DE102022119488A1 - Method for producing a heating element made of metal foam, in particular for an exhaust gas heater, heating element and exhaust gas heater - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelements (14) aus Metallschaum, insbesondere für eine Abgasheizvorrichtung (10), mittels der folgenden Schritte:
es wird ein Basiselement (1) aus einem Schaum bereitgestellt, insbesondere aus einem PU-Schaum,
das Basiselement (1) wird lokal komprimiert, so dass sich eine höhere Dichte an Zellverbindungen ergibt,
das Basiselement (1) mit einer drauf aufgebrachten Metallbeschichtung wird gesintert.
Die Erfindung betrifft auch ein Heizelement (14) aus Metallschaum, insbesondere für eine Abgasheizvorrichtung (10), wobei es durch plastische Verformung erzeugte Abschnitte aufweist, in denen die Dichte der elektrischen Leiterbahnen (S) höher ist als in unverformten Abschnitten. Die Erfindung betrifft schließlich eine Abgasheizvorrichtung (10) mit einem solchen Heizelement (14).
The invention relates to a method for producing a heating element (14) made of metal foam, in particular for an exhaust gas heating device (10), by means of the following steps:
a base element (1) made of a foam is provided, in particular made of a PU foam,
the base element (1) is locally compressed, resulting in a higher density of cell connections,
the base element (1) with a metal coating applied to it is sintered.
The invention also relates to a heating element (14) made of metal foam, in particular for an exhaust gas heating device (10), wherein it has sections produced by plastic deformation in which the density of the electrical conductor tracks (S) is higher than in undeformed sections. The invention finally relates to an exhaust gas heating device (10) with such a heating element (14).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelements aus Metallschaum, insbesondere für eine Abgasheizvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein solches Heizelement sowie eine Abgasheizvorrichtung mit einem solchen Heizelement.The invention relates to a method for producing a heating element made of metal foam, in particular for an exhaust gas heating device. The invention further relates to such a heating element and an exhaust gas heating device with such a heating element.
Heizelemente für Abgasheizvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel findet sich in der
Allgemein ausgedrückt wird das Heizelement geometrisch so ausgebildet, dass ein Stromleitpfad zwischen zwei elektrischen Anschlüssen definiert ist. Wenn eine Spannung an die beiden elektrischen Anschlüsse angelegt wird, fließt ein Strom durch den Metallschaum. Aufgrund des elektrischen Widerstandes, der den Stromfluss entgegengesetzt wird, erwärmt sich der Metallschaum. Die im Metallschaum entstehende Wärme kann an einen Abgasstrom abgegeben werden, der von einem Verbrennungsmotor stammt. Auf diese Weise wird der Abgasstrom erwärmt, um beispielsweise eine stromabwärts der Abgasheizvorrichtung angeordnete Reinigungsvorrichtung schneller ansprechen zu lassen. Bei der Reinigungsvorrichtung kann es sich um einen Katalysator handeln. Zudem kann der Metallschaum selbst als aktives katalytisches Element genutzt werden, da er eine katalytisch aktive Beschichtung aufweisen kann.In general terms, the heating element is geometrically designed in such a way that a current conduction path is defined between two electrical connections. When a voltage is applied to the two electrical terminals, a current flows through the metal foam. Due to the electrical resistance that opposes the current flow, the metal foam heats up. The heat generated in the metal foam can be transferred to an exhaust stream that comes from an internal combustion engine. In this way, the exhaust gas stream is heated in order, for example, to allow a cleaning device arranged downstream of the exhaust gas heating device to respond more quickly. The cleaning device can be a catalyst. In addition, the metal foam itself can be used as an active catalytic element because it can have a catalytically active coating.
Für manche Anwendungen ist es wünschenswert, das Heizelement mechanisch an verschiedenen Punkten abzustützen, beispielsweise um zu verhindern, dass es bei Schwingungen zu Beschädigungen kommt oder das Heizelement in Resonanz gerät. Zur Abstützung werden kleine Isolatoren verwendet, die durch Ausnehmungen im Heizelement hindurchgeführt und dann an einer Abstützbrücke angebracht werden. Die Ausnehmungen im Metallschaum können beispielsweise durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden erzeugt werden.For some applications it is desirable to mechanically support the heating element at various points, for example to prevent damage from vibrations or the heating element from resonance. Small insulators are used for support, which are passed through recesses in the heating element and then attached to a support bridge. The recesses in the metal foam can be created, for example, by laser or water jet cutting.
Es hat sich herausgestellt, dass die Temperaturverteilung im Heizelement insofern ungleichmäßig ist, als es im Bereich der mechanischen Abstützungen zu Temperaturspitzen kommt.It has been found that the temperature distribution in the heating element is uneven in that temperature peaks occur in the area of the mechanical supports.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Heizelement so zu verbessern, dass sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung ergibt und Hitzekonzentrationen vermieden werden, da diese die Funktion des Bauteils in erheblichem Maße einschränkenThe object of the invention is to improve the heating element in such a way that a more uniform temperature distribution results and heat concentrations are avoided, since these significantly limit the function of the component
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelements aus Metallschaum vorgesehen, insbesondere für eine Abgasheizvorrichtung, wobei in einem ersten Schritt ein Basiselement aus einem Schaum bereitgestellt wird, insbesondere aus einem PU-Schaum. Das Basiselement wird lokal komprimiert, so dass sich eine höhere Dichte an Zellverbindungen ergibt. Weiterhin wird das Basiselement mit einer darauf aufgebrachten Metallbeschichtung gesintert. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Temperaturspitzen der untersuchten Heizelemente darauf zurückzuführen sind, dass im Bereich der mechanischen Abstützungen weniger leitendes Material zur Verfügung steht als in den Bereichen, in denen keine Ausnehmung für die mechanischen Abstützungen vorhanden sind. Anders ausgedrückt: Durch das Ausschneiden der Ausnehmungen für die mechanischen Abstützungen wird leitendes Material entfernt, so dass durch das verbleibende Material mehr Strom pro Querschnittseinheit an Material strömen muss. Aufgrund der höheren Stromdichte entsteht auch mehr Wärme. Die Erfindung wirkt diesem Effekt dadurch entgegen, dass die Ausnehmungen nicht mehr ausgeschnitten werden, sondern durch eine plastische Verformung erhalten werden. Dementsprechend wird kein leitendes Material entfernt, sondern nur „seitlich“ verdrängt, so dass beispielsweise die Ausnehmung entsteht. Demzufolge steht beiderseits der Ausnehmung genauso viel Material zur Verfügung wie in den benachbarten Abschnitten des Heizelements, so dass der elektrische Widerstand insgesamt im Bereich der Ausnehmungen nicht höher ist als „vor“ und „hinter“ der entsprechenden Ausnehmung. Dementsprechend setzt der Heizschaum dem Stromfluss im Bereich der Ausnehmung keinen höheren Widerstand entgegen, so dass es dort auch nicht zu einer Temperaturspitze kommt.To solve this problem, according to the invention a method for producing a heating element made of metal foam is provided, in particular for an exhaust gas heating device, wherein in a first step a base element made of a foam is provided, in particular made of a PU foam. The base element is locally compressed, resulting in a higher density of cell connections. Furthermore, the base element is sintered with a metal coating applied to it. The invention is based on the knowledge that the temperature peaks of the heating elements examined are due to the fact that there is less conductive material available in the area of the mechanical supports than in the areas in which there are no recesses for the mechanical supports. In other words: By cutting out the recesses for the mechanical supports, conductive material is removed, so that more current per cross-sectional unit of material has to flow through the remaining material. Due to the higher current density, more heat is generated. The invention counteracts this effect in that the recesses are no longer cut out, but are obtained through plastic deformation. Accordingly, no conductive material is removed, but only displaced “laterally” so that, for example, the recess is created. As a result, just as much material is available on both sides of the recess as in the adjacent sections of the heating element, so that the overall electrical resistance in the area of the recesses is no higher than “in front of” and “behind” the corresponding recess. Accordingly, the heating foam does not offer any higher resistance to the current flow in the area of the recess, so that there is no temperature peak there.
Der erfindungsgemäße Gedanke kann auch ausgeweitet werden auf Gestaltungen, bei denen eine höhere Dichte oder Stromleitfähigkeit des Heizelements aus anderen Gründen gewünscht wird, beispielsweise um das Heizelement elektrisch zu kontaktieren. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass das Basiselement in dem Bereich, der lokal komprimiert wird, ein Übermaß aufweist und mittels eines Werkzeugs auf die Zielgröße komprimiert wird. Auf diese Weise kann mit sehr geringem Aufwand eine höhere Stromleitfähigkeit erzeugt werden, wie sie andernfalls mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aufwendig dadurch erzeugt werden muss, dass der Metallschaum mit unterschiedlichen Materialien getränkt wird oder mehrfach beschichtet werden muss.The idea according to the invention can also be extended to designs in which a higher density or current conductivity of the heating element is desired for other reasons, for example in order to electrically contact the heating element. For this purpose, it can be provided that the base element has an oversize in the area that is locally compressed and is compressed to the target size using a tool. In this way, a higher current conductivity can be generated with very little effort, as would otherwise have to be produced in a complex manner using methods known from the prior art in that the metal foam is impregnated with different materials or has to be coated several times.
Bei der Ausgestaltung, bei der lokale Aussparungen vorgesehen werden sollen, wird vorzugsweise das Basiselement in dem Bereich, der lokal komprimiert wird, vorgeschnitten, wobei anschließend die durch das Vorschneiden erzeugte Vor-Öffnung mittels eines Werkzeugs aufgeweitet wird. Beim Vorschneiden wird die Vor-Öffnung gerade so weit erzeugt, dass ein Spreizwerkzeug in die Vor-Öffnung eingeschoben werden kann. Dadurch bleiben die durch das Trägermaterial und die Beschichtung vorgegebenen Stromleitpfade im Wesentlichen unbeschädigt.In the embodiment in which local recesses are to be provided, the base element is preferably pre-cut in the area that is locally compressed, with the pre-opening created by the pre-cutting then being expanded using a tool. When pre-cutting, the pre-opening becomes just that far enough that a spreading tool can be inserted into the pre-opening. As a result, the current conduction paths specified by the carrier material and the coating remain essentially undamaged.
Vorzugsweise wird das Basiselement, bevor es lokal komprimiert wird, mit einem flüssigen Metall getränkt. Dies ist insofern vorteilhaft, als dann die ersten Verfahrensschritte in derselben Weise wie bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Heizelementen aus Metallschaum durchgeführt werden können. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass erst das Basiselement lokal verformt und dann mit dem flüssigen Metall getränkt wird.Preferably, the base element is impregnated with a liquid metal before it is locally compressed. This is advantageous in that the first process steps can then be carried out in the same way as in known processes for producing heating elements made of metal foam. In principle, however, it is also conceivable that the base element is first locally deformed and then impregnated with the liquid metal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass überschüssiges flüssiges Material aus dem Basiselement entfernt wird, nachdem das Basiselement lokal komprimiert wurde und während das Werkzeug weiterhin mit dem Basiselement zusammenwirkt. Bei diesem Schritt verbleibt das Werkzeug an oder im Basiselement, so dass die lokal verformten Bereiche nicht zurückfedern können.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that excess liquid material is removed from the base element after the base element has been locally compressed and while the tool continues to interact with the base element. During this step, the tool remains on or in the base element so that the locally deformed areas cannot spring back.
Um das überschüssige flüssige Material aus dem Basiselement zu entfernen, hat es sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, dass das Basiselement zentrifugiert wird. Dieser Schritt kann vergleichsweise einfach auch dann ausgeführt werden, wenn das Werkzeug am oder im Basiselement verbleibt.In order to remove the excess liquid material from the base element, it has proven to be particularly expedient for the base element to be centrifuged. This step can be carried out comparatively easily even if the tool remains on or in the base element.
Vorzugsweise wird das Werkzeug nach dem Trocknen und vor dem Sintern entfernt, so dass es bei der Herstellung von weiteren Heizelementen erneut verwendet werden kann. Alternativ wäre auch denkbar, Werkzeuge zu verwenden, die ähnlich einer verlorenen Form bei Gießverfahren beim Sintern zerstört werden.Preferably, the tool is removed after drying and before sintering so that it can be used again in the production of further heating elements. Alternatively, it would also be conceivable to use tools that are destroyed during sintering, similar to a lost mold in casting processes.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist auch ein Heizelement aus Metallschaum vorgesehen, insbesondere für eine Abgasheizvorrichtung, wobei das Heizelement mit einem Verfahren der vorstehend erläuterten Art hergestellt werden kann. Das Heizelement weist dabei durch plastische Verformung erzeugte Abschnitte auf, in denen die Dichte der elektrischen Leiterbahnen höher ist als in unverformten Abschnitten. Hinsichtlich der sich ergebenen Vorteile wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.To solve the above-mentioned problem, a heating element made of metal foam is also provided, in particular for an exhaust gas heating device, wherein the heating element can be produced using a method of the type explained above. The heating element has sections created by plastic deformation in which the density of the electrical conductor tracks is higher than in undeformed sections. With regard to the resulting advantages, reference is made to the explanations above.
Die durch plastische Verformung erzeugten Abschnitte können alternativ zur plastischen Verformung der Basiselemente vor dem Sintern auch dadurch hergestellt werden, dass das Basiselement in herkömmlicher Weise gesintert und anschließend lokal plastisch verformt wird, um Bereiche mit höherer Zelldichte zu erhalten.As an alternative to plastic deformation of the base elements before sintering, the sections produced by plastic deformation can also be produced by sintering the base element in a conventional manner and then locally plastically deforming them in order to obtain areas with a higher cell density.
Die durch plastische Verformung erzeugten Abschnitte können an einer Außenseite des Heizelements angeordnet sein, beispielsweise um für die elektrische Kontaktierung des Heizelements verwendet zu werden.The sections produced by plastic deformation can be arranged on an outside of the heating element, for example in order to be used for electrical contacting of the heating element.
Die zur Kontaktierung verwendeten, durch plastische Verformung erzeugten Abschnitte können in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführt sein oder nur abschnittsweise, insbesondere im Bereich der elektrischen Kontakte.The sections used for contacting and created by plastic deformation can be designed to run circumferentially or only in sections, particularly in the area of the electrical contacts.
Die durch plastische Verformung erzeugten Abschnitte können auch eine Öffnung umgeben, die dafür vorgesehen ist, ein Abstützelement aufzunehmen. Aufgrund der höheren Dichte der elektrischen Leiterbahnen im Bereich der Öffnung ist gewährleistet, dass dort keine Temperaturspitzen entstehen.The sections created by plastic deformation may also surround an opening intended to receive a support element. The higher density of the electrical conductor tracks in the area of the opening ensures that no temperature peaks occur there.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
- -
1 in einer schematischen perspektivischen Ansicht einer Abgasheizvorrichtung mit einem Heizelement; - -
2 einen Querschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Heizelements, in dem ein Abstützelement angebracht ist; - -
3 in einer schematischen, vergrößerten Ansicht einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Heizelements im Bereich einer Öffnung zur Aufnahme eines Abstützelements; - -
4 eine Fotografie des Basiselements in einem Ausschnitt ähnlich3 ; - -
5 einen Ausschnitt von4 in vergrößertem Maßstab; - -
6 einen Abschnitt eines Heizelements aus dem Stand der Technik entsprechend der Darstellung von4 ; - -
7 eine Fotografie des Basiselements des Heizelements von6 ; - - die
8a bis8c zwei Schritte bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Heizelements; - - die
9a bis9d in jeweils einer Seitenansicht und einer Draufsicht die Schritte des Erzeugens von lokal komprimierten Bereichen bei einem Basiselement zur Herstellung eines Heizelements gemäß einer ersten Ausführungsform; - - die
10a bis10c in einer schematischen Draufsicht weitere Schritte bei der Herstellung eines Heizelements; - - die
11a bis11c in einer schematischen Draufsicht verschiedene Schritte bei der Herstellung eines Heizelements gemäß einer weiteren Ausführungsform; und - - die
12a und12b in jeweils einer schematischen Draufsicht und einer Schnittansicht verschiedene Schritte der Bearbeitung eines Basiselements zur Herstellung eines Heizelement gemäß einer dritten Ausführungsform.
- -
1 in a schematic perspective view of an exhaust gas heating device with a heating element; - -
2 a cross section through a part of a heating element according to the invention, in which a support element is attached; - -
3 in a schematic, enlarged view a section of a heating element according to the invention in the area of an opening for receiving a support element; - -
4 a photograph of the base element in a similar detail3 ; - -
5 a section of4 on an enlarged scale; - -
6 a section of a heating element from the prior art as shown in4 ; - -
7 a photograph of the base element of the heating element of6 ; - - the
8a until8c two steps in the production of a heating element according to the invention; - - the
9a until9d in each case a side view and a top view, the steps of producing locally compressed areas in a base element for producing a heating element according to a first embodiment; - - the
10a until10c in a schematic top view further steps in the production of a heating element; - - the
11a until11c in a schematic top view various steps in the production of a heating element according to a further embodiment; and - - the
12a and12b in each case a schematic top view and a sectional view different steps of processing a base element for producing a heating element according to a third embodiment.
In
Die Abgasheizvorrichtung 10 weist einen Halterahmen 12 auf, in welchem ein Heizelement 14 angeordnet ist. Dieses besteht aus einem Metallschaum, der porös ist, so dass er vom Abgas durchströmt werden kann. Der Metallschaum ist insbesondere offenporig.The exhaust
Das Heizelement 14 ist in voneinander elektrisch isolierte Stege 16 unterteilt, die elektrisch so in Reihe geschaltet sind, dass sich ein Stromleitpfad von einem elektrischen Anschluss 18 zu einem zweiten elektrischen Anschluss 20 ergibt. Wenn an die Anschlüsse 18, 20 eine Spannung angelegt wird, stellt sich ein Stromfluss durch das gesamte Heizelement 14 ein.The
Die geometrische Form der Stege 16 ist hier nicht weiter relevant; anstelle von geraden Stegen können auch gekrümmte Stege verwendet werden.The geometric shape of the
Die Abgasheizvorrichtung 10 weist eine Abstützbrücke 22 auf, an der mehrere Abstützelemente 24 angeordnet sind, die dazu dienen, das Heizelement 14 mechanisch abzustützen.The exhaust
Jedes Abstützelement 24 erstreckt sich durch eine Öffnung 26 (siehe auch
In
Der offenporige Metallschaum, aus dem das Heizelement 14 besteht, kann sich vorgestellt werden als eine Vielzahl von Stromleitpfaden, die durch die Zellwände des Metallschaums gebildet sind. Dementsprechend gibt es im Heizelement in den Bereichen, die nicht verformt wurden, eine spezifische Dichte an Stromleitpfaden. Im Bereich der Öffnung 26 ist die spezifische Dichte höher, da dieselbe Materialmenge an Metallschaum vorhanden ist wie in den unverformten Abschnitten; der Metallschaum hat lediglich eine höhere Dichte. Dies ist in
Aufgrund der höheren Dichte der Stromleitpfade S im Bereich der Öffnung 26 ist gewährleistet, dass die Stege 16 dem Stromfluss dort insgesamt keinen höheren elektrischen Widerstand entgegensetzen als vor oder hinter der Öffnung 26. Somit ist verhindert, dass lokale Temperaturspitzen entstehen.Due to the higher density of the current conduction paths S in the area of the
Durch das lokale Komprimieren des Materials des Heizelements 14 ist in den komprimierten Bereichen die Dichte an Zellverbindungen höher als in den nicht komprimierten Bereichen. Dies ist in
Ein weiterer Vorteil der lokal komprimierten Bereiche besteht in einer höheren mechanischen Festigkeit des Heizelements 14 dort, wo die Abstützelemente 24 am Heizelement 14 angreifen.Another advantage of the locally compressed areas is a higher mechanical strength of the
Es ist hervorzuheben, dass die Änderung der Dichte an Zellverbindungen nicht sprunghaft erfolgt, sondern es einen nahtlosen Übergang gibt von den Bereichen, in denen die Dichte am höchsten ist (also dort, wo auf das Material des Heizelements 14 eingewirkt wurde), zu den unverformten Bereichen, in denen die Dichte an Zellverbindungen dem Ausgangszustand entspricht.It should be emphasized that the change in the density of cell connections does not occur suddenly, but rather there is a seamless transition from the areas in which the density is highest (i.e. where the material of the
In den
Anhand der
Zunächst wird ein Basiselement 1, insbesondere ein PU-Schaum, mit einem flüssigen Metallmaterial 2 getränkt und auf einer Unterlage 3 angeordnet (siehe
Anschließend wird ein Werkzeug 4 verwendet, das die Öffnungen 26 im mit dem flüssigen Metall getränkten Basiselement 1 erzeugt. Dieses wird in der Richtung der Pfeile in den
Das Werkzeug 4 weist mehrere Aufweit- oder Spreizdorne 5 auf, die jeweils mit einer Schneide 6 versehen sind (siehe den in
Dabei wird zunächst von den Schneiden 6 ein Einschnitt 7 erzeugt (siehe
Nachdem das Werkzeug 4 in das Basiselement 1 hineingedrückt ist, wird überschüssiges Metallmaterial aus dem Basiselement entfernt. Hierfür kann das Basiselement 1 zusammen mit dem Werkzeug 4 zentrifugiert werden. Es empfiehlt sich, das Werkzeug in diesem Verfahrensschritt im Basiselement zu belassen, da sich ansonsten die erzeugten Öffnungen aufgrund der wirkenden Rückstellkräfte wieder (zumindest größtenteils) schließen würden.After the
In einem nächsten Schritt wird das beschichtete Basiselement 1 getrocknet. In getrocknetem Zustand kann das Werkzeug 4 entfernt werden, ohne dass das Risiko besteht, dass sich die Öffnungen im Basiselement 1 wieder schließen. Das mit dem Metallmaterial 2 beschichtete Basiselement 1 ist in
Anschließend wird das getrocknete Basiselement (der „Grünling“) gesintert, wobei das Werkstück insgesamt schrumpft (vergleiche die
Nach dem Sintern werden Schlitze 17 geschnitten, um die Abschnitte 16 zu definieren.After sintering,
In den
Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform an den Stellen, an denen später der Strompfad von einem Abschnitt 16 zum nächsten umgelenkt wird, ein lokal komprimierter Bereich 30 erzeugt wird. Zu diesem Zweck werden asymmetrische Spreizdorne (hier nicht gezeigt) verwendet, die beim Einschieben in das Basiselement 1 das Material zu einer Seite hin verdrängen. Die lokal komprimierten Bereiche sind hier durch einen dunkler dargestellten Bereich mit höherer Zelldichte symbolisiert.The essential difference between the first and second embodiments is that in the second embodiment, a locally compressed
Alternativ zu asymmetrischen Spreizdornen ist auch denkbar, dass das Spreizwerkzeug beim Einschieben quer zur Einschubrichtung verschoben wird.As an alternative to asymmetrical expanding mandrels, it is also conceivable that the expanding tool is displaced transversely to the insertion direction when inserted.
Nachdem die lokal komprimierten Bereiche 30 erzeugt sind, wird das Basiselement gesintert. Anschließend werden die Schlitze 17 geschnitten (siehe
Die lokal komprimierten Bereiche 30 dienen dazu, im Bereich der Umlenkung des Stromleitpfades an den Enden jedes Abschnittes 16 eine höhere Zelldichte zu gewährleisten wie im Bereich der Abschnitte 16. Auf diese Weise werden lokale Temperaturspitzen vermieden.The locally compressed
Auch bei der zweiten Ausführungsform können Öffnungen 26 verwendet werden, die von lokal komprimierten Bereichen des Materials des Heizelements 14 umgebenen sind und dafür dienen, Abstützelemente 24 aufzunehmen. Die Öffnungen 24 sind in
In den
In
Das Basiselement 1 wird mit flüssigem Metallmaterial getränkt und zwischen zwei Fixierplatten 40 gespannt. Dann wird es mittels mehrerer Presswerkzeuge 42 komprimiert, so dass eine umlaufende Zone 44 erzeugt wird, in der das Material des Basiselements komprimiert ist.The base element 1 is soaked with liquid metal material and clamped between two fixing
Dabei wurde festgestellt, dass das Basiselement 1 entsprechend der von den Presswerkzeugen 42 ausgeübten Kraft von außen nach innen komprimiert wird und das Zentrum unkomprimiert verbleibt. Es ergibt sich daher ein Ringbereich, in dem die Zelldichte höher ist als im Ausgangszustand. Gleichzeitig geht die höhere Zelldichte nicht sprunghaft in die ursprüngliche Zelldichte über, sondern graduell. Dies ist im Hinblick auf die mechanische Festigkeit vorteilhaft.It was found that the base element 1 is compressed from the outside in according to the force exerted by the
Zusätzlich zur umlaufenden komprimierten Zone 44 können weitere lokal komprimierte Bereiche vorgesehen werden, wie sie von den beiden anderen Ausführungsformen bekannt sind, also zur Aufnahme von Abstützelementen und im Bereich der Stromumlenkung.In addition to the circumferential
Anschließende wird das Basiselement 1 gesintert.The base element 1 is then sintered.
Die Zone 44 dient zur mechanischen Anbindung des Heizelements 14 im Halterahmen 12. Außerdem erleichtert sie die Anbringung der elektrischen Anschlüsse 18, 20, da sie mehr Leitungsquerschnitt zu Verfügung stellen.The
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102020130657 [0002]DE 102020130657 [0002]
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