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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters in einer abgasführenden Vorrichtung zur Aufheizung eines Abgasstromes, wobei der Heizleiter in einem Gehäuse angeordnet ist und zumindest ein als Bolzen ausgebildeter elektrischer Leiter durch eine Öffnung in dem Gehäuse geführt ist und mit dem Heizleiter elektrisch leitend verbunden ist, wobei der elektrische Leiter gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ist und mittels einer Fassung mit dem Gehäuse dauerhaft verbunden ist.
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Stand der Technik
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Zur schnelleren Aufheizung von Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung, insbesondere in Abgassträngen von Verbrennungskraftmaschinen, werden Heizelemente eingesetzt. Diese erwärmen sowohl das strömende Abgas als auch die benachbart angeordneten Strukturen, wie beispielsweise die Wabenkörper, welche die Katalysatoren bilden, oder Verdampfungselemente. Bevorzugt findet eine Aufheizung unter Ausnutzung des ohmschen Widerstandes statt, wodurch ein elektrischer Strom in einer leitfähigen Struktur in Wärme umgewandelt wird. Heizelemente dieser Art sind im Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt. Hierzu zählen beispielsweise metallische Wabenkörper, welche innerhalb eines Gehäuses angeordnet und von einem Abgas durchströmbar sind. Die Wabenkörper werden mittels einer elektrischen Durchführung, welche das Gehäuse durchzieht, mit einer Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden.
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Eine Herausforderung bei solchen Heizelementen ist einerseits die dauerhaltbare elektrische Anbindung des Wabenkörpers, wobei insbesondere die auftretenden mechanischen Belastungen in einem Kraftfahrzeug, die thermischen Belastungen, und die korrosiven Einflüsse berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus muss sichergestellt werden, dass eine umfassende elektrische Isolation an den vorgesehenen Stellen stattfindet, um einen kontrollierten Stromfluss von der Spannungsquelle hin zum Wabenkörper sicherzustellen. Kurzschlüsse infolge einer schadhaften elektrischen Isolation können zu einer unerwünschten Stromleitung durch den Wabenkörper führen und so gegebenenfalls zu einer Zerstörung des Wabenkörpers beitragen. Auch kann von ungewollten Kurzschlüssen eine Gefahr für Menschen ausgehen. Vorgänge, die zu unerwünschten Kurzschlüssen führen können sind insbesondere Montagevorgänge, Reparaturarbeiten am Fahrzeug oder Unfälle.
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Insbesondere die elektrische Kontaktierung außerhalb des Gehäuses des Heizelementes ist aufgrund ihrer Positionierung am Unterboden eines Kraftfahrzeugs oder in direkter Motornähe besonders starken äußeren Einflüssen ausgesetzt. Typischerweise werden solche elektrischen Kontaktierungen im Betrieb mit Staub, Schmutz, Wasser oder korrosiven Medien, wie beispielsweise Salzwasser, beaufschlagt, was dauerhaft zu einer Beschädigung der elektrischen Kontaktierung führen kann.
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Die
DE 196 27 840 A1 offenbart eine Verbindung zwischen einer Anschlussleitung und einem damit elektrisch zu verbindenden Gerät, insbesondere mit einem elektrisch beheizbaren Katalysator.
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Die
DE 10 2022 100 036 A1 offenbart eine elektrische Baugruppe für die Übertragung von elektrischer Energie ausgehend von oder zu einem Bauteil, das einer hohen Temperatur von mindestens 400°C ausgesetzt ist. Bei einer Verwendung im Automobilbereich, üblicherweise für ein Bauteil eines Abgasstrangs, wird jedoch noch ein Schutz vor spritzender und ablaufender Flüssigkeit benötigt
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Die
DE 195 33 088 A1 offenbart eine elektrisch isolierende Durchführung wenigstens eines elektrischen Leiters durch einen metallischen Mantel eines Abgassystems einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines elektrisch beheizbaren katalytischen Konverters
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Besonders nachteilig an Vorrichtungen aus dem Stand der Technik ist, dass durch die vorbeschriebenen äußeren Einflüsse auf Dauer eine Zerstörung der elektrischen Isolation auftreten kann, oder durch ein ausreichend leitfähiges Medium, wie beispielsweise Salzwasser, es zu einer elektrischen Leitung zwischen zwei Abschnitten kommen kann, die grundsätzlich elektrisch isoliert voneinander ausgeführt sind. Neben dem Vorsehen von mechanisch ausreichend robusten Materialien muss insbesondere auch eine Robustheit gegenüber elektrochemischen Effekten gewährleistet sein.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Durchführung zur Kontaktierung eines beheizbaren Wabenkörpers zu schaffen, welche sowohl einen Berührschutz als auch einen Schutz vor Fluiden aufweist, wodurch ungewollte Kurzschlüsse und Kriechströme sowie eine Zerstörung der elektrischen Isolation vermieden werden.
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Die Aufgabe hinsichtlich der elektrischen Durchführung wird durch eine elektrische Durchführung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters in einer abgasführenden Vorrichtung zur Aufheizung eines Abgasstromes, wobei der Heizleiter in einem Gehäuse angeordnet ist und zumindest ein als Bolzen ausgebildeter elektrischer Leiter durch eine Öffnung in dem Gehäuse geführt ist und mit dem Heizleiter elektrisch leitend verbunden ist, wobei der elektrische Leiter gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ist und mittels einer Fassung mit dem Gehäuse dauerhaft verbunden ist, wobei der Abschnitt des elektrischen Leiters außerhalb des Gehäuses durch einen Berührschutz umschlossen ist, wobei wenn der Berührschutz aus einem metallischen Gitter, einem Lochblech oder einem Streckmetall erzeugt ist.
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Die elektrische Durchführung dient zur elektrischen Kontaktierung beispielsweise eines Heizkatalysators in einem Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs. Der in den Abgasstrang, welcher durch ein Gehäuse räumlich begrenzt ist, eingeführte elektrische Leiter ist gegenüber dem Gehäuse mittels einer geeigneten Isolierung elektrisch isoliert. Hierfür wird beispielsweise eine keramische Isolierhülse verwendet, welche den elektrischen Leiter aufnimmt. Die keramische Isolierhülse ist selbst wiederum in einer metallischen Hülse aufgenommen, welche dauerhaltbar mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Der Heizkatalysator ist vorzugsweise durch einen metallischen Wabenkörper gebildet, welcher entlang eines definierten Pfades von einem elektrischen Strom durchströmt werden kann. Hierzu wird der metallische Wabenkörper mit dem elektrischen Leiter in leitfähigen Kontakt gebracht.
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Ein über dem äußeren Bereich der elektrischen Durchführung angeordneter Berührschutz kann einerseits direkte mechanische Beschädigungen reduzieren oder gänzlich vermeiden und weiterhin die Beaufschlagung mit einer potenziell elektrisch leitfähigen Flüssigkeit reduzieren. Hierbei kommt es insbesondere auf die Ausgestaltung des Berührschutzes an und hier insbesondere die Materialwahl. Durch die Reduzierung der Beaufschlagung der elektrischen Isolation mit korrosiven Medien kann vermieden werden, dass die den Isolator bildende Keramik beschädigt wird, indem beispielsweise Auswaschungen vermieden werden.
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Insbesondere wirkt der Berührschutz einer unbeabsichtigten Berührung des elektrischen Leiters entgegen, wobei insbesondere Berührungen mit der Hand oder einem elektrisch leitenden Fremdkörper vermieden werden. Der Berührschutz dient hierbei insbesondere dem Abschirmen des elektrischen Leiters, der Gehäusestelle in welche der elektrische Leiter eingesetzt ist und der Verbindung des elektrischen Leiters mit der den Strom zuführenden elektrischen Leitung. Eine weitere wesentliche Aufgabe des Berührschutzes ist das Fernhalten von Fluiden aller Art, insbesondere elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten von dem elektrischen Leiter beziehungsweise insbesondere von dem Isolator, welcher den elektrischen Leiter gegenüber der Metallhülse und dem Gehäuse elektrisch isoliert. Der Begriff Berührschutz beschränkt sich somit nicht ausschließlich auf einen physischen Berührschutz zum Vermeiden eines Kurzschlusses, sondern beschreibt auch das Vermeiden der Berührung des elektrischen Leiters durch ein Fluid, insbesondre ein korrosives Fluid und/oder ein elektrisch leitfähiges Fluid.
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Materialien wie ein metallisches Gitter, ein Lochblech oder ein Streckmetall haben den Vorteil, dass sie einfach zu formen sind, einen guten Schutz gegen Fremdkörper bilden und dennoch ermöglichen, dass Fluide abfließen können und nicht am elektrischen Leiter oder etwa der elektrischen Isolation gestaut werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse einen vom Gehäuse abragenden Kragen aufweist, welcher die Öffnung im Gehäuse umschließt. Ein Kragen kann beispielsweise durch einen Metallring gebildet werden, welcher an das Gehäuse angebunden wird. Der Kragen ist dabei bevorzugt in Umfangsrichtung des elektrischen Leiters vollständig umlaufend ausgebildet. Bevorzugt erstreckt sich der Kragen ausgehend von der Außenwandung des Gehäuses von diesem Weg und bildet somit einen im Wesentlichen Zylinderförmigen Innenraum aus, in welchem der außerhalb des Gehäuses liegende Abschnitt des elektrischen Leiters aufgenommen ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt der Kragen vom Gehäuse soweit ab, dass der elektrische Leiter mit seinem außerhalb des Gehäuses liegenden Bereich vollständig vom Kragen umschlossen ist. Das vom Gehäuse abgewandte Ende des Kragens ist offen gestaltet und bildet bevorzugt einen Ringspalt zum elektrischen Leiter aus. Dieser Ringspalt ist bevorzugt derart gestaltet, dass das Eindringen von Fremdkörpern vermieden wird, und auch eng genug, dass ein Eingreifen in den Bereich zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kragen nicht möglich ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Kragen derart gestaltet, dass der elektrische Leiter über den Kragen hinaus ragt, wobei der hinausragende Bereich des elektrischen Leiters bevorzugt elektrisch isoliert ausgeführt ist.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der Kragen sich entlang seiner Erstreckung vom Gehäuse weg konisch verjüngt. Die ist vorteilhaft, um insbesondere am offenen Ende des Kragens einen genügend schmalen Ringspalt auszubilden.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann der Kragen auch zylindrisch ausgestaltet sein, oder beispielsweise gestuft. Der Kragen weist bevorzugt wärmeableitende Elemente auf, wie beispielsweise Rippen, um die am Gehäuse und insbesondere am Kontaktbereich des elektrischen Leiters mit dem metallischen Wabenkörper im Gehäuse entstehende Wärme ableiten zu können. Als bevorzugtes Material ist der Kragen aus einem Hochtemperaturkunststoff, einer Keramik oder Aluminium gebildet.
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Der Kragen kann mit dem Gehäuse dauerhaltbar verschweißt sein, oder zum Zwecke des Austauschs oder der Wartung mit Clipsen oder über eine Verschraubung verbunden sein. Weiterhin kann der Kragen Öffnungen aufweisen, die derart gestaltet sind, dass ein Eindringen von Fremdkörpern vermieden wird und gleichzeitig das Ablaufen von Fluiden ermöglicht wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter außerhalb des Gehäuses mittels eines Verbindungselementes mit einer stromführenden Leitung verbunden ist, wobei der Kragen zumindest teilweise über das Verbindungselement hinausragt.
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Der als metallischer Bolzen ausgebildete elektrische Leiter ist mittels eines Verbindungselementes, beispielswiese einer aufschraubbaren Klemme, mit einer elektrischen Zuleitung verbunden. Das Verbindungselement kann dabei den nach außen weisenden Endbereich des elektrischen Leiters vollständig aufnehmen, so dass der elektrische Leiter vollständig umschlossen ist und keine Kontaktierung des elektrischen Leiters von außen mehr möglich ist. Der Kragen ist dann bevorzugt soweit gezogen, dass das Verbindungselement in den Kragen hineinragt. Damit ist der elektrische Leiter vollständig gegen eine Kontaktierung von außen geschützt.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Berührschutz durch ein deckelartiges Abdeckelement gebildet ist, welches über den Außenbereich des elektrischen Leiters gestülpt ist. Der Berührschutz kann alternativ zu dem Kragen oder auch ergänzend zu dem Kragen auch durch ein deckelartiges Abdeckelement gebildet sein, welches über den außerhalb des Gehäuses angeordneten Bereich des elektrischen Leiters gestülpt werden kann, um eine ungewollte Kontaktierung des elektrischen Leiters zu vermeiden. Das deckelartige Element ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass an allen Stellen ein Mindestabstand zwischen dem elektrischen Leiter und dem deckelartigen Element ausgebildet ist. Alternativ können an Engstellen oder Berührstellen auch elektrische isolierende Zwischenlagen vorgesehen werden, um sicherzustellen, dass der Berührschutz potentialfrei ist.
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Sofern das als Berührschutz beschriebene Abdeckelement im Wesentlichen zur Vermeidung des Eintrags von Fluiden an den Isolator vorgesehen ist, kann dieses auch elektrisch leitend mit dem elektrischen Leiter verbunden sein. In diesem Fall ist das Abdeckelement so zu lagern, dass kein elektrischer Kurzschluss mit dem Gehäuse entstehen kann.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das deckelartige Element in den vom Gehäuse abragenden Kragen hineinragt, oder diesen umgreift. Das deckelartige Element kann einen geringeren Außendurchmesser aufweisen als der Innendurchmesser des Kragens, dann kann das deckelartige Element in den Kragen eingreifen. Ebenso ist ein umgekehrtes Verhältnis der Durchmesser möglich, wobei dann das deckelartige Element den Kragen umgreift. Sowohl das deckelartige Element als auch der Kragen können auch absatzartige Passagen aufweisen, welche einen im Wesentlichen parallel zur Gehäuseoberfläche verlaufenden Bereich bilden. Dadurch kann zwischen dem Kragen und dem deckelartigen Element eine labyrinthartige Struktur ausgebildet werden, die insbesondere ein Eingreifen und Eindringen von Fremdkörpern verhindern kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse einem ersten elektrischen Potential zugeordnet ist, wobei der elektrische Leiter einem zweiten elektrischen Potential zugeordnet ist, wobei der Berührschutz keinem elektrischen Potential zugeordnet ist. Dies ist vorteilhaft beziehungsweise zwingend nötig, um zu verhindern, dass es durch das Berühren des Berührschutzes zu einem Kurzschluss kommt und eine Gefahr für die Umwelt entsteht.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Berührschutz gegenüber dem elektrischen Leiter und/oder gegenüber der stromführenden Leitung und/oder gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ausgeführt ist. Hierzu können beispielsweise Gummielemente oder Silikonabdichtungen verwendet werden. Vorteilhaft ist die elektrische Isolation insbesondere, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der dem Gehäuse zugewandte Öffnungsbereich des Berührschutzes verschlossen ist. Dies hilft insbesondere gegen das Eindringen von Fremdkörpern oder gegen einen ungewollten Eingriff. In einer bevorzugten Ausführung weist der Berührschutz oder die am Öffnungsbereich angeordneten Isoliermittel zumindest kleine Öffnungen auf, die ein Ablaufen von Fluiden am Fußbereich des Berührschutzes in der Nähe des Gehäuses ermöglichen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Schnittansicht durch eine elektrische Durchführung, wobei der außenstehende Bereich des elektrischen Leiters von einem Berührschutz umgeben ist,
- 2 eine Schnittansicht durch eine elektrische Durchführung, wobei eine deckelartige Abdeckung über den elektrischen Leiter geschoben ist,
- 3 eine Schnittansicht mit einem Berührschutz gemäß 1, wobei zusätzlich Isolationsmittel zwischen dem elektrischen Leiter und dem Berührschutz vorgesehen sind,
- 4 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Durchführung mit einem vom Gehäuse abragenden Kragen,
- 5 eine schematische Ansicht wobei eine deckelartige Abdeckung gezeigt ist, die in einen Kragen eingreift und so eine labyrinthartige Struktur erzeugt,
- 6 zeigt drei unterschiedliche Ausführungsformen eines Kragens, welcher vom Gehäuse abragen kann,
- 7 zeigt eine perspektivische Schnittansicht durch eine elektrische Durchführung, wobei der Kragen vom Gehäuse bis an die Zentrierhülse der zur elektrischen Kontaktierung verwendeten Verbindungselementes geführt ist, und
- 8 eine Schnittansicht durch eine elektrische Durchführung, wobei ein Abdeckelement über den elektrischen Leiter gestülpt ist wodurch ein Luftspalt zwischen dem Abdeckelement und der Metallhülse ausgebildet wird.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine elektrische Durchführung 1. Das Gehäuse 2 weist eine Öffnung 3 auf, durch welche ein elektrischer Leiter 4 geführt ist, der durch einen metallischen Bolzen gebildet ist. Der Leiter 4 ist von einem hülsenförmigen Isolator 5 umschlossen, welcher in einer Metallhülse 6 aufgenommen ist. Die Metallhülse 6 ist wiederum mit dem Gehäuse 2 verschweißt.
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Der elektrische Leiter 4 steht in seiner axialen Erstreckungsrichtung über die Metallhülse 6 und den Isolator 5 hinaus und bildet somit einen außerhalb des Gehäuses 2 liegenden Bereich 7. An diesem Bereich 7 ist der elektrische Leiter 4 mit einem Verbindungselement 8 mit einer elektrischen Zuleitung 9 verbunden, wodurch der elektrische Leiter 4 einem ersten Spannungspotential zugeordnet ist. Das Gehäuse 2 ist regelmäßig einem zweiten Spannungspotential zugeordnet.
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Mit dem gewellten Pfeil 10 ist in 1 der Wärmetransport vom elektrischen Leiter 4, welcher die Wärme aus dem Inneren des Gehäuses 2 ableitet, zur Umgebung hin dargestellt. Der Wärmeabtransport darf insbesondere durch einen Berührschutz 11, wie er in 1 gezeigt ist nicht vollständig unterbunden oder wesentlich behindert werden.
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Der Berührschutz 11 umschließt den Außenbereich 7 des elektrischen Leiters 4, das Verbindungselement 8 und einen Teil der elektrischen Zuleitung 9. Der Berührschutz 11 sitzt bevorzugt auf dem Isolator 5 auf, so dass dieser keine elektrisch leitfähige Verbindung mit dem elektrischen Leiter 4 hat. An den Berührstellen mit dem Isolator 5 oder auch dem elektrischen Leiter 4 können zusätzlich isolierende Elemente 12 vorgesehen sein, die die Stromeinleitung in den Berührschutz 11 verhindern. Auch gegenüber der elektrischen Zuleitung 9 können isolierende Elemente 12 vorgesehen sein, um den Berührschutz 11 elektrisch zu entkoppeln.
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2 zeigt einen Schnitt durch eine elektrische Durchführung 1, wie sie bereits in 1 gezeigt wurde. Die Bezugszeichen für identische Elemente stimmen in dieser Figur wie auch bei den Nachfolgenden Figuren mit denen der 1 überein.
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Als Berührschutz 20 ist in 2 ein deckelartiges Abdeckelement vorgesehen, welches über den elektrischen Leiter 4 geschoben ist und auf dem Gehäuse 2 oder dem Isolator 5 oder der Metallhülse 6 fußt. Bevorzugt ist dieser Berührschutz 20 derart ausgebildet, dass er nicht stromleitend ist und somit elektrisch isolierend wirkt. Dadurch muss keine weitere Isolationsmaßnahme vorgesehen werden.
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Der in 2 gezeigte Berührschutz stellt insbesondere auch einen Schutz gegen den Eintrag von korrosiven Medien an den Isolator 5 dar, wodurch insbesondere die Elektrokorrosion und somit eine schleichende Zerstörung des Isolators 5 vermieden wird. Auch Auswaschungen des regelmäßig aus einer Oxidkeramik gebildeten Isolators 5 kann somit vermieden werden.
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Der Berührschutz 20 der 2 kann besonders bevorzugt mit einem Berührschutz 11 der 1 kombiniert werden, wodurch eine Schutz gegen eine ungewollte Berührung des elektrischen Leiters 4 und aller stromführenden Element im selben Maße erreicht wird, wie der Schutze gegen den Eintrag von Fluiden und korrosiven Medien an den Isolator 5.
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Die 3 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch die elektrische Durchführung 1 der 1 und 2.
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Der elektrische Leiter 4 weist an seinem axialen Ende ein Isolationsmittel 30 auf, welches ihn vom Berührschutz 31 beabstandet. Weiterhin sind isolierende Mittel 32 vorgesehen, welche den Berührschutz 31 gegenüber der Metallhülse 6 beabstanden und Isoliermittel 33, welche eine Isolation gegenüber der elektrischen Zuleitung 9 erzeugen. Die isolierenden Mittel 32 verschließen dabei den dem Gehäuse 2 zugewandten Öffnungsbereich des Berührschutzes 31.
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Der Berührschutz 31 ist dabei derart gestaltet, dass er ungewollte Berührungen des elektrischen Leiters 4 physisch unterbindet, indem er aus einem ausreichend steifen Material gebildet ist, welches einer von außen einwirkenden Kraft entgegenwirken kann, so dass keine Deformation bis hin zur Berührung des Berührschutzes 31 mit dem elektrischen Leiter 4 erfolgen kann. Der Berührschutz 31 kann bevorzugt aus einem Streckmetall, aus einem Lochblech oder einer netzartigen Metallstruktur erzeugt werden. Alternativ kann auch ein nicht elektrisch leitfähiger Werkstoff in Betracht gezogen werden, wodurch die elektrische Isolation vereinfacht werden würde.
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Der Berührschutz 31 und/oder die Isolationsmittel 32 weisen bevorzugt Öffnungen auf, die ein Abfließen eines Fluids ermöglichen gleichzeitig aber so fein gestaltet sind, dass das Eindringen von Fremdkörpern wirksam unterbunden wird.
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Die 4 zeigt eine perspektivische Schnittansicht durch eine elektrische Durchführung 1 aus den vorangegangenen Figuren. Zusätzlich zu den vorbeschriebenen Elementen - Gehäuse 2, elektrischer Leiter 4, Isolator 5. Metallhülse 6, Verbindungselement 8 - zeigt 4 einen Kragen 40, der vom Gehäuse 2 abragt. Der Kragen 40 ist im Ausführungsbeispiel der 4 sich konisch verjüngend ausgeführt ist und sich somit vom Gehäuse 2 in Richtung des axialen Endbereichs des elektrischen Leiters 4 zunehmend verengt.
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Bevorzugt bleibt zwischen dem elektrischen Leiter 4 oder dem Verbindungselement 8 und dem Kragen 40 ein umlaufender Ringspalt von mindestens 1,5 mm Breite bestehen, um einen elektrischen Kontakt zu vermeiden, jedoch gleichzeitig das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern.
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Der Kragen 40 kann auch eine zylindrische Form aufweisen oder beispielsweise abgestuft gestaltet sein. Es können entsprechend dimensionierte Öffnungen vorgesehen sein, die das Ablaufen von Fluiden ermöglichen. Bevorzugt ist der Kragen 40 aus einem metallischen Werkstoff erzeugt, welcher beispielsweise mit dem Werkstoff des Gehäuses 2 übereinstimmt. Auch sind hochtemperaturfeste Kunststoffe oder Keramiken vorsehbar.
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Die Höhe des Kragen 40 kann variiert werden und beispielsweise auch weitere Teile des Verbindungselementes 8 mit umschließen. Außerdem können zusätzlich elektrisch isolierende Elemente vorgesehen werden.
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Besonders bevorzugt kann ein Kragen 40 mit einem der Berührschutze 11, 20, 31 kombiniert werden. Der Berührschutz kann dabei in den Kragen 40 eingreifen oder diesen umgreifen und so einen wirkungsvollen Schutz gegen ungewollte Berührung bilden.
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5 zeigt eine Schnittansicht durch einen deckelartigen Berührschutz wie er beispielsweise in 2 mit dem Bezugszeichen 20 gezeigt ist in einen Kragen 40 hinein. Zwischen den beiden Elementen 20, 40 können Isolationsmittel vorgesehen werden.
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6 zeigt drei perspektivische Ansichten eines Kragens 50, welcher von einem in der 6 nicht gezeigten Gehäuse abragen und zumindest einen Teil des elektrischen Leiters umfassen kann.
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Im linken Teil der Figur wird ein konisch verjüngend zulaufender Kragen 50 gezeigt, welcher einen flachen oberen Rand aufweist und im Fußbereich 4 Ablaufschlitze 51, die bevorzugt in Umfangrichtung um 90 Grad versetzt zueinander angeordnet sind. Die Ablaufschlitze sind in einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug in der gezeigten Konfiguration des Kragens 50 ungefähr 2 mm hoch.
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Die mittlere Variante zeigt einen Kragen 50. Dieser hat zwei um 180 Grad zueinander in Umfangsrichtung beabstandete Ablaufschlitze 52, welche eine Höhe von 4 mm aufweisen. Am oberen Ende weist der Kragen 50 eine in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführte Abtropfkante 53 auf, welche insbesondere das Eindringen von Fluiden in den zwischen dem Kragen 50 und der nicht gezeigten elektrischen Durchführung ausgebildeten Spalt verhindern soll.
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Die rechte Variante zeigt den Kragen 50 ohne Ablaufschlitze und mit der in der Mitte bereits gezeigten Abtropfkante 53. Die unterschiedlichen Merkmale des Kragen 50 in der 6 können untereinander beliebig kombiniert werden.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Durchführung 1, wie sie bereits in 4 gezeigt wurde, wobei der Kragen 60 nun deutlich über das untere Ende des Verbindungselementes 8 geführt ist.
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Die mit dem Bezugszeichen 61 gezeigte Zentrierhülse ist als Ringelement mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet und dient zur Zentrierung des elektrischen Leiters 4 innerhalb des Kragens 60. Diese Zentrierhülse 61 wird nach der Montage entfernt, wodurch ein in Umfangsrichtung umlaufender Luftspalt zwischen dem Kragen 60 und dem Verbindungselement 8 erzeugt wird.
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Faktoren zur Optimierung des Fluideintrages in den Kragen 60 hinein sind insbesondere die Breite des umlaufenden Luftspaltes und andererseits die Länge der axialen Überdeckung zwischen dem Kragen 60 und dem Verbindungselement 8.
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Die 8 zeigt eine Schnittansicht durch eine elektrische Durchführung 1, wobei über den elektrischen Leiter 4 eine deckelartige Abdeckung 70 geschoben wurde, welche beispielsweise Teil des Verbindungselementes 8 sein kann.
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Zwischen der Abdeckung 70 und der Metallhülse 6 ergibt sich ein Luftspalt 71, der eine Breite in radialer Richtung der Metallhülse 6 aufweist. Weiterhin ergibt sich zwischen der Metallhülse 6 und der Abdeckung 70 eine Überdeckung in axialer Richtung. Durch eine Anpassung der Abdeckung 70 kann die Breite des Luftspaltes 71 und die Länge der Überdeckung angepasst werden. Es hat sich herausgestellt, dass ein Luftspalt von 2 mm Breite oder weniger besonders vorteilhaft ist, um das Eindringen von Fluiden und somit die Beaufschlagung des Isolators 5 zu vermeiden.
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Die Länge der Überdeckung ist bevorzugt zumindest 5 mm, welches sich ebenfalls als besonders vorteilhaft erwiesen hat, um einen Fluideintrag zu vermeiden beziehungsweise diesen deutlich zu reduzieren.
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Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander in der vorbeschriebenen Weise oder in einer ähnlichen Weise kombiniert werden.
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Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 8 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Durchführung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Öffnung
- 4
- elektrischer Leiter
- 5
- Isolator
- 6
- Metallhülse
- 7
- außen liegender Bereich des elektrischen Leiters
- 8
- Verbindungselement
- 9
- elektrische Zuleitung
- 10
- Pfeil Wärmetransport
- 11
- Berührschutz
- 12
- elektrisch isolierende Elemente
- 20
- Berührschutz
- 30
- elektrisch isolierende Elemente
- 31
- Berührschutz
- 32
- elektrisch isolierende Elemente
- 33
- elektrisch isolierende Elemente
- 40
- Kragen
- 50
- Kragen
- 51
- Ablaufschlitz
- 52
- Ablaufschlitz
- 53
- Abtropfkante
- 60
- Kragen
- 61
- Zentrierhülse
- 70
- Abdeckelement
- 71
- Luftspalt