CN104053876B - 具有多个与连接销电连接的板层的能电加热的蜂窝体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蜂窝体(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，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，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)。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)通过导电连接部(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，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％。本发明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)。

Description

具有多个与连接销电连接的板层的能电加热的蜂窝体
技术领域
本发明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***。需要能够电加热的蜂窝体例如用于加热废气净化***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。
背景技术
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。EP 1967712B1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—例如总共五至十五个金属片—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1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。
发明内容
本发明的目的在于，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。
根据本发明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高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——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形成一个(单独的)或多个堆垛，它们随后彼此电绝缘地布置。
借助(结构化的)板层可以形成通道，因此气流可以穿透蜂窝体。由于该气流在第一端侧上进入，而在第二端侧上流出，因此气体也就可以被沿“轴向”方向穿过蜂窝体导引。即使可能出于简单制造和低的流动阻力的原因而优选的是，通道本身基本上平行于轴向方向延伸，然而这不是强制性的。也可能的是，至少一部分(也可能是所有)通道都相对于轴向方向倾斜地、波状的、螺旋形地等延伸(但具有至少一个朝向于两个端侧的连接部)。
导电的连接部可以通过连接销和板层之间的直接接触(“direkt”)和/或通过(至少)一个中间部件实现，其中，中间部件(导电地)在连接销和板层之间定位并且特别(材料结合地)固定在两个部件上。中间部件例如可以比板层更加“形状”稳固地设计，具有用于连接销的端部的合适的接纳部和/或实现从连接销的较小的横截面到至少一个板层的(例如最大可达300％的)较大的区域的电流分配功能。特别在这样的实施方式中—其中连接销具有比堆垛的轴向伸展(也就是板层的宽度)小的多的直径，要使用一种中间部件，用于使得在连接区域中通过堆垛的轴向伸展区域均匀地分配电流。中间部件沿金属外壳的圆周方向仅具有非常小的伸展，例如2至10mm。它也可以布置在堆垛的内部，使得至少一部分板层在外部固定在中间部件上。
板层特别不包括(相对于金属外壳同心地或)在金属外壳中定位的内壳和/或内管。板层从蜂窝体的边缘出发(接近于金属外壳)朝向中心区域或蜂窝体的中心延伸(并且也可能至少再一次朝向边缘延伸)。
所述堆垛的最上方的板层在至少35％的内圆周上近似平行于金属外壳延伸并且在那里通过气隙与该板层分隔开。相关于气隙要指出，该气隙特别是指基本上没有内装部件或者说组件的空间，但是这不排除以下情况：在相邻的表面上设有用于使得气隙稳定的电绝缘的内装部件或者电绝缘的涂层。因此气隙特别从金属外壳的内表面延伸到相对设置的板层的表面。气隙在此(连续地)沿圆周方向经过金属外壳的内圆周的至少35％延伸。为了使得堆垛(近似)平行于金属外壳延伸，换言之解释为，(如果忽略了最上方的/最下方的板层的可能设置的结构和/或气隙的圆周边缘区域)，气隙(至少在宽阔的区域中)具有(近似)保持不变的缝隙宽度。这种气隙优选地至少在连接销和板层的沿圆周方向相邻的支承位置(支承销)之间朝向于金属外壳设置。气隙恰好也在蜂窝体的(轴向)区域/横截面中形成，其中设置有连接销。
在一个优选的实施方式中，所述堆垛中的最上方的板层甚至经过内圆周的至少40％(近似)平行于金属外壳延伸并且通过气隙与该板层分隔开。如果从蜂窝体的端侧沿轴向方向观察该蜂窝体并且将蜂窝体划分为360°的角度区域，则最上方的板层也就优选地经过近似小于180°的角度区域平行于金属外壳延伸，然而至少是近似144°，具体根据连接区域的准确的造型和堆垛在蜂窝体内部的延伸而定。
在另一个优选的实施方式中，所述堆垛的最上方的板层、优选最下方的板层是具有精细结构的或平滑的板层。这是特别有利的，因为堆垛的最上方的板层和/或最下方的板层能够与连接销以金属方式连接，由此其余的板层几乎被包围并且即使当该板层不能与连接销连接时其端部也不具有运动自由度并且由此不会引起电的短路。
可以由此对最上方的板层和/或最下方的板层的功能加以支持：一个或两个板层至少在部分区域中具有增厚部(厚度增大部)或比其余的板层更厚。特别地，较厚的部分区域可以具有80至200μm[微米]的金属片厚度，特别优选地具有110至170μm的金属片厚度，而其余的板层典型地具有20至60μm的厚度。较大的厚度可以要么由此实现，即在期望的区域中使用较厚的金属片，和/或由此实现，即最上方的板层或最下方的板层在有关区域中由两个或三个彼此抵靠放置的并且可能共同结构化的板层形成。无论如何都优选的是，该较厚的板层也还比金属外壳明显更薄，该金属外壳例如具有大于1mm[毫米]的厚度。
在另一个优选的实施方式中，所述最下方的板层至少在连接区域中并且沿堆垛的一部分具有增厚部和/或比其余的板层更厚。把两个外部的板层制成为更厚，由此特别当采用了电阻焊接的方法时使得以金属方式与连接销进行连接更容易。
在本发明的一个特别的实施方式中，至少所述最上方的板层由含有镍、铬和铁的钢制成，该钢也被称为NiCroFer。这种材料的机械的和电的特性、特别是良好的导电性和耐高温腐蚀性使得特别能够满足对于最上方的板层的要求。
为了实现在堆垛中的均匀的电流分配当然特别优选的是，把所有板层与连接销连接，其中，为此要么把板层挤压在一起，以便使得现有的结构平滑，和/或由此实现：在端部上不使板层结构化。
在另一个实施方式中，使得由具有粗糙结构的板层和具有精细结构的板层组成的堆垛在与连接销连接之前均匀地逐渐变细，有利的是，具有粗糙结构的金属片比具有精细结构的或平滑的板层更短，因此具有粗糙结构的板层在到达连接销之前终止，仅具有精细结构的或平滑的板层在连接区域中延伸到连接销。原则上虽然存在不同的可能性把多个结构化的板层在一个连接区域中压合在一起，或者使得结构化停止，然而在制造技术方面，在一个堆垛中采用不同长度的板层比在连接区域中的特别的造型更容易。即使各个粗糙结构的板层在不同的位置上终止，其在制造技术方面也不是特别困难的，特别是在这种情况下：当蜂窝体对称地与相应的连接部在两个端部上交织在一起时长度变化相互补偿，从而呈波状的板层尽管在不同的终点的情况下仍然能够一样长。
事实上已经通过试验证明了，如果所述具有粗糙结构的金属片和具有精细结构的金属片分别呈波状，其中，具有粗糙结构的金属片的第二波纹高度大于具有精细结构的金属片的第一波纹高度，更确切地说是3至10倍、优选4至6倍，那么就会产生特别稳固的结构形状。业已证明的是，在考虑到不同因素的情况下，这种结构化是有利的。通过所有板层的一定弹性使得支承销的装配更容易，而与预期相反的是，与连接销的导电连接几乎没有受到阻碍。
当采用呈波状的金属片用于堆垛的所有板层时也有利的是，具有粗糙结构的板层具有第二波纹长度，该第二波纹长度大于具有精细结构的板层的第一波纹长度，更确切地说是至少1.5倍。也优选的是，该倍数不超过值5，特别是不超过值3。在选择具有粗糙结构的板层和具有精细结构的板层的波纹高度和波纹长度时，要遵循技术上合理的界限。特别地应这样选择比例和波状，使得尽可能不产生具有非常小的横截面的通道，这些通道在涂层时可能会被堵塞。
在把连接销与堆垛的两个或多个板层连接时，优选地仅与具有精细结构的或平滑的板层进行这种连接，并且特别是通过电阻焊接进行这种连接。
根据空间上和技术上的实际情况，在另一个实施方式中，所述连接销也可以在中间连接有中间部件的情况下与堆垛的板层以金属方式连接，其中，中间部件在连接区域中包围堆垛的多个板层。中间部件的应用在以下情况时可以是有利的：板层的厚度和连接销的横截面相比过小，以致于不能实现直接的焊接连接或者在焊接过程中不能实现足够的压紧力。尽管如此，在一些设计方案中在焊接过程中仍能实现连接销、中间部件和板层的连接。
通过不同描述的措施可以确保，连接区域具有近似保持不变的、比其它的延伸中的堆垛(最多大10％)或优选甚至更小的每单位长度的电阻、特别是至少10％和特别优选地最大20％更低的每单位长度的电阻，因此连接区域不会过于剧烈地加热，这是因为在那里产生的低的欧姆热量被充分地导出到堆垛或连接销中。原则上值得追求的是，使得连接区域中的电阻保持低，这是因为该区域被较少地冷却并且连接销在运行时不应过热。然而当放弃了电流分配结构、特别是半壳形的电流分配结构时，这不能始终实现。根据本发明应建立板层与连接销或中间部件之间的这样构造的连接，使得在连接区域中的每单位长度的电阻不会处于堆垛的每单位长度的平均电阻之上的10％。优选地，在连接区域中的每单位长度的电阻还应与堆垛的每单位长度的电阻偏差较小或者甚至小于堆垛的每单位长度的电阻。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述连接销在至少10mm2(平方毫米)的面积上与堆垛的两(2)个至五(5)个板层以金属方式连接，其中，连接销的连接端部与金属外壳的内圆周间隔3至8mm、优选4至6mm。通过这种方式，电接头可以把所需要的电流导入到堆垛中并且同时使得堆垛与金属外壳稳定地保持足够的间距，因此通过气隙确保了在堆垛和金属外壳之间的电绝缘。
本发明的优选的实施方式是，堆垛以S形状沿相反方向交织在一起，其中，堆垛的盘绕体通过气隙彼此电绝缘。该实施方式本身是已知的，然而由于在剧烈温度变化时出现的板层机械运动，上述实施方式不能被构造为没有电流分配结构或半壳，但这一点现在可通过本发明来实现，因此也能借助气隙实现堆垛相对于金属外壳的电绝缘。
进一步设计为，至少所述堆垛的较厚的最上方的板层或其增厚部仅经过堆垛的一部分长度延伸，优选地大约延伸至在蜂窝体中央区域中的内端部。
根据本发明，堆垛的最上方的板层恰好具有特别的功能。在S形的结构形式中，最上方的板层在几乎一半的内圆周形成绝缘的气隙相对于金属外壳的边界，该最上方的板层用于与连接销的电连接并且为没有限制和连接销连接的内部的板层的边界。如果最上方的板层具有增厚部或比其它的板层更厚，那么证明为有利的是，这种增厚部仅在堆垛的一部分长度中实现，优选近似直到蜂窝体的中心区域。业已证明的是，在堆垛的这个部分区域中，最上方的板层同时可以用于在堆垛中分配电流。该电流一直寻找最短路径或最小电阻路径，因此该电流倾向于流到堆垛的内部区域，这通过较厚的最上方的板层来补偿。然而，在蜂窝体的中央区域中通过堆垛沿相反方向交织在一起使得最上方的板层变成最下方的板层，因此有利的是，使得所述板层最晚在那里终止或者从那里继续导引一较薄的层。这例如可以在改变了交织方向的点之一处实现。
在连接于根据本发明的两个端部的堆垛中，上述考虑分别适用于两个端部，其中，在蜂窝体内部，堆垛的最上方的板层和最下方的板层对调其位置和功能。
对于连接区域的稳定特别优选的是，所述堆垛通过多个支承销固定其形状，其中，至少一个支承销布置成在沿堆垛的延伸测量的情况下与连接销间隔小于10cm、优选小于5cm、特别优选小于2cm。这种布置特别用于使气隙相对于金属外壳稳定。
附图说明
在附图中显示出本发明的详细的细节和实施例，然而本发明并不限于这些细节和实施例：
图1：穿过能够电加热的蜂窝体的电接头的区域的示意性横截面，
图2：在根据本发明的蜂窝体中所采用的板层结构的示意性视图，
图3、4、5、6、7：在根据本发明的蜂窝体中的电接头的不同的实施例，
图8：根据本发明的蜂窝体的端侧的整体视图，和
图9和图10：在根据本发明的蜂窝体中的电接头的其它实施例。
具体实施方式
图1在示意性视图中示出能够电加热的蜂窝体14的部分区域，该蜂窝体被布置在金属外壳7中。蜂窝体14包含堆垛5，该堆垛包括交替布置的、具有精细结构的或平滑的板层1以及呈波状的或具有粗糙结构的板层2，其中，堆垛5具有最上方的板层3和最下方的板层4，这两个板层在当前实施例中是具有精细结构的。具有粗糙结构的板层2前后依次地终止在堆垛5内部，而具有精细结构的板层1被继续导引到连接区域6中，在连接区域中该具有精细结构的板层被与连接销12的连接端部15连接、优选地焊接在一起，特别是通过电阻焊接。连接销12通过套管10被穿过金属外壳7导引并且通过电绝缘层11与其绝缘。如通过箭头所示，绝缘销12沿径向方向R延伸。具有粗糙结构的板层和具有精细结构的板层1、2形成通道18，该通道沿同样通过箭头表示的轴向方向A延伸。金属外壳7具有内圆周I，该内圆周同样通过箭头表示。至少最上方的板层3和最下方的板层4以及优选还有其它具有精细结构的板层1在导电的连接部13中与连接销12连接。堆垛5通过支承销17稳定住，该支承销支承在这里未示出的相邻的其它蜂窝体上。堆垛5中的板层1、2、3、4共同形成中央的(理论上的)电流路径23，如通过箭头表示的，该中央电流路径具有每单位长度的平均电阻、也就是沿堆垛5的延伸的典型的平均的电阻。
图2显示出板层1、2、3、4的结构和波纹的大小关系。堆垛中的具有精细结构的板层1具有带有第一波纹高度H1和第一波纹长度L1的第一波纹，这两个尺寸都小于具有粗糙结构的板层2的第二波纹的相应尺寸，该第二波纹带有第二波纹高度H2和第二波纹长度L2。最上方的板层3还可以具有比堆垛的其余的板层1、2更大的厚度T。
图3、4和5示意性地示出不同的根据本发明的可能性，如堆垛5形成连接区域6并且可以被固定在连接销12的连接端部15上。
图3显示出一种实施方式，其中堆垛5在连接区域6中朝连接销12的方向始终被更剧烈地压合在一起，其中，所有的或多个板层1、2、3、4具有连接于连接销12的连接端部15的导电连接部13，特别是最上方的板层3和最下方的板层4。
图4示出相对于图3的实施例略微改变形式的连接区域6，其中，波状的板层2未被压合在一起，而是终止于连接区域6中，因此仅最上方的板层3和最下方的板层4以及还可能是一部分的或所有的具有精细结构的或平滑的板层1导电地与连接销12的连接端部15连接。
图5示出连接区域6的另一个变体，其中所有的或一部分的内部的板层1、2彼此相邻地终止于连接区域6中，优选地在最上方的板层3处离开，因此连接区域6缓慢地朝连接销12的连接端部15的方向逐渐变细，其中，至少最上方的板层3和最下方的板层4形成与连接销的连接端部15的导电的连接部13。
图6示意性地示出，在另一个实施方式中如何由具有精细结构的板层1和具有粗糙结构的板层2构成堆垛5的连接区域6。又借助电绝缘层11与通过未示出的金属外壳的套管10电绝缘的连接销12以其连接端部15终止于中间部件9处并且与该中间部件9以及也可能与板层1、2的位于其下方的端部导电地连接、优选地熔焊或钎焊连接。中间部件9在当前的实施例中包围堆垛5在连接区域6中的端部，其中，连接区域6确切的设计方案可以和上述在不同实施方式中一样地实现。所有的板层都可以优选地始终被更剧烈地压合在一起或者设计具有越来越小的波纹高度，以便实现所期望的逐渐变细的形状。支承销17可以再次稳定住整个布置结构。
在图7中示意性地示出了支承销12的另一种构造，该支承销在其连接端部15上具有缺口18，堆垛5的两个或多个板层1、2、优选所有的板层1、2被***到该缺口中。在此也可以考虑使得堆垛5逐渐变细的不同方法。导电连接优选地通过熔焊或钎焊来实现。
图8示出根据本发明的蜂窝体14的其它实施例的端侧的整体视图，该蜂窝体具有沿相反方向交织在一起的S形的板层1、2堆垛5。堆垛5具有最上方的板层3，该最上方的板层从连接区域6出发一直到其大致在蜂窝体14的中央处的内端部20具有比其余的板层1、2更大的厚度T。在堆垛5的进一步的延伸中，最上方的板层3可能成为最下方的板层，因此它们在内部终止。然而为此，迄今为止在最下方的板层4—该板层随后成为另一个上方的板层22—可以从另一个上方的板层22的内端部21起设计有更大的厚度并且同样由另一种材料制成，特别也就是由含有镍、铬和铁的合金制成。堆垛5也具有最下方的板层4，该最下方的板层从连接区域6出发在5至30cm的部分区域中同样具有比其余的板层1、2更大的厚度T。多个支承销17分布在堆垛5的长度上。堆垛5的一个端部形成逐渐变细的连接区域6并且与连接销12的连接端部15连接。在此，可以优选地把所有板层1、2导引至连接销，或者如上面所述地仅把一部分板层1、2导引至连接销。连接销12通过金属外壳7借助带有电绝缘层11的套管10径向向外导引。堆垛5借助气隙8与金属外壳7电绝缘。堆垛5的各个盘绕体也通过气隙彼此电绝缘。堆垛5的板层1、2、3、4形成通过箭头表示的中央电流路径23。
图9和10示意性地示出，根据本发明不强制性要求连接区域6恰好终止于连接销12的连接端部15处。例如，出于制造技术的原因完全有可能的是，在连接销的端部之前的一段距离处接触堆垛5，其中，在没有半壳或类似的电流分配结构的情况下仍然能够实现该结构。其原因在于，堆垛5在连接销12附近的最关键的区域—在那里当运行时可能出现相对高的电流密度—通过实心的连接销12本身以及通过堆垛5的在运行中仅具有低的电流密度的“凸出的”部分而得到良好的冷却。能够良好导电的最上方的板层3—也可能具有较大的厚度T—在该实施方式中是有利的。也还必须把至少另一个板层1、2良好导电地与连接销12的连接端部15连接，从而在最上方的板层3中不会产生过高的电流密度。这例如可以通过包括两个或多个板层的熔焊连接或合适的钎焊连接来实现。也可以在连接销12和堆垛5之间使用中间部件9，用来使得接触面积扩大到连接销12的横截面积的200至300％。根据凸出于连接销12的堆垛5部分的长度有利的是，通过至少一个支承销17对该部分进行保护以防止发生振动和变形，振动和变形可能会导致金属外壳7的电接触。
即使当在附图中出于简明性的原因共同公开了多个技术特征，其组合不是强制性必需的。更确切地说也可以调换技术细节和/或把技术细节与说明书/其它附图的其它技术细节相组合—除非它已经在这里被明确地排除在外。
本发明能够实现一种能够简单地且经济地制造的、能电加热的蜂窝体的结构，该蜂窝体在没有外部区域中的电流分配结构或支承的半壳的情况下也能实现非常均匀的电流分配和进而实现加热。
附图标记列表：
1 平滑的/具有精细结构的板层
2 呈波状的/具有粗糙结构的板层
3 最上方的板层
4 最下方的板层
5 堆垛
6 连接区域
7 金属外壳
8 气隙
9 中间部件
10 套管
11 电绝缘层
12 连接销
13 导电连接部
14 蜂窝体
15 连接端部
16 盘绕体
17 支承销
18 缺口
19 通道
20 最上方的板层3的内端部
21 另一个上方的板层的内端部
22 另一个上方的板层
23 中央电流路径
A 轴向方向
R 径向方向
I 外壳的内圆周的方向
H1 第一波纹高度
H2 第二波纹高度
L1 第一波纹长度
L2 第二波纹长度
T 厚度。

Claims (18)

1.一种蜂窝体(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％。
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(3)在至少40％的内圆周(I)上平行于金属外壳(7)延伸。
4.根据权利要求1或2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.根据权利要求1或2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.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，至少所述最上方的板层(3)由含有镍、铬和铁的钢制成。
8.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)中的具有粗糙结构的板层(2)比具有精细结构的或平滑的板层(1、3、4)短，以及，具有粗糙结构的板层(2)在到达连接销(12)之前终止，仅具有精细结构的或平滑的板层(1、3、4)在连接区域(6)中延伸到连接销(12)。
9.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述具有粗糙结构的板层(2)和具有精细结构的板层(1、3、4)分别呈波状，其中，具有粗糙结构的板层(2)的第二波纹高度(H2)大于具有精细结构的板层(1、3、4)的第一波纹高度(H1)。
10.根据权利要求9所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述第二波纹高度(H2)是所述第一波纹高度(H1)的3至10倍。
11.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述具有粗糙结构的板层(2)和具有精细结构的板层(1、3、4)呈波状，其中，具有粗糙结构的板层(2)的第二波纹长度(L2)大于具有精细结构的板层(1、3、4)的第一波纹长度(L1)。
12.根据权利要求11所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述第二波纹长度(L2)是所述第一波纹长度(L1)的至少1.5倍。
13.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述连接销(12)直接与所述堆垛(5)的具有精细结构的或平滑的板层(1、3、4)连接。
14.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述连接销(12)在中间连接有中间部件(9)的情况下与堆垛(5)的板层(1、3、4)以金属方式连接，其中，所述中间部件(9)在连接区域(6)中包围堆垛(5)的多个板层(1、3、4)。
15.根据权利要求1或2所述的蜂窝体(14)，其特征在于，所述连接销(12)在至少10mm2的面积上与堆垛(5)的两至五个板层(1、2、3、4)以金属方式连接，其中，所述连接销(12)的连接端部(15)与金属外壳(7)的内圆周(I)间隔3至8mm。
16.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)包含五至十五个板层(1、2、3、4)并且以S形状沿相反方向交织在一起地布置在蜂窝体(14)中，其中，所述堆垛(5)的盘绕体(16)通过气隙(8)彼此电绝缘。
17.根据权利要求15所述的蜂窝体(14)，其特征在于，至少所述堆垛(5)的较厚的最上方的板层(3)或其增厚部(25)仅在堆垛的一部分长度上延伸。
18.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)通过多个支承销(17)固定其形状，其中，至少一个支承销(17)布置成在沿堆垛(5)的延伸测量的情况下与连接销(12)间隔小于10cm。
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