DE10055447A1 - Electrically insulating connecting element used in an exhaust gas system of an I.C. engine comprises two metallic ends with a metallic core, a metallic half-shell and an electrically insulating layer - Google Patents

Electrically insulating connecting element used in an exhaust gas system of an I.C. engine comprises two metallic ends with a metallic core, a metallic half-shell and an electrically insulating layer

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Abstract

Electrically insulating connecting element comprises two metallic ends with a metallic core (1), a metallic half-shell (3) and an electrically insulating layer (2). The core is partially surrounded by the half-shell and electrically insulated from the half-shell by an insulating layer (2). An Independent claim is also included for a process for the production of an electrically insulating connecting element comprising filling the half-shell with unhardened flowable insulating material, inserting the core in the half-shell and hardening the insulating material to form a mechanically stable electrically insulating layer. Preferred Features: The core contains a solderable alloy, especially NiCr8020. The insulating layer contains magnesium oxide or aluminum oxide.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Verbindungselements mit zwei metallischen Enden, insbesondere für ein Abgas­ system einer Verbrennungskraftmaschine, sowie ein elektrisch isolierendes Ver­ bindungselement. Derartige Verbindungselemente werden insbesondere in Kom­ ponenten von Abgasreinigungssystemen, vorzugsweise bei Kraftfarhrzeugen, verwendet, wo sie zum Beispiel bei Heizkatalysatoren zur mechanischen Befesti­ gung der Heizaggregate Anwendung finden. Wichtig hierbei ist, daß die Verbin­ dungselemente den mechanischen und thermischen Belastungen, die in einem Abgassystem vorherrschen, standhalten und elektrisch isolierend sind.The invention relates to a method for producing an electrically insulating Connecting element with two metallic ends, in particular for an exhaust gas system of an internal combustion engine, and an electrically insulating Ver connecting element. Such connecting elements are used in particular in com components of exhaust gas cleaning systems, preferably for motor vehicles, used where, for example, in heating catalysts for mechanical fastening use of the heating units. It is important that the verb the mechanical and thermal loads that are in one Exhaust system prevail, withstand and are electrically insulating.

Nach einem bislang bekannten Herstellungsverfahren, welches für metallisch ummantelte elektrische Meßleitungen verwendet wird, wird zunächst ein Draht in ein Rohr zusammen mit einer Isolationsmasse eingebracht und z. B. durch Häm­ mern zu einem langen Mantelleiter verarbeitet. Zuletzt wird der Mantelleiter in Stücke zersägt und je nach Verwendung einpassgenau mechanisch bearbeitet und geformt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß eine, meist spanabhebende, Be­ arbeitung des Mantelleiters erforderlich ist.According to a previously known manufacturing process, which is for metallic sheathed electrical test leads is used, a wire is first in introduced a pipe together with an insulation mass and z. B. by heme into a long sheathed conductor. Finally, the jacket conductor is in Pieces are sawn and mechanically machined and fit according to use shaped. A disadvantage of this method is that a, mostly cutting, loading work of the sheathed conductor is required.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Herstellung eines elektrisch isolierenden Verbindungselementes zu schaffen, welches die Nachteile des Stan­ des der Technik überwindet und eine vereinfachte und damit kostengünstigere Fertigungsmethode ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein elek­ trisch isolierendes Verbindungselement anzugeben, welches den mechanischen und thermischen Gegebenheiten, die zum Beispiel in einem Abgassystem vorherr­ schen, Rechnung trägt, einfach und preiswert herstellbar ist.The object of the invention is to provide a method for producing an electrical to create insulating connecting element, which has the disadvantages of the Stan that overcomes the technology and is a simplified and therefore less expensive Manufacturing method enables. Another object of the invention is an elek tric isolating connector to specify the mechanical  and thermal conditions that prevail, for example, in an exhaust system , takes into account, is easy and inexpensive to manufacture.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines elek­ trisch isolierenden Verbindungselements gemäß dem Anspruch 1 beziehungswei­ se ein elektrisch isolierendes Verbindungselement gemäß dem Anspruch 5. Vor­ teilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.These tasks are solved by a method for producing an elec trisch insulating connector according to claim 1, respectively se an electrically insulating connector according to claim 5. Before partial embodiments and refinements are in the respective dependent Claims specified.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolieren­ den Verbindungselements, welches zwei metallische Enden aufweist und minde­ stens einen metallischen Kern, mindestens eine metallische Halbschale und min­ destens eine den Kern von der Halbschale elektrisch isolierende Schicht enthält, wird die Halbschale mit ungehärteter, schütt- oder fließfähiger Isolationsmasse gefüllt, der Kern beabstandet von der Halbschale in die Isolationsmasse einge­ bracht, und die Isolationsmasse zu einer mechanisch stabilen, elektrisch isolieren­ den Schicht gehärtet. Vorteilhaft sind die zwei metallischen Enden des Verbin­ dungselements, da diese einfach und preiswert fügetechnisch, insbesondere durch Löten oder Schweißen, verbunden werden können.In the method according to the invention for producing an electrically isolate the connecting element, which has two metallic ends and mind at least one metallic core, at least one metallic half-shell and min at least contains a layer that electrically isolates the core from the half-shell, becomes the half-shell with unhardened, pourable or flowable insulation compound filled, the core spaced from the half-shell inserted into the insulation mass brings, and the insulation mass to a mechanically stable, electrically isolate the layer hardened. The two metallic ends of the connector are advantageous tion element, since this is simple and inexpensive to join, in particular by Soldering or welding.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Isolationsmasse nach Einfüllen in die Halbschale und Einbringen des Kerns verdichtet, indem die Größe der Halbschale verkleinert und auf seine gewünschte Größe gebracht wird. Die Veränderung der Größe der Halbschale kann durch einfaches Einklappen, durch Schraubklemmen oder durch sonstige bekannte Techniken erfolgen. Hier­ durch entfällt eine nachträgliche, aufwendige, womöglich spanabhebende Bear­ beitung. Durch die Verdichtung wird eine besonders stabile Verbindung von Kern und Halbschale erzielt.According to an advantageous embodiment of the invention, the insulation mass after filling into the half-shell and inserting the core compacted by the The size of the half-shell is reduced and brought to its desired size. The size of the half-shell can be changed by simply folding it in, by screw terminals or by other known techniques. here this eliminates the need for a subsequent, elaborate, possibly machining bear processing. The compression creates a particularly stable connection between the core and half-shell achieved.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Isolationsmasse in Form einer wäßrigen Suspension oder in Form eines trockenen Pulvers in die Halbschale eingefüllt. Hierdurch werden Lufteinschlüsse, Fugen oder Ritzen vermie­ den und eine besonders mechanisch stabile Verbindung zwischen Kern und Halb­ schale erreicht.According to a further advantageous embodiment, the insulation compound is in shape an aqueous suspension or in the form of a dry powder in the half-shell  filled. This avoids air pockets, joints or cracks and a particularly mechanically stable connection between the core and half shell reached.

Das erfindungsgemäße elektrisch isolierende Verbindungselement mit zwei me­ tallischen Enden, insbesondere für ein Lagersystem, enthält mindestens einen metallischen Kern, mindestens eine metallische Halbschale und mindestens eine elektrisch isolierende Schicht, wobei der Kern von der Halbschale beabstandet teilweise umgeben ist und der Kern von der Halbschale durch eine Schicht elek­ trisch voneinander isoliert ist.The electrically insulating connecting element according to the invention with two me metallic ends, especially for a storage system, contains at least one metallic core, at least one metallic half-shell and at least one electrically insulating layer, the core being spaced apart from the half-shell is partially surrounded and the core of the half-shell by a layer of elec is isolated from each other.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verbindungselementes wird der Kern von wenigstens zwei Halbschalen umgeben, wobei die Halbschalen und der Kern jeweils paarweise voneinander durch wenigstens zwei Schichten elektrisch isoliert sind. Hierdurch wird erreicht, daß das Verbindungselement an seinen zwei Enden symmetrisch ist, so daß bei dem späteren Einbau des Verbindungselementes nicht auf die Richtung des Verbindungselements geachtet werden muß.According to an advantageous embodiment of the connecting element, the core surrounded by at least two half-shells, the half-shells and the core electrically isolated from each other in pairs by at least two layers are. This ensures that the connecting element at its two ends is symmetrical, so that in the later installation of the connecting element not attention must be paid to the direction of the connecting element.

Vorteilhafterweise enthält der Kern eine verlötbare Legierung, insbesondere NiCr 8020 (Ni: 80%, Cr: 20%), die Halbschale einen verlötbaren Werkstoff, ins­ besondere Werkstoff 2.4816 (Ni: 72%, Cr: 14-17%, Mn: 0-1%, Rest: Fe) und die isolierende Schicht eine Keramik, insbesondere Aluminiumoxid oder Magnesiu­ moxid.The core advantageously contains a solderable alloy, in particular NiCr 8020 (Ni: 80%, Cr: 20%), the half-shell contains a solderable material, in particular material 2.4816 (Ni: 72%, Cr: 14-17%, Mn: 0- 1%, rest: Fe) and the insulating layer is a ceramic, in particular aluminum oxide or magnesium oxide.

Die Härtung der Isolationsmasse bedeutet, daß sie beispielsweise vernetzt und/oder gepreßt und/oder gesintert wird. Der Außenleiter ist bevorzugt ein hochtemperaturkorrosionsbeständiger elektrisch und thermisch leitender Kunst­ stoff und/oder ein Metall wie zum Beispiel der Werkstoff 2,4816.The hardening of the insulation mass means that it is, for example, cross-linked and / or pressed and / or sintered. The outer conductor is preferably a high-temperature corrosion-resistant electrically and thermally conductive plastic and / or a metal such as material 2 , 4816 .

Als Isolation kommen alle thermisch und elektrisch stabilen isolierenden Stoffe in Frage, wie zum Beispiel Kunststoffe und Keramiken wie Magnesiumoxid und/oder Aluminiumoxid und/oder andere Polymere anorganischer, organischer und/oder metallorganischer Struktur.All thermally and electrically stable insulating materials come in as insulation Question, such as plastics and ceramics such as magnesium oxide  and / or aluminum oxide and / or other polymers of inorganic, organic and / or organometallic structure.

Weitere Vorteile und besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsge­ mäßen Verbindungselements sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung werden anhand der nachfolgenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:Further advantages and particularly preferred refinements of the invention moderate connector and a method for its production described using the following drawing. Show:

Fig. 1 ein elektrisch isolierendes Verbindungselement im Längsschnitt mit einer Halbschale, Fig. 1, an electrically insulating connecting element in longitudinal section with a half-shell,

Fig. 2 ein Verbindungselement nach Fig. 1 mit zwei Halbschalen. Fig. 2 shows a connecting element according to Fig. 1 with two half-shells.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines elektrisch isolierenden Verbindungs­ elements mit einer Halbschale 3, einem Kern 1 und einer Schicht 2, die den Kern 1 von der Halbschale 3 elektrisch isoliert. Durch die Verringerung der Größe der Halbschale 3 wird die Isolationsmasse um den Kern 1 verdichtet und eine be­ sonders mechanisch stabile Verbindung von Halbschale 3 und Kern 1 erzielt. Das Isolationsvermögen des Verbindungselements ist gegeben durch die Durch­ bruchspannung, welche vom kleinsten Abstand von Halbschale 3 zum Kern 1 in Luft abhängt. Sowohl die Halbschale 3 als auch der Kern 1 sind fügetechnisch besonders einfach und preiswert verbindbar, da sie metallisch sind. Fig. 1 shows schematically the structure of an electrically insulating connecting element with a half-shell 3 , a core 1 and a layer 2 , which electrically insulates the core 1 from the half-shell 3 . By reducing the size of the half-shell 3 , the insulation mass is compressed around the core 1 and a particularly mechanically stable connection between the half-shell 3 and the core 1 is achieved. The insulating ability of the connecting element is given by the breakdown voltage, which depends on the smallest distance from the half-shell 3 to the core 1 in air. Both the half-shell 3 and the core 1 are particularly simple and inexpensive to connect because they are metallic.

Fig. 2 beschreibt eine weitere Ausgestaltung des Verbindungselements. Hierbei werden zwei Halbschalen 3a und 3b auf die jeweiligen Enden des Kerns 1 ange­ bracht. Ein derartiges Verbindungselement entsteht in zwei Stufen, in einer ersten wird die Isolationsmasse 2a in die Halbschale 3a eingefüllt und der Kern 1 in die Isolationsmasse 2a elektrisch berührungsfrei gegenüber der Halbschale 3a einge­ steckt, und in einer zweiten Stufe wird entsprechendes mit der Isolationsmasse 2b und der Halbschale 3b unternommen. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß der Stift symmetrisch ist und so bei einem späteren Einbau nicht seine Richtung be­ rücksichtigt werden muß. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Durchbruchspannung bei gleichem Schalendurchmesser doppelt so hoch ist wie in der Ausgestaltung nach Fig. 1. Fig. 2 shows a further embodiment describes the connecting element. Here, two half-shells 3 a and 3 b are placed on the respective ends of the core 1 . Such a connecting element is created in two stages, in a first, the insulation mass 2 a is filled into the half-shell 3 a and the core 1 is inserted into the insulation mass 2 a electrically non-contact with respect to the half-shell 3 a, and in a second stage, the corresponding with Insulation 2 b and the half-shell 3 b undertaken. An advantage of this embodiment is that the pin is symmetrical and so its direction does not have to be taken into account in a later installation. Another advantage is that the breakdown voltage is twice as high for the same shell diameter as in the embodiment according to FIG. 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Verbindungselements ermöglicht eine schnelle und preiswerte Herstellung von elektrisch isolierenden Verbindungselementen, die den mechanischen und ther­ mischen Belastungen, wie sie zum Beispiel in einem Abgassystem vorliegen, standhält. Das erfindungsgemäße elektrisch isolierende Verbindungselement kann nach dem genannten Verfahren hergestellt werden und zeichnet sich durch seine niedrigen Kosten aus. The inventive method for producing an electrically insulating Connecting element enables a quick and inexpensive production of electrically insulating fasteners that mechanical and ther mix loads such as those present in an exhaust system, withstand. The electrically insulating connecting element according to the invention can are produced by the above-mentioned process and are characterized by its low cost.  

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Kern
core

22

, .

22

a, a,

22

b elektrisch isolierende Schicht
b electrically insulating layer

33

, .

33

a, a,

33

b Halbschale
b half-shell

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Verbindungselements mit zwei metallischen Enden, insbesondere für ein Abgassystem einer Ver­ brennungskraftmaschine,
welches mindestens einen metallischen Kern (1), mindestens eine metallische Halbschale (3) und mindestens eine den Kern (1) von der Halbschale (3) elektrisch isolierende Schicht (2) umfaßt, bei dem
die Halbschale (3) mit ungehärteter, schütt- oder fließfähiger Isolations­ masse gefüllt wird,
der Kern (1) elektrisch kontaktfrei in die Halbschale (3) mit der Isolati­ onsmasse eingebracht wird, und
die Isolationsmasse zu einer mechanisch stabilen, elektrisch isolierenden Schicht (2) gehärtet wird.1. Method for producing an electrically insulating connecting element with two metallic ends, in particular for an exhaust system of an internal combustion engine,
which comprises at least one metallic core ( 1 ), at least one metallic half shell ( 3 ) and at least one layer ( 2 ) electrically insulating the core ( 1 ) from the half shell ( 3 ), in which
the half-shell ( 3 ) is filled with unhardened, pourable or flowable insulation mass,
the core ( 1 ) is introduced into the half-shell ( 3 ) with the insulating mass, without electrical contact, and
the insulation compound is hardened into a mechanically stable, electrically insulating layer ( 2 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Isolationsmasse verdichtet wird, insbesondere indem die Größe der Halbschale (3) nach Ein­ bringen der Isolationsmasse und des Kerns (2) verkleinert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the insulation mass is compressed, in particular by the size of the half-shell ( 3 ) after bringing the insulation mass and the core ( 2 ) is reduced. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Isolati­ onsmasse in Form einer wässerigen Suspension in die Halbschale eingefüllt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Isolati onsmasse poured into the half-shell in the form of an aqueous suspension becomes. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Isola­ tionsmasse in Form eines trockenen Pulvers in die Halbschale eingefüllt wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Isola tion mass in the form of a dry powder is poured into the half-shell. 5. Elektrisch isolierendes Verbindungselement, insbesondere für ein Abgassy­ stem, mit zwei metallischen Enden mit mindestens einem metallischen Kern (1), mindestens einer metallischen Halbschale (3) und mindestens einer elektrisch isolierenden Schicht (2), wobei der Kern (1) von der Halbschale (3) berührungsfrei teilweise umgeben ist und der Kern (1) von der Halbschale (3) durch eine Schicht (2) elektrisch voneinander isoliert ist.5. Electrically insulating connecting element, in particular for an exhaust gas system, with two metallic ends with at least one metallic core ( 1 ), at least one metallic half-shell ( 3 ) and at least one electrically insulating layer ( 2 ), the core ( 1 ) from the Half-shell ( 3 ) is partially surrounded without contact and the core ( 1 ) is electrically isolated from the half-shell ( 3 ) by a layer ( 2 ). 6. Verbindungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) von wenigstens zwei Halbschalen (3a, 3b) umgeben ist, wobei die Halb­ schalen (3a, 3b) und der Kern (1) jeweils paarweise voneinander durch we­ nigstens zwei Schichten (2a, 2b) elektrisch isoliert sind.6. Connecting element according to claim 5, characterized in that the core ( 1 ) is surrounded by at least two half-shells ( 3 a, 3 b), the half-shells ( 3 a, 3 b) and the core ( 1 ) each in pairs are electrically isolated by at least two layers ( 2 a, 2 b). 7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern (1) eine verlötbare Legierung, insbesondere NiCr8020, enthält.7. Connecting element according to one of claims 5 to 6, characterized in that the core ( 1 ) contains a solderable alloy, in particular NiCr8020. 8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die isolierende Schicht (2) eine Keramik, insbesondere Alumi­ niumoxid oder Magnesiumoxid, enthält.8. Connecting element according to one of claims 5 to 7, characterized in that the insulating layer ( 2 ) contains a ceramic, in particular aluminum oxide or magnesium oxide. 9. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbschale (3) einen verlötbaren Werkstoff, insbesondere Werkstoff 2.4816, enthält.9. Connecting element according to one of claims 5 to 8, characterized in that the half-shell ( 3 ) contains a solderable material, in particular material 2.4816 .
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