WO2004023497A1 - Anschlussleitung für einen messfühler - Google Patents

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WO2004023497A1
WO2004023497A1 PCT/DE2003/002360 DE0302360W WO2004023497A1 WO 2004023497 A1 WO2004023497 A1 WO 2004023497A1 DE 0302360 W DE0302360 W DE 0302360W WO 2004023497 A1 WO2004023497 A1 WO 2004023497A1
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WO
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insulating
connection line
line according
holes
electrical conductors
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/002360
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Weyl
Juergen Werner
Andreas Pesch
Gerald West
Andreas Werner
Horst Kontants
Hermann Brauer
Tanil Gezgin
Manfred KNÖTIG
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Leoni Automotive Leads Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh, Leoni Automotive Leads Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Priority to EP03793586A priority patent/EP1537587A1/de
Priority to US10/526,150 priority patent/US20060121800A1/en
Publication of WO2004023497A1 publication Critical patent/WO2004023497A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/16—Rigid-tube cables

Definitions

  • the invention relates to a connecting line for a sensor, in particular for a sensor for determining a physical property of a measuring gas, in particular for determining the oxygen content or the temperature in the exhaust gas of internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.
  • the jacket tube is largely bent at right angles during assembly in order to contact the connecting line, ie to be able to connect it to the vehicle electrical system.
  • the electrical conductors are electrically insulated from one another and from the tubular casing.
  • the electrical conductors are sheathed with high-strength electrical insulation, for example glass silk, and four or five sheathed electrical conductors are made of a temperature-resistant metal, for example CrNi or NiCr -Ligments, existing casing tube added with the greatest possible packing density.
  • connection side the electrical conductor to crimp barrels are welded, in which the ends of leading to a connector: are caulked connection cables.
  • the crimp sleeves are cast together with one end of the jacket tube and the end region of the connecting cable with a sealing element, for example made of PTFE.
  • a sealing element for example made of PTFE.
  • Connection lines for an exhaust gas lambda probe run inside the stainless steel jacket tube a pair of bare electrical conductors made of nickel wire and a pair of ventilation tubes made of stainless steel.
  • the electrical insulation consists of a magnesium powder, which is filled into the metal tube so that the two pairs of electrical conductors and ventilation tubes are arranged diametrically opposite one another in the four corner points of a square and are completely insulated from one another and from the jacket tube by the magnesium powder. A such connection line cannot be bent during assembly.
  • the connecting line according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the electrical conductors are guided through the insulating washers at a defined distance from one another and with respect to the jacket tube and thus as electrical conductors bare wires without the very expensive sheathing made of high-temperature resistant material can be used.
  • the manufacturing process of the connecting line can be made very simple and cost-saving, since the insulating bodies only have to be threaded onto the conductors and the threading unit can then be pulled into the jacket tube without problems.
  • the insulating bodies are supported directly on one another in one part of the body and are spaced apart from one another in the other part of the body region remaining in the support plane, towards the outer circumference of the body. This distance can be achieved by chamfering or rounding off the insulating body.
  • This geometry of the insulating body ensures the bendability of the connecting line, since when the jacket tube is bent over, the insulating body is present due to the presence in the partial area Free space can be set at an acute angle to each other and thus allow the casing tube to be curved.
  • the distances between the electrical conductors on the one hand and between the electrical conductors and the jacket tube on the other hand are kept constant and a short circuit by touching the bare wires is avoided.
  • the insulating bodies are designed as panes, the at least one pane surface of which is chamfered in a partial area towards the center of the pane and lie flat against one another with their flat pane surface area.
  • the partial beveling of the insulating washers can be carried out on each pane surface or on one of the two pane surfaces. Instead of a bevel, a rounding can also be carried out in such a way that a radius of curvature connects the one pane surface to the other.
  • the through holes are arranged in each insulating washer so that their hole axes lie side by side on a diameter line.
  • the insulating disks each have a through opening, the through openings in the adjacent insulating disks being aligned with one another.
  • a preferably round spring rod is passed through the through holes and is axially immovable in the tubular casing is held.
  • the bracket is realized by axially supporting the spring rod in the area of the pipe ends. The spring rod tensions the insulating washers after the casing tube has been bent over, so that vibrations of the insulating washers during driving, which could lead to the breaking of the insulating washers, are avoided.
  • the two outer of the adjacent insulating washers are axially supported in the jacket tube.
  • the support at the connection-side end of the casing pipe is carried out by means of a sealing body made of electrically insulating material which is pressed into the casing pipe, and the support at the sensor-side end of the casing pipe is carried out by means of an insulating body which is supported on the casing pipe.
  • the insulating body is in turn supported on at least one end disk made of electrically insulating material and closing the sensor-side end of the tubular casing.
  • the insulating body and the at least one end plate lie in that part of the tubular casing which is not bent but remains stretched.
  • the at least one end plate defines the desired connection pattern of the electrical conductors for the sensor element, and the insulating body, with its through holes, establishes the transition from the arrangement of the through holes for the electrical conductors in the insulating plates that differs spatially from the connection pattern.
  • 1 is a longitudinal section of a connecting line for a sensor in the delivery state
  • Fig. 2 is a side view of the connecting line in
  • FIGS. 1 and 2 are a side views of an insulating washer in the connecting line in FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 is a plan view of the insulating washer in the direction of arrow IV in FIG. 3,
  • FIGS. 3 and 4 are perspective views of the insulating washer in FIGS. 3 and 4,
  • FIG. 6 is a side view of an insulating body in the connecting line in Fig. 1 and 2,
  • Fig. 7 is a plan view of the insulating body in the direction
  • FIGS. 6 and 7 is a side view of an end plate of the connecting line in Fig. 1 and 2,
  • FIG. 10 is a plan view of the end plate in the direction of arrow X in FIG. 9,
  • FIG. 11 is a perspective view of the end plate in FIGS. 9 and 10.
  • the connecting line 11 has a jacket tube 13 made of high-temperature-resistant metal and, in the exemplary embodiment, a total of five electrical conductors 14 which run inside the jacket tube 13 between a sensor-side end 11 and a connection-side end 12 of the jacket tube 13.
  • the electrical conductors 14 are designed as bare, high-temperature resistant wires.
  • the electrical conductors 14 are guided in insulating means which prevent the electrical Even when the jacket tube 13 is bent during assembly, as shown in FIG. 2, the conductor 14 comes into mutual contact or comes into contact with the jacket tube 13.
  • insulating bodies which in the exemplary embodiment are designed as insulating disks 15, but can also have a different geometric shape.
  • the insulating washers 15 lie against one another with their washer surfaces 151, 152 (FIG. 3) and are supported with their peripheral surfaces 154 (FIG. 3) partially on the casing tube 13.
  • the insulating washers 15 have through holes 16 aligned with one another (FIG. 3), and one of the electrical conductors 14 is guided through through holes 16 aligned with one another.
  • an insulating washer 15 is shown in side view, top view and perspective view.
  • the two mutually parallel disk surfaces 151, 152 are beveled at an acute angle in the lower surface area toward the disk center 153, so that - as can be seen in FIG. 1 - an area on each disk surface 151, 152 runs parallel to the disk center in the following referred to as the parallel surface 151b or 152b, and results in a region which extends at an obtuse angle, hereinafter referred to as the inclined surface 151a or 152a.
  • Each insulating washer 15 lies with its peripheral surface 154 on the inner wall of the casing tube 13.
  • the circumferential surface 154 has a plane, running like a chord Surface section 154a.
  • the hole axes 161 of five equidistant through holes 16 are placed on a diameter line running parallel to this flat surface section 154a. Their number corresponds to the number of electrical conductors 14 to be guided in the jacket tube 13, which can be of any type and depends on the connection requirements of the sensor element.
  • each insulating pane 15 has a concave bulge 18 on the pane surface 151 and a convex bulge 19 on the pane surface 152.
  • the arch 19 and the bulge 19 each enclose the inlet openings and the
  • the bulges 18 and bulges 19 are matched in terms of shape so that the bulges 18 and bulges 19 of adjacent insulating washers 15 interlock positively (see FIGS. 1 and 2).
  • a total of fourteen insulating disks 15 are strung together in the manner described and held axially immovably in the tubular casing 13.
  • the number of insulating disks 15 depends on the length of the casing tube 13.
  • a round spring rod 20 is guided through the mutually aligned through openings 17 and is likewise held immovably in the casing tube 13 in the axial direction.
  • Through the aligned through holes 16 in the Insulating washers 15 are passed through one of the five electrical conductors 14, only one of which can be seen in FIGS. 1 and 2.
  • an insulating body 21 and two adjoining end plates 22 are arranged, which support the sensor for the series of the insulating plates 15 form.
  • the jacket tube 13 is flanged on the end of the outer end disk 22.
  • the end plate 22 is shown enlarged in FIGS. 9-11. It is circular and is supported with its peripheral surface 224 on the inner wall of the casing tube 13. According to the number of electrical conductors 14, it has five through holes 23 with the same diameter as the through holes 16 in the insulating disks 15, which are arranged in accordance with the connection diagram of the electrical conductors 14 specified by the sensor element. in the
  • connection diagram is approximately U-shaped, with three through holes 23 in the transverse yoke of the U and one through hole 23 each in the legs of the U.
  • Another connection diagram is of course possible, for example three through holes 23 lying on one of two parallel lines which are at the same distance from the diameter line.
  • the disk surfaces 221 and 222 of the end disk 22 are flat and parallel to one another.
  • the insulating body 21 made of high-temperature-resistant, electrical insulation material is shown in FIGS. 6-8.
  • Insulating bodies 21 are provided with through bores 26 such that their inlet openings lying in the end face 211 of the insulating body '21 are congruent with the outlet openings on the disk surfaces 152 of the insulating disks 15 and their outlet openings arranged in the end face 212 are congruent with the hole pattern of the through holes 23 in the end disk 22 are.
  • an axial through hole 31 is made in the insulating body 21 so that it is aligned with the through openings 17 in the insulating washers 15.
  • the axial through bore 31 has the same diameter as the through openings 17 and serves to pass the spring rod 20.
  • a concave bulge 27 is in turn incorporated in such a way that it is able to positively accommodate the convex bulge 19 of an insulating disk 15.
  • a convex bulge 28 is provided, which is designed such that it can be inserted in a form-fitting manner into the concave curvature 24 of an end disk 22.
  • connection-side end 12 of the jacket tube 13 the electrical conductors 14 are each connected to an electrical connection cable 29 by ultrasonic welding.
  • the connecting cables 29, of which only one can be seen in FIGS. 1 and 2, are with one not shown here
  • connection plug connected.
  • the casing tube 13 the lining up of the insulating washers 15 is supported by a sealing body 30 pressed into the end 12 of the casing tube 13.
  • This sealing body 30 has circumferential, axially spaced sealing lips 301, which press against the inner wall of the casing tube 13 and ensure a sufficient sealing effect.
  • the individual electrical conductors 14 are threaded through the mutually aligned through holes 16 in the insulating disks 15, through the through holes 26 in the insulating body 21 and through the through holes 23 in the two end disks 22 and are located at the sensor-side end 11 of the tubular casing 13 before, so that they can be contacted accordingly by the sensor element.
  • a protective cap 32 shown in broken lines in FIG. 1, is pushed onto the sensor-side end 11 of the casing tube 13 and protects the projecting ends of the electrical conductors 14 against damage.
  • the sealing body 30 surrounding the connection-side ends of the electrical conductors 14 and the connecting cable 29 contacted thereon is pressed into the casing tube 13 and then the casing tube 13 is rolled in this area, so that a shape and non-positive connection between the casing tube 13 and the sealing body 30 is formed.
  • the connecting line When mounting the sensor, the connecting line is bent at right angles in the direction of arrow 33 in FIG. 1, so that it assumes the shape shown in FIG. 2.
  • This bending is possible due to the described geometry of the insulating washers 15, since these are joined together like the vertebrae of a spine.
  • the mutually facing inclined surfaces 151a and 152a of adjacent insulating disks 15 permit such a bend, since they do not lie flat against one another, but instead leave an acute-angled free space, and come into contact with one another only after the metal tube 13 has been curved accordingly.
  • the design of the insulating body is not limited to the geometric design of the insulating washers 15.
  • the insulating washers 15 can also be chamfered on one of the sides facing away from one another or rounded on one or both sides in the partial region of their washer surfaces. What is important for the later bending of the casing tube 13 is only that the insulating bodies which are supported against one another in one partial region do not touch one another in the other partial region within the support plane, but rather have a clear distance from one another which is to the outer circumference of the
  • Insulator increases. This clear distance can be achieved by bevelling or rounding on one or both sides.
  • the insulating bodies can, however, also be formed as spheres which lie against one another in a punctiform manner or spherical caps which are lined up in the same direction, so that one spherical cap is always supported at the level of the next spherical cap.

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Es wird eine Anschlußleitung für einen Meßfühler, insbesondere für einen Meßfühler zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Meßgases, z.B. zur Bestimmung der Temperatur oder des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen angegeben, die ein Mantelrohr (13), mindestens zwei im Mantelrohr (13) verlaufende, elektrische Leiter (14) und die elektrischen Leiter (14) gegeneinander und gegenüber dem Mantelrohr (13) isolierende Isoliermittel aufweist. Zwecks Verwendung von nicht ummantelten, blanken Metalldrähten als elektrische Leiter und Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den Metalldrähten einerseits und den Metalldrähten und dem Mantelrohr (13) andererseits, insbesondere beim Biegen des Metallrohrs während der Montage, weisen die Isoliermittel eine Vielzahl von gegeneinander abgestützten Isolierkörpern (15) auf, die mindestens zwei Durchgangslöcher (16) aufweisen, durch die jeweils ein elektrischer Leiter (14) hindurchgeführt ist.

Description

Anschlußleitung für einen Meßfühler
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Anschlußleitung für einen Meßfühler, insbesondere für einen Meßfühler zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Meßgases, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts oder der Temperatur im Abgas von Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Meßfühlern, die als Abgas-Lambdasonden in den Abgasstutzen von Brennkraftmaschinen oder Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, wird bei der Montage das Mantelrohr weitgehend rechtwinklig abgebogen, um die Anschlußleitung kontaktieren, d.h. an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs anschließen zu können. Um einen Kurzschluß der elektrischen Leiter sicher auszuschließen, sind die elektrischen Leiter gegeneinander und gegenüber dem Mantelrohr elektrisch isoliert. Bei einer bekannten Anschlußleitung für einen Meßfühler dieser Art (DE 195 23 911 C2) sind die elektrischen Leiter mit einer hochfesten, elektrischen Isolierung, z.B. Glasseide, ummantelt und vier oder fünf ummantelte elektrische Leiter in dem aus einem temperaturfesten Metall, z.B. CrNi- oder NiCr-Ligierungen, bestehenden Mantelrohr mit größtmöglicher Packungsdichte aufgenommen. Anschlußseitig sind die elektrischen Leiter an Crimphülsen angeschweißt, in denen die Enden von zu einem Anschlußstecker führenden : Anschlußkabeln verstemmt sind. Die Crimphülsen sind zusammen mit einem Ende des Mantelrohrs und dem Endbereich der Anschlußkabel mit einem Dichtelement, z.B. aus PTFE, umgössen. Um das Biegen des Mantelrohrs schadlos vornehmen zu können, ist darauf zu achten, daß die ummantelten elektrischen Leiter eine genügende Lose innerhalb des
Mantelrohrs aufweisen, um die beim Biegen des Metallrohrs sich verändernden Längen der elektrischen Leiter innerhalb des Mantelrohrs auszugleichen.
Bei einer ebenfalls bekannten, hitzebeständigen
Anschlußleitung für eine Abgas-Lambdasonde (EP 0 843 321 A2 ) verlaufen innerhalb des Mantelrohrs aus rostfreiem Stahl ein Paar aus Nickeldraht bestehender, blanker elektrischer Leiter und ein Paar Belüftungsrohre aus rostfreiem Stahl. Die elektrische Isolierung besteht aus einem Magnesiumpulver, das in das Metallrohr so eingefüllt ist, daß die beiden Paare von elektrischen Leitern und Belüftungsrohren in den vier Eckpunkten eines Quadrats einander diametral gegenüberliegend angeordnet und vollständig gegeneinander und gegenüber dem Mantelrohr durch das Magnesiumpulver isoliert sind. Eine solche Anschlußleitung kann bei der Montage nicht gebogen werden.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anschlußleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die elektrischen Leiter durch die Isolierscheiben in einem definierten Abstand gegeneinander und gegenüber dem Mantelrohr geführt sind und damit als elektrische Leiter blanke Drähte ohne die in der Fertigung sehr teure Ummantelung aus hochte peraturfestem Material verwendet werden können. Der Fertigungsprozeß der Anschlußleitung läßt sich sehr einfach und kostensparend gestalten, da die Isolierkörper lediglich auf die Leiter aufgefädelt werden müssen und dann die Auffädeleinheit in das Mantelrohr problemlos eingezogen werden kann.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anschlußleitung möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stützen sich die Isolierkörper in einem Körperteilbereich unmittelbar aneinander ab und weisen in dem anderen, in der Abstützebene verbleibenden Körperteilbereich einen zum Körperaußenumfang hin zunehmenden lichten Abstand voneinander auf. Dieser Abstand kann durch Abschrägung oder Abrundung der Isolierkörper erreicht werden. Durch diese Geometrie der Isolierkörper ist die Biegefähigkeit der Anschlußleitung gewährleistet, da beim Umbiegen des Mantelrohrs sich die Isolierkörper aufgrund des im Teilbereich vorhandenen Freiraums spitzwinklig gegeneinander anstellen können und so eine Bogenführung des Mantelrohr ermöglichen. Beim Umbiegen des Mantelrohrs werden die Distanzen zwischen den elektrischen Leitern einerseits und zwischen den elektrischen Leitern und dem Mantelrohr andererseits konstant gehalten und ein Kurzschluß durch Berühren der blanken Drähte vermieden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Isolierkörper als Scheiben ausgebildet, deren mindestens eine Scheibenfläche in einem Teilbereich zur Scheibenmitte hin abgeschrägt sind und mit ihren ebenen Scheibenflächenbereich aneinander liegen. Die teilweise Abschrägung der Isolierscheiben kann dabei auf jeder Scheibenfläche oder auf einer der beiden Scheibenflächen vorgenommen sein. Anstelle einer Abschrägung kann auch eine Abrundung so vorgenommen werden, daß ein Rundungsradius die eine Scheibenfläche mit der anderen verbindet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Durchgangslöcher in jeder Isolierscheibe so angeordnet, daß ihre Lochachsen nebeneinander auf einer Durchmesserlinie liegen. Dadurch verlaufen alle elektrischen Leiter in einer neutralen Zone des Mantelrohrs, so daß ihre an den Rohrenden eingespannte Längen beim Biegen nicht verändert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Isolierscheiben jeweils eine Durchgangsöffnung auf, wobei die Durchgangsöffnungen in den aneinanderliegenden Isolierscheiben miteinander fluchten. Durch die Durchgangslöcher ist ein vorzugsweise runder Federstab hindurchgeführt, der im Mantelrohr axial unverschieblich gehalten ist. Die Halterung wird durch axiale Abstützung des Federstabs im Bereich der Rohrenden realisiert. Der Federstab spannt nach dem Umbiegen des Mantelrohrs die Isolierscheiben, so daß Vibrationen der Isolierscheiben beim Fahrbetrieb, die zum Bruch der Isolierscheiben führen könnten, vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden äußeren der aneinanderliegenden Isolierscheiben im Mantelrohr axial abgestützt. Dabei erfolgt die Abstützung am anschlußseitigen Ende des Mantelrohrs mittels eines in das Mantelrohr eingepreßten Dichtungskörpers aus elektrisch isolierendem Material und die Abstützung am sensorseitigen Ende des Mantelrohrs mittels eines sich am Mantelrohr abstützenden Isolierkörpers. Der Isolierkörper stützt sich seinerseits an mindestens einer das sensorseitige Ende des Mantelrohrs abschließenden Endscheibe aus elektrisch isolierendem Material ab. Der Isolierkörper und die mindestens eine Endscheibe liegen in demjenigen Teil des Mantelrohrs, der nicht gebogen wird, sondern gestreckt bleibt. Die mindestens eine Endscheibe legt das gewünschte Anschlußbild der elektrischen Leiter für das Sensorelement fest, und der Isolierkörper stellt mit seinen Durchgangsbohrungen den Übergang von der räumlich von dem Anschlußbild abweichenden Anordnung der Durchgangslöcher für die elektrischen Leiter in den Isolierscheiben her. Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnitt einer Anschlußleitung für einen Meßfühler im Anlieferungszustand,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Anschlußleitung in
Fig. 1 nach Endmontage, teilweise geschnitten,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Isolierscheibe in der Anschlußleitung in Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine Draufsicht der Isolierscheibe in Richtung Pfeil IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Isolierscheibe in Fig. 3 und 4,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Isolierkörpers in der Anschlußleitung in Fig. 1 und 2,
Fig. 7 eine Draufsicht des Isolierkörpers in Richtung
Pfeil VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Isolierkörpers in Fig. 6 und 7, Fig. 9 eine Seitenansicht einer Endscheibe der Anschlußleitung in Fig. 1 und 2,
Fig. 10 eine Draufsicht der Endscheibe in Richtung Pfeil X in Fig. 9,
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung der Endscheibe in Fig. 9 und 10.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Anschlußleitung für einen Meßfühler, insbesondere für einen Meßfühler zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Meßgases, wie die Temperatur oder die Sauerstoffkonzentration im Abgas von Verbrennungsmotoren oder Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, dient zum Verbinden des hier nicht dargestellten , dem Meßabgas ausgesetzten Sensorelements mit einem hier nicht dargestellten Anschlußstecker zum Anschließen des Meßfühlers an ein Steuergerät im Bordnetz des Kraftfahrzeugs. Die Anschlußleitung 11 weist ein Mantelrohr 13 aus hochtemperaturfestem Metall und im Ausführungsbeispiel insgesamt fünf elektrische Leiter 14 auf, die im Innern des Mantelrohrs 13 zwischen einem sensorseitigen Ende 11 und einem anschlußseitigen Ende 12 des Mantelrohrs 13 verlaufen. Die elektrischen Leiter 14 sind als blanke, hochtemperaturfeste Drähte ausgeführt. Um Kurzschlüsse zwischen den elektrischen Leitern 14 einerseits und zwischen den elektrischen Leitern 14 und dem Mantelrohr 13 andererseits zu vermeiden, sind die elektrischen Leiter 14 in Isoliermitteln geführt, die verhindern, daß die elektrischen Leiter 14 selbst bei einem während der Montage erfolgenden Abbiegen des Mantelrohrs 13, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, in gegenseitigen Kontakt oder in Kontakt mit dem Mantelrohr 13 treten. Hierzu ist eine Vielzahl von gegeneinander abgestützten Isolierkörpern vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel als Isolierscheiben 15 ausgebildet sind, aber auch eine andere geometrische Form aufweisen können. Die Isolierscheiben 15 liegen mit ihren Scheibenflächen 151, 152 (Fig. 3) aneinander und stützen sich mit ihren Umfangsflachen 154 (Fig. 3) teilweise am Mantelrohr 13 ab. Die Isolierscheiben 15 weisen miteinander fluchtende Durchgangslöcher 16 (Fig. 3) auf, und durch miteinander fluchtende Durchgangslöcher 16 ist je einer der elektrischen Leiter 14 geführt.
In Fig. 3 - 5 ist eine Isolierscheibe 15 in Seitenansicht, Draufsicht und perspektivischer Ansicht dargestellt. Die beiden zueinander parallelen Scheibenflächen 151, 152 sind im unteren Flächenbereich hin zur Scheibenmitte 153 spitzwinklig abgeschrägt, so daß - wie dies in Fig. 1 zu sehen ist - sich auf jeder Scheibenfläche 151, 152 ein Bereich, der parallel zur Scheibenmitte verläuft, im folgenden als Parallelfläche 151b bzw. 152b bezeichnet, und ein davon stumpfwinklig abgehender Bereich ergibt, im folgenden Schrägfläche 151a bzw. 152a genannt. Die einander zugekehrten Schrägflächen
151a, 152a zweier benachbarter Isolierscheiben 15 schließen miteinander einen spitzen Winkel ein, während die Parallelflächen 151b und 152b plan aneinanderliegen. Jede Isolierscheibe 15 liegt mit ihrer Umfangsfläche 154 an der Innenwand des Mantelrohrs 13 an. Die Umfangsfläche 154 besitzt einen sehnenartig verlaufenden, ebenen Flächenabschnitt 154a. Auf einer parallel zu diesem ebenen Flächenabschnitt 154a verlaufenden Durchmesserlinie sind die Lochachsen 161 von fünf äquidistant angeordneten Durchgangslöchern 16 plaziert. Ihre Anzahl entspricht der Zahl der im Mantelrohr 13 zu führenden elektrischen Leiter 14, die beliebig sein kann und sich nach den Anschlußerfordernissen des Sensorelements richtet. Mit radialem Abstand von dieser Durchmesserlinie ist im Bereich der Parallelflächen 151b, 152b eine kreisrunde Durchgangsöffnung 17 eingebracht. Wie aus Fig. 3 und 5 und auch aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, weist jede Isolierscheibe 15 auf der Scheibenfläche 151 eine konkave Einwölbung 18 und auf der Scheibenfläche 152 eine konvexe Ausbuchtung 19 auf. Die Einwölbung 19 und die Ausbuchtung 19 umschließen dabei jeweils die Eintrittsöffnungen bzw. die
Austrittsöffnungen der Durchgangslöcher 16. Die Einwölbungen 18 und Ausbuchtungen 19 sind formmäßig so aufeinander abgestimmt, daß die Einwölbungen 18 und Ausbuchtungen 19 aneinanderliegender Isolierscheiben 15 formschlüssig ineinandergreifen (vgl. Fig. 1 und 2).
Wie aus Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, sind in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Anschlußleitung insgesamt vierzehn Isolierscheiben 15 in der beschriebenen Weise aneinandergereiht und im Mantelrohr 13 axial unverschieblich gehalten. Die Anzahl der Isolierscheiben 15 richtet sich nach der Länge des Mantelrohrs 13. Durch die miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen 17 ist ein runder Federstab 20 hindurchgeführt, der im Mantelrohr 13 ebenfalls in Achsrichtung unverschieblich gehalten ist. Durch die miteinander fluchtenden Durchgangslöcher 16 in den Isolierscheiben 15 ist jeweils einer der fünf elektrischen Leiter 14 hindurchgeführt, von denen in Fig. 1 und 2 lediglich einer zu sehen ist.
Am sensorseitigen Ende 11 des Meßrohrs 13, und zwar in dem Abschnitt des Mantelrohrs 13, der bei der Montage nicht gebogen wird, sondern gestreckt bleibt, sind ein Isolierkörper 21 und zwei aneinanderliegende Endscheiben 22 angeordnet, die die sensorseitige Abstützung für die Reihung der Isolierscheiben 15 bilden. Auf die äußere Endscheibe 22 ist das Mantelrohr 13 endseitig aufgebördelt .
Die Endscheibe 22 ist in Fig. 9 - 11 vergrößert dargestellt. Sie ist kreisrund ausgebildet und stützt sich mit ihrer Umfangsfläche 224 an der Innenwand des Mantelrohrs 13 ab. Sie besitzt entsprechend der Anzahl der elektrischen Leiter 14 fünf Durchgangslöcher 23 mit gleichem Durchmesser wie die Durchgangslöcher 16 in den Isolierscheiben 15, die entsprechend dem vom Sensorelement vorgegebenen Anschlußbild der elektrischen Leiter 14 angeordnet sind. Im
Ausführungsbeispiel der Fig. 9 - 11 ist das Anschlußbild etwa U-förmig, wobei drei Durchgangslöcher 23 im Querj och des U und jeweils ein Durchgangsloch 23 in den Schenkeln des U liegen. Ein anderes Anschlußbild ist selbstverständlich möglich, wobei beispielsweise drei Durchgangslöcher 23 auf einer von zwei parallelen Linien liegen, die gleichen Abstand von der Durchmesserlinie aufweisen. Die Scheibenflächen 221 und 222 der Endscheibe 22 sind eben und parallel zueinander ausgebildet. Auf der Scheibenfläche 221 ist wiederum eine konkave Einwölbung 24 und auf der Scheibenfläche 222 eine formgleiche konvexe Ausbuchtung 25 vorhanden, die jeweils die Eintrittsöffnungen bzw. Austrittsöffnungen der Durchgangslöcher 23 umgeben.
Der Isolierkörper 21 aus hochtemperaturfestem, elektrischem Isolationsmaterial ist in Fig. 6 - 8 dargestellt. In dem
Isolierkörper 21 sind Durchgangsbohrungen 26 so eingebracht, daß ihre in der Stirnfläche 211 des Isolierkörpers '21 liegenden Eintrittsöffnungen kongruent zu den Austrittsöffnungen auf den Scheibenflächen 152 der Isolierscheiben 15 liegen und ihre in der Stirnfläche 212 angeordneten Austrittsöffnungen kongruent mit dem Lochmuster der Durchgangslöcher 23 in der Endscheibe 22 sind. Außerdem ist in den Isolierkörper 21 eine axiale Durchgangsbohrung 31 so eingebracht, daß sie mit den Durchgangsöffnungen 17 in den Isolierscheiben 15 fluchtet. Die axiale Durchgangsbohrung 31 hat einen gleichen Durchmesser wie die Durchgangsöffnungen 17 und dient zum Hindurchführen des Federstabs 20. Auf der Stirnfläche 211 des Isolierkörpers 21 ist wiederum eine konkave Einwölbung 27 so eingearbeitet, daß sie die konvexe Ausbuchtung 19 einer Isolierscheibe 15 formschlüssig aufzunehmen vermag. Auf der Stirnfläche 212 ist eine konvexe Ausbuchtung 28 vorgehalten, die so ausgebildet ist, daß sie in die konkave Einwölbung 24 einer Endscheibe 22 formschlüssig einsteckbar ist.
Nahe dem anschlußseitigen Ende 12 des Mantelrohrs 13 sind die elektrischen Leiter 14 mit je einem elektrischen Anschlußkabel 29 durch Ultraschweißen verbunden. Die Anschlußkabel 29, von denen in Fig. 1 und 2 nur jeweils eines zu sehen ist, sind mit einem hier nicht dargestellten
Anschlußstecker verbunden. An diesem anschlußseitigen Ende 12 des Mantelrohrs 13 wird die Aneinanderreihung der Isolierscheiben 15 durch einen in das Ende 12 des Mantelrohrs 13 eingepreßten Dichtungskörper 30 abgestützt. Dieser Dichtungskörper 30 weist auf seinem Umfang umlaufende, axial voneinander beabstandete Dichtlippen 301 auf, die sich an die Innenwand des Mantelrohrs 13 anpressen und für eine ausreichenden Dichtwirkung sorgen. Der durch die Durchgangsöffnungen 17 in den Isolierscheiben 15 und durch die axiale Durchgangsbohrung 31 im Isolierkörper 21 hindurchgeführte Federstab 20 stützt sich mit dem einen Ende an dem Dichtungskörper 30 und mit dem anderen Ende an der an dem Isolierkörper 21 anliegenden Endscheibe 22 ab.
Beim Zusammenbau de.r Anschlußleitung werden die einzelnen elektrischen Leiter 14 durch die miteinander fluchtenden Durchgangslöcher 16 in den Isolierscheiben 15, durch die Durchgangsbohrungen 26 in dem Isolierkörper 21 und durch die Durchgangslöcher 23 in den beiden Endscheiben 22 hindurchgefädelt und stehen am sensorseitigen Eende 11 des Mantelrohrs 13 vor, so daß sie von dem Sensorelement entsprechend kontaktiert werden können. Als Transportschutz ist auf das meßfühlerseitige Ende 11 des Mantelrohrs 13 eine in Fig. 1 strichliniert angedeutete Schutzkappe 32 aufgeschoben, die die vorstehenden Enden der elektrischen Leiter 14 gegen Beschädigung schützt. Am anschlußseitigen Ende 12 des Mantelrohrs 13 wird der die anschlußseitigen Enden der elektrischen Leiter 14 und die daran kontaktierten Anschlußkabel 29 umschließende Dichtungskörper 30 in das Mantelrohr 13 eingepreßt und anschließend das Mantelrohr 13 in diesem Bereich gerollt, so daß eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Mantelrohr 13 und dem Dichtungskörper 30 entsteht.
Bei der Montage des Meßfühlers wird die Anschlußleitung in Richtung Pfeil 33 in Fig. 1 rechtwinklig abgebogen, so daß sie die in Fig. 2 dargestellte Form annimmt. Dieses Abbiegen ist aufgrund der beschriebenen Geometrie der Isolierscheiben 15 möglich, da diese wie die Wirbel einer Wirbelsäule aneinandergefügt sind. Die einander zugekehrten Schrägflächen 151a und 152a benachbarter Isolierscheiben 15 lassen eine solche Biegung zu, da sie nicht plan, sondern unter Freilassung eines spitzwinkligen Freiraums aneinanderliegen und erst nach entsprechender Wölbung des Metallrohrs 13 zur Anlage aneinander kommen.
Die Ausbildung der Isolierkörper ist nicht beschränkt auf die geometrische Gestaltung der Isolierscheiben 15. So können die Isolierscheiben 15 im Teilbereich ihrer Scheibenflächen auch auf nur einer der voneinander abgekehrten Seiten abgeschrägt oder einseitig oder beidseitig abgerundet sein. Wichtig für das spätere Abbiegen des Mantelrohrs 13 ist lediglich, daß die sich in einem Teilbereich aneinander abstützenden Isolierkörper in dem anderen Teilbereich innerhalb der Abstützebene sich nicht berühren, sondern einen lichten Abstand voneinander haben, der zum Außenumfang der
Isolierkörper hin zunimmt. Dieser lichte Abstand kann durch ein- oder beidseitige Abschrägung oder Abrundung herbeigeführt werden. Die Isolierkörper können aber auch als Kugeln, die punktförmig aneinanderliegen, oder Kugelkalotten ausgebildet werden, die gleichsinnig aneinandergereiht sind, so daß sich immer die eine Kugelkalotte punktförmig an der Ebene der nächsten Kugelkalotte abstützt.

Claims

Ansprüche
1. Anschlußleitung für einen Meßfühler, insbesondere für einen Meßfühler zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Meßgases, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts oder der Temperatur im Abgas von Brennkraftmaschinen, mit einem Mantelrohr (13) , mit mindestens zwei im Mantelrohr (13) verlaufenden elektrischen Leitern (14) und mit die elektrischen Leiter (14) gegeneinander und gegenüber dem Mantelrohr
(13) elektrisch isolierenden Isoliermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliermittel eine Vielzahl von gegeneinander abgestützten Isolierkörpern (15) aufweisen, die mindestens zwei Durchgangslöcher (16) enthalten, durch die jeweils ein elektrischer Leiter
(14) hindurchgeführt ist.
2. Anschlußleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (15) sich in einem Körperteilbereich aneinander abstützen und in dem anderen, in der Abstützebene verbleibenden Körperteilbereich einen zum Körperaußenumfang hin zunehmenden lichten Abstand voneinander aufweisen.
3. Anschlußleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (15) sich zumindest teilweise mit ihrem Außenumfang im Mantelrohr (13) abstützen.
4. Anschlußleitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper als Isolierscheiben (15) ausgebildet sind, deren Scheibenflächen (151, 152) aneinanderliegen und daß von den Scheibenflächen (151, 152) mindestens eine
Scheibenfläche zur Scheibenmitte hin abgeschrägt ist.
5. Anschlußleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (16) in jeder Isolierscheibe (15) so angeordnet sind, daß ihre Lochachsen (161) auf einer Durchmesserlinie liegen.
6. Anschlußleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägungen in den Seitenflächen (151, 152) so vorgenommen sind, daß auf jeder Scheibenfläche (151, 152) eine rechtwinklig zu den Lochachsen (16) sich erstreckende Parallelfläche (151b, 152b) und eine dazu abgewinkelte Schrägfläche (151a, 152a) vorhanden sind, die sich jeweils bis zu der die Lochachsen (161) der Durchgangslöcher (16) festlegenden Durchmesserlinie erstrecken.
7. Anschlußleitung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierscheiben (15) an ihren Umfangsflachen (154) jeweils eine ebene Fläche (154a) aufweisen, die parallel zu der die Lochachsen (161) der Durchgangslöcher (16) festlegenden Durchmesserlinie verläuft .
8. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 4 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierscheiben (15) jeweils eine Durchgangsöffnung (17) aufweisen, daß die Durchgangsöffnungen (17) in den aneinanderliegenden Isolierscheiben (15) miteinander fluchten und daß durch die Durchgangslöcher (17) ein vorzugsweise runder Federstab (20) hindurchgeführt ist, der im Mantelrohr (13) axial unverschieblich gehalten ist.
9. Anschlußleitung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen (17) im Bereich der Geradflächen (151b, 152b) der
Isolierscheiben (15) , vorzugsweise mit radialem Abstand von der die Lochachsen (161) der Durchgangslöcher (16) festlegenden Durchmesserlinie angeordnet sind.
10. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 4 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isolierscheibe (15) auf voneinander abgekehrten Scheibenflächen (151, 152) jeweils eine konkave Einwölbung (18) und eine konvexe Ausbuchtung (19) aufweist, die so ausgebildet sind, daß Einwölbungen (18) und Ausbuchtungen (19) aneinanderliegender Isolierscheiben (15) formschlüssig ineinandergreifen .
11. Anschlußleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Einwölbungen (18) und die konvexen Ausbuchtungen (19) jeweils die I S
Eintrittsöffnungen bzw. die Austrittsöffnungen der Durchgangslöcher (16) in den Isolierscheiben (15) umschließen.
12. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 4 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren der aneinanderliegenden Isolierscheiben (15) im Mantelrohr (13) axial abgestützt sind.
13. Anschlußleitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der äußeren Isolierscheibe (15) an dem einen Ende (12) des Mantelrohrs (13) mittels eines in das Mantelrohr (13) eingepreßten Dichtungskörper (30) aus elektrisch isolierendem Material vorgenommen ist.
14. Anschlußleitung nach Anspruch 13, daß der Dichtungskörper (30) auf seinem Umfang umlaufende, voneinander axial beabstandete Dichtlippen (301) aufweist, die sich an die Innenwand des Mantelrohrs (13) anpressen.
15. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 12 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der äußeren Isolierscheibe (15) an dem anderen Ende (11) des
Mantelrohrs (13) mittels eines sich am Mantelrohr (13) abstützenden Isolierkörpers (21) vorgenommen ist.
16. Anschlußleitung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (21) eine mit den Durchgangsöffnungen (17) in den Isolierscheiben (15) fluchtende, axiale Durchgangsbohrung (31) aufweist, durch die der Federstab (20) hindurchgeführt ist.
17. Anschlußleitung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (11) des Mantelrohrs (13) mit mindestens einer an dem Isolierkörper (21) axial anliegenden Endscheibe (22) aus elektrisch isolierendem Material abgeschlossen ist, die eine einem gewünschten Kontaktierbild der aus dem Mantelrohr (13) austretenden, elektrischen Leiter (14) entsprechende
Anordnung von Durchgangslöchern (23) aufweist, und daß in dem Isolierkörper (21) Durchgangsbohrungen (26) zum Durchführen der elektrischen Leiter (14) eingebracht sind, die einen Übergang von den Austrittsöffnungen der Durchgangslöcher (16) in der anliegenden Isolierscheibe (15) zu den Eintrittsöffnungen der Durchgangslöcher (23) in der anliegenden Endscheibe (22) herstellen.
18. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 13 - 17 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstab
(20) sich axial an der Endscheibe (22) und an dem Dichtungskörper (30) abstützt.
19. Anschlußleitung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (13) auf die
Endscheibe (22) umgebördelt ist.
20. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 13 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (14) mit je einem Anschlußkabel (29) durch
Ultraschallschweißen verbunden sind und daß der Dichtungskörper (30) die Verbindungsstellen umschließt und die Anschlußkabel (29) aus dem Dichtungskörper (30) herausgeführt sind.
21. Anschlußleitung nach einem der Ansprüche 17 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (21) und die mindestens eine Endscheibe (22) auf voneinander abgekehrten Scheibenflächen (211, 212 bzw. 221, 222) jeweils eine konkave Einwölbung (24 bzw. 27) und eine konvexe Ausbuchtung (25) mit gleicher, den Einwölbungen (18) und den Ausbuchtungen (19) an den Isolierscheiben (15) angepaßter Geometrie aufweisen.
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