用於建立夾持接觸的接觸保持件的製作方法

2023-05-28 18:56:41

專利名稱：用於建立夾持接觸的接觸保持件的製作方法
現有技術本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的接觸保持件，用於在至少一個電的接觸面與一個貼靠在所述接觸面上的電導體之間建立夾持接觸，尤其是用於使一個連接導線與一個探測器的傳感器元件接觸，該探測器用於檢測被測氣體的參數、尤其是用於檢測內燃機的廢氣的參數。
公知的用於檢測氣體成分的參數的氣體探測器、尤其是λ探頭或溫度探測器(DE 101 32 826 C1)具有一個橫截面為矩形的傳感器元件，在該傳感器元件的彼此背對的寬面上設置有一些電接觸面。這些接觸面構成了設置在傳感器元件的暴露於被測氣體中的測量區域中的電極的連接電位。一個通到接觸面上的連接導線使傳感器元件與控制裝置相連接。連接導線的電導體藉助於接觸保持件通過夾持接觸電地和機械地固定在接觸面上。為此，接觸保持件具有兩個構造相同的陶瓷的壓緊體及一個夾緊元件，該夾緊元件將壓緊體夾緊在傳感器元件的寬面上，由此使電導體壓在接觸面上。此外，該導體也可粘接在傳感器元件上和/或與相應的接觸面焊接。夾緊元件構造成收縮環，構造成環狀封閉的、具有H形橫截面的孔口且向內指向的凸緣的、衝壓的盤狀件或構造成環狀封閉的金屬絲弓形件。
在裝配探測器時，將壓緊體套在接觸面與貼靠著的導體上並且構造成夾緊環或夾緊套筒的夾緊元件收縮在壓緊體上。
本發明的優點根據本發明的具有權利要求1的特徵的接觸保持件具有其優點將壓緊體構造在一個單件式的裝配模塊中並且在壓緊體之間設置給定斷裂部位，藉助於所述給定斷裂部位可使這些壓緊體彼此容易分離，由此，在以系列化過程裝配探測器時接觸保持件的操作得以顯著簡化，這使得製造成本明顯降低。
通過權利要求2至9中描述的措施可有利地進一步構造及改進權利要求1中給出的接觸保持件。
在其它權利要求11至15中給出了用於藉助於根據本發明的接觸保持件來建立夾持接觸的有利的方法。
根據本發明的用於製造接觸保持件的具有權利要求16的特徵的方法具有其優點接觸保持件作為批量產品成本上可非常低廉地製造。此外，對功能重要的尺寸及輪廓可在模具中直接且非常精確地實現。


在下面的說明中藉助於附圖中所示的實施例來詳細描述本發明。
附圖表示圖1一個用於檢測被測氣體的參數的探測器的示意性縱剖面，該探測器具有傳感器元件、連接導線及使該連接導線與該傳感器元件相連接的接觸保持件，圖2根據圖1中的線II-II的接觸保持件的剖面，圖3接觸保持件在圖2中的箭頭III的方向上的視圖，圖4至圖6接觸保持件在建立連接導線與傳感器元件的夾持接觸時的三個裝配階段中的各個俯視圖，圖7至圖9具有不同實施形式的給定斷裂部位的接觸保持件的裝配模塊的各個側視圖，
圖10一個變換實施形式的接觸保持件的俯視圖，圖11及圖12兩個變換實施例中接觸保持件的裝配模塊的各個俯視圖。
實施例的說明圖1中以縱剖面示意性表示的用於檢測被測氣體的參數的探測器在這裡構造成用於確定內燃機的廢氣中的氧含量的λ探頭。該探測器具有一個殼體10，在該殼體中藉助於一個絕緣的密封填料11接收一個傳感器元件12，該傳感器元件以一個對氣體敏感區段121從殼體10中伸出並且在那裡被一個保護管13包圍，該保護管設置有一些用於透過廢氣的孔口14。在傳感器元件12的對氣體敏感區段121中以公知的方式設置有一些電極，一些印製導線從這些電極通到傳感器元件12的遠離對氣體敏感區段121的連接側區段122，這些印製導線在那裡通到接觸面15中。如在圖2中的傳感器元件12的剖面視圖中可看到的那樣，杆狀的傳感器元件12具有一個矩形橫截面。總共四個接觸面15在空間上彼此分開地設置在傳感器元件12的彼此背對著的寬面上並且各與一個印製導線相連接。接觸面15各與一個連接導線17的電導體16接觸，傳感器元件12可通過所述連接導線與控制裝置相連接。電導體16與接觸面15之間的電接觸藉助於一個接觸保持件20來建立，該接觸保持件引起每個接觸面15與貼靠在該接觸面上的電導體16之間的夾持接觸。傳感器元件12的連接側區段122與接觸保持件20被一個套在殼體10上的管狀件18包圍，該管狀件在端側由一個封閉盤19閉合。連接導線17穿過絕緣的封閉盤19並且被嵌入地保持在該封閉盤中。
接觸保持件20包括兩個壓緊體21、22，這些壓緊體設置在連接側區段122的相對著的側上並且構造成鏡象對稱的；及一個夾緊元件23，該夾緊元件作用在兩個壓緊體21、22上並且在壓緊體21、22上施加壓力。由此，壓緊體21和22分別壓緊在兩個貼靠在配置給它們的接觸面15上的電導體16上並且由此建立傳感器元件12上的接觸面15與連接導線17的導體16之間的力鎖合的、電的及機械的連接。在該圖中所示的實施例中，夾緊元件23構造成彈簧夾，該彈簧夾具有兩個通過彈簧接片241相連接的彈簧腿242。每個彈簧腿242在端部上都承載有一個用於卡鎖在壓緊體21、22上的卡鎖突起243。
為了簡化接觸保持件20的裝配及製造並且由此總體上為了降低探測器的製造成本，兩個壓緊體21、22組合在一個單件式的裝配模塊25中，該裝配模塊如在圖4的俯視圖中可看到的那樣。構造在裝配模塊25內部的壓緊體21、22通過兩個給定斷裂部位26彼此分界，由此，通過使位於鏡象對稱地構造的壓緊體21、22的對稱平面中的給定斷裂部位26破碎，可使兩個壓緊體21、22非常容易地分開。給定斷裂部位26通過具有穿孔28的窄的材料接片27構成。給定斷裂部位26的可能的實施形式可在圖7至圖9中看到，其中每個圖表示裝配模塊25的一個側視圖。穿孔28在圖7的實施例中通過彼此間隔開地排成列的圓孔29來實現，在圖8中通過彼此間隔開地排成列的矩形孔30來實現，在圖9中通過一個縫隙或一個縱向切口31來實現。由於所述壓緊體21、22組合地構造在裝配模塊25中，該裝配模塊具有一個用於接觸面15與電導體16的中心接收孔口32。在裝配模塊25上設置有兩個相對著布置的、用於接收構造在彈簧夾24上的卡鎖突起243的卡鎖槽33及兩個通向卡鎖槽33的、用於彈簧夾24的彈簧腿242的上升斜面34。
為了成本低廉且適於批量生產地製造裝配模塊25，優選由具有高份額氧化鋁的陶瓷或由矽酸鎂組成的絕緣材料在溼態(Grünzustand)中被擠壓成一個管條，該管條既具有裝配模塊25的外部輪廓，也具有該裝配模塊的中心接收孔口32，而且還具有卡鎖槽33及上升斜面34。在此情況下，對功能重要的尺寸及輪廓可在用於擠壓管條的模具中直接且非常精確地實現。接著，通過在材料接片27中開設適當的穿孔28使給定斷裂部位26的強度調整到給定斷裂部位26的斷裂強度的給定預值上。然後，將溼態中的管條分割成單個段，其中，該分隔由裝配模塊25的軸向長度來確定。接著焙燒這些單個段。
連接導線17與傳感器元件12之間的夾持接觸的建立如下進行將裝配模塊25這種程度地套到傳感器元件12上，使得該裝配模塊包圍傳感器元件12的連接側區段122上的接觸面15。連接導線17的電導體16已經事先與接觸面15例如通過縫焊或釺焊相連接，但也可變換地在套上裝配模塊25後插入到該裝配模塊與接觸面15之間。然後如圖4中所示，將夾緊元件23——這裡為彈簧夾24——套在裝配模塊25上，其中，彈簧腿242以它們的卡鎖突起243沿裝配模塊25上的上升斜面34滑動並且下落到設置在上升斜面34的端部上的卡鎖槽33中，由此使彈簧夾24卡鎖在裝配模塊25上(圖5)。然後將給定斷裂部位26破壞，使得裝配模塊25分離成兩個壓緊體21、22，這如圖2中所示。給定斷裂部位26的破壞這樣進行，使得在給定斷裂部位26中產生這樣的應力狀態，該應力狀態超過給定斷裂部位26的強度。這可用不同的方式來實現在最簡單的情況下，該應力狀態通過彈簧夾24的彈簧力來產生。因此，彈簧夾24這樣構造，使得該彈簧夾可提供一個適當高的壓力。但給定斷裂部位26中的應力狀態也可通過事後提高彈簧夾24的壓力來產生，其方式是例如使裝配好的彈簧夾24變形。這種變形例如可通過在彈簧夾24的彈簧接片241中產生一個向內凹的凹入部244來引起，這如圖6中所示。給定斷裂部位26中的應力狀態的其它產生可能性是將力直接作用在裝配模塊25上，例如通過作用在卡鎖突起243上的壓力，或通過直接作用在給定斷裂部位26上的力，其方式是在材料接片27上作用壓力、拉力或剪力。在上述情況中應力狀態不是通過套上夾緊元件23來產生而是當夾緊元件23已裝配好時才產生，這時得到這樣的優點可將完全預裝配好的接觸保持件20套在傳感器元件12上，這使得裝配被簡化。
圖10中表示處於其預裝配狀態中的變換的接觸保持件20。該接觸保持件與以上所述的接觸保持件20的區別主要在於夾緊元件23具有兩個彈簧夾24，這些彈簧夾各以其卡鎖突起243插入到裝配模塊25中的卡鎖槽33中。兩個壓緊體21、22也構造在裝配模塊25中，這些壓緊體通過兩個由具有穿孔28的材料接片27構成的給定斷裂部位26構成邊界。為了建立夾持接觸，將裝配模塊25與已裝配的夾緊元件23套到傳感器元件12上，直到裝配模塊25包圍接觸面15與電導體16。然後通過在圖10中的箭頭35及36的方向上施加壓力來使給定斷裂部位26破壞，由此，從現在起夾緊元件23的這兩個彈簧夾24將分開的壓緊體21、22壓緊在連接導線17的導體16上。
圖11及圖12中所示的用於接觸保持件20的變換的裝配模塊25也具有兩個壓緊體21、22，這些壓緊體通過兩個起給定斷裂部位26作用的材料接片27相互連接。與以上所述裝配模塊25的壓緊體21、22不同，這兩個壓緊體21、22沒有構造成鏡象對稱的，而是構造得不同。材料接片27及由此給定斷裂部位26位於中心接收孔口32的對稱平面之外。
所述接觸保持件20並不局限於使用在探測器中。該接觸保持件可使用在需要在一個接觸面與一個貼靠在該接觸面上的電導體之間建立夾持接觸的一切領域中，因此例如也可使用在用於測量內燃機的廢氣中的溫度的溫度探測器中或用於測量內燃機的廢氣中的壓力的探測器中。
權利要求
1.接觸保持件，用於在至少一個電的接觸面(15)與一個貼靠在所述接觸面上的電導體(16)之間建立夾持接觸，尤其是用於使一個連接導線(17)與一個探測器的傳感器元件(12)接觸，該探測器用於檢測被測氣體的參數、尤其是用於檢測內燃機的廢氣的參數，該接觸保持件具有至少兩個用電絕緣材料製成的壓緊體(21，22)及一個作用在這些壓緊體(21，22)上的夾緊元件(23)，該夾緊元件用於產生作用在這些壓緊體(21，22)上的壓力，其特徵在於這些壓緊體(21，22)構造在一個單件式的具有一個用於所述接觸面(15)及所述導體(16)的中心接收孔口(32)的裝配模塊(25)並且通過一些用於在裝配後使這些壓緊體分開的給定斷裂部位(26)相互分界。
2.根據權利要求1的接觸保持件，其特徵在於該夾緊元件(23)具有至少一個彈簧夾(24)，所述彈簧夾具有兩個通過一個彈簧接片(241)連接的彈簧腿(242)。
3.根據權利要求2的接觸保持件，其特徵在於該裝配模塊(25)具有一些卡鎖槽(33)，用於所述彈簧夾(24)的腿端部的卡入。
4.根據權利要求3的接觸保持件，其特徵在於每個卡鎖槽(33)設置在用於這些彈簧腿(242)的一個上升斜面(34)的端部上。
5.根據權利要求2至4中一項的接觸保持件，其特徵在於在所述彈簧夾(24)的彈簧接片(241)中設置一個使所述彈簧夾(24)的夾緊力增強的向內凹的凹入部(244)。
6.根據權利要求1至5中一項的接觸保持件，其特徵在於所述至少一個給定斷裂部位(26)構成這些壓緊體(21，22)之間的窄的材料接片(27)。
7.根據權利要求6的接觸保持件，其特徵在於所述至少一個材料接片(27)設置有穿孔(28)，該穿孔優選由一些彼此間隔開地排成列的孔(29，30)或縫槽(31)組成。
8.根據權利要求1至7中一項的接觸保持件，其特徵在於該裝配模塊(25)具有兩個鏡象對稱地構造的壓緊體(21，22)及兩個設置在對稱平面中的給定斷裂部位(26)。
9.根據權利要求1至8中一項的接觸保持件，其特徵在於該裝配模塊(25)的絕緣材料由具有高份額氧化鋁的陶瓷或由矽酸鎂組成。
10.用於在使用根據權利要求1至9中一項的接觸保持件(20)的情況下在至少一個電的接觸面(15)與一個貼靠在所述接觸面上的電導體(16)之間建立夾持接觸的方法，尤其是用於使一個連接導線(17)與一個探測器的傳感器元件(12)接觸，該探測器用於檢測被測氣體的參數、尤其是用於檢測內燃機的廢氣的參數，其特徵在於將裝配模塊(25)以其中心接收孔口(32)這樣套在所述至少一個接觸面(15)與貼靠著的導體(16)上，使得所述接觸面與所述導體被該裝配模塊(25)包圍；將夾緊元件(23)事前或之後套在該裝配模塊(25)上並且卡鎖在該裝配模塊上；在所述至少一個給定斷裂部位(26)中產生這樣一個應力狀態，該應力狀態超過所述給定斷裂部位(26)的強度。
11.根據權利要求10的方法，其特徵在於該應力狀態通過該夾緊元件(23)的夾緊力在套在該裝配模塊(25)上時產生。
12.根據權利要求10的方法，其特徵在於該應力狀態通過提高該夾緊元件(23)的夾緊力、尤其是通過該夾緊元件(23)的變形在套在該裝配模塊上後產生。
13.根據權利要求10的方法，其特徵在於該應力狀態通過將力直接作用在該裝配模塊(25)上或作用在所述至少一個給定斷裂部位(26)上產生。
14.根據權利要求10的方法，其特徵在於該應力狀態通過使該裝配模塊(25)或所述至少一個給定斷裂部位(26)持續地或衝擊式地承受載荷來引起。
15.用於製造根據權利要求9的接觸保持件(20)的方法，其特徵在於將用於該裝配模塊(25)的材料在溼態中連續擠壓成一個具有裝配模塊(25)的輪廓、中心接收孔口(32)及至少一個材料接片(27)的管條，將該管條分割成各構成一個裝配模塊(25)的單個段並且焙燒這些單個段。
16.根據權利要求15的方法，其特徵在於在分割該管條前，給所述至少一個材料接片(27)設置用於調整所述給定斷裂部位(26)的斷裂強度的穿孔(28)。
全文摘要
本發明涉及一種接觸保持件(20)，用於在至少一個電的接觸面(15)與一個貼靠在所述接觸面上的電導體(16)之間建立夾持接觸，尤其是用於使一個連接導線(17)與一個探測器的傳感器元件(12)接觸，該探測器用於檢測被測氣體的參數、尤其是用於檢測內燃機的廢氣的參數，該接觸保持件具有至少兩個用電絕緣材料製成的壓緊體(21，22)及一個作用在這些壓緊體(21，22)上的夾緊元件(23)，該夾緊元件用於產生作用在這些壓緊體(21，22)上的壓力。為了簡化該接觸保持件(20)的裝配和製造，這些壓緊體(21，22)構造在一個單件式的具有一個用於所述接觸面(15)及所述導體(16)的中心接收孔口(32)的裝配模塊(25)並且通過一些用於在裝配後使這些壓緊體分開的給定斷裂部位(26)相互分界。
文檔編號H01R4/48GK1965230SQ200580018039
公開日2007年5月16日 申請日期2005年4月7日 優先權日2004年6月4日
發明者赫爾穆特·魏爾, 賴納·邁爾, 于爾根·維爾德 申請人:羅伯特·博世有限公司