用于排气加热器的连接单元的制作方法

1.本发明涉及一种用于内燃机的排气设备中的排气加热器的连接单元。


背景技术：

2.由在后公开的德国专利申请de 10 2019 131 556已知了设置在排气设备的管式排气引导部件中的排气加热器。该排气加热器包括承载在排气引导部件中的板式支架并且包括在该板式支架的一侧上的螺旋式缠绕的热导体。为了给该热导体供应电能，必须将热导体的两个连接端部连接在相应的电供应线路上。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：设定一种用于内燃机的排气设备中的排气加热器的连接单元，利用该连接单元能够以简单而可靠的方式建立与排气加热器的设置在排气设备的排气引导部件内部中的热导体的电连接。
4.根据本发明，所述目的通过用于内燃机的排气设备中的排气加热器的连接单元得以实现，该连接单元包括：
5.‑
沿连接元件纵轴线的方向纵长伸展的、导电的连接元件，该连接元件具有用于连接到热导体上的内部连接区域和用于连接到电供应线路上的外部连接区域；
6.‑
包围所述连接元件的支架组件；
7.‑
将所述连接元件相对支架组件绝缘的绝缘组件。
8.利用这种连接单元在构造简单的同时实现了如下的可能性：在排气引导部件内部中与热导体电触点接通，然而同时将这个或所述连接元件相对一般由片材构造的排气引导部件电绝缘并且在连接元件与排气引导部件之间建立气密连接。
9.为了能够以简单方式实现一方面与热导体的电连接以及另一方面与在排气设备外部延伸的供应线路上的电连接，提出：在连接元件的第一纵向端部上设置有内部连接区域，并且在连接元件的第二纵向端部上设置有外部连接区域，或者/并且所述外部连接区域包括外螺纹，或者/并且所述内部连接区域包括热导体容纳开口。
10.不仅在需达到的电绝缘方面、而且在需达到的气密连接方面有益的设计方案可以设定为：连接元件在内部连接区域与外部连接区域之间包括借助绝缘组件保持在支架组件上的绝缘组件支撑区域。
11.在此，稳定的相互保持作用通过以下方式得到支持，即，绝缘组件支撑区域包括从内部连接区域向着外部连接区域方向径向扩宽的第一保持区段和从外部连接区域向着第一保持区段方向径向扩宽的第二保持区段。
12.为了连接元件纵向上的紧凑结构，可以设定：第一保持区段和第二保持区段在其轴向端部区域中以最大径向尺寸相互连接，或者/并且第一保持区段或/和第二保持区段构造为基本上锥形地径向扩宽。
13.绝缘组件可以包括至少一个包围连接元件的绝缘套筒。
14.优选地，所述绝缘组件在与连接元件的为了稳定保持而设置的径向扩宽的造型适配的情况下设计为，该绝缘组件配设于第一保持区段地包括第一绝缘套筒并且配设于第二保持区段地包括第二绝缘套筒。
15.为了经由绝缘组件不仅针对连接元件而且针对支架组件保障稳定的相互保持作用，第一绝缘套筒可以构造为在内周区域和外周区域上向着第二绝缘套筒方向径向扩宽，并且第二绝缘套筒可以构造为在内周区域和外周区域上向着第一绝缘套筒方向径向扩宽。
16.在此优选地，在与连接元件的造型相适配的情况下，第一绝缘套筒或/和第二绝缘套筒构造为在其内周区域和外周区域上基本上锥形地径向扩宽。
17.当至少一个绝缘套筒利用陶瓷材料或云母材料构造时，在连接元件与支架组件之间实现了机械稳定的、电绝缘的以及还有保障气密封闭的连接。
18.支架组件可以包括要固定在排气设备上的第一支架元件和将连接元件与第一支架元件夹紧在一起的第二支架元件。
19.在与连接元件的径向扩宽的造型相适配的情况下，第一支架元件配设于第一保持区段可以包括向着第二支架元件方向径向扩宽的第一支承区段，并且第二支架元件配设于第二保持区段可以包括向着第一支架元件方向径向扩宽的第二支承区段。在此特别是可以设定：在连接元件的两个保持区段具有锥形设计的情况中，第一支承区段或/和第二支承区段构造为基本上锥形地径向扩宽。
20.在此可以设定：第一支承区段在中间支承第一绝缘套筒的情况下包围第一保持区段，并且第二支承区段在中间支承第二绝缘套筒的情况下包围第二保持区段。
21.为了将连接元件稳定地保持在两个支架元件之间，提出：第一支架元件与第二支架元件在轴向上相对彼此可转移地联接。这例如可以通过以下方式得以实现，即，第一支架元件与第二支架元件通过螺纹结合联接。通过两个支架元件相对彼此转动，使这两个支架元件在轴向上相对彼此转移，由此实现在中间支承绝缘组件的情况下对连接元件的固定夹紧。
22.本发明还涉及用于内燃机的排气设备，其包括排气引导部件、设置在该排气引导部件中的具有热导体的排气加热器并且与所述热导体的至少一个、优选每个连接端部相配设地包括根据本发明构造的连接单元。
附图说明
23.下文针对附图详细描述本发明。附图中：
24.图1示出设置在排气设备的排气引导部件中的排气加热器的透视图；
25.图2示出用于排气加热器的热导体的连接单元的侧视图；
26.图3示出图2所示的集成在排气引导部件中的连接单元的剖视图；
27.图4示出图2所示的连接单元的连接元件的侧视图。
具体实施方式
28.图1示出例如由在后公开的德国专利申请de 10 2019 131 556已知的排气加热器10。该排气加热器10包括例如由片材构造的盘式的、例如锥形成形的支架12，该支架集成在总体用16标记的排气设备的管式的排气引导部件14中。在支架12的一侧上设置有总体用20
标记的热导体的螺旋式卷绕的加热区域18。热导体20的例如至少局部非电绝缘的、保持在支架12上的加热区域18在通电流的情况下加热并且由此对例如要流向催化器组件或另外的排气处理单元方向的排气进行加热。
29.为了给热导体20供应电能，在图1示出的排气设备的构造中设置有原理性示出的连接组件22。连接组件22根据本发明的原理可以包括两个在下文针对图2至图4详细描述的连接单元24。连接单元24中的每个连接单元与热导体20的两个连接端部之一导电连接并且提供以下的可能性：在排气引导部件外部建立与相应的电供应线路的连接。
30.图2至4示出的连接单元24作为中心构件包括例如由钢材构成的并且因此导电构造的连接元件26。优选一件式构造的连接元件26在该连接元件26针对连接元件纵轴线l的第一纵向端部28上具有内部连接区域30。该内部连接区域30例如可以包括热导体容纳开口32并且可以开槽、即例如可以构造有两个凹槽34。热导体20的连接端部36被推到热导体容纳开口32中。接着可以将连接元件26在其内部连接区域30中挤压在一起、即压缩，由此将热导体20的连接端部36固定附接在连接元件26上。替代地或附加地，该固定连接通过材料锁合、例如熔焊或钎焊或粘接进行。
31.连接元件26在其沿连接元件纵轴线l方向的第二纵向端部38上具有外部连接区域40。该外部连接区域40例如可以构造有外螺纹42，实现电供应线路的固定连接的螺母可以旋接到该外螺纹上。
32.连接元件26在内部连接区域30与外部连接区域42之间具有总体用44标记的绝缘组件支撑区域。所述连接元件26在绝缘组件支撑区域44中具有两个关于连接元件纵轴线l轴向相向地或者远离相应较近的纵向端部28、38地扩宽的保持区段46、48。例如两个保持区段46、48构造有锥形外周轮廓并且在其端部区域50、52中以最大外部尺寸相互直接连接。替代地，连接元件26的柱形区段、即连接元件26具有接近恒定的径向尺寸的区段例如可以定位在第一保持区段46的具有最大外部尺寸的端部区域50与第二保持区段48的具有最大径向尺寸的端部区域52之间。
33.为了将连接单元24固定在引导排气的构件14上，设置有总体用54标记的支架组件。支架组件54包括由金属材料、例如钢材制成的衬套状或套筒状构造的第一支架元件56，该第一支架元件插入排气引导部件14的开口58中并且通过焊缝60稳定且气密地固定在其上。
34.支架组件54还包括衬套状或套筒状构造的第二支架元件62，该第二支架元件插入第一支架元件56的处于排气引导部件14外部的端部中并且通过螺纹啮合与该端部连接。为此，第一支架元件56基本上在其定位在排气引导部件14外部的长度区域中具有内螺纹64，而第二支架元件62在其为了定位而接合到第一支架元件56中的长度区域中可以构造有外螺纹66。通过第二支架元件62到第一支架元件56中的旋入，改变了第二支架元件62相对第一支架元件56的轴向定位。
35.在与连接元件26的第一保持区段46的径向扩宽的设计相适配的情况下，第一支架元件56具有径向扩宽的第一支承区段68。该第一支承区段68可以成形为与第一保持区段46互补、例如至少在其纵向延伸的较大部分中可以构造为锥形扩宽的。在组装状态中，第一支承区段基本上包围第一保持区段46。
36.第二支架元件62与第二保持区段48相适配地具有第二支承区段70。该第二支承区
段与第二保持区段48的造型相应地构造为锥形径向扩宽的并且包围第二保持区段48。
37.为了在连接元件26与支架组件54之间形成气密的、电绝缘的相互保持作用，设置有总体标记为72的绝缘组件。该绝缘组件配设于第一保持区段46或者第一支承区段68地包括第一绝缘套筒74并且配设于第二支承区段48或者第二保持区段70地包括第二绝缘套筒76。在与两个保持区段46、48的或者包围这两个保持区段的支承区段68、70的造型相适配的情况下，两个绝缘套筒74、76在其内周区域和其外周区域中构造成彼此相向径向扩宽、特别是也构造为锥形径向扩宽的。第一绝缘套筒74例如在其靠近连接元件26的第一纵向端部28的端部区域中可以具有接近柱形的端部区段，该端部区段包围连接在第一保持区段46上的第一纵向端部28并且在外部由第一支承区段68的由相应柱形成形的轴向端部区域包围，所述第一纵向端部例如同样可以具有柱形的外周轮廓。
38.在中间支承两个沿轴向方向可以具有接近恒定的壁厚的绝缘套筒74、76的情况下，连接元件26一方面相对第一支架元件56和第二支架元件62径向支撑，并且基于两个保持区段46、48的相对彼此径向扩宽的造型和两个支承区段68、70的互补造型在轴向方向上也形状锁合地保持在支架组件54上。因为两个绝缘套筒74、76在内周区域上的造型与两个保持区段46、48的造型相适配并且在外周区域上的造型与两个支承区段68、70的造型相适配，所以两个例如由陶瓷材料或云母材料构造的绝缘套筒74、76不仅提供连接元件26相对支架组件54的电绝缘，而且还基于精确的配合实现了在连接元件26与支架组件54之间的气密连接。
39.稳定的保持特别是通过以下方式达到或得到支持，在中间支承第一绝缘套筒74的情况下将连接元件26插入第一支架元件56中和在将第二绝缘套筒76施设到第二保持区段48上之后将第二支架元件62推到连接元件26上并旋入第一支架元件56中。在此，第二支架元件62在轴向上朝连接元件26的内部连接区域30运动并且由此将连接元件26形状锁合地稳定地夹紧到支架组件54中。在到达这个状态之后，第二支架元件26例如可以通过材料锁合例如粘接或焊接与第一支架元件56连接，以便避免这种状态的脱开。