CN102667129B - 用于燃料过滤器的加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于以柴油燃料驱动的机动车的燃料过滤器的加热装置（10），该加热装置包括：壳体（14）；构造在壳体中的支撑结构（32）；设置在两个接触板（38；40）之间的至少一个PTC元件（46）；至少一个弹簧元件（16），用于使所述接触板（38；40）和所述至少一个PTC元件（46）相互挤压并且挤压到所述支撑结构（32）中的至少一个上；和封闭所述壳体（14）的盖（12），按照本发明，所述至少一个弹簧元件（16）被设计为构造在所述盖（12）上的臂（16）。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于以柴油燃料驱动的机动车的燃料过滤器的加热装置，该加热装置包括：壳体；构造在壳体中的支撑结构；设置在两个接触板之间的至少一个PTC元件；至少一个弹簧元件，用于使接触板和至少一个PTC元件相互挤压并且挤压到支撑结构中的至少一个上；和封闭所述壳体的盖。
背景技术
在低温时在柴油燃料中长链碳水化合物、即所谓的烷烃可能析出。烷烃形成漂浮在燃料中的结晶。燃料由此变得更粘滞并且更难过滤。在烷烃结晶的浓度强烈提高时，烷烃结晶堵塞燃料过滤器，由此可能导致功率损失并且甚至可能导致发动机的停歇。因此，在现代的柴油发动机中通常在过滤器前面连接一个所谓的PTC加热装置。该加热装置预先加热柴油燃料，由此在烷烃结晶到达过滤器之前熔化烷烃结晶。
为此，该PTC加热装置通常具有多个盘形的PTC元件，当电压施加在这些PTC元件上时，它们发热。在此，电阻随着温度的增加而增加（PTC正温度系数）。PTC元件通常设置在两个导电且导热的接触板之间，通过接触板一方面给PCT元件提供电流并且接触板另一方面将产生的热量导出并且由此加热燃料。
由EP 581 176 B1公知一种用于柴油燃料的电加热装置，其中多个盘形的PTC元件借助至少两个臂在径向方向上保持并且各一个PTC元件借助一个螺旋弹簧在轴向方向上保持。
发明内容
按照本发明提出一种用于以柴油燃料驱动的机动车的燃料过滤器的加热装置，该加热装置包括：壳体；构造在壳体中的支撑结构；设置在两个接触板之间的至少一个PTC元件；至少一个弹簧元件，用于使接触板和至少一个PTC元件相互挤压并且挤压到支撑结构中的至少一个上；和封闭所述壳体的盖，其中，所述至少一个弹簧元件被设计为构造在盖上的臂。
至少一个构造为臂的弹簧元件位于盖上，该弹簧元件通过弹簧力使接触板和所述至少一个PTC元件相互挤压并且挤压到至少一个支撑结构上。通过这样的至少一个臂能够将所属的PTC元件运行更可靠地保持在所属的接触板之间。这保证了即便在机动车运行期间的颠簸时仍对燃料本身无中断地加热，而为此无需附加的部件，例如螺旋弹簧。所述至少一个按照本发明的臂能够在制造所属的盖时几乎不费成本地制造并且也与盖一起被装配。用于安置螺旋弹簧的费劲的装配装置由此被省掉。有利地在盖上构造多个臂，由此能够以受压方式保持多个PTC元件。
按照本发明的加热装置的第一有利扩展构型，盖和所述至少一个臂由弹簧钢构成。弹簧钢可以以高的阻力抵抗机械弯曲负载。由此在大的负载路程上实现至少一个臂的弹性变形。臂的塑性变形通过这样的按照本发明的设计方式被避免。另外盖本身通过弹簧钢弹性地构成，由此进一步提高弹簧作用。整个加热装置的运行安全性由此被有利地影响。
按照本发明的加热装置的第二有利扩展构型，盖圆形地设计有中心区域并且所述至少一个臂从所述中心区域出发径向向外指向。
所述至少一个臂从圆形盖的中心区域径向向外延伸。臂在此在一个端部上固定地与盖的中心区域连接。该臂在其另一个端部上可运动。从中心区域出发，该臂向着轴向方向倾斜。中心区域此外可以含有开口，流体、尤其是燃料能够有利地流过该开口。通过按照本发明的其上构造有轴向突出的臂的盖形成弹性的盖，该盖使得否则常见的螺旋弹簧的使用变得多余。这显著地简化了制造。特别是当盖同时在其径向外部边缘被保持时，盖的弹簧作用有效。盖能够弹出到内部区域中，而所述至少一个臂同时能够从内部区域向外弹出。在纵剖面中观察得到手风琴风箱原理。
按照本发明的加热装置的第三有利扩展构型，所述至少一个臂在所述中心区域上具有最大抗弯刚度并且所述抗弯刚度向外逐渐减小地构成。
所述至少一个按照本发明的臂在径向方向上向外地抗弯刚度逐渐减少并且由此弹性逐渐增加。这样的臂由此能够软地缓冲小的负载并且尽管如此仍以大的阻力抵抗强烈的负载。在此，首先臂的每个区域以小的抗弯刚度弹性地变形。在负载增加时，臂的其余区域也越来越大地变形。通过具有向外逐渐减少的弯曲阻力的臂的有利构造，在所有运行状态下能够缓冲出现在加热元件上的负载的所有范围。由此保证了加热元件的可靠功能。
按照本发明的加热装置的第四有利扩展构型，所述中心区域具有凹部。
凹部提高了盖在其中心区域中的弯曲阻力。这能够尤其是通过压槽实现，压槽有利地包围盖中的中心开口。中心区域可以通过这样的凹部具有比包围中心区域的区域明显更高的抗弯刚度。这按照本发明仅仅通过盖的特殊的造型并且由此在很大程度上无需更多耗费地实现。
按照本发明的加热装置的第五有利扩展构型，所述至少一个臂设计成V形的并且在所述中心区域上具有其最大宽度。
这类臂被设计为V形的板并且在此在V的较宽的端部上与盖的中心区域连接。通过该较宽的成形部，臂在该区域中具有提高的抗弯刚度。臂的位于外部的较细的区域具有较小的抗弯刚度，由此如已经提到那样能够实现对大的负载范围的缓冲。
按照本发明的加热装置的第六有利扩展构型，所述盖在其外部区域上具有多个分布地设置在圆周上的开口，在所述壳体上构造有多个具有销钉的管座并且所述盖被匹配用于支承在管座上，其中，所述开口被销钉穿过。
在该扩展构型中尤其是基本上圆形的壳体上在外部区域上构造有多个位于圆周上的管座，这些管座各具有一个销钉。管座和所属的销钉在此在轴向方向上或者平行于壳体的纵轴线定向。销钉被这样地设计，即它们穿过构造在盖上的开口伸出。盖在此支承在管座上并且在很大程度上封闭壳体。盖按照扩展构型借助销钉在径向方向上被保持。
按照本发明的加热装置的第七有利扩展构型，所述销钉能够借助超声波被加热并且由此可变形出各一个头部，所述盖通过所述头部压回到所述管座上。
销钉有利地由热塑性塑料构成。如果盖支承在管座上，那么各一个销钉如上所述穿过盖上的所属的开口突出。由热塑性塑料制成的销钉可借助超声波加热，由此能够使塑料变形。一个模具在此被压到软的、可塑性变形的塑料上，通过该模具将盖上方的相应的销钉的一个区域变形为一个头部。该头部在此比销钉更宽并且也伸出超过所属的开口。由此将盖保持在壳体上。此外，该盖通过构造在其上的臂被预夹紧到所属的接触板上。通过由热塑性塑料制成的销钉的相应构造能够借助超声波变形实现固定。这使得否则常见的金属铆接变得多余并且由此导致成本节省。
按照本发明的加热装置的第八有利扩展构型，这两个接触板之间设置多个PTC元件。
在两个接触板之间按照该扩展构型设有多个有待通电的PTC元件。为了给PTC元件提供电流，两个接触板导电地构成。在此，一个接触板用作正极并且另一个接触板用作负极。在运行中，PTC元件发热，其中，它们被待加热的燃料直接环绕流过。形成的热能可以直接用于加热燃料。为此接触板也有利地导热地构成。接触板吸收由PTC元件产生的热能并且通过其整个面发出热能。通过这样的按照本发明的多个PTC元件在两个导热且导电的接触板之间的布置能够将所产生的热能均匀地传递到燃料上。冷区域的形成被避免。
按照本发明的加热装置的第九有利扩展构型，所述接触板各具有至少一个开口，所述开口被所述支撑结构的各一个部分穿过。
接触板有利地被这样地构成，使得开口在接触板上下叠置时重合。支撑结构可以穿过两个叠置地设置的接触板并且同时保持两个接触板。通过这样构成的按照本发明的接触板和支撑结构，同时实现对接触板和设置在接触板之间的PTC元件的保持。
按照本发明还提出一种用于以柴油燃料驱动的机动车的燃料过滤器的加热装置，该加热装置包括：壳体；构造在壳体中的支撑结构；设置在两个接触板之间的至少一个PTC元件；至少一个弹簧元件，用于使接触板和至少一个PTC元件相互挤压并且挤压到支撑结构中的至少一个上，其中，支撑结构能够借助超声波被加热并且由此能够在那里形成各一个头部，所述接触板通过所述头部压回到所述支撑结构上。
支撑结构有利地由热塑性塑料制成。它可以如上所述借助超声波加热和熔化。塑料由此可塑性地变形。支撑结构如上所述穿过并且超出两个接触板突出。接触板那一侧的区域在加热期间以及之后借助模具变形为一个头部。该头部覆盖接触板的开口，由此两个接触板同时被保持在支撑结构上。此外，设置在接触板之间的PTC元件在所属的壳体的轴向方向上被保持。通过这样的按照本发明的对接触板的保持使得通过否则常见的金属铆接的固定变得多余。这节省了制造步骤并且简化了加热元件的制造。
按照本发明的加热装置的第十有利扩展构型，所述支撑结构被构造为拱曲的肋并且成对地、相对置地设置。
成对相对置的肋以其拱曲部画出一个圆。在该圆中设有有利地构成圆形的PTC元件，这些PTC元件因此在所属的壳体的径向方向上被保持。同时PTC元件在轴向方向上保持在两个接触板之间。按照本发明，两个接触板和设置在它们之间的PTC元件在径向和轴向方向上全部通过支撑结构保持。其它的固定装置、例如金属铆钉被省去。这除了成本节省外导致简化的制造过程。
附图说明
下面按照附带的示意性的附图详细地阐述按照本发明的解决方案的实施例。其示出：
图1示出按照本发明的加热装置的分解图；
图2示出按照图1的加热装置的部分纵剖视图；
图3示出按照图1的加热装置的盖的立体侧视图；
图4示出按照图1的加热装置的借助超声波加热的经变形的支撑结构以及所属的模具的部分纵剖视图。
具体实施方式
按照本发明的加热装置10在图1和2中可见，它包括盘形盖12，该盖在很大程度上封闭杯形壳体14。
在盖12上构造有多个、当前四个臂16。盖12和臂16由弹簧钢构成。
盖12在中心区域18中具有呈压槽造型的凹部20以及开口22。凹部20提高盖12在其中心区域18中的抗弯刚度。开口22被构造用于在加热装置10的运行中被流体、当前为燃料流过。
在盖12的径向外部区域上圆周地设有多个、当前三个开口24。各一个销钉28在壳体14的纵轴线26的方向上突出穿过开口24。销钉28构造在管座30上，管座在杯形壳体14的下部的、内部的拐角区域上在壳体的那里的周面上分布地构造。销钉28由热塑性塑料构成，热塑性塑料借助超声波加热并且然后被变形为头部（图2）。
在壳体14的内部还构造有多个支撑结构32。这些支撑结构32同样由热塑性塑料构成。
壳体14此外具有插塞连接器34，加热装置10能够通过插塞连接器与（未示出的）传导电流的电缆连接。为了传输被输入的电流，在插塞连接器34上构造有两个接触管脚36，这些接触管脚穿过杯形壳体14的壁。
在壳体14的内部在两个接触管脚36上导电地连接第一接触板38或第二接触板40。在此，第一接触板38用作电负极并且第二接触板40用作正极。接触板38和40构造为导热且导电的并且在其面中分布地具有多个弧形（基本上径向指向）的开口42以及一个中心开口44。开口42在纵轴线26的方向上被支撑结构32穿过。支撑结构32在上端部上借助超声波加热并且接下来分别被变形为一个头部（图4）。由此将接触板38、40保持在支撑结构32上。接触板38、40的中心开口44被设置用于在加热装置10的运行中被流体流过。
在接触板38、40之间设有多个、当前四个PTC元件46。PTC元件46在壳体14的径向上被各一对支撑结构32保持并且在轴向上被两个接触板38和40保持。为了保证从接触板38、40通向设置在它们之间的PTC元件46的电流，接触板38被臂16以弹簧力向下挤压到PTC元件46和另一个接触板40上。
如果在加热装置10上现在施加电流，那么电流从第一接触板38流过PTC元件46并且最后流入到第二接触板40中。在此PTC元件46发热。产生的热能至少部分地被导出到导热的接触板38和40上。接触板38、40加热并且将热能排出到围绕它们流动的流体上，这些流体本身被加热。
图3示出按照本发明的盖12的立体侧视图。在盖12上构造有四个臂16，这些臂在将盖12装配到壳体14中时靠在第一接触板38上被预紧。此外，在根据图3的盖12上可看到凹部20、开口22和开口24。
在图4中以放大比例示出具有设置在它们之间的PTC元件46的两个接触板38和40。部件38、40和46的这种结构贴靠在支撑结构32上，其中，支撑结构以拱曲的、肋状的区段（见图1）穿过接触板38和40中的开口42。
在支撑结构32的端部区域上借助模具50通过变形构造出头部52。支撑结构32在变形之前的原始形状通过虚线48示出。模具50是冲模，该冲模用于将超声波传递到支撑结构32的材料上。
这样地在支撑结构32上构成的头部52突出超过上接触板38中的开口42。头部52由此将接触板38与PTC元件46和下接触板40一起压回到壳体14上。同时头部52在接触板38上产生压力，使得该接触板导电地被挤压并且贴靠到PTC元件46和接触板40上。
Claims (10)
1.用于以柴油燃料驱动的机动车的燃料过滤器的加热装置(10)，该加热装置包括：壳体(14)；构造在壳体中的支撑结构(32)；设置在两个接触板(38；40)之间的至少一个PTC元件(46)；至少一个弹簧元件(16)，用于使所述接触板(38；40)和所述至少一个PTC元件(46)相互挤压并且挤压到所述支撑结构(32)中的至少一个上；和封闭所述壳体(14)的盖(12)，其中，所述至少一个弹簧元件(16)被设计为构造在所述盖(12)上的臂(16)，其特征在于，所述盖(12)在其外部区域上具有多个在圆周上分布地设置的开口(24)，在所述壳体(14)上构造有多个具有销钉(28)的管座(30)并且所述盖(12)被匹配用于支承在所述管座(30)上，其中，所述开口(24)被所述销钉(28)穿过，及其中，所述销钉(28)能够借助超声波被加热并且由此可成形各一个头部，所述盖(12)通过所述头部压回到所述管座(30)上。
2.根据权利要求1的加热装置，其特征在于，所述盖(12)和所述至少一个臂(16)由弹簧钢构成。
3.根据权利要求1或2的加热装置，其特征在于，所述盖(12)圆形地设计有中心区域(22)并且所述至少一个臂(16)从所述中心区域(22)出发径向向外指向。
4.根据权利要求3的加热装置，其特征在于，所述至少一个臂(16)在所述中心区域(22)上具有最大抗弯刚度并且所述抗弯刚度向外逐渐减小地构成。
5.根据权利要求3的加热装置，其特征在于，所述中心区域(22)具有凹部。
6.根据权利要求3的加热装置，其特征在于，所述至少一个臂(16)设计成V形的并且在所述中心区域(22)上具有其最大宽度。
7.根据权利要求1或2的加热装置，其特征在于，在这两个接触板(38；40)之间设置多个PTC元件(46)。
8.根据权利要求1或2的加热装置，其特征在于，所述接触板(38；40)各具有至少一个被所述支撑结构(32)的各一个部分穿过的开口(42)。
9.根据权利要求1或2的加热装置，其特征在于，所述支撑结构(32)能够借助超声波被加热并且由此能够在那里形成各一个头部(52)，所述接触板(38；40)通过所述头部压回到所述支撑结构(32)上。
10.根据权利要求1或2的加热装置，其特征在于，所述支撑结构(32)被构造为拱曲的肋并且成对地、相对置地设置。
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