EP3864264A1 - Elektrisch beheizbare heizscheibe - Google Patents

Elektrisch beheizbare heizscheibe

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EP3864264A1
EP3864264A1 EP19805894.3A EP19805894A EP3864264A1 EP 3864264 A1 EP3864264 A1 EP 3864264A1 EP 19805894 A EP19805894 A EP 19805894A EP 3864264 A1 EP3864264 A1 EP 3864264A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
metal foils
circumferential direction
heating disc
metal
layer stack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19805894.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Hirth
Ferdi Kurth
Thomas HÄRIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP3864264A1 publication Critical patent/EP3864264A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N2330/44—Honeycomb supports characterised by their structural details made of stacks of sheets, plates or foils that are folded in S-form
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an electrically heatable heating disc for use within a device for exhaust gas aftertreatment, the heating disc being formed by a layer stack formed from a plurality of stacked metal foils, which is wound into a honeycomb body, the layer stack alternatingly arranged in a roughly structured and finely structured manner has smooth metal foils, and wherein the honeycomb body has at least one electrical contact on a radial edge region, the first metal foils running out offset from one another by the winding in the circumferential direction of the heating disk.
  • the heating disks are preferably produced from a metallic base material and produced, for example, by winding up a stack of layers of differently structured metal foils.
  • a current is usually passed through the heating disks, the heating disk being heated using the ohmic resistance.
  • the electrical contacting of the heating disc is usually carried out by an electrical feed through the Catalyst or the jacket surrounding the heating disc is guided.
  • US 5433926 A shows an example of an electrically heatable heating disk in a device for exhaust gas aftertreatment.
  • US 2015011115 A1 shows an electrical feedthrough for making electrical contact with the heating disk in the interior of the jacket surrounding the catalyst.
  • a disadvantage of the devices in the prior art is, in particular, that the uniform distribution of the current introduced into the heating disk is not ensured to a sufficient extent in order to also meet the increased demands on the heating power at present and in the future. This is disadvantageous because the currents introduced must also be increased in order to achieve higher heating outputs. If the current distribution is not sufficient, local hot spots occur, which are disadvantageous with regard to the durability of the heating disc.
  • the previously known geometric design of the heating disk in the area of electrical contacting can result in flow bypasses being formed past the heating disk, which is detrimental to the efficiency of the heating device formed by the heating disk.
  • the object with regard to the electrically heated heating disk is achieved by a heating disk with the features of claim 1.
  • An embodiment of the invention relates to an electrically heatable heating disc for use within an on device for exhaust gas aftertreatment, the heating disc being formed by a layer stack formed from a plurality of stacked metal foils, which is wound up into a honeycomb body, the layer stack alternatingly arranged in a roughly structured and fine manner has structured or smooth metal foils, and wherein the honeycomb body has at least one electrical contact on a radial edge region, first metal foils running out offset from one another by winding in the circumferential direction of the heating disk, finely structured or smooth second metal foils running out between the first metal foils running out in the circumferential direction are arranged, which extend beyond the respective ends of the leaking first metal foils in the circumferential direction.
  • Coarse-structured metal foils mean metal foils, in which a corrugation has been molded.
  • the corrugation can extend over the entire metal foil or only over partial areas of the metal foil.
  • a smooth metal foil has no structuring.
  • a finely structured metal foil can also have a shaped structure, but the structure, for example the corrugation, is significantly less than that of the coarsely structured metal foil.
  • the height and the width of the structure are much smaller with a finely structured metal foil than with a coarsely structured metal foil.
  • the finely structured metal foil or the smooth metal foil are primarily used to separate the coarsely structured metal foils which are directly adjacent to one another, so that the coarsely structured metal foils do not get caught in one another during winding.
  • the smooth or finely structured metal foils are longer than the coarsely structured metal foils, so that they protrude beyond the coarsely structured metal foils that run out offset to one another.
  • the smooth or finely structured layers are preferably dimensioned such that they end at the same point when viewed in the circumferential direction when the heating disk is fully rolled up.
  • the smooth or finely structured metal foils preferably each have different lengths which compensate for the offset resulting from the winding.
  • Such a bead-like shape on the radial outer region of the heating disk would lead to a cross section deviating from the ideal circular shape. This is avoided by the successive leakage in the circumferential direction, which in particular can also reduce or completely prevent the undesired bypass flows past the heating disk. It is particularly advantageous if the offset first metal foils are roughly structured.
  • the coarsely structured metal foils contribute to the thickness of the layer stack to a much greater extent than the finely structured or the smooth metal foils, since the coarsely structured metal foils form the channel structures of the heating disk through their corrugation, which can be flowed through in the axial direction.
  • the second metal foils in the partial section which projects in the circumferential direction beyond the respectively directly adjacent first metal foils have an increased material thickness compared to the remaining extent of the respective second metal foil.
  • the increase in the material thickness of the second metal foils is advantageous in order to keep the overall material thickness in this area, which is used in particular for electrical contacting for current introduction, as high as in the sections with the first metal foils, or even to increase it.
  • a sufficiently high material thickness is necessary in order to achieve a uniform introduction of the current over the cross section of the wound layer stack. This advantageously prevents, in particular, undesired hot spots that could arise due to the introduced current with an introduction area of insufficient material thickness.
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the second metal foils extend in the circumferential direction up to a common end region.
  • the extension to a common end region is geous before to ensure a uniform material thickness of the wound layer stack in the area of electrical contacting.
  • the area in which the electrical contacting takes place must have a certain minimum material thickness in order to avoid excessive heating due to the introduction of current.
  • the material volume in the area of the current input must be adjusted accordingly.
  • the material volume available for introducing the current is successively reduced, while the continuation of the second metal foils and the simultaneous increase in the material thickness after the respective first metal foils run out result in an increase in the material volume, so that the material volume ultimately available corresponds at least to the material volume which the layer stack has before the first metal foil runs out.
  • the electrical contacting is arranged on the partial section of the second metal foils that protrudes beyond the first metal foils in the circumferential direction.
  • a sufficient material thickness or a sufficient material volume is provided in this subsection to enable the introduction of current without risking exceeding a defined maximum temperature.
  • the material thickness of the second metal foils in the projecting partial section is at least 1.5 to four times higher than the remaining extent of the respective second metal foils.
  • the increase by a factor of 1.5 to four is advantageous in order to ensure a sufficient material strength or a sufficient material volume despite the leakage of the first metal foils without risking damage as a result of excessive temperatures. Since an adjacent second metal foil is continued for each first metal foil that runs out, increasing the material thickness of the second metal foil by a factor of 1.5 to four ensures that the material volume available in the area of the introduction point is at least as large as in FIGS Areas of the layer stack in which none of the metal foils has yet leaked.
  • the second metal foils which extend over the first metal foils which are running out are arranged in the radial edge region of the honeycomb body. This is before geous to ensure that a region for the electrical contacting ge can be formed in particular at a radially outer region by the longer second metal foils.
  • the layer stack is wound up, but the layer stack does not come into contact with itself, but rather a gap is formed between the individual turns of the wound layer stack, so that in particular there is no electrical contact between the turns.
  • the elongated second metal foils result in the radially outward facing the area of the heating disc where the electrical contacting can advantageously take place.
  • the layer stack alternately has a first metal foil and a second metal foil, the second metal foils having a longer circumferential extension than the first metal foils. This prevents the first metal foils from getting caught in one another when the layer stack is being wound up.
  • the honeycomb body has two electrical contacts, the electrical contact between the current supply or the current discharge and the layer stack each taking place in a region which is formed from second metal foils projecting beyond the first metal foils in the circumferential direction.
  • a wound honeycomb body the turns of which are electrically insulated from one another, for example by spacing or by introducing an electrical insulator, can be contacted electrically very easily with such an arrangement of the feed and the discharge.
  • Fig. 1 is a sectional view through an inventive
  • FIG. 1 shows a sectional view through part of a heating disc 1 produced from a wound stack of layers.
  • the heating disc 1 is formed from a stack of layers which consists of a plurality of metal foils 2, 3 stacked on top of one another.
  • first metal foils 2 with a coarse structure or corrugation and second metal foils 3 with a fine structure or microwave are shown.
  • the first and second metal foils 2, 3 are alternately stacked on top of one another and thus form the layer stack.
  • the heating disk 1 is produced by winding up the layer stack.
  • the first metal foils 2 all have the same length. As a result of the winding, the first metal foils 2 move relative to one another in the circumferential direction and due to the different radii that the first metal foils 2 assume in the wound state, a crescent-like shape is produced which is produced by the first metal foils 2 which run offset in the circumferential direction 4 from one another.
  • the second metal foils 3 are longer than the first metal foils 2 and therefore extend farther in the circumferential direction 4 than the first metal foils 2 which run out.
  • the successive discontinuation of the first metal foils 2 reduces the thickness of the layer stack in the circumferential direction 4 ever further.
  • the layer stack is finally formed only from the longer second metal foils 3.
  • the layer stack has a significantly lower thickness in this area, which is only formed from the second metal foils 3, since the first metal foils 2 no longer protrude into this area. This is particularly evident because of the rough structure of the first Metal foils 2 cells formed are no longer present in this area.
  • the second metal foils 3 are designed such that they have a thickening immediately before the respectively directly adjacent first metal foil 2 runs out, the second metal foils 3 having this increased material thickness up to their own end region.
  • the top metal foil and the bottom metal foil of the layer stack, which are both formed by finely structured second metal foils 3, also have an increased material thickness.
  • the thickening of these two metal foils 5 takes place in the circumferential direction 4 considered before the first leakage of the first metal foil 2 takes place. This thickening also serves, among other things, to increase the stability of the heating disk 1.
  • the reference numeral 6 indicates an electrical contact, which is used for introducing or discharging current into the layer stack or out of the layer stack.
  • the electrical contact 6 is arranged in a region which is formed entirely from second metal foils 3.
  • FIG. 1 has no restrictive character and serves to clarify the inventive concept.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) zur Verwendung innerhalb einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, wobei die Heizscheibe (1) durch einen aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Metallfolien (2, 3, 5) gebildeten Lagenstapel gebildet ist, der zu einem Wabenkörper aufgewickelt ist, wobei der Lagenstapel abwechselnd angeordnete grob strukturierte (2) und fein strukturierte oder glatte Metallfolien (3, 5) aufweist, und wobei der Wabenkörper an einem radialen Randbereich zumindest eine elektrische Kontaktierung (6) aufweist, wobei erste Metallfolien (2) durch das Aufwickeln in Umfangsrichtung (4) der Heizscheibe (1) zueinander versetzt auslaufen, wobei zwischen den in Umfangsrichtung (4) versetzt auslaufenden ersten Metallfolien (2) fein strukturierte oder glatte zweite Metallfolien (3) angeordnet sind, die sich über die jeweiligen Enden der auslaufenden ersten Metallfolien (2) hinaus in Umfangsrichtung (4) erstrecken.

Description

Beschreibung
Elektrisch beheizbare Heizscheibe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Heizscheibe zur Verwendung innerhalb einer Vorrichtung zur Abgasnachbe handlung, wobei die Heizscheibe durch einen aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Metallfolien gebildeten Lagenstapel gebildet ist, der zu einem Wabenkörper aufgewickelt ist, wobei der Lagenstapel abwechselnd angeordnete grob strukturierte und fein strukturierte oder glatte Metallfolien aufweist, und wobei der Wabenkörper an einem radialen Randbereich zumindest eine elektrische Kontaktierung aufweist, wobei erste Metallfolien durch das Aufwickeln in Umfangsrichtung der Heizscheibe zu einander versetzt auslaufen.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind elektrisch beheizte Heizscheiben zur Verwendung in Abgasanlagen bekannt. Durch die Aufheizung der Heizscheiben kann eine vom Betrieb des Verbrennungsmotors unabhängige Aufheizung des Abgasstroms erreicht werden, wodurch früher die für eine optimale Abgasnachbehandlung notwendige Temperatur erreicht werden kann. Die Heizscheiben sind bevorzugt aus einem metallischen Grundmaterial erzeugt und beispielsweise durch das Aufwickeln eines Lagenstapels von unterschiedlich strukturierten Metallfolien erzeugt.
Die Heizscheiben werden dabei gewöhnlich mit einem Strom durchflossen, wobei die Heizscheibe unter Ausnutzung des ohmschen Widerstands aufgeheizt wird.
Die elektrische Kontaktierung der Heizscheibe erfolgt dabei gewöhnlich durch eine elektrische Zuführung, die durch den den Katalysator beziehungsweise die Heizscheibe umschließenden Mantel geführt wird.
Die US 5433926 A zeigt beispielhaft eine elektrisch beheizbare Heizscheibe in einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung. Die US 2015011115 Al zeigt eine elektrische Durchführung zur elektrischen Kontaktierung der Heizscheibe im Inneren des den Katalysator umschließenden Mantels.
Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass die Gleichverteilung des in die Heizscheibe eingeleiteten Stroms nicht in ausreichendem Maße sichergestellt wird, um auch den gestiegenen Anforderungen an die Heizleistung derzeit und der Zukunft zu genügen. Dies ist nachteilig, da zur Erreichung höherer Heizleistungen zwangsweise auch die ein geleiteten Ströme erhöht werden müssen. Sofern eine nicht ausreichende Stromgleichverteilung vorliegt, kommt es zu lokalen Heißstellen, die im Hinblick auf die Dauerhaltbarkeit der Heizscheibe nachteilig sind.
Außerdem kann die bislang bekannte geometrische Gestaltung der Heizscheibe im Bereich der elektrischen Kontaktierung dazu führen, dass Strömungsbypässe an der Heizscheibe vorbei aus gebildet werden, welches hinsichtlich der Effizienz der durch die Heizscheibe gebildeten Heizvorrichtung abträglich ist.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrisch beheizbare Heizscheibe zu schaffen, welche eine optimale Gestaltung im Bereich der elektrischen Kontaktierung aufweist, um einerseits eine möglichst gute Stromgleichver teilung zu schaffen und andererseits das Entstehen von Strö mungsbypässen möglichst vollständig verhindert. Die Aufgabe hinsichtlich der elektrisch beheizbaren Heizscheibe wird durch eine Heizscheibe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Heizscheibe zur Verwendung innerhalb einer Vor richtung zur Abgasnachbehandlung, wobei die Heizscheibe durch einen aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Metallfolien gebildeten Lagenstapel gebildet ist, der zu einem Wabenkörper aufgewickelt ist, wobei der Lagenstapel abwechselnd angeordnete grob strukturierte und fein strukturierte oder glatte Me tallfolien aufweist, und wobei der Wabenkörper an einem radialen Randbereich zumindest eine elektrische Kontaktierung aufweist, wobei erste Metallfolien durch das Aufwickeln in Umfangsrichtung der Heizscheibe zueinander versetzt auslaufen, wobei zwischen den in Umfangsrichtung versetzt auslaufenden ersten Metallfolien fein strukturierte oder glatte zweite Metallfolien angeordnet sind, die sich über die jeweiligen Enden der auslaufenden ersten Metallfolien hinaus in Umfangsrichtung erstrecken.
Mit grob strukturierten Metallfolien sind insbesondere Me tallfolien gemeint, in welche eine Wellung eingeformt wurde. Die Wellung kann sich dabei über die gesamte Metallfolie erstrecken oder auch nur über Teilbereiche der Metallfolie. Im Vergleich dazu weist eine glatte Metallfolie keinerlei Strukturierung auf. Eine fein strukturierte Metallfolie kann ebenfalls eine ein geformte Struktur aufweisen, jedoch ist die Struktur, bei spielsweise die Wellung, wesentlich geringer als bei der grob strukturierten Metallfolie. Insbesondere die Höhe und die Breite der Struktur sind bei einer fein strukturierten Metallfolie wesentlich geringer als bei einer grob strukturierten Me tallfolie. Die fein strukturierte Metallfolie oder die glatte Metallfolie werden vornehmlich dazu verwendet die direkt zu einander benachbarten grob strukturierten Metallfolien von einander zu trennen, so dass die grob strukturierten Metallfolien bei dem Aufwickeln nicht ineinander verhaken. Durch das Aufwickeln des Lagenstapels zu einer Scheibe, entsteht eine Relativbewegung zwischen den Metallfolien in Umfangs richtung wodurch zueinander benachbarte Metallfolien aneinander entlang gleiten. Die in radialer Richtung der Heizscheibe liegenden Endbereiche der Metallfolien werden durch das Auf wickeln gegeneinander verschoben, wodurch sie in Umfangsrichtung versetzt zueinander auslaufen. Es ergibt sich somit praktisch ein sichelförmiger Bereich, der in Umfangsrichtung durch das sukzessive Auslaufen der einzelnen Lagen dünner wird bis schließlich die letzte auslaufende Lage den Abschluss bildet. Dies kann man beispielsweise mit dem sich ergebenden Versatz der einzelnen Seiten bei einer aufgerollten Zeitung vergleichen.
Die glatten oder fein strukturierten Metallfolien sind länger ausgebildet als die grob strukturierten Metallfolien, so dass diese über die versetzt zueinander auslaufenden grob struk turierten Metallfolien hinausragen. Bevorzugt sind die glatten oder fein strukturierten Lagen derart dimensioniert, dass sie bei der vollständig aufgerollten Heizscheibe in Umfangrichtung betrachtet am selben Punkt enden. Die glatten oder fein strukturierten Metallfolien haben hierzu vorzugsweise jeweils unterschiedliche Längen, die den sich durch das Aufwickeln ergebenden Versatz ausgleichen.
Durch das sukzessive Auslaufen der grob strukturierten Me tallfolien, insbesondere im radialen Randbereich der Heiz scheibe, wird eine schrittweise Verdünnung des aufgewickelten Lagenstapels erzielt, wodurch insbesondere ein wulstartiges Aufliegen der Enden der Metallfolien auf dem Außenumfang der Heizscheibe vermieden wird.
Eine solche wulstartige Ausformung am radialen Außenbereich der Heizscheibe würde zu einem von der idealen Kreisform abweichenden Querschnitt führen. Dies wird durch das sukzessive Auslaufen in Umfangsrichtung vermieden, wodurch auch insbesondere die un erwünschten Bypassströmungen an der Heizscheibe vorbei reduziert oder gänzlich verhindert werden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die versetzt auslaufenden ersten Metallfolien grob strukturiert sind. Die grob struk turierten Metallfolien tragen in einem wesentlich höheren Maße zur Dicke des Lagenstapels bei als die fein strukturierten oder die glatten Metallfolien, da die grob strukturierten Metall folien durch ihre Wellung die Kanalstrukturen der Heizscheibe ausbilden, die in axialer Richtung durchströmt werden können.
Insbesondere zur Erzeugung einer Heizscheibe mit einem möglichst idealen kreisrunden Durchmesser ist es jedoch nötig die Dicke des Lagenstapels an den Endbereichen zu reduzieren, wobei gleichzeitig die absolute Materialdicke in diesen Endbereichen möglichst hoch gehalten werden soll, damit eine optimale Stromeinleitung gewährleistet werden kann. Durch das sukzessive Auslaufen der grob strukturierten Metallfolien wird die Zelldichte in diesem Endbereich schrittweise reduziert, wobei die absolute Materialdicke der Metallfolien des Lagenstapels gleichbleibt oder durch geeignete Maßnahmen sogar erhöht wird.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweiten Metallfolien in dem Teilabschnitt, der in Umfangsrichtung über die jeweils direkt benachbarten ersten Metallfolien übersteht, eine im Vergleich zur restlichen Erstreckung der jeweiligen zweiten Metallfolie erhöhte Materialstärke aufweisen.
Die Erhöhung der Materialstärke der zweiten Metallfolien ist vorteilhaft, um die insgesamt in diesem Bereich, der insbesondere der elektrischen Kontaktierung zur Stromeinleitung dient, vorhandene Materialstärke genauso hoch zu halten, wie in den Abschnitten mit den ersten Metallfolien, oder sogar darüber hinaus zu erhöhen. Eine ausreichend hohe Materialstärke ist notwendig, um eine gleichmäßige Einleitung des Stroms über den Querschnitt des aufgewickelten Lagenstapels zu erreichen. Vorteilhaft werden damit insbesondere unerwünschte Heißstellen verhindert, die aufgrund des eingeleiteten Stromes mit einem Einleitungsbereich zu geringer Materialdicke entstehen könnten. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Metallfolien sich in Umfangsrichtung bis zu einem gemeinsamen Endbereich erstecken.
Die Erstreckung bis zu einem gemeinsamen Endbereich ist vor teilhaft, um eine gleichmäßige Materialdicke des aufgewickelten Lagenstapels im Bereich der elektrischen Kontaktierung zu gewährleisten. Der Bereich, an dem die elektrische Kontaktierung stattfindet, muss eine gewisse Mindestmaterialstärke aufweisen, um zu vermeiden dass es zu einer zu starken Erwärmung infolge der Stromeinleitung kommt. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Stärke des eingeleiteten Stroms und dem Volumen des Materials in das der Strom eingeleitet wird und der daraus resultierenden Erwärmung (Joulesches Gesetz) . Vereinfacht ausgedrückt führt eine höhere Stromstärke bei gleichbleibendem Materialvolumen zu einer erhöhten Erwärmung. Um nun die maximal auftretende Temperatur bei einer vorgegebenen Stromstärke zu begrenzen, muss entsprechend das Materialvolumen im Bereich der Stromeinleitung angepasst werden.
Durch das in Umfangsrichtung versetzte Auslaufen der ersten Metallfolien wird das zur Einleitung des Stroms zur Verfügung stehende Materialvolumen sukzessive reduziert, durch das Weiterführen der zweiten Metallfolien und die gleichzeitige Erhöhung der Materialstärke nach dem Auslaufen der jeweiligen ersten Metallfolien wird hingegen eine Zunahme des Material volumens erreicht, so dass das letztlich zur Verfügung stehende Materialvolumen zumindest dem Materialvolumen entspricht, welches der Lagenstapel vor dem Auslaufen der ersten Metallfolie aufweist .
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die elektrische Kontaktierung an dem über die ersten Metallfolien in Umfangsrichtung überste henden Teilabschnitt der zweiten Metallfolien angeordnet ist. Wie bereits oben beschrieben ist in diesem Teilabschnitt eine ausreichende Materialstärke beziehungsweise ein ausreichendes Materialvolumen gegeben, um die Stromeinleitung zu ermöglichen ohne dabei das Überschreiten einer definierten Maximaltemperatur zu riskieren.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Materialstärke der zweiten Metallfolien im überstehenden Teilabschnitt zumindest um Faktor 1,5 bis vier höher ist im Vergleich zur restlichen Erstreckung der jeweiligen zweiten Metallfolien.
Die Erhöhung um den Faktor 1,5 bis vier ist vorteilhaft, um trotz des Auslaufens der ersten Metallfolien eine ausreichende Ma terialstärke beziehungsweise ein ausreichendes Materialvolumen zu gewährleisten ohne dabei eine Beschädigung infolge zu hoher Temperaturen zu riskieren. Da zu jeder ersten auslaufenden Metallfolie eine benachbarte zweite Metallfolie weitergeführt wird, wird mit der Erhöhung der Materialstärke der zweiten Metallfolie um den Faktor 1,5 bis vier sichergestellt, dass das im Bereich der Einleitungsstelle zur Verfügung stehende Ma terialvolumen mindestens so groß ist wie in den Bereichen des Lagenstapels, in welchen noch keine der Metallfolien ausgelaufen ist .
Auch ist es zweckmäßig, wenn die sich über die auslaufenden ersten Metallfolien erstreckenden zweiten Metallfolien im radialen Randbereich des Wabenkörpers angeordnet sind. Dies ist vor teilhaft, um sicherzustellen, dass insbesondere an einem radial außen angeordneten Bereich durch die längeren zweiten Me tallfolien ein Bereich für die elektrische Kontaktierung ge bildet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Lagenstapel aufgewickelt , wobei der Lagenstapel jedoch nicht mit sich selbst in Anlage kommt, sondern vielmehr ein Spalt zwischen den einzelnen Windungen des aufgewickelten Lagenstapels entsteht, so dass insbesondere kein elektrischer Kontakt zwischen den Windungen besteht. Durch die verlängerten zweiten Metallfolien ergibt sich hierbei an den radial nach außen gerichteten Be- reichen der Heizscheibe der Bereich an dem die elektrische Kontaktierung vorteilhaft stattfinden kann.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Lagenstapel ab wechselnd eine erste Metallfolie und eine zweite Metallfolie aufweist, wobei die zweiten Metallfolien eine längere Er streckung in Umfangsrichtung aufweisen als die ersten Me tallfolien. Hierdurch wird ein Verhaken der ersten Metallfolien ineinander beim Aufwickeln des Lagenstapels vermieden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Wabenkörper zwei elektrische Kontaktierungen aufweist, wobei der elektrische Kontakt zwischen der Stromzuführung beziehungsweise der Stromabführung und dem Lagenstapel jeweils in einem Bereich erfolgt, der aus in Umfangsrichtung über die ersten Metallfolien hinausstehenden zweiten Metallfolien gebildet ist.
Ein aufgewickelter Wabenkörper dessen Windungen elektrisch isoliert zueinander sind, beispielsweise durch Beabstandung oder durch Einbringung eines elektrischen Isolators, kann bei einer solchen Anordnung der Zuführung und der Abführung sehr einfach elektrisch kontaktiert werden.
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 eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen
Wabenkörper einer elektrisch beheizbaren Heizscheibe. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Teil einer aus einem aufgewickelten Lagenstapel erzeugten Heizscheibe 1. Die Heizscheibe 1 ist aus einem Lagenstapel gebildet, der aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Metallfolien 2, 3 besteht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind erste Metallfolien 2 mit einer groben Struktur beziehungsweise Wellung und zweite Me tallfolien 3 mit einer feinen Struktur beziehungsweise einer Mikrowellung gezeigt.
Die ersten und zweiten Metallfolien 2, 3 sind abwechselnd aufeinander gestapelt und bilden so den Lagenstapel aus. Durch das Aufwickeln des Lagenstapels wird die Heizscheibe 1 erzeugt.
In Figur 1 ist insbesondere der radial außen liegende Endbereich des zur Heizscheibe 1 aufgewickelten Lagenstapels gezeigt. Die ersten Metallfolien 2 haben alle die gleiche Länge. Durch das Aufwickeln bewegen sich die ersten Metallfolien 2 relativ zueinander in Umfangsrichtung und durch die unterschiedlichen Radien, die die ersten Metallfolien 2 im aufgewickelten Zustand einnehmen, entsteht eine sichelartige Form die von den in Umfangsrichtung 4 versetzt zueinander auslaufenden ersten Metallfolien 2 erzeugt ist.
Die zweiten Metallfolien 3 sind länger als die ersten Me tallfolien 2 ausgebildet und erstrecken sich daher weiter in Umfangsrichtung 4 als die auslaufenden ersten Metallfolien 2. Durch das sukzessive Auslaufen der ersten Metallfolien 2 re duziert sich die Dicke des Lagenstapels in Umfangsrichtung 4 immer weiter. Nach dem Auslaufen der letzten ersten Metallfolie 2 wird der Lagenstapel schließlich nur noch aus den längeren zweiten Metallfolien 3 gebildet. Der Lagenstapel hat in diesem Bereich, der nur noch aus den zweiten Metallfolien 3 gebildet wird, eine deutlich niedrigere Dicke, da die ersten Metallfolien 2 nicht mehr in diesen Bereich hineinragen. Dies ist besonders deutlich zu erkennen, da die durch die grobe Struktur der ersten Metallfolien 2 gebildeten Zellen in diesem Bereich nicht mehr vorhanden sind.
Die zweiten Metallfolien 3 sind derart ausgebildet, dass sie unmittelbar vor dem Auslaufen der jeweils direkt benachbarten ersten Metallfolie 2 eine Verdickung aufweisen, wobei die zweiten Metallfolien 3 bis zu ihrem eigenen Endbereich diese erhöhte Materialstärke aufweisen. Zusätzlich weisen die jeweils oberste Metallfolie und die unterste Metallfolie des Lagenstapels, welche beide durch fein strukturierte zweite Metallfolien 3 gebildet sind, ebenfalls eine erhöhte Materialstärke auf. Die Verdickung dieser beiden Metallfolien 5 findet in Umfangs richtung 4 betrachtet bereits vor dem ersten Auslaufen der ersten Metallfolie 2 statt. Diese Verdickung dient unter anderem auch der Erhöhung der Stabilität der Heizscheibe 1.
Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine elektrische Kontaktierung angedeutet, die der Stromeinleitung oder der Stromableitung in den Lagenstapel hinein oder aus dem Lagenstapel heraus dient. Die elektrische Kontaktierung 6 ist in einem Bereich angeordnet, der vollständig aus zweiten Metallfolien 3 gebildet ist.
Die Figur 1 weist insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dient der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) zur Verwendung innerhalb einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, wobei die Heizscheibe (1) durch einen aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Metallfolien (2, 3, 5) gebildeten Lagenstapel gebildet ist, der zu einem Wabenkörper auf gewickelt ist, wobei der Lagenstapel abwechselnd ange ordnete grob strukturierte (2) und fein strukturierte oder glatte Metallfolien (3, 5) aufweist, und wobei der Wa benkörper an einem radialen Randbereich zumindest eine elektrische Kontaktierung (6) aufweist, wobei erste Me tallfolien (2) durch das Aufwickeln in Umfangsrichtung (4) der Heizscheibe (1) zueinander versetzt auslaufen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen den in Umfangsrichtung (4) versetzt auslaufenden ersten Me tallfolien (2) fein strukturierte oder glatte zweite Metallfolien (3) angeordnet sind, die sich über die je weiligen Enden der auslaufenden ersten Metallfolien (2) hinaus in Umfangsrichtung (4) erstrecken.
2. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die versetzt auslaufenden ersten Metallfolien (2) grob strukturiert sind .
3. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweiten Metallfolien (3, 5) in dem Teilabschnitt, der in Umfangsrichtung (4) über die jeweils direkt benachbarten ersten Metallfolien (2) übersteht, eine im Vergleich zur restlichen Erstreckung der jeweiligen zweiten Metallfolie (3, 5) erhöhte Materialstärke auf weisen .
4. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i chne t , dass die zweiten Metallfolien (3, 5) sich in Umfangsrichtung (4) bis zu einem gemeinsamen Endbereich erstecken .
5. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch gekenn z e i chne t , dass die elektrische Kontaktierung (6) an dem über die ersten Metallfolien (2) in Umfangsrichtung überstehenden Teilabschnitt der zweiten Metallfolien (3, 5) angeordnet ist.
6. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch gekenn z e i chne t , dass die Materialstärke der zweiten Me tallfolien (3, 5) im überstehenden Teilabschnitt zumindest um Faktor 1, 5 bis vier höher ist im Vergleich zur restlichen Erstreckung der jeweiligen zweiten Metallfolien (3, 5).
7. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch gekenn z e i chne t , dass die sich über die auslaufenden ersten Metallfolien (2) erstreckenden zweiten Metallfolien (3, 5) im radialen Randbereich des Wabenkörpers angeordnet sind.
8. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch gekenn z e i chne t , dass der Lagenstapel abwechselnd eine erste Metallfolie (2) und eine zweite Metallfolie (3, 5) aufweist, wobei die zweiten Metallfolien (3, 5) eine längere Erstreckung in Umfangsrichtung (4) aufweisen als die ersten Metallfolien (2) .
9. Elektrisch beheizbare Heizscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu r ch gekenn z e i chne t , dass der Wabenkörper zwei elektrische Kontaktierungen (6) aufweist, wobei der elektrische Kontakt zwischen der Stromzuführung beziehungsweise der Strom- abführung und dem Lagenstapel jeweils in einem Bereich erfolgt, der aus in Umfangsrichtung (4) über die ersten Metallfolien (2) hinausstehenden zweiten Metallfolien (3, 5) gebildet ist.
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