本发明专利技术涉及一种蜂窝体(14)，具有多个板层(1、2、3、4)，该板层共同形成一个中央的导电的电流路径(23)并且与连接销(12)电连接，其中，所述蜂窝体(14)具有确定内圆周(I)的金属外壳(7)，连接销(12)在套管(10)中被电绝缘地穿过该金属外壳导引，和其中，板层(1、2、3、4)是交替布置的、具有粗糙结构的板层(2)和具有精细结构的或平滑的板层(1)，它们共同形成堆垛(5)，该堆垛具有最上方的板层(3)和最下方的板层(4)，该堆垛具有在板层(1、2、3、4)之间的能够由气体沿轴向方向(A)流过的通道(15)。本发明专利技术的特征在于，所述连接销(12)沿径向方向(R)延伸并且与至少两个板层(1、2、3、4)、优选与所有板层通过特别由电阻焊接法制成的导电连接部(13)直接以金属方式连接或者通过至少一个中间部件(9)以金属方式连接，其中，中央电流路径(23)在连接区域(6)中的每单位长度的电阻比中央电流路径在堆垛(5)中的每单位长度的平均电阻大最高10％。所述堆垛(5)中的最上方的板层(3)在至少35％、优选至少40％的内圆周(I)上近似平行于金属外壳(7)延伸并且在那里通过气隙(8)与该金属外壳分隔开。本发明专利技术能够实现简单地制造运行安全并且能够非常均匀地电加热的蜂窝体(14)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多个与连接销电连接的板层的能电加热的蜂窝体
本专利技术属于能够电加热的蜂窝体的领域，特别用于优选在机动车中的内燃机的废气处理系统。需要能够电加热的蜂窝体例如用于加热废气净化系统中的部件，以便由此达到对于特定的化学反应、特别是也对于催化活性反应的特定的最低温度。其应用在废气催化器、微粒过滤器或用于减少氮氧化物的设备中。
技术介绍
这种能够电加热的蜂窝体的典型的结构形式例如在WO 96/10127中描述。EP1967712B1也描述了能够电加热的蜂窝体的构造。在这两篇文献中提供了把这种能够电加热的蜂窝体支承在相邻地布置的蜂窝体上的可能方式。 为了能提供对于电加热足够高欧姆的电阻，典型的能电加热的蜂窝体由一个堆垛的多个板层形成，所述板层共同形成至少一个中央的导电的电流路径并且因此这样构造，即它们形成能够由气体沿轴向方向流过的通道。典型地，为此把具有粗糙结构的和具有精细结构的或平滑的金属片一例如总共五至十五个金属片一交替地彼此层叠。通过堆垛以S形状沿相反方向交织在一起，这样形成该堆垛:该堆垛填充了圆形的或椭圆形的横截面，其中，堆垛的相邻的盘绕体必须彼此电绝缘的。这可以通过绝缘层或通过电绝缘的气隙实现，其中，气隙在运行时剧烈热膨胀的情况下能够由此被稳定，即堆垛的盘绕体借助支承销固定在相邻的蜂窝体上并且由此保持在其位置上。通过这种方式也可以沿轴向方向稳定相对较短的能够电加热的蜂窝体，例如具有仅I至5cm的轴向延展尺寸的盘形的蜂窝体。 业已证明的是，对于能够电加热的蜂窝体的稳定性和电性能有利的是，该蜂窝体由交替的具有粗糙结构的板层和具有精细结构的板层构成，特别由具有小的第一波纹高度和小的第一波纹长度的精细的第一波纹的板层和由具有第二粗糙的结构、特别具有大的第二波纹高度和大的第二波纹长度的第二波纹的板层构成。优选地，波纹层在堆垛内在其接触点上相互焊接在一起。 然而，堆垛与外部电源的电连接是存在问题的。由于交织的可导电的堆垛必须被布置在金属套管的内部，因此需要通向堆垛的、至少一个与套管电绝缘的供给管线，其中典型地应通过堆垛传导这样高的电流强度，使得在接触区域中电流在堆垛的各板层上的尽可能均匀的分布也是值得期望的或者甚至为了避免损坏而是必需的。 在连接区域中的每单位长度的电阻不允许相对于在堆垛的其余的延伸中每单位长度的电阻过高，以便连接区域不会由于欧姆电阻而过于强烈地加热。这是重要的，因为一方面外部的电连接不允许过热，而另一方面特别在连接区域中不能通过流过的废气像在堆垛的其余延伸中那样以相同的程度确保冷却。 在由现有技术已知的实施方式中，因此典型地存在的是电流分配结构，堆垛的各板层终止于该电流分配结构上，其中，电流分配结构又通过绝缘地经过蜂窝体的金属外壳导引的连接销接触。在所述结构形式中典型的电流分配结构是一种半壳，该半壳平行于金属外壳延伸并且在各板层上终止和以金属方式连接、特别是焊接。该半壳又必须通过绝缘层与蜂窝体的金属外壳电绝缘。这可以通过气隙实现，然而对此必需的是，半壳同样被稳定在其位置上，这优选地通过额外的支承销实现，其中也在此始终必须考虑在其上进行支承的结构的电绝缘。 在能够电加热的蜂窝体的情况下，接触的问题出现在至少在堆垛的一个端部上，也就是说当堆垛的另一端部能够被直接连接在金属外壳上时，则接触发生问题。如果堆垛的两个端部不应接地，则堆垛的两个端部必须被相应地接触。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，至少部分地解决与现有技术相关地描述的技术问题并且特别提供一种蜂窝体，具有多个板层(金属片层)在连接销上的电连接，该蜂窝体能够简单地且价格低廉地制造，尽可能避免了电流分配结构并且特别在没有金属外壳与金属片堆垛之间的半壳的情况下能够实现能够电加热的蜂窝体的稳定的结构。 根据权利要求1的蜂窝体用于实现该目的。从属权利要求中描述了有利的设计方案，其中，这些设计方案可被以技术上合理的方式相互组合。 根据本专利技术的蜂窝体具有多个与连接销电连接的、共同形成至少一个中央的导电的电流路径的板层，所述蜂窝体具有带有内圆周的金属外壳，连接销在套管中被电绝缘地穿过该金属外壳导引。在此，板层是交替布置的、具有粗糙结构的板层和具有精细结构的或平滑的板层，它们共同形成堆垛，该堆垛具有最上方的板层和最下方的板层，该堆垛具有在板层之间的、能够由气体沿轴向方向流过的通道。所述连接销沿径向方向穿过金属外壳延伸并且与至少两个板层、优选至少一半的板层、特别是所有板层通过导电连接部、特别是通过电阻焊接直接连接或者通过至少一个中间部件以金属方式连接，其中，中央的电流路径在连接区域中的每单位长度的电阻比中央的电流路径在堆垛中的每单位长度的平均电阻大最闻10%。 尽管把相对较厚的连接销与多个(与其相比)相对较薄的、也还能够被结构化的板层连接显得比较困难，但是业已证明的是，与两个或多个彼此相叠设置的或被挤压在一起的板层的直接连接不仅是可能的，而且甚至会引起堆垛被非常稳固地固定住。这又实现了在堆垛和金属外壳之间的气隙的稳定的形成，而不需要进行稳定的结构、如半壳或电流分配结构。两个或多个与连接销连接的板层实际上终止于同一位置上，也就是说不是彼此间隔地连接在电流分配结构上。在连接区域中，在中央的电流路径近似平行于堆垛延伸之前，中央的电流路径从连接销出发可能弯曲地或不规则地形成。这也可以被视为对连接区域的限定，因此连接区域恰好是位于连接销附近的区域，在该区域中，中央电流路径还没有基本上平行于堆垛延伸和/或具有与在堆垛的其它延伸中不同的每单位长度的电阻。要指出的是，电流路径必须总体上这样构造，即电流路径不具有部分区域，在该部分区域中，电阻与在那里在运行时流过的电流相比过高从而使得存在过热或甚至结构熔化的危险。这是在构造连接区域时的一个重要方面。虽然在局部产生的欧姆热量可以被载一定限度上排出到相邻区域或周围气体一特别是当蜂窝体由气体流过时，然而在所有运行条件下避免特别热的区域恰好在连接销附近是值得期待的。 连接销优选地是一种(刚性的)销，该销用于把电流从例如连接电缆导引到板层。即使基本上可以在蜂窝体中设置多个连接销，然而具有单独的连接销(对应于一个堆垛的每个电接触)的设计方案仍是优选的。在此，该连接销优选地在金属外壳两侧并且穿过设计在其中的套管延伸。套管可以是金属外壳中的匹配于连接销的横截面或形状的开口。套管特别这样设计，使得不会有气体在连接销与金属外壳之间泄漏，必要时是在使用密封材料的情况下。此外，可以设计为，在套管之中/之上设置至少一个保持元件或运动补偿元件，使得连接销即使在高的热载荷和/或动力载荷的情况下也能通过这些辅助手段安全地固定住。 在板层的设计方案中可以使用不同的基本形状。如果没有结构被压入板层中，这也通常是指平滑的板层，即使当其在金属外壳中整体上例如以S形、螺旋形、U形等弯曲/盘绕地布置时。如果板层具有被压入的结构(波纹、阶梯、突起部等)，则板层被称为结构化的板层。如果板层应设有不同的结构，那么具有较大的结构化(在结构高度/波纹高度方面横向于板层和/或在结构宽度/波纹长度方面)的板层被称为“具有粗糙结构的”，而具有(与其相比)较小的结构化的板层被称为“具有精细结构的”。可能的是，蜂窝体的所有板层都本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蜂窝体(14)，具有多个板层(1、2、3、4)，所述板层共同形成至少一个导电的中央电流路径(23)并且与连接销(12)电连接，其中，所述蜂窝体(14)具有确定内圆周(I)的金属外壳(7)，连接销(12)在套管(10)中被电绝缘地引导穿过该金属外壳，其中，所述板层(1、2、3、4)是交替布置的、具有粗糙结构的板层(2)和具有精细结构的或平滑的板层(1)，它们共同形成堆垛(5)，该堆垛具有最上方的板层(3)和最下方的板层(4)，该堆垛具有在板层(1、2、3、4)之间的、能够由气体沿轴向方向(A)流过的通道(19)，其特征在于，所述连接销(12)沿径向方向(R)穿过金属外壳(7)延伸并且与至少两个板层(1、2、3、4)通过连接区域(6)中的导电连接部(13)直接以金属方式连接或者经由至少一个中间部件(9)以金属方式连接，其中，中央电流路径(23)在连接区域(6)中的每单位长度的电阻比该中央电流路径(23)在堆垛(5)中的每单位长度的平均电阻大最多10％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.13 DE 102012000496.6;2012.04.05 DE 10201201.一种蜂窝体(14)，具有多个板层(1、2、3、4)，所述板层共同形成至少一个导电的中央电流路径(23)并且与连接销(12)电连接，其中，所述蜂窝体(14)具有确定内圆周(I)的金属外壳(7)，连接销(12)在套管(10)中被电绝缘地引导穿过该金属外壳，其中，所述板层(1、2、3、4)是交替布置的、具有粗糙结构的板层(2)和具有精细结构的或平滑的板层(I)，它们共同形成堆垛(5)，该堆垛具有最上方的板层(3)和最下方的板层(4)，该堆垛具有在板层(1、2、3、4)之间的、能够由气体沿轴向方向(A)流过的通道(19)， 其特征在于， 所述连接销(12)沿径向方向(R)穿过金属外壳(7)延伸并且与至少两个板层(1、2、3、4)通过连接区域(6)中的导电连接部(13)直接以金属方式连接或者经由至少一个中间部件(9)以金属方式连接，其中，中央电流路径(23)在连接区域(6)中的每单位长度的电阻比该中央电流路径(23)在堆垛(5)中的每单位长度的平均电阻大最多10%。2.根据权利要求1所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述堆垛(5)中的最上方的板层(3)在至少35%的内圆周(I)上平行于金属外壳(7)延伸并且通过气隙(8)与该金属外壳分隔开。3.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述堆垛(5)中的最上方的板层⑶在至少40%的内圆周⑴上平行于金属外壳(7)延伸。4.根据权利要求1、2或3所述的蜂窝体(14)，其特征在于，至少所述堆垛(5)的最上方的板层(3)或最下方的板层(4)是具有精细结构的或平滑的。5.根据前述权利要求中任一项所述的蜂窝体(14)，其特征在于，至少所述最上方的板层(3)或最下方的板层(4)至少在部分区域中具有增厚部(25)或者是比其余的板层(1、2)厚。6.根据权利要求5所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述最下方的板层(4)至少在连接区域(6)中并且沿堆垛(5)的一部分具有增厚部(25)或是比其余的板层(1、2)厚。7.根据前述权利要求中任一项所述的蜂窝体(14)，其特征在于，至少所述最上方的板层⑶由含有镍、铬和铁的钢(NiCroFer)制成。8.根据前述权利要求中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·布吕科，F·库尔斯，P·希尔特，T·黑里希，
申请(专利权)人：排放技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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