专利名称：气体测量传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的用于确定被测气体的物理特性、尤其是气体混合物例如内燃机的废气中的气体组分的浓度的气体测量传感器。
背景技术：
在一种已知的用于确定内燃机或内燃发动机的废气中的氧含量的气体测量传感器中(DE4318107A1)，连接插头的插头壳体由两个接触件支架组成，它们通过一个环形的或套筒形的弹簧元件相互夹紧。接触件支架由一种电绝缘的材料、优选陶瓷制成。每个接触件支架容纳至少一个由条形的金属板构成的接触件。每个接触件从接触件支架的一侧伸出并且在伸出段的端部上构成为带有接线导体的连接部位。在装配气体测量传感器时，两个接触件支架用接触件这样地置于传感元件上，使得每个接触件靠置在传感元件的一个接触面上。然后将弹簧元件推到接触件支架上，其中随着推移的增加，较高的压紧力作用到接触件支架上，因此又将接触件压到传感元件的接触面上。在一种实施形式中，弹簧元件具有弹簧接片，它们支撑在传感器壳体上，以便避免在具有接线导体的连接部位上由于测量传感器的瑶动或振动而产生的折断。
发明内容
本发明的具有权利要求1的特征的气体测量传感器具有如下优点构成接触件的双金属条在高温时向着传感元件弯曲，由此保证了，接触件即使在高的运行温度时也以一个对于良好的接触足够高的接触力靠置在传感元件的接触面上，所述运行温度例如是由设置在内燃机的废气中的温度传感器遭受的。相反在较低的温度时，以相对较小的压紧力作用在接触面上的双金属条允许在装配气体测量传感器时连接插头到传感元件上的保护传感元件的机械灵敏的接触面的设置。
通过在其他权利要求中描述的措施可实现在权利要求1中说明的气体测量传感器的有利的进一步构型和改进。
按照本发明的一种有利的实施形式，双金属条在其在接触面上延伸的区域内鼓起，确切地说，这样地鼓起，使得鼓起部朝向接触面。通过这种方式保证了接触面通过双金属条的确定的接触。
按照本发明的一种有利的实施形式，双金属条的由导电材料制成的弹簧条在一侧从插头壳体中伸出并且在其伸出的端部上带有一体地构造出的、用于连接电缆的电接线导体的接线机构。所述接线机构优选由一体地从弹簧条弯曲出的、用于夹紧接线导体的弹簧舌和用于夹紧接线导体的绝缘皮的卷曲弯折部构成。
按照本发明的一种优选的实施形式，插头壳体单件式地构成并且具有一个用于传感元件的接线侧的端部段的推入的、中心的空槽和以及与传感元件的接触面的数量相应的井道，所述井道平行于中心的空槽延伸并且向着空槽敞开。在每个井道中推入并且固定一个构成接触件的双金属条，后者具有向着空槽的内部的弹簧条。通过该结构上的构型减少了连接插头的构件的数量并且不仅简化了其预装配而且在组装气体测量传感器时简化了该连接插头的装配。预成形的双金属条被轴向地推入到井道中，其中它们自动地固定到井道中。然后，制好的、仅由一个唯一的构件组成的连接插头可以简单地设置到传感元件上。
下面借助于一个在附图中示出的实施例详细说明本发明。其中
图1示出一个宽带λ探针的纵剖视图，它具有传感元件、连接电缆和一个连接传感元件和连接电缆的连接插头；图2示出图1中的连接插头的局部纵剖视图；图3示出按图2的连接插头中的接触件的分解图。
具体实施例方式
在图1中以纵剖视图示出的λ探针用于确定在内燃机或内燃发动机的废气中的氧浓度。它是一个普通的用于确定被测气体的物理特性的气体测量传感器的实施例，例如用于测量废气温度的温度传感器或者用于确定废气中的氮氧化物的浓度的氮氧化物测量传感器。气体测量传感器具有一个传感元件11，后者被容纳在一个传感器壳体12中并且以一个遭受被测气体或废气的、被测气体侧的端部段111从传感器壳体12伸出。伸出的、被测气体侧的端部段111由一个保护管13包围并且沉入到被测气体流中，例如沉入到内燃机的废气流中。传感器壳体12两件式地构成并且包括一个壳体本体121和一个设置于该壳体本体上的壳体套122。在壳体本体121中开设有一个中心的阶梯形孔14，传感元件11借助于两个陶瓷体15、16和一个位于这些陶瓷体之间的密封17气密地固定。传感元件11以一个接线侧的端部段112从上面的陶瓷体16中伸出并且在此带有接触面18(图2)，用于使该传感元件11与接线导线19电连接。每个接触面18经由一个在此未示出的印制导线与一个电极20连接，所述电极设置在传感元件11的被测气体侧的端部段111上。在接线侧的端部段112上设置一个连接插头21，该连接插头建立传感元件11上的接触面18和接线导线19的各个电接线导体22(图2)之间的电连接。传感元件11的接线侧的端部段112和推到其上的连接插头21被容纳在传感器壳体12的壳体套122中，其中一个在连接插头21的插头壳体23上一体地构成的法兰环231径向地支撑在壳体套122上并且由此在径向上防止振动地固定连接插头21。壳体套122以其一端搭接壳体本体121并且优选通过焊接固定在该壳体本体上。在其背离壳体本体121的端部上，壳体套122被一个弹性的、塞子形的成形件24封闭，壳体套122被压力套装在该成形件上。成形件24具有通孔25。接线导线19的用一个绝缘套26包围的电导体22穿过每个通孔25。
在图2中以半纵剖视图示出的连接插头21在其具有一体地成型出的法兰环231的插头壳体23上具有一个中心的空槽27，该空槽带有一个用于接线侧的端部段112的推入开口271和一个底部272。空槽27的矩形的静横截面适配于传感元件11的横截面。井道28穿过插头壳体23地平行于空槽27延伸，所述井道向着空槽27敞开。在空槽27周围的井道28的数量相应于在传感元件11的接线侧的端部段112上的接触面18的数量。在每个井道28中置入一个接触件29，该接触件一方面压到接触面18上并且另一方面在背离接触面18的端部上带有接线机构30，用于连接一个电接线导体22。
如图2以装配图及图3以解体图中示出地，接触件29由一个双金属条构成，它由一个弹簧条31和一个固定在该弹簧条上的支持条32组成。弹簧条31由导电材料构成，优选由镍构成，并且由弹簧板冲出并且弯曲成一个弹簧成形板。支持条32由一种热膨胀系数小于弹簧条31的材料的热膨胀系数的材料制成。支持条32优选由耐高温的弹簧钢制成并且同样作为成形件由弹簧钢板冲压而成，它或者通过卷边或者通过接触焊接(Kontaktschweiβen)固定在弹簧条31上。在弹簧条31上，在一个端部上弯曲出一个大致L形的锁止钩33，它包括一个搭接接片331和一个由该搭接接片直角地立起的插入凸耳332。在弹簧条31的与所述端部背离的端部上弯曲出一些以两个弹簧舌34和两个卷曲弯折部35的形式的接线机构30。在中间的区域中，弹簧条31和支持条32设有相同构造的鼓起部36。
为了将所述双金属接触件29安装到插头壳体23中，每个接触件29从下部起这样地推入到一个井道28内，使得支持条31贴靠在井道壁上并且鼓起部36朝向空槽27的内部。在推入过程结束时，插入凸耳332精确地插入到一个设置在插头壳体23的端面上的凹空37中，并且搭接接片331搭接插头壳体23的端面，因此总体上使接触件29固定夹紧在井道壁上。弹簧舌34部分地并且卷曲弯折部35完全地从插头壳体23伸出。
在装配时，接线机构30与接线导线19连接，其中总是有一个电导体22压入在弹簧舌34之间并且绝缘套26与卷曲弯折部35夹紧。然后将连接插头21推到传感元件11的接线侧的端部段112上，其中将所有弹簧条31的鼓起部36推到接线侧的端部段112上的接触面18上。
在运行时，气体测量传感器遭受高的废气温度，因此由于双金属效应，双金属条的鼓起部36增大并且因此使弹簧条31以更大的压紧力压在接触面上，使得即使在高温的情况下也保证传感元件11上的接触面18通过连接插头21的良好的触点接通。
权利要求
1.一种用于确定被测气体的物理特性、尤其是气体混合物中的气体组分的浓度的气体测量传感器，具有容纳在一个传感器壳体(12)中的传感元件(11)，该传感元件具有一个接线侧的端部段(112)，该端部段配备了至少一个用于使该传感元件(11)与一个接线导线(19)电连接的接触面(18)；并且具有一个置于接线侧的端部段(112)上的连接插头(21)，该连接插头具有一个插头壳体(23)和至少一个设置在插头壳体(23)中的接触件(29)，该接触件力锁合地靠触在所述接触面(18)上并且经由在其一个端部上构成的接线机构(30)与接线导线(19)的一个电接线导体(22)连接，其特征在于接触件(29)作为双金属条构成，它由一个向着接触面(18)的、由导电材料制成的弹簧条(31)和一个不移动地置于该弹簧条上的支持条(32)组成，该支持条由一种热膨胀系数小于弹簧条(31)的材料的热膨胀系数的材料制成。
2.按权利要求1的气体测量传感器，其特征在于该双金属条在接触面(18)的区域中具有一个朝向接触面(18)的鼓起部(36)。
3.按权利要求1或2的气体测量传感器，其特征在于内部的弹簧条(31)是一个弹簧成形板，优选由镍制成，并且外部的支持条(32)是一个耐高温的成形件，优选由弹簧钢板制成，该成形件优选通过接触焊接或卷边固定在弹簧成形板上。
4.按权利要求1至3之一的气体测量传感器，其特征在于弹簧条(31)从插头壳体(23)伸出；并且接线机构(30)一体地构造在弹簧条(31)的伸出部上。
5.按权利要求4的气体测量传感器，其特征在于所述接线机构(30)具有弹簧舌(34)和卷曲弯折部(35)，它们是与弹簧条(31)一体的并且是由该弹簧条弯曲出的。
6.按权利要求1至5之一的气体测量传感器，其特征在于插头壳体(23)是单件式的并且具有一个用于传感元件(11)的接线侧的端部段(112)的推入的、中心的空槽(27)和以及与接触面(18)的数量相应的井道(28)，所述井道平行于空槽(27)延伸并且向着空槽(27)敞开；并且在每个井道(28)中这样地插入一个接触件(29)，使得弹簧条(31)朝向空槽(27)的内部。
7.按权利要求6的气体测量传感器，其特征在于弹簧条(31)在其背离接线机构(30)的端部上具有一个一体地弯出的、带有搭接接片(331)和插入凸耳(332)的锁止钩(33)，该插入凸耳基本上形锁合地沉入到一个设置在插头壳体(12)的端面上的凹空(37)中。
8.按权利要求1至7之一的气体测量传感器，其特征在于插头壳体(23)具有一个优选一体地成型出的法兰环(231)，该法兰环支撑在传感器壳体(12)的内壁上。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定被测气体的物理特性、尤其是气体混合物中的气体组分的浓度的气体测量传感器，具有容纳在一个传感器壳体(12)中的传感元件(11)，该传感元件具有一个接线侧的端部段(112)，在该端部段上具有至少一个用于该传感元件(11)的电连接的接触面(18)。一个置于该端部段(112)上的连接插头(21)具有一个插头壳体(23)和至少一个设置在插头壳体(23)中的接触件(29)，该接触件力锁合地靠触在所述接触面(18)上并且经由在其一个端部上构成的接线机构(30)与一个接线导线的电接线导体(22)连接。为了保证接触面(18)与接触件(29)之间的良好的接触，该接触即使在高的温度时也能令人满意，该接触件(29)作为双金属条构成，它由一个向着接触面(18)的、由导电材料制成的弹簧条(31)和一个不移动地置于该弹簧条上的支持条(32)组成，该支持条由一种热膨胀系数小于弹簧条(31)的材料的热膨胀系数的材料制成。
文档编号G01N27/407GK101073001SQ200580042170
公开日2007年11月14日 申请日期2005年10月7日 优先权日2004年12月8日
发明者M·罗森兰德, J·吕特 申请人:罗伯特·博世有限公司