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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Heizvorrichtungen werden in Abgasanlagen genutzt, um in einer Abgasanlage strömendes Gas, beispielsweise das von einer Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas, zu erwärmen. Insbesondere in einer Startphase des Arbeitsbetriebs einer Brennkraftmaschine, in welcher das von dieser ausgestoßene Abgas eine vergleichsweise niedrige Temperatur aufweist, kann die an einer Heizvorrichtung im Abgas aufgenommene Wärme auf eine stromabwärts angeordnete Abgasbehandlungsanordnung, beispielsweise Katalysator oder Partikelfilter, übertragen werden. Somit wird eine schnelle Erwärmung einer derartigen Abgasbehandlungsanordnung erreicht und die Zeitdauer, während welcher Abgas ohne in der Abgasbehandlungsanordnung ablaufendem, beispielsweise katalytischem Reinigungsprozess zur Umgebung abgegeben wird, kann deutlich verkürzt werden.
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Aus der
US-A-5,597,503 ist eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei welcher ein im Wesentlichen scheibenartig ausgebildetes Heizleiterelement eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden, langgestreckten Heizleiterabschnitten umfasst. In jeweils einem ihrer Längsendbereiche schließen die Heizleiterabschnitte in einem Heizleiter-Verbindungsbereich an einen benachbarten Heizleiterabschnitt an. In dem anderen ihrer Längsendbereiche schließen die Heizleiterabschnitte in einem Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereich an einen anderen Heizleiterabschnitt an, so dass sich grundsätzlich eine im Wesentlichen mäanderartige Struktur der Heizleiterabschnitte ergibt. Die beiden letzten Heizleiterabschnitte dieser mäanderartigen Struktur stellen jeweils einen Heizleiterelement-Anschlussbereich bereit, in welchem ein ein gehäuseartiges Abgasführungselement durchsetzendes Kontaktelement an den jeweiligen Heizleiterelement-Anschlussbereich anschließt und somit eine elektrische Verbindung mit einer Spannungsquelle herstellt.
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Das scheibenartige Heizleiterelement ist in seinem radial äußeren Bereich an einer grundsätzlich mit ringartiger Struktur ausgebildeten Trägeranordnung getragen. Diese umfasst an einer Anströmseite des Heizleiterelements einen stromaufwärtigen Trägerring, welcher das Heizleiterelement in seinem radial äußeren Bereich radial übergreift. An einer Abströmseite des wenigstens einen Heizleiterelements ist ein stromabwärtiger Trägerring der Trägeranordnung das Heizleiterelement in seinem radial äußeren Bereich radial übergreifend angeordnet. Die beiden Trägerringe sind durch einen durch die Abgasführungskomponente gebildeten Trägerring-Verbindungsbereich miteinander fest verbunden. Zwischen den Trägerringen und dem radial äußeren Bereich des Heizleiterelements und auch zwischen dem radial äußeren Bereich des Heizleiterelements und dem Trägerring-Verbindungsbereich ist Lagermaterial angeordnet, durch welches das Heizleiterelement elektrisch isoliert an der Trägeranordnung gehalten ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Heizvorrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine vorzusehen, bei welchem das wenigstens eine Heizelement an der Trägeranordnung lagerndes Lagermaterial definiert positioniert gehalten ist
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Heizvorrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Trägeranordnung und wenigstens ein an der Trägeranordnung in Richtung einer Heizvorrichtung-Längsachse von Gas durchströmbar getragenes Heizleiterelement, wobei die Trägeranordnung ein an einer ersten axialen Seite des wenigstens einen Heizleiterelements angeordnetes erstes Trägerelement, ein an einer zweiten axialen Seite des wenigstens einen Heizleiterelements angeordnetes zweites Trägerelement und einen das erste Trägerelement mit dem zweiten Trägerelement verbindenden, das wenigstens eine Heizleiterelement radial außen axial übergreifenden Trägerelement-Verbindungsbereich umfasst, wobei zwischen dem ersten Trägerelement und dem wenigstens einen Heizleiterelement erstes elektrisch isolierendes Lagermaterial angeordnet ist und zwischen dem zweiten Trägerelement und dem wenigstens einen Heizleiterelement zweites elektrisch isolierendes Lagermaterial angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Heizleiterelement beispielsweise scheibenartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Heizleiterabschnitten aufweist, wobei zwischen benachbarten Heizleiterabschnitten ein Zwischenraum gebildet ist und wenigstens ein Teil der Heizleiterabschnitte in einem Heizleiterabschnitt-Längsendbereich in einem Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereich an einen jeweils benachbarten Heizleiterabschnitt anschließt oder/und in einem anderen Heizleiterabschnitt-Längsendbereich in einem Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereich an einen anderen benachbarten Heizleiterabschnitt anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrisch isolierende Lagermaterial sich in wenigstens einen zwischen benachbarten Heizleiterabschnitten oder/und benachbarten Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereichen gebildeten Zwischenraum erstreckt, oder/und dass das zweite elektrisch isolierende Lagermaterial sich in wenigstens einen zwischen benachbarten Heizleiterabschnitten oder/und benachbarten Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereichen gebildeten Zwischenraum erstreckt.
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Durch das in einen Zwischenraum sich hinein erstreckende Lagermaterial wird zwischen diesem und dem Heizleiterelement ein Formschluss erzeugt. Zusätzlich zu dem durch den komprimierten bzw. unter Vorspannung erfolgenden Einbau des Lagermaterials generierten Reibschluss zwischen dem Lagermaterial und dem Heizleiterelement einerseits bzw. dem Lagermaterial und der Trägeranordnung andererseits trägt dieser Formschluss zu einer unter Berücksichtigung der beispielsweise in einem Fahrzeug auftretenden mechanischen und thermischen Belastungen erhöhten Stabilität der Halterung des Heizleiterelements an der Trägeranordnung bei. Die so generierte Haltewechselwirkung ist resistent gegen korrosive Medien und auch im Betrieb entstehende Ablagerungen und ist durch den durch das Heizleiterelement hindurch geleiteten elektrischen Strom nicht beeinflusst.
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Für eine über den Umfang im Wesentlichen gleichmäßige Haltewechselwirkung wird vorgeschlagen, dass das erste Lagermaterial einen die Heizvorrichtung-Längsachse im Wesentlichen vollständig umgebenden ersten Lagermaterialring umfasst, oder/und dass das zweite Lagermaterial einen die Heizvorrichtung-Längsachse im Wesentlichen vollständig umgebenden zweiten Lagermaterialring umfasst. Ferner kann eine von Lagermaterial im Wesentlichen nicht beeinträchtigte elektrische Kontaktierung für das wenigstens eine Heizleiterelement vorgesehen werden, wenn dieses an seiner Außenumfangsfläche nicht von Lagermaterial axial überdeckt ist.
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Um eine gute elektrische Isolierungswirkung bei ebenso guter Korrosionsfestigkeit zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das erste Lagermaterial mit vorzugsweise keramischem Fasermaterial aufgebaut ist, oder/und dass das zweite Lagermaterial mit vorzugsweise keramischem Fasermaterial aufgebaut ist.
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Für eine im Wesentlichen mäanderartige Struktur der Heizleiterabschnitte des Heizleiterelements kann wenigstens ein Teil der Zwischenräume, vorzugsweise alle Zwischenräume, in einem ersten Zwischenraum-Längsendbereich durch einen Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereichen abgeschlossen sein und in einem zweiten Zwischenraum-Längsendbereich offen sein.
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Eine durch den Formschluss noch weiter erhöhte Stabilität bei der Halterung des wenigstens einen Heizleiterelements kann erreicht werden, wenn wenigstens ein Teil der Zwischenräume, vorzugsweise alle Zwischenräume, in dem zweiten Zwischenraum-Längsendbereich im Wesentlichen quer zu einer Zwischenraum-Längserstreckungsrichtung erweitert ist.
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Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der Zwischenräume, vorzugsweise alle Zwischenräume, in einem zwischen zwei Heizleiterabschnitten sich erstreckenden ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt oder/und in dem ersten Zwischenraum-Längsendbereich eine erste Zwischenraum breite aufweist und wenigstens in einem Teil eines entlang wenigstens eines Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereichs sich erstreckenden zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt oder/und in dem zweiten Zwischenraum-Längsendbereich eine zweite Zwischenraumbreite aufweist und, und dass die zweite Zwischenraum breite größer ist als die erste Zwischenraumbreite.
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Um bei stabiler Halterung die Durchströmbarkeit des wenigstens einen Heizleiterelements durch das Lagermaterial im Wesentlichen nicht zu beeinträchtigen, wird vorgeschlagen, dass das erste Lagermaterial wenigstens einen Teil eines jeweiligen zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts überdeckt oder/und sich im Wesentlichen nicht in den Bereich eines jeweiligen ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts erstreckt, oder/und dass das zweite Lagermaterial wenigstens einen Teil eines jeweiligen zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts überdeckt oder/und sich im Wesentlichen nicht in den Bereich eines jeweiligen ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts erstreckt.
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Das Eindringen des Lagermaterials in einen jeweiligen Zwischenraum kann dadurch unterstützt werden, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem Trägerelement in Zuordnung zu wenigstens einem, vorzugsweise jedem Zwischenraum ein auf den Zwischenraum zu gerichteter Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung vorgesehen ist. Durch einen derartigen Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung wird das Lagermaterial verformt, so dass der Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung in dieses eindringt und zwischen dem Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung und dem Lagermaterial ein zu einer verstärkten Haltewirkung führender Formschluss entsteht.
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Insbesondere dann, wenn ein jeweiliges Trägerelement als Blechumformteile ausgebildet ist, kann wenigstens ein, vorzugsweise jeder Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung durch eine Ausformung eines Trägerelements gebildet sein.
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Um die Wirkung eines jeweiligen Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprungs dort zu entfalten, wo diese vorzusehen ist, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein, vorzugsweise jeder Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung sich im Bereich wenigstens eines Teils eines zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts erstreckt oder/und sich im Wesentlichen nicht in den Bereich eines ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts erstreckt.
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Für eine stabile Halterung bei gleichwohl gut durchströmbarem Heizleiterelement kann die Trägeranordnung das wenigstens eine Heizleiterelement in einem radial äußeren Bereich ringartig umgebend angeordnet sein.
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Bei einem einfach und kostengünstig zu realisierenden, gleichwohl korrosionsbeständigen Aufbau kann wenigstens ein, vorzugsweise jedes Trägerelement mit Blechmaterial aufgebaut ist, oder/und dass der Trägerelement-Verbindungsbereich mit wenigstens einem der Trägerelemente einstückig ausgebildet sein.
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Das erste Trägerelement kann einen im Wesentlichen radial sich erstreckenden ersten Trägerelementkörper umfassen, wobei wenigstens ein, vorzugsweise jeder Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung des ersten Trägerelements an dem ersten Trägerelementkörper vorgesehen sein kann. Weiter kann das zweite Trägerelement einen im Wesentlichen radial sich erstreckenden zweiten Trägerelementkörper umfassen, wobei wenigstens ein, vorzugsweise jeder Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung des zweiten Trägerelements an dem zweiten Trägerelementkörper vorgesehen sein kann.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine von Abgas in einer Abgas-Hauptströmungsrichtung durchströmbare Abgasführungskomponente, wobei in der Abgasführungskomponente eine Abgasbehandlungsanordnung und stromaufwärts der Abgasbehandlungsanordnung wenigstens eine erfindungsgemäß aufgebauten Heizvorrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Heizvorrichtung für eine Abgasanlage, betrachtet von einer Anströmseite;
- 2 eine Detail-Längsschnittansicht der Heizvorrichtung der 1;
- 3 eine Axialansicht eines scheibenartigen Heizleiterelements der Heizvorrichtung der 1;
- 4 eine weitere Detail-Schnittansicht der Heizvorrichtung der 1;
- 5 eine perspektivische Ansicht der Heizvorrichtung der 1, betrachtet von einer Abströmseite;
- 6 eine Prinzip-Schnittansicht der Heizvorrichtung;
- 7 ein Detail der Prinzip-Schnittansicht der 6 vergrößert;
- 8 eine der 7 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausgestaltung der Heizvorrichtung;
- 9 eine weitere der 7 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausgestaltung der Heizvorrichtung;
- 10 eine weitere der 7 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausgestaltung der Heizvorrichtung;
- 11 eine prinzipartige Darstellung einer Abgasanlage mit einer Heizvorrichtung und einer Abgasbehandlungsanordnung stromabwärts der Heizvorrichtung.
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In den Figuren ist eine Heizvorrichtung für eine in 11 in prinzipartiger Darstellung gezeigte Abgasanlage 10 einer Brennkraftmaschine allgemein mit 12 bezeichnet. Die Heizvorrichtung 12 ist in der Abgasanlage 10 in einer beispielsweise rohrartigen oder gehäuseartigen Abgasführungskomponente 14 in einer Abgas-Hauptströmungsrichtung A stromaufwärts bezüglich einer allgemein mit 16 bezeichneten Abgasbehandlungsanordnung angeordnet. Die Abgasbehandlungsanordnung 16 kann beispielsweise eine Katalysatoreinheit, beispielsweise SCR-Katalysator, eine Partikelfiltereinheit oder dergleichen umfassen. In einer derartigen Abgasbehandlungsanordnung 16 wird das in der Abgas-Hauptströmungsrichtung A auf die Heizvorrichtung 12 und die Abgasbehandlungsanordnung 16 zu strömende Abgas beispielsweise in einer katalytischen Reaktion von darin enthaltenen Schadstoffen gereinigt.
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Die Heizvorrichtung 12 umfasst eine allgemein mit 18 bezeichnete und eine Heizvorrichtung-Längsachse L ringartig umgebende Trägeranordnung. An der Trägeranordnung 18 ist ein in 3 in Axialansicht dargestelltes Heizleiterelement 20 derart getragen, dass dieses von in der Abgas-Hauptströmungsrichtung A bzw. in Richtung der Heizvorrichtung-Längsachse L strömendem Abgas durchströmbar ist. Das Heizleiterelement 20 ist beispielsweise durch Laserschneiden oder dergleichen aus einem elektrisch leitenden Flachmaterial herausgetrennt und weist eine grundsätzlich scheibenartige Struktur auf.
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Das Heizleiterelement 20 weist eine Mehrzahl von im Wesentlichen geradlinig und ihr auch die parallel zueinander sich erstreckenden Heizleiterabschnitten 22 auf, zwischen welchen jeweils spaltenartige Zwischenräume 24 gebildet sind, durch welche das Abgas hindurchströmen kann. In ihren Längsendbereichen schließen die Heizleiterabschnitte 22 in jeweiligen mit diesen integral ausgebildeten Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereichen 26 aneinander an, so dass sich eine grundsätzlich mäanderartige Struktur der nebeneinander verlaufenden Heizleiterabschnitte 22 ergibt.
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Die jeweils in den Endbereichen dieser mäanderartigen Struktur gelegenen Heizleiterabschnitte 28, 30 schließen nur in einem ihrer Längsendbereiche in einem Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereich 26 an einen benachbart dazu verlaufenden Heizleiterabschnitt 22 an und stellen jeweils einen Heizleiterabschnitt-Anschlussbereich 32, 34 bereit. In den Heizleiterelement-Anschlussbereichen 32, 34 wird das bei Anlegen einer Spannung an dieses von elektrischem Strom durchflossene und dabei sich erwärmende Heizleiterelement 20 über Anschlusselemente 50, 52 und Kontaktelemente 86, 88 einer Durchführung 84 an eine Spannungsquelle in einem Fahrzeug, beispielsweise das Bordspannungssystem bzw. eine Batterie, angeschlossen.
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Die zwischen quer zur Heizvorrichtung-Längsachse L nebeneinander liegenden Heizleiterabschnitten 22 gebildeten Zwischenräume 24 sind in einem jeweiligen ersten Zwischenraum-Längsendbereich 53 durch jeweils einen Heizleiterabschnitt-Verbindungsbereich 26 abgeschlossen und sind in einem jeweiligen zweiten Zwischenraum-Längsendbereich 55 nach radial außen bzw. zu einer Außenumfangsfläche 66 des Heizleiterelements 20 offen. Ausgehend von den jeweiligen ersten Zwischenraum-Längsendbereichen 53 erstreckt ein jeweiliger erster Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt 68 sich mit einer beispielsweise im Wesentlichen konstanten ersten Zwischenraum breite b quer zur jeweiligen Zwischenraum-Längserstreckungsrichtung Z, welche im Wesentlichen auch der Längserstreckungsrichtung der Heizleiterabschnitte 22 entspricht. In den zweiten Zwischenraum-Längsendbereichen 55 sind jeweilige zweite Zwischenraum-Erstreckungsabschnitte 70 gebildet, in welchen die Zwischenräume 24 quer zur Zwischenraum-Längserstreckungsrichtung Z eine Breite B aufweisen, die größer ist, als die Breite b in den daran jeweils anschließenden ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitten 68.
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Die Trägeranordnung 18 umfasst ein in 1 vorne liegend erkennbares und im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel einen stromaufwärtigen ersten Trägerring 36 bereitstellendes erstes Trägerelement 37, welches das Heizleiterelement 20 an seiner in 1 vorne liegend erkennbare Anströmseite 38 in seinen radial äußeren Bereich überdeckt. Die Trägeranordnung 18 umfasst ferner ein einen abströmseitigen zweiten Trägerring 40 bereitstellendes zweites Trägerelement 41, welches das Heizleiterelement 20 an seiner Abströmseite 42 in dessen radial äußerem Bereich übergreift. Zur Verbindung der beiden Trägerelemente 37, 41 ist an dem den stromaufwärtigen ersten Trägerring 36 bereitstellenden ersten Trägerelement 37 ein allgemein mit 44 bezeichneter Trägerelement-Verbindungsbereich vorgesehen. Dieser umfasst eine Mehrzahl von in Abstand zueinander angeordneten und im Wesentlichen axial sich erstreckenden Trägerelement-Verbindungsabschnitten 46, welche den stromabwärtigen zweiten Trägerring 40 bzw. das zweite Trägerelement 41 radial außen in axialer Richtung übergreifen und mit diesem beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten fest verbunden sind. Die beiden Trägerelemente 37, 41 können beispielsweise durch Ausstanzen und Umformen eines jeweiligen Blechrohlings gebildet werden.
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Zur stabilen und elektrisch isolierten Halterung des Heizleiterelements 20 zwischen den beiden Trägerelementen 37, 41 ist zwischen dem radial äußeren Bereich des Heizleiterelements 20 und jedem der Trägerelemente 37, 41 beispielsweise durch einen ersten Lagermaterialring 49 bzw. einen zweiten Lagermaterialring 51 bereitgestelltes und beispielsweise entlang des gesamten Randbereichs des Heizleiterelements 20 sich erstreckendes erstes Lagermaterial 47 bzw. zweites Lagermaterial 48 angeordnet. Das Lagermaterial 47, 48 kann beispielsweise mit elektrisch isolierendem Fasermaterial, beispielsweise aus Keramikmaterial, wie zum Beispiel Siliziumoxid oder Aluminiumoxid, aufgebaut sein und unter axialer Vorspannung jeweils zwischen einem der Trägerelemente 37, 41 und der Anströmseite 38 bzw. der Abströmseite 42 des Heizleiterelements 20 gehalten sein.
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Die in dem dargestellten Ausgestaltungsbeispiel als Trägerringe 36, 40 ausgebildeten Trägerelemente 37, 41 sind mit einem im Wesentlichen radial und in Umfangsrichtung sich erstreckenden ersten Trägerelementkörper 54 bzw. zweiten Trägerelementkörper 56 aufgebaut. An den ersten Trägerelementkörper 54 schließen radial außen die mit diesem integral, also einstückig ausgebildeten Trägerelement-Verbindungsabschnitte 46 an, welche den zweiten Trägerelementkörper 54 des zweiten Trägerelement 41 radial außen übergreifen und mit diesem fest verbunden sind. Radial innen schließt an jeden der beiden Trägerelementkörper 54, 56 jeweils ein in Richtung auf das Heizleiterelement 20 zu sich erstreckender Axialansatz 58, 60 an. Der erste Axialansatz 58 des ersten Trägerelements 37 übergreift bzw. überlappt das erste Lagermaterial 47 an seiner radialen Innenseite axial teilweise, so dass zwischen dem ersten Axialansatz 58 und der Anströmseite 38 des Heizleiterelements 20 ein spaltartiger Zwischenraum 62 gebildet ist. Gleichermaßen übergreift bzw. überlappt der zweite Axialansatz 60 des zweiten Trägerelements 41 das zweite Lagermaterial 48 an seiner radialen Innenseite axial teilweise, so dass zwischen dem zweiten Axialansatz 60 und der Abströmseite 42 des Heizleiterelements 20 ein spaltartiger Zwischenraum 64 gebildet ist.
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Die beiden Axialansätze 58, 60 sind mit dem jeweils zugeordneten Trägerelementkörper 54, 56 einstückig und durch Umbiegen desselben am radial inneren Endbereich gebildet und sorgen für eine definierte Positionierung des ersten Lagermaterials 47 und des zweiten Lagermaterials 48 bezüglich des Heizleiterelements 20. Gleichzeitig schirmen die beiden Axialansätze 58, 60 das erste Lagermaterial 47 und das zweite Lagermaterial 48 nach radial innen ab und schützen dieses vor äußerer Einwirkung, insbesondere in einem Zustand, bevor die Heizvorrichtung 10 in eine Abgasanlage installiert wird. Durch die spaltartigen Zwischenräume 62, 64 ist gleichwohl dafür gesorgt, dass ein elektrischer Kurzschluss zwischen dem im Heizbetrieb stromdurchflossenen Heizleiterelement 20 und der Trägeranordnung 18 nicht entstehen kann.
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Durch den unter Vorspannung bzw. komprimiert erfolgendem Einbau des ersten Lagermaterials 47 bzw. des ersten Lagermaterials 49 und des zweiten Lagermaterials 48 bzw. des zweiten Lagermaterialrings 55 wird das jeweilige Lagermaterial 47, 48 durch die Beaufschlagung vermittels des jeweils zugeordneten Trägerelementkörpers 54, 56 in die Zwischenräume 24 des Heizleiterelements 20 gepresst, da das mit Fasermaterial aufgebaute erste bzw. zweite Lagermaterial 47, 48 grundsätzlich flexibel und verformbar ist und im Bereich der von diesem jeweils überdeckten Zwischenräume 24 keine Stützung erfährt. Die sich so ergebende Struktur ist in prinzipartiger Darstellung in 6 gezeigt. Zu erkennen ist, dass das erste Lagermaterial 47 und das zweite Lagermaterial 48 dort, wo dieses einen jeweiligen Zwischenraum 24 bzw. dessen zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt 70 überdeckt, eine Lagermaterial-Ausbauchung 72 bzw. 74 bildet, die zwischen zwei jeweils benachbarte Heizleiterabschnitte 22 eingreift.
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Durch die so gebildeten Lagermaterial-Ausbauchungen 72, 74 wird in den zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitten 70 eine Formschlusswechselwirkung zwischen dem ersten Lagermaterial 47 bzw. dem zweiten Lagermaterial 48 und dem Heizleiterelement 20 erzeugt. Zusätzlich zu der durch die gegenseitige Anlage aneinander generierten Reibwechselwirkung wird somit eine erhöhte Stabilität bei der Halterung des Heizleiterelements 20 zwischen den beiden Trägerelementen 37, 41 gewährleistet. Da die beiden Lagermaterialringe 49, 51 in radialer Richtung so dimensioniert sind, dass sie beispielsweise nur die zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitte 70 überdecken, sich aber im Wesentlichen nicht in den Bereich der ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitte 68 hinein erstrecken, ist gewährleistet, dass das Heizleiterelement 20 insbesondere im Bereich der ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitte 68 durchströmbar ist.
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Die 7 zeigt vergrößert den Bereich eines zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts 70 bzw. eines zweiten Zwischenraum-Längsendbereichs 55 mit den beiden an den Lagermaterialringen 49, 51 durch die axiale Beaufschlagung vermittels der Trägerelemente 37, 41 generierten Lagermaterial-Ausbauchungen 72, 74. Zu erkennen ist, dass diese eine grundsätzlich gerundete, wölbungsartige Struktur aufweisen.
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Die 8 veranschaulicht eine Ausgestaltung, bei welcher im zweiten Trägerelement 41 insbesondere im Bereich des Trägerelementkörpers 56 desselben in Zuordnung zu wenigstens einem, vorzugsweise jedem Zwischenraum 24 bzw. zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt 70 ein Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung 76 gebildet ist. Durch den Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung 76 wird das zweite Lagermaterial 48 verstärkt in den zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt 70 hineingepresst, wodurch ein noch intensiverer Formschluss zwischen dem zweiten Lagermaterial 48 und dem Heizleiterelement 20 entsteht.
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Jeder im zweiten Lagerelement 41 gebildete Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung 76 ist so angeordnet und dimensioniert, dass er im Wesentlichen einen zugeordneten zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt 70 überdeckt, sich jedoch nicht in den Bereich des an diesen anschließenden ersten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts 68 erstreckt. Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, dass durch einen derartigen Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung 76 das zweite Lagermaterial 48 im Wesentlichen nur in dem Bereich des zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitts 70 in den Zwischenraum 24 hinein gepresst wird.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass, obgleich dies in 8 nicht dargestellt ist, auch das erste Lagermaterial 47 durch den in dieser Ausgestaltung ohne Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprünge ausgebildeten Trägerelementkörper 54 des ersten Trägerelements 37 in die von diesem überdeckten zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitte 70 hinein gepresst werden kann, so wie dies in 7 veranschaulicht ist.
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Bei der in 9 dargestellten Ausgestaltungsform sind Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprünge 78 nur im Trägerelementkörper 54 des ersten Trägerelements 37 ausgebildet, während der Trägerelementkörper 56 des zweiten Trägerelements 41 insbesondere in seinem das zweite Lagermaterial 48 überdeckenden Bereich im Wesentlichen planar ausgebildet ist. Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass das zweite Lagermaterial 48 in einer der 7 entsprechenden Art und Weise gleichermaßen dort, wo ein jeweiliger zweiter Zwischenraum-Erstreckungsabschnitt 70 von diesem überdeckt ist, durch die Beaufschlagung des zweiten Trägerelements 42 in diesen hineingepresst sein kann.
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In 10 ist eine Ausgestaltung gezeigt, bei welcher sowohl im ersten Trägerelement 37, als auch im zweiten Trägerelement 41 in Zuordnung zu wenigstens einem Teil der, vorzugsweise allen zweiten Zwischenraum-Erstreckungsabschnitten 70 bzw. Zwischenräumen 24 Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprünge 76, 78 vorgesehen sind. Dadurch wird ein noch weiter verstärkter Formschluss zwischen dem ersten Lagermaterial 47 und dem zweiten Lagermaterial 48 und dem Heizleiterelement 20 erzeugt. Gleichzeitig wird, so wie auch bei den Ausgestaltungsformen der 8 und 9, durch einen jeweiligen Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprung 76, 78 und das von diesem beaufschlagte Lagermaterial 47, 48 ein Formschluss erzeugt.
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Die in den Trägerelementen 37 bzw. 41 ausgebildeten Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprünge 78, 76 können insbesondere dann, wenn die Trägerelemente 37, 41 als Blechumformteile ausgebildet sind, in einfacher Weise durch Umformen der zum Aufbau der Trägerelemente 37, 41 verwendeten Blechrohlinge erzeugt werden, beispielsweise dann, wenn auch die Axialansätze 58, 60 erzeugt werden bzw. wenn am ersten Trägerelement 37 der Trägerelement-Verbindungsbereich 44 mit den Trägerelement-Verbindungsabschnitten 46 erzeugt wird.
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Es ist zu betonen, dass nicht notwendigerweise jeder Zwischenraum 24 in seinem zweiten Zwischenraum-Längsendbereich 55 eine größere Breite aufweisen muss, als im jeweiligen ersten Zwischenraum-Längsendbereich 53. Entsprechend kann auch vorgesehen sein, dass an einem oder an beiden Trägerelementen 37, 41 nur in Zuordnung zu derartigen Zwischenräumen 24, deren zweiter Zwischenraum-Längsendbereich 55 eine größere Breite aufweist, jeweilige Lagermaterial-Beaufschlagungsvorsprünge 78, 76 vorgesehen sind, um nur dort, wo Zwischenräume 24 eine größere Breite aufweisen, das verstärkte Einpressen des grundsätzlich flexiblen bzw. verformbaren Lagermaterials 47, 48 zu unterstützen.
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Auch können das erste Lagermaterial 47 und das zweite Lagermaterial 48 grundsätzlich mit anderem flexiblen, elektrisch isolierenden Material, beispielsweise geschäumtem Material, aufgebaut sein, welches bei Beaufschlagung durch ein jeweils zugeordnetes Trägerelement 37 bzw. 41 verformt wird und dabei eine jeweilige Lagermaterial-Ausbauchung 72 bzw. 74 bilden kann.
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Es ist weiter darauf hinzuweisen, dass bei der Heizvorrichtung die axial beidseits des wenigstens einen Heizleiterelements positionierten Trägerelemente nicht notwendigerweise die in den Figuren erkennbare ununterbrochene Ringstruktur aufweisen müssen. Beispielweise können die Trägerelemente auch durch mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende, mit Abstand zueinander angeordnete und somit in ihrer Gesamtheit jeweils eine ringartige Gestalt der Trägerelemente bildende Trägerelementabschnitte bereitgestellt sein, wobei an zumindest einem Teil der Trägerelementabschnitte jeweils ein Axialansatz ausgebildet sein kann. Ferner kann bei der in den Figuren dargestellten Heizvorrichtung beispielsweise auch mehr als ein Heizleiterelement vorgesehen sein, und das einzige oder ggf. mehrere Heizleiterelemente können einen anders gewundenen Verlauf, beispielsweise einen spiralartig gewundenen Verlauf der jeweiligen Heizleiterabschnitte, aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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