CN116073213A - 用于制造电馈通件的方法和电馈通件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造电馈通件的方法，电馈通件具有至少部段地布置在金属外管中并通过电绝缘材料与外管电绝缘的一件式或多件式内导体，其中，制成的电馈通件的内导体具有至少一个从金属外管突出的接触部段，其中，在该方法中，将金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中已经布置在金属外管中的部段相互压实成组件，其中，至少一个从金属外管突出的接触部段只有在完成将金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中已经布置在金属外管中的部段相互压实成组件之后才被结合至一件式或多件式内导体，其中，接触部段如此定位，使得其沿金属外管的中心轴线取向。

Description

用于制造电馈通件的方法和电馈通件
技术领域
本发明涉及一种用于制造电馈通件的方法和一种电馈通件。
背景技术
当电导体要由导电材料穿过而在电导体和导电材料之间不发生电接触时，尤其需要电馈通件。电馈通件通常具有电导体、起到电绝缘作用的绝缘材料以及护套，通过该护套可建立与导电材料的连接，该导电材料穿过导体。
存在一系列应用，例如在汽车工业中，其中这种馈通件暴露在非常高的负载下。如果作为示例考虑了用于机动车辆的催化器的电排气加热器，则排气加热器的电源必须以绝缘的方式被引导通过输送排气的管的壁。
这种催化器加热器通常以与排气管绝缘的方式悬挂在排气管中，这部分是通过排气管内部的绝缘销来完成的，但至少部分是通过建立电馈通件突出到管内部的导体的机械连接、尤其是通过焊接或钎焊来完成的。
此外，馈通件的电导体通常在其连接侧上具有螺纹，用于固定接触表面具有螺钉连接件的电触点。在拉紧和松开这种连接时，除了压力和拉力之外，还有相当大的扭转力在起作用。
也就是说，在这种应用情况下，电馈通件必须长期且持续地一方面承受高温负载，另一方面承受高振动负载、碰撞和机械冲击。因此，电馈通件具有高的抗拉强度和高的抗扭强度是非常重要的。
为了制造这种电馈通件，根据现有技术已知提供电导体，该电导体可例如由NiCr8020制成，作为例如通过车削、铣削和/或滚丝做成期望形状的中间件，之后推上绝缘管，该绝缘管通常由陶瓷绝缘材料制成，尤其是由例如C820制的多孔MgO体制成，然后将该装置收纳在外管的内腔中，该外管可例如由不锈钢制成。在该装置由电导体、绝缘管和外管组成之后，将该装置以减小横截面的方式压实、尤其是压制，从而产生电馈通件。
根据DE10 2012 110 098 B4已知的另一种方法是，提供一种电馈通件，该电馈通件包括内导体、绝缘材料和外管作为压实的预制棒材料，并从该棒材料加工出内护套露出的导体部段作为触点并设置有期望的外轮廓，例如通过将螺纹切入到从棒材料加工出的内导体中。
实践表明，在上述两种类型的电馈通件的制造中出现了一个决定性的问题，该问题最终归因于以下：在压制或压实时必须以非常高的压力来工作，以便实现期望的机械强度和低的泄漏率，尤其是排气通过电绝缘材料的泄漏率，而同时电绝缘材料即使其可选地用作成型体，也代表一种多孔初始材料，其孔隙率必须显著降低。
事实证明，在压实之后实现内导体在外导体内的精确且过程可靠的定位是困难的。无论是在压实用于馈通的单个部件的情况下，还是在将内导体、绝缘材料和外管压实成棒材料的情况下，即使内导体在压实之前与外管完全平行且同心地取向，这在批量生产中也不总是如此，在压缩之后也不再存在内导体的相同位置和取向，而是存在一个方向性的偏移，这个偏移可能因一个制造的馈通件或一个制造的棒材料而有所不同。这种偏移可以容易的达到从十分之几毫米到几毫米的数量级并且尤其导致的是，只有当选择如此大的结构形式，使得即使发生偏移也总是遵守最小绝缘距离时，才能满足对最小绝缘距离的规定。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种制造电馈通件的改进方法和一种改进的电馈通件，由此可确保内导体的电触点的精确位置。该目的通过具有本发明特征的方法和具有本发明特征的电馈通件来实现。该方法或该电馈通件的有利设计方案也是本发明的主题。
根据本发明的方法用于制造电馈通件，该电馈通件具有至少部段地布置在金属外管中并通过电绝缘材料与该外管电绝缘的一件式或多件式内导体。
通常如管那样，外管可由限定其伸展的中心轴线和垂直于该中心轴线延伸的管横截面限定。原则上，中心轴线的伸展方向可在管的长度上变化(例如，当管弯曲成虹吸状时)，并且管横截面也可在管的长度上变化(例如，当管渐缩时)。然而，在典型的馈通件中，在大多数情况下使用具有圆柱形管几何形状的管，其中管横截面是圆形或圆环形并且中心轴线由一条通过圆或圆环的中心点延伸的直线预先确定。因此，在不清楚的情况下，当提及外管的中心轴线时，是指管内腔的中心轴线。
在这里，制成的馈通件的内导体具有至少一个从金属外管突出的接触部段，该接触部段用于电接触或电连接馈通件。在许多情况下，这种接触部段可以例如是圆柱形的连接端、连接锥或连接引脚，但是原则上也可以具有其它形式，该连接端可设置有可选螺纹。
在该方法中，将金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中布置在金属外管中的部段相互压制或压实成组件，为此需要至少一个压制或压实步骤，该压制或压实步骤可尤其通过压制、锤击、滚压或捏合来实现。特别地，氧化镁已证明是一种电绝缘材料，它可用作成型体、粉末或颗粒并最初具有一定的孔隙率，该孔隙率必须在压实期间显著减小，以使通过馈通件的可能的泄漏率、尤其是排气的泄漏率最小化。为此，需要高压，该高压导致外管和内导体变形，尤其是相应材料的直径减小和伸长。
对于本发明至关重要的是，至少一个从金属外管突出的接触部段只有在完成将金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中布置在金属外管中的部段压实成组件之后才被结合至一件式或多件式内导体，其中，接触部段如此定位，使得接触部段沿金属外管的中心轴线取向。
该方法基于发明者的以下发现，即，由外管、内导体和电绝缘材料构成压实组件所必须的压制或压缩过程使得内导体在外管内的位置产生了不可再现的随馈通件而不同的变化。根据本发明，通过只有在完成压制或压实之后才结合接触部段确保了，接触部段相对于外管准确地布置在期望位置处。不过，在这里要指出的是，这排除了接触部段和内导体之间的压制接触，因为在完成压制或压实之后没有结合接触部段，从而在建立压制接触时重新发生不可预测的位置变化。
根据该方法的第一实施方式，在结合接触部段之前，但在完成将金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中布置在金属外管中的部段压实成组件之后，确定内导体相对于外管的位置，并且将该确定用于定位接触部段。对于这种位置确定，可能只需确定在两个端侧上内导体相对于外管的位置，这可用于确定内导体布置在金属外管中、在大多数情况下基本是柱状的柱状部分的偏移和/或倾斜，这是内导体在压实或压制时最常见的位置变化。
作为替代或附加，可在结合接触部段之前，但在完成将金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中布置在金属外管中的部段压实成组件之后，确定外管的中心轴线的位置，并且将该确定用于定位接触部段。这种方法利用了这样一个事实，即在通常情况下，通过外管与电馈通件穿过的壁建立的连接预先确定了馈通件的位置和取向，并因此代表了用于放置接触部段非常合适的参考位置。
接触部段可通过从一件式或多件式内导体的一部分加工出来而结合。特别地，这是因为可实现一件式内导体(由于接触部段根据定义应是内导体的组成部分)，该一件式内导体则可由导电材料制成的棒形成。接触部段可例如使用切削加工过程被加入到这种棒中。在这里，要注意的是，这些过程必须相对于偏离内导体的中心轴线尤其是与外管的中心轴线重合的中心轴线来执行，以便能够补偿在压实成组件时发生的内导体的位置偏移。同时，这意味着使用这样的内导体，其横截面被选择成尺寸过大的，使得能够补偿在压制或压实成组件时发生的最大位移。
尤其还能够实现的是，事先通过移除金属外管和电绝缘材料中已被压实的部分来露出一件式或多件式内导体中加工出接触部段的部分，也就是说，事后引起内导体的突出。
作为对此的替代，接触部段也可这样结合，即，通过连接将单独部段结合至(必定为多件式)内导体，更确切地说，在该部段根据设计应存在的位置。为此，接触部段可焊接或钎焊至一件式或多件式内导体中至少部分地布置在外管内的部分的端侧。
然而，也能够实现的是，将接触部段的一部分引入到一件式或多件式内导体中至少部分地布置在外管内的部分的端侧上、可例如通过钻孔或车削制成的开口中并焊接或钎焊在那里。在该变型例的一个改进方案中，可使用孔，该孔穿过内导体但不包括接触部段、尤其是内导***于外管内的完整部段。接触部段然后可与两端处的触点一起作为单独构件来提供并被推入到该孔中。不过，必须然后通过合适的措施例如焊接或钎焊来确保的是，馈通件仍具有低的泄漏率，尤其是排气的泄漏率，例如在0.3巴时小于数10毫升/分钟。这一要求还导致的是，在技术上实际上排除了压力接触，因为要施加的压制压力如此之高，使得内导体再次发生变形或位移，然后只有在完成要执行的整个压制或压实之后，接触部段才不再结合至内导体。
根据本发明的电馈通件具有至少部段地布置在金属外管中并通过电绝缘材料与该外管电绝缘的一件式或多件式内导体。制成的电馈通件的内导体具有至少一个从金属外管突出的接触部段。在这里，金属外管、电绝缘材料以及一件式或多件式内导体中布置在金属外管中的部段相互被压制或压实成组件。
对于本发明至关重要的是，内导体的中心轴线相对于外管的中心轴线偏移地伸展，并且接触部段相对于内导体的中心轴线偏移并居中布置在外管的中心轴线上。通过该措施确保的是，接触部段正确定位在其目标位置处。
在第一变型例中，在这里，接触部段是从一件式或多件式内导体的一部段加工出的，从而接触部段与内导体的该部段一体连接。
作为对此的替代，接触部段是单独部段，该单独部段与内导体的其余部分钎焊或焊接。在这里，接触部段的一部段可以尤其被引入到一件式或多件式内导体中至少部分地布置在外管内的部分的端侧上的开口中并被焊接或钎焊在那里。
附图说明
下面参照示出实施例的附图更详细地说明本发明。在附图中：
图1示出用于制造电馈通件的方法的第一步骤中制造的压实组件的侧部；
图2示出将图1中的组件进一步加工成电馈通件的第一变型例；
图3示出将图1中的组件进一步加工成电馈通件的第二变型例；
图4a示出将组件进一步加工成电馈通件的第三变型例的第一步骤之后图1中组件的纵截面；
图4b示出将组件进一步加工成电馈通件的第三变型例的第二步骤的示意图；以及
图4c示出这样获得的电馈通件的实施例的侧部。
具体实施方式
图1示出压实组件1，该压实组件1具有金属制的外管10、电绝缘材料20和内导体30。在仔细观察图1、尤其是面向观察者的端侧时，直接比较内导体30的中心轴线的图示离开点M与外管10的中心轴线A的位置时可以看出，在压实之后，内导体30不在外管10中居中伸展，而是相对于外管10偏移或倾斜。这可例如由内导体30在外管10中定位时的误差、例如平行偏移或倾斜、甚至在压实步骤之前引起或由电绝缘材料20在压实时的不均匀性引起，并且以不同的严重程度存在，即使通常存在，这里明显示出夸张的效果。同时，内导体30与其理想位置的位置偏差也可通过电绝缘材料20的层在不同的径向方向上具有不同厚度这一事实来识别。
图2示出根据第一方法由这种组件1制造的电馈通件100的端部区域的纵截面，该电馈通件100具有外管10、电绝缘材料20和一件式内导体30，该电绝缘材料20在此作为氧化镁颗粒来实施。
馈通件100是这样从图1所示的压实好的组件1来制造的，即，通过使用工具2移除外管10、电绝缘材料20和内导体30在图2中虚线所示的区域来使接触部段31露出。在观察该接触部段31时立即显而易见的是，与现有技术不同，该接触部段31不是相对于内导体30布置在外管10中未移除部段内的圆柱体居中，而是相对于外管10居中，从而尽管压实，但接触部段31布置在正确位置处并因此可进行准确接触。
图3示出根据第二方法从这种组件1制造的电馈通件200的端部区域的纵截面，该电馈通件200具有外管10、电绝缘材料20和多件式内导体30，该多件式内导体30在此由布置在外管10内的内导体，和单独制造的通过钎焊或焊接触点33连接至该外管的接触部段32形成。也就是说，馈通件200是这样从图1所示的压实好的组件1来制造的，即，预制的接触部段32钎焊或焊接在内导体布置在外管10内的部段的端侧。
同样，在观察该接触部段32时立即显而易见的是，与现有技术不同，该接触部段32不是相对于内导体30布置在外管10未移除的部段内的圆柱体居中，而是相对于外管10居中，从而尽管压实，但接触部段32布置在正确位置处并因此可以进行准确接触。
图4a至图4c以不同视角示出根据第三方法从这种组件1制造电馈通件300时的不同阶段，其中一个端部区域在图4c中示出，该电馈通件300具有外管10、电绝缘材料20和多件式内导体30，该多件式内导体30在此由内导体30完全布置在外管10内的部段和单独制造的接触部段35形成。
如图4a所示，开口34被引入到内导体30完全布置在外管10内的部段中，更确切地说，不是相对于内导体30布置在外管10未移除的部段内的圆柱体居中，而是相对于外管10居中。这可例如通过钻孔来实现。
在该实施例中具有环形槽(在其中布置有焊料环36)的单独制造的接触部段35然后被引入到开口34中并使用来自焊料环36的焊料通过钎焊紧固在那里，从而产生多件式内导体30。
图4c示出如此制成的电馈通件300，该电馈通件300具有至少部段地布置在金属外管10中并通过电绝缘材料20与外管10电绝缘的多件式内导体30，该内导体30具有从金属外管10突出的接触部段35，其中，金属外管10、电绝缘材料20以及多件式内导体30中完全布置在金属外管10中的部段相互被压实形成组件1。尤其可以看出，内导体30的中心轴线M相对于外管10的中心轴线A偏移和/或倾斜地伸展，并且接触部段35相对于内导体30的中心轴线M偏移布置并居中在外管10的中心轴线A上，从而接触部段35精确定位。
附图标记说明：
1                 组件
2                 工具
10                外管
20                电绝缘材料
30                内导体
31，32，35          接触部段
33                钎焊或焊接触点
34                开口
36                焊料环
100，200，300       电馈通件。

Claims (12)

1.一种制造电馈通件(100，200，300)的方法，所述电馈通件(100，200，300)具有至少部段地布置在金属外管(10)中并通过电绝缘材料(20)与所述外管(10)电绝缘的一件式或多件式内导体(30)，其中，制成的电馈通件的所述内导体(30)具有至少一个从所述金属外管(10)突出的接触部段(31，32，35)，其中，在所述方法中，将所述金属外管(10)、所述电绝缘材料(20)以及所述一件式或多件式内导体(30)已经布置在所述金属外管(10)中的部段相互压实成组件(1)，其特征在于，所述至少一个从所述金属外管(10)突出的接触部段(31，32，35)只有在完成将所述金属外管(10)、所述电绝缘材料(20)以及所述一件式或多件式内导体(30)已经布置在所述金属外管(10)中的部段相互压实成所述组件(1)之后才结合至所述一件式或多件式内导体(30)，其中，所述接触部段(31，32，35)如此定位，使得所述接触部段(31，32，35)沿所述金属外管(10)的中心轴线(A)取向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在结合所述接触部段(31，32，35)之前，但在完成将所述金属外管(10)、所述电绝缘材料(20)以及所述一件式或多件式内导体(30)已经布置在所述金属外管(10)中的部段压实成所述组件(1)之后，确定所述内导体(30)相对于所述外管(10)的位置，并将该确定用于定位所述接触部段。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在结合所述接触部段(31，32，35)之前，但在完成将所述金属外管(10)、所述电绝缘材料(20)以及所述一件式或多件式内导体(30)已经布置在所述金属外管(10)中的部段压实成所述组件(1)之后，确定所述外管(10)的中心轴线(A)的位置，并将该确定用于定位所述接触部段(31，32，35)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，这样结合所述接触部段(31)，即，所述接触部段(31)由所述一件式或多件式内导体(30)的一个部段加工出。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，事先通过移除所述金属外管(10)和所述电绝缘材料(20)中与所述内导体(30)压实成所述组件(1)的部分来使所述一件式或多件式内导体(30)中加工出所述接触部段(31)的所述部段露出。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，这样结合所述接触部段(32，35)，即，通过连接将单独部段结合至所述一件式或多件式内导体(30)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述接触部段(32)焊接或钎焊至所述一件式或多件式内导体(30)至少部分地布置在所述外管(10)内的部分的端侧上。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述接触部段(32)的一个部段引入到所述一件式或多件式内导体(30)至少部分地布置在所述外管(10)内的部分的端侧上的开口(34)中并焊接或钎焊在那里。
9.一种电馈通件(100，200，300)，其具有至少部段地布置在金属外管(10)中并通过电绝缘材料(20)与所述外管(10)电绝缘的一件式或多件式内导体(30)，其中，制成的电馈通件(100，200，300)的所述内导体(30)具有至少一个从所述金属外管(10)突出的接触部段(31，32，35)，其中，所述金属外管(10)、所述电绝缘材料(20)以及所述一件式或多件式内导体(30)完全布置在所述金属外管(10)中的部段相互压实成组件(1)，其特征在于，所述内导体(30)的中心轴线(M)相对于所述外管(10)的中心轴线(A)偏移和/或倾斜，并且所述接触部段(31，32，35)相对于所述内导体(30)的中心轴线(M)偏移并居中布置在所述外管(10)的中心轴线(A)上。
10.根据权利要求9所述的电馈通件(100)，其特征在于，所述接触部段(31)是由所述一件式或多件式内导体(30)的一个部段加工出的，从而所述内导体(30)与所述接触部段(31)是一件式的。
11.根据权利要求9所述的电馈通件(200，300)，其特征在于，所述接触部段(32，35)是单独部段，所述单独部段与所述内导体(30)的其余部分钎焊或焊接。
12.根据权利要求11所述的电馈通件(200，300)，其特征在于，所述接触部段(35)的一个部段被引入到所述一件式或多件式内导体(30)至少部分地布置在所述外管(10)内的部分的端侧上的开口(34)中并被焊接或钎焊在那里。
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