DE19742321A1

DE19742321A1 - Kabeldurchführung für Anschlußkabel eines Meßfühlers

Info

Publication number: DE19742321A1
Application number: DE1997142321
Authority: DE
Inventors: Helmut Weyl; Udo Jauernig; Anton Hans; Johann Wehrmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-01
Also published as: JPH11193886A

Description

Stand der Technik

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnung

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.

Ausführungsbeispiel

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

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.