  • the insulations 28, 30 of the lines 20, 22 are preferably made of temperature-resistant material, since the lines 20, 22 are in a heat affected zone in which very high temperatures can occur.
  • FIGS. 2a to 2f show several side views (2c, 2d) and top views (2a, 2b, 2e, 2f) of a connecting element 35 fixed in the contact housing 62, which can be pressed, for example after being inserted into the contact housing 62, so that it can be pulled out becomes impossible.
  • one of the rings 40, 42, 44, 46 or an additional ring 37 (FIG. 2a) that is not used for clamping a line 20, 22 or a core 32, 34 can be made from a circular contour, for example an oval (FIG 2b) or a trapezoidal contour (FIG. 2f) can be produced.
  • the connecting element 35 is thus fixed in its position and can no longer be pulled out.
  • Figure 2a shows a plan view of the connecting element 35 after insertion.
  • FIG. 2 b shows a connecting element 35 with an oval pressed contour, which is thus secured against being pulled out of the contact housing 62.
  • Figures 2c and 2d show corresponding side views. This indentation can preferably be carried out through the radial housing openings 72, 74, through which the connection then also takes place by laser welding.
  • Figures 2e and 2f show an alternative contour after the 12

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement, insbesondere zum elektrischen Kontaktieren eines Sensorelementes eines Gasmeßfühlers, wobei wenigstens ein in einer Metallmantelleitung geführter Verbindungsleiter mit wenigstens einer flexiblen Anschlußleitung kontaktiert ist, und eine Verbindungsstelle zwischen den wenigstens einem Verbindungsleiter und der wenigstens einen Anschlußleitung in einem Kontaktgehäuse angeordnet ist, das eine dichte und temperaturbeständige Kontaktierung gestattet. Es ist vorgesehen, daß das Kontaktgehäuse (62) wenigstens ein Verbindungselement (35) umfaßt, das einerseits fest mit der wenigstens einen Anschlußleitung (20, 22) verbunden ist, und das andererseits mit dem wenigstens einen Verbindungsleiter (8, 10) kontaktierbar ist, wobei das wenigstens eine Verbindungselement (35) in dem Kontaktgehäuse (62) kraft- und formschlüssig angeordnet ist, und das Kontaktgehäuse (62) von einer temperaturbeständigen Schutzhülse (90) umgriffen ist, die direkt mit der Metallmantelleitung (4) und der wenigstens einen Anschlußleitung (20, 22) verbunden ist.

Description

Elektrisches Kontaktelement
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen.
Stand der Technik
Bekannt sind Sensorelemente, die hohen Temperaturen und Schwingungsbelastungen ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise innerhalb des Abgastraktes von Kraftfahrzeugen auftreten können. Die elektrischen Zulei- tungen zu solchen Sensorelementen sind erheblichen
Temperaturbelastungen ausgesetzt, denen herkömmliche Kabelisolierungen nicht standhalten können. Insbesondere die Verbindungsstellen der Sensorelemente zu den elektrischen Zuleitungen sowie deren Isolations- schichten müssen wirksam gegen zu hohe Temperaturen abgeschirmt werden. So werden beispielsweise bei Lambda-Sonden üblicherweise hochtemperaturbeständige Metallmantelleitungen verwendet, die eine gewisse Mindestlänge aufweisen müssen. Erst ab einer bestimm- ten Entfernung zum hochtemperaturbelasteten Meßort können herkömmliche Kabel die elektrische Verbindung zu einer nachgeschalteten Auswerteeinheit übernehmen. Die Verbindungsstelle zwischen der temperaturbeständigen Metallmantelleitung und der herkömmlichen flexiblen Kabelleitung muß jedoch vollständig dicht gegen äußere Einflüsse ausgeführt sein. Problematisch ist weiterhin eine zu große Länge der Metallmantelleitung, die in diesem Fall vibrationsbruchgefährdet ist. Die Metallmantelleitung muß somit wegen der entstehenden Schwingungsbelastung so kurz wie möglich sein, weshalb neben einer Dichtheit gegen Witterungs- einflüsse und Feuchtigkeit auch eine möglichst hohe Temperaturbeständigkeit der Verbindungsstelle notwendig ist.
Bekannt sind weiterhin Verbindungen zwischen starrer Metallmantelleitung und flexiblen Kabelleitungen, die mit Kunststoff umspritzt sind. Da mit einer solchen umspritzten Kunststoffummantelung jedoch im allgemeinen keine dichten Verbindungen zwischen Metallmantelleitung und den isolierten Kabelleitungen herstellbar sind, sind zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise mittels Elastomerdichtungen notwendig. Das Volumen der Verbindung sowie deren Masse und damit das Massenträgheitsmoment steigt durch diese Maßnahmen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Schwingungsbeständig- keit der Mantelleitungen aus, womit diese bruchgefährdet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dichte und temperaturbeständige Verbindung zwischen einer Metall- mantelleitung und flexiblen Kabelleitungen herzustellen, die zudem eine möglichst geringe Masse aufweist. Vorteile der Erfindung
Durch die weitgehend vorgefertigten Kontaktelemente können auf schnelle und kostengünstige Weise leichte, temperatur- und schwingungsbeständige elektrische Verbindungen von hochtemperaturbelasteten Sensorelementen zu Kabelbäumen hergestellt werden. Dabei werden herkömmliche Verbindungstechniken wie Crimpen und Verrasten angewendet. Durch die sehr gute Isolation der elektrischen Kontakte voneinander besteht keine Gefahr von Neben- oder Kurzschlüssen. Aufgrund der geometrischen Gestaltung des Kontaktgehäuses mit Zentrier- und Einführhilfen sind Fehlmontagen nahezu ausgeschlossen. Dadurch ist eine automatische Mon- tage, beispielsweise durch Montageroboter sicher gewährleistet. Die anschließende Laserverschweißung der elektrischen Kontakte sowie einer umhüllenden dünnen Schutzhülse aus Metall gestattet ebenfalls eine schnelle automatische Montage. Zudem ist damit eine robuste, bruch- und vibrationssichere, langlebige Verbindung gewährleistet, die gegen Hitze sowie jegliche Art von Umwelteinwirkung abgeschirmt ist. Durch eine Elastomerabdichtung wird eine dichte und gegen Temperaturen von über 200 °C resistente Verkapselung des Verbindungselementes sichergestellt. Besonders vorteilhaft ist schließlich die äußerst kompakte und leichte Bauweise, aufgrund deren die Anfälligkeit gegen Vibrationen und Vibrationsbrüche der Metallmantelleitung minimiert ist.
Das Kontaktgehäuse des Kontaktelementes muß relativ hohe Temperaturen aushalten können und kann zu diesem Zweck beispielsweise aus einem duroplastischen Kunststoff oder auch aus einem keramischen Material bestehen. Diese Materialen weisen zudem die Vorteile einer hohen Steifigkeit und mechanischen Belastbarkeit und einer relativ freien dridimensionalen Gestaltungsfreiheit auf. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich durch Faserverstärkungen weiter verbessern. Die Kontur des Kontaktelementes kann zylindrisch, durch die freie Formbarkeit im Guß- oder Spritzgußverfahren jedoch auch beliebig anders gestaltet sein, je nach gewünschter Einbaulage beziehungsweise zusätzlicher Verankerung oder Fixierung.
Zur stabilen und vibrationsfesten mechanischen und elektrischen Verbindung der in der Metallmantelleitung geführten elektrischen Leitungen mit den zu einer Auswerteeinheit führenden flexiblen Kabelleitungen werden diese innerhalb des Kontaktgehäuses durch Laserschweißung miteinander verbunden. Gegenüber her- kömmlichen Steckkontakten weisen diese Verbindungen eine deutlich höhere Dauerhaltbarkeit und damit eine bessere Langlebigkeit auf. Durch eine Laserverschwei- ßung einer das Kontaktgehäuse umschließenden Metall- hülse mit der Metallmantelleitung ist auch im lang andauernden Betrieb das Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen, die elektrische Isolierung beeinträchtigenden, Stoffen nahezu ausgeschlossen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten, Merkmalen. Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er- läutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Kontaktelement in einer Schnittansicht;
Figur 2a eine Draufsicht auf ein Verbindungselement;
Figur 2b eine Draufsicht auf ein Verbindungselement nach dem Flachdrücken;
Figur 2c eine Seitansicht auf ein Verbindungselement;
Figur 2d eine Seitenansicht auf ein Verbindungs- element nach dem Flachdrücken;
Figur 2e eine Draufsicht auf ein Verbindungs- element und
Figur 2f eine Draufsicht auf ein Verbindungs- element nach dem Flachdrücken.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Kontaktelement 1 in einer bespielhaften Ausfuhrungsform, welches insbesondere zur elektrischen Kontaktierung eines Sensorelementes ei- nes Gasmeßfühlers mit elektrischen Zuleitungen Verwendung finden kann. Das Kontaktelement 1 besteht im wesentlichen aus einem Kontaktgehäuse 62 mit vorzugsweise zylindrischer Außenkontur, wenigstens einem darin befindlichen Verbindungselement 35 sowie dichtend umschließenden Metallhülse 90. An zwei Stirnseiten 66, 67 des Kontaktgehäuses 62 führen elektrische Leitungen 2, 20, 22 zu einem hier nicht dargestellten Sensorelement beziehungsweise zu einer hier ebenfalls nicht dargestellten Auswerteeinheit aus dem Kontaktelement 1 heraus. Innerhalb des Kontaktgehäuses 62 ist wenigstens ein Verbindungselement 35 angeordnet, das für eine stabile elektrische Verbindung der Leitungen 2, 20, 22 sorgt.
Beschrieben wird im folgenden eine Ausfuhrungsform mit zwei eingehenden und zwei ausgehenden elektrischen Leitern, die innerhalb des Kontaktelementes 1 verbunden sind. Ebenso möglich sind jedoch auch Aus- fuhrungsformen mit nur einem oder mit mehr als zwei Leitern. Bei nur einer Leitung kann beispielsweise eine Masse über metallische Gehäuseteile geführt sein. Die von dem hier nicht dargestellten Sensorelement des Gasmeßfühlers kommende elektrische Leitung muß sowohl erschutterungsresistent als auch temperaturbeständig sein, da derartige Gasmeßfühler vorzugsweise an Meßorten zum Einsatz kommen, an denen Temperaturen von mehr als 800°C herrschen können, beispielsweise in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeu- ges, in Nähe eines Katalysators. Die biegesteife elektrische Leitung 2 umfaßt in der dargestellten Ausfuhrungsform zwei einzelne, voneinander isolierte, Verbindungsleiter 8 und 10, die beispielsweise als Drähte oder als geflochtene oder verdrillte Litzen aus Silber, Kupfer oder anderen als Leiter geeigneten Materialien ausgeführt sein können. Diese Verbin- dungsleiter 8 und 10 werden von einer Metallmantelleitung 4 umschlossen und sind durch eine Isolierung voneinander getrennt. Diese Isolierung kann beispielsweise eine Keramikpulver-Isolation 6 oder eine andersartige temperaturbeständige Isolation sein. Eine derartige Keramikpulver-Isolation 6 hat neben der gewünschten Isolationswirkung die günstige Eigenschaft, vibrationsdämpfend zu wirken und dadurch die Bruchgefahr der Leitung 2 aufgrund von Erschütterungen, plötzlichen Schlägen oder Vibrationen zu redu- zieren. Um derartige Gefahren weiter zu verringern, ist die freie Länge der Leitung 2 als Verbindung zwischen Sensorelement und Kontaktelement 1 so kurz wie möglich zu gestalten, wobei die minimale Länge durch die maximale Temperaturbelastbarkeit des Kontaktele- mentes 1, beziehungsweise daran befindlichen dichtenden Elementen aus Elastomermaterial, vorgegeben.
Die Metallmantelleitung 4 mit den daraus herausgeführten und vorzugsweise als runde, ovale oder flache Kontaktfahnen 12 und 14 ausgeführten Verbindungsleitern 8 und 10 mündet in eine passende Öffnung 80 im Kontaktgehäuse 62. Diese Öffnung 80 befindet sich zentral in einer Stirnseite 67 des Kontaktgehäuses 62 und weist eine Fase 84 zur besseren und leichteren Einführbarkeit der Metallmantelleitung 4 auf. Diese Fase 84 kann beispielsweise eine Schräge von 15 Grad oder mehr aufweisen. Die Tiefe der Fase 84 ist zweck- mäßigerweise so zu wählen, daß sie mehr als 5 % des Durchmessers der Öffnung 80 beträgt, um eine effektive Einführhilfe darzustellen. In einem bestimmten Abstand zur Stirnfläche 67, der beispielsweise dem Durchmesser der Öffnung 80 entsprechen kann, weist die Öffnung 80 eine Verjüngung 82 auf, die als Anschlag für die Metallmantelleitung 4 dient. Gleichzeitig wirkt diese Verjüngung 82 als Führung für die vor dem Einführen vorzugsweise leicht nach außen ge- bogene Kontaktfahnen 12 und 14, so daß diese beim Einschieben der Metallmantelleitung 4 in eine definierte Position im Kontaktgehäuse 62 geschoben werden. Zur exakten Führung dieser Kontaktfahnen 12 und 14 in ihre endgültige Position ist zudem ein zentra- 1er Keil 64 vorgesehen, durch den die Kontaktfahnen 12 und 14 beim Einschieben der Metallmantelleitung 4 auseinandergelenkt werden.
An einer der Stirnseite 67 gegenüberliegenden Stirn- seite 66 des Kontaktgehäuses 62 ist für jedes der wenigstens einen Anschlußleitungen 20, 22 eine runde oder rechteckige Aufnahme 68, 70 vorgesehen, in der kraft- und formschlüssig jeweils ein Verbindungselement 35 eingebracht ist. Das Verbindungselement 35 besteht vorzugsweise aus Metall, überlappt mit einem vorzugsweise flachen Ende 36, 38 mit einer der Kontaktfahnen 10, 12 und weist am anderen Ende eine Aufnahme für eine Anschlußleitung 20, 22 auf, die diese durch Verklemmen oder Vercrimpen festhalten kann und gleichzeitig einen elektrischen Kontakt herstellen kann. Die elektrischen Anschlußleitungen 20, 22 bestehen aus einer Seele 24, 26, beispielsweise aus Kupfer- oder Silberdraht und jeweils einer isolierenden Umhüllung 28, 30. Die Kontaktelemente 35, die einem an sich bekannten Kabelschuh ähneln, besitzen eine längliche Kontur und weisen jweils zwei geöff- nete Ringe 40, 42 beziehungsweise 44, 46 auf, die jeweils zur Umklammerung eines abisolierten Endes 32, 34 der elektrischen Leitungen 20, 22 zusammenquetsch- bar sind. Die Ringe 40, 42 in einem mittleren Bereich des Kontaktelementes 35 weisen einen geeigneten Druchmesser zur Aufnahme einer Seele 24, 26 der Leitungen 20, 22 auf. Die separat quetschbaren Ringe 44, 46 weisen einen geeigneten Durchmesser zur Aufnahme der Seele 24, 26 mitsamt der isolierenden Umhüllung 28, 30 der Leitungen 20, 22 auf.
An der flachen Stirnseite 66 des Kontaktgehäuses 62 liegt bündig ein zylindrisches Dichtelement an, dessen Außendurchmesser ungefähr dem des Kontaktgehäuses 62 entspricht oder geringfügig größer ist. Dieses Dichtelement ist vorzugsweise als Elastomertülle 52 ausgeführt und weist für jedes der wenigstens einen Anschlußleitungen 20, 22 eine Durchführung 54, 56 auf, die exakt mit dem Außendurchmesser der Anschlußleitungen 20, 22 korrespondiert. Die Kontaktfahnen 12, 14 der Verbindungsleiter 8, 10 sind mit den entsprechenden Kontakten 36, 38 der Verbindungselemente 35 verbunden, vorzugsweise durch Laserverschweißung. Diese Schweißpunkte sind hier als Verbindungsstellen 48, 50 eingezeichnet. Zur Zugänglichmachung dieser Verbindungsstellen 48, 50 von außen weist das Kontaktgehäuse 62 entsprechende radiale Durchbrüche 72, 10
74 auf, die kreisförmig oder oval ausgeführt sein können .
Um das Kontaktgehäuse 62 mit den elektrischen Verbin- düngen dichtend und hochtemperaturfest nach außen abzuschotten, ist eine Schutzhülse 90 vorgesehen, die vorzugsweise aus Metall besteht. Die Kontur dieser Schutzhülse 90 korrespondiert mit der Außenkontur des Kontaktgehäuses 62, so daß sie nach dem Laserver- schweißen der Verbindungsstellen 48, 50 axial in Richtung der Stirnseite 67 über das Kontaktgehäuse 62 schiebbar ist. Die Schutzhülse 90 ist an einem der Stirnseite 67 zugewandten Ende, nämlich der der Verbindungsleitung 2 beziehungsweise der Metallmantel- leitung 4 zugewandten Seite verjüngt, so daß ihr Innendurchmesser an dieser Stelle mit dem Außendurchmesser der Metallmantelleitung 4 annähernd übereinstimmt. Sobald die Schutzhülse 90 auf Anschlag über das Kontaktgehäuse 62 geschoben ist, kann sie durch Laserschweißung mit der Metallmantelleitung 4 dichtend verbunden werden. Diese geschlossene Ringschwei- ßung ist durch die Kontaktstelle 92 verdeutlicht . Die Schutzhülse 90 ist entsprechend länger als das Kontaktgehäuse 62 ausgeführt, so daß sie zusätzlich die Elastomertülle 52 auf deren gesamter Länge umgreift. Durch Zusammendrücken beziehungsweise Verstemmen der Schutzhülse 90 auf einen kleineren Durchmesser 94 über der ganzen Länge der Elastomertülle 52 wird diese zusammengedrückt beziehungsweise komprimiert und dichtet das Innere des Kontaktgehäuses 62 vollständig nach außen ab. Die Elastomertülle 52 ist vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Material gefer- 11
tigt, beispielsweise aus Silikon, Viton, Kalrez oder ähnlichem. Ebenso bestehen die Isolierungen 28, 30 der Leitungen 20, 22 vorzugsweise aus temperaturbeständigem Material, da sich die Leitungen 20, 22 in einer Wärmeeinflußzone, in der sehr hohe Temperaturen auftreten können, befinden.
Die Figuren 2a bis 2f zeigen mehrere Seitenansichten (2c, 2d) und Draufsichten (2a, 2b, 2e, 2f) auf ein im Kontaktgehäuse 62 fixiertes Verbindungselement 35, das beispielsweise nach dem Einfügen in das Kontaktgehäuse 62 so verdrückt werden kann, daß ein Herausziehen unmöglich wird. Nach dem Einstecken kann aus einer kreisförmigen Kontur eines der Ringe 40, 42, 44, 46 oder auch eines zusätzlichen, nicht zur Klemmung einer Leitung 20, 22 oder einer Seele 32, 34 verwendeten, Ringes 37 (Figur 2a) beispielsweise eine ovale (Figur 2b) oder eine trapezförmige Kontur (Figur 2f) hergestellt werden. Das Verbindungselement 35 ist damit in seiner Lage fixiert und kann nicht mehr herausgezogen werden.
Figur 2a zeigt in der Draufsicht das Verbindungselement 35 nach dem Einschieben. Figur 2b zeigt ein Ver- bindungselement 35 mit oval gedrückter Kontur, das damit gegen ein Herausziehen aus dem Kontaktgehäuse 62 gesichert ist. Figur 2c und 2d zeigen entsprechende Seitenansichten. Diese Eindrückung kann vorzugsweise durch die radialen Gehäuseδffnungen 72, 74 ausgeführt werden, durch die anschließend auch die Verbindung durch Laserschweißung erfolgt . Die Figuren 2e und 2f zeigen eine alternative Kontur nach dem 12
Einschieben (Figur 2e) und nach dem Verdrücken (Figur 2f) mit einer trapezförmigen Kontur.

Claims

13Patentansprüche
1. Kontaktelement, insbesondere zum elektrischen Kontaktieren eines Sensorelementes eines Gasmeßfühlers, wobei wenigstens ein in einer Metallmantelleitung geführter Verbindungsleiter mit wenigstens einer flexiblen Anschlußleitung kontaktiert ist, und eine Verbindungsstelle zwischen den wenigstens einem Verbindungsleiter und der wenigstens einen Anschlußleitung in einem Kontaktgehäuse angeordnet ist, das eine dichte und temperaturbeständige Kontaktierung gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) wenigstens ein Verbindungselement (35) umfaßt, das einerseits fest mit der wenigstens einen Anschlußleitung (20, 22) verbunden ist, und das ande- rerseits mit dem wenigstens einen Verbindungsleiter (8, 10) kontaktierbar ist, wobei das wenigstens eine Verbindungselement (35) in dem Kontaktgehäuse (62) kraft- und formschlüssig angeordnet ist, und das Kontaktgehäuse (62) von einer temperaturbeständigen Schutzhülse (90) umgriffen ist, die direkt mit der Metallmantelleitung (4) und der wenigstens einen Anschlußleitung (20, 22) verbunden ist.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch geken - zeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) aus einem temperaturbeständigen, elektrisch isolierenden und mechanisch steifen Material besteht. 14
3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) aus einem keramischen Material besteht.
4. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) aus einem duroplastischen Kunststoff besteht.
5. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) für jedes der wenigstens einen Verbindungselemente (35) eine Aussparung (68, 70) in Längs- erstreckungsrichtung des Kontaktgehäuses (62) aufweist .
6. Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur aufweist.
7. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kontakt- gehäuse (62) umgreifende temperaturbeständige Schutz- hülse (90) aus einem schweißfähigen Metall besteht.
8. Kontaktelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrisch geformte Schutzhülse (90) das Kontaktgehäuse (62) bündig umschließt .
9. Kontaktelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Schutzhülse (90) sich an der der Metallmantelleitung (4) des wenig- 15
stens einen Verbindungsleiters (8, 10) zugewandten Seite derart verjüngt, daß die Metallmantelleitung (4) von der Schutzhülse (90) bündig umgriffen wird.
10. Kontaktelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (90) mit der Metallmantelleitung (4) dichtend verbunden ist.
11. Kontaktelement nach Anspruch 10, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Schutzhülse (90) mit der Metallmantelleitung (4) über eine durchgehende Laserschweißung (92) verbunden ist.
12. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kontaktgehäuse (62) , koaxial zu diesem und bündig mit seiner Stirnseite (66) abschließend, eine im wesentlichen zylindrische Elastomertülle (52) zugeordnet ist.
13. Kontaktelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomertülle (52) für jede der wenigstens einen Anschlußleitungen (20, 22) eine, diese Anschlußleitungen (20, 22) bündig umschließende Durchführung (54, 56) aufweist.
14. Kontaktelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (90) die bündig an die Stirnseite { 66 ) des Kontaktgehäuses (62) anliegende Elastomertülle (52) mitumgreift.
15. Kontaktelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomertülle (52) aus hitzebe- 16
ständigem Material, insbesondere Silikon, Viton oder Kalrez, besteht.
16. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomertülle (52) die Schutzhülle (90) an ihrem die Elastomertülle (52) umschließenden Umfang (94) verstemmt ist und die Elastomertülle (52) zusammendrückt.
17. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (62) an einer der Stirnseite (66) gegenüberliegenden Stirnseite (67) eine zentrale Öffnung (80) aufweist, deren Durchmesser mit dem der Metallmantel- leitung (4) korrespondiert.
18. Kontaktelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (80) eine Fase (84) aufweist .
19. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (80) axial beabstandet zur Fase (84) eine kegelartige Verjüngung (82) aufweist.
20. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (12, 14) mit den Kontakten (36, 38) laserverschweißt sind.
21. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktge- 17
häuse (62) in Höhe der Verbindungsstellen von den Kontakten (12, 14, 36, 38) jeweils radiale Durchbrüche (72, 74) zum Laserverschweißen der Kontakte (12, 14, 36, 38) aufweist.
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