[发明专利]可电加热的蜂窝体的多个金属片层的电连接和相应的蜂窝体

说明书

技术领域

本发明涉及可电加热的蜂窝体的领域，该蜂窝体尤其用于内燃机的废气处理系统，优选用在机动车中。例如需要可电加热的蜂窝体，以用于加热废气处理系统中的组件，并由此实现或维持用于确定的化学反应的，尤其也用于催化活化反应的确定的最低温度。这例如用在废气催化器、颗粒过滤器和/或用于还原氮氧化物的设备中。

背景技术

例如在WO96/10127中描述了这种可电加热的蜂窝体的典型的结构形式。EP1 967 712也说明了一种可电加热的蜂窝体的结构。在两个文献中，表明了一种可能性，即把这种可电加热的蜂窝体(电绝缘地)支承在相邻布置的蜂窝体上。

为了能够为电加热提供足够大的欧姆电阻，这种可电加热的蜂窝体包括至少一个多个金属片层的堆叠，所述金属片层如此结构化，即其为气体形成沿轴向方向可流经的通道。典型地，粗结构化的金属片以及细结构化的金属片和/或光滑的金属片交替地上下叠置。通过按照S形、U形等类型反向缠绕所述堆叠来如此形成该堆叠，即所述堆叠占据圆形的或椭圆形的横截面，其中堆叠的相邻的绕组必须彼此电绝缘。这可以通过绝缘层和/或通过电绝缘的气隙实现，其中在运行中当金属片/堆叠的强烈的热延伸时，能够如此稳定气隙，即堆叠的绕组借助于支承销固定在相邻的蜂窝体上且由此固定在其位置中。通过这种方式也可以沿轴向方向稳定相对较短的可电加热的蜂窝体，例如具有仅1至5cm的轴向延伸的蜂窝体。

已表明，对可电加热的蜂窝体的稳定性和/或电特性有利的是，该蜂窝体由交替的粗结构化的金属片层和细结构化的金属片层构造，尤其由具有第一细波纹部(具有小的第一波纹高度和小的第一波纹长度)的金属片层和由具有第二粗结构(具有带有大的第二波纹高度和/或大的第二波纹长度的第二波纹部)的金属片层组成。金属片层优选在堆叠内部在若干(选出的)或所有接触点处彼此焊接或通过扩散连接件彼此固定。

然而，堆叠与外部电源的电连接存在问题。因为缠绕的能导电的堆叠必须布置在金属套管的内部，所以需要至少一个与套管电绝缘的、至堆叠的输入件，其中典型地应该引导如此高的电流强度通过所述堆叠，即值得期待的是，在接触的区域内堆叠的各个金属片层上的尽可能均匀的电流分布或者甚至需要用于避免损坏。

因此，在现有技术中已知的实施方案中，典型地存在电流分布结构，堆叠的各个金属片层终止在该电流分布结构处，其中电流分布结构又通过电绝缘地被引导穿过蜂窝体的金属外壳的连接销被接触。在所述结构方式中典型的电流分布结构是一种半硬壳，所述半硬壳平行于金属外壳延伸且终止在各个金属片层处且金属连接，尤其是焊接。该电流分布结构必须又通过绝缘层与蜂窝体的金属外壳电绝缘。这可以通过气隙实现，然而也需要为此同样把电流分布结构稳定在其位置中，这优选通过额外的支承销实现，其中在此也必须始终注意所述结构的电绝缘，在所述结构处进行支承。

在可电加热的蜂窝体中，电接触的问题至少出现在堆叠的一侧，即当堆叠的另一侧直接可以/应该连接在金属外壳上时。一旦堆叠的两个端部不应该与(电的)接地线连接时，也必须相应地接触堆叠的两个端部。

发明内容

本发明的任务在于，至少部分地解决关于现有技术描述的问题。尤其应该实现蜂窝体的多个金属片层在连接销上的电连接，该连接可简单且价廉地制造，尽可能避免了与金属外壳平行的电流分布结构且仍实现了电流的均匀分布和可电加热的蜂窝体的稳定结构。

根据权利要求1的特征所述的电连接用于完成该任务。在从属权利要求中描述了有利的设计方案，其中这些设计方案能够以技术上有意义的方式彼此组合。说明书，尤其结合附图说明或阐明了在权利要求中提及的特征并给出其它有利的实施变型方案。此外，还实现了具有根据本发明的电连接的蜂窝体。

因此建议了一种蜂窝体的多个金属片层在连接销处的电连接，其中蜂窝体具有带有内圆周的金属外壳，连接销在套管中电绝缘地被引导经过所述金属外壳。此外，金属片层是交替布置的粗结构化的金属片层和细结构化的或光滑的金属片层，这些金属片层共同形成了具有最上部金属片层和最下部金属片层的堆叠，所述堆叠具有在金属片层之间对气体来说从入口侧至出口侧沿轴向方向可流经的通道。此外，连接销(大致)垂直于金属片层并因此沿径向方向延伸，并且通过至少一个导电的中间件与至少两个金属片层、优选至少一半金属片层、尤其是所有金属片层金属连接(利用金属进行连接)，该中间件包围该堆叠的多个金属片层。