DE102020122559B3

DE102020122559B3 - Elektrisches Heizaggregat zum Einschalten in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine sowie damit ausgerüstetes Abgasreinigungsaggregat

Info

Publication number: DE102020122559B3
Application number: DE102020122559.8A
Authority: DE
Inventors: Simon Steigert; Jochen Kroll; Frank Röse
Original assignee: HJS Emission Technology GmbH and Co KG
Current assignee: HJS Emission Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2040-08-29
Also published as: DE102020122559B9

Abstract

Beschrieben ist ein Elektrisches Heizaggregat H zum Einbringen in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine 2, insbesondere stromauf bezüglich eines für seinen Betrieb eine gegenüber Umgebungstemperatur erhöhte Temperatur benötigenden Abgasreinigungsaggregates 4, 6, etwa eines Katalysators, welches elektrische Heizaggregat H eine Einfassung 13 und zumindest ein als Band ausgeführtes, innerhalb der Einfassung 13 gehaltenes Widerstandsheizelement 14. Dieses elektrische Heizaggregat H zeichnet sich dadurch aus, dass das zumindest eine Heizband 14 mäanderförmig und mit seiner Flachseite parallel oder weitgehend parallel zur Längsachse der Einfassung 13 verlaufend angeordnet ist und dass das Heizaggregat H zumindest eine stirnseitig bezüglich des Heizbandes 14 angeordnete und an die Einfassung 13 mechanisch angeschlossene Trägerstruktur 19 mit schlitzförmigen Heizbandlagern 27 zum Halten des Heizbandes 14 innerhalb der Einfassung 13 umfasst, in welche schlitzförmige Heizbandlager 27 das Heizband 14 mit einem Randabschnitt eingreift und über welche Tragstruktur 19 das Heizband 14 gegenüber der Einfassung 13 elektrisch isoliert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizaggregat zum Einbringen in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere stromauf bezüglich eines für seinen Betrieb eine gegenüber Umgebungstemperatur erhöhte Temperatur benötigenden Abgasreinigungsaggregates, etwa eines Katalysators, welches elektrische Heizaggregat eine Einfassung und zumindest ein als Band ausgeführtes, innerhalb der Einfassung gehaltenes Widerstandsheizelement umfasst, wobei das zumindest eine Heizband mäanderförmig und mit seiner Flachseite parallel oder weitgehend parallel zur Längsachse der Einfassung verlaufend angeordnet ist.
Zum Reduzieren der Emissionen einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines in einem Fahrzeug betriebenen Dieselmotors werden Abgasreinigungsaggregate in den Abgasstrang eingeschaltet. Hierbei handelt es sich um Partikelfilter sowie um Katalysatoren, insbesondere Oxidationskatalysatoren und SCR-Katalysatoren. Partikelfilter dienen zur Verminderung von Rußemissionen. Ein SCR-Katalysator dient zur Reduzierung des NOx-Ausstoßes. Ein in ein Abgasreinigungssystem integrierter Oxidationskatalysator unterstützt eine passive Regeneration des Partikelfilters und die Umsetzrate am SCR-Katalysator. Zudem kann dieser genutzt werden, um die Abgastemperatur anzuheben. Soll die Abgastemperatur angehoben werden, wird der Oxidationskatalysator mit Kohlenwasserstoffen beaufschlagt, die an diesem exotherm reagieren. Zum Betrieb eines SCR-Katalysators wird ein Reduktionsmittel benötigt. Dieses wird stromauf des Katalysators in den Abgasstrang eingebracht. Eingesetzt wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung. Während eine Abscheidung von Rußpartikeln mit einem Partikelfilter temperaturunabhängig erfolgt, müssen sich die Katalysatoren in einem bestimmten Temperaturbereich befinden, damit diese ihre abgasreinigende Funktion - die Katalyse von bestimmten Stoffen - ausführen können. Dessen untere Temperaturgrenze wird auch als Light-Off-Temperatur oder Aktivierungstemperatur angesprochen. Die Umsetzrate ist bei einem solchen Katalysator bei Erreichen der Aktivierungstemperatur noch gering. Diese steigert sich mit zunehmender Temperatur bis zu einem Temperaturmaximum. Dieses wiederum ist abhängig von der Auslegung des Katalysators. Die Aktivierungstemperatur liegt bei derartigen Katalysatoren bei etwa 110 bis 130 °C, wobei auch dieser Wert abhängig von der konkreten Auslegung des Katalysators ist.
Erwärmt werden die in den Abgasstrang eingeschalteten Katalysatoren in aller Regel durch das diese anströmende bzw. durchströmende Abgas. Dieses hat unmittelbar nach dem Motorstart noch keine hinreichende Temperatur und es dauert eine gewisse Zeit, mitunter durchaus einige Minuten, bis durch das Abgas ein solcher Katalysator seine Aktivierungstemperatur erreicht hat. In einigen Fällen ist man bestrebt, zumindest einen der Katalysatoren möglichst motornah zu verbauen, damit das Abgas bis zum Erreichen des Katalysators möglichst wenig abkühlt. Bei Systemen, die mehrere hintereinandergeschaltete Abgasreinigungsaggregate verwenden, beispielsweise einen Oxidationskatalysator, gefolgt von einem Partikelfilter und dieser wiederum wiedergefolgt von einem SCR-Katalysator versteht es sich, dass die weiter stromabwärts befindlichen Katalysatoren, wie etwa bei den vorstehend beschriebenen Beispiel der SCR-Katalysator, erst nach einer deutlich längeren Motorbetriebszeit auf Betriebstemperatur durch das Abgas erwärmt sind. Um eine Erwärmung von Katalysatoren zu beschleunigen, sind Heizelemente bekanntgeworden, die stromauf eines Abgasreinigungsaggregates in den Abgasstrang eingeschaltet sind. Diese elektrischen Heizelemente befinden sich innerhalb der Abgasströmung. Das vorbeiströmende Abgas wird bei einem Betrieb eines solchen Heizelementes erwärmt und kann entsprechend mehr Wärme an das dem Heizelement nachgeschaltete Abgasreinigungsaggregat abgeben. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, das Katalysatorsubstrat selbst widerstandselektrisch zu erwärmen, um dieses rascher auf seine Aktivierungstemperatur zu bringen. Bei einer solchen Ausgestaltung sind an der Mantelfläche des Katalysatorsubstrates ein oder mehrere Heizleiter angeordnet, die bei Bestromung erwärmt werden und diese Wärme sodann in das zu erwärmende Katalysatorsubstrat übertragen. Bei derartigen Heizsystemen handelt es sich um übliche Widerstandsheizsysteme. Die Heizleiter werden auf einer gewissen Temperatur gehalten und so lange bestromt, bis das Abgasreinigungsaggregat bzw. das Katalysatorsubstrat seine Aktivierungstemperatur erreicht hat. Die erforderliche Zeit zum Erwärmen des Abgasreinigungsaggregates ist abhängig von seiner Größe. Bei Katalysatoren werden vielfach Keramiksubstrate, beispielsweise aus Cordierit eingesetzt, auf denen die katalytische Beschichtung aufgebracht ist.
Ein elektrisches Heizaggregat für diese Zwecke ist aus US 10,309,279 B2 bekannt. Dieses Heizaggregat verfügt über eine Vielzahl einzelner länglicher Heizelemente, die von einer radial außenseitigen Einfassung sich entlang einer gekrümmten Bahn oder in Annäherung an eine solche gekrümmte Bahn in einzelnen gegeneinander abgewinkelten geraden Abschnitten von der radial außenseitigen Einfassung zu einem im Zentrum befindlichen Rahmenteil erstrecken. Gemäß einer Ausgestaltung können die Heizelemente als Heizbänder ausgeführt sein. Die Flachseite der Heizbänder verläuft parallel zur Längsachse der Einfassung. Eine erste Gruppe elektrischer Heizelemente erstreckt sich zwischen der äußeren Einfassung und dem zentralen Rahmenteil entlang einer ersten Krümmungsrichtung. Eine zweite Gruppe von Heizelementen ist gegensinnig orientiert. In den Kreuzungspunkten sind die Heizelemente miteinander verbunden. Die Ausbildung der Heizelementfläche ist bei diesem Stand der Technik, dessen Heizleistung mit etwa 5 kW bei einem Bordnetz von 48 V angegeben ist, recht kompliziert. Allerdings wird der Einsatz einer Vielzahl einzelner Heizelemente als erforderlich angesehen, um die benötigte Querschnittsfläche mit ausreichend erhitztem Material zu füllen. Elektrisch kontaktiert werden die länglichen Heizelemente über die radial äußere Einfassung. Ein zu berücksichtigender Aspekt bei der Erwärmung von Widerstandsheizelementen, insbesondere von Heizbändern auf die gewünschten Temperaturen, die in diesem Stand der Technik zwischen 200° und 1.000° C angegeben werden, ist die thermische Ausdehnung derselben. Infolge einer thermischen Ausdehnung dürfen insbesondere keine Kurzschlüsse entstehen.
Ein elektrisches Heizgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus JP H04- 339 122 A bekannt. Das Heizband dieses vorbekannten Heizaggregates ist mäanderförmig und mit seiner Flachseite parallel zur Längsachse der Einfassung verlaufend angeordnet. Im Bereich der Umbiegungen ist das Heizband in als Isolatoren ausgeführte Haltestrukturen eintauchend gehalten.
WO 2017/ 151 975 A1 offenbart ein Heizaggregat zum Erwärmen von Fluiden. Als Heizelement wird ein Heizband eingesetzt, welches ebenfalls mäanderförmig angeordnet ist. Gehalten ist dieses durch die Einfassung miteinander verbindender dielektrische Halter.
JP H05- 59 939 A offenbart ein mäanderförmig geformtes Heizband, integriert in das Substrat eines Katalysators. Haltemittel zum Halten des Heizbandes sind daher bei diesem Stand der Technik nicht erforderlich.
Die mit höheren Spannungen betriebenen Bordnetze vor allem zukünftiger Fahrzeuge, die mit Spannungen von 48 V oder mehr betrieben werden, ermöglichen den Einsatz besonders leistungsstarker Heizaggregate. Umso wichtiger ist die Gewährleistung eines bestimmungsgemäßen Betriebes auch bei höheren Temperaturen.
Ausgehend von dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Heizaggregat zum Einbringen in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, dessen beheiztes Widerstandsheizelement eine einfache Herstellung und einen sicheren Betrieb auch bei hohen elektrischen Leistungen gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes elektrisches Heizaggregat, bei dem das Heizaggregat zumindest eine stirnseitig bezüglich des Heizbandes angeordnete und an die Einfassung mechanisch angeschlossene Tragstruktur mit schlitzförmigen Heizbandlagern zum Halten des Heizbandes innerhalb der Einfassung umfasst, in welche schlitzförmige Heizbandlager das Heizband mit einem Randabschnitt eingreift und über welche Tragstruktur das Heizband gegenüber der Einfassung elektrisch isoliert ist.
Bei diesem elektrischen Heizaggregat ist das zumindest eine Heizband mäanderförmig verlaufend innerhalb der Einfassung gehalten. Ein Heizband in eine Mäanderform zu bringen, ist mit einfachen Mitteln möglich. Dies erfordert lediglich das Bereitstellen von Umbiegestellen, um typischerweise parallel verlaufende Heizbandabschnitte bereitzustellen. Die Schmalseite eines solchermaßen geformten Heizbandes weist anströmseitig entgegen der Anströmrichtung des Abgases, stellt mithin für das anströmende Abgas kein nennenswertes Strömungshindernis dar, insbesondere kein solches, welches den Abgasgegendruck nennenswert erhöht. Die Materialstärke des Heizbandes beträgt typischerweise etwa 0,5 - 0,7 mm, kann jedoch auch dünner ausgelegt sein. Zum Halten des Heizbandes innerhalb der Einfassung dient zumindest eine Tragstruktur. Diese ist stirnseitig bezüglich des Heizbandes angeordnet und an die Einfassung mechanisch angeschlossen. Typischerweise verfügt das Heizaggregat über zwei Tragstrukturen, wobei eine anströmseitig und die andere abströmseitig bezüglich des Heizbandes angeordnet ist. Werden zwei Tragstrukturen verwendet, kann die Breite des Heizbandes (Erstreckung in Richtung der Längsachse der Einfassung) entsprechend groß ausgebildet sein. Bei bezüglich ihrer Breite schmaleren Heizbändern kann eine nur an einer Stirnseite vorhandene Tragstruktur ausreichend sein. Die Tragstruktur ist mit schlitzförmigen Heizbandlagern ausgerüstet. In die schlitzförmigen Heizbandlager greift das Heizband mit einem Randabschnitt ein. Ferner ist vorgesehen, dass das Heizband über die Tragstruktur gegenüber der Einfassung elektrisch isoliert ist.
Bei einer Konzeption des Heizaggregates mit jeweils einer stirnseitig angeordneten Tragstruktur ist das Heizband in Längserstreckung der Einfassung innerhalb dieser durch die Tragstrukturen formschlüssig gehalten. Dieses erlaubt eine Ausbildung der Heizbandlager als Los-Lager, sodass bei einer thermischen Längenausdehnung des Heizbandes der in den Heizbandschlitz eines Heizbandlagers eingreifende Teil des Heizbandes in Richtung seiner Längserstreckung verschieblich gehalten ist. Die mäanderförmige Ausdehnung des Heizbandes kann genutzt werden, um durch entsprechende Anordnung von Heizbandlagern in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer oder mehreren Heizbandumbiegungen das Heizband in Richtung der Längserstreckung seiner typischerweise parallel verlaufenden Heizbandabschnitte zu fixieren. In Querrichtung hierzu sind die Heizbandabschnitte durch Eingreifen in die schlitzförmigen Heizbandlager fixiert. Daher ist es ausreichend, wenn die Tragstruktur nur an wenigen Stellen an die innere Mantelfläche der Einfassung mechanisch angeschlossen und damit fixiert ist.
Vorteilhaft bei diesem Heizaggregat mit seiner Tragstruktur ist, dass das Heizband auch im Bereich seiner Heizbandumbiegungen wirksam Wärme abgeben kann und die Heizbandumbiegungen auch abgasangeströmt sind. Hierdurch wird ein Überhitzen der Heizbandumbiegungen ebenso vermieden, wie die Einbuße an Strömungsquerschnittsfläche, was im Falle einer radialen Lagerung des Heizbandes in Kauf zu nehmen ist. Insofern kann bei diesem Heizaggregat die Gesamtquerschnittsfläche der Einfassung für die Abgasdurchströmung genutzt werden. Dieses reduziert je nach Blickwinkel den erforderlichen Durchmesser der Einfassung bzw. den Abgasgegendruck.
Gemäß einer Ausführung einer solchen Tragstruktur ist diese nach Art eines Gerüstes, gebildet durch mehrere, quer zum Längsverlauf der Heizbandabschnitte verlaufenden Streben gebildet. Die Streben tragen an ihrer zu dem Heizband weisenden Seite die schlitzförmigen Heizbandlager. Die Streben können aus diesem Grunde auch als Kammleisten angesprochen werden. Eine solche Strebe kann ein leistenförmiger Metallabschnitt sein, der mit seiner Schmalseite zu dem Heizband weist und dessen Schmalseite die schlitzförmigen Heizbandlager trägt. Eine solche Strebe kann in ihrer Erstreckung über die Stirnfläche des Heizbandes mehrfach gewinkelt sein, wenn dieses beispielsweise aufgrund der Querschnittsgeometrie der Einfassung sinnvoll ist. Bei einer solchen Auslegung der Tragstruktur wird durch derartige Streben, deren Schmalseite durch das Abgas angeströmt ist, der Abgasgegendruck ebenfalls nicht nennenswert erhöht. Zugleich ist durch eine solche Auslegung der Streben bzw. der daraus gebildeten gerüstartigen Tragstruktur dieses mit einer hinreichenden Stabilität, etwa gegenüber Verwindungen, ausgestattet. Eine solche gerüstartige Tragstruktur kann durch mehrere einzelne, nicht miteinander verbundene Streben bereitgestellt sein. Bei größeren Querschnittsflächen wird man zur Stabilisierung der Streben und damit der Tragstruktur diese durch Querverbinder miteinander verbinden. Möglich ist auch die Auslegung zweier solcher Streben als Doppelstrebe, die hutförmig profiliert sind und wobei diese beiden Streben mit ihrer Öffnungsseite zueinander weisend und mit ihren Schenkeln aneinander grenzend verbunden sind. Eine solche Auslegung eines Teils einer solchen Tragstruktur ist sinnvoll, wenn das Heizband in dem Zentrum seiner durch die mäanderförmige Ausbildung flächigen Erstreckung zwei mit Abstand zueinander angeordneter Streben, beispielsweise bei einer kreisringförmigen Einfassung gehalten werden soll.
Eine elektrische Isolierung des Heizbandes gegenüber der Einfassung kann durch aus einem elektrisch nicht leitenden Material, etwa einer Keramik, hergestellte Lagerelemente bereitgestellt werden, die ihrerseits das schlitzförmige Heizbandlager aufweisen. Derartige Lagerelemente sind an die Tragstruktur angeschlossen. Bei einer Auslegung der Tragstruktur mit Streben, hergestellt aus Metallleisten, kann die zu dem Heizband weisende Seite an denjenigen Stellen, an denen ein solches Lagerelement zu positionieren ist, Ausnehmungen, typischerweise U-förmige Ausnehmungen, aufweisen, in die sodann ein solches, beispielsweise aus Keramik hergestelltes Lagerelement eingesetzt und gehalten ist. Eine stoffliche Verbindung ist möglich, jedoch nicht unbedingt erforderlich, und zwar dann nicht, wenn eine solche Tragstruktur zu beiden Stirnseiten des Heizbandes angeordnet ist und die Lagerelemente in Richtung der Längserstreckung der Heizbandabschnitte formschlüssig in die Ausnehmungen für die Lagerelemente eingreifen. Ein Anschluss von solchen Lagerelementen an die Tragstruktur kann, wenn gewünscht, durch Verwendung eines geeigneten Klebers oder auch durch eine Schweißverbindung oder auch durch jede andere hierfür geeignete Verbindungsart vorgenommen werden.
Bei mit größerer Querschnittsfläche konzipierten Heizaggregaten wird man die Tragstruktur typischerweise mit mehreren, die schlitzförmigen Heizbandlager aufweisenden Streben ausführen. So können zwischen zwei randlichen Streben, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Umbiegungszone des Heizbandes befinden, ein oder auch mehrere weitere Streben angeordnet sein. Dann ist jeder Heizbandabschnitt je nach Auslegung des Traggerüstes mit mehreren, maximal einer der Anzahl an vorgesehenen Streben entsprechenden Anzahl an Heizbandlagern gehalten. Durch diese kann einer thermischen Längenausdehnung auf zweierlei Weise begegnet werden. Es gibt die Möglichkeit, die Heizbandlager als Los-Lager auszubilden, sodass ein darin mit einem Randabschnitt eingreifender Heizbandabschnitt hinsichtlich seiner Längenausdehnung durch die Heizbandlager nicht beeinträchtigt ist. Das Vorsehen einer oder mehrerer, Heizbandlager tragenden Streben zwischen zwei randlichen Streben erlaubt jedoch auch die Möglichkeit einer Ausbildung der Heizbandlager als Fest-Lager, durch die eine Bewegung des darin eingreifenden Heizbandabschnittes in Richtung seiner Längserstreckung unterbunden ist. Die Länge des Heizbandabschnittes ist dann in eine entsprechende Anzahl an Sektoren unterteilt, die bezüglich einer thermischen Ausdehnung voneinander durch die Heizbandlager entkoppelt sind. Das Maß einer ausdehnungsbedingten Deformation, die sich in einem Durchbiegen eines Heizbandabschnittes bemerkbar macht, ist dadurch kontrollierbar, sodass Kontakte zwischen benachbarten Heizbandabschnitten auch bei Erwärmen derselben auf höhere Temperaturen vermieden sind. Möglich ist auch die Konzeption eines Traggerüstes mit Heizbandlagern, von denen einige als Fest-Lager und andere als Los-Lager ausgeführt sind. Bei einer solchen Ausgestaltung können die Heizbandlager der beiden randlichen, in unmittelbarer Nachbarschaft zu der durch die mäanderförmige Auslegung bedingten Umbiegungszone des Heizbandes befindlichen Streben als Fest-Lager ausgeführt sein, während diejenigen der einen oder mehreren zwischen diesen beiden Streben befindlichen Streben Los-Lager sind. Bei der Verwirklichung einer solchen Tragstruktur ist Sorge dafür getragen, dass die Umbiegungen des Heizbandes auch bei einer extremen Wärmeausdehnung des Heizbandes nicht in Kontakt mit der Einfassung gelangen oder zu nah an die innere Oberfläche derselben gelangen. Damit bleibt die durch das Abgas bereitgestellte elektrische Isolierung zwischen dem Heizband und der typischerweise aus Stahl bestehenden Einfassung auch bei hohen Temperaturen erhalten.
Eine thermische Längenausdehnung kann auch durch quer zur Längserstreckung der Heizbandabschnitte in diese eingebrachte Gelenkzonen kompensiert werden. Bereitgestellt werden kann eine solche Gelenkzone durch eine sich über die Breite des Heizbandes und sich somit parallel zur Strömungsrichtung des das Heizaggregat durchströmenden Abgases erstreckende Sicke. Diese gegenüber der Ebene des Heizbandabschnittes geschaffene Ausbauchung reagiert bezüglich der angrenzenden Heizbandabschnitte scharnierartig. Eine solche Ausbildung des Heizbandes ist vor allem bei einem Anschluss der Tragstruktur über Fest-Lager an das Heizband sinnvoll.
Das Heizband kann auch in Richtung seiner Längserstreckung folgende Versteifungsstrukturen, wie etwa Sicken, aufweisen. Die Strukturen sind von der Ebene des Heizbandes bzw. seiner Heizbandabschnitte ausgestellt und daher von dem durchströmenden Abgas angeströmt. Dieses sorgt für Turbulenzen und demzufolge einen besseren Wärmeübergang von dem erwärmten Heizband auf das demgegenüber relativ kühle Abgas. Möglich ist auch eine Ausgestaltung, bei der derartige Versteifungsstrukturen einen Durchbruch des Heizbandabschnittes beinhalten und das Abgas bei Beaufschlagen einer solchen Struktur, die beispielsweise haubenartig ausgestellt sein kann, auf die andere Seite des Heizbandes gelenkt wird. Auch dieses begünstigt einen Wärmeübergang von Wärme in den Abgasstrom.
Infolge der mäanderförmigen Formung des Heizbandes verläuft der jeweilige letzte Heizbandabschnitt parallel oder annähernd parallel zur inneren Oberfläche der Einfassung. Daher ist ein elektrischer Anschluss des Heizbandes auf einfache Weise möglich, und zwar beispielsweise unter Verwendung eines elektrischen Anschlussbolzens, der die Einfassung durchgreift und der mit dieser dauerhaft mechanisch verbunden ist, typischerweise mit dieser verschweißt ist. Die in radialer Richtung nach außen weisende Flachseite des diesbezüglich letzten Heizbandabschnittes bietet aufgrund ihrer Fläche hinreichend Möglichkeiten, den elektrischen Leiter eines solchen elektrischen Anschlussbolzens daran anschließen zu können, beispielsweise durch Anschweißen desselben.
Die mit einem solchen elektrischen Heizaggregat mögliche elektrische Leistung wird über die Dimensionierung des Heizbandes vorgenommen, das heißt: Über seine Länge und seine Querschnittsfläche.
Mit einem solchen elektrischen Heizaggregat können bei einem mit entsprechender Spannung betriebenen Bordnetz eines Fahrzeuges kurzfristig Leistungen von durchaus über 10 kW bereitgestellt werden, beispielsweise Leistungen von etwa 15 kW und mehr. Besonders vorteilhaft ist der kurzzeitige Betrieb eines solchen Heizaggregates vor dem Motorstart. Das Heizaggregat selbst ist typischerweise unmittelbar stromauf eines Katalysators angeordnet, damit sich dieser zumindest auf seiner Light-Off-Temperatur befindet, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Eine Erwärmung des Katalysators erfolgt durch Wärmeübertragung durch das innerhalb des Heizaggregates erwärmte Gas, durch Wärmestrahlung und durch Wärmeleitung. Letzteres erfolgt über die Einfassung, die sich typischerweise in dasjenige des in Strömungsrichtung des Abgases nachgeschalteten Katalysators fortsetzt. Zudem wird Wärme in dem Heizband und dem Traggerüst, vor allem, wenn dieses aus Metall hergestellt ist, gespeichert, sodass das bei bzw. unmittelbar nach einem Motorstart von der Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas vor Erreichen des dem Heizaggregat nachgeschalteten Katalysators nicht nur auf einen vorerwärmten, oberhalb seiner Light-Off-Temperatur befindlichen Katalysator auftrifft, sondern seinerseits durch Aufnahme von Wärme aus dem Heizaggregat bereits vorerwärmt ist. Dieses wirkt einem Auskühlen des vorerwärmten Katalysators durch das zunächst kühle anströmende Abgas entgegen. Eine Erwärmung des Heizbandes auf 600° - 700° C wird als ausreichend angesehen, um bereits bei einem Motorstart eine effektive Abgasreinigung, insbesondere in Bezug auf eine Entstickung durchführen zu können.
Das Heizaggregat kann selbstverständlich auch bei laufendem Betrieb der Brennkraftmaschine betrieben werden, um einen Temperaturhub im Abgas herbeizuführen, sollte die Abgastemperatur für die an einem nachgeschalteten Abgasreinigungsaggregat vorzunehmende Reaktion nicht hinreichend sein.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Ein schematisiertes Blockschaltbild einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine mit zwei Katalysatoren und jeweils einem jedem Katalysator vorgeschalteten elektrischen Heizaggregat,
2: eine Stirnseitenansicht eines Heizaggregates der Abgasreinigungsanlage der 1,
3: eine Darstellung des Heizaggregates der 2 nach Art einer Explosionsdarstellung und
4: eine Teilschnittdarstellung des Heizaggregates der 2.

Eine Abgasreinigungsanlage 1 ist an einen Dieselmotor 2 als beispielhafte Brennkraftmaschine eines in der Figur nicht dargestellten Fahrzeuges angeschlossen. Die einzelnen Aggregate der Abgasreinigungsanlage 1 sind in den Abgasstrang 3 des Dieselmotors 2 eingeschaltet. Die Abgasreinigungsanlage 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst einen Oxidationskatalysator 4. In demselben Gehäuse wie der Oxidationskatalysator 4 befindet sich, diesem unmittelbar vorgeschaltet, ein elektrisches Heizaggregat H. Dem Oxidationskatalysator 4 bzw. der Einheit bestehend aus dem Heizaggregat H und dem Oxidationskatalysator 4 in Strömungsrichtung des Abgases nachgeschaltet ist ein Partikelfilter 5 angeordnet, der die in dem Abgasstrom mitgeführten Feinstoffpartikel, wie beispielsweise Rußpartikel, aus dem Abgasstrom herausfiltert. Diese werden auf der anströmseitigen Oberfläche des Dieselpartikelfilters 5 akkumuliert.
In Strömungsrichtung des den Abgasstrang 3 durchströmenden Abgases ist dem Partikelfilter 5 nachgeschaltet ein SCR-Katalysator 6 vorgesehen. Da auch der SCR-Katalysator 6 ebenso wie der Oxidationskatalysator 4 eine gewisse Betriebstemperatur benötigen, um die gewünschten Reaktionen an ihren katalytischen Oberflächen durchführen zu können, ist dem SCR-Katalysator 6 ebenfalls in demselben Gehäuse unmittelbar ein Heizaggregat H vorgeschaltet. Die für die beiden Katalysatoren 4, 6 verwendeten Heizaggregate H sind gleich aufgebaut.
Dem Ausgang des Partikelfilters 5 nachgeschaltet, trägt der Abgasstrang 3 eine Reduktionsmittelzuführung 7, die der Einfachheit halber nur mit ihrem in den Abgasstrang 3 hineinreichenden Injektor 8 gezeigt ist. Über diesen wird Reduktionsmittel zum Betreiben des SCR-Katalysators 6 dem den Abgasstrang 3 durchströmenden Abgasstrom beigemengt. Das in flüssiger Form als Precursor in den Abgasstrom eingebrachte Reduktionsmittel (Ammoniak) wird in einem in der Figur nicht dargestellten Reduktionsmittelbehälter bevorratet, der über eine Reduktionsmittelleitung mit dem Injektor 8 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird Harnstofflösung (Urea) als Ammoniak-Precursor über den Injektor 8 in den Abgasstrang 3 eingebracht.
Zum Erfassen von für den Betrieb der Abgasreinigungsanlage 1 erforderlicher Kenndaten des den Abgasstrang 3 durchströmenden Abgasstromes verfügt die Abgasreinigungsanlage 1 über entsprechende Sensoren. In der Figur sind beispielhaft zwei Temperatursensoren 9, 9.1 gezeigt, wobei der Temperatursensor 9 dem SCR-Katalysator 6 in Strömungsrichtung des Abgases vorgeschaltet und der Temperatursensor 9.1 dem SCR-Katalysator 6 nachgeschaltet ist. Die Abgasreinigungsanlage 1 kann weitere Sensoren umfassen, insbesondere auch Temperatursensoren vor und nach dem Oxidationskatalysator 4 und/oder dem Partikelfilter 5 sowie Drucksensoren oder andere Sensoren.
Eine Steuereinrichtung 10 dient zum Ansteuern der Abgasreinigungsanlage 1. Die Steuereinrichtung 10 des dargestellten Ausführungsbeispiels verfügt über eine Schnittstelle 11, über die die Steuereinrichtung 10 an eine in der Figur nicht dargestelltes Motormanagement des Fahrzeuges angeschlossen ist. Der Steuereinrichtung 10 zugehörig ist ein Kennfeldspeicher 12, in dem abgasstromrelevante Kennfelddaten hinterlegt sind.
Die Abgasreinigungsanlage 1 kann weitere Komponenten, wie beispielsweise ein oder mehrere Akustikmodule, einen Reduktionsmittelschlupfkatalysator, dem SCR-Katalysator 6 nachgeschaltet, oder dergleichen umfassen.
Die abgasdurchströmten Komponenten der Abgasreinigungsanlage 1 sind wärmeisoliert (in der Figur nicht dargestellt), um auf diese Weise ein Auskühlen des Abgases auf seiner Strömungsstrecke von dem Dieselmotor 2 zu dem Oxidationskatalysator 4 und zu dem SCR-Katalysator 6 zu minimieren. Diese Maßnahme hilft auch, die Katalysatoren 4, 6 länger auf Betriebstemperatur zu halten, wenn der Dieselmotor 2 aufgrund beispielsweise einer Fahrtunterbrechung oder einer Pause für eine gewisse Zeit ausgestellt wird.
Nachstehend ist das Heizaggregat H des Oxidationskatalysators 4 näher beschrieben. Das dem SCR-Katalysator 6 vorgeschaltete Heizaggregat H ist genauso aufgebaut.
Das Heizaggregat H umfasst eine Einfassung 13 aus Stahlblech. Die Einfassung 13 setzt sich fort in das Gehäuse des Oxidationskatalysators 4. Die Querschnittsfläche der Einfassung 13 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kreisförmig. Das elektrische Heizaggregat H verfügt als elektrisches Widerstandsheizelement über ein Heizband 14, welches mäanderförmig die durch die Einfassung 13 bereitgestellte Querschnittsfläche füllt. Durch die mäanderförmige Formung des Heizbandes 14 verfügt dieses über eine Vielzahl paralleler Heizbandabschnitte 15, wobei zwei benachbarte Heizbandabschnitte jeweils durch nur eine Heizbandumbiegung 16 miteinander verbunden sind. Die Länge der Heizbandabschnitte 15 nimmt von einem randlichen Ende des Heizbandes 14 zur Mitte der Einfassung 13 hin zu und anschließend wieder ab, um auf diese Weise die Innenkontur der Einfassung 13 nachempfinden zu können. Elektrisch kontaktiert ist das Heizband 14 an seinen beiden endseitigen Heizbandabschnitten 15.1 jeweils mittels eines elektrischen Abschlussbolzens 17, 17.1, dessen elektrischer Leiter 18, 18.1 an den jeweils endseitigen Heizbandabschnitt 15.1 angeschlossen ist. Die Anschlussbolzen 17, 17.1 sind mit der Einfassung verschweißt.
Gehalten ist das Heizband 14 in der Einfassung durch eine nach Art eines Gerüstes bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeführte Tragstruktur 19. Die Tragstruktur 19 umfasst mehrere Streben 20 - 23, die mit ihrem stirnseitigen Ende an die Einfassung 13 innenseitig angeschlossen sind. Die Streben 20 und 21 sowie 22 und 23 sind durch Querverbinder 24 miteinander verbunden. Die Streben 21, 22 sind durch ihre hutförmige Profilierung im Bereich ihrer Schenkel miteinander verbunden. Das aus den Streben 21, 22 gebildete Strebenpaar befindet sich im Bereich der Mitte der Einfassung 13. Die beiden anderen Streben 20, 23 befinden sich im randlichen Bereich des Strömungsquerschnittes der Einfassung 13. Diese Streben 20, 23 befinden sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Zone der Heizbandumbiegungen 16. Aufgrund der kreisförmigen Querschnittsfläche der Einfassung 13 sind die Streben 20, 23 entsprechend gewinkelt ausgeführt, um den gekrümmten Randverlauf angenähert zu folgen.
Die Streben 20 - 23 sind durch Metallleisten bereitgestellt, wie dieses der Explosionsdarstellung der 3 entnehmbar ist. Zur Anbindung der Streben 20 - 23 verfügen diese an ihren endseitigen Stirnseiten über Anbindungsfortsätze, die in entsprechende Ausnehmungen der Einfassung 13 eingreifen und darin stoffschlüssig fixiert sind. Zum Anschluss der Querverbinder 24 an die Streben 23 - 23 tragen die leistenförmigen Streben 20 - 23 jeweils nach oben abragende Anbindungsfortsätze 25, an die ein Querverbinder 24, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Y-förmig ausgeführt ist, angeschlossen ist. Zu diesem Zweck tragen die Querverbinder 25 endseitige Verbreiterungen mit einer darin eingebrachten Aussparung, damit diese auf die Anbindungsfortsätze 25 der Streben 20 - 23 aufgesetzt und miteinander gefügt werden können. Auf diese Weise erhält die aus den Streben 20 - 23 gebildete Tragstruktur 19 eine für die erforderlichen Zwecke ausreichende Stabilität.
Die Tragstruktur 19 dient zum Halten des Heizbandes 14 innerhalb der Einfassung 13. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich eine Tragstruktur 19 an der anströmseitigen Stirnfläche des mäanderförmigen Heizbandes 14 und eine zweite Tragstruktur 19.1, die genauso aufgebaut ist wie die Tragstruktur 19, an der abströmseitigen Stirnfläche.
Die Streben 20 - 23 der Tragstruktur 19 sind an ihrer zu dem Heizband 14 weisenden Seite kammförmig ausgeführt. In jede Kammausnehmung ist ein Lagerelement 26 eingesetzt. Die Lagerelemente 26 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer elektrisch nicht leitenden Keramik gefertigt. Damit erfolgt über die Lagerelemente 26 und die Anschlussbolzen 17 und 17.1 bei diesem Ausführungsbeispiel die elektrische Isolierung zwischen dem Heizband 14 und der Einfassung 13.
Die Lagerelemente 26 sind, wie aus der Schnittdarstellung der 4 erkennbar, mit ihrer von dem Heizband 14 bzw. von den Heizbandabschnitten 15 wegweisenden Seiten U-förmig ausgeführt. Dementsprechend sind auch die komplementären Ausnehmungen in den Streben 20 - 23 konzipiert. In 4 sind einige Lagerelemente 26 ohne die diese haltende Strebe - die der Strebe 22 an der anderen Stirnseite gegenüberliegende Strebe - gezeigt. Die Lagerelemente 26 verfügen über ein schlitzförmiges Heizbandlager 27. Die lichte Weite des Heizbandlagers 27 entspricht der 2- bis 3-fachen Materialstärke des darin eingreifenden Randes eines Heizbandabschnittes 15. Die Lagerelemente 26 tragen außenseitig eine Nut 28, in die die Einfassung der U-förmigen Ausnehmung einer Strebe 20 - 23 eingreift. Hierdurch ist das Lagerelement 26 in Querrichtung zur Längserstreckung der jeweiligen Strebe 20 - 23 formschlüssig gehalten.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die schlitzförmigen Heizbandlager 27 als Los-Lager konzipiert. Auf diese Weise ist eine thermische Längenausdehnung der parallelen Heizbandabschnitte 15 gewährleistet. Der Abstand der Heizbandumbiegungen 16 von der Innenwand der Einfassung 13 ist hinreichend groß bemessen, damit auch bei einer Erwärmung des Heizbandes 14 auf seine Maximaltemperatur ein hinreichender Abstand zur elektrischen Isolierung vorhanden bleibt. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass bei einer Erwärmung des Heizbandes 14 ebenfalls die Einfassung 13 mit erwärmt wird und sich diese somit ebenfalls ausdehnt.
Als Material des Heizbandes 14 können an sich bekannte Heizbandlegierungen eingesetzt werden, beispielsweise FeCrAl-, NiCr-Legierungen. Die Leistung des Heizbandes 14 wird durch seine Länge, seine Materialstärke und seine Breite (Erstreckung in Richtung der Längsachse der Einfassung 13) bestimmt.
Das Bordnetz des Fahrzeuges, an dem die Abgasreinigungsanlage 1 vergebaut ist, wird mit 48 V betrieben. Das Heizband 14 bzw. das elektrische Heizaggregat H ist ausgelegt, mit etwa 15 kW betrieben werden zu können. Hiermit lassen sich Temperaturen von bis zu 1.000° C erreichen. Der dem Heizaggregat H nachgeschaltete Oxidationskatalysator 4 ist bei dieser beispielhaften Auslegung bereits nach etwa 180 s nach Betrieb des Heizaggregates H soweit erwärmt, dass dessen Temperatur oberhalb seiner Light-Off-Temperatur liegt. Dieses ermöglicht eine Erwärmung des Oxidationskatalysators 4 auf seine Funktionstemperatur auch vor einem Motorstart, sodass die gewünschte katalytische Reaktion an seiner Oberfläche bereits an dem ersten ausgestoßenen Abgas vorgenommen werden kann. Hierdurch wird die Gesamtabgasemission signifikant reduziert, da die nicht gewünschten Emissionen bei nicht auf Betriebstemperatur befindlicher Brennkraftmaschine besonders hoch sind.
Gleiches gilt für den SCR-Katalysator 6, der vor dem Motorstart in gleicher Weise erwärmt wird wie der Oxidationskatalysator 4.
Die stirnseitige Ansicht des elektrischen Heizaggregates H verdeutlicht, dass dieses keinen nennenswerten Abgasgegendruck bereitstellt. Zugleich wird durch die unmittelbare Positionierung des Heizaggregates H anströmseitig vor dem jeweiligen Katalysator 4, 6 ein bestmöglicher Wärmeübergang in das Substrat des Katalysators 4, 6 erreicht, insbesondere auch zum Vorerwärmen desselben vor einem Motorstart oder auch bei nur geringen, insbesondere kühlen Abgasvolumenströmen. Die Erwärmung erfolgt durch das im System vorhandene Gas, durch Wärmestrahlung und Wärmeleitung infolge der Erwärmung der Einfassung 13, die in elektrisch leitender Verbindung mit der Einfassung des nachgeschalteten Katalysators 4, 6 steht.
Aufgrund des dem Oxidationskatalysator 4 unmittelbar vorgeschalteten elektrischen Heizaggregates H hat dieser bereits beim Motorstart seine Betriebstemperatur, sodass eine weitere Erwärmung, nachdem dieser eine Temperatur oberhalb seiner Light-Off-Temperatur erreicht hat, auch durch innermotorische Maßnahmen vorgenommen werden kann, und zwar durch Einbringen von Kohlenwasserstoffen in den Abgasstrom, die an der katalytischen Oberfläche exotherm reagieren, sodass auf diese Weise der Abgasstrom zusätzlich durch diese Maßnahme erwärmt werden kann, die zu einem signifikanten positiven Temperaturhub des Abgases führt. Dieses erwärmte Abgas erwärmt dann den nachgeschalteten Abgasstrang 3. Von Vorteil ist ferner, dass aufgrund dieser Maßnahme der Oxidationskatalysator 4 nicht mehr unmittelbar motornah verbaut werden muss. Daher bestehen bei einer Verwendung eines solchen elektrischen Heizaggregates H größere Designfreiheiten in der Auslegung einer Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine, wie etwa für einen Dieselmotor 2, wie in den Figuren gezeigt.
Die aktuelle Temperatur innerhalb des Abgasstranges der Abgasreinigungsanlage kann mit den Temperatursensoren 9, 9.1 erfasst werden. Typischerweise ist dem Oxidationskatalysator 4 ebenfalls ein Temperatursensor vorgeschaltet. Über die Steuereinrichtung 10 wird sodann auch der Motorstart gesteuert, der erst freigegeben wird, wenn zumindest der Oxidationskatalysator 4 durch das elektrische Heizaggregat H bis auf eine Temperatur oberhalb seiner Light-Off-Temperatur erwärmt worden ist. Insofern kann dieser Vorgang mit dem bei älteren Dieselfahrzeugen erforderlichen Vorglühen verglichen werden.
Dasjenige, was vorstehend anhand eines Motorstartes erläutert worden ist, gilt gleichfalls bei einem Betrieb des Dieselmotors 2 in solchen Betriebsmodi, bei denen die Abgastemperatur nicht ausreicht, um die Katalysatoren 4, 6 auf Betriebstemperatur zu bringen. Die elektrischen Heizaggregate H können in einem solchen Fall dauerhaft für den notwendigen Temperaturhub im Abgasstrom sorgen. Es versteht sich, dass diese dann nicht mit der für einen Kaltstart benötigten Leistung betrieben werden müssen. Ebenfalls ist ein intermittierender Betrieb der Heizaggregate H möglich, ebenso wie eine Kombination mit der Anhebung der Temperatur im Abgasstrang durch innermotorische Maßnahmen.
Die Beschreibung der Erfindung verdeutlicht, dass mit der beschriebenen Abgasreinigungsanlage 1 ein effizientes, synergetisches Zusammenwirken der einzelnen Aktoren einschließlich des Dieselmotors bezüglich eines Temperaturmanagements der Katalysatoren 4, 6 bereitgestellt ist, um Emissionen, insbesondere NOx-Emissionen gerade in temperaturkritischen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zu reduzieren.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müsste.
Bezugszeichenliste

1: Abgasreinigungsanlage
2: Dieselmotor
3: Abgasstrang
4: Oxidationskatalysator
5: Partikelfilter
6: SCR-Katalysator
7: Reduktionsmittelzuführung
8: Injektor
9, 9.1: Temperatursensor
10: Steuereinrichtung
11: Schnittstelle
12: Kennfeldspeicher
13: Einfassung
14: Heizband
15, 15.1: Heizbandabschnitt
16: Heizbandumbiegung
17, 17.1: elektrischer Anschlussbolzen
18, 18.1: elektrischer Leiter
19, 19.1: Tragstruktur
20 - 23: Strebe
24: Querverbinder
25: Anbindungsfortsatz
26: Lagerelement
27: Heizbandlager
28: Nut
H: elektrisches Heizaggregat

Claims

Elektrisches Heizaggregat (H) zum Einbringen in den Abgasstrang (3) einer Brennkraftmaschine (2), insbesondere stromauf bezüglich eines für seinen Betrieb eine gegenüber Umgebungstemperatur erhöhte Temperatur benötigenden Abgasreinigungsaggregates (4, 6), etwa eines Katalysators, welches elektrische Heizaggregat (H) eine Einfassung (13) und zumindest ein als Band ausgeführtes, innerhalb der Einfassung (13) gehaltenes Widerstandsheizelement (14) umfasst, wobei das zumindest eine Heizband (14) mäanderförmig und mit seiner Flachseite parallel oder weitgehend parallel zur Längsachse der Einfassung (13) verlaufend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizaggregat (H) zumindest eine stirnseitig bezüglich des Heizbandes (14) angeordnete und an die Einfassung (13) mechanisch angeschlossene Tragstruktur (19, 19.1) mit schlitzförmigen Heizbandlagern (27) zum Halten des Heizbandes (14) innerhalb der Einfassung (13) umfasst, in welche schlitzförmige Heizbandlager (27) das Heizband (14) mit einem Randabschnitt eingreift und über welche Tragstruktur (19) das Heizband (14) gegenüber der Einfassung (13) elektrisch isoliert ist.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (19, 19.1) nach Art eines Gerüstes mit mehreren quer zum Längsverlauf der Heizbandabschnitte (15) verlaufenden Streben (20 - 23), die an ihrer zu dem Heizband (14) weisenden Seite die schlitzförmigen Heizbandlager (27) aufweisen, ausgeführt ist.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Streben (20, 21; 22, 23) durch Querverbinder (24) miteinander verbunden sind.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gerüstartige Tragstruktur (19, 19.1) aus Metall gefertigt ist und an die zum Heizband (14) weisende Seite Lagerelemente (26) aus einem elektrisch nicht leitenden Material, etwa einer Keramik, mit jeweils einem schlitzförmigen Heizbandlager (27) angeschlossen sind.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (20 - 23) der Tragstruktur (19, 19.1) leistenförmige Metallstreifen sind, die mit ihrer Schmalseite zu der Stirnseite des Heizbandes (14) weisen und Ausnehmungen zum Einsetzen jeweils eines Lagerelementes (26) aufweisen.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (26) an ihrer Außenseite jeweils eine Nut (28) aufweisen, in die der Rand einer Ausnehmung einer Strebe (20 - 23) eingreift.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (26) kraftschlüssig an die Tragstruktur (19, 19.1) angeschlossen sind.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizbandlager (27) als Los-Lager ausgeführt sind, demzufolge der eingreifende Heizbandabschnitt (15) in Richtung seiner Längserstreckung verschieblich darin gehalten ist.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizbandlager (27) als Fest-Lager ausgeführt sind, demzufolge der eingreifende Heizbandabschnitt (15) in Richtung seiner Längserstreckung darin ortsfest gehalten ist.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (19, 19.1) jeweils benachbart zu einer für die mäanderförmige Formgebung benötigte Umbiegungszone des Heizbandes (14), in der zwei benachbarte Heizbandabschnitte (15) durch eine Heizbandumbiegung (16) verbunden sind, jeweils eine Strebe (20 - 23) und zwischen diesen randlichen Streben (20 - 23) zumindest eine weitere Strebe (20 - 23) umfasst und dass die Heizbandlager (27) der randlichen Streben (20 - 23) als Fest-Lager und diejenigen der zumindest einen zwischen diesen randlichen Streben (20 - 23) befindliche Strebe (20 - 23) als Los-Lager ausgeführt sind.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizband (14) an seinen beiden Stirnseiten jeweils durch eine Tragstruktur (19, 19.1) gehalten ist.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfassung (13) zum elektrischen Kontaktieren eines Heizbandes (14) jeweils zwei die Einfassung (13) durchgreifende elektrische Anschlussbolzen (17, 17.1) trägt, die mit ihrem elektrischen Leiter (18, 18.1) den jeweils letzten Heizbandabschnitt (15.1) auf seiner radial nach außen weisenden Flachseite kontaktieren.
Elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein einziges elektrisches Widerstandsheizelement aufweist.
Abgasreinigungsaggregat zum Einbringen in den Abgasstrang (3) einer Brennkraftmaschine (2), das für seinen Betrieb eine gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhte Temperatur benötigt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgasreinigungsaggregat (4, 6) unmittelbar vorgeschaltet ein elektrisches Heizaggregat (H) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in den Abgasstrang (3) eingeschaltet ist.
Abgasreinigungsanlage (1) zum Reduzieren der Emissionen einer Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einem Abgasreinigungsaggregat (4, 6) nach Anspruch 14.
Abgasreinigungsanlage (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanlage (1) mehrere Abgasreinigungsaggregate (4, 6) nach Anspruch 14 aufweist.