CN113675654A - 用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的连接单元 - Google Patents

用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的连接单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的连接单元，其包括连接单元壳体，连接单元壳体具有在第一壳体轴线的方向上延伸的连接元件‑接收区域和在第二壳体轴线的方向上延伸的供应管线‑接收区域，连接元件‑接收区域在用于接收在排气设备处伸出的连接元件的第一轴向连接元件‑接收区域‑端部区域中是敞开的并且在第二轴向连接元件‑接收区域‑端部区域中是封闭的，供应管线‑接收区域在第一轴向供应管线‑接收区域‑端部区域中朝向连接元件‑接收区域是敞开的并且在用于接收电供应管线的第二供应管线‑接收区域‑端部区域中是敞开的。

Description

用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的 连接单元
技术领域
本发明涉及一种用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的连接单元。
背景技术
为了使设置在车辆内燃机的排气设备中的排气处理单元(例如颗粒过滤器、催化器、尤其是氧化催化器或SCR催化器)尤其是在内燃机的燃烧运行的起动阶段中快速带到适合于要实施的排气处理的温度，已知将电运行的加热装置配设给这种排气处理单元。这些加热装置可例如以在相对于这种排气处理单元的上游设置的具有加热导体的排气加热器的形式构造，通过该排气加热器来加热要流到排气后处理单元上的排气并且将在排气中吸收的热量传递到在下游然后跟随的排气处理单元上。
为了能够将这种加热装置连接到电能源上、通常连接到设置在车辆中的电池或车载供电***上，在接收这种加热装置的排气引导部件上设置有连接元件，电供应管线能够被连接到所述连接元件上。将这种供应管线连接到所配设的连接元件上在接收这种加热装置的排气引导部件的基本上向外朝向外部环境露出的外侧上进行，使得其中建立有这种连接的区域受到环境影响。
发明内容
本发明的任务是，设置一种用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的连接单元，利用该连接单元，在结构简单的设计方案中确保可靠地屏蔽如下区域，在该区域中建立有供应管线与连接元件之间的电连接。
根据本发明，所述任务通过一种用于将电供应管线连接到可加热的排气设备的连接元件上的连接单元来解决，该连接单元包括连接单元壳体，该连接单元壳体具有在第一壳体轴线的方向上延伸的连接元件-接收区域和在第二壳体轴线的方向上延伸的供应管线-接收区域，所述连接元件-接收区域在用于接收在排气设备处伸出的连接元件的第一轴向连接元件-接收区域-端部区域中是敞开的并且在第二轴向连接元件-接收区域-端部区域中是封闭的，所述供应管线-接收区域在第一轴向供应管线-接收区域-端部区域中朝向连接元件-接收区域是敞开的并且在用于接收电供应管线的第二供应管线-接收区域-端部区域中是敞开的。
通过将所述两个彼此电连接的部件、即连接元件和供应管线封装的连接单元壳体，在其中建立有导电连接的区域向外被屏蔽免受环境影响，从而尤其是也避免了由于喷水或类似情况引起短路的危险。
在一种也可以用连接单元壳体的相对复杂的造型简单地实现的设计方案中，建议：所述连接单元壳体构造有两个在连接边缘区域中相互连接的壳体外壳，其中，每个壳体外壳具有用于提供连接元件-接收区域的第一壳体外壳区段和用于提供供应管线-接收区域的第二壳体外壳区段。
出于机械强度和耐热性的原因，所述连接单元壳体可以至少部分地由板材材料构成。
为了在邻接到排气设备的外周边的区域中实现可靠的屏蔽作用，建议：所述连接单元壳体在所述第一轴向连接元件-接收区域-端部区域中具有相对于所述第一壳体轴线向径向外部伸出的排气设备连接边缘，该排气设备连接边缘具有环状包围所述第一壳体轴线的、朝向排气设备的对应连接面的要被定位的排气设备连接面。
在此，对于连接元件壳体的结构简单的设计方案，所述排气设备连接面可以位于与所述第一壳体轴线正交的平面中。
尤其是，当排气引导部件(在该排气引导部件上要被电连接的连接元件向外伸出)管状地构造并且因此具有弯曲的外周面时，为了达到好的屏蔽作用，有利的是，所述排气设备连接面是弯曲的，优选是围绕与所述第一壳体轴线正交的弯曲轴线弯曲的。所述弯曲轴线例如可以对应于所述管状的排气引导部件的纵向中轴线。
为了能够实现访问在连接元件和所配设的供应管线之间建立该电连接的区域，建议：所述连接元件-接收区域在所述第二轴向连接元件-接收区域-端部区域处通过盖封闭。
优选地，所述盖通过形锁合结构保持在连接单元壳体上，从而可以将该盖以简单的方式重复地从连接单元壳体上取下或安装在其上以便建立或解除所述连接。
为了在连接单元壳体与连接元件之间既设置电绝缘也设置热绝缘，可以在所述连接元件-接收区域中设置有第一绝缘元件，该第一绝缘元件相对于要被接收在连接元件-接收区域中的连接元件支撑所述连接单元壳体。
由于通常绝缘元件和连接单元壳体由不同的材料构成，建议：第一绝缘元件通过形锁合结构保持在连接单元壳体上。
为了建立相对于连接元件的支撑相互作用，第一绝缘元件可以具有连接元件-接收开口。
当第一绝缘元件由陶瓷材料构成时，其不仅提供了出色的电绝缘，也提供了出色的热绝缘。也可以使用其它材料例如云母材料来构造这种绝缘元件。
为了也在连接元件壳体与供应管线之间导入电绝缘和热绝缘，建议：在所述连接元件-接收区域中设置有第二绝缘元件，该第二绝缘元件相对于要被接收在供应管线-接收区域中的供应管线支撑所述连接单元壳体。
在此，对于使用不同的材料有利的是，第二绝缘元件通过形锁合结构保持在连接元件壳体上。第二绝缘元件可以具有供应管线-接收开口，用于相对于连接元件的支撑。第二绝缘元件也可以构造有陶瓷材料或类似材料(例如云母材料)。
为了连接单元的紧凑结构，建议：第二壳体轴线基本上正交于第一壳体轴线。
本发明还涉及一种用于内燃机的排气设备，所述排气设备包括：排气引导部件；至少一个承载在该排气引导部件上的连接元件，该连接元件用于连接电供应管线；以及与所述至少一个连接元件相关联的、按照本发明构造的连接单元，该连接单元用于将配设给所述至少一个连接元件的电供应管线连接到所述连接元件上。
为了能够在连接单元壳体内部在连接元件与供应管线之间实现电接触，所述至少一个连接元件可以接收在配设给所述连接元件的连接单元的连接元件-接收区域中，并且配设给所述至少一个连接元件的供应管线可接收在配设给所述连接元件的连接单元的供应管线-接收区域中，使得所述供应管线的连接端延伸到连接元件-接收区域中并且与连接元件导电地连接。因此，所述电接触基本上在连接元件-接收区域中建立。
为了简单实现的但仍然稳定的电连接，可以在供应管线的所述连接端上设置有推移到连接元件上的并且通过螺纹连接结构固定在连接元件上的连接孔眼。
为了将连接单元稳定地保持在排气设备上，建议：连接单元通过第一绝缘单元相对于排气设备、优选相对于连接元件被支撑。尤其是在此可以规定，所述第一绝缘元件借助将供应管线固定在连接元件上的螺纹机构被保持在排气设备上。
排气设备连接面可以与排气引导部件的提供对应连接面的弯曲的外周面相对置并且因此匹配于排气引导部件的弯曲的外周面。
在一种替代的设计方案中可以规定，排气设备连接面与在连接元件上或在排气引导部件上的未弯曲的对应连接面相对置。
附图说明
下面将借助附图详细说明本发明。附图中：
图1示出具有连接单元的排气设备的剖面图，该连接单元用于将供给管线连接到排气设备的连接元件上；
图2示出一种替代的设计型式的与图1对应的示图；
图3示出沿图1中的观察方向III示出图1的连接单元的俯视图。
具体实施方式
图1示出总体上用10表示的连接单元的第一种设计型式，通过该第一种设计型式，电的供应管线12可与总体上用16表示的排气设备的连接元件14连接。排气设备16可以包括管状构造的排气引导部件18，在该排气引导部件中排气朝向排气处理单元(例如颗粒过滤器、氧化催化器或SCR催化器)流动。为了加热朝向排气处理单元流动的排气或加热排气处理单元，在排气引导部件18中可设置电运行的加热装置。所述加热装置可包括加热导体，该加热导体在施加电压时被加热并且因此将热量输出到其周围环境。加热导体的所述两个连接端分别电连接在一个承载在排气引导部件18上的连接元件14上。每个这种连接元件14例如可以包括例如通过焊接气密地固定在排气引导部件18上的外罩元件20和电绝缘地保持在外罩元件中的导体元件22，该导体元件的向外伸出超过排气引导部件18或外罩元件20的端部24与供应管线12电连接。
为此，供应管线12在连接端26上具有连接孔眼28，该连接孔眼被推到导体元件22的设有外螺纹的端部24上并且以下面描述的方式在其上通过螺纹机构30(在所示的实施例中为螺母)固定在连接元件14上以建立电连接。
连接单元10包括连接单元壳体32，该连接单元壳体在所示的实施例中构造有两个分别构造成板材成形件的壳体外壳34、36。所述两个彼此互补地或基本上镜像对称地构造的壳体外壳34、36一起提供在第一壳体轴线G1的方向上延伸的连接元件-接收区域38和沿着第二壳体轴线G2延伸的供应管线-接收区域40。为此，所述两个壳体外壳34、36中的每个壳体外壳都具有用于提供连接元件-接收区域38的第一壳体外壳区段34’、36’以及用于提供供应管线-接收区域40的第二壳体外壳区段34”、36”。连接元件-接收区域38和供应管线-接收区域40或其各自的通过壳体轴线G1、G2提供的纵轴线优选基本上彼此正交地设置，从而原则上连接单元壳体32具有近似直角的造型。
两个作为板材成形件提供的壳体外壳34、36可以在它们彼此邻接的连接边缘区域42中例如通过卷边和/或通过材料锁合(即例如通过焊接)相互固定连接。
在第一轴向连接元件-接收区域-端部区域44上，连接单元壳体32或连接元件-接收区域38沿轴向敞开，以便将连接元件14接收在其中。在所述第一轴向连接元件-接收区域-端部区域44中，在连接单元壳体32上设置有相对于第一壳体轴线G2径向向外伸出的排气设备连接边缘46，该排气设备连接边缘具有朝向排气引导部件18或排气设备16的外周面48的排气设备连接面50。在排气引导部件18的管状的、即基本上圆形的设计方案中，优选连接边缘46或设置在其处的、基本上环形地包围第一壳体轴线G1的排气设备连接面围绕弯曲轴线K弯曲地构造，其中，所述弯曲轴线K可以基本上对应于排气引导部件18的纵向中轴线并且因此还提供排气引导部件18的在连接单元壳体32的区域中提供对应连接面52的外周面的弯曲轴线。因此，当连接单元壳体32固定在排气设备16上时，实现连接边缘46到排气引导部件18上的紧密连接，其中，在该状态下连接边缘46例如可接触排气引导部件18或者可以相对于排气引导部件保留小的间隙状的空隙。
在第二轴向连接元件-接收区域-端部区域54上，连接元件-接收区域38通过例如也由板材材料构成的盖56封闭。所述盖56可以例如通过形锁合(尤其是通过锁紧)固定在连接单元壳体32上，从而为了重复建立和解除在供应管线12与连接元件14之间的导电连接，该盖可以从连接单元壳体32上被取下或重新安装在其上。
所述供应管线-接收区域40在第一轴向供应管线-接收区域-端部区域58中朝向连接元件-接收区域38敞开。在第二轴向供应管线-接收区域-端部区域60中，供应管线-接收区域40或连接单元壳体32形成与供应管线12的外部尺寸相匹配的引导通过部62，从而在该区域中实现连接单元壳体32到供应管线12上的基本上封闭的连接，以防止喷水或污物的进入。
在连接单元壳体32的连接元件-接收区域38中设置有例如由陶瓷材料制成的环形构造的第一绝缘元件64。所述第一绝缘元件通过两个在轴向上在其两侧构造的、凸缘状的凹入成型部66、68形锁合地保持在连接单元壳体32上，从而尽管用于第一绝缘元件64和连接单元壳体32的构造材料不同，但也实现在这两个构件之间的稳定连接。连接元件14的导体元件22贯穿第一绝缘元件64中的连接元件-接收开口70。第一绝缘元件64在轴向上支撑在连接元件14上(例如连接元件的外罩元件20上)。连接孔眼28被推到导体元件22的伸出超过第一绝缘元件64的区段上并且通过螺纹机构30被压靠到第一绝缘元件64上，由此该第一绝缘元件64又被压靠到连接元件14上或者总体被压靠在到排气设备16上并且因此连接单元10相对于排气设备16被限定地保持。如已经说到的，在这种状态下，终端边缘46可贴靠在排气引导部件18的外周面48上或者可以相对于该外周面具有间隙状的距离。
第二绝缘元件72接收在供应管线-接收区域40中。所述第二绝缘元件也通过在两个凸缘状的凹入成型部74、76之间的形锁合结构固定保持在连接单元壳体32上并且提供供应管线-接收开口78，供应管线12延伸穿过该供应管线-接收开口并且由此相对于连接单元壳体32被保持在贯穿供应管线-接收区域40的长度区域中。
通过所述两个绝缘元件64、72，连接单元10稳定地电绝缘地保持并且也相对于连接元件14或与其导电连接的供应管线12热绝缘地保持。因此，连接元件14的和在该连接元件上的供应管线12的在运行中不可避免出现的升温不会导致连接单元10的过度升温。
在图2中示出一种替代的设计型式。在该设计型式中，连接单元10的结构基本上对应于前面描述的结构，从而可参考这些实施方式。
与连接元件14相对应地设置有提供对应连接面52的基座80。所述基座例如可以形成连接元件14的一部分、尤其是连接元件的外罩元件20的一部分并且因此例如整体地构造或连接，但替代地也可设置在排气引导部件18上。
设置在基座80上的对应连接面52环状地包围第一壳体轴线G1并且基本上正交于该第一壳体轴线。相应地，设置在连接边缘46上的排气设备连接面50也基本上正交于第一壳体轴线G1构造，从而如图2所示该排气设备连接面50以小的间隙状距离与对应连接面52相对置或者支撑在该对应连接面上。
由于排气设备连接面50相对于第一壳体轴线G1基本上正交的取向，连接元件壳体32或基本上提供该连接元件壳体的两个壳体外壳34、36的构造可简单地实现。
通过根据本发明构造的连接单元，供应管线电连接到排气设备的连接元件上的区域向外被屏蔽免受环境影响、尤其是免受喷水影响。因此，能够排除由于喷水而产生电短路的危险。而且，在很大程度上消除了在供应管线连接到排气设备的所配设的连接元件的区域中过度腐蚀的风险，使得即使在较长的运行持续时间之后，通过根据本发明的连接单元中实现的对所述连接区域的访问，也可实现：供应管线与所配设的连接元件电气地或机械地脱耦。由于通过根据本发明构造的连接单元所实现的对所述电连接的区域的包覆，也不存在如下风险：在实施清洁或维护工作时在激活加热装置的情况下错误地触碰连接元件或者通过工具在加热装置的连接元件之一上或在两个连接元件之间产生短路。
作为借助所述两个绝缘元件提供热绝缘和电绝缘的替代或附加方案，所述连接单元壳体可在其内侧上至少局部地覆盖电绝缘涂层、例如陶瓷涂层，以避免在连接单元壳体的构造材料(即例如板材材料)与供应管线或连接元件之间的直接实体接触。
在根据本发明的连接单元中，作为连接元件-接收区域或供应管线-接收区域的在图中所示的基本上直线延伸的构型的替代方案，这两个接收区域中的至少一个可弯曲且因此沿着弯曲的纵轴线延伸地构造，这样弯曲的接收区域同样具有两个在先阐述的轴向端部区域。

Claims (19)

1.用于将电供应管线(12)连接到可加热的排气设备(16)的连接元件(14)上的连接单元，所述连接单元包括连接单元壳体(32)，该连接单元壳体具有在第一壳体轴线(G1)的方向上延伸的连接元件-接收区域(38)和在第二壳体轴线(G2)的方向上延伸的供应管线-接收区域(40)，所述连接元件-接收区域(38)在用于接收在排气设备(16)处伸出的连接元件(14)的第一轴向连接元件-接收区域-端部区域(44)中是敞开的并且在第二轴向连接元件-接收区域-端部区域(54)中是封闭的，所述供应管线-接收区域(40)在第一轴向供应管线-接收区域-端部区域(58)中朝向连接元件-接收区域(38)是敞开的并且在用于接收电供应管线(12)的第二供应管线-接收区域-端部区域(60)中是敞开的。
2.根据权利要求1所述的连接单元，其特征在于，所述连接单元壳体(32)构造有两个在连接边缘区域(42)中相互连接的壳体外壳(34、36)，每个壳体外壳(34、36)具有用于提供连接元件-接收区域(38)的第一壳体外壳区段(34’、36’)和用于提供供应管线-接收区域(40)的第二壳体外壳区段(34”、36”)，和/或所述连接单元壳体(32)至少部分地由板材材料构成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的连接单元，其特征在于，所述连接单元壳体(32)在所述第一轴向连接元件-接收区域-端部区域(44)中具有相对于所述第一壳体轴线(G1)向径向外部伸出的排气设备连接边缘(46)，该排气设备连接边缘具有环状包围所述第一壳体轴线(G1)的、朝向排气设备(16)的对应连接面(52)的要被定位的排气设备连接面(50)。
4.根据权利要求3所述的连接单元，其特征在于，所述排气设备连接面(50)位于与所述第一壳体轴线(G1)正交的平面中。
5.根据权利要求3所述的连接单元，其特征在于，所述排气设备连接面(50)是弯曲的，优选是围绕与所述第一壳体轴线(G1)正交的弯曲轴线(K)弯曲的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接单元，其特征在于，所述连接元件-接收区域(38)在所述第二轴向连接元件-接收区域-端部区域(54)处通过盖(56)封闭。
7.根据权利要求6所述的连接单元，其特征在于，所述盖(56)通过形锁合结构保持在所述连接单元壳体(32)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接单元，其特征在于，在所述连接元件-接收区域(38)中设置有第一绝缘元件(64)，该第一绝缘元件相对于要被接收在连接元件-接收区域(38)中的连接元件(14)支撑所述连接单元壳体(32)。
9.根据权利要求8所述的连接单元，其特征在于，所述第一绝缘元件(64)通过形锁合结构保持在连接单元壳体(32)上，和/或所述第一绝缘元件(64)具有连接元件-接收开口(70)，和/或所述第一绝缘元件(64)利用陶瓷材料构成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的连接单元，其特征在于，在所述连接元件-接收区域(40)中设置有第二绝缘元件(72)，该第二绝缘元件相对于要被接收在供应管线-接收区域(40)中的供应管线(12)支撑所述连接单元壳体(32)。
11.根据权利要求10所述的连接单元，其特征在于，所述第二绝缘元件(72)通过形锁合结构保持在连接单元壳体(32)上，和/或所述第二绝缘元件(72)具有供应管线-接收开口(78)，和/或所述第二绝缘元件(72)利用陶瓷材料构成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的连接单元，其特征在于，所述第二壳体轴线(G2)基本上正交于所述第一壳体轴线(G1)。
13.用于内燃机的排气设备，所述排气设备包括：排气引导部件(18)；承载在该排气引导部件(18)上的至少一个连接元件(14)，该连接元件用于连接电供应管线(12)；以及与所述至少一个连接元件(14)相关联的、根据前述权利要求中任一项所述的连接单元(10)，该连接单元用于将配设给所述至少一个连接元件(14)的电供应管线(12)连接到所述连接元件(14)上。
14.根据权利要求13所述的排气设备，其特征在于，所述至少一个连接元件(14)接收在配设给所述连接元件(14)的连接单元(10)的连接元件-接收区域(38)中，并且配设给所述至少一个连接元件(14)的供应管线(12)被接收在配设给所述连接元件(14)的连接单元(10)的供应管线-接收区域(40)中，使得所述供应管线(12)的连接端(26)延伸到连接元件-接收区域(38)中并且与连接元件(14)导电地连接。
15.根据权利要求14所述的排气设备，其特征在于，在供应管线(12)的所述连接端(26)上设置有推移到连接元件(14)上的并且通过螺纹连接固定在连接元件上的连接孔眼(28)。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的只要引用权利要求8的排气设备，其特征在于，所述连接单元(10)通过第一绝缘单元(64)相对于排气设备(16)、优选相对于连接元件(14)被支撑。
17.根据权利要求15和16所述的排气设备，其特征在于，所述第一绝缘元件(64)借助将供应管线(12)固定在连接元件(14)上的螺纹机构(30)被保持在排气设备(16)上。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的只要引用权利要求5的排气设备，其特征在于，所述排气设备连接面(50)与所述排气引导部件(18)的提供对应连接面(52)的弯曲的外周面(48)相对置。
19.根据权利要求13至17中任一项所述的只要引用权利要4的排气设备，其特征在于，所述排气设备连接面(50)与在连接元件(14)上或在排气引导部件(18)上的未弯曲的对应连接面(52)相对置。
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