-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft eine segmentierte elektrische Durchführung zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters durch ein Gehäuse hindurch, mit einem Kontaktabschnitt und einem Isolationsabschnitt, wobei der Isolationsabschnitt einen elektrischen Leiter, ein Isolationsmittel und eine Außenhülse aufweist, wobei der elektrische Leiter und das Isolationsmittel innerhalb der Außenhülse angeordnet sind und der elektrische Leiter durch das Isolationsmittel zur Außenhülse elektrisch isoliert ist, wobei an den elektrischen Leiter an einer ersten Stirnseiten der Kontaktabschnitt angebunden ist, und der elektrische Leiter an seiner der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite mit einem Heizleiter verbindbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Durchführung.
-
Stand der Technik
-
Zur Aufheizung von Abgasen in einer einem Verbrennungsmotor nachgelagerten Abgasstrecke beziehungsweise des in einer Abgasstrecke strömenden Abgases werden heute regelmäßig elektrische Heizelemente eingesetzt. Hierbei wird das Ziel verfolgt schneller eine Temperaturschwelle zu erreichen, ab welcher eine wirkungsvolle Umwandlung der im Abgas mitgeführten Schadstoffe erfolgen kann. Dies ist notwendig, da die zur Abgasnachbehandlung eingesetzten katalytisch aktiven Oberflächen der in der Abgasstrecke verbauten Katalysatoren erst ab einer Mindesttemperatur, der sogenannten Light-Off Temperatur, eine ausreichende Umsetzung der jeweiligen Schadstoffe ermöglichen.
-
Zu den bekannten Lösungen im Stand der Technik gehören sogenannten Heizkatalysatoren, welche eine mit einer Spannungsquelle verbundene metallische Struktur aufweisen oder eine metallisch beschichtete keramische Strukturaufweisen, welche unter Ausnutzung des ohmschen Widerstandes aufgeheizt werden kann.
-
Zum Zwecke der elektrischen Kontaktierung der beheizbaren Struktur, muss ein elektrischer Leiter an zumindest einer Stelle durch das Gehäuse der Abgasstrecke beziehungsweise eines in der Abgasstrecke angeordneten Katalysators eingeführt werden. Hierbei muss sichergestellt werden, dass die Durchführung gasdicht ist, außerdem eine elektrische Isolation zwischen dem Gehäuse und dem elektrischen Leiter gegeben ist und, dass eine ausreichende Dauerhaltbarkeit gewährleistet ist. Der elektrische Leiter ist regelmäßig aus einem massiven Vollmaterial gebildet, wie beispielsweise einem metallischen Bolzen.
-
Die
DE 10 2012 110 098 B4 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung für die Stromversorgung einer elektrischen Abgasheizung in einem Kraftfahrzeug. Die Durchführung weist ein Außenrohr auf, dessen Innenraum von einem elektrischen Leiter durchsetzt ist. Der elektrische Leiter überragt an mindestens einer der Stirnfläche des Außenrohrs das Außenrohr. Der elektrische Leiter ist im Innenraum des Außenrohres von einem Isolierstoff umgeben. Die Durchführung wird dabei durch das Ablängen eines verdichteten Stangenmaterials erzeugt, wobei durch spanende Verfahren jeweils Bereiche des als Außenrohr fungierenden Abschnitts und des als Isolierstoff fungierenden Abschnitts entfernt werden, um so eine elektrische Durchführung der gewünschten Länge mit einem gewünschten Überstand des elektrischen Leiters über das Außenrohr hinaus zu erzeugen.
-
Die WO 2003/ 098 748 A1 offenbart eine hermetisch abgedichtete stromleitende Klemmenanordnung zum Einbau in eine Öffnung in der Wand eines Gehäuses. Die Klemmenbaugruppe umfasst eine stromleitende Stiftbaugruppe, die ein erstes Stiftelement umfasst, das mit einem zweiten Stiftelement an einem leitenden Kern elektrisch verbunden ist, sowie eine erste und eine zweite Dichtung, die die Stiftbaugruppe elektrisch vom Gehäuse isolieren.
-
Die
JP 2015 -
56 334 A offenbart eine Bereitstellung einer externen Elektrodenstruktur, die in der Lage ist, die Beschädigung eines Isolators zum Zeitpunkt der Montage zu verhindern sowie die Aufweitung in radialer Richtung zu vermeiden und gleichzeitig eine ausreichende Isolationsqualität zu gewährleisten.
-
Die
DE 196 27 840 A1 offenbart eine Verbindung zwischen einerseits einer als Metallmantelleitung ausgebildeten elektrischen Anschlussleitung mit zumindest einem von dem Metallmantel mittels eines Minerals elektrisch isolierten elektrischen Innenleiter und andererseits einem damit elektrisch zu verbindenden Gerät, insbesondere einem elektrisch beheizbaren Katalysator vorgesehen, wobei der Innenleiter und das Gerät über eine lösbare Anschlussverbindung miteinander verbunden sind, deren eines Teil an dem Gerät angeordnet ist und deren anderes Teil an dem freien Ende der Anschlussleitung vorgesehen ist.
-
Die
DE 695 33 609 T2 offenbart eine Elektrodenstruktur. Diese Elektrodenstruktur enthält eine Metallelektrode, ein Gehäuse zum Aufnehmen und Halten der Elektrode und ein Ende eines Leitungsdrahtes, der mit der Elektrode verbunden ist, und ein Isolierelement, das zwischen der Elektrode und dem Gehäuse angeordnet ist, um eine Isolierung zwischen der Elektrode und dem Gehäuse zu gewährleisten, wobei in dieser Struktur ein wasserdichtes Element zwischen dem Gehäuse und dem Leitungsdraht angeordnet ist, um das Eindringen von Wasser zwischen dem Gehäuse und dem Leitungsdraht zu verhindern, und eine elektrische Heizvorrichtung, die die obige Elektrodenstruktur aufweist.
-
Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung ist insbesondere, dass das verwendete verdichtete Stangenmaterial sehr hochpreisig ist, da es einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Darüber hinaus wird durch die spanende Verarbeitung zur Freistellung des elektrischen Leiters und zur Ablängung der elektrischen Durchführung ein wesentlicher Anteil von ca. zwei Drittel des Stangenmaterials ungenutzt durch spanende Verarbeitung zerstört und somit verschwendet. Der Herstellprozess ist dadurch besonders aufwändig und kostenintensiv.
-
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
-
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine segmentierte elektrische Durchführung zu schaffen und ein geeignetes Herstellungsverfahren, welches eine vereinfachte und kostengünstige Herstellung der elektrischen Durchführung, bei zumindest gleichguten technischen Eigenschaften erlaubt.
-
Die Aufgabe hinsichtlich der elektrischen Durchführung wird durch eine elektrische Durchführung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine segmentierte elektrische Durchführung zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters durch ein Gehäuse hindurch, mit einem Kontaktabschnitt und einem Isolationsabschnitt, wobei der Isolationsabschnitt einen elektrischen Leiter, ein Isolationsmittel und eine Außenhülse aufweist, wobei der elektrische Leiter und das Isolationsmittel innerhalb der Außenhülse angeordnet sind und der elektrische Leiter durch das Isolationsmittel zur Außenhülse elektrisch isoliert ist, wobei an den elektrischen Leiter an einer ersten Stirnseiten der Kontaktabschnitt angebunden ist, und der elektrische Leiter an seiner der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite mit einem Heizleiter verbindbar ist, wobei der Kontaktabschnitt und der Isolationsabschnitt aus zwei unterschiedlichen Elementen gebildet sind, welche mittels eines Fügeverfahrens dauerhaltbar miteinander verbunden sind, wobei der elektrische Leiter, das Isolationsmittel und die Außenhülse identische axiale Erstreckungen aufweisen und die Endbereiche der Elemente bündig miteinander abschließen.
-
Die elektrische Durchführung dient dazu einen elektrischen Leiter durch ein Gehäuse einer Abgasleitung oder eines Katalysators zu führen. Die Durchführung muss dabei den auftretenden Temperaturen standhalten und gasdicht sein, so dass kein Abgas entweichen kann. Der elektrische Leiter soll dabei elektrisch isoliert vom Gehäuse geführt werden, so dass es nicht zu einem Kurzschluss kommen kann.
-
Regelmäßig haben elektrische Durchführungen an der Außenseite des Gehäuses eine Verbindungsstelle zu einer stromführenden Leitung. Regelmäßig ist diese Verbindungsstelle durch einen Gewindebolzen gebildet, welcher Teil des elektrischen Leiters der Durchführung ist. Die stromführende Leitung wird dort mittels eines passenden Steckers auf den elektrischen Leiter der Durchführung aufgeschraubt.
-
Der Kontaktabschnitt ist der Abschnitt an welchem einerseits die Verbindung mit einer stromführenden Leitung erzeugt werden kann und andererseits eine Verbindung zum elektrischen Leiter des Isolationsabschnitts hergestellt werden kann.
-
Der Kontaktabschnitt weist hierzu bevorzugt einen konischen Bereich auf, welcher ein Außengewinde aufweist. Auf dieses Außengewinde kann der Stecker der stromführenden Leitung aufgeschraubt und dauerhaft fixiert werden. Die konische Ausgestaltung dieses Bereichs hilft bei der Montage des Steckers durch eine selbstzentrierende Wirkung.
-
Der Kontaktabschnitt ist durch eine dauerhaltbares Fügeverfahren, insbesondere durch Löten oder Schweißen mit dem elektrischen Leiter des Isolationsbereichs verbunden.
-
Der Isolationsabschnitt selbst ist aus einem Verbundmaterial gebildet, welcher einen zylindrischen elektrischen Leiter im Zentrum aufweist, welcher von einem Isolationsmaterial umgeben ist, durch welches er von der metallischen Außenhülse isoliert ist. In einer bevorzugten Ausführung weisen die drei unterschiedlichen Bereiche eine identische axiale Erstreckung auf, so dass der Isolationsabschnitt in einer für die Anwendung passende Länge aus einem geeigneten Stangenmaterial abgeschnitten werden kann. Somit wird der Verschnitt beziehungsweise der Materialverlust aufgrund einer spanenden Bearbeitung weitestgehend vermieden.
-
Der elektrische Leiter ist bevorzugt aus einem Stahl wie beispielsweise 2.4869 gebildet. Das gewählte Material des elektrischen Leiters und des Kontaktabschnitts kann identisch sein oder unterschiedlich, in jedem Fall sollte die Oxidationsbeständigkeit sowie der spezifische elektrische Widerstand vergleichbar beziehungsweise ähnlich sein. Die Isolation ist beispielsweise aus einer Oxidkeramik gebildet. Die Außenhülse kann ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff gebildet sein. Das Material der Außenhülse und des elektrischen Leiters kann identisch sein, muss es aber nicht.
-
Wenn der elektrische Leiter, das Isolationsmittel und die Außenhülse identische axiale Erstreckungen aufweisen und die Endbereiche der Elemente bündig miteinander abschließen, ist dies besonders vorteilhaft für eine einfache und materialschonende Herstellung des Isolationsabschnitts.
-
In einer alternativen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter etwas, bevorzugt nur einige Millimeter, einseitig in axialer Richtung über das Isolationsmaterial und/oder die Außenhülse hinaussteht. Dies kann durch ein spanendes Verfahren erreicht werden, wobei insbesondere ein Augenmerk darauf gelegt wird, möglichst wenig Material der Außenhülse und des Isolationsmaterials spanend abzutragen. Daher ist der Überstand des elektrischen Leiters auf wenige Millimeter begrenzt.
-
Der Überstand des elektrischen Leiters ist bevorzugt auf der Seite des Isolationsabschnitts, welcher im montierten Zustand dem im Inneren angeordneten Heizleiter zugewandt ist, angeordnet. Durch diese nicht symmetrische Gestaltung kann auch die Vorgabe einer eindeutigen Ausrichtung des Isolationsabschnitts relativ zum Kontaktabschnitt erreicht werden, wodurch die Montage vereinfacht und Montagefehler vermieden werden.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kontaktabschnitt einen konischen Abschnitt aufweist und einen zylindrischen Abschnitt, wobei der zylindrische Abschnitt die Schnittstelle zum Isolationsabschnitt bildet.
-
Der zylindrische Abschnitt des Kontaktabschnitts ist besonders vorteilhaft, da der elektrische Leiter im Isolationsabschnitt in aller Regel ebenfalls einen zylindrischen Querschnitt hat. Dadurch ist die Anbindung des Kontaktabschnitts an den Isolationsabschnitt besonders einfach zu realisieren. Bevorzugt wird der zylindrische Abschnitt konzentrisch zum elektrischen Leiter ausgerichtet. Der zylindrische Abschnitt kann bevorzugt den gleichen Durchmesser wie der elektrische Leiter aufweisen. In einer besonders bevorzugten alternativen Ausgestaltung kann der zylindrische Abschnitt auch einen geringfügig kleineren Durchmesser aufweisen als der elektrische Leiter, wodurch die Montage vereinfacht wird und sichergestellt wird, dass der zylindrische Abschnitt nicht mit dem Isolationsmaterial in Kontakt kommt und ganz besonders nicht mit der Außenhülse in elektrisch leitenden Kontakt gerät.
-
Der konische Abschnitt kann bevorzugt derart gestaltet werden, dass das Aufschrauben eines Steckers möglichst einfach realisierbar ist. Bevorzugt weisen der konische Abschnitt und der zylindrische Abschnitt eine gemeinsame Mittelachse auf. In alternativen Ausgestaltungen könnte der konische Abschnitt aber auch beispielsweise in einem Winkel zur Mittelachse des zylindrischen Abschnitts angestellt sein.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Isolationsabschnitt aus einem Verbundmaterial gebildet ist, wobei dieses einen innenliegenden elektrischen Leiter aufweist, welcher in Umfangsrichtung von einem hülsenartig angeordneten elektrischen Isolationsmaterial umgeben ist, wobei der innenliegende elektrische Leiter und das elektrische Isolationsmaterial von einer metallischen Außenhülse eingefasst sind.
-
Ein solches Verbundmaterial kann einfach und im großen Maßstab hergestellt werden. Das Ablängen des Verbundmaterials kann durch einfache Trennverfahren mit geringem Materialverschnitt erfolgen. Die Dicke des elektrischen Leiters, der Isolationsschicht und der Außenhülse, ebenso wie die gewählten Materialien können einfach variiert werden.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsabschnitt eine erste Stirnseite aufweist und eine zweite Stirnseite aufweist, wobei die erste Stirnseite die Schnittstelle zum Kontaktabschnitt der elektrischen Durchführung bildet und die zweite Stirnseite die Schnittstelle zum Heizleiter und/oder einem Anschlussabschnitt bildet.
-
Der Isolationsabschnitt folgt in Richtung des Stromflusses auf den Kontaktabschnitt und der zu bestromende Heizleiter folgt auf den Isolationsabschnitt. Der Isolationsabschnitt, genauer der elektrische Leiter in dem Isolationsabschnitt, weist dafür zwei Stirnseiten auf, an welche einmal der Kontaktabschnitt angebunden werden kann und weiterhin der zu bestromende Heizleiter. Da der Isolationsabschnitt bevorzugt aus einem Stangenmaterial erzeugt wird, liegen die Stirnseiten bevorzugt parallel zueinander und einander gegenüber.
-
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Durchführung einen Anschlussabschnitt aufweist, welcher an der zweiten Stirnseite des Isolationsabschnitts angeordnet ist und mit dem elektrischen Leiter des Isolationsabschnitts dauerhaltbar verbunden ist.
-
Ein zusätzlicher Anschlussabschnitt ist insbesondere durch ein scheibenförmiges beziehungsweise zylindrisches Element gebildet, welches auf die dem Kontaktabschnitt abgewandte Stirnseite des Isolationsabschnitts aufgebracht werden kann. Durch den Anschlussabschnitt wird der Abstand vom Isolationsabschnitt zum Heizleiter vergrößert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der elektrische Leiter nicht über das Isolationsmaterial und die Außenhülse übersteht. Das den Anschlussabschnitt bildende Element kann auch eine spezielle Formgebung auf der dem Heizleiter zugewandten Seite aufweisen, um einfacher mit dem Heizleiter verbunden werden zu können. Denkbar ist beispielsweise eine strukturierte Oberfläche, oder eine in einem Winkel angestellt Oberfläche oder eine gebogene Oberfläche. Bevorzugt wird die dem Isolationsabschnitt abgewandte Fläche des Anschlussabschnitts an die Form des zu kontaktierenden Heizleiters angepasst.
-
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer segmentierten elektrischen Durchführung, wobei der Kontaktabschnitt und der Isolationsabschnitt mittels eines Fügeverfahrens dauerhaltbar miteinander verbunden werden, wobei der Kontaktabschnitt und der Isolationsabschnitt an der ersten Stirnseite des Isolationsabschnitts miteinander dauerhaltbar verbunden werden.
-
Besonderer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der Isolationsabschnitt, welcher an der Außenhülse mit dem Gehäuse verbunden wird, durch welches der elektrische Leiter geführt werden soll, besonders einfach und materialschonend hergestellt werden kann. Da das verwendete Verbundmaterial teuer ist und die sonst notwendigen Schritte zur spanenden Bearbeitung lange Rüstzeiten und somit Produktionszeit benötigen, ist das Verwenden von einfach aufgebauten und schnell herzustellenden Isolationsabschnitten besonders vorteilhaft.
-
Um eine voll funktionsfähige elektrische Durchführung zu erreichen ist es notwendig eine Anbindungsstelle für den Stecker zu schaffen und auf der anderen Seite des Isolationsabschnitts eine Anbindung des Heizleiters zu ermöglichen. Die segmentierte Ausführung erlaubt insbesondere das kostengünstige und einfache Herstellen der einzelnen Abschnitte der elektrischen Durchführung. Durch ein Fügeverfahren, wie insbesondere das Löten, können die einzelnen Abschnitte zu einer stabilen und dauerhaltbaren elektrischen Durchführung zusammengefügt werden.
-
Insbesondere das Löten ist ein vorteilhaftes Fügeverfahren, da bei der Herstellung der Wabenkörper für Katalysatoren ohnehin Lötvorgänge in Lötöfen stattfinden, wobei die Abschnitte der elektrischen Durchführung auf einfache Weise mit verbunden werden können.
-
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktabschnitt und der Isolationsabschnitt zueinander in der Weise ausgereichtet werden, dass der Kontaktabschnitt nur mit dem elektrischen Leiter des Isolationsbereichs in elektrisch leitfähigen Kontakt steht. Besonders bevorzugt werden der elektrische Leiter und der Kontaktabschnitt konzentrisch zueinander ausgerichtet.
-
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Kontaktabschnitt und der Isolationsabschnitt mittels eines Fixiermittels gegeneinander fixiert werden bevor das Fügeverfahren zur Erzeugung der dauerhaltbaren Verbindung ausgeführt wird.
-
Ein Fixiermittel kann beispielsweise eine Hülse sein, in welche die Elemente eingelegt werden, um eine vorgegebene Positionierung zueinander zu erreichen. Eine solche Hülse, die auch als Form bezeichnet werden kann, kann beispielsweise aus Grafit oder einer Keramik gebildet sein oder durch ein keramisch beschichtetes Metall. Bevorzugt ist die Hülse derart aufgebaut, dass sie einen Lötvorgang schadfrei übersteht und ein einfaches Auslösen der Elemente nach dem Lötvorgang erlaubt.
-
Alternativ können die einzelnen Elemente Gewinde aufweisen, wechselseitig Innengewinde und Außengewinde, so dass diese an den Kontaktstellen belotet werden können und miteinander verschraubt werden können.
-
Alternativ können die Elemente Bohrungen aufweisen, in welche Passstücke eingesetzt werden, wodurch die Elemente relativ zueinander eindeutig positioniert werden können. Die Passstücke verbleiben nach dem Lötvorgang in den Bohrungen und werden so Teil des elektrischen Leiters.
-
Eine weitere Alternative kann das passgenaue verpressen der Elemente miteinander sein. Auch hier wird auf die späteren Kontaktflächen zwischen den Elementen jeweils ein Lot aufgebracht, welches im anschließenden Lötvorgang die Verbindung zwischen den Elementen erzeugt.
-
Insbesondere die Kontaktflächen zwischen den Elementen, speziell dem elektrischen Leiter und dem Kontaktabschnitt und dem elektrischen Leiter und dem Anschlussabschnitt, sofern ein solcher vorgesehen ist, können derart nachbearbeitet sein, dass zusätzlich zu der beim Löten entstehenden stoffschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige Verbindung erreicht wird. Hierzu können insbesondere Zapfenverbindungen, strukturierte Oberfläche, ineinander eingreifende Elemente oder Vorsprünge und Absätze vorgesehen werden, die einen Formschluss erzeugen.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktabschnitt mit dem konischen Bereich nach unten in eine passgenaue Form eingelegt wird, wobei die am zylindrischen Bereich angeordnete Schnittstelle zuerst mit einem Lot beschichtet wird bevor der Isolationsabschnitt mit der ersten Stirnseite derart auf den Kontaktabschnitt aufgesetzt wird, dass der Kontaktabschnitt nur mit dem elektrischen Leiter in leitfähigem Kontakt steht, wobei anschließend die Form mit den eingesetzten Teilen und der Lotschicht einem Lötverfahren unterzogen wird.
-
Der Lötvorgang wird bevorzugt in einem Lötofen durchgeführt, welcher auch zum Verlöten der metallischen Wabenkörper der Katalysatoren verwendet wird. Diese schafft eine Prozessökonomie, da die Lötvorgänge parallel stattfinden können.
-
Die Form wird nacheinander mit den Elementen, welche die elektrische Durchführung bilden bestückt, wobei an die jeweils geplanten Kontaktflächen zwischen den Elementen das Lot aufgebracht wird. Die in der Form fixierten und entsprechend beloteten Elemente werden schließlich in einem entsprechenden Ofen auf die benötigte Temperatur erhitzt, so dass das Lot aufschmilzt und eine dauerhaltbare Verbindung erzeugt wird.
-
Der elektrische Leiter sowie das verwendete Lot haben bevorzugt eine Nickelbasis. Insbesondere der den elektrischen Leiter bildende Bolzen ist bevorzugt überwiegend aus Nickel hergestellt.
-
Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, wenn der Anschlussabschnitt auf die zweite Stirnseite des Isolationsabschnitts aufgesetzt wird, nachdem die zweite Stirnseite mit einem Lot beschichtet wurde und bevor die Form mit den eingesetzten Teilen dem Lötverfahren unterzogen wird.
-
Je nach Gestaltung des Isolationsabschnitts, insbesondere des elektrischen Leiters, ist das Vorsehen eines Anschlussabschnitts notwendig, um eine ausreichende Distanz zwischen dem Heizleiter und der Außenhülse zu erzeugen, um elektrische Kurzschlüsse zu verhindern. Die Kontaktstelle zwischen dem elektrischen Leiter und dem Anschlussabschnitt wird dementsprechend ebenfalls belotet, bevor die gesamte Anordnung dem Lötvorgang unterzogen wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Schnittansicht durch eine segmentierte elektrische Durchführung, wobei der elektrische Leiter in axialer Richtung einseitig über das Isolationsmaterial und die Außenhülse übersteht,
- 2 eine Schnittansicht durch eine alternativ ausgestaltet segmentierte elektrische Durchführung, wobei der elektrische Leiter die gleiche axiale Erstreckung wie das Isolationsmaterial und die Außenhülse aufweist, wobei ein Anschlussabschnitt an den elektrischen Leiter angebunden ist, welcher als Anbindungspunkt an den nicht gezeigten Heizleiter dient,
- 3 eine Schnittansicht durch eine alternativ ausgestaltete segmentierte elektrische Durchführung wobei zwischen dem Isolationsabschnitt und dem Kontaktabschnitt zusätzlich eine formschlüssige Verbindung vorgesehen ist, und
- 4 eine Schnittansicht durch eine weitere alternativ ausgestaltete segmentierte elektrische Durchführung wobei zwischen dem Isolationsabschnitt und dem Kontaktabschnitt eine abweichende Verbindung vorgesehen ist.
-
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
-
Die 1 zeigt eine segmentierte elektrische Durchführung 1. Die Durchführung 1 ist aus einem Kontaktabschnitt 2 und einem Isolationsabschnitt 3 gebildet. Der Kontaktabschnitt 2 weist einen konischen Abschnitt 4 auf, welcher ein Außengewinde tragen kann, um einen entsprechenden Stecker (nicht gezeigt) auf den Kontaktabschnitt 2 aufschrauben zu können. Weiterhin weist der Kontaktabschnitt 2 einen zylindrischen Abschnitt 5 auf, welcher sich an den konischen Abschnitt 4 anschließt und die Kontaktstelle zum elektrischen Leiter 6 des Isolationsabschnitts 3 bildet.
-
Der Kontaktabschnitt ist bevorzugt aus einem gut elektrisch leitfähigen Material gebildet, welches sich durch eine hohe Oxidationsbeständigkeit und einen geringen spezifischen elektrischen Widerstand auszeichnet. Ein bevorzugtes Material ist beispielsweise der Stahl 2.4869.
-
An den Kontaktabschnitt 2 schließt sich der Isolationsabschnitt 3 an. Wie in der 1 zu erkennen ist, ist der Isolationsabschnitt 3 aus dem elektrischen Leiter 6, dem Isolationsmaterial 7 und der Außenhülse 8 gebildet. Der elektrische Leiter 6 weist bevorzugt einen leicht größeren Durchmesser auf als der zylindrische Abschnitt 5. Im in 1 gezeigten Beispiel weist der zylindrische Abschnitt einen Durchmesser von 7,5 Millimeter auf, währen der elektrische Leiter 6 einen Durchmesser von 8 Millimeter aufweist. Die Maße sind beispielhaft, geben aber einen Eindruck von den bevorzugten Größenverhältnissen.
-
Der elektrische Leiter 6 weist in dem Ausführungsbeispiel der 1 eine längere axiale Erstreckung auf als das Isolationsmaterial 7 und die Außenhülse 8. Dadurch wird ein Überstand der elektrischen Leiters 6 erreicht, wodurch die Anbindung des nicht gezeigten Heizleiters vereinfacht wird.
-
Der Überstand des elektrischen Leiters 6 kann beispielsweise durch das spanende Abtragen der Außenhülse 8 und dem Isolationsmaterial 7 erreicht werden.
-
In 1 ist weiterhin die Form 9 gezeigt, welche dazu verwendet wird die einzelnen Elemente der segmentierten elektrischen Durchführung vor dem Lötvorgang korrekt zueinander zu positionieren. Die Form 9 weist hierzu an die einzelnen Elemente angepasste Aussparungen auf, welche eine eindeutige Positionierung der Elemente zueinander erzwingt.
-
Die 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer segmentierten elektrischen Durchführung 10. Elemente, welche zur 1 identisch sind, weisen die gleichen Bezugszeichen auf.
-
Im Unterschied zur 1 weist die elektrische Durchführung 10 zusätzlich einen Anschlussabschnitt 11 auf, welcher an den elektrischen Leiter 12 an der dem Kontaktabschnitt abgewandten Stirnfläche angebunden ist. Der elektrische Leiter 12 steht im Ausführungsbeispiel der 2 nicht über das Isolationsmaterial 7 und die Außenhülse 8 über. Um dennoch eine ausreichende Beabstandung des nicht gezeigten Heizleiters zur Außenhülse 8 zu gewährleisten wird der zylindrisch ausgebildete Anschlussabschnitt 11 an den elektrischen Leiter 12 angebunden. Dies findet ebenfalls durch Beloten der Kontaktstelle und das anschließende Verlöten statt. Der Anschlussabschnitt 11 weist ebenfalls, wie der Kontaktabschnitt 3, einen geringeren Durchmesser auf als der elektrische Leiter 12.
-
Die Form 13 ist derart erweitert, dass auch der Anschlussabschnitt 11 eindeutig gegenüber den übrigen Elementen positioniert und für den Lötvorgang fixiert ist.
-
3 zeigt eine alternativ ausgestaltete segmentierte elektrische Durchführung 14. Die Außenhülse 8 und das Isolationsmaterial 7 sind wie in 1 ausgebildet. Der Kontaktabschnitt 15 weist im zylindrischen Abschnitt 16, welcher die Schnittstelle zum elektrischen Leiter 17 bildet, eine Aussparung 18 auf. Die Aussparung 18 ist zentral angeordnet. Der elektrische Leiter 17 weist eine mit der Aussparung 18 korrespondierenden Zapfen 19 auf. Bei der Montage wird der Zapfen 19 in die Aussparung 18 eingesteckt, wodurch eine formschlüssige Verbindung ausgebildet wird und so zumindest Relativbewegungen in radialer Richtung verhindert werden.
-
Sofern der Zapfen 19 eine Presspassung oder eine Überpassung zur Aussparung 18 bildet, kann auch eine Fixierung in axialer Richtung erzeugt werden, wenn die beiden Elemente miteinander verpresst werden, also der Zapfen 19 in die Aussparung 18 eingepresst wird.
-
Die 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 20 und dem zylindrischen Abschnitt 22 des Kontaktabschnitts. Hier weist der elektrische Leiter 20 am äußeren radialen Umfang eine Mehrzahl von Zapfen 21 oder einen vollständig oder teilweise umlaufenden Rand auf. In die so am elektrischen Leiter 20 ausgebildete Aufnahme kann der zylindrische Abschnitt eingesteckt werden, wodurch zumindest eine Fixierung in radialer Richtung gewährleistet wird oder aber auch, bei Vorliegen einer Presspassung, zusätzlich eine Fixierung in axialer Richtung erreicht wird.
-
Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden.