帶防電腐蝕裝置的電絕緣引線裝置的製作方法
2023-05-13 01:07:31
專利名稱：帶防電腐蝕裝置的電絕緣引線裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種至少一根電導線穿過內燃機排氣系統尤其可電加熱的催化式排氣淨化器金屬外殼的絕緣引線裝置。
由汽車排氣造成的空氣汙染成為環保政策關注的中心。歐洲委員會打算至1995年9月提出下一階段排氣的法律草案，然後從2000年起適用於新車。通過這些規定應能減少內燃機有害物質的排放量。隨著對減少汽車排氣中有害物質的要求的提高，採用了越來越複雜的內燃機排氣淨化系統。尤其是為了減少在內燃機冷起動階段有害物質排放量，除可調式三通催化劑外還採用可電加熱的催化式排氣淨化器。例如由WO92/02714已知這些裝置。在這種可電加熱的催化式排氣淨化器中存在的問題是從電源到可電加熱的催化式排氣淨化器的電導線引電裝置。由WO94/18442已知一種電引線裝置的方案。
業已確認，電引線裝置和/或電導線會因腐蝕而損壞。
本發明的目的是，進一步改進此類電絕緣引線裝置，使之能防腐蝕。
按本發明通過具有權利要求1特徵的電絕緣引線裝置來達到此目的。有利的進一步設計是從屬權利要求的內容。
按本發明的這種至少一根電導線穿過內燃機排氣系統尤其是可電加熱的催化式排氣淨化器金屬外殼的電絕緣引線裝置，其中外殼在引線裝置所在區有一金屬材料制的套筒，套筒與外殼連接，以及導線穿過套筒延伸，這種引線裝置的特徵在於它有一個保護裝置，通過保護裝置來避免引線裝置的電腐蝕。本發明基於這一思想，即，引線裝置的腐蝕主要是由於在引線裝置區域內形成電解構件引起的。因為在引線裝置中有不同的金屬材料，其中各個構件處於不同的電位，所以當加上電解液時便形成電解構件。電解液可以是水，尤其是鹽水。為了制止這種由於形成電解構件而引起的電腐蝕，為引線裝置設保護裝置。
在引線裝置的一種最佳實施形式中，保護裝置至少包括一個消耗電極，消耗電極與套筒電連通。因此儘管沒有阻止形成電解構件，但是電腐蝕從引線裝置的零件轉移到了消耗電極上，從而減少了引線裝置的腐蝕。在保護裝置的一種最佳實施形式中，消耗電極裝在套筒上。在這種情況下消耗電極設計為環狀，並通過摩擦力和/或形狀相配地與套筒連接。通過消耗電極與套筒連接，可以在需要時更換消耗電極。將消耗電極裝在套筒上還有一個優點是可以對消耗電極進行目視檢查，不需要繁瑣的分解工作。為了消耗電極與套筒的摩擦力連接，建議將消耗電極壓在套筒上或熱壓配合在套筒上。
按照另一個有利的構思建議，將消耗電極設在外殼上並與套筒電連通。消耗電極與外殼的連接最好設計成可拆式的。為此建議，消耗電極裝在一個與外殼牢固連接的銷子上。採用這一設計簡化了消耗電極的置換。此外還提供了將多個消耗電極布置在外殼上的可能性，從而避免在空間上限制消耗電極，如將消耗電極裝在套筒上時便會出現這種情況。消耗電極與套筒的連接最好藉助於一根由具有良好導電能力的材料制的導線尤其是藉助於一根銅導線來實現。
引線裝置的導線通過電纜與電源連接。為了連接電纜與導線使用接觸件。建議在接觸件上設消耗電極。這種設計的優點是可以保留迄今的可電加熱的催化式排氣淨化器的製造方法。為保證導線與接觸件之間的可靠接觸，建議將導線設計成能與接觸件通過摩擦力和/或形狀相配地連接。
按照另一項建議，接觸件設有保護層，保護層直接套在接觸件上。保護層例如可用鋅製造。保護層起陽極的作用。
除了上述消耗電極結構的可供選擇的方案外，也可以將它直接設置在電纜上，此電纜的一端與導線連接，另一端與電源連接。在這種情況下消耗電極可例如壓套在電纜上。
按照另一個有利的思想，建議消耗電極用一種與導線和套筒的材料相比在金屬的電化學序中比較不貴重的材料製造。電極最好用鋅製造。在電化學序中鋅的標準電位為-0.76V。用鎳制的電極標準電位為-0.24V。兩種消耗電極均形成電解構件的負極。
按照另一個有利的思想，建議引線裝置設一保護裝置，通過此保護裝置延長了形成電解構件的電流路程。由於電阻主要取決於導電裝置有多長，所以通過延長電流路程產生一個電阻，由於這一電阻減小了電流和由此引起的電腐蝕。電流路程的這一延長聯繫到可電加熱的催化式排氣淨化器是特別令人感興趣的，因為這種排氣淨化器在較高的電壓下工作。例如，這種可電加熱的催化式排氣淨化器在約30伏的電壓下工作。為了具體設計此保護裝置，建議此保護裝置由至少覆蓋住套筒從外殼伸出的端面的一個不導電的至少有一層的保護層構成。保護層或保護層外層最好用一種疏水材料製成。由此避免在保護層上形成形式上為水的電解液積聚，正是此電解液積聚會引起電腐蝕的產生。
按照另一個有利的思想建議，保護層由至少一個塑料層構成，最好由矽酮構成。此保護層也可以取代矽酮而用玻璃製成。這種保護層一般用一種無氣孔的材料製造。
按照另一個有利的思想建議了一種引線裝置，其中，通過藉助於外殼與接地電位電連通構成保護裝置來避免電腐蝕。由此防止了在電引線裝置的電負極區內的電位升高，從而有效抑制了電腐蝕的作用。
按照另一個有利的思想，建議引線裝置設一種保護裝置，它包括一個由電絕緣材料制的殼體。殼體流體密封地裝在套筒上並至少有一個導線通道。由此獲得了引線裝置的外罩，因此電解液不會與引線裝置的零件接觸。
在保護裝置的最佳實施形式中，在殼體與套筒之間至少設有一個密封件。此密封件可例如設計為O型密封圈的形式。
為了保證在例如轎車粗暴工作時殼體能留在套筒上以及不會由於搖擺和振動而從套筒上滑落，建議殼體防拔脫地裝在套筒上。殼體防拔脫地裝在套筒上最好通過至少一個保險件來實現，它插入設計在套筒中的底切中。保險件例如可涉及開口銷、環或U形夾，它與殼體最好可拆式地連接。其中保險件可裝在殼體內罩中。還有這樣的可能性，即殼體有至少一個孔，例如一個開口銷可穿過此孔延伸。
殼體最好用一種塑料製造。對於這種殼體最好採用形式上為套環的保險件，套環成形在殼體上。套環在這種情況下插入制在套筒中的底切中。成形的套環可與殼體設計為一體。在套環的一種最佳的實施形式中，它設計為彈簧彈性的。在這裡殼體與套筒的連接按卡鎖方式進行。殼體最好用塑料製造並按塑料注塑成型方法製造。
下面藉助於表示在附圖中的最佳實施例說明按本發明的電絕緣引線裝置的其它優點和特徵。其中
圖1帶有一個消耗電極的引線裝置第一種實施例剖面圖；圖2帶有一個消耗電極的引線裝置第二種實施例剖面圖；圖3帶有保護層的電引線裝置第三種實施例的剖面圖；圖4引線裝置第四種實施例剖面圖；圖5帶有一個殼體的引線裝置第五種實施例的剖面圖；圖6帶有一個殼體的引線裝置第六種實施例的剖面圖；圖7帶有一個殼體的引線裝置第七種實施例的剖面圖；以及圖8帶有一個殼體的引線裝置第八種實施例的剖面圖。
圖1中表示了一根電導線2穿過內燃機排氣系統，尤其是可電加熱的催化式排氣淨化器的金屬外殼的電絕緣引線裝置1的第一種實施例。例如在WO92/02714中介紹了這種催化式排氣淨化器的結構。
在外殼3內製有通孔4，套筒5穿過此通孔4延伸。金屬套筒5與外殼3焊接。用6表示套筒5與外殼3之間的焊縫。導線2穿過套筒5延伸。導線2插入外殼3中的端部7與圖中沒有表示的催化式排氣淨化器電接觸。導線2從外殼3伸出套筒5的那一端部8用於與一電纜電連接，在圖中沒有表示此電纜，它與一個電源連接。
在導線2與套筒5之間裝有一電絕緣裝置9，從而保證套筒5與導線2之間的電隔離。有關絕緣裝置9可例如是氧化鋁。
如由圖1可見，套筒5從外殼3向外伸出。在套筒5的這一伸出的端部上裝有一個消耗電極10。此消耗電極10通過摩擦力與套筒5連接。消耗電極10設計成環狀。消耗電極10的內輪廓和外輪廓形狀可與例如套筒5的結構狀況相匹配。
消耗電極10最好用鋅製造。若在套筒5上面聚積有例如形式上為鹽水的電解液，以及電解液導致導線2與套筒5之間接觸，則有一股電流通過消耗電極10流動，從而使消耗電極10腐蝕。由此避免套筒5或導線2腐蝕。
圖2中表示了帶有消耗電極的電引線裝置第二種實施例。按圖2的引線裝置1的基本結構與圖1中所表示的一致。電導線2穿過套筒5延伸。在套筒5與電導線2之間設有絕緣裝置9。套筒5設在外殼3的通孔4內。套筒與外殼3焊接。
在催化式排氣淨化器殼體的外殼3上布置了消耗電極10。消耗電極10可以裝在一個圖中沒有進一步表示的銷子上，銷子與外殼3連接。消耗電極10通過電纜11與套筒5連接，電纜11最好用銅製。在圖2所表示的實施例中，在套筒5上裝有一個用導電性能良好的材料制的套環12。套環12與電纜11連接。圖2所示的實施形式的優點是，能比較方便地更換消耗電極10。此外，可以目視檢查電極10無需大的費用支出。
圖3表示按本發明的電導線2穿過內燃機排氣系統金屬外殼3的電絕緣引線裝置第三種實施例。外殼3在引線裝置1所在區有一個通孔4，套筒5穿過通孔4延伸。套筒5與外殼3藉助於焊縫6焊接。
在套筒5與電導線2之間設有電絕緣裝置9，它將導線2與套筒5並因而與外殼3電隔離。
此引線裝置1有一個形式上為覆蓋套筒5的端面13和外表面的不導電保護層14的保護裝置。保護層一直延伸到外殼3，因此套筒5再加上電導線2的絕緣裝置9與外面隔離，在所表示的實施例中，保護層14設計為單層的。也可以在認為需要時將保護層14設計為多層的。當套筒5和外殼3有不同的熱膨脹特性時，可能有興趣用多層的保護層，使得在保護層14內不會產生因溫度造成的應力裂縫。保護層最好是無氣孔的，以免在保護層14上積聚水。
圖4表示帶保護裝置的引線裝置另一種方案，採用這種方案可以避免引線裝置電腐蝕。在引線裝置1中電導線2穿過催化式排氣淨化器的金屬外殼3延伸。外殼3有一個通孔4，套筒5穿過通孔4延伸。套筒5用金屬材料製造。外殼3與套筒5焊接。在套筒5內部設電絕緣裝置9，後者圍繞著導線2。
為避免引線裝置的電腐蝕設一保護裝置15，保護裝置15通過電連通使外殼3並因而套筒5處於接地電位。保護裝置15有一接線柱16，它穿過外殼3中的孔17延伸。接線柱16與外殼3在位置18處焊接。接線柱16和導線2用相同的金屬材料製造。
在圖5和6中表示了帶有形式上為殼體的保護裝置的引線裝置兩種實施例。導線2穿過套筒5延伸，套筒5裝在通孔4中。通孔4制在催化式排氣淨化器金屬外殼3內。在導線2與金屬套筒5之間設電絕緣裝置9。套筒5與外殼3在通孔4邊緣區焊接。導線2與套筒5被一個用電絕緣材料制的殼體19所圍繞。殼體19流體密封地裝在套筒5上，因此電解液不能與電導線2接觸。殼體19有一個圖中沒有表示的電纜通道，電纜穿過此電纜通道延伸並與導線2電連通。
圖5所表示的實施形式中在殼體19與套筒5之間裝有密封件20。此密封件20所涉及的是一種O型密封圈，它裝在套筒5上。為了使密封件20可靠地裝在套筒5上，套筒5制有一環形凸緣21。為了便於殼體20的安裝，殼體上有一個導入斜面22。殼體19的內部截面與密封件20的外輪廓形狀相配成，使密封件20在殼體套上後受擠壓並在與套筒5和殼體19之間各形成一個密封面。採取了這一措施後便沒有任何電解液能進入殼體19。
在圖6中表示了一種具有內環23的殼體19。環23貼靠在密封件20上。密封件20覆蓋住套筒5的端面13。為了增大密封件20與套筒5之間的密封面，套筒5內部加工有一個臺階24。
在殼體19上設有一環形套環25，它插在套筒5外表面上所制的底切26後面。套環25和底切26構成殼體19的防拔脫裝置。
圖7表示一根電導線2穿過內燃機排氣系統尤其是可電加熱的催化式排氣淨化器金屬外殼3的電絕緣引線裝置1的第七種實施形式。在外殼3中制有通孔4，套筒5穿過通孔4延伸。金屬套筒5與外殼3沿焊縫6焊接。導線2穿過套筒5延伸，其中，導線2伸入外殼3內的端部與圖中沒有表示的催化式排氣淨化器電接觸。導線2從外殼3伸出套筒5的端部8用於電連接在一根電纜29上，後者與圖中沒有表示的電源連接。導線2與電纜29的連接藉助於接觸件29實現。在所示的實施例中，電纜29插入接觸件27內。
為保證接觸件27與導線2的機械與電連接，接觸件27有一盲孔30。盲孔30和導線2各有圓形截面。接觸件27與電導線2之間的連接藉助於壓配合實現，為此，孔30相應地有一個比導線2小的直徑。
在接觸件27上設有一陽極保護層28。此保護層最好用鋅製造。在接觸件27上裝有消耗電極10。在圖7中表示的消耗電極10在接觸件27上的定位是一種範例，定位可以適當地改變，只要始終保證消耗電極具有這種工作能力。
圖8表示了另一種實施形式。在這種實施形式中消耗電極10直接裝在電纜29上，電纜29與接觸件27連接。消耗電極10與電纜29的連接可這樣實現，即，將消耗電極10擠壓在電纜29上。當然，在需要時消耗陽極也可以直接裝在導線或導線端部8上，只要它們沒有被接觸件27完全覆蓋住。
權利要求
1.至少一根電導線(2)穿過內燃機排氣系統尤其是可電加熱的催化式排氣淨化器金屬外殼(3)的電絕緣引線裝置(1)，其中外殼(3)在引線裝置(1)的所在區有一金屬材料制的套筒(5)，套筒(5)與外殼(3)連接，以及，導線(2)穿過套筒(5)延伸，其特徵為引線裝置(1)有一個保護裝置(15)，通過它避免引線裝置電腐蝕。
2.按照權利要求1所述的引線裝置，其特徵為保護裝置至少包括一個消耗電極(10)，它與套筒(5)電連通。
3.按照權利要求2所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)裝在套筒(5)上。
4.按照權利要求3所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)設計成環狀。
5.按照權利要求4所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)通過摩擦力和/或形狀相配地與套筒(5)連接。
6.按照權利要求2所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)裝在外殼(3)上並與套筒(5)電連通。
7.按照權利要求6所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)可拆式地與外殼(3)連接。
8.按照權利要求6所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)裝在一個與外殼(3)牢固連接的銷子上。
9.按照權利要求6、7或8所述的引線裝置，其特徵為一根由良好導電材料尤其是銅製的電纜形成消耗電極(10)與外殼(3)之間的電連通。
10.按照權利要求2至9之一所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)用一種與導線(2)的材料相比在電化學序中比較不貴重的材料製造。
11.按照權利要求10所述的引線裝置，其特徵為消耗電極(10)用鋅製造。
12.按照權利要求1所述的引線裝置，其特徵為引線裝置(1)有保護裝置(15)，通過它延長了形成電解構件的電流路程。
13.按照權利要求1或12所述的引線裝置，其特徵為引線裝置(1)有保護裝置(15)，它由至少覆蓋住套筒(5)從外殼伸出的端面(13)的一個不導電的至少有一層的保護層(14)構成。
14.按照權利要求13所述的引線裝置，其特徵為保護層(14)或保護層的外層是無氣孔的。
15.按照權利要求13或14所述的引線裝置，其特徵為保護層(14)或保護層(14)的外層用一種疏水的材料製成。
16.按照權利要求13、14或15所述的引線裝置，其特徵為保護層(14)至少有一個塑料層，尤其是矽酮層。
17.按照權利要求13至15之一所述的引線裝置，其特徵為保護層(14)至少有一個玻璃層。
18.按照權利要求13至17之一所述的引線裝置，其特徵為保護層(14)完全包圍套筒(5)的外表面。
19.按照權利要求18所述的引線裝置，其特徵為保護層(14)至少局部設在外殼(3)上。
20.按照權利要求1所述的引線裝置，其特徵為引線裝置(1)有保護裝置(15)，它通過外殼(3)與接地電位的電連通構成。
21.按照權利要求1所述的引線裝置，其特徵為引線裝置(1)有保護裝置(15)，它包括一個電絕緣材料制的殼體(19)，殼體(19)流體密封地裝在套筒(5)上並至少有一個電纜通道。
22.按照權利要求21所述的引線裝置，其特徵為在殼體(19)與套筒(5)之間至少設有一個密封件(20)。
23.按照權利要求22所述的引線裝置，其特徵為密封件(20)裝在套筒(5)上。
24.按照權利要求21、22或23所述的引線裝置，其特徵為殼體(19)防拔脫地裝在套筒(5)上。
25.按照權利要求24所述的引線裝置，其特徵為套筒(5)有一底切(26)，殼體(19)有一套環(25)，其中套環(25)插入底切(26)中。
26.按照權利要求25所述的引線裝置，其特徵為套環(25)設計為彈簧彈性的。
全文摘要
本發明涉及一種至少一根電導線(2)穿過內燃機排氣系統尤其是可電加熱的催化式排氣淨化器金屬外殼(3)的電絕緣引線裝置。外殼(3)在引線裝置所在區有一金屬材料制的套筒(5)。套筒(5)與外殼(3)焊接。導線(2)穿過套筒(5)延伸。在套筒(5)上裝有一消耗電極(10)。
文檔編號F01N3/24GK1196106SQ96196802
公開日1998年10月14日 申請日期1996年8月29日 優先權日1995年9月7日
發明者羅爾夫·布呂克, 諾貝特·貝爾高 申請人:發射技術有限公司