ITMI950045U1

ITMI950045U1 - DEVICE FOR ELECTRICALLY CONNECTING A HEATING ELEMENT TO THE BAR FORM OF A SENSOR

Info

Publication number: ITMI950045U1
Application number: IT95MI000045U
Authority: IT
Inventors: Romuald Fries
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-07-27
Also published as: FR2716066A3; ES1030063U; JP3014350U; ES1030063Y; ITMI950045V0; DE9401859U1; IT236613Y1; FR2716066B3

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

Stato dell'arte State of the art

L'invenzione si riferisce ad un dispositiva per collegare un elemento riscaldante, a forma di barra, di un sensore del tipo indicato nella rivendicazione principale. Un tale dispositivo è noto attraverso la DE-OS 33 27 397, nella quale elementi di contatto sono fissati elasticamente in un incavo di un elemento isolante di forma cilindrica. Il collegamento viene realizzato mediante la configurazione a molla delle parti di contatto. un tale dispositivo di collegamento è dispendioso come tecnica di montaggio poiché, per congiungere a brasatura gli elementi di contatto ai cavi di allacciamento, è necessario che gli elementi di contatto vengano premontati in una con l'elemento isolante cilindrico. The invention relates to a device for connecting a bar-shaped heating element of a sensor of the type indicated in the main claim. Such a device is known through DE-OS 33 27 397, in which contact elements are elastically fixed in a recess of a cylindrical insulating element. The connection is made by means of the spring configuration of the contact parts. such a connection device is expensive as an assembly technique since, in order to braze the contact elements to the connecting cables, the contact elements must be preassembled in one with the cylindrical insulating element.

Attraverso la EP-A2 496 136 è inoltre noto un dispositivo in cui non vi è bisogno di premontaggio dei contatti con il manicotto isolante in quanto il manicotto isolante cilindrico viene, in un secondo tempo, fatto scorrere sui contatti e produce in tal modo il precarico elastico degli elementi di contatto. Con questa esecuzione bisogna, però, adottare degli accorgimenti, come nella già citata DE-OS 33· 27397 per ottenere un esatto collocamento degli elementi,di contatto sull'elemento riscaldante giacché gli elementi di contatto sono circondati dal manicotto isolante e quindi la loro posizione non è visibile dall'esterno. All'azione elastica necessaria per la messa a contatto provvede, in entrambi i casi, la stessa configurazione a molla degli elementi di contatto. Pertanto, in tali casi occorre realizzare gli elementi di contatto in forma relativamente massiccia. Inoltre, con l'aumentare dell'invecchiamento si hanno fenomeni di stanchezza dell'azione elastica del materiale, per cui nei punti di contatto si può avere un aumento delle resistenze di contatto. Through EP-A2 496 136 a device is also known in which there is no need to pre-assemble the contacts with the insulating sleeve since the cylindrical insulating sleeve is, in a second time, made to slide on the contacts and thus produces the preload elastic of the contact elements. With this execution, however, it is necessary to adopt some precautions, as in the aforementioned DE-OS 33 27397 to obtain an exact positioning of the contact elements on the heating element since the contact elements are surrounded by the insulating sleeve and therefore their position it is not visible from the outside. In both cases, the same spring configuration of the contact elements provides for the elastic action necessary for the contact. Therefore, in such cases it is necessary to make the contact elements in a relatively massive form. Furthermore, with increasing aging there are phenomena of fatigue of the elastic action of the material, so that in the contact points there can be an increase in contact resistances.

Attraverso la DE-OS 4126 378 è inoltre noto un dispositivo per la messa a contatto di un elemento di misura a forma di piastrina in cui il tratto terminale, lato connessione, del sensore Also known through DE-OS 4126 378 is a device for contacting a plate-shaped measuring element in which the terminal portion, connection side, of the sensor

presenta superfici di contatto elettricamente conduttive sulle quali è applicato un connettore costituito da due componenti elettricamente isolanti distanziati l’uno dall'altro e supportanti, sul lato rivolto verso l'elemento di misura, elementi di contatto precaricati meccanicamente da un elemento elastico tipo anello che cinge i componenti. has electrically conductive contact surfaces on which a connector is applied consisting of two electrically insulating components spaced from each other and supporting, on the side facing the measuring element, contact elements mechanically preloaded by an elastic ring-like element which encircles the components.

Vantaggi dell 'invenzione Advantages of the invention

Il dispositivo inventivo avente le caratteristiche qualificanti della rivendicazione principale offre, invece, il vantaggio di essere facilmente fabbricabile e facilmente montabile. inoltre, esso resiste ad elevate forze di sollecitazione e alle alte temperature. I punti di contatto mantengono, anche con crescente invecchiamento, una costante resistenza di contatto. The inventive device having the qualifying characteristics of the main claim offers, on the other hand, the advantage of being easily manufactured and easily assembled. moreover, it resists high stress forces and high temperatures. The contact points maintain a constant contact resistance even with increasing aging.

Con gli accorgimenti riportati nelle rivendicazioni subordinate, sono possibili vantaggiosi perfezionamenti del dispositivo indicato nella rivendicazione principale. 5i ottiene una disposizione particolarmente vantaggiosa degli elementi di contatto, con posizionamento sicuro nei portacontatti se gli elementi di contatto sono disposti in incavi previsti nei due portacontatti e in cui gli elementi di contatto sono fissati assialmente e radialmente. With the expedients reported in the subordinate claims, advantageous improvements of the device indicated in the main claim are possible. 5i achieves a particularly advantageous arrangement of the contact elements, with secure positioning in the contact carriers if the contact elements are arranged in recesses provided in the two contact carriers and in which the contact elements are fixed axially and radially.

Disegni Drawings

Un esempio di attuazione dell'invenzione è illustrato in maniera particolareggiata nei disegni e nella descrizione che segue. La figura 1 riporta una sezione longitudinale di un dispositivo conforme all'intenzione con un'estremità lato connessione di un elemento riscaldante da collegare e la figura 2 è una sezione trasversale corrispondente alla linea II - II della figura 1. An example of embodiment of the invention is illustrated in detail in the drawings and in the following description. Figure 1 shows a longitudinal section of a device in accordance with the intention with one end on the connection side of a heating element to be connected and Figure 2 is a cross section corresponding to line II - II of Figure 1.

Esempio di realizzazione Example of realization

ha figura 1 mostra un elemento riscaldante 10, a forma di barra, per un sensore ad es. sensore-analizzatore di gas per la determinazione del contenuto di ossigeno nei gas di scarico dei motori a combustione. L'elemento riscaldante 10 sporge, con un'estremità lato gas di misura (non rappresentata in particolare), in un elemento sensore (anch'esso non raffigurato) e serve a riscaldare l'elemento sensore in modo tale che la richiesta temperatura di esercizio si applichi all'elemento sensore, Nell'elemento riscaldante io è integrato un riscaldatore a resistenza (non rappresentato in particolare), che su un tratto terminale 11, lato allacciamento, è guidato con una prima superficie di contatto 12 e con una seconda superficie di contatto 13, in direzione della superficie dell'elemento riscaldante 10. Figure 1 shows a heating element 10, in the shape of a bar, for a sensor e.g. gas sensor-analyzer for determining the oxygen content in the exhaust gases of combustion engines. The heating element 10 protrudes, with one end on the sample gas side (not shown in particular), into a sensor element (also not shown) and serves to heat the sensor element in such a way that the required operating temperature is applied to the sensor element, A resistance heater (not shown in particular) is integrated in the heating element 10, which is guided on a terminal section 11, on the connection side, with a first contact surface 12 and with a second contact surface contact 13, in the direction of the surface of the heating element 10.

sul tratto terminale 11, lato connessione, con le superfici di contatto 12, 13, è applicato un connettore 14. Il connettore 14 si compone di un primo portacontatto 15 e di un secondo portacontatto 16. I due portacontatti 15 e 16 sono componenti elettrica-, mente isolanti realizzati in ceramica oppure in materiale sintetico resistente alle alte temperatura e ciascuno è realizzato con una faccia interna 17. 18 orientata verso l'elemento riscaldante 10. I due portacontatti 15 e 16 sono distanziati uno dall'altro mediante un interspazio 19. Le facce interne 17 e 18 dei portacontatti 15 e 16 sono opportunamente conformate alla configurazione dell'elemento riscaldante 10 (a forma di semicerchio, nel presente esempio di realizzazione) in tal modo è possibile mantenere l'elemento riscaldante 10 in condizioni tali da poter essere ben fissato nel connettore 14, Ad angolo retto relativamente all'interspazio 19 sono praticati, nei due portacontatti 15 e 16 della figura 2. rispettivamente un primo incavo 21 e un secondo incavo 22. Le cavità 21, 22 si estendono in senso assiale, preferibilmente sull'intera lunghezza delle facce interne 17, 18. on the terminal section 11, on the connection side, with the contact surfaces 12, 13, a connector 14 is applied. The connector 14 consists of a first contact carrier 15 and a second contact carrier 16. The two contact carriers 15 and 16 are electrical components. , insulators made of ceramic or synthetic material resistant to high temperatures and each is made with an internal face 17. 18 oriented towards the heating element 10. The two contact carriers 15 and 16 are spaced from each other by means of a gap 19. The internal faces 17 and 18 of the contact carriers 15 and 16 are suitably shaped to the configuration of the heating element 10 (in the shape of a semicircle, in the present embodiment) in this way it is possible to keep the heating element 10 in such conditions as to be able to be well fixed in the connector 14, at a right angle with respect to the gap 19, a first recess 21 and a second recess 22. The recesses 21, 22 extend axially, preferably over the entire length of the internal faces 17, 18.

Nell'incavo 21 del primo portacontatto 15 corre un primo elemento di contatto 23 e nell'incavo 22 del secondo portacontatto 16 un secondo elemento di contatto 24. Gli elementi di contatto 23, 24 sono elementi di lamiera a forma di strisce realizzati, per esempio, mediante stampaggio e coniatura. Ognuno degli elementi di contatto 23, 24 ha, sul lato gas da analizzare, un tratto ripiegato 25, mediente il quale gli elementi di contatto 23, 24 sono curvati ognuno attorno ad un colletto 26, lato gas da analizzare, formato sui portacontatti 15 e 16 fino alla parte posteriore degli elementi di contatto 15, 16. Sul lato connessione, gli elementi di contatto 23, 24 sono allungati a forma di striscia oltre i portacontatti 15, 16 e, sul loro tratto terminale di tale lato, sono formati come punti di raccordo 27 per conduttori di allacciamento. Nel presente esempio di esecuzione, i punti di raccordo 27 sono eseguiti come manicottti dotati di un interspazio longitudinale in cui vengono inseriti, per esempio a pressione, i conduttori di allacciamento 28. Per la dilatazione termica, può essere appropriata una deflessione 29 collocata fra i punti di raccordo 27 e i portacontatti 15, 16. gli elementi di contatto 23, 24 sono dotati, ad esempio, di un rivestimento buon conduttore elettrico resistente alla corrosione. Per migliorare il contatto, gli elementi di contatto 23, 24 sono formati ognuno con una zona di contatto rialzata 31. In the recess 21 of the first contact carrier 15 runs a first contact element 23 and in the recess 22 of the second contact carrier 16 a second contact element 24. The contact elements 23, 24 are strip-shaped sheet metal elements made, for example , by stamping and coining. Each of the contact elements 23, 24 has, on the gas side to be analyzed, a folded section 25, by means of which the contact elements 23, 24 are each curved around a collar 26, on the gas side to be analyzed, formed on the contact holders 15 and 16 up to the rear part of the contact elements 15, 16. On the connection side, the contact elements 23, 24 are elongated in the form of a strip beyond the contact carriers 15, 16 and, on their end portion of this side, are formed as points connector 27 for connection cables. In the present embodiment, the connection points 27 are designed as sleeves provided with a longitudinal gap into which the connecting conductors 28 are inserted, for example by pressure. For thermal expansion, a deflection 29 placed between the connection points 27 and contact carriers 15, 16. the contact elements 23, 24 are provided, for example, with a good corrosion-resistant electrical conductive coating. To improve the contact, the contact elements 23, 24 are each formed with a raised contact zone 31.

Sulle superfici 20, opposte nell'interspazio 19, sono formate solidarmente, per esempio, nervature di guida (non raffigurate) e sulla superficie opposta una concavità ad essa conformata (anche questa non raffigurata) in modo tale che i due elementi di contatto vengano ad.essere interhloccabili in senso assiale, Sull'estremità lontana dall'elemento riscaldante 10 i due portacontatti 15, 16 sono eseguiti con un rispettivo colletto 32 sul lato allacciamento, Secondo la figura 2, la sezione trasversale dei due portacontatti 15, 16 è formata in modo che ognuno di essi presenti, sulla parte posterore, almeno un’elevazione 33. On the surfaces 20, opposite to the interspace 19, guide ribs (not shown) are integrally formed, for example, and on the opposite surface a concavity shaped thereto (also not shown) so that the two contact elements come together .be axially interlockable, On the end far from the heating element 10 the two contact carriers 15, 16 are made with a respective collar 32 on the connection side, According to Figure 2, the cross section of the two contact carriers 15, 16 is formed in so that each of them presents, on the posterior part, at least one elevation 33.

I due portacontatti 15 e 16 sono circondati e tenuti insieme da un elemento elastico tipo anello 35, L'elemento elastico 35 presenta, nella propria estensione periferica, un'interruzione 36 ed è meccanicamente precaricato sulle due elevazioni 33 dei due portacontatti 15, 16. Nel presente esempio di esecuzione, l'elemento elastico 35 è costituito da un materiale a striscia. Al bloccaggio assiale dell'elemento elastico 35 provvede il colletto 32 il quale è formato solidarmente sul lato allacciamento 32 e verso il quale viene fatto scorrere l'elemento elastico 35, The two contact carriers 15 and 16 are surrounded and held together by a ring-like elastic element 35, the elastic element 35 has, in its peripheral extension, an interruption 36 and is mechanically preloaded on the two elevations 33 of the two contact holders 15, 16. In the present embodiment, the elastic element 35 is constituted by a strip material. The collar 32 is provided for axial locking of the elastic element 35, which is formed integrally on the connection side 32 and towards which the elastic element 35 is made to slide,

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Device for electrically connecting a bar-shaped heating element to a sensor in which the bar-shaped heating element has, on the surface of its terminal section far from the gas to be analyzed, at least two contact surfaces on which respective contact elements rest, to which contact elements are connected electrical connection conductors, characterized in that at least two contact carriers (15, 16) are provided which, on the side (17, 18) oriented towards the heating element (10) , support at least one of the contact elements (23, 24) and by the fact that the contact carriers (15, 16) are surrounded, with mechanical preload, by an elastic element (35).

2. Device according to claim 1, characterized by the fact that the contact holders (15, 16) have, on their internal face (17, 18) facing the heating element (10); each a recess (21, 22) for fixing the contact elements (23, 24),

3. Device according to claim 2, characterized in that the recesses (21, 22) extend axially over the entire length of the inner face (17, 18),

4. Device according to claim 1, characterized in that the contact carriers (15, 16) are arranged with mutual spacing.

5. Device according to claim 1, characterized in that the contact carriers (15, 16) have, on the rear face far from the heating element (10), at least one elevation (33) on which the elastic element (35).

6, Device according to claim 1, characterized in that the two contact carriers (15, 16) have, on their rear face far from the heating element (10), a collar (32) integrally formed on the connection side for the longitudinal fixing of the 'elastic element (35),

7. Device according to claim 1, characterized in that the elastic element (35) is made of an elastic strip material which in its peripheral extension presents an interruption (36),