DE102020210890A1 - current feedthrough - Google Patents

current feedthrough Download PDF

Info

Publication number
DE102020210890A1
DE102020210890A1 DE102020210890.0A DE102020210890A DE102020210890A1 DE 102020210890 A1 DE102020210890 A1 DE 102020210890A1 DE 102020210890 A DE102020210890 A DE 102020210890A DE 102020210890 A1 DE102020210890 A1 DE 102020210890A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inner conductor
insulation layer
current
layer
catalytic converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102020210890.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Hirth
Stefan Ahlers
Thomas Nagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Priority to DE102020210890.0A priority Critical patent/DE102020210890A1/en
Priority to PCT/EP2021/071706 priority patent/WO2022043009A1/en
Publication of DE102020210890A1 publication Critical patent/DE102020210890A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/2026Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/16Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/06Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H05B3/08Heater elements structurally combined with coupling elements or holders having electric connections specially adapted for high temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/03Heating of hydrocarbons
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromdurchführung für einen elektrisch beheizbaren Katalysator, wobei der Katalysator zumindest einen elektrischen Leiter in seinem Inneren aufweist, welcher mittels der Stromdurchführung elektrisch kontaktierbar ist, mit einem Innenleiter, welcher aus dem Inneren des Katalysators durch dessen äußere Gehäusewandung geführt ist, mit einer elektrischen Isolationsschicht, und mit einer metallischen Hülse, in welcher der Innenleiter die und elektrische Isolationsschicht aufgenommen ist, wobei die elektrische Isolationsschicht durch eine Oxidation des Innenleiters ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer Stromdurchführung.The invention relates to a current bushing for an electrically heatable catalytic converter, the catalytic converter having at least one electrical conductor in its interior, which can be electrically contacted by means of the current bushing, with an inner conductor, which is routed from the inside of the catalytic converter through its outer housing wall, with a electrical insulation layer, and with a metallic sleeve in which the inner conductor and the electrical insulation layer is accommodated, the electrical insulation layer being formed by oxidation of the inner conductor. Furthermore, the invention relates to a method for producing a current bushing.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft eine Stromdurchführung für einen elektrisch beheizbaren Katalysator, wobei der Katalysator zumindest einen elektrischen Leiter in seinem Inneren aufweist, welcher mittels der Stromdurchführung elektrisch kontaktierbar ist, mit einem Innenleiter, welcher aus dem Inneren des Katalysators durch dessen äußere Gehäusewandung geführt ist, mit einer elektrischen Isolationsschicht, und mit einer metallischen Hülse, in welcher der Innenleiter und die elektrische Isolationsschicht aufgenommen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer Stromdurchführung.The invention relates to a current bushing for an electrically heatable catalytic converter, the catalytic converter having at least one electrical conductor in its interior, which can be electrically contacted by means of the current bushing, with an inner conductor, which is routed from the inside of the catalytic converter through its outer housing wall, with a electrical insulation layer, and with a metallic sleeve in which the inner conductor and the electrical insulation layer is accommodated. In addition, the invention relates to a method for producing a current bushing.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik sind elektrisch beheizbare Katalysatoren bekannt. Diese weisen in der Regel zumindest einen stromdurchflossenen Leiter auf, der über eine elektrische Kontaktierung mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Da die Katalysatoren nach außen hin gasdicht ausgeführt sind gibt es spezielle elektrische Durchführungen, die durch den Außenmantel des Katalysators, welcher deren Gehäuse bilden kann, geführt werden und zwischen der Spannungsquelle und dem Heizleiter im Inneren eine elektrisch leitfähige Verbindung herstellen.Electrically heatable catalysts are known in the prior art. These usually have at least one current-carrying conductor, which is connected to a voltage source via an electrical contact. Since the catalytic converters are gas-tight to the outside, there are special electrical feedthroughs that are routed through the outer casing of the catalytic converter, which can form its housing, and create an electrically conductive connection between the voltage source and the heating conductor inside.

Die elektrische Durchführung weist dabei regelmäßig einen elektrischen Leiter auf, der in einem elektrisch nichtleitenden Material, beispielsweise einer Keramikhülse, eingebettet ist. Der nichtleitende Werkstoff kann wiederrum von einer Metallhülse umgeben sein, die mittels einer Fügetechnik dauerhaft und resistent gegen mechanische Belastungen mit dem metallischen Mantel des Katalysators verbunden werden kann. Die elektrische Durchführung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, weist somit regelmäßig einen zentralen Stromleiter, beispielsweise einen Bolzen, eine keramische Isolationshülse und eine metallische Außenhülse auf.In this case, the electrical feedthrough regularly has an electrical conductor which is embedded in an electrically non-conductive material, for example a ceramic sleeve. The non-conductive material can in turn be surrounded by a metal sleeve, which can be permanently connected to the metal jacket of the catalytic converter by means of a joining technique and is resistant to mechanical loads. The electrical feedthrough, as is known in the prior art, thus regularly has a central current conductor, for example a bolt, a ceramic insulating sleeve and a metallic outer sleeve.

Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten Stromdurchführungen ist insbesondere, dass aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem stromführenden Bolzen, beziehungsweise dem Innenleiter, und den elektrisch zu kontaktierenden Bauelementen im Inneren des Katalysators, eine hohe thermische Belastung am äußeren Bereich der Stromdurchführung auftritt. Die thermische Belastung entsteht entweder durch Konvektion der Wärmeenergie des Abgases auf die Stromdurchführung oder durch das Beheizen des Heizleiters selbst, der in direkter stoffschlüssiger Verbindung mit der Stromdurchführung steht. Bei zu hohen thermischen Belastungen kann es insbesondere an dem Kontaktbereich der Stromdurchführung im äußeren Bereich zu Beschädigungen der Isolation der elektrischen Zuleitung oder dem Verbindungsmittel zwischen der Zuleitung und der Stromdurchführung kommen.A particular disadvantage of the current feedthroughs known in the prior art is that due to the material connection between the current-carrying bolt or the inner conductor and the components to be electrically contacted inside the catalytic converter, there is a high thermal load on the outer area of the current feedthrough. The thermal load is caused either by convection of the thermal energy of the exhaust gas on the current bushing or by heating the heating conductor itself, which is in direct material connection with the current bushing. If the thermal loads are too high, the insulation of the electrical supply line or the connecting means between the supply line and the current bushing can be damaged, particularly in the contact area of the current bushing in the outer area.

Insbesondere der Innenleiter der elektrischen Durchführungen, welche im Stand der Technik bekannt sind, kann zudem auch durch Elektrokorrosion beschädigt werden, wenn dieser mit Flüssigkeiten, wie beispielsweise Salzwasser, wässrigen Ammoniaklösungen oder anderen im Abgasstrang vorkommenden Flüssigkeiten in Kontakt kommt. Die bisher bekannten elektrischen Durchführungen weisen insbesondere keine Schutzmaßnahmen auf, die den Innenleiter vor Elektrokorrosion ausreichend schützen und gleichzeitig den hohen Anforderungen an die thermische Stabilität, die mechanische Stabilität und die Dauerhaltbarkeit insgesamt im Betrieb eines elektrisch beheizten Katalysators gerecht werden.In particular, the inner conductor of the electrical feedthroughs, which are known in the prior art, can also be damaged by electrocorrosion if it comes into contact with liquids such as salt water, aqueous ammonia solutions or other liquids occurring in the exhaust system. In particular, the previously known electrical feedthroughs do not have any protective measures that adequately protect the inner conductor from electrocorrosion and at the same time meet the high demands on thermal stability, mechanical stability and durability overall in the operation of an electrically heated catalyst.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, task, solution, advantages

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Stromdurchführung zu schaffen, welche einen besonderen Schutz des Innenleiters gegen das Auftreten von Elektrokorrosion aufweist. Weiterhin ist es die Aufgabe ein Verfahren zu schaffen, mit welchem eine solche Stromdurchführung erzeugt werden kann.It is therefore the object of the present invention to create a current feedthrough which has special protection for the inner conductor against the occurrence of electrical corrosion. Furthermore, the task is to create a method with which such a current bushing can be produced.

Die Aufgabe hinsichtlich der Stromdurchführung wird durch eine Stromdurchführung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The task with regard to the current bushing is solved by a current bushing with the features of claim 1 .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Stromdurchführung für einen elektrisch beheizbaren Katalysator, wobei der Katalysator zumindest einen elektrischen Leiter in seinem Inneren aufweist, welcher mittels der Stromdurchführung elektrisch kontaktierbar ist, mit einem Innenleiter, welcher aus dem Inneren des Katalysators durch dessen äußere Gehäusewandung geführt ist, mit einer elektrischen Isolationsschicht, und mit einer metallischen Hülse, in welcher der Innenleiter und die elektrische Isolationsschicht aufgenommen ist, wobei die elektrische Isolationsschicht durch eine Oxidation des Innenleiters ausgebildet ist.An exemplary embodiment of the invention relates to a current bushing for an electrically heatable catalytic converter, the catalytic converter having at least one electrical conductor in its interior which can be electrically contacted by means of the current bushing, with an inner conductor which is routed from the interior of the catalytic converter through its outer housing wall, with an electrical insulation layer, and with a metallic sleeve, in which the inner conductor and the electrical insulation layer are accommodated, the electrical insulation layer being formed by oxidation of the inner conductor.

Die Stromdurchführung kann insgesamt zwei elektrische Leiter aufweisen. Diese sind zum einen durch den Innenleiter und zum anderen durch die metallische Hülse gebildet. Die metallische Hülse steht dabei beispielsweise elektrisch leitend mit dem Mantel des Katalysators in Verbindung. Der Innenleiter ist elektrisch leitend mit dem Heizleiter des Katalysators verbunden, welcher beispielsweise durch einen Wabenkörper gebildet ist. Ein beheizbarer Katalysator kann eine oder mehrere Stromdurchführungen aufweisen. Dadurch können auch mehrere Heizleiter im Katalysator kontaktiert werden. Auch kann es vorgesehen sein, dass der Heizleiter mit zwei Innenleitern unterschiedlicher Stromdurchführungen in elektrisch leitendem Kontakt steht und die Kontaktierung der Spannungsquelle über diese Innenleiter erfolgt. Die metallische Hülse weist in diesem Fall keinen elektrisch leitenden Kontakt mit der Spannungsquelle auf.The power feedthrough can have a total of two electrical conductors. These are formed on the one hand by the inner conductor and on the other hand by the metallic sleeve. In this case, the metallic sleeve is, for example, electrically conductively connected to the jacket of the catalytic converter. The inner conductor is electrically conductively connected to the heating element of the catalytic converter, which is formed, for example, by a honeycomb body. A heatable catalyst can have one or more currents have guides. This means that several heating conductors in the catalytic converter can also be contacted. Provision can also be made for the heating conductor to be in electrically conductive contact with two inner conductors of different current bushings and for the voltage source to be contacted via these inner conductors. In this case, the metallic sleeve has no electrically conductive contact with the voltage source.

Die Isolationsschicht ist bevorzugt durch das Oxidieren des Materials des Innenleiters erzeugt, wobei insbesondere in den randnahen Schichten eine Gefügeumwandlung erzeugt wird und eine elektrisch isolierende Schicht erzeugt wird. Vorteilhaft ist hieran insbesondere, dass die Isolationsschicht besonders robust ist und dauerhaltbar mit dem Innenleiter verbunden ist. Darüber hinaus kann die Isolationsschicht besonders einfach an die Form des Innenleiters angepasst werden. Darüber hinaus kann auch die Länge entlang der axialen Richtung des Innenleiters auf einfach Weise beeinflusst werden.The insulating layer is preferably produced by oxidizing the material of the inner conductor, with a structural transformation being produced in particular in the layers near the edges and an electrically insulating layer being produced. What is particularly advantageous here is that the insulation layer is particularly robust and is permanently connected to the inner conductor. In addition, the insulation layer can be adapted to the shape of the inner conductor in a particularly simple manner. In addition, the length along the axial direction of the inner conductor can also be influenced in a simple manner.

Besonders bevorzugt ist die Isolationsschicht möglichst dicht, vorzugsweise vollständig dicht, beziehungsweise diffusionsdicht gegen Flüssigkeiten ausgebildet.The insulating layer is particularly preferably as tight as possible, preferably completely tight, or diffusion-tight against liquids.

Die Isolationsschicht ist in der erfindungsgemäßen Ausführung somit kein zusätzliches Bauteil, welches mit dem Innenleiter und/oder der metallischen Hülse zusammengefügt werden muss, sondern vielmehr integraler Bestandteil des Innenleiters. Dies erhöht die Stabilität der Isolationsschicht und der gesamten Stromdurchführung insgesamt.In the embodiment according to the invention, the insulation layer is therefore not an additional component that has to be joined to the inner conductor and/or the metallic sleeve, but rather an integral part of the inner conductor. This increases the stability of the insulation layer and the overall current feedthrough.

Darüber hinaus wird die Produktion vereinfacht, da kein zusätzlicher Fügeschritt zur Verbindung einer isolierenden Hülse mit dem Innenleiter vorgesehen werden muss. Auch ist das Risiko einer ungewollten Ablösung einer isolierenden Hülse vom Innenleiter vermieden.In addition, production is simplified since no additional joining step has to be provided for connecting an insulating sleeve to the inner conductor. The risk of an insulating sleeve unintentionally detaching from the inner conductor is also avoided.

Der Innenleiter ist gewöhnlich dadurch gekennzeichnet, dass er eine wesentlich längere Erstreckung entlang seiner axialen Richtung aufweist als beispielsweise quer zu dieser axialen Richtung. Die axiale Richtung des Innenleiters verläuft gewöhnlich von außen nach innen hin zum Zentrum des Katalysators.The inner conductor is usually characterized as having a substantially longer extent along its axial direction than, for example, transverse to that axial direction. The axial direction of the inner conductor is usually from the outside in toward the center of the catalyst.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Isolationsschicht sich entlang der gesamten axialen Länge des Innenleiters erstreckt und diesen in Umfangsrichtung vollständig umschließt. Durch eine möglichst lange Erstreckung der Isolationsschicht entlang der axialen Erstreckung des Innenleiters kann insbesondere ein ungewollter Kurzschluss zwischen der metallischen Hülse, sofern diese als zweiter elektrischer Leiter verwendet wird, und dem Innenleiter vermieden werden.It is particularly advantageous if the insulation layer extends along the entire axial length of the inner conductor and completely encloses it in the circumferential direction. By extending the insulation layer as long as possible along the axial extension of the inner conductor, an unwanted short circuit between the metallic sleeve, if used as a second electrical conductor, and the inner conductor can be avoided in particular.

Auch das ungewollte Entstehen eines galvanischen Elementes zwischen dem Innenleiter und der metallischen Hülse kann so vermieden werden. Bei Vorhandensein eines ausreichend leitfähigen Fluids, wie beispielsweise Salzwasser oder einer wässrigen Ammoniaklösung, kann aufgrund des Potentialunterschieds der metallischen Hülse zum Innenleiter ein galvanisches Element entstehen, welches langfristig zumindest einen der beiden elektrischen Leiter schädigt. Insbesondere kann dadurch die Elektrokorrosion an der Stromdurchführung reduziert beziehungsweise gänzlich vermieden werden.The unwanted occurrence of a galvanic element between the inner conductor and the metallic sleeve can also be avoided in this way. If there is a sufficiently conductive fluid, such as salt water or an aqueous ammonia solution, a galvanic element can arise due to the potential difference between the metallic sleeve and the inner conductor, which in the long term damages at least one of the two electrical conductors. In particular, as a result, electrocorrosion at the current bushing can be reduced or avoided entirely.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Isolationsschicht eine längere Erstreckung in axialer Richtung des Innenleiters aufweist als die metallische Hülse. Durch einen Überstand der Isolationsschicht über die metallische Hülse hinaus, insbesondere hin zum Zentrum des Katalysators, kann insbesondere das Entstehen von Kriechströmen zwischen der metallischen Hülse und dem Innenleiter vermieden werden. Auch kann ein Kurzschluss, beispielsweise durch Lichtbogenbildung, vermieden werden. Auch das entstehen eines galvanischen Elements kann so vermieden werden.It is also advantageous if the insulation layer has a longer extension in the axial direction of the inner conductor than the metallic sleeve. If the insulating layer protrudes beyond the metal sleeve, in particular towards the center of the catalytic converter, it is possible in particular to prevent leakage currents from occurring between the metal sleeve and the inner conductor. A short circuit, for example due to arcing, can also be avoided. The formation of a galvanic element can also be avoided in this way.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht in axialer Richtung des Innenleiters hin zum Inneren des Katalysators eine längere Erstreckung aufweist als die metallische Hülse, wobei der Überstand der Isolationsschicht in axialer Richtung über die metallische Hülse hinaus mindestens so groß ist, wie der Abstand in radialer Richtung zwischen der metallischen Hülse und dem Innenleiter.A preferred exemplary embodiment is characterized in that the insulation layer has a longer extension in the axial direction of the inner conductor towards the interior of the catalytic converter than the metallic sleeve, with the projection of the insulation layer in the axial direction beyond the metallic sleeve being at least as great as the distance in the radial direction between the metallic sleeve and the inner conductor.

Dies ist besonders vorteilhaft, um die Länge der Strecke, die ein Lichtbogen überbrücken müsste, möglichst groß zu halten. Der Abstand in radialer Richtung zwischen der metallischen Hülse und dem Innenleiter ist der Mindestabstand, den ein Lichtbogen überbrücken müsste. Durch einen längeren Überstand in axialer Richtung kann diese Strecke vergrößert werden, um so die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses weiter zu reduzieren. Ebenso wird die Strecke für Kriechströme entlang der elektrischen Leiter selbst oder entlang eines elektrisch leitfähigen Fluids verlängert.This is particularly advantageous in order to keep the distance that an arc would have to bridge as large as possible. The distance in the radial direction between the metallic sleeve and the inner conductor is the minimum distance that an arc would have to bridge. With a longer overhang in the axial direction, this distance can be increased in order to further reduce the probability of a short circuit. Likewise, the distance for leakage currents along the electrical conductors themselves or along an electrically conductive fluid is increased.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Innenleiter eine Randschicht mit einer erhöhten Konzentration des Elements aufweist, welches zur Ausbildung der durch Oxidation erzeugten Isolationsschicht notwendig ist. Durch das Oxidieren wird das Gefüge des Innenleiters an seiner Randschicht umgewandelt. Je höher die Materialkonzentration des Elements ist, welches zur Ausbildung der Oxidschicht benötigt wird, umso dicker kann diese als Isolationsschicht wirkende Oxidschicht ausgebildet werden. Bevorzugt kann beispielsweise durch das Feueraluminieren eine erhöhte Aluminiumkonzentration an der Randschicht erzeugt werden. Das dadurch erhöht vorkommende Aluminium kann bei dem anschließenden Oxidieren mit Sauerstoff zu Aluminiumoxid reagieren. Je mehr Aluminium an dieser Reaktion teilhaben kann, umso dicker kann die Isolationsschicht ausgebildet werden.It is also preferable if the inner conductor has an edge layer with an increased concentration of the element that is necessary for forming the insulation layer produced by oxidation. The structure of the inner conductor is transformed at its surface layer by oxidation. The higher the material concentration of the element that forms the oxide layer is required, the thicker this oxide layer, which acts as an insulating layer, can be formed. For example, hot-dip aluminizing can preferably produce an increased aluminum concentration on the surface layer. The increased aluminum that occurs as a result can react with oxygen to form aluminum oxide during the subsequent oxidation. The more aluminum can take part in this reaction, the thicker the insulation layer can be made.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Innenleiter aus einem Grundmaterial gebildet ist, welches die Ausbildung einer durch Oxidation erzeugten Isolationsschicht begünstigt. Bevorzugt weist der Innenleiter Chrom (Cr)und/oder Aluminium (AI) auf. Mit diesen Elementen kann durch die Oxidation mit Luftsauerstoff Aluminiumoxid (Al2O3) oder Chromoxid (CrO) erzeugt werden.In addition, it is advantageous if the inner conductor is formed from a base material that promotes the formation of an insulation layer produced by oxidation. The inner conductor preferably has chromium (Cr) and/or aluminum (Al). With these elements, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or chromium oxide (CrO) can be produced by oxidation with atmospheric oxygen.

Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst.The object with regard to the method is solved by a method having the features of claim 7 .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Stromdurchführung, wobei an dem Innenleiter mittels eines Beschichtungsverfahrens eine Randschicht mit einer erhöhten Materialkonzentration erzeugt wird, wobei in einem nachfolgenden Schritt eine Oxidation dieser Randschicht zu einer elektrisch isolierenden Schutzschicht durchgeführt wird.An exemplary embodiment of the invention relates to a method for producing a current feedthrough, with a surface layer having an increased material concentration being produced on the inner conductor by means of a coating process, with this surface layer being oxidized to form an electrically insulating protective layer in a subsequent step.

Durch das Erzeugen einer höheren Materialkonzentration, beispielsweise von Aluminium oder Chrom, an der Randschicht des Innenleiters kann die Ausbildung der Oxidschicht durch das nachfolgende Oxidieren begünstigt werden. Insbesondere kann dadurch eine dickere Oxidschicht erzeugt werden, wodurch die elektrische Isolation verbessert wird.By creating a higher concentration of material, for example aluminum or chromium, on the edge layer of the inner conductor, the formation of the oxide layer can be promoted by the subsequent oxidation. In particular, this allows a thicker oxide layer to be produced, as a result of which the electrical insulation is improved.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die Oxidation unter definierten Bedingungen durchgeführt wird, wobei einer oder mehrere der Parameter Temperatur, Druck und/oder Sauerstoffpartialdruck zeitabhängig verändert werden. Durch das Beeinflussen der vorgenannten Parameter kann die Ausbildung der Oxidschicht wirksam beeinflusst werden. Insbesondere kann durch den Sauerstoffpartialdruck die Menge des zur Oxidation zur Verfügung stehenden Sauerstoffs an der Randschicht des Innenleiters beeinflusst werden.It is also expedient if the oxidation is carried out under defined conditions, with one or more of the parameters temperature, pressure and/or oxygen partial pressure being changed as a function of time. The formation of the oxide layer can be effectively influenced by influencing the aforementioned parameters. In particular, the amount of oxygen available for oxidation at the surface layer of the inner conductor can be influenced by the oxygen partial pressure.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Randschicht am Innenleiter durch Feueraluminieren erzeugt wird. Hierdurch wird die Aluminiumkonzentration an der Randschicht erhöht, wodurch die Ausbildung einer Aluminiumoxidschicht verbessert werden kann.In addition, it is advantageous if the surface layer on the inner conductor is produced by hot-dip aluminizing. This increases the aluminum concentration at the edge layer, which means that the formation of an aluminum oxide layer can be improved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the present invention are described in the dependent claims.

Claims (9)

Stromdurchführung für einen elektrisch beheizbaren Katalysator, wobei der Katalysator zumindest einen elektrischen Leiter in seinem Inneren aufweist, welcher mittels der Stromdurchführung elektrisch kontaktierbar ist, mit einem Innenleiter, welcher aus dem Inneren des Katalysators durch dessen äußere Gehäusewandung geführt ist, mit einer elektrischen Isolationsschicht, und mit einer metallischen Hülse, in welcher der Innenleiter die und elektrische Isolationsschicht aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolationsschicht durch eine Oxidation des Innenleiters ausgebildet ist.Current bushing for an electrically heatable catalytic converter, the catalytic converter having at least one electrical conductor in its interior, which can be electrically contacted by means of the current bushing, with an inner conductor, which is routed from the interior of the catalytic converter through its outer housing wall, with an electrical insulation layer, and with a metallic sleeve in which the inner conductor and the electrical insulation layer is accommodated, characterized in that the electrical insulation layer is formed by oxidation of the inner conductor. Stromdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht sich entlang der gesamten axialen Länge des Innenleiters erstreckt und diesen in Umfangsrichtung vollständig umschließt.current feedthrough claim 1 , characterized in that the insulating layer extends along the entire axial length of the inner conductor and completely encloses it in the circumferential direction. Stromdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht eine längere Erstreckung in axialer Richtung des Innenleiters aufweist als die metallische Hülse.Current bushing according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation layer has a longer extension in the axial direction of the inner conductor than the metallic sleeve. Stromdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht in axialer Richtung des Innenleiters hin zum Inneren des Katalysators eine längere Erstreckung aufweist als die metallische Hülse, wobei der Überstand der Isolationsschicht in axialer Richtung über die metallische Hülse mindestens so groß ist, wie der Abstand in radialer Richtung zwischen der metallischen Hülse und dem Innenleiter.Current feedthrough according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation layer extends in the axial direction of the inner conductor towards the interior of the catalytic converter longer than the metallic sleeve, the projection of the insulation layer in the axial direction beyond the metallic sleeve being at least as great as the distance in the radial direction between the metallic sleeve and the inner conductor. Stromdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter eine Randschicht mit einer erhöhten Konzentration des Elements aufweist, welches zur Ausbildung der durch Oxidation erzeugten Isolationsschicht notwendig ist.Current bushing according to one of the preceding claims, characterized in that the inner conductor has an edge layer with an increased concentration of the element which is necessary for forming the insulation layer produced by oxidation. Stromdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter aus einem Grundmaterial gebildet ist, welches die Ausbildung einer durch Oxidation erzeugten Isolationsschicht begünstigt.Current feedthrough according to one of the preceding claims, characterized in that the inner conductor is formed from a base material which promotes the formation of an insulation layer produced by oxidation. Verfahren zur Herstellung einer Stromdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innenleiter mittels eines Beschichtungsverfahrens eine Randschicht mit einer erhöhten Materialkonzentration erzeugt wird, wobei in einem nachfolgenden Schritt eine Oxidation dieser Randschicht zu einer elektrisch isolierenden Schutzschicht durchgeführt wird.Method for producing a current bushing according to one of the preceding claims, characterized in that on the inner conductor by means of a coating method an edge layer with an increased material concentration is produced, with this edge layer being oxidized to form an electrically insulating protective layer in a subsequent step. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidation unter definierten Bedingungen durchgeführt wird, wobei einer oder mehrere der Parameter Temperatur, Druck und/oder Sauerstoffpartialdruck zeitabhängig verändert werden.procedure after claim 7 , characterized in that the oxidation is carried out under defined conditions, one or more of the parameters temperature, pressure and / or oxygen partial pressure are changed as a function of time. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Randschicht am Innenleiter durch Feueraluminieren erzeugt wird.procedure after claim 7 , characterized in that the surface layer on the inner conductor is produced by hot-dip aluminizing.
DE102020210890.0A 2020-08-28 2020-08-28 current feedthrough Ceased DE102020210890A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020210890.0A DE102020210890A1 (en) 2020-08-28 2020-08-28 current feedthrough
PCT/EP2021/071706 WO2022043009A1 (en) 2020-08-28 2021-08-03 Current feedthrough

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020210890.0A DE102020210890A1 (en) 2020-08-28 2020-08-28 current feedthrough

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020210890A1 true DE102020210890A1 (en) 2022-03-03

Family

ID=77358256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020210890.0A Ceased DE102020210890A1 (en) 2020-08-28 2020-08-28 current feedthrough

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020210890A1 (en)
WO (1) WO2022043009A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4209195A1 (en) 1992-03-18 1993-09-23 Mannesmann Ag Reactor for heterogeneous catalysis esp. in cleaning exhaust air - in which catalyst is in thin layer on coiled heating element in form of strip of metal wire fabric coated with crystalline material
DE102010032581A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Electrical connecting part e.g. flat conductor, for battery cable of motor car, has copper core and bore, where aluminum layer is coated in inner wall of bore and part is partially galvanically coated with aluminum

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4303581A1 (en) * 1993-02-08 1994-08-11 Emitec Emissionstechnologie Electrically insulating gas-tight passage of at least one electrical conductor through a metallic jacket
DE4343705C2 (en) * 1993-12-21 1997-09-11 Haefele Cornelia Catalyst for the purification of exhaust gas from combustion processes and its production
JPH07238825A (en) * 1994-02-25 1995-09-12 Toyota Motor Corp Catalyst device with electric heater
JP3494498B2 (en) * 1995-04-17 2004-02-09 日本碍子株式会社 Electrode structure and electric heater

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4209195A1 (en) 1992-03-18 1993-09-23 Mannesmann Ag Reactor for heterogeneous catalysis esp. in cleaning exhaust air - in which catalyst is in thin layer on coiled heating element in form of strip of metal wire fabric coated with crystalline material
DE102010032581A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Electrical connecting part e.g. flat conductor, for battery cable of motor car, has copper core and bore, where aluminum layer is coated in inner wall of bore and part is partially galvanically coated with aluminum

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022043009A1 (en) 2022-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2371036B1 (en) Electrical contact connection and method for producing an electrical contact connection
DE1521256A1 (en) Electrical contact structure and manufacturing process for it
DE2819815A1 (en) METHOD OF SEALING RING-SHAPED METALLIC SEALING ELEMENTS TO THE OPEN END OF A CERAMIC ELECTROLYTE TUBE FOR AN ELECTROCHEMICAL CELL AND ELECTROCHEMICAL CELL WITH A ROLLED ON AN OPEN END OF A CYLINDER
EP0581784A1 (en) Electrically heatable honeycomb body
DE102016100470A1 (en) Assembly with at least two components of an exhaust system and method of joining
DE102014012489A1 (en) Connector for aluminum pipes
DE2903080A1 (en) METHOD OF FORMING AN ALUMINUM COATING LAYER ON AN IRON ALLOY WORKPIECE
DE102006024039A1 (en) Interconnector for a fuel cell stack and method of manufacture
DE3833167A1 (en) GAS DISCHARGE SURGE ARRESTER
DE102020210890A1 (en) current feedthrough
DE102019219683A1 (en) Method of manufacturing a hairpin stator core, stator core and electric motor
DE2809710A1 (en) BATTERY FEED-THROUGH TEST TIP
DE102019218885B4 (en) Support pin for catalytic converter with electric heating disk
EP3819484B1 (en) Exhaust gas system for an internal combustion engine and method of manufacturing of an exhaust gas system
WO2021233722A1 (en) Electric feedthrough
DE838167C (en)
DE102011009441A1 (en) Method for corrosion protection of electrical contacting surface of electric guard, involves coating contact surfaces of copper base elements of electric guard, with silver nickel alloy by cold gas spraying process
DE102022207399A1 (en) Electrically insulating bushing
EP3108489B1 (en) Contact pin and pipe contact, and method for production
DE102021209264B3 (en) Electrical feedthrough with a porous ceramic layer and a pore filler
DE4110539A1 (en) Titanium nitride or carbonitride coated copper component - used esp. in resistance or arc welding or in electrical switches
DE102021208621B4 (en) Segmented electrical feedthrough
DE2844714A1 (en) END SEAL FOR AN ELECTRIC PIPE RADIATOR
DE1903986A1 (en) Method of manufacturing electrical heating elements
DE2443332B2 (en) Encapsulation for a compressed gas-insulated high-voltage system

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final