DE102021124891A1 - Temperature-resistant electrical connection of an electrical consumer contained in a housing and an electrical heating unit equipped with it - Google Patents
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Abstract
Beschrieben ist ein temperaturbeständiger elektrischer Anschluss 4 eines in einem Gehäuse 1 enthaltenen elektrischen Verbrauchers, wie etwa des Heizleiters 2 eines elektrischen Heizaggregates H, welcher elektrische Anschluss 4 einen sich von dem innerhalb des Gehäuses 1 befindlichen elektrischen Verbraucher durch die Gehäusewand hindurch erstreckenden, im Bereich des Gehäusewanddurchbruches 5 in einer temperaturbeständigen elektrischen Isolierung 9 befindlichen, stabförmigen elektrischen Leiter 7 mit einem außerhalb des Gehäuses vorgesehenen Anschlusskontakt 8 zum Anschließen des elektrischen Leiters 7 an eine Stromversorgung umfasst, wobei der elektrische Leiter 7 im Bereich seiner Gehäusewanddurchführung in einer Mantelhülse 6 sitzt und zwischen der Mantelfläche des Leiters 7 und der Mantelhülse 6 die temperaturbeständige elektrische Isolierung 9 angeordnet ist und wobei der Anschlusskontakt 8 des elektrischen Leiters 7 in einem außerhalb der Mantelhülse 6 befindlichen Abschnitt des Leiters 7 vorgesehen ist, wobei der Anschlusskontakt 4 oder einem Teil dieses Abschnittes gegenüber seinem die Gehäusewand durchgreifenden Abschnitt zur Ausbildung eines Kontaktschuhs unter Vergrößerung seiner Breite durch einen Umformprozess erstellt ist, wobei zumindest eine der beiden Flachseiten des Anschlusskontaktes 8 eine Kontaktfläche 10 zum Anschließen eines Gegenkontaktes zur Stromversorgung des elektrischen Verbrauchers bereitstellt.Described is a temperature-resistant electrical connection 4 of an electrical load contained in a housing 1, such as the heating conductor 2 of an electrical heating unit H, which electrical connection 4 extends from the electrical load located inside the housing 1 through the housing wall, in the area of the Housing wall opening 5 in a temperature-resistant electrical insulation 9, rod-shaped electrical conductor 7 with a connection contact 8 provided outside the housing for connecting the electrical conductor 7 to a power supply, with the electrical conductor 7 sitting in a casing sleeve 6 in the area of its housing wall bushing and between the The temperature-resistant electrical insulation 9 is arranged on the outer surface of the conductor 7 and the outer sleeve 6, and the connection contact 8 of the electrical conductor 7 is provided in a section of the conductor 7 that is outside the outer sleeve 6, with the connection contact 4 or a part of this section opposite its die Housing wall-penetrating section is created to form a contact shoe while increasing its width by a forming process, wherein at least one of the two flat sides of the terminal contact 8 provides a contact surface 10 for connecting a mating contact for powering the electrical load.
Description
Die Erfindung betrifft einen temperaturbeständigen elektrischen Anschluss eines in einem Gehäuse enthaltenen elektrischen Verbrauchers, wie etwa des Heizleiters eines elektrischen Heizaggregates, welcher elektrische Anschluss einen sich von dem innerhalb des Gehäuses befindlichen elektrischen Verbraucher durch die Gehäusewand hindurch erstreckenden, im Bereich des Gehäusewanddurchbruches in einer temperaturbeständigen elektrischen Isolierung befindlichen, stabförmigen elektrischen Leiter mit einem außerhalb des Gehäuses vorgesehenen Anschlusskontakt zum Anschließen des elektrischen Leiters an eine Stromversorgung umfasst, wobei der elektrische Leiter im Bereich seiner Gehäusewanddurchführung in einer Mantelhülse sitzt und zwischen der Mantelfläche des Leiters und der Mantelhülse die temperaturbeständige elektrische Isolierung angeordnet ist und wobei der Anschlusskontakt des elektrischen Leiters in einem außerhalb der Mantelhülse befindlichen Abschnitt des Leiters vorgesehen ist.The invention relates to a temperature-resistant electrical connection of an electrical consumer contained in a housing, such as the heating conductor of an electrical heating unit, which electrical connection extends from the electrical consumer located within the housing through the housing wall, in the area of the housing wall opening in a temperature-resistant electrical Insulated, rod-shaped electrical conductor with a connection contact provided outside the housing for connecting the electrical conductor to a power supply, wherein the electrical conductor is seated in a casing sleeve in the region of its housing wall bushing and the temperature-resistant electrical insulation is arranged between the lateral surface of the conductor and the casing sleeve and wherein the terminal contact of the electrical conductor is provided in a portion of the conductor located outside the jacket sleeve.
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 an 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. Deren 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 Verhalten 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.In order to reduce the emissions of an internal combustion engine, for example a diesel engine operated in a vehicle, exhaust gas cleaning units are switched on in the exhaust system. These are particle filters and catalytic converters, in particular oxidation catalytic converters and SCR catalytic converters. Particle filters are used to reduce soot emissions. An SCR catalytic converter is used to reduce NOx emissions. An oxidation catalytic converter integrated into an exhaust gas cleaning system supports passive regeneration of the particle filter and the conversion rate at the SCR catalytic converter. This can also be used to increase the exhaust gas temperature. If the exhaust gas temperature is to be raised, the oxidation catalytic converter is charged with hydrocarbons, which react exothermically on it. A reducing agent is required to operate an SCR catalytic converter. This is introduced into the exhaust system upstream of the catalytic converter. An aqueous urea solution is used for this. While soot particles are separated on a particle filter regardless of the temperature, the catalytic converters have to be in a certain temperature range so that they can carry out their exhaust gas cleaning function - the catalysis of certain substances. Their lower temperature limit is also referred to as the light-off temperature or activation temperature. With such a catalyst, the conversion rate is still low when the activation temperature is reached. This increases with increasing temperature up to a temperature maximum. This behavior depends on the design of the catalyst. The activation temperature for such catalysts is around 110 to 130° C., although this value also depends on the specific design of the catalyst.
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 auf seine Aktivierungstemperatur erwärmt worden ist. In einigen Fällen ist man bestrebt, zumindest einen der Katalysatoren 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 dem vorstehend beschriebenen Beispiel der SCR-Katalysator, erst nach einer deutlich längeren Motorbetriebszeit auf Betriebstemperatur durch das Abgas erwärmt sind.The catalytic converters connected into the exhaust line are generally heated by the exhaust gas flowing against or through them. Immediately after the engine is started, this does not yet have a sufficient temperature and it takes a certain amount of time, sometimes quite a few minutes, until such a catalytic converter has been heated to its activation temperature by the exhaust gas. In some cases, efforts are made to install at least one of the catalytic converters close to the engine so that the exhaust gas cools down as little as possible before it reaches the catalytic converter. In systems that use multiple emission control units connected in series, for example an oxidation catalyst, followed by a particulate filter and this in turn followed by an SCR catalyst, it is understood that the catalysts further downstream, such as the SCR catalyst in the example described above, first have been heated to operating temperature by the exhaust gas after a significantly longer engine operating time.
Um eine Erwärmung von Katalysatoren zu beschleunigen, sind Heizelemente entwickelt worden, die stromauf eines Abgasreinigungsaggregates in den Abgasstrang eingeschaltet sind. Ein solches elektrisches Heizelement befindet 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.In order to accelerate the heating of catalytic converters, heating elements have been developed which are switched on in the exhaust system upstream of an exhaust gas cleaning unit. Such an electric heating element is located within the exhaust gas flow. The exhaust gas flowing past is heated during operation of such a heating element and can correspondingly emit more heat to the exhaust gas cleaning unit downstream of the heating element. According to another embodiment, the catalyst substrate itself is resistance-electrically heated in order to bring it to its activation temperature more quickly. In such an embodiment, one or more heating conductors are arranged on the lateral surface of the catalyst substrate, which are heated when energized and then transfer this heat to the catalyst substrate to be heated. Such heating systems are conventional resistance heating systems. The heating conductors are kept at a certain temperature and supplied with current until the emission control unit or the catalyst substrate has reached its activation temperature. The time required to heat up the emission control unit depends on its size. In the case of catalytic converters, ceramic substrates, for example made of cordierite, are often used, on which the catalytic coating is applied.
Für die Stromversorgung eines solchen, innerhalb des Abgasstrangs und somit in einem Gehäuse befindlichen elektrischen Heizaggregates werden elektrische Anschlüsse benötigt, die hinreichend temperaturbeständig sind, um den bei einem Betrieb des Heizaggregates entstehenden Temperaturen sowie den Abgastemperaturen standzuhalten. Ein elektrischer Anschluss muss durch das Gehäuse bzw. die Gehäusewand hindurchgeführt werden. Eine elektrisch isolierende Durchführung als Teil eines solchen elektrischen Anschlusses ist aus
Um den Temperaturanforderungen standzuhalten, wird bei derartigen Anwendungen der elektrische Leiter aus einem Edelstahl hergestellt, zumeist einem Cr-Stahl oder einem Cr-Ni-Stahl. Da die elektrische Leitfähigkeit bei einem derartigen Werkstoff geringer ist als bei einem ansonsten für elektrische Leiter eingesetzten Werkstoff, wie beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, sind an elektrische Übergänge relativ hohe Qualitätsanforderungen gestellt, damit der von dem in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Verbraucher, beispielsweise einen Heizaggregat, erforderliche Strom zugeführt werden kann.In order to withstand the temperature requirements, in such applications the electrical conductor is made of stainless steel, usually Cr steel or Cr-Ni steel. Since the electrical conductivity of such a material is lower than that of a material otherwise used for electrical conductors, such as copper or a copper alloy, relatively high quality requirements are placed on electrical transitions so that the electrical loads located in the housing, such as a heating unit , required current can be supplied.
In anderen Ausgestaltungen ist auf den zylindrischen Anschlusskontakt eines solchen elektrischen Anschlusses, eingesetzt nach Art eines männlichen Steckverbinders, eine Buchse als Gegenkontaktelement aufgesetzt. Dieser Anschluss muss abgedichtet erfolgen, wie in
Ferner ist bekannt, zum Zwecke einer elektrischen Kontaktierung des Anschlusskontaktes eines solchen elektrischen Leiters in dessen kreisrunde Stirnseite eine Sackbohrung mit einem Innengewinde einzubringen, damit an die Stirnseite des Anschlusskontaktes, die sodann eine ringförmige Kontaktfläche bildet, einen Gegenkontakt mittels einer Schraube verspannt werden kann. Auch bei einer solchen Auslegung eines elektrischen Anschlusses sind die Kräfte zum Verspannen des Anschlusskontaktes des elektrischen Leiters mit einem Gegenkontakt begrenzt, damit auf die übrigen Bestandteile des elektrischen Kontaktes kein übermäßiges Drehmoment ausgeübt wird, durch das unter Umständen die zwischen dem elektrischen Leiter und der Mantelfläche befindliche elektrische Isolierung beschädigt werden könnte. Eine mineralische Isolierung kann durch eine darauf einwirkende Scherkraft zerbröselt werden.It is also known, for the purpose of making electrical contact with the connection contact of such an electrical conductor, to introduce a blind hole with an internal thread in its circular end face, so that a mating contact can be clamped by means of a screw to the end face of the connection contact, which then forms an annular contact surface. Even with such a design of an electrical connection, the forces for bracing the connection contact of the electrical conductor with a mating contact are limited, so that no excessive torque is exerted on the other components of the electrical contact, as a result of which the between the electrical conductor and the lateral surface may be twisted electrical insulation could be damaged. Mineral insulation can be crumbled by a shearing force acting on it.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Anschlusskontakt für die vorbeschriebenen Anwendungen vorzuschlagen, der nicht nur einfach hinsichtlich seines Aufbaus ist, sondern bei dem zudem eine bestimmungsgemäße elektrische Kontaktierung mit einem Gegenkontakt sichergestellt ist und der zudem kostengünstig ist.Proceeding from this discussed prior art, the invention is therefore based on the object of proposing a connection contact for the above-described applications which is not only simple in terms of its structure, but which also ensures proper electrical contacting with a mating contact and which is also inexpensive .
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen elektrischen Anschluss, bei dem der Anschlusskontakt oder einem Teil dieses Abschnittes gegenüber seinem die Gehäusewand durchgreifenden Abschnitt zur Ausbildung eines Kontaktschuhs unter Vergrößerung seiner Breite durch einen Umformprozess erstellt ist, wobei zumindest eine der beiden Flachseiten des Anschlusskontaktes eine Kontaktfläche zum Anschließen eines Gegenkontaktes zur Stromversorgung des elektrischen Verbrauchers bereitstellt.According to the invention, this object is achieved by an electrical connection of the type mentioned at the outset, in which the connection contact or a part of this section is created by a forming process opposite its section that penetrates the housing wall to form a contact shoe while increasing its width, with at least one of the two flat sides of the Connection contact provides a contact surface for connecting a mating contact for powering the electrical load.
Dieser elektrische Anschlusskontakt zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlusskontakt nicht schlichtweg durch die Mantelfläche des typischerweise zylindrischen elektrischen Leiters bereitgestellt ist, sondern dass der elektrische Leiter zur Ausbildung seines Anschlusskontaktes durch einen Umformprozess umgeformt worden ist. Dieser Umformschritt wird so ausgeführt, dass der elektrische Leiter in diesem Abschnitt unter Vergrößerung seiner Breite abgeplattet wird. Ein solchermaßen ausgebildeter Anschlusskontakt des elektrischen Leiters erlaubt die Kontaktierung mit einem Gegenkontakt an zumindest einer seiner beiden durch den Umformprozess erstellten Flachseiten, die typischerweise parallel oder etwa parallel zueinander ausgeführt sind. Durch eine solche als Kontaktfläche dienende Flachseite ist nicht nur eine großflächige Kontaktfläche bereitgestellt. Die Spannkraft braucht bei einer solchen flachen Kontaktfläche nur in einer Richtung anzuliegen. Bei einer solchen Auslegung des Anschlusskontaktes braucht im Unterschied zum Stand der Technik die Spannkraft nicht umfänglich oder axial eingebracht zu werden, sondern lediglich auf eine Flachseite wirkend und somit quer zu Längserstreckung des elektrischen Leiters in seinem Abschnitt des Anschlusskontaktes. Darüber hinaus kann ein Gegenkontakt mit dem Anschlusskontakt auch mit höheren Spannkräften verspannt werden, ohne dass die Gefahr bestünde, den elektrischen Anschluss anderweitig zu beschädigen. Zur Verspannung des Anschlusskontaktes mit einem Gegenkontakt kann beispielsweise eine beide komplementären Kontakte - den Anschlusskontakt sowie den Gegenkontakt - durchgreifende Schraube genutzt werden. Während bei den meisten vorbekannten elektrischen Anschlüssen dieser Art eine elektrische Kontaktierung des Anschlusskontaktes des elektrischen Leiters nur ein einziges Mal vorgenommen werden kann, besteht bei dem beanspruchten elektrischen Anschluss die Möglichkeit, den Gegenkontakt von dem Anschlusskontakt des elektrischen Leiters zu lösen und in derselben Weise auch wieder anzuschließen. Bei einer typischerweise vorgesehenen Ausgestaltung des Anschlusskontaktes mit zwei parallelen Kontaktflächen, kann wahlweise die eine oder die andere genutzt werden. Durchaus ist auch eine gleichzeitige Kontaktierung dieser Kontaktflächen möglich, wenn zwei Gegenkontakte unter Zwischenschaltung des Anschlusskontaktes des elektrischen Anschlusses mit diesem verspannt werden. Das erleichtert erheblich die Parallel- bzw. Reihenschaltung von Aggregaten, die mit dieser Form des Stromanschlusses ausgestattet sind.This electrical connection contact is characterized in that the connection contact is not simply provided by the lateral surface of the typically cylindrical electrical conductor, but that the electrical conductor has been shaped by a forming process to form its connection contact. This forming step is carried out in such a way that the electrical conductor is flattened in this section, increasing its width. A terminal contact of the electrical conductor designed in this way allows contact to be made with a mating contact on at least one of its two flat sides created by the forming process, which are typically parallel or approximately parallel to one another. Such a flat side serving as a contact surface not only provides a large-area contact surface. With such a flat contact surface, the clamping force only needs to be applied in one direction. With such a design of the connection contact needs in difference In the prior art, the clamping force does not have to be introduced circumferentially or axially, but only acting on a flat side and thus transversely to the longitudinal extent of the electrical conductor in its section of the connection contact. In addition, a mating contact with the connection contact can also be clamped with higher clamping forces without the risk of damaging the electrical connection in any other way. To brace the connection contact with a mating contact, for example, a screw that penetrates both complementary contacts—the connection contact and the mating contact—can be used. While with most previously known electrical connections of this type, electrical contacting of the connection contact of the electrical conductor can only be made once, with the claimed electrical connection there is the possibility of detaching the mating contact from the connection contact of the electrical conductor and again in the same way to connect. In a typically provided configuration of the connection contact with two parallel contact surfaces, one or the other can be used as desired. Simultaneous contacting of these contact surfaces is also possible if two counter-contacts are braced with the connection contact of the electrical connection being interposed. This makes it much easier to connect units in parallel or in series that are equipped with this type of power connection.
Die Möglichkeit, den Anschlusskontakt des elektrischen Anschlusses mit einem Gegenkontakt mit einem höheren Anpressdruck zu verbinden, verbessert den elektrischen Übergang, sodass auf diese Weise auch ein hinreichender elektrischer Übergang zwischen Anschlusskontakt und dem Gegenkontakt bereitgestellt werden kann, auch wenn der elektrische Leiter nur mäßige elektrische Leitfähigkeitseigenschaften aufweist. Ein höherer Anpressdruck kann auch evtl. vorhandene Unebenheiten ausgleichen und dadurch deutlich sicherer die erforderliche Kontaktfläche für die Stromübertragung bereitstellen.The possibility of connecting the terminal contact of the electrical connection to a mating contact with a higher contact pressure improves the electrical transition, so that in this way a sufficient electrical transition between the terminal contact and the mating contact can also be provided, even if the electrical conductor has only moderate electrical conductivity properties having. A higher contact pressure can also compensate for any unevenness that may be present and thus provide the required contact surface for the power transmission much more reliably.
Vorteilhaft ist ferner, dass über die Länge des für die Ausbildung des Anschlusskontaktes vorgesehenen elektrischen Leiters zugleich problemlos die Kontaktfläche bei Herstellung des elektrischen Kontaktes durch unterschiedliche Längen frei gewählt werden kann. Bei einem sehr lang ausgeführten Anschlusskontakt können beispielsweise auch zwei oder mehr Befestigerdurchbrechungen vorgesehen sein. Durchaus möglich ist auch das Vorsehen einer nicht runden, etwa nach Art eines Langloches ausgeführten Befestigerdurchbrechung. Dieses erleichtert den Anschluss mit einem Gegenkontakt.It is also advantageous that, over the length of the electrical conductor provided for the formation of the connection contact, the contact surface can be freely selected by means of different lengths without any problems at the same time when the electrical contact is produced. In the case of a very long connection contact, for example, two or more fastener openings can also be provided. It is also entirely possible to provide a fastener opening that is not round, embodied in the manner of an elongated hole. This facilitates the connection with a mating contact.
Durchaus möglich ist es auch, den Anschlusskontakt bzw. den Abschnitt des elektrischen Leiters, der den Anschlusskontakt bereitstellt, gegenüber der Erstreckung des elektrischen Leiters im Gehäusewanddurchgriff abzuwinkeln.It is also entirely possible to bend the connection contact or the section of the electrical conductor that provides the connection contact with respect to the extent of the electrical conductor in the passage through the housing wall.
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass ein solcher Anschlusskontakt in besonderem Maße an die in einer Einbausituation vorhandenen Anschlussbedingungen angepasst sein kann.It is clear from the above that such a connection contact can be adapted to a particular extent to the connection conditions present in an installation situation.
Die den elektrischen Leiter im Bereich der Gehäusewanddurchbrechung haltende Mantelhülse weist typischerweise eine zylindrische äußere Mantelfläche auf. Dann ist es möglich, den gegenüber den übrigen Bestandteilen des elektrischen Leiters abgeflachten Anschlusskontakt bezüglich der Raumlage seiner Ebene einzurichten, bevor die Mantelhülse an der Gehäusewand festgelegt wird. Ist eine Gasdichtigkeit gewünscht, wird die Mantelhülse typischerweise mit der Gehäusewand gefügt, beispielsweise verschweißt.The jacket sleeve holding the electrical conductor in the area of the opening in the housing wall typically has a cylindrical outer jacket surface. It is then possible to set up the terminal contact, which is flattened relative to the other components of the electrical conductor, with respect to the spatial position of its plane before the jacket sleeve is fixed to the housing wall. If gas-tightness is desired, the jacket sleeve is typically joined to the housing wall, for example welded.
Zur Herstellung eines solchen elektrischen Anschlusses kann handelsübliche Stangenware verwendet werden, und zwar mit einem zylindrischen Kern und einem koaxial angeordneten Mantelrohr, wobei zwischen dem Mantelrohr und dem Kern eine temperaturbeständige elektrische Isolierung, beispielsweise eine mineralische Isolierung oder eine Glaskörperisolierung, angeordnet ist. Zur Ausbildung des Anschlusskontaktes wird von einem Abschnitt das Mantelrohr und die elektrische Isolierung entfernt, bevor der dann freigelegte Kernabschnitt zur Ausbildung des Anschlusskontaktes beispielsweise durch Schmieden umgeformt wird. Auch der innerhalb des Gehäuses befindliche Anschlusskontakt des elektrischen Anschlusses wird durch Entfernen eines Abschnittes des Mantelrohres und der elektrischen Isolierung freigelegt. Dieser Abschnitt braucht in aller Regel nicht umgeformt zu werden, was allerdings ebenfalls möglich ist. Wird dieser Abschnitt nicht umgeformt, dient dessen Stirnfläche als Kontaktfläche zum Anschlie-ßen des innerhalb des Gehäuses befindlichen elektrischen Verbrauchers, beispielsweise eines Heizelementes, insbesondere eines bandförmig ausgeführten elektrischen Widerstandsheizelementes.Commercial bar stock can be used to produce such an electrical connection, namely with a cylindrical core and a coaxially arranged jacket tube, temperature-resistant electrical insulation, for example mineral insulation or glass body insulation, being arranged between the jacket tube and the core. To form the terminal contact, the jacket tube and the electrical insulation are removed from one section before the core section that is then exposed is formed, for example by forging, to form the terminal contact. The connection contact of the electrical connection located within the housing is also exposed by removing a section of the jacket tube and the electrical insulation. As a rule, this section does not need to be reshaped, although this is also possible. If this section is not reshaped, its end face serves as a contact surface for connecting the electrical load located inside the housing, for example a heating element, in particular a strip-shaped electrical resistance heating element.
Typischerweise wird ein solcher elektrischer Anschluss zunächst mit dem Anschluss des elektrischen Verbrauchers, der innerhalb eines Gehäuses sitzt, gefügt und dann zusammen mit dem elektrischen Verbraucher, also beispielsweise mit einem elektrischen Widerstandsheizband, in das Gehäuse montiert. In einem solchen Fall ist die Breite des Anschlusskontaktes nicht größer als der Außendurchmesser der Mantelhülse, damit der Anschlusskontakt durch den Gehäusewanddurchbruch des Gehäuses hindurchgesteckt werden kann.Typically, such an electrical connection is first joined to the connection of the electrical load, which is located inside a housing, and then mounted in the housing together with the electrical load, ie, for example, with an electrical resistance heating strip. In such a case, the width of the connection contact is not greater than the outer diameter of the casing sleeve, so that the connection contact can be inserted through the opening in the housing wall.
In einer Anwendung eines solchen temperaturbeständigen elektrischen Anschlusses ist dieser Teil eines Abgasreinigungsaggregates und ist mit seiner Mantelhülse mit dem Gehäuse des Reinigungsaggregates umlaufend gefügt, um die gewünschte Gasdichtigkeit zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren bereitzustellen. In einem solchen Fall ist der elektrische Verbraucher des Abgasreinigungsaggregates ein elektrisches Widerstandsheizelement, beispielsweise ausgeführt als Heizband, welches mäanderförmig anströmseitig bezüglich des eigentlichen Abgasreinigungsaggregates, beispielsweise eines Katalysators, angeordnet ist. Ein solcher Katalysator hat seine Anspringtemperatur typischerweise oberhalb der Umgebungstemperatur. Wird diesem ein solches elektrisches Heizaggregat vorgeschaltet, kann dieser bereits unmittelbar beim bzw. nach Motorstart seine Starttemperatur erreicht haben, sodass sogar bereits beim Motorstart, wenn eine Erwärmung des Abgaseinigungsaggregates vor dem Motorstart erfolgt, bereits die gewünschte Abgasreinigung stattfinden kann.In one application of such a temperature-resistant electrical connection, this is part of an exhaust gas cleaning unit and is joined with its jacket sleeve to the housing of the cleaning unit in order to provide the desired gas tightness between the housing interior and the housing exterior. In such a case, the electrical consumer of the exhaust gas cleaning unit is an electrical resistance heating element, for example designed as a heating strip, which is arranged in a meandering pattern on the inflow side with respect to the actual exhaust gas cleaning unit, for example a catalytic converter. Such a catalytic converter typically has its light-off temperature above ambient temperature. If such an electrical heating unit is connected upstream of this, it can already have reached its starting temperature immediately during or after the engine start, so that even when the engine is started, if the exhaust gas cleaning unit is heated before the engine is started, the desired exhaust gas cleaning can already take place.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 : Eine Darstellung eines Heizaggregates einer Abgasreinigungsanlage, einzuschalten in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Anschlusskontakt, -
2 : eine perspektivische Darstellung eines weiteren Heizaggregates, bei dem die erfindungsgemäßen elektrischen Anschlüsse des Heizelementes an derselben Gehäuseseite angeordnet sind, -
3 : eine Schnittdarstellung durch einen elektrischen Anschluss der2 entlang der Linie A-B, -
4a ,4b : ein Halbzeug, aus dem ein elektrischer Anschluss der vorstehenden Figuren hergestellt wird (4a) , und der fertige elektrische Anschluss nach Ausbilden seines Anschlusskontaktes (4b) und -
5 : der elektrische Anschluss gemäß3 , kontaktiert mit einem Gegenkontakt.
-
1 : A representation of a heating unit of an exhaust gas cleaning system, to be switched on in the exhaust line of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with an electrical connection contact according to the invention, -
2 : a perspective view of another heating unit, in which the electrical connections of the heating element according to the invention are arranged on the same side of the housing, -
3 : a sectional view through an electrical connection of the2 along line AB, -
4a ,4b : a semi-finished product from which an electrical connection of the preceding figures is made (4a) , and the finished electrical connection after forming its connection contact (4b) and -
5 : the electrical connection according to3 , contacted with a mating contact.
Ein Heizaggregat H ist in einem Abgasaggregat, eingeschaltet in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, eingebaut. Das Heizaggregat H umfasst eine Einfassung 1 als Gehäuse. In
Hergestellt wird der elektrische Anschluss 4.1 z. B. durch Bereitstellen eines Abschnittes eines als Meterware beziehbaren Ausgangsproduktes, das einen zylindrischen stabförmigen Kern und ein Mantelrohr aufweist, wobei zwischen diesen beiden Komponenten die mineralische Isolierung 9 angeordnet ist. Von einem solchen Stangenabschnitt wird in einem ersten Schritt von dem Mantelrohr zu beiden Seiten ein Abschnitt des Mantelrohrs entfernt, und zwar an der für die Gehäuseaußenseite vorgesehenen Seite in einer Länge, die zur Ausbildung des Anschlusskontaktes 8.1 ausreicht, und gehäuseinnenseitig, um einen hinreichenden Abstand zwischen der Stirnseite der Mantelhülse 6.1 und dem Heizband 2.1 zu gewährleisten. Gleiches gilt für die elektrische Isolierung 9. Dann ist ein Zwischenprodukt, wie in
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, bestehen für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen erläutert werden müsste.The invention is described using exemplary embodiments. Without departing from the scope of the applicable claims, exist for one A person skilled in the art numerous other ways of implementing the invention without this having to be explained in detail within the scope of these statements.
BezugszeichenlisteReference List
- 1, 1.11, 1.1
- Einfassungsurround
- 2, 2.12, 2.1
- Heizbandheating tape
- 3, 3.13, 3.1
- Heizbandabschnittheating tape section
- 4, 4.14, 4.1
- elektrischer Anschlusselectrical connection
- 55
- Gehäusewanddurchbrechunghousing wall opening
- 6, 6.16, 6.1
- Mantelhülsejacket sleeve
- 7, 7.17, 7.1
- elektrischer Leiterelectrical conductor
- 8, 8.18, 8.1
- Anschlusskontaktconnection contact
- 99
- Isolierunginsulation
- 1010
- Kontaktflächecontact surface
- 1111
- Befestigerdurchbrechungfastener breakthrough
- 1212
- Stromanschlusskabelpower cord
- 1313
- Kabelschuh des Gegenkontaktescable lug of the counter contact
- 1414
- Spannschraubeclamping screw
- 1515
- Spannmutter clamping nut
- H, H.1H, H.1
- Heizaggregatheating unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 0848785 B1 [0005]EP 0848785 B1 [0005]
- EP 0716558 B1 [0007]EP 0716558 B1 [0007]
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