用于连接至少一个传感器导线与电连接导线的连接装置
阅读说明：本技术 用于连接至少一个传感器导线与电连接导线的连接装置 (Connecting device for connecting at least one sensor line to an electrical connection line ) 是由 S·利奥波德 于 2018-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于连接至少一个传感器导线与电连接导线的连接装置。所述连接装置包括能塑性变形的套筒和布置在所述套筒内部的能弹性变形的套管(24),其中,所述套管(24)包括用于接收耦合区段的至少一个贯通开口(38),该耦合区段使所述传感器导线和所述连接导线的导线端部相互电耦合。本发明提出,所述贯通开口(38)具有至少一个沿周向方向优选环绕的并且关于所述贯通开口(38)而言径向向内指向的第一收缩部(40a、40b)。(The invention relates to a connecting device for connecting at least one sensor line to an electrical connecting line. The connecting device comprises a plastically deformable sleeve and an elastically deformable sleeve (24) arranged inside the sleeve, wherein the sleeve (24) comprises at least one through opening (38) for receiving a coupling section electrically coupling the sensor wire and the wire end of the connecting wire to each other. According to the invention, the through-opening (38) has at least one first constriction (40a, 40b) which is preferably circumferential in the circumferential direction and is directed radially inward with respect to the through-opening (38).)
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于连接至少一个传感器导线与电连接导线的连接装置。
背景技术
内燃机大部分例如在内燃机的排气系统的区域中包括用于感测当前运行温度的一个或多个温度传感器。在此，传感器和附属的传递传感器信号的传感器导线承受多种环境影响、尤其是相对较高的温度、剧烈的振动和湿气。在此，传感器导线通过耦合区段与连接导线电耦合，该连接导线将传感器信号传输给相应的电子器具。
发明内容
本发明的任务是，提供开始时提到类型的连接装置，该连接装置使耦合区段更好地针对环境影响受保护并且具有长使用寿命。
该任务通过具有权利要求1的特征的连接装置解决。本发明的扩展方案在从属权利要求中说明。此外，对于本发明重要的特征也存在于下面的说明书和附图中。在此，这些特征既能够以单独的形式也能够以不同组合的形式对于本发明是重要的。
根据本发明的连接装置用于连接至少一个传感器导线与电连接导线。所述连接装置包括能塑性变形的套筒，该套筒首先、即在还没有最终组装的状态中例如还是基本上直的并且具有沿轴向方向至少区段式恒定的外直径和内直径。在套筒内部布置有能弹性变形的套管，其中，套管包括用于接收耦合区段的至少一个贯通开口，该耦合区段使传感器导线与连接导线的导线端部相互电耦合。贯通开口具有至少一个在径向上优选环绕的并且关于贯通开口而言径向向内指向的第一收缩部(Einschnürung)。显然地，在这里概念“套管”不局限地理解。更确切地说，所述套管在这里理解为所有整体上呈柱形的部件，在该部件中至少部分地接收有耦合区段。
该收缩部用于在将耦合区段或传感器导线或连接导线插入到贯通开口中时在这些元件的至少一个元件上施加以增大的力并且由此导致针对湿气和气体的提升的密封。这样例如可以在相应的设计中实现在10-2至10-6的范围中的密封性，并且这在期望的典型的温度范围、预给定数量的温度变化和/或预给定的持续时间中实现。同样地，通过几何形状产生毛细隔栅(Kapillarsperre)。
此外，传感器导线、连接导线和耦合区段通过收缩部可靠地保持在位置中并且在此将振动仅减弱地传递到这些元件上。减小或者设置完全防止传感器导线、连接导线和/或耦合区段相对彼此的相对运动(例如减小到低于30μm)。由此套管提供相对于传感器导线、连接导线和/或耦合区段的保持功能和密封功能。在此，套管尤其在热方面这样设计，使得在耦合区段中不出现到传感器导线、连接导线或套管上的临界拉应力。
在第一扩展方案中提出，第一收缩部形成密封唇，该密封唇设计成用于与传感器导线或连接导线的外侧共同作用。这种密封唇这样成形，使得所述密封唇例如局部地以一定的(小的)深度压入或埋入到传感器导线和/或连接导线的绝缘材料中，使得提供增大的面压力并且因此提供改善的密封作用。就此而言，这种密封唇优选可以具有形成窄的密封边缘的横截面，该密封边缘在密封唇和传感器导线、连接导线和/或耦合区段之间建立几乎线型的接触。通过这种密封唇在整体上改善密封作用。
在对此的扩展方案中提出，贯通开口具有至少两个优选彼此直接相邻的、形成相应密封唇的第一收缩部。由此再改善密封作用。此外，由此附加地实现针对弯矩相对稳定的支承。
此外可能的是，贯通开口具有至少一个远离所述第一收缩部布置的并且优选环绕的第二收缩部。这种第二收缩部用作为引导、保持和/或稳定唇，通过该引导、保持和/或稳定唇尤其以一定的方式将连接导线和/或传感器导线引导直至耦合区段。由此防止或至少降低，传感器导线和/或连接导线的可能直接在连接装置外部进行的折弯导致相应导线在通过上面提到的起密封作用的收缩部密封的那个区域中出现不期望的变形或运动。
也有利的是，套管的外侧具有至少一个优选环绕的并且关于外侧而言径向向内指向的第三收缩部。该第三收缩部能够以环绕槽的类型构造。通过所述第三收缩部在热方面提供套管在套筒内部的一定的可运动性。
当套管具有至少两个第三收缩部时，所述第三收缩部沿套管的轴向方向看布置在所述第一密封唇前面或后面，这尤其适用。
此外提出，套管的外侧具有优选环绕的隆起部，该隆起部优选与套管的轴向端部相邻。该隆起部在确定的特定应用中负责附加的保持功能。
套管优选由弹性体材料制造，和/或，套筒优选由金属材料制造。这些材料良好地提供期望的弹性和塑性。
便宜的和可靠的扩展方案设置为，耦合区段包括耦合套筒。
此外，套管可以具有基本上圆形的外轮廓并且套筒具有基本上圆环形的横截面。这导致便宜的可制造性和可加工性。这样选择套管的外直径并且相应的套筒的内直径(套管以小的间隙或甚至以过盈配合插入到该套筒中)，使得例如套筒的环形的收缩的塑性变形部通过套管达到传感器导线、连接导线和/或耦合区段。
附图说明
下面参照附图示例性地阐释本发明的实施方式。在附图中示出：
图1：具有套筒、套管、两个传感器导线、一个耦合区段和两个连接导线的连接装置的示意性剖面图；和
图2：图1的套管的在其装入到连接装置中之前的示意性剖面图。
具体实施方式
在图1中，连接装置总体上具有附图标记10。所述连接装置用于例如使两个传感器导线12与相应的连接导线14连接。传感器导线12配属于温度传感器16，该温度传感器例如可以包括热敏元件。温度传感器16例如可以布置在机动车的内燃机的排气系统、电驱动的机动车的电驱动装置的电池区域或类似区域中。所述温度传感器始终用于感测温度，该温度优选用于控制和监控机动车的驱动。
为此，首先将温度传感器16的信号通过传感器导线12传递到连接导线14上。该连接导线将传感器信号例如进一步引导到信号变换器上或直接引导到图1中的示例性并且仅示意性画出的电子器具18的输入端上，所述电子器具例如可以是发动机或电池控制器。
传感器导线12与连接导线14的真正的电和机械的连接通过例如呈金属套筒形式的相应的耦合区段20实现，所述耦合区段在下面例如被称为耦合套筒。该耦合区段要么可以与传感器导线12和连接导线14固定连接，例如通过相应的焊点或通过夹紧、例如通过耦合套筒20的端部区域的塑性压紧，要么可以仅与两个导线类型中的一个(传感器导线12或连接导线14)固定连接，而另一个导线类型与耦合套筒20通过相应的插头连接。必要时，两个导线类型也可以与耦合套筒20通过插头连接。
传感器导线12大部分相对较短。这导致，耦合套筒20相对靠近温度传感器16并且由此也相对靠近环境地布置，温度传感器16存在于该环境中。然而，在其上布置有温度传感器16的部位上有时存在以下环境条件，所述环境条件可能损害连接导线14和传感器导线12与耦合区段20的持久和可靠的电连接。这些环境条件例如可以包括高温、剧烈振动和化学影响、如湿度。为了针对这种环境影响保护耦合套筒20和所述耦合套筒与传感器导线12和连接导线14的连接，设置开始时提到的连接装置10，现在更详细地阐释所述连接装置。
由图1中可看出，连接装置10包括具有总体基本上近似圆环形的横截面的外部套筒22以及接收在套筒22内部的套管24。显然地，在这里不局限地理解概念“套管”。更确切地说，在这里所述套管理解为任何例如总体上柱形的部件，在该部件中至少部分地接收耦合区段或这里具体的耦合套筒20。此外显然地，在未示出的实施方式中套筒和套管也可以具有另外的横截面形状、例如多边形的横截面形状。外部套筒22例如可以由能塑性变形的材料、例如金属材料制造。套管24又可以由能弹性变形的材料、如弹性体材料、如橡胶或类似物制造。
由图1也可看出，套管24沿轴向方向比套筒22短。在套筒22的左端部处的视图中，保持插件26固定在套筒22中，该保持插件保持或固定传感器导线12，使得所述传感器导线可以拉力解耦地达到耦合套筒20。保持插件26可能也可以通过所谓的“MIL线缆”的外罩形成。在连接装置10的图1的右侧区域中可看出，在那里存在的连接导线14分别包括金属的和导电的芯28并且至少在耦合套筒20外部包括围绕所述耦合套筒布置的、例如由塑料材料的绝缘部30。在外部套筒22的右侧端部区域中还插入端部套筒32。
由图1还可看出，套管24和端部套筒32通过外部套筒22的区段式的塑性变形部保持在外部套筒22中。相应的塑性变形区段在图1中具有附图标记34和36。塑性变形部34沿轴向方向看关于套筒22相对居中，而塑性变形部36位于套筒22的右边缘处。塑性变形部34和36可以沿周向方向是环绕的，但也可以包括仅单个的并且优选彼此相对地布置的、变形的、单数的区段。
所述塑性变形部的特征在于径向向内的、即朝着套管24指向的变形部，通过所述变形部使套管24径向向内变形并且通过所述变形部嵌接到端部套筒32的相应的凹部中。显然地，在另外的、未示出的实施方式中也可以选择外部套筒的其他数量和其他形状的塑性变形部，所述塑性变形部使外部套筒与套管防丢失地连接，并且所述塑性变形部将径向压力施加到套管上，该压力被传递至贯通开口并且从那里进一步传递到耦合区段或传感器导线或连接导线上。
在图2中示出在未装入的状态中的套管24。在这里，所述套管示例性地构造为长形的并且整体基本上圆柱形的、具有两个在轴向上穿过套管24延伸的贯通开口38的物体。在装入状态中(图1)，耦合套筒20和连接导线14的与耦合套筒20相邻的端部区段接收在所述贯通开口中。
这两个贯通开口38一致地构造。因此，下面出于简要性的原因仅描述两个贯通开口38中的在图2下面的贯通开口。在图2中，由于概要性的原因仅该下面的贯通开口38设有相应的附图标记。贯通开口38具有内直径，该内直径近似相应于连接导线14的外直径或耦合套筒20的外直径，必要时具有小的间隙，以便简化连接导线14或耦合套筒20到贯通开口38中的插入。
贯通开口38具有在这里示例性沿周向方向环绕的并且关于贯通开口38而言径向向内指向的第一收缩部40a和与该第一收缩部相邻地布置的并且关于贯通开口38径向向内指向的另外的第一收缩部40b。这两个第一收缩部40a和40b构造为密封唇，所述密封唇在图1中示出的装入状态中特别容易地压入到连接导线14的绝缘部30的外侧中，由此在局部在该部位上产生增大的面压力并且因此提供提高的密封作用。
因此，一般而言，密封唇40a和40b设计成用于与连接导线14的外侧共同起作用。第一收缩部40a和40b负责例如针对湿气的侵入的密封以及连接导线14的针对振动的改善的阻尼或解耦。显然地，在另外的、未示出的实施方式中也可以存在仅一个第一收缩部或超过两个第一收缩部，以便实现附加的密封部位。密封唇的横截面也可以不同于图2中地画出。
相对远离两个第一收缩部40a和40b地，贯通开口38在该贯通开口在图2右端部的区域中具有又沿周向方向优选环绕的并且径向向内指向的第二收缩部42。在这里，该第二收缩部形成稳定、引导和保持唇，通过该第二收缩部以一定的方式将连接导线14引导直至耦合套筒20或至少直至第一收缩部40a和40b并且保持。由此防止或至少降低，连接导线14的可能直接在连接装置10外部进行的折弯(如图1中示例性示出)导致连接导线14在通过上面提到的起密封作用的第一收缩部40a和40b密封的那个区域中出现不期望的变形或运动。显然地，在另外的、未示出的实施方式中这种稳定、引导和保持唇也可以存在于贯通开口的另外的轴向位置上、例如存在于另外的端部上，并且必要时也可以设置多个例如直接彼此相邻的稳定、引导和保持唇。稳定、引导和保持唇的横截面也可以不同于图2中地画出。
套管24的本身基本上圆柱形的外侧43同样具有两个优选沿周向方向环绕的并且关于外侧43而言径向向内指向的收缩部，所述收缩部下面被称为第三收缩部并且具有附图标记44a和44b。沿套管24的轴向方向看，一个第三收缩部44a布置在图2左侧的第一收缩部40a的左边，并且另一个第三收缩部44b在图2中布置在图2右侧的第一收缩部40b的右边。
就此而言，这两个第三收缩部44a和44b以环绕槽的类型成形，其中，这些槽的横截面形状这样构造，使得确保套管24的外侧43至第三收缩部44a和44b的连续过渡，并且其中，第三收缩部44a和44b本身也具有总是连续的横截面曲线，而不具有棱边或直径突变部或类似物。但原则上在对于特定应用目的有利时也可以考虑另外的横截面曲线。
第三收缩部44a和44b也可以被称为“温度补偿槽”，通过该第三收缩部可以在热方面提供套管24的相对于外部套筒22的一定的可运动性。因此，整体上作用到连接装置10上的温度波动不导致或至少不在大的程度上导致密封和/或减振的降低。显然地，在另外的未示出的实施方式中也可以存在仅单个或超过两个第三收缩部，并且所述第三收缩部也可以存在于套管的外侧上的另外的轴向部位上，以便在另外的部位上提供一定的可运动性以补偿热负载。
在外侧43上相对靠近并且就此而言邻接于套管24的图2中的右端部地存在又优选沿周向方向环绕的隆起部46。该隆起部46形成外部保持唇，其中，所述隆起部也类似于第三收缩部44a和44b以及存在于贯通开口38中的第一收缩部40a和40b以及第二收缩部42地具有横截面形状，该横截面形状连续地从外侧43出发并且不具有通过直径突变引起的中断。该隆起部46在确定的专门应用中负责附加的保持功能。显然地，在套管的另外的未示出的实施方式中在外侧上的另外的部位处也可以存在这种隆起部，以便在那里提供相应的附加的保持功能。显然地，在另外的实施方式中也可以选择用于隆起部的另外的横截面。
套管24整体上优选这样设计，使得所述套管尽可能在运行中出现的振动的整个频率范围(例如0-3kHz)上将耦合区段20保持在期望的位置中，针对出现的振动保护所述耦合区段，将出现的振动仅减弱地传递到耦合区段20上，并且因此不允许相对运动或者至少不允许明显的相对运动。这种相对运动例如可以局限于最大30μm。套管24优选在热方面这样设计，使得在耦合区段20的区域中不出现到传感器导线12或连接导线40上的临界拉应力，并且套管24的支承点24(或更确切地说支承线)沿轴向方向不承受临界拉力负载。
显然地，如上面已经阐释的那样，相对于贯通开口38的位置和直径也这样选择套管24的外直径，使得中央的塑性变形部34穿过套管24的材料直至贯通开口38起作用并且在那里导致套管24到耦合区段20和/或传感器导线12和/或连接导线14上的附加径向挤压。上面描述的第一收缩部优选这样设计，使得最后、即在装入状态中实现限定的密封性，该密封性例如可以处于10-2至10-6的范围中，其中，相应值取决于套管24和/或外部套筒22的实际设计，并且其中，在确定的温度范围上并且也在确定的时间上(持续时间以及温度变化的数量)应满足相应值。通过上面描述的几何形状还产生所谓的“毛细隔栅”。