EP4381180A1 - Segmentierte elektrische durchführung - Google Patents

Segmentierte elektrische durchführung

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Publication number
EP4381180A1
EP4381180A1 EP22751736.4A EP22751736A EP4381180A1 EP 4381180 A1 EP4381180 A1 EP 4381180A1 EP 22751736 A EP22751736 A EP 22751736A EP 4381180 A1 EP4381180 A1 EP 4381180A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
insulating
electrical
electrical conductor
face
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.)
Pending
Application number
EP22751736.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf BRÜCK
Stefan Ahlers
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 EP4381180A1 publication Critical patent/EP4381180A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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    • F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
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    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
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    • F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater

Definitions

  • the invention relates to a segmented electrical feedthrough for electrically contacting a heating conductor through a housing, having a contact section and an insulating section, the insulating section having an electrical conductor, an insulating means and an outer sleeve, the electrical conductor and the insulating means being arranged inside the outer sleeve and the electrical conductor is electrically insulated from the outer sleeve by the insulating means, the contact section being connected to the electrical conductor on a first end face, and the electrical conductor being connectable to a heating conductor on its second end face opposite the first end face.
  • the invention also relates to a method for producing the electrical feedthrough.
  • Electric heating elements are regularly used today to heat up exhaust gases in an exhaust gas section downstream of an internal combustion engine or the exhaust gas flowing in an exhaust gas section.
  • the aim here is to reach a temperature threshold more quickly, from which an effective conversion of the pollutants carried in the exhaust gas can take place. This is necessary because the catalytically active surfaces of the catalytic converters installed in the exhaust line used for exhaust aftertreatment only allow sufficient conversion of the respective pollutants above a minimum temperature, the so-called light-off temperature.
  • the known solutions in the prior art include so-called heated catalysts, which have a metallic structure connected to a voltage source or a metallically coated ceramic structure. sen, which can be heated using the ohmic resistance.
  • an electrical conductor For the purpose of making electrical contact with the heatable structure, an electrical conductor must be inserted at least at one point through the housing of the exhaust gas line or a catalytic converter arranged in the exhaust gas line. It must be ensured that the bushing is gas-tight, that there is electrical insulation between the housing and the electrical conductor and that sufficient durability is guaranteed.
  • the electrical conductor is regularly formed from a solid solid material, such as a metallic bolt.
  • DE 10 2012 110 098 B4 discloses a method for producing an electrical bushing for the power supply of an electrical exhaust gas heater in a motor vehicle.
  • the implementation has an outer tube, the interior of which is penetrated by an electrical conductor.
  • the electrical conductor protrudes beyond the outer tube on at least one of the end faces of the outer tube.
  • the electrical conductor is surrounded by an insulating material inside the outer tube.
  • the bushing is produced by cutting compressed rod material to length, with areas of the section acting as the outer tube and the section acting as the insulating material being removed by machining processes, in order to create an electrical bushing of the desired length with a desired overhang of the electrical conductor over the outer tube to generate beyond.
  • a particular disadvantage of the methods known in the prior art for producing an electrical feedthrough is that the compressed rod material used is very expensive because it has a multi-layer structure.
  • a significant proportion of approximately two-thirds of the rod material is destroyed unused by machining and thus wasted due to the machining to free the electrical conductor and to cut the electrical leadthrough to length.
  • the production process is particularly complex and cost-intensive.
  • One embodiment of the invention relates to a segmented electrical feedthrough for electrically contacting a heating conductor through a housing, with a contact section and an insulating section, the insulating section having an electrical conductor, an insulating means and an outer sleeve, the electrical conductor and the insulating means inside the outer sleeve are arranged and the electrical conductor is electrically insulated from the outer sleeve by the insulating means, the contact section being connected to the electrical conductor on a first end face, and the electrical conductor being connectable to a heating conductor at its second end face opposite the first end face, the contact section and the insulation section are formed from two different elements, which are durably connected to one another by means of a joining method.
  • the electrical feedthrough is used to guide an electrical conductor through a housing of an exhaust pipe or a catalytic converter.
  • the bushing must withstand the temperatures that occur and be gas-tight so that no exhaust gas can escape.
  • the electrical conductor should be routed in an electrically insulated manner from the housing so that a short circuit cannot occur.
  • connection point to a live line on the outside of the housing.
  • This connection point is regularly formed by a threaded bolt, which is part of the electrical conductor of the bushing.
  • the current-carrying line is there by means of screwed onto the electrical conductor of the bushing using a suitable plug.
  • the contact section is the section at which, on the one hand, the connection to a current-carrying line can be produced and, on the other hand, a connection to the electrical conductor of the insulating section can be established.
  • the contact section preferably has a conical area which has an external thread.
  • the plug of the current-carrying cable can be screwed onto this external thread and permanently fixed.
  • the conical shape of this area helps with the assembly of the plug by a self-centering effect.
  • the contact section is connected to the electrical conductor of the insulation area by a durable joining method, in particular by soldering or welding.
  • the insulating section itself is formed from a composite material having a cylindrical electrical conductor at its center surrounded by an insulating material by which it is insulated from the metallic outer sleeve.
  • the three different areas have an identical axial extent, so that the insulating section can be cut to a length suitable for the application from suitable rod material.
  • the electrical conductor is preferably formed from a steel such as 2.4869.
  • the material selected for the electrical conductor and the contact section can be identical or different; in any case, the oxidation resistance and the specific electrical resistance should be comparable or similar.
  • the insulation is formed from an oxide ceramic, for example.
  • the outer sleeve can also be formed from a steel material. The material of the outer sleeve and the electrical conductor can be identical, but does not have to be.
  • the electrical conductor protrudes slightly, preferably only a few millimeters, on one side in the axial direction beyond the insulation material and/or the outer sleeve. This can be achieved by a machining process, with particular attention being paid to removing as little material as possible from the outer sleeve and the insulation material by machining. Therefore, the overhang of the electrical conductor is limited to a few millimeters.
  • the overhang of the electrical conductor is preferably arranged on the side of the insulating section which, in the mounted state, faces the heating conductor arranged inside.
  • the contact section has a conical section and a cylindrical section, with the cylindrical section forming the interface to the insulating section.
  • the cylindrical section of the contact section is particularly advantageous since the electrical conductor in the insulating section generally also has a cylindrical cross section. This makes it particularly easy to connect the contact section to the insulating section.
  • the cylindrical section is preferably aligned concentrically with the electrical conductor.
  • the cylindrical section can preferably have the same diameter as the electrical conductor.
  • the cylindrical section can also have a slightly smaller diameter than the electrical conductor, which simplifies assembly and ensures that the cylindrical section does not come into electrical contact with the insulating material and especially not with the outer sleeve conductive contact device.
  • the conical section can preferably be designed in such a way that a plug can be screwed on as easily as possible.
  • the conical section and the cylindrical section preferably have a common central axis. In alternative configurations, however, the conical section could also be set at an angle to the central axis of the cylindrical section.
  • the insulating section is formed from a composite material, this having an internal electrical conductor which is surrounded in the circumferential direction by an electrical insulating material arranged in the manner of a sleeve, the internal electrical conductor and the electrical insulating material being surrounded by a metallic outer sleeve.
  • Such a composite material can be manufactured easily and on a large scale.
  • the composite material can be cut to length using simple cutting methods with little waste of material.
  • the thickness of the electrical conductor, the insulating layer and the outer sleeve, as well as the materials chosen, can easily be varied.
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the insulating section has a first end and a second end, the first end forming the interface to the contact section of the electrical feedthrough and the second end forming the interface to the heating conductor and/or a connection section.
  • the insulating section follows the contact section in the direction of current flow, and the heating conductor to which current is to be applied follows the insulating section.
  • the insulating section more precisely the electrical conductor in the insulating section, has two end faces, to which the contact section can be connected and also the heating conductor to be energized. Since the insulating section is preferably produced from bar stock, the end faces are preferably parallel to one another and opposite one another. It is also preferable if the bushing has a connection section which is arranged on the second end face of the insulating section and is permanently connected to the electrical conductor of the insulating section.
  • connection section is formed in particular by a disk-shaped or cylindrical element, which can be applied to the end face of the insulating section that faces away from the contact section.
  • the distance from the insulation section to the heating conductor is increased by the connection section. This is particularly advantageous when the electrical conductor does not protrude beyond the insulation material and the outer sleeve.
  • the element forming the connection section can also have a special shape on the side facing the heating conductor in order to be able to be connected to the heating conductor more easily.
  • a structured surface is conceivable, or a surface set at an angle, or a curved surface.
  • the surface of the connection section facing away from the insulation section is adapted to the shape of the heat conductor to be contacted.
  • the electrical conductor, the insulating means and the outer sleeve have identical axial extents and the end regions of the elements terminate flush with one another. This is particularly advantageous for a simple and material-friendly production of the insulating section.
  • the object with regard to the method is solved by a method having the features of claim 7 .
  • An exemplary embodiment of the invention relates to a method for producing a segmented electrical feedthrough, the contact section and the insulating section being permanently connected to one another by means of a joining method, the contact section and the insulating section being permanently connected to one another on the first end face of the insulating section.
  • a particular advantage of this method according to the invention is that the insulation section, which is connected to the outer sleeve with the housing through which the electrical conductor is to be routed, can be produced in a particularly simple and material-friendly manner. Since the composite material used is expensive and the otherwise necessary steps for machining require long set-up times and thus production time, the use of insulation sections that are simple in design and can be produced quickly is particularly advantageous.
  • the segmented design allows the individual sections of the electrical feedthrough to be produced in a cost-effective and simple manner. Using a joining process, such as soldering in particular, the individual sections can be joined together to form a stable and durable electrical feedthrough.
  • soldering is an advantageous joining method, since soldering processes take place in soldering furnaces in the manufacture of the honeycomb bodies for catalytic converters, with the sections of the electrical feedthrough being able to be connected in a simple manner.
  • the contact section and the insulating section are aligned with one another in such a way that the contact section is in electrically conductive contact only with the electrical conductor of the insulating region.
  • the electrical conductor and the contact section are particularly preferably aligned concentrically with one another.
  • a fixing means can be a sleeve, for example, into which the elements are inserted in order to achieve a predetermined positioning relative to one another.
  • a sleeve which can also be referred to as a mold, can be formed, for example, from graphite or a ceramic or from a ceramic-coated metal.
  • the sleeve is preferably constructed in such a way that it survives a soldering process without damage and allows the elements to be released easily after the soldering process.
  • the individual elements can have threads, alternating internal threads and external threads, so that they can be soldered to the contact points and screwed together.
  • the elements can have bores into which fitting pieces are inserted, as a result of which the elements can be clearly positioned relative to one another.
  • the adapters remain in the holes after the soldering process and thus become part of the electrical conductor.
  • Another alternative is to press the elements together with a precise fit.
  • a solder is applied to the later contact surfaces between the elements, which solder creates the connection between the elements in the subsequent soldering process.
  • the contact surfaces between the elements can be reworked in such a way that in addition to the bonded connection created during soldering, a positive connection is also achieved.
  • peg connections, structured surfaces, interlocking elements or projections and shoulders can be provided, which produce a form fit.
  • the contact section is inserted into a precisely fitting mold with the conical area pointing downwards, with the cylindrical area on the arranged interface is first coated with a solder before the first end face of the insulation section is placed on the contact section in such a way that the contact section is only in conductive contact with the electrical conductor, the mold with the parts used and the solder layer then being subjected to a soldering process .
  • the soldering process is preferably carried out in a soldering furnace, which is also used to solder the metal honeycomb bodies of the catalytic converters. This creates process economy, since the soldering processes can take place in parallel.
  • the form is successively equipped with the elements that form the electrical feedthrough, the solder being applied to the respectively planned contact surfaces between the elements.
  • the elements fixed in the mold and soldered accordingly are finally heated to the required temperature in a suitable oven so that the solder melts and a durable connection is created.
  • the electrical conductor and the solder used are preferably nickel-based.
  • the bolt forming the electrical conductor is preferably made predominantly of nickel.
  • the terminal portion is fitted onto the second face of the insulating portion after the second face is coated with a solder and before the mold with the inserted parts is subjected to the soldering process.
  • connection section in order to create a sufficient distance between the heating conductor and the outer sleeve in order to prevent electrical short circuits.
  • the contact point between the electrical conductor and the connection section is accordingly also soldered before the entire arrangement is subjected to the soldering process.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a segmented electrical feedthrough, with the electrical conductor protruding in the axial direction on one side beyond the insulation material and the outer sleeve,
  • FIG. 2 shows a sectional view through an alternatively configured segmented electrical feedthrough, with the electrical conductor having the same axial extent as the insulation material and the outer sleeve, with a connection section being connected to the electrical conductor, which serves as a connection point to the heating conductor (not shown),
  • FIG 3 shows a sectional view through an alternatively configured segmented electrical feedthrough, with an additional positive connection being provided between the insulating section and the contact section, and
  • FIG. 1 shows a segmented electrical feedthrough 1 .
  • the bushing 1 is formed from a contact section 2 and an insulating section 3 .
  • the contact section 2 has a conical section 4 which can have an external thread in order to be able to screw a corresponding plug (not shown) onto the contact section 2 .
  • the contact section 2 has a cylindrical section 5 which adjoins the conical section 4 and forms the contact point with the electrical conductor 6 of the insulating section 3 .
  • the contact section is preferably formed from a material with good electrical conductivity, which is characterized by high resistance to oxidation and a low specific electrical resistance.
  • a preferred material is, for example, steel 2.4869.
  • the insulating section 3 connects to the contact section 2 .
  • the insulating section 3 is formed from the electrical conductor 6 , the insulating material 7 and the outer sleeve 8 .
  • the electrical conductor 6 preferably has a slightly larger diameter than the cylindrical section 5.
  • the cylindrical section has a diameter of 7.5 millimeters, while the electrical conductor 6 has a diameter of 8 millimeters.
  • the dimensions are exemplary, but give an impression of the preferred proportions.
  • the electrical conductor 6 has a longer axial extent than the insulation material 7 and the outer sleeve 8. This results in the electrical conductor 6 protruding, which simplifies the connection of the heating conductor (not shown).
  • FIG. 1 also shows the mold 9, which is used to position the individual elements of the segmented electrical feedthrough correctly relative to one another before the soldering process.
  • the mold 9 has recesses adapted to the individual elements, which forces the elements to be positioned clearly in relation to one another.
  • FIG. 2 shows an alternative exemplary embodiment of a segmented electrical feedthrough 10. Elements which are identical to FIG. 1 have the same reference numbers.
  • the electrical feedthrough 10 additionally has a connection section 11 which is connected to the electrical conductor 12 on the end face remote from the contact section.
  • the electrical conductor 12 does not protrude beyond the insulation material 7 and the outer sleeve 8 .
  • the cylindrical connection section 11 is connected to the electrical conductor 12 . This is also done by soldering the contact point and then soldering it.
  • the connection section 11 also has a smaller diameter than the electrical conductor 12.
  • connection section 11 is also clearly positioned in relation to the other elements and is fixed for the soldering process.
  • FIG. 3 shows an alternatively designed segmented electrical feedthrough 14.
  • the outer sleeve 8 and the insulating material 7 are designed as in FIG.
  • the contact section 15 has a recess 18 in the cylindrical section 16 which forms the interface to the electrical conductor 17 .
  • the recess 18 is arranged centrally.
  • the electrical conductor 17 has a pin 19 corresponding to the recess 18 .
  • the pin 19 is inserted into the recess 18, as a result of which a positive connection is formed and thus at least relative movements in the radial direction are prevented. If the pin 19 forms a press fit or an overfit to the recess 18 , a fixation in the axial direction can also be produced if the two elements are pressed together, that is to say the pin 19 is pressed into the recess 18 .
  • FIG. 4 shows an alternative configuration of the connection between the electrical conductor 20 and the cylindrical section 22 of the contact section.
  • the electrical conductor 20 has a plurality of pins 21 or a completely or partially circumferential edge on the outer radial circumference.
  • the cylindrical section can be inserted into the receptacle formed in this way on the electrical conductor 20, which ensures at least a fixation in the radial direction or, if there is a press fit, an additional fixation in the axial direction.
  • FIGS. 1 and 4 are not restrictive and serve to clarify the idea of the invention.

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Abstract

Segmentierte elektrische Durchführung Die Erfindung betrifft eine Segmentierte elektrische Durchführung (1, 10, 14) zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters durch ein Gehäuse hindurch, mit einem Kontaktabschnitt (2, 15) und einem Isolationsabschnitt (3), wobei der Isolationsabschnitt (3) einen elektrischen Leiter (6, 12, 17, 20), ein Isolationsmittel (7) und eine Außenhülse (8) aufweist, wobei der elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) und das Isolationsmittel (7) innerhalb der Außenhülse (8) angeordnet sind und der elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) durch das Isolationsmittel (7) zur Außenhülse (8) elektrisch isoliert ist, wobei an den elektrischen Leiter (6, 12, 17, 20) an einer ersten Stirnseiten der Kontaktabschnitt (2, 15) angebunden ist, und der elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) an seiner der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite mit einem Heizleiter verbindbar ist, wobei der Kontaktabschnitt (2, 15) und der Isolationsabschnitt (3) aus zwei unterschiedlichen Elementen gebildet sind, welche mittels eines Fügeverfahrens dauerhaltbar miteinander verbunden sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der segmentierten elektrischen Durchführung.

Description

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

Claims

Patentansprüche
1. Segmentierte elektrische Durchführung (1, 10, 14) zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters durch ein Gehäuse hindurch, mit einem Kontaktabschnitt (2, 15) und einem Isolationsabschnitt (3), wobei der Isolationsabschnitt (3) einen elektrischen Leiter (6, 12, 17, 20), ein Isolationsmittel (7) und eine Außenhülse (8) aufweist, wobei der elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) und das Isolationsmittel (7) innerhalb der Außenhülse (8) angeordnet sind und der elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) durch das Isolationsmittel (7) zur Außenhülse (8) elektrisch isoliert ist, wobei an den elektrischen Leiter (6, 12, 17, 20) an einer ersten Stirnseiten der Kontaktabschnitt (2, 15) angebunden ist, und der elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) an seiner der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite mit einem Heizleiter verbindbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kontaktabschnitt (2, 15) und der Isolationsabschnitt (3) aus zwei unterschiedlichen Elementen gebildet sind, welche mittels eines Fügeverfahrens dauerhaltbar miteinander verbunden sind.
2. Segmentierte elektrische Durchführung (1, 10, 14) 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 der Kontaktabschnitt (2, 15) einen konischen Abschnitt (4) aufweist und einen zylindrischen Abschnitt (5, 16, 22), wobei der zylindrische Abschnitt (5, 16, 22) die Schnittstelle zum Isolationsabschnitt (3) bildet.
3. Segmentierte elektrische Durchführung (1, 10, 14) 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 der Isolationsabschnitt (3) aus einem Verbundmaterial gebildet ist, wobei dieses einen innenliegenden elektrischen Leiter (6, 12, 17, 20) aufweist, welcher in Umfangsrichtung von einem hülsenartig angeordneten elektrischen Isolationsmaterial (7) umgeben ist, wobei der innenliegende elektrische Leiter (6, 12, 17, 20) und das elektrische Isolationsmaterial (7) von einer metallischen Außenhülse (8) eingefasst sind.
4. Segmentierte elektrische Durchführung (1, 10, 14) 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 der Isolationsabschnitt (3) eine erste Stirnseite aufweist und eine zweite Stirnseite aufweist, wobei die erste Stirnseite die Schnittstelle zum Kontaktabschnitt (2) der elektrischen Durchführung (1, 10, 14) bildet und die zweite Stirnseite die Schnittstelle zum Heizleiter und/oder einem Anschlussabschnitt (11) bildet.
5. Segmentierte elektrische Durchführung (10) 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 Durchführung (10) einen Anschlussabschnitt (11) aufweist, welcher an der zweiten Stirnseite des Isolationsabschnitts (3) angeordnet ist und mit dem elektrischen Leiter (12) des Isolationsabschnitts (3) dauerhaltbar verbunden ist.
6. Segmentierte elektrische Durchführung (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 der elektrische Leiter (6), das Isolationsmittel (7) und die Außenhülse (8) identische axiale Erstreckungen aufweisen und die Endbereiche der Elemente bündig miteinander abschließen.
7. Verfahren zur Herstellung einer segmentierten elektrischen Durchführung (1, 10, 14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei der Kontaktabschnitt (2, 15) und der Isolationsabschnitt (3) mittels eines Fügeverfahrens dauerhaltbar miteinander verbunden werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kontaktabschnitt (2, 15) und der Isolationsabschnitt (3) an der ersten Stirnseite des Isolationsabschnitts (3) miteinander dauerhaltbar verbunden werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kontaktabschnitt (2, 15) und der Isolationsabschnitt (3) zueinander in der Weise ausgereichtet werden, dass der Kontaktabschnitt (2, 15) nur mit dem elektrischen Leiter (6, 12 ,17, 20) des Isolationsbereichs (3) in elektrisch leitfähigen Kontakt steht. 17 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kontaktabschnitt (2, 15) und der Isolationsabschnitt (3) mittels eines Fixiermittels (9, 13, 18, 19, 21 ) gegeneinander fixiert werden bevor das Fügeverfahren zur Erzeugung der dauerhaltbaren Verbindung ausgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kontaktabschnitt (2, 15) mit dem konischen Bereich (4) nach unten in eine passgenaue Form (9, 13) eingelegt wird, wobei die am zylindrischen Bereich (5, 16, 22) angeordnete Schnittstelle zuerst mit einem Lot beschichtet wird bevor der Isolationsabschnitt (3) mit der ersten Stirnseite derart auf den Kontaktabschnitt (2, 15) aufgesetzt wird, dass der Kontaktabschnitt (2, 15) nur mit dem elektrischen Leiter (6, 12, 17, 20) in leitfähigem Kontakt steht, wobei anschließend die Form (9, 13) mit den eingesetzten Teilen und der Lotschicht einem Lötverfahren unterzogen wird. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Anschlussabschnitt (11) auf die zweite Stirnseite des Isolationsabschnitts (3) aufgesetzt wird, nachdem die zweite Stirnseite mit einem Lot beschichtet wurde und bevor die Form (13) mit den eingesetzten Teilen dem Lötverfahren unterzogen wird.
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