DE19923228A1 - Heating element to heat flowing gas, with at least some layers of lamination of first flat component insulated from each other by second flat component - Google Patents

Abstract

The heating element (2) has a first flat component (4) which is electrically conductive and is heated by passing current through it, and a second flat component (6) which is electrically insulated. The components for a lamination sequence and form flow passages (8) for the gas. At least some layers of the lamination of the first flat component are insulated from each other by the second flat component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizelement zum Beheizen strö­ mender Gase, mit einer ersten flächigen Komponente, welche elektrisch leitfähig und durch das Leiten eines elektri­ schen Stroms heizbar ist, und einer zweiten flächigen Kom­ ponente, welche elektrisch isolierend ist, wobei die Kompo­ nenten so angeordnet sind, daß eine Schichtenfolge vor­ liegt, und die Komponenten Strömungswege für das zu behei­ zende Gas bilden.The invention relates to a heating element for heating currents mender gases, with a first flat component, which electrically conductive and by conducting an electri current is heated, and a second flat comm component, which is electrically insulating, the compo nents are arranged so that a layer sequence before lies, and the components flow paths for that forming a gas.

Ein gattungsgemäßes Heizelement ist aus der DE 196 40 577 A1 bekannt. Dabei handelt es sich um einen elektrisch be­ heizten katalytischen Umwandler mit einem laminierten Auf­ bau, der aus gewellten Metallfolien und flachen Metallfo­ lien gebildet ist. Es liegt eine Mehrzahl aufeinanderfol­ gender Schichten aus gewellten und flachen Metallfolien vor. Die flachen Metallfolien und die gewellten Metallfo­ lien sind jeweils durch Isolierschichten gegeneinander iso­ liert. Es existieren Bereiche mit einem hohen elektrischen Widerstand, so daß bei einer angelegten Spannung und einem resultierenden Stromfluß Bereiche mit einer stark erhöhten Temperatur vorliegen. Aufgrund dieser Anordnung wird be­ reits bei einer geringen elektrischen Stromstärke eine hohe Temperatur zum Starten von katalytischen Reaktionen er­ zeugt. A generic heating element is from DE 196 40 577 A1 known. It is an electrical be heated catalytic converters with a laminated on construction made of corrugated metal foils and flat metal foils lien is formed. There are a number of successive ones layers of corrugated and flat metal foils in front. The flat metal foils and the corrugated metal foils Lines are isolated from each other by insulating layers liert. There are areas with a high electrical Resistance, so that with an applied voltage and a resulting current flow areas with a greatly increased Temperature. Because of this arrangement, be high with a low electrical current Temperature for starting catalytic reactions testifies.  

Die beschriebene Heizanordnung des Standes der Technik be­ faßt sich mit der katalytischen Umwandlung von Abgasen. Al­ lerdings gibt es auch andere Gründe für die Beheizung eines Abgasstroms.The described heating arrangement of the prior art be summarizes the catalytic conversion of exhaust gases. Al However, there are other reasons for heating one Exhaust gas flow.

Bei Dieselmotoren ist es beispielsweise bekannt, die im Ab­ gas befindlichen Rußpartikel in einem Filter innerhalb der Auspuffanlage herauszufiltern. Wird der Dieselmotor mit hoher Last betrieben, so weisen die durch den Filter durch­ tretenden Abgase eine hohe Temperatur auf, und die von dem Filter aufgefangenen Rußpartikel werden aufgrund der hohen Temperaturen verbrannt. Folglich kommt es nur selten zu einer Zusetzung des Filters, da eine quasi selbstreinigen­ de Wirkung vorliegt. Problematisch ist der Betrieb eines Rußfilters allerdings bei Betriebsbedingungen des Motors, welche vergleichsweise geringe Abgastemperaturen nach sich ziehen. Die Abgastemperatur reicht dann nicht mehr dazu aus, die nötige Energie für die Verbrennung der im Filter befindlichen Rußpartikel bereitzustellen. Es kann daher auch bei Abgasanlagen für Dieselmotoren nützlich sein, den Abgasstrom zu beheizen.In diesel engines, for example, it is known that in the Ab soot particles in a filter within the gas Filter out exhaust system. If the diesel engine with operated under high load, they pass through the filter exhaust gases occurring at a high temperature, and that of the Filters trap soot particles due to the high Temperatures burned. As a result, it happens only rarely a clogging of the filter, since it is virtually self-cleaning de effect. The operation of one is problematic Soot filter, however, under operating conditions of the engine, which are comparatively low exhaust gas temperatures pull. The exhaust gas temperature is then no longer sufficient off, the energy necessary for the combustion of the in the filter provide soot particles located. It can therefore Also useful for exhaust systems for diesel engines To heat the exhaust gas flow.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirkungsvolle Möglichkeit zum Beheizen strömender Gase zu schaffen, welche insbesondere in Verbin­ dung mit Partikelfiltern nützlich ist.The invention is therefore based on the object a simple and effective way of heating to create flowing gases, which in particular in conjunction particle filter is useful.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 14 und 17 gelöst.This object is achieved with the features of claims 1, 14 and 17 solved.

Das erfindungsgemäße Heizelement baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, daß wenigstens einige Schichten der Schichtenfolge der ersten flächigen Komponente durch die zweite flächige Komponente gegeneinander isoliert sind. Das Heizelement ist im Vergleich zu dem beschriebenen Heizele­ ment des Standes der Technik wesentlich vereinfacht und für den Betrieb im Zusammenhang mit einem Partikelfilter beson­ ders geeignet. Da das Heizelement der vorliegenden Erfin­ dung in erster Linie nicht dem Ingangsetzen einer kataly­ tischen Reaktion dient, ist es nicht erforderlich, lokale Hochtemperaturzonen bereitzustellen. Vielmehr ist dem strö­ menden Gas insgesamt eine erhöhte Temperatur zu vermitteln, damit eine Verbrennung der in einem nachfolgenden Filter sitzenden Rußpartikel erfolgen kann. Daher ist es möglich, mit einer Schichtenfolge aus nur zwei Komponenten das er­ wünschte Ergebnis zu erzielen. Insbesondere kann auf lokale Hochtemperaturbereiche verzichtet werden, was einen einfa­ chen Aufbau des Heizelementes ermöglicht.The heating element according to the invention is based on the prior art Technology in that at least some layers of the  Layer sequence of the first flat component through the second flat component are isolated from each other. The Heating element is compared to the heating element described ment of the prior art significantly simplified and for the operation in connection with a particulate filter suitable. Since the heating element of the present inven primarily not starting a catalyze table reaction, it is not necessary to local To provide high temperature zones. Rather, the current to convey an elevated temperature to the total gas thus combustion in a subsequent filter sedentary soot particles can occur. It is therefore possible with a layer sequence of only two components that he to achieve the desired result. In particular, it can be local High temperature areas are dispensed with, which is a simple Chen construction of the heating element allows.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste flächige Kompo­ nente mindestens eine Metallfolie aufweist. Eine Metallfo­ lie als elektrisch leitende Komponente zu verwenden, ist besonders vorteilhaft, da Metallfolien leicht zu verarbei­ ten sind und den extremen Bedingungen in einer Auspuffan­ lage besonders gut standhalten.It is particularly preferred if the first flat compo has at least one metal foil. A metal foil lie is to be used as an electrically conductive component Particularly advantageous because metal foils are easy to process are and the extreme conditions in an exhaust fan withstand particularly well.

Vorzugsweise ist die erste flächige Komponente wellenförmig ausgebildet. Durch eine solche wellenförmige Ausbildung läßt sich in einem vorgegebenen Volumen eine besonders gute Heizwirkung erzeugen. Das strömende Gas kommt mit einer großen Fläche der beheizten ersten flächigen Komponente in Berührung.The first flat component is preferably wave-shaped educated. With such a wavy design can be particularly good in a given volume Generate heating effect. The flowing gas comes with one large area of the heated first flat component in Contact.

Bevorzugt sind die Komponenten spiralförmig um einen Lei­ tungskern angeordnet, so daß die Schichtenfolge entsteht. The components are preferably spiral-shaped around a lei tion core arranged so that the layer sequence arises.  

Die beiden Pole der Spannungsversorgung werden somit einer­ seits im Zentrum der spiralförmigen Anordnung, d. h. an dem Leitungskern und im äußeren Bereich der spiralförmigen An­ ordnung angelegt.The two poles of the power supply thus become one partly in the center of the spiral arrangement, i.e. H. to the Core and in the outer area of the spiral An put in order.

Vorzugsweise weist die Schichtenfolge mindestens vier Schichten auf. Eine Anordnung aus vier Schichten hat sich im Betrieb als vorteilhaft im Hinblick auf die Strömungs­ vorgänge sowie auf die Beheizung des Gases erwiesen.The sequence of layers preferably has at least four Layers on. There is an arrangement of four layers in operation as advantageous in terms of flow processes as well as on the heating of the gas.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die spiralförmige Anord­ nung in einem Rohr angeordnet ist. Auf diese Weise ist das Strömungsvolumen für das zu beheizende Gas definiert, und der Schichtenanordnung ist eine ausreichende Stabilität vermittelt.It is particularly preferred if the spiral arrangement is arranged in a tube. That is how it is Flow volume defined for the gas to be heated, and the layer arrangement is sufficient stability mediated.

Es kann vorteilhaft sein, daß die Länge des Rohres größer ist als die axiale Länge der spiralförmigen Anordnung. Wenn das Rohr also beispielsweise stromabwärts über das Heizele­ ment übersteht, können auf dem Rohr weitere funktionelle Elemente vorgesehen sein.It may be advantageous for the length of the tube to be longer is the axial length of the spiral arrangement. If the pipe, for example, downstream via the heating element survives ment, other functional Elements may be provided.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Rohr als Innenrohr eines Filterelementes ausgebildet ist. Man erhält so einen robusten Aufbau mit einem ein­ stückigen Träger, sowohl für das Filterelement als auch für das Heizelement.In this context, it is particularly advantageous if the tube is designed as an inner tube of a filter element is. You get a robust construction with one lumpy carrier, both for the filter element and for the heating element.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die isolierende Komponen­ te eine Folie aus temperaturbeständigem, flexiblem Material ist. Durch die Flexibilität der Folie ist man einerseits in der Formgebung der Schichtenanordnung variabel; ferner ist eine Flexibilität auch im Hinblick auf den Betrieb des Heizelementes von Vorteil, da aufgrund thermischer und me­ chanischer Effekte mitunter Verformungen der Schichtanord­ nung auftreten können.It is particularly preferred if the insulating components a film made of temperature-resistant, flexible material is. Due to the flexibility of the film you are in one hand the shape of the layer arrangement is variable; furthermore is flexibility also with regard to the operation of the  Heating element is advantageous because due to thermal and me chanic effects sometimes deformations of the layer arrangement can occur.

Es kann ebenfalls vorteilhaft sein, wenn die isolierende Komponente eine innere Stützschicht, bevorzugt aus Metall, und auf beiden Seiten der inneren Stützschicht angeordnete Außenschichten aus einem Isoliermaterial aufweist. Durch diesen Aufbau liegt eine robuste, temperaturbeständige Heizanordnung vor.It can also be advantageous if the insulating Component an inner support layer, preferably made of metal, and disposed on both sides of the inner support layer Has outer layers of an insulating material. By this structure is a robust, temperature-resistant Heating arrangement before.

Vorzugsweise handelt es sich bei der isolierenden Folie um eine glasfaserverstärkte Glimmerschicht, die bis 900°C temperaturbeständig ist. Eine derartige Ausführungsform bietet eine vorteilhafte Flexibilität im Hinblick auf die Fertigung und eine ausreichende Belastbarkeit während des Betriebs des Heizelementes.The insulating film is preferably a glass fiber reinforced mica layer that is up to 900 ° C is temperature resistant. Such an embodiment offers advantageous flexibility in terms of Manufacturing and sufficient resilience during the Operation of the heating element.

Vorzugsweise ist die Heizleistung durch Veränderung des Wi­ derstandes der ersten Komponente veränderbar. Eine solche Widerstandsveränderung kann durch Verlängerung, Verkürzung und/oder Verbreiterung der ersten Komponente bewirkt wer­ den. Ferner können auch die Länge, die Stärke und die Wel­ lung des vorzugsweise wellenförmig ausgebildeten elektri­ schen Leiters den Widerstand und damit die Heizleistung be­ einflussen. Ebenfalls ist die Wahl des Materials ein Para­ meter zum Verändern der Heizleistung. Bei der Veränderung des Widerstandes durch geometrische Maßnahmen ist darauf zu achten, daß die Isolierschicht entsprechend angepaßt wird.The heating power is preferably changed by changing the Wi the state of the first component can be changed. Such Resistance changes can be made by lengthening, shortening and / or broadening of the first component the. Furthermore, the length, the strength and the wel tion of the preferably wave-shaped electri the resistance and thus the heating power influence. The choice of material is also a para meters to change the heating output. With the change the resistance through geometric measures is towards it make sure that the insulating layer is adapted accordingly.

Es kann auch vorteilhaft sein, daß einige Schichten der Schichtenfolge der ersten flächigen Komponente nicht gegen­ einander isoliert sind. Liegt beispielsweise eine spiral­ förmige Anordnung innerhalb eines Rohres vor, so kann der äußere Bereich durch das Fortlassen einer Isolierschicht "kurzgeschlossen" werden, so daß dieser nicht zur Behei­ zung des strömenden Gases beiträgt. Dies kann mitunter eine höhere Effizienz beim Heizen bewirken, da die Abstrahlung der in das Gas eingebrachten Wärmeenergie aus den rohrwand­ nahen Bereichen herabgesetzt wird.It may also be advantageous for some layers of the Do not oppose the layer sequence of the first flat component are isolated from each other. For example, there is a spiral  shaped arrangement in front of a tube, so the outer area by omitting an insulating layer be "short-circuited" so that this is not included tion of the flowing gas contributes. This can sometimes be a cause greater efficiency in heating because of the radiation the thermal energy introduced into the gas from the pipe wall near areas.

Bei der erfindungsgemäßen Abgasanlage ist mindestens ein Heizelement in Strömungsrichtung vor mindestens einem Fil­ ter angeordnet. Es liegt somit eine Zuordnung zwischen ei­ nem Heizelement und einem Filter vor, so daß ein Abbrennen der Feststoffpartikel in einem Filter gezielt durch das Be­ treiben eines Heizelementes erfolgen kann.In the exhaust system according to the invention there is at least one Heating element upstream of at least one fil ter arranged. There is therefore an assignment between egg nem heating element and a filter, so that a burning the solid particles in a filter targeted by the loading driving a heating element can take place.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere Filter und Heiz­ elemente parallel angeordnet sind. Auf diese Weise kann jedes Filterelement gezielt mit beheiztem Gas beschickt werden.It is particularly advantageous if several filters and heating elements are arranged in parallel. That way each filter element is specifically charged with heated gas become.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn vor mindestens einem Filter mindestens eine Druckmeßstelle angeordnet ist. Der Druck vor dem Filter während des Betriebs der Abgasanlage kann als Maß für die Zusetzung des Filters verwendet wer­ den. Folglich kann durch die Messung des Druckes an einer Druckmeßstelle ermittelt werden, zu welchem Zeitpunkt der Einsatz eines Heizelementes erforderlich ist. Dabei kann zusätzlich der Lastzustand des Motors berücksichtigt wer­ den.It is particularly advantageous if at least one Filter at least one pressure measuring point is arranged. The Pressure upstream of the filter during the operation of the exhaust system can be used as a measure of the clogging of the filter the. Consequently, by measuring the pressure on a Pressure measuring point can be determined at what time the Use of a heating element is required. It can the load state of the engine is also taken into account the.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beheizen strömen­ der Gase wird mindestens ein Heizelement zeitlich selektiv betrieben. Wird beispielsweise ein Dieselmotor mit hoher Last betrieben, so ist aufgrund der ohnehin hohen Abgas­ temperaturen der Einsatz eines Heizelementes mitunter nicht oder nur selten erforderlich. Bei geringer Last wird eine häufigere Zusetzung des Filters vorliegen, so daß ein häu­ figerer Betrieb der Heizelemente nützlich ist. Jedenfalls wird durch den selektiven Betrieb vermieden, Heizelemente einem unnötigen Dauerbetrieb zu unterwerfen und Leistung aus den Bordnetz unnötig zu entnehmen.Flow in the heating method according to the invention the gases become at least one heating element selective in time  operated. For example, a diesel engine with high Load operated, because of the already high exhaust gas temperatures the use of a heating element sometimes does not or rarely required. At low load, one more frequent clogging of the filter, so that a häu Operation of the heating elements is useful. In any case is avoided by selective operation, heating elements subject to unnecessary continuous operation and performance unnecessary to remove from the electrical system.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn der Druck vor dem mindestens einen Filter gemessen wird und das mindestens eine Heizelement druckabhängig und in Abhängigkeit vom Lastzustand des betreffenden Motors be­ trieben wird. Da der Druck vor dem Filter maßgeblich von dem bereits von dem Filter aufgefangenen Feststoffgehalt abhängt, können durch die Druckmessung die geeigneten Zeit­ räume für den Betrieb eines Heizelementes ermittelt werden.The method according to the invention is particularly advantageous when the pressure is measured before the at least one filter and the at least one heating element is pressure-dependent and depending on the load condition of the engine in question is driven. Since the pressure in front of the filter is largely determined by the solids content already collected by the filter depends on the pressure measurement, the appropriate time rooms for the operation of a heating element can be determined.

Vorzugsweise werden bei dem Verfahren mehrere Heizelemente und mehrere Filter verwendet, wobei ein Heizelement jeweils einem Filter zugeordnet ist; mindestens ein Heizelement wird betrieben, wenn der Druck einen Schwellendruck überschrei­ tet, und bei aufeinanderfolgenden Schwellendrucküberschrei­ tungen werden verschiedene Heizelemente oder verschiedene Gruppen von Heizelementen betrieben. Für den ordnungs­ gemäßen Betrieb der Auspuffanlage ist es mitunter nicht er­ forderlich, stets sämtliche Heizelemente bei einer Druck­ erhöhung zu zünden. Folglich ist ein selektives Zünden aus­ reichend, welches beispielsweise von einer vorbestimmten Reihenfolge abhängt. Es ist auch denkbar, den Druck in der Auspuffanlage ortsabhängig zu messen, so daß auf diese Weise die Auswahl des "richtigen" Heizelementes zur Erzie­ lung eines möglichst großen Abbrenneffektes erfolgen kann. Several heating elements are preferred in the method and several filters are used, one heating element each is assigned to a filter; at least one heating element operated when the pressure exceeds a threshold pressure tet, and when successive threshold pressure is exceeded different heating elements or different Groups of heating elements operated. For the order according to the operation of the exhaust system it is sometimes not him required, always all heating elements at one pressure to ignite increase. As a result, selective ignition is off reaching which, for example, of a predetermined Order depends. It is also conceivable to print in the Exhaust system to measure depending on location, so that on this How to choose the "right" heating element for education the greatest possible burning effect can take place.  

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es mit einem einfach ausgebildeten Heizelement mög­ lich ist, eine Auspuffanlage stets unter nahezu optimalen Bedingungen zu betreiben. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, eine Anordnung innerhalb der Auspuffanlage zu wäh­ len, die einen selektiven und somit ökonomischen sowie öko­ logischen Betrieb ermöglicht.The invention is based on the surprising finding that it is possible with a simple heating element is, an exhaust system always under almost optimal To operate conditions. Has proven to be particularly advantageous choosing an arrangement within the exhaust system len, which is a selective and therefore economical and eco enables logical operation.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform bei­ spielhaft beschrieben.The invention will now be described with reference to the accompanying Drawings based on a preferred embodiment described playfully.

Fig. 1a zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizelementes; FIG. 1a shows a plan view of an embodiment of a heating element according to the invention;

Fig. 1b ist eine Schnittansicht durch die isolierende Komponente in einer bevorzugten Ausführungs­ form; Fig. 1b is a sectional view through the insulating component in a preferred embodiment;

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Ausführungsform einer erfindunsgemäßen Auspuffanlage mit einem Heiz­ element; Fig. 2 shows part of an embodiment of an exhaust system according to the invention with a heating element;

Fig. 3 ist eine Ansicht der Auspuffanlage gemäß Fig. 2 in der mit III gekennzeichneten Blickrichtung; FIG. 3 is a view of the exhaust system according to FIG. 2 in the direction of view marked III;

Fig. 4 ist eine Ansicht des Heizelementes in der in Fig. 1a mit IV gekennzeichneten Blickrichtung; Fig. 4 is a view of the heating element in the viewing direction marked IV in Fig. 1a;

Fig. 5 ist eine Ansicht eines in ein verlängertes Rohr eingesetzten Heizelementes. Figure 5 is a view of a heating element inserted into an elongated tube.

In Fig. 1a ist ein erfindungsgemäßes Heizelement 2 darge­ stellt. Das Heizelement 2 umfaßt eine wellenförmig ausge­ bildete Metallfolie 4, welche spiralförmig gewickelt ist. Die aufgrund dieser spiralförmigen Anordnung entstehenden Schichten sind durch Isolierschichten 6 gegeneinander iso­ liert. Durch die beschriebene Anordnung der Komponenten werden Strömungswege 8 für ein zu beheizendes Gas ausge­ bildet. Die Schichten sind um einen Leitungskern 10 ge­ wickelt. Die gesamte spiralförmige Anordnung ist inner­ halb eines Rohres 12 angeordnet. Zum Beheizen des Heiz­ elementes wird eine elektrische Spannung an den Leitungs­ kern 10 und im äußeren Bereich an die Metallfolie 4 ange­ legt. Die elektrische Verbindung im Außenbereich der spi­ ralförmigen Anordnung erfolgt vorzugsweise durch direkte Kontaktierung des Rohres 12. Das Heizelement 2 wird durch den Leitungskern 10 zentral gestützt und damit stabili­ siert. Die Spannungszuführung zum Leitungskern 10 erfolgt über eine Zuleitung 20, die durch eine, vorzugsweise kera­ mische, Isolierung 22 durch das Rohr 12 nach außen geführt ist.In Fig. 1a, an inventive heating element 2 is Darge. The heating element 2 comprises a wave-shaped metal foil 4 , which is wound spirally. The resulting layers due to this spiral arrangement are isolated by insulating layers 6 against each other. Through the arrangement of the components described flow paths 8 are formed out for a gas to be heated. The layers are wrapped around a line core 10 ge. The entire spiral arrangement is arranged within half of a tube 12 . To heat the heating element, an electrical voltage is applied to the line core 10 and in the outer region to the metal foil 4 . The electrical connection in the outer region of the spiral arrangement is preferably made by direct contacting of the tube 12 . The heating element 2 is supported centrally by the core 10 and thus stabilized. The voltage supply to the line core 10 takes place via a feed line 20 which is guided through a, preferably ceramic, insulation 22 through the tube 12 to the outside.

In Fig. 1b ist ein Schnitt durch die isolierende Komponen­ te 6 in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die isolierende Komponente 6 besteht aus drei Schichten 6a, 6b, 6c, wobei die mittlere Schicht 6b vorzugsweise eine Metallschicht ist, während die äuße­ ren Schichten 6a, 6c isolierend sind.In Fig. 1b is a section of the present invention te by the insulating Components 6 in a preferred embodiment shown. The insulating component 6 consists of three layers 6 a, 6 b, 6 c, the middle layer 6 b is preferably a metal layer, while the outer layers 6 a, 6 c are insulating.

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Auspuffanlage. In einem Aus­ puffrohr 14 ist ein Filter 16 angeordnet. Das durch das Auspuffrohr strömende, partikelbeladene Gas strömt in einem Endbereich in das Filter 16 ein. Fig. 2 shows part of an exhaust system. In a puff pipe 14 , a filter 16 is arranged. The particle-laden gas flowing through the exhaust pipe flows into the filter 16 in an end region.

Nachfolgend verläßt das gereinigte Gas den Innenbereich des Filters 16 durch den perforierten und mit einem Filtermedi­ um versehenen Außenbereich des Filters 16. Strömungswege sind durch Pfeile beispielhaft angedeutet. Dem dargestell­ ten Filter 16 ist ein Heizelement 2 vorgeschaltet, so daß das Auspuffgas beheizt werden kann. Vorzugsweise sind meh­ rere Filter 16 in dem Auspuffrohr 14 angeordnet. Vor den Filtern 16 befindet sich eine Druckmeßstelle 18, an welcher der Druck innerhalb des Auspuffrohres 14 ermittelt werden kann. Die Druckmeßstelle 18 kann beispielsweise durch ein nach außen zu einem Drucksensor führendes Rohr realisiert sein. Je verschmutzter die Filter 16 sind, umso höher ist der Druck, welcher über die Druckmeßstelle 18 ermittelt wird. Somit kann der Betrieb eines Heizelementes 2 von dem Druck abhängig gemacht werden, welcher an der Druckmeßstel­ le 18 ermittelt wird. Im Ergebnis wird das Heizelement 2 nur betrieben, wenn dies tatsächlich erforderlich ist. Bei einer Anordnung mit mehreren Filtern 16 und mehreren Heiz­ elementen 2 werden die Heizelemente 2 ebenfalls druck­ abhängig gezündet, jedoch selektiv und bevorzugt in einer vorbestimmten Reihenfolge. Als weiterer Parameter für die selektive Zündung kann der Lastzustand des Fahrzeugs heran­ gezogen werden.The cleaned gas subsequently leaves the inner region of the filter 16 through the perforated outer region of the filter 16 provided with a filter medium. Flow paths are indicated by arrows as an example. The filter 16 is shown, a heating element 2 is connected upstream, so that the exhaust gas can be heated. Preferably, several filters 16 are arranged in the exhaust pipe 14 . In front of the filters 16 there is a pressure measuring point 18 , at which the pressure inside the exhaust pipe 14 can be determined. The pressure measuring point 18 can be realized, for example, by a tube leading to the outside of a pressure sensor. The more dirty the filters 16 are, the higher the pressure which is determined via the pressure measuring point 18 . The operation of a heating element 2 can thus be made dependent on the pressure which is determined at the pressure measuring point 18 . As a result, the heating element 2 is only operated if this is actually necessary. In an arrangement with a plurality of filters 16 and a plurality of heating elements 2 , the heating elements 2 are also ignited in a pressure-dependent manner, but selectively and preferably in a predetermined sequence. The load state of the vehicle can be used as a further parameter for selective ignition.

Fig. 3 zeigt das Auspuffrohr 14 in der in Fig. 2 mit III gekennzeichneten Blickrichtung. Es sind mehrere Filter 16, 16' zu erkennen, wobei durchaus verschiedene Filter im Hin­ blick auf die geometrische Anordnung oder auch im Hinblick auf das Filtermaterial Verwendung finden können. Im vorlie­ genden Beispiel ist ein zentrales Heizelement 2 vorgesehen, welches der Erwärmung des Gases für die Reinigung aller Filter 16, 16' dient. Fig. 3 shows the exhaust pipe 14 in the viewing direction marked III in Fig. 2. Several filters 16 , 16 'can be seen, it being possible for different filters to be used with regard to the geometric arrangement or also with regard to the filter material. In the vorlie example, a central heating element 2 is provided, which serves to heat the gas for cleaning all filters 16 , 16 '.

Fig. 4 zeigt ein in ein Rohr 12 eingesetztes Heizelement 2. Hier ist ebenfalls die elektrische Zuführung 20 zu dem Lei­ tungskern 12 dargestellt, welche über eine keramische Iso­ lierung 22 in den Außenbereich des Rohres 12 geführt wird. Fig. 4 shows an inserted into a tube 12 heating element 2. Here, too, the electrical supply 20 to the Lei core 12 is shown, which is guided via a ceramic insulation 22 in the outer region of the tube 12 .

In Fig. 5 ist ein Heizelement 2 dargestellt, welches in ein verlängertes Rohr 12 eingesetzt ist. Die Wicklung des Heiz­ elementes 2 ist auf eine Verengung im rückwärtigen Teil des Rohres 12 geschoben. Damit liegt eine ausreichende Stabili­ sierung des Heizelementes 2 gegen Verrutschen vor. Der ver­ längerte Teil des Rohres 12 ist mit Löchern 24 versehen, so daß durch das Rohr 12 strömende Gase durch die Löcher 24 nach außen treten können. Das eigentliche Filtermedium ist vorzugsweise am Außenbereich des perforierten Rohrteils an­ gebracht.In Fig. 5, a heating element 2 is represented, which is inserted into an elongated tube 12. The winding of the heating element 2 is pushed onto a constriction in the rear part of the tube 12 . This is sufficient stabilization of the heating element 2 against slipping. The ver extended part of the tube 12 is provided with holes 24 so that gases flowing through the tube 12 can pass through the holes 24 to the outside. The actual filter medium is preferably brought to the outside of the perforated tube part.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the above description, in the drawings as well as features of the invention disclosed in the claims can be used individually or in any combination be essential for the implementation of the invention.

Claims (19)

1. Heizelement (2) zum Beheizen strömender Gase, mit

• - einer ersten flächigen Komponente (4), welche elektrisch leitfähig und durch das Leiten eines elektrischen Stroms heizbar ist, und
• - einer zweiten flächigen Komponente (6), welche elektrisch isolierend ist, wobei
• - die Komponenten (4, 6) so angeordnet sind, daß eine Schichtenfolge vorliegt, und
• - die Komponenten Strömungswege (8) für das zu behei­ zende Gas bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige Schichten der Schichtenfolge der ersten flächigen Komponente (4) durch die zweite flä­ chige Komponente (6) gegeneinander isoliert sind.1. heating element ( 2 ) for heating flowing gases, with

• - A first flat component ( 4 ) which is electrically conductive and heatable by conducting an electrical current, and
• - A second flat component ( 6 ), which is electrically insulating, wherein
• - The components ( 4 , 6 ) are arranged so that a layer sequence is present, and
• - The components form flow paths ( 8 ) for the gas to be heated,

characterized in that at least some layers of the layer sequence of the first flat component ( 4 ) are insulated from one another by the second flat component ( 6 ). 2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste flächige Komponente (4) mindestens eine Metallfolie (4) aufweist.2. Heating element according to claim 1, characterized in that the first flat component ( 4 ) has at least one metal foil ( 4 ). 3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste flächige Komponente (4) wellenförmig ausgebildet ist. 3. Heating element according to claim 1 or 2, characterized in that the first flat component ( 4 ) is wave-shaped. 4. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (4, 6) spiralförmig um einen Lei­ tungskern (10) angeordnet sind, so daß die Schichten­ folge entsteht.4. Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 4 , 6 ) spirally around a Lei core ( 10 ) are arranged so that the layers follow. 5. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtenfolge mindestens vier Schichten auf­ weist.5. Heating element according to one of the preceding claims, characterized, that the layer sequence has at least four layers points. 6. Heizelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmige Anordnung in einem Rohr (12) an­ geordnet ist.6. Heating element according to claim 5, characterized in that the spiral arrangement is arranged in a tube ( 12 ). 7. Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrs (12) größer ist als die axiale Länge der spiralförmigen Anordnung.7. Heating element according to claim 6, characterized in that the length of the tube ( 12 ) is greater than the axial length of the spiral arrangement. 8. Heizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) als Innenrohr eines Filterelementes ausgebildet ist.8. Heating element according to claim 7, characterized in that the tube ( 12 ) is designed as an inner tube of a filter element. 9. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Komponente (6) eine Folie aus tem­ peraturbeständigem, flexiblem Material ist. 9. Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating component ( 6 ) is a film made of temperature-resistant, flexible material. 10. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Komponente eine innere Stütz­ schicht, bevorzugt aus Metall, und auf beiden Seiten der inneren Stützschicht angeordnete Außenschichten aus einem Isoliermaterial aufweist.10. Heating element according to one of the preceding claims, characterized, that the insulating component is an inner support layer, preferably made of metal, and on both sides outer layers arranged on the inner support layer made of an insulating material. 11. Heizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Folie (6) eine glasfaserverstärkte Glimmerschicht ist, die bis 900°C temperaturbe­ ständig ist.11. Heating element according to claim 8, characterized in that the insulating film ( 6 ) is a glass fiber-reinforced mica layer which is Temperaturbe constantly up to 900 ° C. 12. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung durch Veränderung des Wider­ standes der ersten Komponente (4) veränderbar ist.12. Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the heating power can be changed by changing the resistance of the first component ( 4 ). 13. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einige Schichten der Schichtenfolge der ersten flächigen Komponente (4) nicht gegeneinander isoliert sind.13. Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that some layers of the layer sequence of the first flat component ( 4 ) are not insulated from one another. 14. Abgasanlage, insbesondere mit einem Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Heizelement (2) in Strömungsrich­ tung vor mindestens einem Filter (16) angeordnet ist.14. Exhaust system, in particular with a heating element according to one of claims 1 to 13, characterized in that at least one heating element ( 2 ) is arranged in the flow direction before at least one filter ( 16 ). 15. Abgasanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Filter (16) und Heizelemente (2) parallel angeordnet sind. 15. Exhaust system according to claim 14, characterized in that a plurality of filters ( 16 ) and heating elements ( 2 ) are arranged in parallel. 16. Abgasanlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor mindestens einem Filter (2) mindestens eine Druckmeßstelle (18) angeordnet ist.16. Exhaust system according to claim 14 or 15, characterized in that at least one pressure measuring point ( 18 ) is arranged in front of at least one filter ( 2 ). 17. Verfahren zum Beheizen strömender Gase, insbesondere mit einem Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer Abgasanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem mindestens ein Heizelement (2) zeitlich selektiv betrieben wird.17. A method for heating flowing gases, in particular with a heating element according to one of claims 1 to 13 in an exhaust system according to one of claims 14 to 16, in which at least one heating element ( 2 ) is operated selectively over time. 18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Druck vor dem mindestens einen Filter (16) gemessen wird und das mindestens eine Heizelement (2) druckabhängig und in Abhängigkeit vom Lastzustand des betreffenden Motors betrieben wird.18. The method according to claim 17, wherein the pressure upstream of the at least one filter ( 16 ) is measured and the at least one heating element ( 2 ) is operated as a function of pressure and as a function of the load condition of the motor in question. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei dem

• - mehrere Heizelemente (2) und mehrere Filter (16) verwendet werden, wobei ein Heizelement (2) jeweils einem Filter (16) zugeordnet ist,
• - mindestens ein Heizelement (2) betrieben wird, wenn der Druck einen Schwellendruck überschreitet, und
• - bei aufeinanderfolgenden Schwellendrucküberschrei­ tungen verschiedene Heizelemente (2) oder verschie­ dene Gruppen von Heizelementen (2) betrieben werden.

19. The method according to any one of claims 17 or 18, in which

• a plurality of heating elements ( 2 ) and a plurality of filters ( 16 ) are used, one heating element ( 2 ) being assigned to one filter ( 16 ),
• - At least one heating element ( 2 ) is operated when the pressure exceeds a threshold pressure, and
• - Different heating elements ( 2 ) or various groups of heating elements ( 2 ) can be operated in the event of successive threshold pressure overruns.