WO2002087026A2 - Kleinbauender kupplungsstecker, insbesondere für eine planare breitband-lambda-sonde mit einem staubschutz in einer vorraststellung - Google Patents

Kleinbauender kupplungsstecker, insbesondere für eine planare breitband-lambda-sonde mit einem staubschutz in einer vorraststellung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a coupling plug, in particular for a planar ambda probe, consisting of a housing, namely a basic body and a cover element and electrical components which can be inserted and fixed in the housing, and a balancing element for a probe, in particular a planar one Broadband lambda probe, which is to be attached in the coupling plug or via a further contact element outside the coupling plug, whereby - the cover element can be plugged on over the balancing element and has a primary (pre-locking position) and a secondary control (end position) interacting with the cover element.
  • Coupling plugs of the above type are generally designed for the connection between a cable harness plug and a lambda probe, the connections which are provided in the coupling plug being provided for balancing, signaling and / or heating the probe.
  • the lambda probe and the lambda control in connection with the 3-way Catalyst is an effective exhaust gas purification process.
  • the lambda probe which is screwed into an exhaust system, for example, comprises a sensor for determining the oxygen content in the exhaust gas.
  • the residual oxygen content is very suitable as a measurement variable and regulates the air-fuel ratio, since this shows precisely whether the air-fuel mixture burns completely.
  • the lambda probe supplies a voltage signal that represents the instantaneous value of the mixture composition and follows the mixture changes.
  • heated or unheated probes are used.
  • the lambda probe is used outside of fuel vehicles, e.g. B. for controlling gas engines or 01 / gas burners.
  • Broadband lambda probes in particular have a modular design and, in conjunction with planar technology, allow the integration of several functions. As a rule, they have functional layers which consist of a porous protective layer, an outer electrode, a sensor film, an inner electrode, a reference air duct film, an insulation layer, a heating element, a heating film, a resistor or a trimming element and connecting contacts.
  • each probe has to be adjusted individually.
  • the probe has a built-in resistor ("Mmi hybrid").
  • the adjustment which is preferably carried out using a laser beam, is carried out in that the
  • Resistance layer which is located on a ceramic substrate, is removed accordingly, whereby a change in resistance is brought about and thus an adjustment takes place.
  • the matching unit or the resistor is arranged directly on the probe.
  • the resistor is accommodated outside, for example on a cable harness plug coupled to the probe
  • the cover element has additional seals.
  • Pressure compensation elements are also arranged on the housing of the coupling plug.
  • the seals only take on their sealing function when the cover element is locked in its end position (secondary locking).
  • the cover element is either still completely removed or it lies on the housing of the coupling plug, which has not engaged with the housing, since the cover element has to be removed again in order to adjust the adjustment element. Therefore, especially when transporting the coupling plug, there is a risk that dust, dirt or moisture penetrates into the housing and the function of the coupling plug can be impaired.
  • the object of the invention is to develop an embodiment of the coupling plug, which is provided in particular for a planar broadband lambda probe, in such a way that it can be produced very cost-effectively and the disadvantages of the prior art are avoided by the further development.
  • the solution to the problem is that a seal is provided on the cover element, which has sealing lips which point away from the cover element and which form a sealing connection with the housing when the cover element is in the locked position.
  • an essential advantage of the invention is that the coupling plug proposed here according to the invention is of a small construction, since, due to the compact design, namely the insertion of electrical contacts n a basic body and the arrangement of the balancing element also in the coupling plug, the external dimensions of the Coupling plug, which is preferably arranged between a wire harness and a lambda probe, are very small.
  • the coupling plug present here according to the invention has only a few components. This enables inexpensive and efficient production.
  • the basic body is completely surrounded by the cover element, it is possible to seal the interior of the coupling plug by arranging sealing lips within the cover element, so that it is protected in particular from dust, dirt or splash water already in the pre-locking position of the cover element.
  • a pre-locking and an end locking or a primary and a secondary locking is preferably provided.
  • This is designed in such a way that the cover element has latching arms which, when the cover is closed, rest on the base body of the coupling plug and engage there with latching lugs.
  • the sealing lips arranged on the seal running around the cover element already engage in recesses on the side of the housing and thus form protection at least against dust and dirt.
  • Another advantage of the invention is that the aforementioned seal can be molded onto the cover element so that it is arranged so that it cannot be lost.
  • the cover element advantageously consists of PBT (polybutylene terephthalate) or equivalent materials.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the coupling plug according to the invention, with a cover element in the end position;
  • FIG. 2 shows a perspective view of the coupling plug according to the invention, without a cover element
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the coupling plug according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a detailed illustration of FIG. 3, the function of the cover element together with the seal and sealing lips being shown in section and the cover element being in a pre-locking position;
  • Fig. 5 is a detailed view of Fig. 3, wherein the function of the cover element together with the seal and sealing lips is shown in section and the cover element is in an end position. Description of an exemplary embodiment
  • the coupling plug 1 shown in FIGS. 1 to 5 is such a plug, which consists of a housing 2, which is composed of a basic body 3 and a cover element 4.
  • a balancing unit 6 is arranged in a holding device 5, which in turn is connected via electrical contact elements 7 to the lambda probe connected via a connecting element 8 or to the one inserted via the coupling plug 1 and not shown in detail in the drawings Plug n connection is established.
  • the electrical contact elements 7 consist of metal strips shaped like a conductor track, which end with one side in the area of the coupling possibility 9 (FIG. 4) of the coupling plug 1.
  • the alignment unit 6 is guided over guide elements 10, which are largely arranged on the base body 3, and held in the correct position by the electrical contact elements 7.
  • the cover element 4 has on its inside a circumferential seal 11, which corresponds to the housing in the assembled state of the cover element 4.
  • 11 sealing lips 12 are arranged on the seal pointing away from the cover element 4. These sealing lips 12 taper towards the end.
  • the length of the sealing lips 12 is dimensioned such that when the cover element 4 is placed on the housing 2 n in the pre-latching position shown in FIG. 4, these extend into recesses 13, so that a seal of the housing 2 is produced.
  • the seal 11 and the sealing lips 12 form an integral part and are captively molded onto the inside of the cover element 4.
  • the coupling plug 1 preferably has grooves 14 on its circumference, which allow a coupling plug 1 n to be inserted into holders provided for this purpose.

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Abstract

Um die Möglichkeit zu schaffen dass ein Gehäuse eines Kupplungssteckers, insbesondere für eine planare Lambda-Sonde, bestehend aus dem Gehäuse (2), nämlich einem Grundkörper (3) und einem Deckelelement (4) sowie, elektrischen Bauteilen die in das Gehäuse einlegbar und fixierbar sind, und einem Abgleichelement (6) für eine Sonde, insbesondere eine planare Breitband-Lambdasonde, die in dem Kupplungsstecker (1) oder über ein weiteres Kontaktelement ausserhalb des Kupplungssteckers anzubringen ist, wobei, das Deckelelement (4) über dem Abgleichelement (6) aufsteckbar ist und eine Primär- (Vorraststellung) und eine mit dem Deckelement (4) zusammenwirkende Sekundärverriegelung (Endlage) aufweist, bereits in seiner Vorraststellung zumindest gegen Schmutz und Staub abgedichtet ist, wird vorgeschlagen, an dem Deckelelement (4) eine Dichtung (11) anzuordnen, die von dem Deckelelement (4) wegweisende Dichtlippen (12) aufweist, die in der Vorraststellung des Deckelelements (4) eine dichtende Verbindung mit dem Gehäuse (2) eingehen.

Description

Kleinbauender Kupplungsstecker, insbesondere für eine planare Breitband- Lambda-Sonde mit einem Staubschutz m einer Vorraststellung
Die Erfindung betrifft einen Kupplungsstecker, insbesondere für eine planare ambda-Sonde, bestehend aus einem Gehäuse, nämlich einem Grundkorper und einem Deckelelement sowie elektrischen Bauteilen, die in das Gehäuse einlegbar und fixier- bar sind, und einem Abgleichelement für eine Sonde, insbesondere eine planare Breitband-Lambdasonde, die in dem Kupplungsstecker oder ber e n weiteres Kontaktelement ausserhalb des Kupplungssteckers anzubringen ist, wobei - das Deckelelement über dem Abgleichelement aufsteckbar ist und eine Primär- (Vorraststellung) und eine mit dem Deckelement zusammenwirkende Sekundarvemegelung (Endlage) aufweist.
Stand der Technik Kupplungsstecker der vorstehenden Art sind in der Regel für die Verbindung zwischen einem Kabelbaumstecker und einer Lambda-Sonden ausgebildet, wobei die Anschlüsse, die im Kupplungsstecker vorgesehen sind, für Ab- gleich, Signal und/oder Heizung der Sonde vorgesehen sind. Die Lambda- Sonde und die Lambda-Regelung stellen heute in Verbindung mit dem 3-Wege- Katalysator ein wirksames Abgasreinigungsverfahren dar. Die Lambda-Sonde, die beispielsweise in ein Abgassystem eingeschraubt wird, umfasst einen Messfuhler zur Feststellung des Sauerstoffgehalts im Abgas.
Der Restsauerstoffgehalt eignet sich sehr gut als Messgrosse und regelt das Luft-Kraftstoff-Verhaltnis, da dieser präzise anzeigt, ob das Luft- Kraftstoff-Gemisch vollst ndig verbrennt.
Die Lambda-Sonde liefert dabei ein Spannungssignal, das den augenblickli- chen Wert der Gemischzusammensetzung repräsentiert und den Gemischanderungen folgt. Die Kraftstoffzufuhr zum Motor wird durch eine Gem schauf- bereitungsanlage entsprechen dem Signal der Lambda-Sonde derart geregelt, das ein stochiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhaltnis λ=l erreicht wird. Je nach Ausfuhrungen des Abgassystems und dem Einsatzbedingungen werden beheizte oder unbeheizte Sonden eingesetzt. Weitere Anwendungen findet die Lambda-Sonde ausserhalb von Kraftstoffahrzeugen, z. B. zur Regelung von Gasmotoren oder 01-/Gasbrennern.
Insbesondere Breitband-Lambda-Sonden s nd modular aufgebaut und erlauben in Verbindung mit der Planartechnik die Integration mehrerer Funktionen. Sie weisen in der Regel Funktionsschichten auf, die aus einer porösen Schutzschicht, aus einer Aussenelektrode, einer Sensorfolie, einer Innenelektrode, einer Referenzluftkanalfolie, einer Isolationsschicht, einem Heizelement, einer Heizfolie, einem Widerstand bzw. einem Abgleichelement und Anschlusskontakten bestehen.
Da die Breitband-Lambda-Sonden aus der Kombination einer Nernet- Konzentrationszelle (=Sensorzelle) mit einer Sauerstoff-Ionen transportierenden Pumpzelle besteht, kann sie nicht nur im stochiometrischen Punkt bei λ=l, sondern auch im mageren und fetten Bereich sehr exakt messen.
Jede Sonde ist individuell abzugleichen. Hierzu weist die Sonde einen eingebauten Widerstand ( "Mmi-Hybrid") auf. Der Abgleich, der vorzugswei- se mittels einem Laserstrahl erfolgt, wird dadurch ausgeführt, dass die
Widerstandsschicht, die sich auf einem Keramiksubstrat befindet, entsprechend abgetragen wird, wodurch eine Widerstandsanderung herbeigeführt wird und damit ein Abgleich erfolgt. Eine Ausfuhrungsform besteht darin, dass die Abgleichemheit bzw. der Widerstand unmittelbar an der Sonde angeordnet ist. Ein weiteres Ausfuh- rungsbeispiel besteht darin, dass der Widerstand ausserhalb, beispiels- weise an einem mit der Sonde gekoppeltem Kabelbaumstecker untergebracht
Bisher erfolgt der Abgleich dadurch, dass das Gehäuse des Kupplungsstek- kers, in dem der Widerstand eingebaut ist, ohne das Deckelelement zur Abgleichstelle transportiert wird. Nach der entsprechenden Laserbearbeitung für den Abgleich wurde dann im Anschluss an einer weiteren Montagestelle das Deckelelement aufgesteckt.
Um zu verhindern, dass Feuchtigkeit, Schmutz oder ähnliches in den Kupp- lungsstecker eindringt und um zu gewährleisten, dass die entsprechende
Atmosphäre innerhalb des Kupplungssteckers herrscht, weist das Deckelelement zusätzliche Dichtungen auf. Ferner sind an dem Gehäuse des Kupplungssteckers Druckausgleichselemente angeordnet.
Nachteile des Standes der Technik
Die Dichtungen übernehmen edoch nur dann ihre Funktion des Abdichtens, wenn das Deckelelement n seiner Endlage (Sekundarverriegelung) verrastet ist. Bei dem Transport des Kupplungssteckers zur Abgleichstelle ist das Deckelelement entweder noch vollständig entfernt oder es liegt auf dem Gehäuse des Kupplungssteckers auf, wobei dieses keine Verrastung mit dem Gehäuse eingegangen ist, da das Deckelement zum Abgleichen des Abgleich- elements nochmals entfernt werden muss. Daher besteht insbesondere bei dem Transport des Kupplungssteckers die Gefahr, dass Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringt und so die Funktion des Kupplungs- Steckers beeinträchtigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ausfuhrungsform des Kupp- lungssteckers, der insbesondere für eine planare Breitband-Lambdasonde vorgesehen ist, derart weiterzubilden, dass diese sehr kostengünstig herstellbar ist und durch die Weiterbildung die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Losung der Aufgabe
Die Losung der Aufgabe besteht darin, dass an dem Deckelelement eine Dichtung vorgesehen st, die von dem Deckelelement wegweisende Dichtlip- pen aufweist, die in der Vorraststellung des Deckelelements eine dichtende Verbindung mit dem Gehäuse eingehen.
Vorteile der Erfindung
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der hier er- fmdungsgemass vorgeschlagene Kupplungsstecker kleinbauend ausgestaltet ist, da aufgrund der kompakten Bauweise, nämlich das Einlegen von elektrischen Kontakten n einen Grundkorper und die Anordnung des Abgleich- elements ebenfalls in dem Kupplungsstecker, die Aussenmasse des Kupplungssteckers, der vorzugsweise zwischen einem Kabelbaum und einer Lambda-Sonde angeordnet ist, sehr klein sind.
Ferner erweist sich von Vorteil, dass der hier erfmdungsgemass vorliegende Kupplungsstecker nur wenige Bauteile aufweist. Hierdurch ist eine kostengünstige und effiziente Fertigung möglich.
Da der Grundkorper vollständig von dem Deckelelement umgeben ist, ist es möglich, mittels Anordnung von Dichtlippen innerhalb des Deckelelements, den Innenraum des Kupplungssteckers abzudichten, so dass dieser insbesondere vor Staub, Schmutz oder Spritzwasser bereits in der Vorraststellung des Deckelements geschützt ist.
Zusätzlich unterstutzt dies auch die Verrastung des Deckelelements an dem Grundkorper. Vorzugsweise ist eine Vor- und eine Endverrastung bzw. eine Primär- und eine Sekundarverriegelung vorgesehen. Diese ist derart ausge- staltet, dass das Deckelelement Rastarme aufweist, die sich im geschlossenen Zustand des Deckels an dem Grundkorper des Kupplungssteckers anlegen und dort mit Rastnasen eine Verrastung eingehen. In der Vorraststellung greifen die an der am Deckelelement umlaufenden Dichtung angeordneten Dichtlippen bereits in Ausnehmungen auf Seiten des Gehäuses ein und bilden somit einen Schutz zumindest gegen Staub und Schmutz. Durch ein weiteres Drucken des Deckelelements in Richtung des Gehäuses tritt bei Erreichen der Endlage (Sekundarverriegelung) die im Deckelelement angeordnete umlaufende Dichtung in Funktion und dichtet das Gehäuse gegen über dessen ausserer Umgebung vollständig ab. Vorzugsweise ist die Dichtung derart ausgelegt, dass das Gehäuse in der Endlage des Deckelelements wasserdicht ist. Die Dichtlippen treten in dieser Endlage ausser Funktion und sind nahezu vollständig in der Ausnehmung im Gehäuse untergebracht.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die zuvor genannte Dichtung an dem Deckelelement angespritzt werden kann, so dass diese unverlierbar angeordnet ist.
Vorteilhafterweise besteht das Deckelelement aus PBT (Polybutylen- terephthalt) oder gleichwertigen Materialien.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus nachfolgenden Beschreibungen, den Ansprüchen und den Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht auf den erfindungsgemassen Kupp- lungsstecker, mit einem Deckelelement in Endlage;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf den erfindungsgemassen Kupplungsstecker, ohne Deckelelement;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Kupplungsstecker gemass Fig. 1;
Fig. 4 eine Detaildarstellung von Fig. 3, wobei die Funktion des Deckelelements zusammen mit Dichtung und Dichtlippen im Schnitt dargestellt ist und das Deckelelement sich in einer Vorraststellung befindet;
Fig. 5 eine Detaildarstellung von Fig. 3, wobei die Funktion des Deckelelements zusammen mit Dichtung und Dichtlippen im Schnitt dargestellt ist und das Deckelelement sich n einer Endlage befindet. Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels
Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Kupplungsstecker 1 handelt es sich um einen solchen Stecker, der aus einem Gehäuse 2 besteht, das sich aus einem Grundkorper 3 und einem Deckelelement 4 zusammensetzt.
Auf dem Grundkorper 3 ist in einer Haltevorrichtung 5 eine Abgleichein- heit 6 angeordnet, die wiederum über elektrische Kontaktelemente 7 mit der über ein Verbmdungselement 8 verbundenen Lambda-Sonde bzw. mit dem über den n den Kupplungsstecker 1 eingefugten und in den Zeichnungen nicht naher dargestellten Stecker n Verbindung steht.
Die elektrischen Kontaktelemente 7 bestehen aus leiterbahnahnlich geformten Metallstreifen, die im Bereich der Kupplungsmoglichkeit 9 (Fig. 4) des Kupplungssteckers 1 mit ihrer einen Seite enden.
Die Abgleichemheit 6 wird über Fuhrungselemente 10, die zum grossten Teil an dem Grundkorper 3 angeordnet sind, gefuhrt und durch die elektrischen Kontaktelemente 7 positionsgerecht gehalten.
Das Deckelelement 4 weist auf seiner Innenseite eine umlaufende Dichtung 11 auf, d e im montierten Zustand des Deckelelements 4 mir dem Gehäuse korrespondiert. Zusätzlich sind vom Deckelelement 4 wegweisend an der Dichtung 11 Dichtlippen 12 angeordnet. Diese Dichtlippen 12 verjungen sich zu deren Ende hin. Die Lange der Dichtlippen 12 ist derart bemessen, dass bei aufgesetztem Deckelelement 4 auf dem Gehäuse 2 n der in Fig. 4 dargestellten Vorraststellung diese in Ausnehmungen 13 hineinreichen, so dass e ne Abdichtung des Gehäuses 2 hergestellt wird.
Durch Herbeiführung der Endlage des Deckelelements 4, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird bewirkt, dass die Dichtlippen 12 weiter n die Ausnehmungen 13 gedruckt werden und die eigentliche Abdichtung zwischen der umlaufenden Dichtung 11 und dem Gehäuse 2 herbeigeführt wird.
Vorteilhafterweise bilden Dichtung 11 und Dichtlippen 12 ein emstuckiges Teil und sind unverlierbar an der Innenseite des Deckelelements 4 angespritzt. Vorzugsweise weist der Kupplungsstecker 1 an seinem Umfang Nuten 14 auf, die es erlauben, einen Kupplungsstecker 1 n dafür vorgesehene Halter einzufügen.
Aufgrund seiner geringen ausseren Masse ist es auch möglich, den Kupplungsstecker m einem Rillenrohr unterzubringen.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Kupplungsstecker (1), insbesondere für eine planare Lambda-Sonde, bestehend aus - einem Gehäuse (2), nämlich einem Grundkorper (3) und einem Dek- kelelement (4) sowie elektrischen Bauteilen, die in das Gehäuse (2) einlegbar und fixierbar sind, und einem Abgleichelement (6) für eine Sonde, insbesondere eine planare Breitband-Lambdasonde, die m dem Kupplungsstecker (1) oder über ein weiteres Kontaktelement ausserhalb des Kupplungssteckers (1) anzubringen ist, wobei das Deckelelement (4) über dem Abgleichelement (6) aufsteckbar ist und eine Primär- (Vorraststellung) und eine mit dem Deckele- ment (4) zusammenwirkende Sekundarverriegelung (Endlage) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelelement (4) eine Dichtung (11) vorgesehen ist, die von dem Deckelelement (4) wegweisende Dichtlippen (12) aufweist, die in der Vorraststellung des Deckelelements (4) eine dichtende Verbindung mit dem Gehäuse (2) eingehen.
2. Kupplungsstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dichtung (11) mit dem Deckelelement (4) fest verbunden ist.
3. Kupplungsstecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) an das Deckelelement (4) angespritzt ist.
4. Kupplungsstecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (12) mit der übrigen Dichtung (11) ein emstuckiges Teil bilden.
5. Kupplungsstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtung (11) und Dichtlippen (12) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
6. Kupplungsstecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass m Vorraststellung des Deckelelements (4) die Dichtlippen (12) in eine im Gehäuse (2) vorgesehene Ausnehmung (13) eintauchen und sich an die Wandung der Ausnehmung (13) anlehnen und so das Gehäuse (2) abdichtet.
7. Kupplungsstecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Endlage des Deckelelements (4) die Dichtlippen (12) in der im Gehäuse (2) vorgesehenen Ausnehmung (13) nahezu vollständig aufgenommen werden und die Dichtung (11) selbst das Gehäuse (2) vollständig abdichtet.
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