DE19742321A1 - Kabeldurchführung für Anschlußkabel eines Meßfühlers - Google Patents
Kabeldurchführung für Anschlußkabel eines MeßfühlersInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Abdichten
einer Kabeldurchführung für mindestens ein Anschlußkabel
eines Sensorelements eines Meßfühlers nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Eine derartige Abdichtung von Kabeldurchführungen geht
beispielsweise aus der DE 195 40 022 hervor, bei der
Anschlußkabel durch in Längsrichtung verlaufende Bohrungen
einer Dichtung aus PTFE hindurchgeführt sind und die
Dichtung von einem Gehäuseteil mittels einer
Quetschverbindung fest umfaßt ist.
Die Kabeldurchführung ist insbesondere bei Gassensoren in
Abgasanlagen von Brennkraftmotoren einer hohen
Temperaturbelastung ausgesetzt. Aufgrund der
unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten der
verschiedenen Werkstoffe der PTFE-Dichtung, des
Isolationsmantels des Anschlußkabels und des aus Stahl
bestehenden Gehäuseteils kommt es zwischen diesen Teilen
infolge Temperaturbelastung und Temperaturschwankungen zum
Auftreten von Spalten, durch die Wasser oder andere Medien
in das Gehäuse des Gasmeßfühlers eindringen können. Um den
Spalt zwischen Gehäuse und PTFE-Dichtung abzudichten, ist
deshalb ein zusätzlicher Viton-Dichtring eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß eine einfache und temperaturbeständige Dichtung für die
Kabeldurchführung möglich ist. Die Verwendung eines
zusätzlichen Dichtelements, wie z. B. eines zusätzlichen
Viton-O-Rings entfällt.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
erfindungsgemäßen Anordnung sind durch die Maßnahmen der
Unteransprüche ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist es, den
Dichtkörper aus thermoplastischem Kunststoff zwischen zwei
Metallscheiben anzuordnen, wobei beim Fügen der Teile bei
der Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen
Kunststoffs ein Druck ausgeübt wird, so daß der Dichtkörper
in dieser Phase unter Druck zusammengepreßt wird. Bei der
Verarbeitungstemperatur verschmelzen die Kabelisolation und
der Dichtkörper. Zusätzlich wird eine gute Haftung des
Kunststoffs am Material des Gehäuseteils realisiert. Der von
außen aufgebrachte Druck fördert diese Verbindungsstellen.
Ein Umbördeln des Gehäuseteils am äußeren Ende hält die
äußere Scheibe in der vorgespannten Position, was sich
zusätzlich günstig auf die Verbindung zu den einzelnen
Teilen auswirkt und zusätzlich die Dichtung gegen
Herausziehen sichert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung
durch eine Kabeldurchführung eines Gasmeßfühlers.
Die in Fig. 1 dargestellte Kabeldurchführung ist Teil eines
Gasmeßfühlers, beispielsweise einer Lambda-Sonde. Die
Kabeldurchführung 10 umfaßt ein lediglich im Ausschnitt
dargestelltes Gehäuseteil 12, das beispielsweise aus Stahl
hergestellt ist. Das Gehäuseteil 12 umgibt einen Innenraum
13, in dem ein nicht dargestelltes Sensorelement mit
Anschlußkabeln 19 kontaktiert ist. Die Anschlußkabel 19 sind
mit jeweils einer Kabelisolation 20 ausgeführt. Das
Gehäuseteil 12 hat ferner einen rohrförmigen Endabschnitt 14
mit einer Verengung 15 und einer rohrförmigen Öffnung 16. In
der rohrförmigen Öffnung 16 ist eine Dichtungsanordnung 18
angeordnet. Durch die Dichtungsanordnung 18 werden die im
vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellten beiden
Anschlußkabel 19 geführt.
Die Dichtungsanordnung 18 weist eine erste, innere
Metallscheibe 21, einen Dichtkörper 22 aus einem
temperaturbeständigen, thermoplastischen Kunststoff,
beispielsweise aus Polyarylenetherketon, und eine zweite,
äußere Metallscheibe 23 auf. Der Dichtkörper 22 ist zwischen
den beiden Metallscheiben 21, 23 positioniert. Die erste
Metallscheibe 21 liegt auf einer von der Verengung 15
gebildeten Ringfläche 17 auf und bildet ein Widerlager zur
Aufnahme eines Anpreßdrucks.
Der Dichtkörper 22 hat entsprechend der Anzahl der
Anschlußkabel längs verlaufende Durchführungen 24, deren
Durchmesser an den Außendurchmesser der Kabelisolation 20
angepaßt ist. Auf dem Dichtkörper 22 liegt die äußere
Metallscheibe 23, über die eine an der Öffnung 16
ausgeführte Umbördelung 25 greift.
Zur Herstellung der Kabeldurchführung 10 wird zunächst die
innere Metallscheibe 21 in den rohrförmigen Endabschnitt 14
eingesetzt. Über die aus dem Gehäuseteil 12 herausragenden
Anschlußkabel 19 wird der die Dichtung realisierende
Dichtkörper 22 gesteckt und auf der inneren Metallscheibe 21
aufgesetzt. Auf den Dichtkörper 22 wird die äußere
Metallscheibe 23 gelegt. Die derart aufgebaute Anordnung
wird nun einer Erwärmung bis zur Verarbeitungstemperatur des
thermoplastischen Kunststoffs unterzogen, d. h., eine
Erwärmung bis zum Erweichungspunkt dieses Materials. Dabei
verschmilzt das Material der Kabelisolation mit dem Material
der Dichtkörper 22. Zusätzlich stellt sich eine gute Haftung
des thermoplastischen Kunststoffs des Dichtkörpers 22 am
Gehäuseteil 12 ein.
Durch Aufbringen eines Anpreßdrucks auf die äußere
Metallscheibe 23 wird der Kontakt zu den zu fügenden Teilen
weiter verbessert, wobei beim Halten des Anpreßdrucks die
Umbördelung 25 über die äußere Metallscheibe 23 gezogen
wird, so daß beim Erkalten des thermoplastischen Kunststoffs
der Druck ebenfalls auf den Dichtkörper 22 wirkt. Dadurch
wird gewährleistet, daß die Dichtwirkung des Dichtkörpers 22
auch bei hohen Temperaturwechseln erhalten bleibt. Ein
thermisches, chemisches oder physikalisches Vorbehandeln,
z. B. reinigen oder Aufrauhen der mit dem thermoplastischen
Kunststoff des Dichtkörpers 22 in Berührung kommenden Teile,
kann die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung 18 noch weiter
verbessern. Durch die Verwendung der äußeren Scheibe 23,
die den Anpreßdruck auf den Dichtkörper 22 überträgt, kann
auf spezielle Werkzeuge verzichtet werden, die sich unter
Umständen schlecht vom thermoplastischen Kunststoff lösen
lassen. Die Umbördelung 25 des Gehäuseteils 12 sichert
zusätzlich den Dichtkörper 22 gegen Herausziehen aus der
Öffnung 16.
Das für die Dichtkörper als besonders geeignete
thermoplastische Material Polyarylenetherketon weist eine
sehr gute Temperaturbeständigkeit auf. Die teilkristalline
Struktur führt zu einer hohen Kristallitschmelztemperatur,
die höher liegt als die Glastemperatur des Kunststoffs.
Durch eine zusätzliche Faserverstärkung des
Polyarylenetherketons kann zusätzlich die
Warmformbeständigkeit verbessert werden. Eine
thermooxidaktive Beständigkeit ist ebenfalls gegeben, was
insbesondere bei Lambda-Sonden eine Rolle spielt, um dort
eine Referenzluftverfälschung durch Aufspaltung/Ausgasung
leicht flüchtiger Bestandteile zu vermeiden. Der Kunststoff
Polyarylenetherketon hat ferner eine hohe
Kerbschlagzähigkeit, eine geringe Kriechneigung, ist
chemisch beständig, schwer entflammbar und weist gute
elektrische Isolationseigenschaften auf. Die Haftneigung auf
metallische Oberflächen des Polyarylenetherketons ist hoch.
Darüberhinaus ist das Material spanend verarbeitbar,
schweißbar und der Längenausdehnungskoeffizient liegt im
Bereich von Stahl, wenn der Kunststoff mit Fasern gefüllt
ist. Als Faser-Füllstoff eignen sich beispielsweise
Kohlefasern oder Glasfasern.
Claims (9)
1. Anordnung zum Abdichten einer Kabeldurchführung für
mindestens ein Anschlußkabel eines Sensorelements eines
Meßfühlers, mit einer in einer Öffnung eines Gehäuses
angeordneten Dichtungsanordnung zur Durchführung des
Anschlußkabels, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dichtungsanordnung (18) einen Dichtkörper (22) aus einem
temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff enthält.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dichtkörper (22) zwischen zwei Metallscheiben (21, 23)
angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dichtkörper (22) zwischen den beiden Metallscheiben (21,
23) im Erweichungszustand unter Druck zusammengehalten ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtkörper (22) in einer rohrförmigen Öffnung (16)
eines Endabschnitts (14) des Gehäuses (12) angeordnet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Endabschnitt (14) eine Ringfläche (17) zur Auflage der
einen Metallscheibe (21) aufweist und daß an der
rohrförmigen Öffnung (16) eine Umbördelung (25) ausgeführt
ist, die über die äußere Metallscheibe (23) greift.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Anschlußkabel (19) eine Kabelisolation (20) aufweist,
die aus dem gleichen Material wie der Dichtkörper (22)
ausgeführt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kabelisolation (20) mit dem Dichtkörper (23)
angeschmolzen bzw. verschmolzen ist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff
ein Polyarylenetherketon ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff
mit Fasern verstärkt ist.
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Publications (1)
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- 1997-09-25 DE DE1997142321 patent/DE19742321A1/de not_active Ceased
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1998
- 1998-09-22 JP JP10268239A patent/JPH11193886A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2005548A1 (de) * | 2006-03-31 | 2008-12-24 | ELSTER GmbH | Hitzebeständige leitungsdurchführung |
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