JP4173581B2 - ガス測定センサの接続ケーブル用のケーブル貫通案内部をシールするための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの接続ケーブル、特にガス測定センサのセンサ部材の接続ケーブル用のケーブル貫通案内部をシールするための装置であって、ケーシングの開口内に配置された、接続ケーブルを貫通案内するためのシール装置が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式の、例えばドイツ連邦共和国特許第１９５４００２２号明細書に基づくケーブル貫通案内部のシール装置では、接続ケーブルが、プラスチック、例えばＰＴＦＥ製のシール装置に設けられた長手方向に延在する孔を貫通して案内されており、このシール装置は、押潰し結合(Quetschverbindung）を用いてケーシング部分によって堅く取り囲まれている。ケーブル貫通案内部は、特に内燃機関の排ガス装置内の排ガスセンサの場合には、高温負荷されている。ＰＴＦＥ製のシール装置と鋼製のケーシング部分との種々異なる材料の、相異なる熱的な伸び特性に基づき、高温負荷および温度変化のために、シール装置とケーシング部分との間に間隙を生ぜしめることになる。このことにより要求される点は、シール装置とケーシング部分との間に付加的なシールリング、例えば、その弾性に基づき前記間隙を持続的にシールするビトン・Ｏ・リング(Viton-O-Ring)を挿入することである。ＰＴＦＥ製シール装置とケーブル絶縁体との間の継ぎ目箇所には、同様に間隙が形成される恐れがある。このような間隙を持続的に閉塞するために、ケーブル絶縁体をＰＴＦＥ製シール装置の材料に溶着させる。しかしながらこのような従来の方法は、付加的な製造工程を必要としている。さらに、両方の材料を互いに適合させねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来のシール装置を改良して、相異なる材料から成る構成部材の互いに異なる熱的な伸び特性に基づき高温負荷および温度変化によって生ぜしめられる、前記構成部材間の間隙を、付加的な製造工程を用いずに、持続的に閉塞またはシールできるケーブル貫通案内部のためのシール装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明の構成では、シール装置が、ケーシング部分の開口内に固定された２つのボディと、弾性変形可能なシール部材と、接続ケーブルの貫通案内方向に作用するばね部材とを有しており、前記の２つのボディが、ケーシング部分の開口の領域の環状の外方凸部内に、接続ケーブルの貫通案内方向で互いに上下に位置するように、少なくとも軸方向に位置固定されて配置されており、シール部材およびばね部材が両方のボディ間に位置決めされており、前記ばね部材の力によって前記シール部材が弾性変形させられるようになっており、前記の２つのボディのうちの一方のボディが、接続ケーブル用の少なくとも１つの第１の貫通案内部を有しており、シール部材が、接続ケーブル用の少なくとも１つの第２の貫通案内部を有しており、他方のボディが、シール部材用の少なくとも１つの第３の貫通案内部を有しており、シール部材が、円板状の基体と、この基体に一体成形された、接続ケーブルのための第２の貫通案内部とから構成されており、前記基体が開口の横断面を充てんしており、前記第２の貫通案内部が、基体から軸方向でテーパして延びるテーパ部と、軸方向で延びる短管体とを備えており、該短管体が、前記テーパ部を介して基体に接続されており且つケーシング部分の開口の端面まで延びており且つ前記接続ケーブルを前記第２の貫通案内部の領域内で取り囲んでおり、更に、他方のボディに設けられた第３の貫通案内部に、前記短管体が導入されているようにした。
【０００５】
【発明の効果】
本発明によって得られた利点は、ケーブル貫通案内部の耐熱性のシールが可能である、という点である。軸方向に作用するばね部材により、ケーブル絶縁体にもケーシング部分にも、耐高熱性のシール部材の所望の押当て力が得られ、従って、接続ケーブルとシール部材との間、ならびにケーシング部分とシール部材との間に確実なシールが形成される。本発明によるシール装置は顕著な耐高熱性を有している。なぜならば、例えば用いられるＰＴＦＥ材料の流動性が、軸方向に作用するばね部材によって十分に補償されるからである。基本的には、ばね力は軸方向、すなわち接続ケーブルの貫通案内方向に作用する。
【０００６】
本発明による装置のさらに有利な構成が、請求項２項以下に記載されている。特に有利な点は、シール部材およびばね部材を、ケーシング部分の開口内に軸方向に固定された２つの構成部材間に挿入することであり、この場合、一方の構成部材はばね部材のための支持部分を形成し、他方の構成部材はシール部材のための対応片を形成している。シール部材は両方の構成部材間で、ばね部材のばね力によって弾性変形させられる。接続ケーブルにかしめ接続されたクリンプ接続部(Crimpverbindung）が、軸方向に固定された一方の構成部材と協働して、接続ケーブルのための引っ張り負荷を軽減している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【０００８】
図１は、ガス測定センサ、例えばラムダ・センサ内に組み込まれた状態のケーブル貫通案内部１０の断面図を示している。このケーブル貫通案内部１０は、単に部分的に図示された、例えば鋼製のケーシング部分１２を有している。ケーシング部分１２の端部区分には管状の開口１３が設けられていて、この開口１３内にシール装置１５が設けられている。例えば、各１つのケーブル絶縁体１９を備えた２つの接続ケーブル１７がシール装置１５を貫通していて、かつ、これらの接続ケーブル１７の、センサ内側の端部には、それぞれクリンプ接続部１８が設けられている。シール装置１５はケーシング部分１２内にかしめ接続されており、このためケーシング部分１２は管状の開口１３の領域に環状の外方凸部１４を有している。
【０００９】
シール装置１５は、開口１３内に固定された支持部分２１と、軸方向に作用するばね部材２６と、一部分から成る弾性変形可能なシール部材３０と、同様に開口１３内に固定された対応片３５とを有している。
【００１０】
支持部分２１は、絶縁材料から成るクリンプ接続部１８との接触のために、例えば、接続ケーブル１７用の長手方向に延びる第１の貫通案内部２２を備えたセラミック製の成形部分として構成されており、この場合、これらの貫通案内部２２は、内方に向かって段付けされた各１つの段部２３を有している。接続ケーブル１７にかしめ接続されたクリンプ接続部１８は、拡大された拡大区分２４を有しており、この拡大区分２４が段状の前記段部２３に当て付けられるので、接続ケーブル１７のための引っ張り負荷が軽減される。
【００１１】
支持部分２１には、軸方向に作用するばね部材２６が載置している。図１の実施例によれば、ばね部材２６は、互いに重なり合った雲母円板２７から成っている。軸方向に作用するこのばね部材２６は、別の実施例では、弾性の黒鉛シート(Graphitfolie)、予め焼結されたステアタイト・成形部分(Steatit-Formteil)、予め圧縮されたセラミックファイバー材料、ステンレス鋼から成る被膜処理された金属スクリーン円板(Metallsiebscheibe）、ステンレスばね鋼から成る波形の薄い金属シート、または皿ばねから成っているか、もしくはこれらの構成の複合体から成っていてよい。さらに別の変化実施例が、図２、図３および図４に図示されている。
【００１２】
ばね部材２６には、例えばエラストマから成る弾性変形可能なシール部材３０が載置している。エラストマとして、例えばパラフルオロエラストマ（ＰＦＫＭ）が使用される。シール部材３０は円板状の基体３２の形状を有していて、この基体３２には、接続ケーブル１７の数に相応に、管状の注口状体３３が一体成形されている。基体３２は少なくとも十分に、開口１３の横断面を充てんしている。シール部材３０には、セラミック製の成形部分２１と同様に、接続ケーブル１７用の第２の貫通案内部３１が設けられていて、これらの接続ケーブル１７はそれぞれ、管状の短管体３３によって取り囲まれる。これらの管状の短管体３３は接続ケーブルの貫通案内部の長手方向に、例えば、シール装置１５の残りの長さにわたって延在している。
【００１３】
さらに、弾性のシール部材３０を覆って対応片３５が配置されている。この対応片３５には第３の貫通案内部３５が設けられていて、これらの第３の貫通案内部３５内には、シール部材３０の短管体３３が導入されている。対応片３５は、外方凸部１４の背後から係合するので、ばね部材２６によって生ぜしめられる力の方向、すなわち軸方向に位置固定されている。
【００１４】
シール装置１５のシール作用は、ばね部材２６によって生ぜしめられた軸方向に作用する力がシール部材３０に作用し、このシール部材３０が対応片３５に対して押圧されることによって達成される。ばね部材２６の背面は、開口１３内に固定されたセラミック製の成形部分２１に支持される。この際、シール部材３０は弾性変形させられ、開口１３の壁部にも、短管体３３で以て接続ケーブル１７のケーブル絶縁体１９にも当て付けられる。第３の貫通案内部３６はこの際、短管体３３のための対応支承部を形成するので、短管体３３は全縦方向長さにわたって十分にケーブル絶縁体１９に押し当てられる。ばね部材２６によりシール部材３０に作用するプレロード（予荷重）によって、互いに異なる材料から成るケーシング部分１２およびシール材料３０の、相異なる熱的な伸び特性が補償される。
【００１５】
軸方向に作用するばね部材２６のための別の実施例が、図２、図３および図４に見られる。図２は、例えば扁平面取りされた作用ばねリング４１を示しており、この作用ばねリング４１はセラミック製の成形部分２１とシール部材３０との間に、雲母円板２７の代わりに挿入される。押圧力をより良好に分散させるために、この作用ばねリング４１とシール部材３０との間に金属円板が設けられていると、有利である。図３は、Ｖ字型の横断面を有する環状のばね部材４２の断面図を示しており、この場合、Ｖ字型が内方を向くように構成されている。Ｖ字型の横断面を有する同様に環状のばね部材４３が図４に見られ、この図４の実施例ではＶ字型が外方を向いている。これらの環状のばね部材４２，４３では、シール部材３０に金属円板が敷設されていると、同様に有利である。
【００１６】
本発明によるシール装置は、既述のラムダ・センサのみに限定されて使用されるものではない。さらに別の応用例も考えられるが、これらの応用例では、接続ケーブルがケーブル貫通案内部を介してケーシングから導出され、かつ、該ケーブル貫通案内部はケーシング内に密閉して形成されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ガス測定センサのケーブル貫通案内部の断面図である。
【図２】図２は、第２変化実施例による軸方向に作用するばね部材の断面図である。
【図３】図３は、第３変化実施例による軸方向に作用するばね部材の断面図である。
【図４】図４は、第４変化実施例による軸方向に作用するばね部材の断面図である。
【符号の説明】
１０ ケーブル貫通案内部、 １２ ケーシング部分、 １３ 開口、 １４外方凸部、 １５ シール装置、 １７ 接続ケーブル、 １８ クリンプ接続部、 １９ ケーブル絶縁体、 ２１ 支持部分、 ２２ 貫通案内部、 ２３ 段部、 ２４ 拡大区分、 ２６ ばね部材、 ２７ 雲母円板、 ３０ シール部材、 ３１ 貫通案内部、 ３２ 基体、 ３３ 短管体、 ３５ 対応片、 ３６ 貫通案内部、 ４１ 作用ばねリング、 ４２，４３ ばね部材

Claims (3)

1. 少なくとも１つの接続ケーブル用のケーブル貫通案内部をシールするための装置であって、ケーシングの開口内に配置された、接続ケーブルを貫通案内するためのシール装置が設けられている形式のものにおいて、
   シール装置（１５）が、ケーシング部分（１２）の開口（１３）内に固定された２つのボディ（２１，３５）と、弾性変形可能なシール部材（３０）と、接続ケーブル（１７）の貫通案内方向に作用するばね部材（２６）とを有しており、前記の２つのボディ（２１，３５）が、ケーシング部分（１２）の開口（１３）の領域の環状の外方凸部（１４）内に、接続ケーブル（１７）の貫通案内方向で互いに上下に位置するように、少なくとも軸方向に位置固定されて配置されており、シール部材（３０）およびばね部材（２６）が両方のボディ（２１，３５）間に位置決めされており、前記ばね部材（２６）の力によって前記シール部材（３０）が弾性変形させられるようになっており、前記の２つのボディのうちの一方のボディ（２１）が、接続ケーブル（１７）用の少なくとも１つの第１の貫通案内部（２２）を有しており、シール部材（３０）が、接続ケーブル（１７）用の少なくとも１つの第２の貫通案内部（３１）を有しており、他方のボディ（３５）が、シール部材（３０）用の少なくとも１つの第３の貫通案内部（３６）を有しており、シール部材（３０）が、円板状の基体（３２）と、この基体（３２）に一体成形された、接続ケーブル（１７）のための第２の貫通案内部（３１）とから構成されており、前記基体（３２）が開口（１３）の横断面を充てんしており、前記第２の貫通案内部（３１）が、基体（３２）から軸方向でテーパして延びるテーパ部と、軸方向で延びる短管体（３３）とを備えており、該短管体（３３）が、前記テーパ部を介して基体（３２）に接続されており且つケーシング部分（１２）の開口（１３）の端面まで延びており且つ前記接続ケーブル（１７）を前記第２の貫通案内部（３１）の領域内で取り囲んでおり、更に、他方のボディ（３５）に設けられた第３の貫通案内部（３６）に、前記短管体（３３）が導入されていることを特徴とする、ガス測定センサの接続ケーブル用のケーブル貫通案内部をシールするための装置。
2. 一方のボディがばね部材（２６）のための支持部分（２１）として形成され、他方のボディがシール部材（３０）のための対応片（３５）として形成されており、前記シール部材（３０）が、作用する前記ばね部材（２６）の力によって前記対応片（３５）に対して押圧され、弾性変形させられる、請求項１記載の装置。
3. 支持部分（２１）が、接続ケーブル（１７）のための段付けされた少なくとも１つの第１の貫通案内部（２２）を備えたセラミック製の成形部分であり、前記接続ケーブル（１７）が、該接続ケーブル（１７）に向かって拡大されたクリンプ接続部（１８）に接続されており、また、該クリンプ接続部（１８）の拡大区分（２４）が、段付けされた前記第１の貫通案内部（２２）の背後から係合する、請求項２記載の装置。

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