DE102019121382A1 - Exhaust treatment device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Eine Abgasbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug hat ein Gehäuse (14), das einen Abgaskanal (13) begrenzt, durch den das Abgas strömt, eine elektrische Heizvorrichtung (12), die sich quer durch den Abgaskanal (13) erstreckt und von Abgas durchströmt ist und die eine durch eine oder mehrere stromführende Leitungen gebildete Heizkomponente (20) und eine Trägerstruktur umfasst, wobei die Heizkomponente (20) an der Trägerstruktur angebracht ist, und wobei die Trägerstruktur einen die Heizvorrichtung (12) außenseitig umgebenden, metallischen Tragrahmen (24) hat. Dabei ist am Tragrahmen (24) zumindest ein Trägerelement (38) angeordnet, das sich radial in einen inneren Bereich des Tragrahmens (24) erstreckt, wobei die Heizkomponente (20) durch das Trägerelement (38) gehaltert ist und/oder vom Trägerelement (38) elektrisch kontaktiert ist.An exhaust gas treatment device for a motor vehicle has a housing (14) which delimits an exhaust gas duct (13) through which the exhaust gas flows, an electrical heating device (12) which extends transversely through the exhaust gas duct (13) and through which exhaust gas flows and which a heating component (20) formed by one or more current-carrying lines and a support structure, the heating component (20) being attached to the support structure, and wherein the support structure has a metallic support frame (24) surrounding the heating device (12) on the outside. At least one support element (38) is arranged on the support frame (24) and extends radially into an inner region of the support frame (24), the heating component (20) being held by the support element (38) and / or by the support element (38) ) is electrically contacted.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, das einen Abgaskanal begrenzt, durch den das Abgas strömt, einer elektrischen Heizvorrichtung, die sich quer durch den Abgaskanal erstreckt und von Abgas durchströmt ist und die eine durch eine oder mehrere stromführende Leitungen gebildete Heizkomponente und eine Trägerstruktur umfasst, wobei die Heizkomponente an der Trägerstruktur angebracht ist, und wobei die Trägerstruktur einen die Heizvorrichtung außenseitig umgebenden, metallischen Tragrahmen hat. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Abgasbehandlu ngseinrichtung.The invention relates to an exhaust gas treatment device for a motor vehicle, with a housing which delimits an exhaust gas duct through which the exhaust gas flows, an electrical heating device which extends transversely through the exhaust gas duct and is traversed by exhaust gas and which is formed by one or more current-carrying lines Comprises heating component and a support structure, wherein the heating component is attached to the support structure, and wherein the support structure has a metallic support frame surrounding the heating device on the outside. The invention also relates to a vehicle with an exhaust gas treatment device.
Um die Schadstoffemission von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren zu begrenzen, ist es bekannt, Abgasreinigungseinrichtungen, wie beispielsweise Katalysatoren, Partikelfilter oder dergleichen, zur Abgasreinigung einzusetzen.In order to limit the pollutant emissions from motor vehicle internal combustion engines, it is known to use exhaust gas cleaning devices, such as, for example, catalytic converters, particle filters or the like, for exhaust gas cleaning.
Um eine katalytisch unterstützte Umwandlung der Schadstoffe zu gewährleisten, muss das Abgas oder die Abgasreinigungseinrichtung eine vorgegebene Mindesttemperatur aufweisen. Insbesondere nach einem Kaltstart oder Neustart des Verbrennungsmotors ist eine solche Mindesttemperatur oft noch nicht erreicht.In order to ensure a catalytically supported conversion of the pollutants, the exhaust gas or the exhaust gas cleaning device must have a specified minimum temperature. Such a minimum temperature is often not yet reached, particularly after a cold start or restart of the internal combustion engine.
In gattungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtungen wird daher die Abgasreinigungseinrichtung selbst elektrisch geheizt, um die vorgegebene Mindesttemperatur zu erreichen oder aufrecht zu erhalten.In exhaust gas treatment devices of the generic type, the exhaust gas cleaning device itself is therefore electrically heated in order to reach or maintain the predetermined minimum temperature.
Alternativ werden separate Heizvorrichtungen verwendet, die der Abgasreinigungseinrichtung zugeordnet sind. Bei diesen Heizvorrichtungen übernehmen Elektroden die Stromversorgung und zusätzlich vorgesehene Befestigungsmittel die Befestigung.Alternatively, separate heating devices are used which are assigned to the exhaust gas cleaning device. In these heating devices, electrodes take over the power supply and additionally provided fastening means take over the fastening.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, zuverlässige und separate Heizvorrichtung für eine Abgasbehandlungseinrichtung bereitzustellen.The object of the invention is to provide a simple, reliable and separate heating device for an exhaust gas treatment device.
Die Aufgabe wird bei einer Abgasbehandlungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am Tragrahmen zumindest ein Trägerelement angeordnet ist, das sich radial in einen inneren Bereich des Tragrahmens erstreckt, wobei die Heizkomponente durch das Trägerelement gehaltert ist und/oder vom Trägerelement elektrisch kontaktiert ist. Da sich das Trägerelement radial in einen inneren Bereich des Tragrahmens erstreckt und die Heizkomponente haltert, kann ein Verformen der Heizvorrichtung verringert oder vermieden werden. Ferner wird bei einer elektrischen Kontaktierung der Heizkomponente durch das Trägerelement der Kontaktierungsbereich vergrößert, wodurch die Stromübertragung auf die Heizkomponente verbessert wird und die Aufheizung der Heizvorrichtung über den Strömungsquerschnitt vereinheitlicht wird.The object is achieved according to the invention in an exhaust gas treatment device of the type mentioned in that at least one support element is arranged on the support frame, which extends radially into an inner region of the support frame, the heating component being held by the support element and / or electrically contacted by the support element . Since the support element extends radially into an inner region of the support frame and holds the heating component, deformation of the heating device can be reduced or avoided. Furthermore, when the heating component is electrically contacted by the carrier element, the contacting area is enlarged, as a result of which the current transmission to the heating component is improved and the heating of the heating device is standardized over the flow cross-section.
Optional ist die Trägerstruktur, insbesondere der Tragrahmen, an der Heizkomponente angeformt, sodass die Trägerstruktur, insbesondere der Tragrahmen, und die Heizkomponente einstückig ineinander übergehen. Dadurch können Einzelteile eingespart und die Montage erleichtert werden.Optionally, the support structure, in particular the support frame, is molded onto the heating component, so that the support structure, in particular the support frame, and the heating component merge into one another in one piece. This allows individual parts to be saved and assembly to be made easier.
Das Trägerelement kann auch durch ein anderes Bauteil in der Abgasbehandlungseinrichtung gebildet sein, beispielsweise durch eine Abgasreinigungseinrichtung.The carrier element can also be formed by another component in the exhaust gas treatment device, for example by an exhaust gas cleaning device.
Insbesondere ist die Heizkomponente durch den Tragrahmen gehaltert und/oder vom Tragrahmen elektrisch kontaktiert. Der Tragrahmen stabilisiert die Heizkomponente und dient als Befestigung der Heizvorrichtung am Gehäuse des Abgaskanals, der Abgasbehandlungseinrichtung oder der Abgasreinigungseinrichtung. Durch einen elektrisch leitenden Tragrahmen, der die Heizkomponente elektrisch kontaktiert, kann eine umfangsmäßig geschlossene Stromeinleitung oder -ausleitung ermöglich werden, wodurch die Aufheizung der Heizvorrichtung über den Strömungsquerschnitt vereinheitlicht wird. Zudem kann so die Heizkomponente über eine größere Fläche kontaktiert werden, was die Zuverlässigkeit der Kontaktierung erhöht und den Stromfluss in der Heizkomponente verbessert.In particular, the heating component is held by the support frame and / or electrically contacted by the support frame. The support frame stabilizes the heating component and serves to fasten the heating device to the housing of the exhaust gas duct, the exhaust gas treatment device or the exhaust gas cleaning device. An electrically conductive support frame, which makes electrical contact with the heating component, enables a circumferentially closed current introduction or discharge, whereby the heating of the heating device is standardized over the flow cross-section. In addition, the heating component can be contacted over a larger area, which increases the reliability of the contact and improves the flow of current in the heating component.
Beispielsweise stellt das Gehäuse ein gemeinsames Gehäuse für eine Abgasreinigungseinrichtung und für die Heizvorrichtung dar.For example, the housing represents a common housing for an exhaust gas cleaning device and for the heating device.
Alternativ können die Heizvorrichtung und die Abgasreinigungseinrichtung jeweils ein separates Gehäuse aufweisen.Alternatively, the heating device and the exhaust gas cleaning device can each have a separate housing.
Bevorzugt ist die Heizvorrichtung in Abgasströmungsrichtung stromauf der Abgasreinigungseinrichtung angeordnet.The heating device is preferably arranged upstream of the exhaust gas cleaning device in the exhaust gas flow direction.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere speichenartige Trägerelemente am Tragrahmen befestigt sind und sich in ein Zentrum des Tragrahmens erstrecken, wobei im Zentrum ein Verbindungselement angeordnet ist, an dem die Trägerelemente angebracht sind. Durch die speichenartigen Trägerelemente kann die Stabilität der Heizkomponente weiter erhöht und der Kontaktierungsbereich weiter vergrößert werden.It can be provided that several spoke-like support elements are fastened to the support frame and extend into a center of the support frame, a connecting element to which the support elements are attached being arranged in the center. The spoke-like carrier elements can further increase the stability of the heating component and further enlarge the contact area.
Beispielsweise kann das Verbindungselement als elektrische Verbindung zwischen Trägerstruktur und Heizkomponente dienen, wobei die Heizkomponente über das Verbindungselement elektrisch kontaktiert wird. Durch eine so erzielte zentrale Stromeinleitung oder -ausleitung kann die Aufheizung der Heizvorrichtung über den Strömungsquerschnitt vereinheitlicht werden.For example, the connecting element can serve as an electrical connection between the support structure and the heating component, the Heating component is electrically contacted via the connecting element. The heating of the heating device can be standardized across the flow cross-section through a central current introduction or discharge achieved in this way.
Insbesondere sind die Trägerelemente über den Tragrahmen und/oder über das Verbindungselement elektrisch gekoppelt. Dadurch kann der Kontaktierungsbereich vergrößert und die elektrische Kontaktierung der Heizkomponente vereinheitlicht werden.In particular, the support elements are electrically coupled via the support frame and / or via the connecting element. As a result, the contact area can be enlarged and the electrical contacting of the heating component can be standardized.
In einer Ausführungsform ist die Heizkomponente direkt durch Elektroden und/oder über die Trägerstruktur durch Elektroden elektrisch kontaktiert. Durch eine direkte elektrische Kontaktierung der Heizkomponente durch Elektroden kann die Stabilität der Heizkomponente weiter erhöht werden. So kann sich beispielsweise eine Elektrode bis in einen Zentralbereich der Heizvorrichtung erstrecken und dort mechanisch und elektrisch mit der Heizkomponente verbunden sein, wodurch ein Verformen der Heizvorrichtung verringert oder vermieden wird. Durch eine elektrisch leitende Trägerstruktur, die die Heizkomponente elektrisch kontaktiert, kann eine umfangsmäßig geschlossene Stromeinleitung oder -ausleitung ermöglich werden, wodurch die Aufheizung der Heizvorrichtung über den Strömungsquerschnitt vereinheitlicht wird. Zudem kann so die Heizkomponente über eine größere Fläche kontaktiert werden, was die Zuverlässigkeit der Kontaktierung erhöht und den Stromfluss in der Heizkomponente verbessert.In one embodiment, the heating component is electrically contacted directly by electrodes and / or via the carrier structure by electrodes. The stability of the heating component can be increased further by making electrical contact with the heating component using electrodes. For example, an electrode can extend into a central area of the heating device and be mechanically and electrically connected to the heating component there, whereby deformation of the heating device is reduced or avoided. An electrically conductive support structure, which makes electrical contact with the heating component, enables a circumferentially closed current introduction or discharge, whereby the heating of the heating device is standardized over the flow cross-section. In addition, the heating component can be contacted over a larger area, which increases the reliability of the contact and improves the flow of current in the heating component.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass sich die stromführenden Leitungen zwischen den Elektroden zumindest teilweise in radialer Richtung, in Umfangsrichtungsrichtung und/oder in axialer Richtung der Heizvorrichtung erstrecken. Somit können verschiedene Leitungs- oder Heizdrahtmuster ausgebildet werden, wodurch der Strömungsquerschnitt im Bereich der Heizvorrichtung zuverlässig und effizient beheizt werden kann.A further embodiment provides that the current-carrying lines between the electrodes extend at least partially in the radial direction, in the circumferential direction and / or in the axial direction of the heating device. Thus, different line or heating wire patterns can be formed, whereby the flow cross-section in the area of the heating device can be heated reliably and efficiently.
Gemäß einem Aspekt sind die Elektroden am Gehäuse oder jeweils durch eine an einer Außenseite oder Innenseite des Gehäuses angebrachte Befestigungshülse gehalten und elektrisch mit der Heizkomponente und/oder der Trägerstruktur gekoppelt. Durch die gehäuseseitige Anbringung sind die Elektroden leicht zugänglich. Zudem ist die gehäuseseitige Anbringung leicht umsetzbar. Durch die Befestigungshülse wird die jeweilige Elektrode nach außen hin isoliert, sodass Wechselwirkungen zwischen der Elektrode und beispielsweise dem Gehäuse vermieden werden.According to one aspect, the electrodes are held on the housing or in each case by a fastening sleeve attached to an outside or inside of the housing and are electrically coupled to the heating component and / or the support structure. The electrodes are easily accessible because they are attached to the housing. In addition, the attachment on the housing side is easy to implement. The respective electrode is isolated from the outside by the fastening sleeve, so that interactions between the electrode and, for example, the housing are avoided.
Alternativ ist eine der Elektroden mit der Heizkomponente und die andere der Elektroden mit der Trägerstruktur elektrisch gekoppelt. So kann sich beispielsweise eine Elektrode bis in einen Zentralbereich der Heizvorrichtung erstrecken und dort mit der Heizkomponente elektrisch gekoppelt sein und die andere Elektrode kann mit der Trägerstruktur elektrisch gekoppelt sein. Dadurch kann ein einheitlicher Stromfluss durch die Heizkomponente über den Strömungsquerschnitt erreicht werden.Alternatively, one of the electrodes is electrically coupled to the heating component and the other of the electrodes is electrically coupled to the support structure. For example, one electrode can extend into a central area of the heating device and be electrically coupled there to the heating component, and the other electrode can be electrically coupled to the carrier structure. As a result, a uniform current flow through the heating component can be achieved over the flow cross-section.
Insbesondere ist zumindest eine der Elektroden kraftschlüssig und/oder formschlüssig in der Befestigungshülse aufgenommen. So kann eine zuverlässige und sichere Befestigung erzielt werden, bevorzugt ohne den Einsatz von stoffschlüssigen Mitteln oder Verfahren, wie z. B. Kleben oder Schweißen.In particular, at least one of the electrodes is received in the fastening sleeve with a force fit and / or a form fit. In this way, a reliable and secure attachment can be achieved, preferably without the use of cohesive means or methods, such as. B. gluing or welding.
Beispielsweise ist die zumindest eine Elektrode in der Befestigungshülse geklemmt.For example, the at least one electrode is clamped in the fastening sleeve.
Optional kann die Heizkomponente direkt an einem anderen Bauteil in der Abgasbehandlungseinrichtung, beispielsweise an einer Abgasreinigungseinrichtung, befestigt sein, sie insbesondere umfangmäßig umschließen und klemmen.Optionally, the heating component can be fastened directly to another component in the exhaust gas treatment device, for example on an exhaust gas cleaning device, and in particular encircle and clamp it.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Tragrahmen direkt am Gehäuse befestigt ist. So entfällt der Einsatz von weiteren Befestigungsmitteln, wodurch der Bauteilaufwand verringert werden kann. Hierbei sollte der Tragrahmen nicht elektrisch leitend oder zumindest von der elektrisch kontaktierten Heizkomponente isoliert sein, um Wechselwirkungen mit dem Gehäuse zu vermeiden.Another aspect provides that the support frame is attached directly to the housing. This eliminates the need for additional fasteners, which means that the component cost can be reduced. In this case, the support frame should not be electrically conductive or at least insulated from the electrically contacted heating component in order to avoid interactions with the housing.
Beispielsweise ist der Tragrahmen am Gehäuse angeschweißt.For example, the support frame is welded to the housing.
Alternativ ist der Tragrahmen über zumindest ein Befestigungselement und/oder zumindest eine Elektrode am Gehäuse befestigt. So kann zwischen der Heizvorrichtung und dem Gehäuse ein Spalt ausgebildet werden, wodurch Wechselwirkungen zwischen der Trägerstruktur bzw. dem Tragrahmen und dem Gehäuse vermieden werden können. Auch durch die Befestigungselemente, die ebenfalls in isolierten Befestigungshülsen aufgenommen sein können, können Wechselwirkungen zwischen der Trägerstruktur bzw. dem Tragrahmen und dem Gehäuse vermieden werden. Hierbei kann der Tragrahmen elektrisch kontaktiert sein.Alternatively, the support frame is fastened to the housing via at least one fastening element and / or at least one electrode. A gap can thus be formed between the heating device and the housing, as a result of which interactions between the support structure or the support frame and the housing can be avoided. Interactions between the support structure or the support frame and the housing can also be avoided by the fastening elements, which can likewise be accommodated in insulated fastening sleeves. Here, the support frame can be electrically contacted.
Insbesondere weist die Trägerstruktur Halteelemente auf, die zumindest abschnittsweise einen Teil der Heizkomponente umschließen und/oder klammerartig mit der Heizkomponente verrastet sind. Dadurch wird die Heizkomponente zuverlässig an der Trägerstruktur befestigt und so die Stabilität der Heizkomponente bzw. der Heizvorrichtung erhöht.In particular, the support structure has holding elements which at least in sections enclose part of the heating component and / or are latched to the heating component in the manner of a clamp. As a result, the heating component is reliably attached to the support structure and the stability of the heating component or the heating device is increased.
Bevorzugt sind Halteelemente an den Trägerelementen vorgesehen.Holding elements are preferably provided on the carrier elements.
Beispielsweise sind die Haltelemente Isolatoren. Dadurch kann die Heizkomponente elektrisch von der Trägerstruktur entkoppelt werden.For example, the holding elements are insulators. As a result, the heating component can be electrically decoupled from the carrier structure.
Optional können die Halteelemente lediglich in den Berührungsbereichen mit der Heizkomponente isoliert sein. Hierdurch kann Isolationsmaterial eingespart werden.Optionally, the holding elements can only be insulated in the areas of contact with the heating component. In this way, insulation material can be saved.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Trägerstruktur ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst, die beide elektrisch leitend sind und dadurch Elektrodenabschnitte bilden und in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind, und dass eine Heizkomponente in Form eines Heizdrahts abwechselnd vom ersten zum zweiten Trägerelement und zurück verläuft. Die Trägerelemente sind in dieser Ausführungsform elektrisch leitend und werden jeweils von mindestens einer Elektrode kontaktiert. Als Folge daraus erhöht sich der der Heizkomponente zur Verfügung stehende Kontaktierungsbereich. Zudem wird die Heizkomponente an mehreren Stellen mit den Trägerelementen (Elektroden) verbunden. Insgesamt kann somit die Zuverlässigkeit der Kontaktierung erhöht und der Stromfluss in der Heizkomponente verbessert werden. Ferner wird die Gesamtlänge der Heizkomponente durch den zusätzlichen schrägen Verlauf in Abgasströmungsrichtung erhöht, was eine bessere Heizwirkung zur Folge hat.Another embodiment provides that the carrier structure comprises a first carrier element and a second carrier element, both of which are electrically conductive and thereby form electrode sections and are arranged one behind the other in the exhaust gas flow direction, and that a heating component in the form of a heating wire alternates from the first to the second carrier element and back runs. In this embodiment, the carrier elements are electrically conductive and are each contacted by at least one electrode. As a result, the contact area available for the heating component increases. In addition, the heating component is connected to the carrier elements (electrodes) at several points. Overall, the reliability of the contacting can thus be increased and the current flow in the heating component can be improved. Furthermore, the total length of the heating component is increased by the additional inclined course in the exhaust gas flow direction, which results in a better heating effect.
Insbesondere haben das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement von einem Zentralbereich der Heizvorrichtung ausgehende Speichen, wobei die Speichen des ersten Trägerelements zu denen des zweiten Trägerelements, in Abgasströmungsrichtung gesehen, in Umfangsrichtung versetzt sind. Dadurch können die Trägerelemente weiter voneinander beabstandet werden, um Wechselwirkungen zwischen den beiden Trägerelementen zu reduzieren. Die Heizkomponente oder Heizkomponenten verlaufen somit teilweise in Umfangsrichtung und teilweise in axialer Richtung von der vorderen Speiche zur hinteren Speiche und umgekehrt.In particular, the first carrier element and the second carrier element have spokes extending from a central region of the heating device, the spokes of the first carrier element being offset in the circumferential direction to those of the second carrier element, seen in the exhaust gas flow direction. As a result, the carrier elements can be spaced further apart from one another in order to reduce interactions between the two carrier elements. The heating component or heating components thus run partly in the circumferential direction and partly in the axial direction from the front spoke to the rear spoke and vice versa.
Bevorzugt verläuft die Heizkomponente von einem Zentralbereich der Heizvorrichtung spiralförmig nach außen und ist dabei abwechselnd am ersten Trägerelement und am zweiten Trägerelement befestigt. So kann unter geringem Materialaufwand eine flächige Beheizung des Abgases durch den Heizdraht gewährleistet werden.The heating component preferably runs outwards in a spiral shape from a central area of the heating device and is alternately attached to the first carrier element and to the second carrier element. In this way, flat heating of the exhaust gas by the heating wire can be guaranteed with little material expenditure.
Alternativ erstreckt sich die Heizkomponente vom Zentralbereich zick-zack-förmig nach außen zwischen benachbarte Speichen des ersten Trägerelements und des zweiten Trägerelements, insbesondere erstreckt sich der Heizdraht zwischen allen benachbarten Speichen zick-zack-förmig. Auch in dieser Ausführungsform kann unter geringem Materialaufwand eine flächige Beheizung des Abgases durch den Heizdraht gewährleistet werden.Alternatively, the heating component extends from the central region in a zigzag shape outwards between adjacent spokes of the first carrier element and the second carrier element, in particular the heating wire extends in a zigzag shape between all adjacent spokes. In this embodiment too, flat heating of the exhaust gas by the heating wire can be guaranteed with little material expenditure.
Pro benachbarte Speichen kann jeweils ein Heizdraht verwendet werden. Hierbei kann zwischen allen benachbarten Speichen jeweils ein Heizdraht vorgesehen sein oder nur zwischen vereinzelten benachbarten Speichen.One heating wire can be used for each adjacent spoke. Here, a heating wire can be provided between all adjacent spokes or only between isolated adjacent spokes.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Heizkomponente ein eigensteifes Heizgitter, wobei Abschnitte der zumindest einen stromführenden Leitung einander kreuzen und an der Kreuzungsstelle aneinander liegen, um das Heizgitter zu bilden. Ein derartiges Heizgitter ist einfach in der Herstellung, da es beispielsweise aus einem Metallblech elektrolytisch herausgearbeitet oder ausgestanzt werden kann. Je nach Größe der Öffnungen können der durch die Heizvorrichtung verursachte Abgasströmungswiderstand sowie die Heizintensität beeinflusst werden. Auch kann ein derartiges Heizgitter leicht in die Heizvorrichtung oder die Abgasbehandlungseinrichtung montiert werden.In a further embodiment, the heating component is an inherently rigid heating grid, with sections of the at least one current-carrying line crossing one another and lying against one another at the intersection in order to form the heating grid. Such a heating grid is easy to manufacture because it can be electrolytically machined or punched out of sheet metal, for example. Depending on the size of the openings, the exhaust gas flow resistance caused by the heating device and the heating intensity can be influenced. Such a heating grid can also be easily installed in the heating device or the exhaust gas treatment device.
Insbesondere ist das Heizgitter, bevorzugt im Randbereich, außenseitig am Tragrahmen gehaltert. Dadurch kann die Stabilität des Heizgitters erhöht werden.In particular, the heating grid is held on the outside of the support frame, preferably in the edge area. This can increase the stability of the heating grid.
Es kann vorgesehen sein, dass zumindest abschnittsweise eine Isolierungsschicht zwischen der Heizkomponente und der Trägerstruktur angeordnet ist, die zugleich als Abstandshalter dient. So können Wechselwirkungen zwischen der Heizkomponente und der Trägerstruktur zuverlässig vermieden werden.It can be provided that at least in sections an insulation layer is arranged between the heating component and the carrier structure, which layer also serves as a spacer. In this way, interactions between the heating component and the support structure can be reliably avoided.
Beispielsweise kann die Isolierungsschicht über die gesamten stirnseitigen Flächen der Trägerstruktur angeordnet sein, die der Heizkomponente gegenüberliegen.For example, the insulation layer can be arranged over all of the end faces of the carrier structure which are opposite the heating component.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gelöst.The object is also achieved by a vehicle with an internal combustion engine and the exhaust gas treatment device according to the invention.
Die beschriebenen Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gelten gleichermaßen für das Fahrzeug und umgekehrt.The described advantages and properties of the exhaust gas treatment device according to the invention apply equally to the vehicle and vice versa.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlu ngseinrichtung, - -
2 einen weiteren schematischen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Abgasbehandlu ngseinrichtung, - -
3 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gemäß1 oder2 , - -
4 einen Längsschnitt der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß3 , - -
5 a) einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß3 , - -
5 b) eine Detailansicht eines Halteelements der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß5 a) , - -
6 a) einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß3 , - -
6 b) eine Detailansicht eines Halteelements der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß6 a) , - -
7 a) einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gemäß1 oder2 , - -
7 b) eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform eines Halteelements der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß7 a) , - -
7 c) eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform eines Halteelements der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß7 a) , - -
7 d) eine Detailansicht einer dritten Ausführungsform eines Halteelements der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß7 a) , - -
8 einen Längsschnitt einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gemäß1 oder2 , - -
9 a) eine Draufsicht auf eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gemäß1 oder2 , - -
9 b) einen Längsschnitt der sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß9 a) , - -
10 eine Draufsicht auf eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gemäß1 oder2 , - -
11 eine Draufsicht auf eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungseinrichtung gemäß1 oder2 , - -
12 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß10 oder 11 , - -
13 a) und b) Detailansichten der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß10 oder 11 , mit einer ersten Ausführungsform einer Verbindung einer Heizkomponente mit einer Trägerstruktur, - -
14 a) und b) Detailansichten der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß10 oder 11 , mit einer zweiten Ausführungsform der Verbindung der Heizkomponente mit der Trägerstruktur, - -
15 a) eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform einer Befestigung einer Elektrode in einer Befestigungshülse, - -
15 b) eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform der Befestigung der Elektrode in einer Befestigungshülse gemäß15 a) , - -
15 c) einen Querschnitt der Befestigungshülse ohne eingesetzter Elektrode gemäß15 a) oder15 b) , - -
15 d) einen Querschnitt der Befestigungshülse gemäß15 c) mit eingesetzter Elektrode gemäß15 a) oder15 b) , und - -
16 eine Draufsicht auf eine Befestigung einer Elektrode an einem Tragrahmen.
- -
1 a schematic longitudinal section of an exhaust gas treatment device according to the invention, - -
2 a further schematic longitudinal section of the exhaust gas treatment device according to the invention, - -
3 a plan view of a first embodiment of a heating device according to the invention of the exhaust gas treatment device according to the invention1 or2 , - -
4th a longitudinal section of the first embodiment of the heating device according to the invention according to3 , - -
5 a) a longitudinal section of a second embodiment of the heating device according to the invention according to3 , - -
5 b) a detailed view of a holding element of the second embodiment of the heating device according to the invention5 a) , - -
6 a) a longitudinal section according to a third embodiment of the heating device according to the invention3 , - -
6 b) a detailed view of a holding element of the third embodiment of the heating device according to the invention6 a) , - -
7 a) a longitudinal section of a fourth embodiment of the heating device according to the invention of the exhaust gas treatment device according to the invention1 or2 , - -
7 b) a detailed view of a first embodiment of a holding element according to the fourth embodiment of the heating device according to the invention7 a) , - -
7 c) a detailed view of a second embodiment of a holding element according to the fourth embodiment of the heating device according to the invention7 a) , - -
7 d) a detailed view of a third embodiment of a holding element according to the fourth embodiment of the heating device according to the invention7 a) , - -
8th a longitudinal section of a fifth embodiment of the heating device according to the invention according to the exhaust gas treatment device according to the invention1 or2 , - -
9 a) a plan view of a sixth embodiment of a heating device according to the invention of the exhaust gas treatment device according to the invention according to1 or2 , - -
9 b) a longitudinal section of the sixth embodiment of the heating device according to the invention according to9 a) , - -
10 a plan view of a seventh embodiment of the heating device according to the invention of the exhaust gas treatment device according to the invention1 or2 , - -
11 a plan view of an eighth embodiment of the heating device according to the invention of the exhaust gas treatment device according to the invention according to1 or2 , - -
12 a detailed view of the heating device according to theinvention 10 or11 , - -
13 a) and b) detailed views of the heating device according to the invention according to FIG10 or11 , with a first embodiment of a connection of a heating component to a support structure, - -
14 a) and b) detailed views of the heating device according to the invention according to FIG10 or11 , with a second embodiment of the connection of the heating component to the support structure, - -
15 a) a detailed view of a first embodiment of a fastening of an electrode in a fastening sleeve, - -
15 b) a detailed view of a second embodiment of the fastening of the electrode in a fastening sleeve according to FIG15 a) , - -
15 c) a cross-section of the fastening sleeve without inserted electrode according to15 a) or15 b) , - -
15 d) a cross-section of the fastening sleeve according to15 c) with inserted electrode according to15 a) or15 b) , and - -
16 a plan view of an attachment of an electrode to a support frame.
In
In beiden Ausführungsformen ist die Heizvorrichtung
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heizvorrichtung
In
In
In
Die Heizvorrichtung
In dieser Ausführungsform sind die ersten Trägerelemente
Optional kann die Heizvorrichtung
Die Heizkomponente
Das Heizgitter kann zum Beispiel aus einem Metallblech gefertigt sein.The heating grid can be made from sheet metal, for example.
Über die Trägerstruktur ist die Heizvorrichtung
Der Spalt
Der Spalt
Die erste Elektrode
Die Befestigung der ersten Elektrode
Der Tragrahmen
Die zweite Elektrode
Die Heizkomponente
Die zweite Elektrode
Die Befestigung der Befestigungshülsen
Das Gehäuse
Die Isolierung
In anderen Ausführungsformen ist es denkbar, dass die Isolierung
Bei Stromfluss fließt Strom über die erste Elektrode
Alternativ kann der Strom auch umgekehrt fließen.Alternatively, the current can also flow in reverse.
Die Heizkomponente
Das erwärmte Abgas strömt danach in die Abgasreinigungseinrichtung
Die Anordnung der Elektroden
Ferner kann die Heizvorrichtung
In
Die ersten Trägerelemente
Mit „radial“ ist im Wesentlichen „quer zur Strömungsrichtung
Bevorzugt sind die ersten Trägerelemente
Alternativ können die ersten Trägerelemente
Die Heizkomponente
Zwischen der Heizkomponente
Insbesondere ist die Isolierungsschicht
Die Isolierungsschicht
Beispielsweise ist die Isolierungsschicht
Weiterhin ist zu erkennen, dass die erste Elektrode
Eine in
Hier ist die Heizkomponente
Die gegenüberliegenden Teile der ersten Trägerelemente
Des Weiteren wird die Heizkomponente
In
An den Berührungspunkten des Halteelements
Optional kann die Isolierungsschicht
Die weiteren Merkmale der ersten Ausführungsform gelten gleichermaßen für die zweite Ausführungsform.The other features of the first embodiment apply equally to the second embodiment.
In
Hier erstreckt sich die Isolierungsschicht
Insbesondere ist die Isolierungsschicht
Die Heizkomponente
Optional kann die Isolierungsschicht
Die weiteren Merkmale der ersten Ausführungsform gelten gleichermaßen für die dritte Ausführungsform.The other features of the first embodiment apply equally to the third embodiment.
In dieser Ausführungsform ist an den radial äußeren Enden der ersten Trägerelemente
Die Isolierschicht
Insbesondere ist die Isolierschicht
Die Heizkomponente
Der Tragrahmen
Die Trägerstruktur wird in dieser Ausführungsform von am radial äußeren Randbereich angeordneten Elektroden
Der Tragrahmen
Natürlich ist eine derartige Anordnung nur beispielhaft zu verstehen. Beispielsweise kann auch für die ersten Trägerelemente
In den
Dadurch werden die stromführenden Leitungen und so die Heizkomponente
An den Berührungspunkten des Halteelements
Insbesondere können die Halteelemente
Eine fünfte Ausführungsform der Heizvorrichtung
Die Heizkomponente
Die Abgasreinigungseinrichtung
Der Tragrahmen
Die Heizkomponente
Zur Isolierung, Dämpfung und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen kann zwischen dem Tragrahmen
Auch ist es hier denkbar, dass der Tragrahmen
Der Aufbau der Heizvorrichtung
Die ersten Trägerelemente
In
Die Heizkomponente
Die gegenüberliegenden Teile der ersten Trägerelemente
Der Tragrahmen
Über den Tragrahmen
Das längere Trägerelement
Das kürzere Trägerelement
Demnach wird die Heizkomponente
Die Anordnung der Elektroden
In
In beiden Ausführungsformen erstrecken sich jeweils ausgehend vom Verbindungselement
Die Trägerelemente
An ihren äußeren Enden werden die Trägerelemente
In
Über die erste Elektrode
Die Elektroden
Alternativ kann auch der jeweilige Tragrahmen
Die Trägerelemente
Um Wechselwirkungen zwischen den beiden Trägerelementen
In der Ausführungsform gemäß
Dabei kann der Heizdraht - wie in
Alternativ kann der Heizdraht - wie in
Die in
Es ist auch vorstellbar, dass mehrere Heizdrähte in dieser Art in der Heizvorrichtung
Die Befestigung des Heizdrahts in dieser Ausführungsform kann analog zur siebten Ausführungsform gemäß
Im Herstellungsprozess kann der Heizdraht zuerst an den Speichen befestigt werden und anschließend werden die Speichen relativ zueinander verdreht, sodass sie in Umfangsrichtung versetzt zueinander liegen.In the manufacturing process, the heating wire can first be attached to the spokes and then the spokes are rotated relative to one another so that they are offset from one another in the circumferential direction.
In
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Befestigung ist die Elektrode
Die Elektrode
Zusätzlich zur kraftschlüssigen Befestigung kann die Elektrode
Hierzu hat die Elektrode
Hierbei erstreckt sich die Elektrode
In dieser Ausführungsform wird die Elektrode
Dadurch ist die Elektrode
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