專利名稱：可實現(xiàn)金屬連接的電絕緣支座結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可承受各方向的機(jī)械負(fù)荷并可金屬地連接于相互點絕緣的導(dǎo)電構(gòu)件上的電絕緣支座結(jié)構(gòu)。在許多工程應(yīng)用場合，通常需要使導(dǎo)電構(gòu)件之間相互絕緣，但同時又常需要這些構(gòu)件之間有某種機(jī)械組合關(guān)系，所以，人們已知有各種電絕緣支座結(jié)構(gòu)。其中，通常用塑料或陶瓷構(gòu)件來進(jìn)行絕緣。
但是，在這些絕緣體同時還要承受很大的機(jī)械負(fù)荷時常常會產(chǎn)生問題。盡管陶瓷結(jié)構(gòu)可以承受壓力負(fù)荷，但不能承受較大的拉力。此外，在將陶瓷構(gòu)件固定在導(dǎo)電體上時，它必須承受壓力，這通常會產(chǎn)生一些問題。雖然人們已經(jīng)知道使用鍍有金屬的陶瓷，例如使其具有可焊接性，但這種陶瓷所能承受的拉力負(fù)荷仍然不能超出陶瓷本身所能承受的限度。
在WO 92/02714中公開了一種帶有內(nèi)承載結(jié)構(gòu)的電加熱蜂窩體，其中，各個構(gòu)件或各個部分必須相互電絕緣，該蜂窩體在產(chǎn)生極高的熱負(fù)荷的同時，還會因熱膨脹產(chǎn)生極高的機(jī)械負(fù)荷。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種絕緣的、并可與相互電絕緣的導(dǎo)電部件金屬連接的支座結(jié)構(gòu)，其中，該支座結(jié)構(gòu)可提高承受來自各個方向的較高的機(jī)械負(fù)荷、特別是可承受較高的拉力負(fù)荷的能力。這種支座結(jié)構(gòu)特別適用于具有極高應(yīng)力的電加熱蜂窩體。本發(fā)明的另一任務(wù)是提供適于制造這種支座結(jié)構(gòu)的方法。
為實現(xiàn)上述任務(wù)，采用了一個電絕緣的、可承受各個方向載荷并可與相互電絕緣的導(dǎo)電體金屬連接的支座結(jié)構(gòu)。其中，用一個空間壓上、即在幾乎所有方向上壓入的陶瓷材料作為電絕緣材料。該陶瓷材料設(shè)置在一個第一和一個第二金屬結(jié)構(gòu)之間，該兩結(jié)構(gòu)的形狀應(yīng)保證在各個方向均對陶瓷材料施加壓力，而兩結(jié)構(gòu)之間互不接觸。本發(fā)明的要點在于，兩金屬結(jié)構(gòu)是這樣設(shè)置的，它可保證兩者雖不接觸，但可將位于兩者之間的陶瓷層基本圍住，使陶瓷材料在任何方向上都不會漏出。在此，陶瓷材料無論是用粉末狀材料還是成形構(gòu)件構(gòu)成都無關(guān)緊要。兩金屬結(jié)構(gòu)的形狀必須保證，不論是粉末或是通過機(jī)械力壓碎的碎片都不會從它們之間漏出。由此產(chǎn)生的陶瓷粉末的絕緣特性在諸如熱電偶、套管式測量導(dǎo)體等領(lǐng)域中是公知的。可用于上述領(lǐng)域的陶瓷和金屬材料也可用于本發(fā)明。重要的是，該支座結(jié)構(gòu)能夠與相互電絕緣的構(gòu)件金屬連接。其中，第一金屬結(jié)構(gòu)與第一構(gòu)件連接，第二金屬結(jié)構(gòu)與一個與第一構(gòu)件相互絕緣的第二構(gòu)件連接。
一種簡單的而性能很好的結(jié)構(gòu)形式是第一金屬結(jié)構(gòu)是一根連續(xù)的金屬線或一條連續(xù)的金屬帶，第二金屬結(jié)構(gòu)則由包在金屬線或金屬帶外的一段段套管構(gòu)成。在這兩金屬結(jié)構(gòu)之間均壓入陶瓷材料。通過這樣的方法可以使一個構(gòu)件與金屬線或金屬帶金屬連接，而另一個與該構(gòu)件電絕緣的構(gòu)件則與套在外周的各套管連接。無論在兩構(gòu)件上施加什么方向的力，位于兩金屬結(jié)構(gòu)之間的陶瓷材料因其在各方向被密封因而只受到壓力載荷。因此，該支座的承載能力取決于金屬件的承載能力而不取決于陶瓷材料的承載能力。
在該實施方案中，陶瓷材料即可由一個個瓷珠或小陶瓷管構(gòu)成也可以是粉末狀的。被壓緊的瓷珠或小陶瓷管即使在經(jīng)過一段時間的交變熱負(fù)荷作用后被粉碎成碎片或粉末也無關(guān)緊要，因為該碎片不會從金屬結(jié)構(gòu)之間遺失。
若采用以下結(jié)構(gòu)則可獲得更合理、面積更大的支座結(jié)構(gòu)，即，使第一金屬結(jié)構(gòu)與第二金屬結(jié)構(gòu)通過一個或多個拱起部與至少一個內(nèi)縮部、例如一個具有按鈕特性的內(nèi)縮部相互形狀配合適宜地連接，在兩者之間設(shè)有陶瓷材料、最好是薄金屬氧化層。在拱起部與內(nèi)縮部所在的區(qū)域內(nèi)陶瓷夾層也不能漏出。與前面提到的實施方案相同，無論從那個方向?qū)χёY(jié)構(gòu)施力，陶瓷層承受的總是壓力。
如下面將進(jìn)一步描述的，如果先將第一和第二金屬結(jié)構(gòu)相互形狀配合適宜地連接，然后在兩者之間構(gòu)成絕緣層則效果更好。這可通過對兩結(jié)構(gòu)之間的表面氧化或化學(xué)處理或?qū)ζ渲幸粋€表面進(jìn)行特殊涂敷來實現(xiàn)。
本發(fā)明的另一任務(wù)是通過一種制造上述支座結(jié)構(gòu)的方法實現(xiàn)的其中，在第一和第二金屬結(jié)構(gòu)之間在各個方向上壓入的陶瓷材料、最好是粉末狀的材料。第一和第二結(jié)構(gòu)的形狀應(yīng)保證二者至少有一段可以與其他結(jié)構(gòu)件金屬連接。另一個值得強(qiáng)調(diào)的是，第一和第二金屬構(gòu)件盡管可以與其它構(gòu)件金屬連接，但兩金屬構(gòu)件相互不接觸。無論對金屬構(gòu)件施加何方向的力，被壓入在其間的陶瓷材料都只受到壓力載荷。
這可以通過簡單的方法實現(xiàn)，即、采用一個被陶瓷層和金屬套筒包住的第一金屬結(jié)構(gòu)，所述包在外周的金屬套筒被分成多段。重要的是，外層金屬結(jié)構(gòu)的各個段不是簡單地敞開的，而是被彎向內(nèi)側(cè)，使得位于其中的陶瓷材料基本上在各個方向上都承受壓力。人們可以用一個普通的套管型導(dǎo)體將其各個截面縮小然后將套筒上被縮小的各段(用諸如用腐蝕或熔融等方法)取下便可制出本發(fā)明的套筒結(jié)構(gòu)。
對于大面積的支座結(jié)構(gòu)最好采用這種方案，第一和第二金屬結(jié)構(gòu)中至少有一個的表面經(jīng)化學(xué)處理轉(zhuǎn)換成電絕緣面或在表面涂有涂層，通過對二者進(jìn)行相同的形狀處理，實現(xiàn)二者之間的空間形狀配合適宜地連接。其中，所述可轉(zhuǎn)換的表面位于兩金屬結(jié)構(gòu)之間。隨后通過氧化等方法將可轉(zhuǎn)換的表面或表面層轉(zhuǎn)化為具有電絕緣性的陶瓷層。由此在三維形狀連接部分之間形成一個幾乎在各個方向上均受壓的絕緣層。三維形狀連接可通過諸如按鈕技術(shù)領(lǐng)域中已知的方法或通過在不同的方向上的彎折來實現(xiàn)。
一種特別合理的方法是，將兩塊鋼板作為第一和第二金屬結(jié)構(gòu)疊合起來，其中至少一塊板具有一個可經(jīng)化學(xué)處理而轉(zhuǎn)換為絕緣層的、特別是含鋁的層的內(nèi)表面。首先，將兩板沿一個第一方向一同彎曲，然后沿著一個與第一方向大至垂直的第二方向上在第一次彎曲的較大的變形的條件下再彎曲，由此在兩板件產(chǎn)生一種三維形狀連接結(jié)構(gòu)。隨后，用化學(xué)處理方法和/或熱處理方法將可轉(zhuǎn)換的內(nèi)表面處理成陶瓷絕緣層。
可借助于相互嚙合的齒輪來彎曲兩板，其中，一個接一個的彎折在兩個大約相互垂直的方向上形成特殊的折皺形狀，由此在兩相互疊合的板間形成一可靠的三維形狀連接結(jié)構(gòu)。在一個板的內(nèi)表面上的鋁層在兩次彎折中均可毫無問題地隨其一同變形，因此在變形后仍完全覆蓋在兩板之間。然后，對該層進(jìn)行氧化，如在含氧狀態(tài)下進(jìn)行熱處理，由此可在兩板之間獲得均勻的、在各處均壓入的絕緣層。如果結(jié)構(gòu)的面積很大，也可以在后續(xù)工步中在兩板之間加一些活性的、含氧的化學(xué)物質(zhì)作為涂層，以便預(yù)先提供氧化過程中所需要的氧氣。
本發(fā)明特別適用于固定如WO 92/02714中所述的那種電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器。為避免重復(fù)，可參照該文獻(xiàn)的全部內(nèi)容。在經(jīng)受交變熱負(fù)荷及安裝到汽車上時，在這種電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器的各部件之間會產(chǎn)生相當(dāng)大的機(jī)械負(fù)荷及振動。因此，由氣隙或陶瓷層構(gòu)成的絕緣層顯然不能滿足各種應(yīng)用場合的要求。十分重要的是，各個部件之間的機(jī)械連接需要滿足以下兩方面，一方面相互之間不能太近(否則會造成短路)，另一方面距離又不能太遠(yuǎn)(否則會導(dǎo)致振動或結(jié)構(gòu)斷裂)。本發(fā)明的支座結(jié)構(gòu)就特別適用于這樣的用途。利用該支座結(jié)構(gòu)，可使第一金屬結(jié)構(gòu)與第一構(gòu)件金屬連接而第二金屬結(jié)構(gòu)與同第一構(gòu)件相互絕緣的第二結(jié)構(gòu)金屬連接。在此，即可采用平面型支座結(jié)構(gòu)也可采用單一的或多個線形支座結(jié)構(gòu)。
如附圖中詳細(xì)表示的，電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器常常制成具有導(dǎo)電性的蜂窩體并被分成若干個部分。通過將本發(fā)明的支座結(jié)構(gòu)設(shè)置在蜂窩體內(nèi)腔，使其第一金屬結(jié)構(gòu)與蜂窩體的一部分金屬連接而第二金屬結(jié)構(gòu)與另一部分金屬連接，因此，本發(fā)明的支座在進(jìn)行電分割的同時，還用作各部分相對側(cè)的固定。在此情況下若采用硬焊接則更好，因為這類蜂窩體本來就必須焊接。不過，連接方法也可采用其他焊接方法或燒結(jié)方法。本發(fā)明的支座結(jié)構(gòu)在這類蜂窩體上還這樣使用，將支座設(shè)置在催化凈化轉(zhuǎn)換器的端面處，其中，支座的第一金屬結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換器上的一部分金屬連接，而其第二金屬結(jié)構(gòu)與另一部分金屬連接，由此使不同的部分之間形成相互支撐的關(guān)系。在此情況下，支座結(jié)構(gòu)以類似于鉤形或卡箍形結(jié)構(gòu)使各部分機(jī)械的但非電的連接。
附圖中表示了本發(fā)明的各種實施例，其中

圖1表示了帶有連續(xù)的內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)的支座結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；圖2表示了穿過在兩板之間形成的三維形狀連接結(jié)構(gòu)截取的剖視圖；圖3表示了一個帶有帶狀內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)的支座結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4表示了一種內(nèi)腔安裝有本發(fā)明支座結(jié)構(gòu)的電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器的局部剖視圖，其中表示了各種實施方案；圖5表示一個在端面上安裝有本發(fā)明支座結(jié)構(gòu)的電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器的端部視圖。
圖1示意表示了一個金屬線狀的第一金屬結(jié)構(gòu)11的縱向剖視圖。該結(jié)構(gòu)在其區(qū)段16處可與外界接觸。一個第二金屬結(jié)構(gòu)12在另一個區(qū)段中包圍著第一金屬結(jié)構(gòu)11。在結(jié)構(gòu)11、12之間壓入陶瓷材料13。在本實施例中，陶瓷材料是一種粉末狀材料，例如一種鋁和/或鎂氧化物。第二金屬結(jié)構(gòu)12為短管形并以一定的間距穿在第一金屬結(jié)構(gòu)11上。第二金屬結(jié)構(gòu)除采用短管外還可采用類似于珠形的結(jié)構(gòu)14，其中帶有瓷珠15。該結(jié)構(gòu)穿在第一金屬結(jié)構(gòu)11上并使第一結(jié)構(gòu)上保留可與外界接觸的區(qū)段16。在結(jié)構(gòu)11與12或14之間的保留的間隙應(yīng)足以使電絕緣層不承受過高的應(yīng)力但又不容許陶瓷絕緣材料漏出。陶瓷材料通過外金屬結(jié)構(gòu)12或14幾乎封閉的形狀被幾乎從各個方向上封閉并壓緊。不僅內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)11而且外金屬結(jié)構(gòu)12或14都可以與其他相互電絕緣的構(gòu)件金屬連接。特別是，由于這種支座對溫度敏感而本身在承受高溫焊接時又不會損壞因而可用于焊接方法連接。
圖2用剖視圖表示了本發(fā)明的另一實施例。一個第一金屬結(jié)構(gòu)21和一個第二金屬結(jié)構(gòu)22與夾在其間的一個絕緣層23采用這樣的形狀，該形狀構(gòu)成一個至少有一個內(nèi)縮部24的拱起部25。該內(nèi)縮部可理解為一個具有按鈕性質(zhì)的構(gòu)件，用于防止兩金屬構(gòu)件相互脫開。還可以采用許多這類形狀的連接式拱形結(jié)構(gòu)，其中，或者象按鈕那樣，各拱起部分本身就構(gòu)成一個三維形狀連接結(jié)構(gòu)或者通過多個在不同平面延伸的槽形結(jié)構(gòu)組合成一個三維的形狀連接結(jié)構(gòu)。若通過在兩個相互疊合的板上沿兩個基本垂直的方向延伸的軸來實現(xiàn)三維形狀連接則更為合理。沿各軸線方向形成的拱起部分構(gòu)成一個面積較大的三維形狀連接結(jié)構(gòu)。由于在制造這種用于形狀連接的拱形部分時通常會產(chǎn)生較大的變形，從而使已經(jīng)被裝入的絕緣層23在某些點上被壓出，使得在金屬結(jié)構(gòu)21、22之間產(chǎn)生導(dǎo)電連接。因此，比較合理的方式是，在三維形狀連接已完成后再制造絕緣層23。例如，可通過在板件21、22的內(nèi)表面進(jìn)行氧化，使其被諸如鋁和/或鎂涂敷層完全覆蓋，從而產(chǎn)生一定的陶瓷氧化層。在面積較大的結(jié)構(gòu)件上，也可以附加一些含氧的涂敷層，以便在以后通過加熱加速氧化過程。圖2所示的支座結(jié)構(gòu)可從兩側(cè)與其他構(gòu)件通過諸如焊接金屬連接。
圖3表示了支座結(jié)構(gòu)的另一實施例的橫截面。在該支座上帶有一個帶狀第一結(jié)構(gòu)31、一個陶瓷絕緣層33和一個由一塊板彎成的第二外金屬結(jié)構(gòu)32。根據(jù)穩(wěn)定性的要求可將外結(jié)構(gòu)32上相互重疊的部分相互焊接起來。在圖3所示的實施例中，第二金屬結(jié)構(gòu)32僅在部分區(qū)段內(nèi)包圍帶狀第一金屬結(jié)構(gòu)31，使得第一金屬結(jié)構(gòu)31可在其所述區(qū)段之間與其他構(gòu)件金屬連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，本發(fā)明的支座結(jié)構(gòu)最好用于電加熱金屬蜂窩體上，特別是用于電加熱式催化凈化轉(zhuǎn)換器上。圖4表示了這樣一種蜂窩體截面上的一部分，它可以各種不同的方式實現(xiàn)本發(fā)明支座結(jié)構(gòu)。關(guān)于電加熱蜂窩體的結(jié)構(gòu)可參照WO 92/02714，其中描述了這種蜂窩體的實施方案。這里所述的安裝支座結(jié)構(gòu)的規(guī)則類似于在其他產(chǎn)品上成形并再分體的蜂窩體上和在用其他金屬絲線編制的、其相互電絕緣但機(jī)械連接的結(jié)構(gòu)上的安裝方式。在圖4所示的實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是由平板1和波紋板2構(gòu)成的，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)由支撐結(jié)構(gòu)3束縛住并被裝入到套管4中。在支撐結(jié)構(gòu)3和套筒4之間構(gòu)成一個絕緣間隙5。在支撐結(jié)構(gòu)3和一個用于界定邊界的支撐板8之間還有另一個絕緣間隙6。在支撐結(jié)構(gòu)3與支撐板之間的另一點上還設(shè)有一個絕緣間隙7。在對這種蜂窩體進(jìn)行的快速因而并非均勻的加熱情況下，各個區(qū)段產(chǎn)生的熱膨脹是不同的。另外在這種蜂窩體用在汽車上時可隨汽車的加速在蜂窩體的結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生相當(dāng)大的作用力。因此，為獲得較長的使用壽命，最好通過支座結(jié)構(gòu)使間隙5、6、7穩(wěn)定。在此，該支座結(jié)構(gòu)必須承受各個方向上的負(fù)荷。同時還必須保證電絕緣層經(jīng)久耐用。圖4中表示了各種解決上述問題的方案。由于這種蜂窩體上通常采用焊接或燒結(jié)工藝，所以若在進(jìn)行上述工藝的同時將支座結(jié)構(gòu)與相鄰的構(gòu)件連接則更為合理。圖中所示的即是這種情況。
于是，通過圖2所示的支撐結(jié)構(gòu)使間隙5穩(wěn)定，其中第一金屬結(jié)構(gòu)51與第二金屬結(jié)構(gòu)52通過拱形部分形狀適宜地連接。在二者之間三維地壓入由陶瓷材料構(gòu)成的絕緣層53。第一金屬結(jié)構(gòu)51通過接縫技術(shù)、如焊接工藝與支撐結(jié)構(gòu)3連接，而第二金屬結(jié)構(gòu)52則通過接縫技術(shù)與套筒4金屬連接。這種支座結(jié)構(gòu)可由一條一條的構(gòu)件組成也可由一個大面積的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。
借助于間隙6還可看出另一種固定方案。在該間隙中設(shè)置了一個如圖1所示的支座結(jié)構(gòu)。其中金屬絲形的第一金屬結(jié)構(gòu)41被彎曲成波紋形，在其波峰和波谷區(qū)支撐著管狀或珠狀的第二金屬結(jié)構(gòu)42。第二金屬結(jié)構(gòu)42交替地與支撐結(jié)構(gòu)3和支撐板8接觸。通過在第一金屬結(jié)構(gòu)41和第二金屬結(jié)構(gòu)42之間的陶瓷絕緣層(圖中未示)獲得間隙6的電絕緣功能，由此獲得持久的、具有一定彈性的機(jī)械支撐。第一金屬結(jié)構(gòu)41也可采用圖3所示實施例中的帶狀形狀。
間隙7表示了支座結(jié)構(gòu)的另一種實施方式以及與相鄰的構(gòu)件的連接方式。在本實施方式中，第一線形或帶狀金屬結(jié)構(gòu)61首先與蜂窩體的支撐結(jié)構(gòu)3在多點連接。為此設(shè)置中間段64或?qū)⒔Y(jié)構(gòu)61直接與支撐結(jié)構(gòu)3連接。在此，連接將首先考慮焊接。這是因為在組合成蜂窩體前，結(jié)構(gòu)61就已經(jīng)與支撐結(jié)構(gòu)3連接了。結(jié)構(gòu)61在各個相互隔開的區(qū)段內(nèi)支撐著一個第二金屬結(jié)構(gòu)62。第二金屬結(jié)構(gòu)62如上所述的那樣通過一個絕緣層(圖中未示)與結(jié)構(gòu)61電絕緣。第二金屬結(jié)構(gòu)62的部分區(qū)段與設(shè)置在邊界的支撐板接觸并可通過接縫技術(shù)、特別是焊接或燒結(jié)工藝與之連接。若蜂窩體的支撐結(jié)構(gòu)3與支座結(jié)構(gòu)61、62、64在組合成蜂窩體前就預(yù)先制備好，以簡化組裝，則效果更好。這樣，板1、2的連接可以與焊接工藝同時進(jìn)行，從而以后不需要再焊接了。
除圖4所示的在電加熱蜂窩體內(nèi)腔安裝4支座的情況外，還可以象圖5所示那樣，通過在外部、端部設(shè)置本發(fā)明支座結(jié)構(gòu)達(dá)到固定的效果。WO 92/02714中描述了這種固定形式的主要方案。本發(fā)明支座特別適用于端部支撐，因為它能夠保證金屬的連接。特別是，圖1所示的實施例的適用于電加熱蜂窩體上端部支柱的連接，在連接時，第一金屬結(jié)構(gòu)71作為接頭設(shè)置在蜂窩體上所需要的區(qū)段之間，并借助于絕緣層73和第二金屬結(jié)構(gòu)72與之相連接。因為本發(fā)明的支座結(jié)構(gòu)可與蜂窩體上的任意點金屬固定，因而相對的支撐點的數(shù)目及連接接頭的走向可在不引起短路的前提下根據(jù)機(jī)械方面的要求自由選擇。
本發(fā)明的特征是一種絕緣的、可起機(jī)械支撐作用的金屬構(gòu)件，其特別適用于固定由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電加熱蜂窩體。本發(fā)明的支座可通過硬焊接、燒結(jié)和/或焊接方法與相鄰的構(gòu)件連接。
權(quán)利要求
1.一種電絕緣的、可承受各個方向載荷并可與相互電絕緣的導(dǎo)電體金屬連接的支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，用空間地、即在幾乎所有方向上壓入的陶瓷材料(13；15；23；33；53；73)作為電絕緣材料，該陶瓷材料(13；15；23；33；53；73)設(shè)置在一個第一金屬構(gòu)件(11；21；31；41；51；61；71)和一個第二金屬結(jié)構(gòu)(12；14；22；32；42；52；62；72)之間，該兩結(jié)構(gòu)的形狀應(yīng)保證在各個方向均對陶瓷材料(13；15；23；33；53；73)施加壓力，而兩結(jié)構(gòu)之間互不接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一金屬結(jié)構(gòu)是一根連續(xù)的金屬線(11；41；61；71)或一條連續(xù)的金屬帶(31)，而第二金屬結(jié)構(gòu)則由一段段相互分開的、將金屬線(11；41；61；71)或金屬帶(31)圍住的段(12；14；42；62)構(gòu)成，在兩金屬結(jié)構(gòu)之間均壓入陶瓷材料(13；15；73)。
3.如權(quán)利要求2所述的支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，陶瓷材料由一個個瓷珠(15)或瓷管(13；73)構(gòu)成，該陶瓷材料包圍著第一金屬結(jié)構(gòu)(11；71)并被第二金屬結(jié)構(gòu)(12；14；72)封住。
4.如權(quán)利要求1所述的支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一金屬結(jié)構(gòu)(21；51)與第二金屬結(jié)構(gòu)(22；52)通過一個或多個拱起部與至少一個內(nèi)縮部(24)、例如一個具有按鈕特性的內(nèi)縮部相互形狀配合適宜地連接，在兩者之間設(shè)有陶瓷材料(23；53)、最好是帶有金屬氧化層。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過對兩結(jié)構(gòu)(21；22；51；52)之間的表面氧化或化學(xué)處理或?qū)χ辽僖粋€結(jié)構(gòu)的一個表面涂敷鍍層形成陶瓷材料(23；53)，上述表面處理最好在支座結(jié)構(gòu)(21，22；51，52)已制成所需要的形狀之后進(jìn)行。
6.一種用于制造如權(quán)利要求1所述的支座結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在第一金屬結(jié)構(gòu)(11；21；31；41；51；61；71)和第二金屬結(jié)構(gòu)(12；14；32；42；52；62；72)之間在所有方向上壓入陶瓷材料(13；15；33；53；73)、最好是粉末狀的陶瓷材料，其中，第一、第二金屬結(jié)構(gòu)的形狀應(yīng)保證二者都至少有一部分可與其他結(jié)構(gòu)件(3；4)金屬連接。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第一金屬結(jié)構(gòu)(11；41；61)是一個單獨構(gòu)件，第二金屬結(jié)構(gòu)(12；14；42；62)是將一個套在第一金屬結(jié)構(gòu)(11；41；61)外周的金屬套管分成若干段(42；62)形成的。
8.一種用于制造如權(quán)利要求5所述的支座結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，第一(21；51)和第二(22；52)金屬結(jié)構(gòu)中至少有一個的表面經(jīng)化學(xué)處理轉(zhuǎn)換成電絕緣面或在表面涂有涂層，通過使二者產(chǎn)生相同的變形實現(xiàn)二者之間的空間形狀連接(24)，其中，所述可轉(zhuǎn)換的面位于兩金屬結(jié)構(gòu)(21，22；51；52)之間，隨后通過氧化等方法將可轉(zhuǎn)換的表面或表面層轉(zhuǎn)化為具有電絕緣性的陶瓷層(23；53)，由此在三維形狀連接部分(24)之間形成一個幾乎在各個方向上壓入的絕緣層(23；53)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將兩塊鋼板(21；22)作為第一和第二金屬結(jié)構(gòu)疊合起來，其中至少一塊板具有一個可經(jīng)化學(xué)處理而轉(zhuǎn)換為絕緣層的、特別是含鋁的涂層的內(nèi)表面，首先將兩板沿一個第一方向一同彎曲，然后沿著一個與第一方向大至垂直的第二方向在第一次彎曲的較大變形的條件下對已彎曲相反再進(jìn)行彎曲，由此在兩板件之間產(chǎn)生一種三維形狀連接結(jié)構(gòu)，隨后，用化學(xué)處理方法和/或熱處理方法將可轉(zhuǎn)換的內(nèi)表面處理成陶瓷絕緣層。
10.一種使用如權(quán)利要求1至5之一所述的支座結(jié)構(gòu)固定一個電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器(1、2、3、4、5、6、7、8)的方法，其中，將支座結(jié)構(gòu)(41，42；51，52；61，62；71，72)設(shè)置在催化凈化轉(zhuǎn)換器(1、2、3、4、5、6、7、8)的內(nèi)腔或端側(cè)，其設(shè)置形式是，第一(41；51；61；71)和第二(42；52；62；72)金屬結(jié)構(gòu)分別固定在相互電絕緣的第一、第二構(gòu)件(3，4，8)上，從而使兩構(gòu)件相對固定。
11.如權(quán)利要求10所述的使用方法，其特征在于，電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器(1、2、3、4、5、6、7、8)是一個在各個不同部分分別有一個電分割區(qū)(5、6、7)的導(dǎo)電蜂窩體(1、2)，為了電分割同時為了彼此之間的相對側(cè)的固定將支座結(jié)構(gòu)(41、42；61、62)設(shè)置在蜂窩體內(nèi)腔，支座結(jié)構(gòu)的第一金屬結(jié)構(gòu)(41；61)與一部分而第二金屬結(jié)構(gòu)(42；62)與另一部分金屬固定連接，其連接方式可采用硬焊接和/或焊接和/或燒結(jié)方法。
12.如權(quán)利要求10所述的使用方法，其特征在于，電加熱催化凈化轉(zhuǎn)換器(1、2、3、4、5、6、7、8)是一個在各個不同部分分別有一個電分割區(qū)(5、6、7)的導(dǎo)電蜂窩體(1、2)，其中，支座結(jié)構(gòu)(71、72)設(shè)置在轉(zhuǎn)換器(1、2、3、4、5、6、7、8)的端面處且各個部分相互支撐，其中支座的第一金屬結(jié)構(gòu)(71)與一部分(8)金屬連接，而其第二金屬結(jié)構(gòu)(72)與另一部分(3)金屬連接，其連接方式可以是硬焊接和/或焊接和/或燒結(jié)方法。
全文摘要
用一個承受空間壓力、即在幾乎所有方向上都承受壓力的陶瓷材料作為電絕緣材料。該陶瓷材料設(shè)置在一個第一和一個第二金屬結(jié)構(gòu)之間。該兩結(jié)構(gòu)的形狀應(yīng)保證在各個方向均對陶瓷材料施加壓力，而兩結(jié)構(gòu)之間互不接觸。這種支座結(jié)構(gòu)特別適用于電加熱蜂窩體，特別是汽車上用的催化凈化轉(zhuǎn)換器。在所述蜂窩體上所需要的絕緣間隙可通過該電絕緣的、但可進(jìn)行金屬連接的結(jié)構(gòu)(41，42；51，52；61，62)穩(wěn)定。由此改善了對熱膨脹和機(jī)械振動的控制并提高了這類催化凈化轉(zhuǎn)換器的使用壽命。
文檔編號H05B3/02GK1116868SQ94190967
公開日1996年2月14日 申請日期1994年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月21日
發(fā)明者赫爾穆特·斯瓦爾斯, 曼弗萊德·菲爾考特 申請人:發(fā)射技術(shù)有限公司