專利名稱：氣體測量傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1的前序部分的用于確定被測氣體的物理特性、尤其是氣體混合物例如內燃機的廢氣中的氣體組分的濃度的氣體測量傳感器。
背景技術：
在一種已知的用于確定內燃機或內燃發動機的廢氣中的氧含量的氣體測量傳感器中(DE4318107A1)，連接插頭的插頭殼體由兩個接觸件支架組成，它們通過一個環形的或套筒形的彈簧元件相互夾緊。接觸件支架由一種電絕緣的材料、優選陶瓷制成。每個接觸件支架容納至少一個由條形的金屬板構成的接觸件。每個接觸件從接觸件支架的一側伸出并且在伸出段的端部上構成為帶有接線導體的連接部位。在裝配氣體測量傳感器時，兩個接觸件支架用接觸件這樣地置于傳感元件上，使得每個接觸件靠置在傳感元件的一個接觸面上。然后將彈簧元件推到接觸件支架上，其中隨著推移的增加，較高的壓緊力作用到接觸件支架上，因此又將接觸件壓到傳感元件的接觸面上。在一種實施形式中，彈簧元件具有彈簧接片，它們支撐在傳感器殼體上，以便避免在具有接線導體的連接部位上由于測量傳感器的瑤動或振動而產生的折斷。
發明內容
本發明的具有權利要求1的特征的氣體測量傳感器具有如下優點構成接觸件的雙金屬條在高溫時向著傳感元件彎曲，由此保證了，接觸件即使在高的運行溫度時也以一個對于良好的接觸足夠高的接觸力靠置在傳感元件的接觸面上，所述運行溫度例如是由設置在內燃機的廢氣中的溫度傳感器遭受的。相反在較低的溫度時，以相對較小的壓緊力作用在接觸面上的雙金屬條允許在裝配氣體測量傳感器時連接插頭到傳感元件上的保護傳感元件的機械靈敏的接觸面的設置。
通過在其他權利要求中描述的措施可實現在權利要求1中說明的氣體測量傳感器的有利的進一步構型和改進。
按照本發明的一種有利的實施形式，雙金屬條在其在接觸面上延伸的區域內鼓起，確切地說，這樣地鼓起，使得鼓起部朝向接觸面。通過這種方式保證了接觸面通過雙金屬條的確定的接觸。
按照本發明的一種有利的實施形式，雙金屬條的由導電材料制成的彈簧條在一側從插頭殼體中伸出并且在其伸出的端部上帶有一體地構造出的、用于連接電纜的電接線導體的接線機構。所述接線機構優選由一體地從彈簧條彎曲出的、用于夾緊接線導體的彈簧舌和用于夾緊接線導體的絕緣皮的卷曲彎折部構成。
按照本發明的一種優選的實施形式，插頭殼體單件式地構成并且具有一個用于傳感元件的接線側的端部段的推入的、中心的空槽和以及與傳感元件的接觸面的數量相應的井道，所述井道平行于中心的空槽延伸并且向著空槽敞開。在每個井道中推入并且固定一個構成接觸件的雙金屬條，后者具有向著空槽的內部的彈簧條。通過該結構上的構型減少了連接插頭的構件的數量并且不僅簡化了其預裝配而且在組裝氣體測量傳感器時簡化了該連接插頭的裝配。預成形的雙金屬條被軸向地推入到井道中，其中它們自動地固定到井道中。然后，制好的、僅由一個唯一的構件組成的連接插頭可以簡單地設置到傳感元件上。
下面借助于一個在附圖中示出的實施例詳細說明本發明。其中
圖1示出一個寬帶λ探針的縱剖視圖，它具有傳感元件、連接電纜和一個連接傳感元件和連接電纜的連接插頭；圖2示出圖1中的連接插頭的局部縱剖視圖；圖3示出按圖2的連接插頭中的接觸件的分解圖。
具體實施例方式
在圖1中以縱剖視圖示出的λ探針用于確定在內燃機或內燃發動機的廢氣中的氧濃度。它是一個普通的用于確定被測氣體的物理特性的氣體測量傳感器的實施例，例如用于測量廢氣溫度的溫度傳感器或者用于確定廢氣中的氮氧化物的濃度的氮氧化物測量傳感器。氣體測量傳感器具有一個傳感元件11，后者被容納在一個傳感器殼體12中并且以一個遭受被測氣體或廢氣的、被測氣體側的端部段111從傳感器殼體12伸出。伸出的、被測氣體側的端部段111由一個保護管13包圍并且沉入到被測氣體流中，例如沉入到內燃機的廢氣流中。傳感器殼體12兩件式地構成并且包括一個殼體本體121和一個設置于該殼體本體上的殼體套122。在殼體本體121中開設有一個中心的階梯形孔14，傳感元件11借助于兩個陶瓷體15、16和一個位于這些陶瓷體之間的密封17氣密地固定。傳感元件11以一個接線側的端部段112從上面的陶瓷體16中伸出并且在此帶有接觸面18(圖2)，用于使該傳感元件11與接線導線19電連接。每個接觸面18經由一個在此未示出的印制導線與一個電極20連接，所述電極設置在傳感元件11的被測氣體側的端部段111上。在接線側的端部段112上設置一個連接插頭21，該連接插頭建立傳感元件11上的接觸面18和接線導線19的各個電接線導體22(圖2)之間的電連接。傳感元件11的接線側的端部段112和推到其上的連接插頭21被容納在傳感器殼體12的殼體套122中，其中一個在連接插頭21的插頭殼體23上一體地構成的法蘭環231徑向地支撐在殼體套122上并且由此在徑向上防止振動地固定連接插頭21。殼體套122以其一端搭接殼體本體121并且優選通過焊接固定在該殼體本體上。在其背離殼體本體121的端部上，殼體套122被一個彈性的、塞子形的成形件24封閉，殼體套122被壓力套裝在該成形件上。成形件24具有通孔25。接線導線19的用一個絕緣套26包圍的電導體22穿過每個通孔25。
在圖2中以半縱剖視圖示出的連接插頭21在其具有一體地成型出的法蘭環231的插頭殼體23上具有一個中心的空槽27，該空槽帶有一個用于接線側的端部段112的推入開口271和一個底部272。空槽27的矩形的靜橫截面適配于傳感元件11的橫截面。井道28穿過插頭殼體23地平行于空槽27延伸，所述井道向著空槽27敞開。在空槽27周圍的井道28的數量相應于在傳感元件11的接線側的端部段112上的接觸面18的數量。在每個井道28中置入一個接觸件29，該接觸件一方面壓到接觸面18上并且另一方面在背離接觸面18的端部上帶有接線機構30，用于連接一個電接線導體22。
如圖2以裝配圖及圖3以解體圖中示出地，接觸件29由一個雙金屬條構成，它由一個彈簧條31和一個固定在該彈簧條上的支持條32組成。彈簧條31由導電材料構成，優選由鎳構成，并且由彈簧板沖出并且彎曲成一個彈簧成形板。支持條32由一種熱膨脹系數小于彈簧條31的材料的熱膨脹系數的材料制成。支持條32優選由耐高溫的彈簧鋼制成并且同樣作為成形件由彈簧鋼板沖壓而成，它或者通過卷邊或者通過接觸焊接(Kontaktschweiβen)固定在彈簧條31上。在彈簧條31上，在一個端部上彎曲出一個大致L形的鎖止鉤33，它包括一個搭接接片331和一個由該搭接接片直角地立起的插入凸耳332。在彈簧條31的與所述端部背離的端部上彎曲出一些以兩個彈簧舌34和兩個卷曲彎折部35的形式的接線機構30。在中間的區域中，彈簧條31和支持條32設有相同構造的鼓起部36。
為了將所述雙金屬接觸件29安裝到插頭殼體23中，每個接觸件29從下部起這樣地推入到一個井道28內，使得支持條31貼靠在井道壁上并且鼓起部36朝向空槽27的內部。在推入過程結束時，插入凸耳332精確地插入到一個設置在插頭殼體23的端面上的凹空37中，并且搭接接片331搭接插頭殼體23的端面，因此總體上使接觸件29固定夾緊在井道壁上。彈簧舌34部分地并且卷曲彎折部35完全地從插頭殼體23伸出。
在裝配時，接線機構30與接線導線19連接，其中總是有一個電導體22壓入在彈簧舌34之間并且絕緣套26與卷曲彎折部35夾緊。然后將連接插頭21推到傳感元件11的接線側的端部段112上，其中將所有彈簧條31的鼓起部36推到接線側的端部段112上的接觸面18上。
在運行時，氣體測量傳感器遭受高的廢氣溫度，因此由于雙金屬效應，雙金屬條的鼓起部36增大并且因此使彈簧條31以更大的壓緊力壓在接觸面上，使得即使在高溫的情況下也保證傳感元件11上的接觸面18通過連接插頭21的良好的觸點接通。
權利要求
1.一種用于確定被測氣體的物理特性、尤其是氣體混合物中的氣體組分的濃度的氣體測量傳感器，具有容納在一個傳感器殼體(12)中的傳感元件(11)，該傳感元件具有一個接線側的端部段(112)，該端部段配備了至少一個用于使該傳感元件(11)與一個接線導線(19)電連接的接觸面(18)；并且具有一個置于接線側的端部段(112)上的連接插頭(21)，該連接插頭具有一個插頭殼體(23)和至少一個設置在插頭殼體(23)中的接觸件(29)，該接觸件力鎖合地靠觸在所述接觸面(18)上并且經由在其一個端部上構成的接線機構(30)與接線導線(19)的一個電接線導體(22)連接，其特征在于接觸件(29)作為雙金屬條構成，它由一個向著接觸面(18)的、由導電材料制成的彈簧條(31)和一個不移動地置于該彈簧條上的支持條(32)組成，該支持條由一種熱膨脹系數小于彈簧條(31)的材料的熱膨脹系數的材料制成。
2.按權利要求1的氣體測量傳感器，其特征在于該雙金屬條在接觸面(18)的區域中具有一個朝向接觸面(18)的鼓起部(36)。
3.按權利要求1或2的氣體測量傳感器，其特征在于內部的彈簧條(31)是一個彈簧成形板，優選由鎳制成，并且外部的支持條(32)是一個耐高溫的成形件，優選由彈簧鋼板制成，該成形件優選通過接觸焊接或卷邊固定在彈簧成形板上。
4.按權利要求1至3之一的氣體測量傳感器，其特征在于彈簧條(31)從插頭殼體(23)伸出；并且接線機構(30)一體地構造在彈簧條(31)的伸出部上。
5.按權利要求4的氣體測量傳感器，其特征在于所述接線機構(30)具有彈簧舌(34)和卷曲彎折部(35)，它們是與彈簧條(31)一體的并且是由該彈簧條彎曲出的。
6.按權利要求1至5之一的氣體測量傳感器，其特征在于插頭殼體(23)是單件式的并且具有一個用于傳感元件(11)的接線側的端部段(112)的推入的、中心的空槽(27)和以及與接觸面(18)的數量相應的井道(28)，所述井道平行于空槽(27)延伸并且向著空槽(27)敞開；并且在每個井道(28)中這樣地插入一個接觸件(29)，使得彈簧條(31)朝向空槽(27)的內部。
7.按權利要求6的氣體測量傳感器，其特征在于彈簧條(31)在其背離接線機構(30)的端部上具有一個一體地彎出的、帶有搭接接片(331)和插入凸耳(332)的鎖止鉤(33)，該插入凸耳基本上形鎖合地沉入到一個設置在插頭殼體(12)的端面上的凹空(37)中。
8.按權利要求1至7之一的氣體測量傳感器，其特征在于插頭殼體(23)具有一個優選一體地成型出的法蘭環(231)，該法蘭環支撐在傳感器殼體(12)的內壁上。
全文摘要
本發明涉及一種用于確定被測氣體的物理特性、尤其是氣體混合物中的氣體組分的濃度的氣體測量傳感器，具有容納在一個傳感器殼體(12)中的傳感元件(11)，該傳感元件具有一個接線側的端部段(112)，在該端部段上具有至少一個用于該傳感元件(11)的電連接的接觸面(18)。一個置于該端部段(112)上的連接插頭(21)具有一個插頭殼體(23)和至少一個設置在插頭殼體(23)中的接觸件(29)，該接觸件力鎖合地靠觸在所述接觸面(18)上并且經由在其一個端部上構成的接線機構(30)與一個接線導線的電接線導體(22)連接。為了保證接觸面(18)與接觸件(29)之間的良好的接觸，該接觸即使在高的溫度時也能令人滿意，該接觸件(29)作為雙金屬條構成，它由一個向著接觸面(18)的、由導電材料制成的彈簧條(31)和一個不移動地置于該彈簧條上的支持條(32)組成，該支持條由一種熱膨脹系數小于彈簧條(31)的材料的熱膨脹系數的材料制成。
文檔編號G01N27/407GK101073001SQ200580042170
公開日2007年11月14日 申請日期2005年10月7日 優先權日2004年12月8日
發明者M·羅森蘭德, J·呂特 申請人:羅伯特·博世有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
