可实现金属连接的电绝缘支座结构及其制造方法技术

一种电绝缘的、可承受各个方向载荷并可与相互电绝缘的导电体金属连接的支座结构，其特征在于，用空间地、即在几乎所有方向上压入的陶瓷材料（１３；１５；２３；３３；５３；７３）作为电绝缘材料，该陶瓷材料（１３；１５；２３；３３；５３；７３）设置在一个第一金属构件（１１；２１；３１；４１；５１；６１；７１）和一个第二金属结构（１２；１４；２２；３２；４２；５２；６２；７２）之间，该两结构的形状应保证在各个方向均对陶瓷材料（１３；１５；２３；３３；５３；７３）施加压力，而两结构之间互不接触。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可承受各方向的机械负荷并可金属地连接于相互点绝缘的导电构件上的电绝缘支座结构。在许多工程应用场合，通常需要使导电构件之间相互绝缘，但同时又常需要这些构件之间有某种机械组合关系，所以，人们已知有各种电绝缘支座结构。其中，通常用塑料或陶瓷构件来进行绝缘。但是，在这些绝缘体同时还要承受很大的机械负荷时常常会产生问题。尽管陶瓷结构可以承受压力负荷，但不能承受较大的拉力。此外，在将陶瓷构件固定在导电体上时，它必须承受压力，这通常会产生一些问题。虽然人们已经知道使用镀有金属的陶瓷，例如使其具有可焊接性，但这种陶瓷所能承受的拉力负荷仍然不能超出陶瓷本身所能承受的限度。在WO 92/02714中公开了一种带有内承载结构的电加热蜂窝体，其中，各个构件或各个部分必须相互电绝缘，该蜂窝体在产生极高的热负荷的同时，还会因热膨胀产生极高的机械负荷。本专利技术的任务是提供一种绝缘的、并可与相互电绝缘的导电部件金属连接的支座结构，其中，该支座结构可提高承受来自各个方向的较高的机械负荷、特别是可承受较高的拉力负荷的能力。这种支座结构特别适用于具有极高应力的电加热蜂窝体。本专利技术的另一任务是提供适于制造这种支座结构的方法。为实现上述任务，采用了一个电绝缘的、可承受各个方向载荷并可与相互电绝缘的导电体金属连接的支座结构。其中，用一个空间压上、即在几乎所有方向上压入的陶瓷材料作为电绝缘材料。该陶瓷材料设置在一个第一和一个第二金属结构之间，该两结构的形状应保证在各个方向均对陶瓷材料施加压力，而两结构之间互不接触。本专利技术的要点在于，两金属结构是这样设置的，它可保证两者虽不接触，但可将位于两者之间的陶瓷层基本围住，使陶瓷材料在任何方向上都不会漏出。在此，陶瓷材料无论是用粉末状材料还是成形构件构成都无关紧要。两金属结构的形状必须保证，不论是粉末或是通过机械力压碎的碎片都不会从它们之间漏出。由此产生的陶瓷粉末的绝缘特性在诸如热电偶、套管式测量导体等领域中是公知的。可用于上述领域的陶瓷和金属材料也可用于本专利技术。重要的是，该支座结构能够与相互电绝缘的构件金属连接。其中，第一金属结构与第一构件连接，第二金属结构与一个与第一构件相互绝缘的第二构件连接。一种简单的而性能很好的结构形式是第一金属结构是一根连续的金属线或一条连续的金属带，第二金属结构则由包在金属线或金属带外的一段段套管构成。在这两金属结构之间均压入陶瓷材料。通过这样的方法可以使一个构件与金属线或金属带金属连接，而另一个与该构件电绝缘的构件则与套在外周的各套管连接。无论在两构件上施加什么方向的力，位于两金属结构之间的陶瓷材料因其在各方向被密封因而只受到压力载荷。因此，该支座的承载能力取决于金属件的承载能力而不取决于陶瓷材料的承载能力。在该实施方案中，陶瓷材料即可由一个个瓷珠或小陶瓷管构成也可以是粉末状的。被压紧的瓷珠或小陶瓷管即使在经过一段时间的交变热负荷作用后被粉碎成碎片或粉末也无关紧要，因为该碎片不会从金属结构之间遗失。若采用以下结构则可获得更合理、面积更大的支座结构，即，使第一金属结构与第二金属结构通过一个或多个拱起部与至少一个内缩部、例如一个具有按钮特性的内缩部相互形状配合适宜地连接，在两者之间设有陶瓷材料、最好是薄金属氧化层。在拱起部与内缩部所在的区域内陶瓷夹层也不能漏出。与前面提到的实施方案相同，无论从那个方向对支座结构施力，陶瓷层承受的总是压力。如下面将进一步描述的，如果先将第一和第二金属结构相互形状配合适宜地连接，然后在两者之间构成绝缘层则效果更好。这可通过对两结构之间的表面氧化或化学处理或对其中一个表面进行特殊涂敷来实现。本专利技术的另一任务是通过一种制造上述支座结构的方法实现的其中，在第一和第二金属结构之间在各个方向上压入的陶瓷材料、最好是粉末状的材料。第一和第二结构的形状应保证二者至少有一段可以与其他结构件金属连接。另一个值得强调的是，第一和第二金属构件尽管可以与其它构件金属连接，但两金属构件相互不接触。无论对金属构件施加何方向的力，被压入在其间的陶瓷材料都只受到压力载荷。这可以通过简单的方法实现，即、采用一个被陶瓷层和金属套筒包住的第一金属结构，所述包在外周的金属套筒被分成多段。重要的是，外层金属结构的各个段不是简单地敞开的，而是被弯向内侧，使得位于其中的陶瓷材料基本上在各个方向上都承受压力。人们可以用一个普通的套管型导体将其各个截面缩小然后将套筒上被缩小的各段(用诸如用腐蚀或熔融等方法)取下便可制出本专利技术的套筒结构。对于大面积的支座结构最好采用这种方案，第一和第二金属结构中至少有一个的表面经化学处理转换成电绝缘面或在表面涂有涂层，通过对二者进行相同的形状处理，实现二者之间的空间形状配合适宜地连接。其中，所述可转换的表面位于两金属结构之间。随后通过氧化等方法将可转换的表面或表面层转化为具有电绝缘性的陶瓷层。由此在三维形状连接部分之间形成一个几乎在各个方向上均受压的绝缘层。三维形状连接可通过诸如按钮
中已知的方法或通过在不同的方向上的弯折来实现。一种特别合理的方法是，将两块钢板作为第一和第二金属结构叠合起来，其中至少一块板具有一个可经化学处理而转换为绝缘层的、特别是含铝的层的内表面。首先，将两板沿一个第一方向一同弯曲，然后沿着一个与第一方向大至垂直的第二方向上在第一次弯曲的较大的变形的条件下再弯曲，由此在两板件产生一种三维形状连接结构。随后，用化学处理方法和/或热处理方法将可转换的内表面处理成陶瓷绝缘层。可借助于相互啮合的齿轮来弯曲两板，其中，一个接一个的弯折在两个大约相互垂直的方向上形成特殊的折皱形状，由此在两相互叠合的板间形成一可靠的三维形状连接结构。在一个板的内表面上的铝层在两次弯折中均可毫无问题地随其一同变形，因此在变形后仍完全覆盖在两板之间。然后，对该层进行氧化，如在含氧状态下进行热处理，由此可在两板之间获得均匀的、在各处均压入的绝缘层。如果结构的面积很大，也可以在后续工步中在两板之间加一些活性的、含氧的化学物质作为涂层，以便预先提供氧化过程中所需要的氧气。本专利技术特别适用于固定如WO 92/02714中所述的那种电加热催化净化转换器。为避免重复，可参照该文献的全部内容。在经受交变热负荷及安装到汽车上时，在这种电加热催化净化转换器的各部件之间会产生相当大的机械负荷及振动。因此，由气隙或陶瓷层构成的绝缘层显然不能满足各种应用场合的要求。十分重要的是，各个部件之间的机械连接需要满足以下两方面，一方面相互之间不能太近(否则会造成短路)，另一方面距离又不能太远(否则会导致振动或结构断裂)。本专利技术的支座结构就特别适用于这样的用途。利用该支座结构，可使第一金属结构与第一构件金属连接而第二金属结构与同第一构件相互绝缘的第二结构金属连接。在此，即可采用平面型支座结构也可采用单一的或多个线形支座结构。如附图中详细表示的，电加热催化净化转换器常常制成具有导电性的蜂窝体并被分成若干个部分。通过将本专利技术的支座结构设置在蜂窝体内腔，使其第一金属结构与蜂窝体的一部分金属连接而第二金属结构与另一部分金属连接，因此，本专利技术的支座在进行电分割的同时，还用作各部分相对侧的固定。在此情况下若采用硬焊接则更好，因为这类蜂窝体本来就必须焊接。不过，连接方法也可采用其他焊接方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·斯瓦尔斯，曼弗莱德·菲尔考特，
申请(专利权)人：发射技术有限公司，
类型：发明
国别省市：