CN114787484A - 具有电加热片的催化器装置的支撑销 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于内燃机排气后处理的催化器装置，其具有至少一个催化器和至少一个能电加热的加热片，其中，催化器和加热片分别通过蜂窝体构成，所述蜂窝体具有能沿着主通流方向被流过的多个流动通道，其中，在催化器和加热片之间的机械连接通过至少一个支撑销(1、7、10)形成，其中，支撑销(1、7、10)具有位于内部的芯(2、8)，并且支撑销(1、7、10)在两个端部区域上分别具有加厚部(3)，其中，所述芯(2、8)由陶瓷材料形成，而加厚部(3)由陶瓷‑金属混合物形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机排气后处理的催化器装置/催化转化器，其具有至少一个催化器和至少一个可电加热的加热片，其中，催化器和加热片分别通过蜂窝体构成，所述蜂窝体具有能沿着主通流方向被流过的多个流动通道，其中，在催化器和加热片之间的机械连接通过至少一个支撑销构成。
背景技术
目前在制造被电加热的催化器载体时使用支撑销，该支撑销的作用是将在催化器上游的加热片与催化器机械连接、但同时也将这两个构件相互电分离。为此，通常使用销，所述销的芯由金属线构成，所述金属线为实现电绝缘而设有陶瓷的包覆部。此外，这种销可以在其外周上至少在一侧具有金属套。金属套在此通常用于使销与加热片连接，而金属芯用于与催化器的基体连接。
在目前使用的和现有技术中已知的销中通常使用氧化镁(MgO)作为绝缘部。作为绝缘部的氧化镁的缺点尤其是，氧化镁不耐浸出。例如，通过在排气管线中使用的AdBlue(排气处理液)可导致氧化镁的浸出，由此降低绝缘作用且可能产生短路。此外不利的是，在使用多孔材料时可能产生的绝缘区段在其长度方面受到限制。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于加热催化器装置中的支撑销，该支撑销具有改进的电绝缘作用并且更能抵抗用于电绝缘的材料的浸出。
在支撑销方面的目的通过一种具有权利要求1的特征的支撑销来实现。
本发明的实施例涉及一种用于对内燃机的排气后处理的催化器装置，其具有至少一个催化器和至少一个可电加热的加热片，其中，催化器和加热片分别通过具有多个可沿着主穿流方向被流过的流动通道的蜂窝体形成，其中，在催化器和加热片之间的机械连接通过至少一个支撑销形成，其中，支撑销具有位于内部的芯，而支撑销在两个端部区域处分别具有加厚部，其中，芯通过陶瓷材料形成，加厚部通过陶瓷-金属混合物形成。
支撑销可足以将两个蜂窝体相连接。然而，根据应用目的，优选地可以使用多个支撑销，以便实现蜂窝体的可靠间隔开和固定。
通过陶瓷芯实现支撑销的绝缘作用，由此实现两个蜂窝体相对彼此的电绝缘。通过陶瓷-金属混合物例如可以通过焊接产生与蜂窝体的连接。尤其有利地，相对于已经在现有技术中已知的支撑销，陶瓷-金属混合物更能抵抗例如由水溶液、例如由含水的尿素溶液(商品名称AdBlue)所能够引起的浸出。在已知的支撑销中所使用的氧化镁特别容易受到这种浸出影响，由此可能导致支撑销的不可逆的损坏。
优选地，支撑销在相应端部区域与蜂窝体或者与构成流动通道的结构材料锁合地连接。为此，支撑销例如可以与蜂窝体焊接。为此目的，支撑销必须尤其是在其端部区域上并且在该处在外周部上具有足够高的金属含量，以便能够实现钎焊连接。通过在与蜂窝体的接触部位和支撑销之间施加增附剂、例如焊料，可以产生持久的钎焊连接。
特别有利的是，支撑销的一个或两个端侧的加厚部具有柱形的形状。柱形的形状有利于使支撑销与蜂窝体、尤其是与蜂窝体的流动通道建立稳定的接触，支撑销被插入到蜂窝体的流动通道中。特别优选地，加厚部相应具有5mm至最大达20mm的长度。这保证了在相应蜂窝体中的足够的插入深度，以便能够建立足够持久的连接。
也有利的是，支撑销的一个或两个端侧的加厚部由相叠施加的多层陶瓷-金属混合物形成。多个不同的层是有利的，因为能够分层地使用不同的材料混合物，以便例如在支撑销的内部中产生与在支撑销的外周部处不同的材料特性。优选地，在内部实现较高的陶瓷含量，而在外周部处实现较高的金属含量。
一个优选的实施例的特征在于，在支撑销的轴向方向上，支撑销的端侧的加厚部彼此间的距离为最小1mm、最大10mm。该尺寸尤其对于如在机动车排气后处理设备中使用的蜂窝体是有利的，以便产生两个蜂窝体彼此间合适的间距。由此尤其应防止例如由于飞弧造成在彼此间隔开的蜂窝体之间发生电短路。
也优选的是，陶瓷-金属混合物中的金属含量/金属份额随着直径增大而增大，从而在陶瓷芯附近的金属含量小于在支撑销的加厚部的外周部处的金属含量。因此，一方面改善了在加厚部的材料与陶瓷型芯之间的连接，另一方面改善了在加厚部的材料与金属蜂窝体之间的连接。在蜂窝体与支撑销的加厚部的外侧之间优选地形成金属-金属接触，而在芯与加厚部的内侧之间尽可能形成陶瓷-陶瓷接触。因为加厚部各自通过陶瓷-金属混合物产生，所以纯的金属-金属接触或陶瓷-陶瓷接触实际上是不可能实现的。但是能够在相应的接触部位上相比于相应的其他材料显著增加优选材料的含量。
此外有利的是，陶瓷-金属混合物具有镍基。这种基于镍的混合物尤其具有有利的热膨胀系数。
此外有利的是，形成加厚部的层构成用于将支撑销与相应的蜂窝体连接的增附剂。增附剂例如可以是能够用于将支撑销与蜂窝体连接的焊料。
也适宜的是，增附剂主要由铜或镍或其合金形成。这些合金提供有利的热膨胀系数。
此外有利的是，增附剂具有如下的热膨胀系数，该热膨胀系数的大小介于蜂窝体的热膨胀系数与形成芯的陶瓷材料的热膨胀系数之间。这是有利的，例如以便避免由于热应力而产生的裂纹。
此外适宜的是，陶瓷芯至少在一侧沿支撑销的轴向延伸方向突出于端侧的加厚部。由此产生附加的绝缘区段，该绝缘区段尤其应防止电飞弧。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求和下面的附图说明中进行描述。
附图说明
下面借助于实施例参照附图对本发明进行详细解释。附图中：
图1示出了支撑销的剖视图、尤其是支撑销的端部区域的剖视图，
图2示出了支撑销的剖视图，该支撑销具有突出于在端侧的加厚部的陶瓷芯，以及
图3示出了支撑销的剖视图，其中，两个端部区域被接纳在金属蜂窝体中。
具体实施方式
图1示出支撑销1的剖面。该支撑销具有陶瓷芯2。支撑销1在支撑销两个端部上(但仅示出其中一个端部)具有加厚部3，该加厚部通过由陶瓷-金属混合物构成的覆层4形成。
支撑销1被接纳在蜂窝体5中。在图1中仅示出蜂窝体5的波纹层的一部分。在此，支撑销1在端侧被嵌入到波纹之一中。所示的波纹层和未示出的平滑层共同构成蜂窝体5的流动通道。
在支撑销1与蜂窝体5之间布置有增附剂6，所述增附剂用于在蜂窝体5和支撑销1的加厚部3之间的连接。增附剂6例如可以是焊料，该焊料被用于将蜂窝体5与支撑销1的陶瓷-金属混合物4钎焊连接。
陶瓷-金属混合物4可以沿着径向方向具有不同大小的陶瓷或金属浓度。为此，通过陶瓷-金属混合物4形成的加厚部3例如可以由多个层形成，这些层分别具有在陶瓷组分和金属组分之间的不同的混合比例。
图2示出了支撑销7的另一剖面图，其中，与图1的区别在于，支撑销7具有陶瓷芯8，该陶瓷芯在轴向方向上突出于支撑销7的、由加厚部8限定的端部区域。陶瓷芯的突出的部段9不继续具有陶瓷-金属混合物覆层。当由支撑销产生的绝缘区段较长时，这是特别有利的。通过该纯陶瓷的部段9获得由字母s表示的区段作为附加的绝缘区段。区段9优选以超出于在支撑销20和蜂窝体之间连接点的方式伸入到蜂窝体中。
当支撑销被用于在端部区域之一处使承载不同的电荷的两金属电绝缘以避免在它们之间的短路时，这种构造是尤其有利的。
图3示出了支撑销10的另一剖面，其中，在图3中支撑销10的两个端部分别插入到通过波纹层11、12表示的蜂窝体中并且与该蜂窝体连接。支撑销10同样在端侧具有通过陶瓷-金属混合物构成的加厚部，所述陶瓷-金属混合物通过增附剂和适当的加工工艺与蜂窝体连接。
在图3中可以看到，两个通过支撑销10相互连接的蜂窝体如何利用区段13相互间隔开。在此，区段13基本上通过支撑销10的长度和端侧的加厚部的长度来限定。在此，区段13优选足够大，以便避免在两个蜂窝体之间的电短路，并且同时所述区段也足够小，以便尽可能好地确保预期的作用，例如通过电加热的蜂窝体来加热蜂窝体。
图1至3的实施例尤其不具有限制性特征并且仅用于说明本发明思想。
Claims (10)
1.一种用于内燃机排气后处理的催化器装置，具有至少一个催化器和至少一个能电加热的加热片，其中，催化器和加热片分别由蜂窝体构成，所述蜂窝体具有能沿着主通流方向被流过的多个流动通道，其中，在催化器和加热片之间的机械连接通过至少一个支撑销(1、7、10)形成，
其特征在于，
支撑销(1、7、10)具有位于内部的芯(2、8)，并且支撑销(1、7、10)在两个端部区域上分别具有加厚部(3)，其中，所述芯(2、8)由陶瓷材料形成，所述加厚部(3)由陶瓷-金属混合物形成。
2.根据权利要求1的催化器装置，其特征在于，所述支撑销(1、7、10)的一个或两个端侧的加厚部(3)具有柱形的形状。
3.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，所述支撑销(1、7、10)的一个或两个端侧的加厚部(3)由相叠施加的多层陶瓷-金属混合物形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，在支撑销(1、7、10)的轴向方向上，支撑销(1、7、10)的端侧的加厚部(3)彼此间的距离为最小1mm、最大10mm。
5.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，陶瓷-金属混合物中的金属含量随着直径增大而增大，使得在陶瓷芯(2、8)附近的金属含量小于在支撑销(1、7、10)的加厚部(3)的外周部处的金属含量。
6.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，陶瓷-金属混合物具有镍基。
7.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，形成加厚部(3)的层构成用于将支撑销(1)与相应的蜂窝体连接的增附剂(6)。
8.根据权利要求7的催化器装置，其特征在于，增附剂(6)主要由铜或镍或其合金形成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，增附剂(6)具有如下的热膨胀系数，该热膨胀系数的大小介于蜂窝体的热膨胀系数与形成芯(2)的陶瓷材料的热膨胀系数之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的催化器装置，其特征在于，陶瓷芯(8)至少在一侧沿支撑销(7)的轴向延伸方向突出于端侧的加厚部。
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