带触摸防护装置的电气引导装置

技术领域

本发明涉及一种用于电接触排气输送设备中的加热导体以加热排气流的电气引导装置/馈通装置，其中，加热导体布置在壳体中，并且至少一个设计为栓形件的电导体延伸穿过壳体中的开口并且与加热导体导电连接，其中，电导体相对于壳体电绝缘并且借助支架/支座与壳体永久地连接。

背景技术

加热元件用于特别是在内燃机的排气管路中快速地加热用于排气后处理的设备。加热元件加热流动的排气和邻近布置的结构，例如形成催化转化器的蜂窝体或蒸发元件。优选地使用欧姆电阻进行加热，由此电流在导电结构中转化成热量。这种类型的加热元件在现有技术中以多种方式已知。在此包括例如金属蜂窝体，其布置在壳体内部并且可以被排气流过。蜂窝体借助穿过壳体的电气引导装置与电源导电连接。

这种加热元件要承受的是蜂窝体的长期电连接，其中，尤其是必须考虑机动车中出现的机械负载、热负载和腐蚀影响。此外，必须确保在指定位置进行全面的电绝缘，以确保电流从电源到蜂窝体的受控流动。由于电绝缘有缺陷而导致的短路可能导致不希望的通过蜂窝体的电流传导，并且因此可能导致蜂窝体的损坏。不期望的短路也会对人造成危险。可能导致不希望的短路的操作尤其是包括车辆的装配操作、维修工作或事故。

特别是，加热元件的壳体外部的电接触部由于其定位在机动车的底部或紧邻发动机而受到特别强烈的外部影响。典型地，这种电接触部在运行期间被加载灰尘、污垢、水或腐蚀性介质，例如盐水，这可能持续导致电接触部的损坏。

在现有技术中的设备尤其不利的是，上述外部影响或由于足以导电的介质(例如盐水)会持续地损坏电绝缘部，该导电的介质可能在理论上实施成相互电绝缘的两个部段之间发生导电。除了提供足够机械稳固的材料外，特别是也必须保证对抗电化学效应的稳固性。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于接触可加热蜂窝体的电气引导装置，该电气引导装置具有触摸防护装置和流体防护装置，由此避免不期望的短路和漏电流以及电绝缘部的破坏。

关于电气引导装置的目的通过具有权利要求1的特征的电气引导装置来实现。

本发明的实施例涉及一种用于电接触排气输送设备中的加热导体以加热排气流的电气引导装置，其中，加热导体布置在壳体中，至少一个设计为栓形件的电导体延伸穿过壳体中的开口并且与加热导体导电连接，其中，电导体相对于壳体电绝缘并且借助支架与壳体永久地连接，其中，电导体在壳体外部的部段被触摸防护装置包围。

电气引导装置用于例如在机动车排气管路中的热催化转化器的电接触。引入到在空间上受壳体限制的排气管路中的电导体借助合适的绝缘体相对于壳体电绝缘。为此，例如使用接纳电导体的陶瓷绝缘套管。陶瓷绝缘套管本身也接纳在金属套管中，该金属套管永久地与壳体连接。

热催化转化器优选由金属蜂窝体形成，电流可以沿着限定的路径流过该金属蜂窝体。为此，使金属蜂窝体与电导体导电接触。

布置在电气引导装置的外部区域上的触摸防护装置一方面可以减少或完全避免直接的机械损坏，此外还可以减少受到潜在的导电液的加载。在此特别重要的是触摸防护装置的设计并且特别是材料的选择。通过减少电绝缘部被加载腐蚀性介质可以防止形成绝缘体的陶瓷被损坏，例如方法是避免被冲蚀。

特别是，触摸防护装置防止与电导体的意外接触，特别是避免与手或导电异物的接触。在此，触摸防护装置尤其是用于屏蔽电导体、电导体所插入的壳体部位以及电导体与供送电流的电导线的连接部。触摸防护装置的另一主要目的是将各种流体、特别是导电液与电导体或特别是绝缘体隔开，绝缘体使电导体相对于金属套管和壳体电绝缘。因此，术语触摸防护装置不仅是用于避免短路的物理触摸防护装置，而且还用于避免流体、特别是腐蚀性流体和/或导电流体与电导体接触。

特别有利的是，壳体具有从壳体突出的凸缘，凸缘包围壳体中的开口。凸缘例如可以由连到壳体上的金属环形成。优选地，凸缘被设计成沿电导体的周向方向完全环绕。优选地，凸缘从壳体外壁开始远离该壳体延伸，并且因此形成基本上圆柱形的内部空间，电导体的位于壳体外部的部段被接纳在该内部空间中。

在有利的实施例中，凸缘从壳体突出，使得电导体的位于壳体外部的区域完全被凸缘包围。凸缘的背离壳体的端部被设计成敞开的并优选与电导体形成环形间隙。该环形间隙优选被设计成避免异物进入，并且该环形间隙足够窄从而无法伸入电导体与凸缘之间的区域。

在另一实施例中，凸缘被设计成使得电导体突出超过凸缘，其中，电导体的突出区域优选地被设计为电绝缘的。

有利的是，凸缘在其远离壳体的延伸中呈锥形逐渐变细。有利的是，特别是在凸缘的敞开的端部上形成足够窄的环形间隙。

在替代的实施例中，凸缘也可以设计成圆柱形或例如阶梯形。优选地，凸缘具有散热元件——例如肋，以便能够排出壳体上、特别是在电导体与壳体中的金属蜂窝体的接触区域上产生的热量。作为优选材料，凸缘由高温塑料、陶瓷或铝制成。

凸缘可以与壳体永久焊接，或者为更换或维护利用夹子或经由螺纹部件来连接。此外，凸缘可以具有开口，该开口设计成避免异物进入并且同时可以排出流体。

优选实施例的特征在于，电导体在壳体外部借助连接元件与导电的线路连接，凸缘至少部分地突出超过连接元件。

设计为金属栓形件的电导体借助连接元件(例如可旋拧的端子)与供电线连接。在此，连接元件可以完全接纳电导体的向外指向的端部区域，使得电导体被完全包围并且不能从外部与电导体接触。优选地，将凸缘延长至使得连接元件伸入凸缘中。因此，电导体被保护而完全不与外部接触。

还优选的是，触摸防护装置由套在电导体的外部区域上的帽状的盖元件形成。作为凸缘的替代或补充，触摸防护装置还可以由如下的帽状的盖元件形成，该帽状的盖元件可以套在电导体的布置于壳体外部的区域上，以避免与电导体的意外接触。在此，帽状的元件优选被设计成使得在电导体与帽状元件之间在所有部位上都形成最小距离。替代地，也可以在狭窄位置或接触部位上设置电绝缘的中间层，以确保触摸防护装置是无电位的。

如果被描述为触摸防护装置的盖元件主要设置用于防止流体渗入绝缘体，则盖元件也可以与电导体导电连接。在这种情况下，盖元件以不会与壳体发生短路的方式被支承。

此外有利的是，帽状元件伸入到从壳体突出的凸缘中或包围凸缘。帽状元件可以具有比凸缘的内直径小的外直径，于是帽状元件可以接合到凸缘中。相反的直径关系也是可行的，其中，帽状元件包围凸缘。帽状元件和凸缘还可以具有阶梯状的通道，该阶梯状的通道形成基本上平行于壳体表面延伸的区域。由此，可以在凸缘和帽状元件之间形成迷宫状结构，该迷宫状结构尤其是可以防止异物的干扰和渗入。

此外，有利的是，壳体被分配第一电位，电导体被分配第二电位，触摸防护装置不被分配电位。为了防止由于触摸了触摸防护装置引起短路并危害环境，这是有利的或绝对必要的。

适宜的是，触摸防护装置由金属栅格、带孔金属板或金属板网制成。这些材料的优点是其不仅易于成形以提供对异物的良好防护，而且还能实现流体流走并且不会积聚在电导体或电绝缘部上。

此外，有利的是，触摸防护装置被设计成相对于电导体和/或相对于导电的线路和/或相对于壳体电绝缘。例如，为此可以使用橡胶元件或硅树脂密封件。电绝缘对于防止短路特别有利。

此外有利的是，触摸防护装置的朝向壳体的开口区域被封闭。这尤其有助于防止异物进入或防止意外伸入。在优选实施例中，触摸防护装置或布置在开口区域上的绝缘部件至少具有小的开口，这些小的开口允许流体在触摸防护装置的在壳体附近的根部区域处排走。

本发明的有利改进方案在从属权利要求和下面的附图说明中进行描述。

附图说明

下面，参考附图借助实施例详细阐述本发明。其中：

图1示出电气引导装置的剖视图，其中，电导体的外部区域被触摸防护装置包围，

图2示出电气引导装置的剖视图，其中，帽状的盖被推套到电导体上，

图3示出具有根据图1的触摸防护装置的剖视图，其中，在电导体与触摸防护装置之间设置有附加的绝缘部件，

图4示出具有从壳体突出的凸缘的电气引导装置的透视图，

图5示出帽状的盖的示意图，该盖与凸缘接合并且形成迷宫状结构，

图6示出可以从壳体突出的凸缘的三个不同的实施方式，

图7示出电气引导装置的透视剖视图，其中，凸缘从壳体延伸至用于电接触的连接元件的对中套管，以及

图8示出电气引导装置的剖视图，其中，盖元件套在电导体上，由此在盖元件和金属套管之间形成气隙。

具体实施方式

图1示出电气引导装置1。壳体2具有开口3，电导体4被引导穿过该开口3，电导体4由金属栓形件形成。导体4被套管形的绝缘体5包围，绝缘体5被接纳在金属套管6中。金属套管6又与壳体2焊接。

电导体4沿其轴向延伸方向超出金属套管6和绝缘体5，并因此形成位于壳体2外部的区域7。在该区域7上，电导体4利用连接件8与供电线9连接，由此电导体4被分配第一电位。壳体2通常被分配第二电位。

图1中以波浪箭头10示出从电导体4到环境的热输送，电导体4将热量从壳体2的内部排走。特别地，如图1所示，散热不允许被触摸防护装置11完全阻止或大程度地阻碍。

触摸防护装置11包围电导体4的外部区域7、连接元件8和供电线9的一部分。触摸防护装置11优选放置在绝缘体5上，使得触摸防护装置不具有与电导体4的导电连接。在与绝缘体5或电导体4的接触位置上，可以额外设置绝缘元件12，该绝缘元件防止电流传入到触摸防护装置11中。相对于供电线9设置绝缘元件12，以便使触摸防护装置11电隔离。

图2示出如图1所示的电气引导装置1的剖面。在该附图以及后续附图中用于相同元件的附图标记与图1中的附图标记相同。

图2中示出作为触摸防护装置20的帽状的盖元件，盖元件被推套到电导体4上并且支撑在壳体2或绝缘体5或金属套管6上。该触摸防护装置20优选被设计为不导电的并因此具有电绝缘作用。由此，不需要采取进一步的绝缘措施。

图2中所示的触摸防护装置特别是防止腐蚀性介质渗入绝缘体5的防护装置，由此特别是防止电腐蚀并进而防止绝缘体5逐渐损坏。因此可以避免对通常由氧化物陶瓷形成的绝缘体5的冲蚀。

图2的触摸防护装置20可以特别优选地与图1的触摸防护装置11组合，由此实现，防止与电导体4和所有导电的元件的意外接触的保护程度与防止流体和腐蚀性介质渗入绝缘体5的保护程度相同。

图3还示出图1和图2的电气引导装置1的剖面。

电导体4在其轴向端部具有将电导体与触摸防护装置31隔开的绝缘部件30。此外，设置有将触摸防护装置31相对于金属套管6隔开的绝缘部件32以及形成相对于供电线9的绝缘部的绝缘部件33。在此，绝缘部件32封闭触摸防护装置31面向壳体2的开口区域。

触摸防护装置31在此设计成，通过由足够坚硬的材料形成触摸防护装置而物理地防止与电导体4的意外接触，该材料可以抵抗外力，使得不会发生导致触摸防护装置31与电导体4产生接触的变形。触摸防护装置31可以优选由金属板网、带孔金属板或网状金属结构制成。替代地，也可以考虑非导电材料，由此简化电绝缘。

触摸防护装置31和/或绝缘部件32优选地具有开口，该开口能够实现流体的流走，但同时被精确地设计成，有效地防止异物的进入。

图4示出前一附图中的电气引导装置1的透视剖视图。除了上述元件——壳体2、电导体4、绝缘体5、金属套管6、连接元件8——之外，图4示出从壳体2突出的凸缘40。在图4的实施例中，凸缘40被设计成呈锥形逐渐变细，并且因此从壳体2朝着电导体4的轴向端部区域的方向逐渐变窄。

优选地，在电导体4或连接元件8与凸缘40之间隔开至少1.5mm宽的环绕的环形间隙，以避免电接触还同时防止异物进入。

凸缘40还可以具有圆柱形状或者例如设计成阶梯状的。可以设置匹配尺寸的开口以允许流体排走。凸缘40优选由例如与壳体2的材料相同的金属材料制成。也可以提供耐高温塑料或陶瓷。

凸缘40的高度可以变化，并且例如也一同包围连接元件8的其他部分。此外，可以附加地设置电绝缘的元件。

特别优选地，凸缘40可以与触摸防护装置11、20、31中的一个组合。在此，触摸防护装置可以接合在凸缘40中或者将凸缘包围，并且因此形成对于意外接触的有效保护。

图5示出帽状的触摸防护装置(例如图2中用附图标记20示出)的剖视图，该触摸防护装置伸入凸缘40。可以在两个元件20、40之间设置绝缘部件。

图6示出凸缘50的三个透视图，该凸缘从图6未示出的壳体突出并且可以包围电导体的至少一部分。

在该附图的左侧部分中示出呈锥形逐渐变细而收拢的凸缘50，其具有平坦的上边缘并且在根部区域中具有4个排出槽51，这些排出槽优选地布置成沿周向方向彼此以90度错开。在机动车应用中，排出槽在所示的凸缘50的构造中大约2mm高。

中间的变型方案示出凸缘50。该凸缘具有两个沿周向方向彼此以180度隔开的排出槽52，排出槽52具有4mm的高度。在上端部，凸缘50具有实施成沿周向方向延伸的滴落边缘53，该滴落边缘特别是应防止流体渗入形成在凸缘50与未示出的电气引导装置之间的间隙中。

右侧的变型方案示出没有排出槽且具有已在中间的变型方案示出的滴落边缘53的凸缘50。图6中的凸缘50的不同特征可以任意相互组合。

图7示出如图4中已经示出的电气引导装置1的透视图，其中，凸缘60在此明确地延伸至连接元件8下端部的上方。

以附图标记61示出的对中套管被设计为具有L形横截面的环形元件，并且用于将电导体4在凸缘60内部对中。该对中套管61在组装之后被移除，从而在凸缘60和连接元件8之间产生沿周向方向环绕的气隙。

用于对流体渗入凸缘60进行优化的因素特别是包括环绕的气隙的宽度，并且另一方面是凸缘60与连接元件8之间的轴向交叠的长度。

图8示出电气引导装置1的剖视图，其中，帽状的盖70被推套到电导体4上，帽状的盖例如可以是连接元件8的一部分。

在盖70与金属套管6之间形成气隙71，该气隙具有沿金属套管6的径向方向的宽度。此外，在金属套管6和盖70之间沿轴向方向存在交叠部。通过调节盖70可以调节气隙71的宽度和交叠部的长度。已证实，宽度为2mm或更小的气隙对于避免液体渗入并因此避免对绝缘体5加载是特别有利的。

交叠部的长度优选为至少5mm，这也被证实对于避免或显着减少流体渗入是特别有利的。

各个实施例的不同特征也可以以上述方式或以类似方式相互组合。

图1至图8的实施例尤其是不具有限制性特征并且用于说明本发明的观点。

附图标记列表：

1.电气引导装置

2.壳体

3.开口

4.电导体

5.绝缘体

6.金属套管

7.电导体的外部区域8.连接元件

9.供电线10.热传输箭头11.触摸防护装置12.电绝缘的元件20.触摸防护装置

30电绝缘的元件31.触摸防护装置

32 电绝缘的元件33 电绝缘的元件40.凸缘

50.凸缘

51.排出槽52.排出槽53.滴落边缘

60.凸缘

61.对中套管70.盖元件71.气隙