用于将排气加热器的加热导体支撑在支承结构上的支撑单元的制作方法

本发明涉及一种用于将排气加热器的加热导体支撑在支承结构上的支撑单元、一种由至少一个这样的支撑单元构造的排气加热器和一种用于制造这样的支撑单元的方法。本发明还涉及一种由这样的排气加热器构造的排气设备。

背景技术：

1、由de102020123376a1已知一种用于内燃发动机的排气设备的排气加热器，在该排气加热器中，基本上盘状地构造的且具有大致曲折状的结构的加热导体支承在支承结构上的多个固定点上。支承结构在加热导体的上游和下游分别包括一个支承部分。两个支承部分在其之间容纳加热导体并且在径向外部包围该加热导体。在固定点处，由陶瓷材料构成的绝缘元件定位在每个支承部分与加热导体之间。通过各支承部分、绝缘元件和穿过加热导体的螺栓来实现固定的束缚保持。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于将其排气加热器的加热导体支撑在支承结构上的支撑单元，借助该支撑单元，在结构简单的设计方案中实现加热导体在支承结构上的稳定的电绝缘支撑。

2、根据本发明，所述目的通过一种用于将排气加热器的加热导体支撑在支承结构上的支撑单元来实现，所述支撑单元包括：沿纵向轴线的方向延伸的并围绕所述纵向轴线的支撑套筒；支撑销，所述支撑销具有在所述支撑套筒中延伸的套筒连接区域和突出于所述支撑套筒的排气加热器连接区域；所述支撑销至少在其套筒连接区域的区域中或/和所述支撑套筒在围绕所述支撑销的套筒连接区域的内表面上涂覆有绝缘材料，并且所述套筒连接区域通过力锁合保持在所述支撑套筒中。

3、因为在根据本发明构造的支撑单元中产生加热导体和支承结构之间的连接的两个构件(即支撑套筒和支撑销)的束缚保持仅通过力锁合并且由此在不使用附加构件的情况下固定地且通过绝缘材料电绝缘地彼此保持，所以实现抵抗机械负荷、热负荷和化学负荷的简单结构。

4、对于一种简单且也可成本低廉地制造的设计方案，所述支撑销可以至少在其套筒连接区域中构造有基本上柱体形的外周轮廓，使得特别是也可以将支撑套筒作为基本上柱体形的且因此可简单制造的构件提供。

5、在一种备选设计方案中，所述支撑销可以至少在其套筒连接区域中优选沿远离所述排气加热器连接区域的方向优选锥形渐缩地构造，这便于这两个构件轴向插入到彼此中。

6、特别是在支撑销的这种渐缩结构中，所述力锁合可以通过将所述套筒连接区域轴向压入到所述支撑套筒中以简单的方式提供。

7、备选或附加于这种轴向压入，所述支撑套筒与所述支撑销之间的稳定的力锁合可以通过在将所述套筒连接区域插入到所述支撑套筒之前对所述支撑套筒或/和所述支撑销进行热处理来提供。

8、为此例如可以轨道：在将所述套筒连接区域插入到所述支撑套筒之前加热所述支撑套筒或/和冷却所述支撑销。

9、一方面为了通过绝缘材料实现足够强的电绝缘也防止相对大的电流，另一方面为了不损害由力锁合提供的结构强度，所述绝缘材料可以具有0.01mm至0.1mm范围内的层厚度。借助具有绝缘材料的这种薄涂层，同时也实现整个支撑单元的非常低的热质量。

10、如果绝缘材料以陶瓷材料构造，则实现非常好的电绝缘，同时绝缘材料的耐热性和耐化学性同样非常好。

11、为了尽可能有效地屏蔽绝缘材料免受特别是通过穿流排气设备的排气引起的外部作用，提出：所述绝缘材料在所述支撑套筒的至少一个轴向端部上不轴向突出于所述支撑套筒。

12、为了避免蠕变电流，所述绝缘材料可以至少在所述支撑套筒的面向所述排气加热器连接区域的轴向端部上轴向突出于所述支撑套筒。

13、当所述支撑销和所述支撑套筒由金属材料构成时，辅助支持耐热的、耐机械的和耐化学的结构并且同时提供将支撑销和支撑套筒材料锁合地、例如通过焊接接合到加热导体或者说支承结构上的可能性。

14、本发明还涉及一种用于制造根据本发明的支撑单元的方法，为了将所述支撑套筒与所述支撑销力锁合地连接，在将所述套筒连接区域插入到所述支撑套筒之前，加热所述支撑套筒或/和冷却所述支撑销。因此，本发明利用如下效果，即，通过加热支撑套筒，支撑套筒首先膨胀并且在随后冷却时固定地包握已经插入到该支撑套筒中的支撑销或者说以其内表面固定地压靠到支撑销的外表面上以产生稳定的摩擦锁合。对应情况可以通过如下方式实现，即，将支撑销在插入到支撑套筒中之前冷却，使得该支撑销收缩并且在随后加热中又出现膨胀时以其外表面压到支撑套筒的内表面上以产生固定的摩擦锁合。

15、在此特别有利的是：将所述支撑套筒加热到高于在所述排气加热器上最大程度出现的上限温度的温度或/和将所述支撑销冷却到低于在所述排气加热器上最大程度出现的下限温度的温度。上限温度是在集成到排气设备中的排气加热器中特别是在其运行中通常不会达到或超过的温度。同样，下限温度是在集成到排气设备中的排气加热器中例如在非常低的环境温度下通常不会低于的温度。由此可以确保：在通过外部影响将这种排气加热器集成到排气设备中之后不产生对支撑单元的这种冷却或加热，这可能导致：又将由热调节引起的力锁合的或摩擦锁合的连接消除。

16、本发明还涉及一种用于内燃发动机的排气设备的排气加热器，所述排气加热器包括支承结构和至少一个加热导体，所述至少一个加热导体借助于至少一个根据本发明构成的支撑单元支承在支承结构上。

17、为了稳定的结构，所述至少一个支撑单元可以优选以其支撑套筒材料锁合地、优选通过焊接固定在所述支承结构上并且优选以其支撑销材料锁合地、优选通过焊接固定在所述至少一个加热导体上。

18、本发明还涉及一种具有至少一个根据本发明构造的排气加热器的排气设备。

技术特征：

1.用于将排气加热器的加热导体支撑在支承结构上的支撑单元，所述支撑单元包括：沿纵向轴线(l)的方向延伸的且围绕所述纵向轴线(l)的支撑套筒(24)；支撑销(26)，所述支撑销具有在所述支撑套筒(24)中延伸的套筒连接区域(28)和突出于所述支撑套筒(24)的排气加热器连接区域(30)，其中，所述支撑销(26)至少在其套筒连接区域(28)的区域中或/和所述支撑套筒(24)在围绕所述支撑销(26)的套筒连接区域(28)的内表面(46)上涂覆有绝缘材料(40)，并且所述套筒连接区域(28)通过力锁合保持在所述支撑套筒(24)中。

2.根据权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，所述支撑销(26)至少在其套筒连接区域(28)中构造有基本上柱体形的外周轮廓。

3.根据权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，所述支撑销(26)至少在其套筒连接区域(28)中优选沿远离所述排气加热器连接区域(30)的方向优选锥形渐缩地构造。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述力锁合通过将所述套筒连接区域(28)轴向压入到所述支撑套筒(24)中来提供。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述力锁合通过在将所述套筒连接区域(28)插入到所述支撑套筒(24)中之前对所述支撑套筒(24)或/和所述支撑销(26)进行热处理来提供。

6.根据权利要求5所述的支撑单元，其特征在于，在将所述套筒连接区域(28)插入到所述支撑套筒(24)中之前，加热所述支撑套筒(24)或/和冷却所述支撑销(26)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述绝缘材料(40)具有0.01mm至0.1mm的范围内的层厚度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述绝缘材料(40)由陶瓷材料构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述绝缘材料(40)在所述支撑套筒(24)的至少一个轴向端部(32，42)上不轴向突出于所述支撑套筒(24)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述绝缘材料(40)至少在所述支撑套筒(24)的面向所述排气加热器连接区域(30)的轴向端部(42)上轴向突出于所述支撑套筒(24)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的支撑单元，其特征在于，所述支撑销(26)和所述支撑套筒(24)由金属材料构成。

12.用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的支撑单元(20)的方法，其中，为了在将所述套筒连接区域(28)插入到所述支撑套筒(24)中之前将所述支撑套筒(24)与所述支撑销(26)力锁合地连接，加热所述支撑套筒(24)或/和冷却所述支撑销(26)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述支撑套筒(24)加热到高于在排气加热器(14)上最大程度出现的上限温度的温度，或/和将所述支撑销(26)冷却到低于在排气加热器(14)上最大程度出现的下限温度的温度。

14.用于内燃发动机的排气设备的排气加热器，所述排气加热器包括支承结构(14)和至少一个加热导体(18)，所述至少一个加热导体借助于至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的支撑单元(20)支承在所述支承结构(14)上。

15.根据权利要求14所述的排气加热器，其特征在于，所述至少一个支撑单元(20)优选以其支撑套筒(24)材料锁合地、优选通过焊接固定在所述支承结构(14)上并且优选以其支撑销(26)材料锁合地、优选通过焊接固定在所述至少一个加热导体(18)上。

16.用于内燃发动机的排气设备，所述排气设备包括至少一个根据权利要求14或15所述的排气加热器(14)。

技术总结本发明涉及一种用于将排气加热器的加热导体支撑在支承结构上的支撑单元，所述支撑单元包括：沿纵向轴线(L)的方向延伸的且围绕所述纵向轴线(L)的支撑套筒(24)；支撑销(26)，所述支撑销具有在所述支撑套筒(24)中延伸的套筒连接区域(28)和突出于所述支撑套筒(24)的排气加热器连接区域(30)，其中，所述支撑销(26)至少在其套筒连接区域(28)的区域中或/和所述支撑套筒(24)在围绕所述支撑销(26)的套筒连接区域(28)的内表面(46)上涂覆有绝缘材料(40)，并且所述套筒连接区域(28)通过力锁合而保持在所述支撑套筒(24)中。技术研发人员：H·布伦纳受保护的技术使用者：普瑞姆有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5