DE102008057837B4

DE102008057837B4 - Kraftstoffvorwärmer mit Bimetallschalter

Info

Publication number: DE102008057837B4
Application number: DE102008057837A
Authority: DE
Inventors: Kai Wallhäußer; Gerhard Thome; Markus Paulus
Original assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: DE202007017427U1; DE102008057837A1

Abstract

Kraftstoffvorwärmer mit einem Gehäuse (2), das einen von dem zu erwärmenden Kraftstoff durchströmbaren Strömungskanal (5) umgibt, in dem mindestens ein elektrisches Heizelement angeordnet ist, und einem Bimetallschalter (4), um bei Erreichen einer Schalttemperatur einen durch das Heizelement fließenden Strom zu unterbrechen, wobei der Bimetallschalter (4) an dem Gehäuse (2) in einer Lage befestigt ist, in der er dem Dieselkraftstoff ausgesetzt ist, und wobei der Bimetallschalter (4) ein abgedichtetes Schaltergehäuse (4a, 4b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Bimetallschalter (4) außerhalb des Strömungskanals (5) in einer von Dieselkraftstoff umströmbaren Lage angeordnet ist, und
das Gehäuse (2) bewirkt, dass ein Teil des Kraftstoffstroms abgezweigt wird und als Bypassstrom an dem Bimetallschalter (4) vorbeiströmt während der größte Teil des Kraftstoffstoffstroms durch den Strömungskanal (5) fließt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffvorwärmer mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein derartiger Kraftstoffvorwärmer ist aus der US 4585924 bekannt. Ein weiterer Kraftstoffvorwärmer mit einem Thermoschalter, der im Betrieb dem Dieselkraftstoff ausgesetzt ist, ist aus der DE 42 25 149 A1 bekannt.
Aus der EP 0 400 223 A1 ist ein beheizbarer Filter für Dieselkraftstoff bekannt, dessen Gehäuse einen von dem zu erwärmenden Kraftstoff durchströmbaren Strömungskanal umgibt, in dem ein elektrisches Heizelement angeordnet ist. Bei Erreichen einer Schalttemperatur wird mit einem Thermoschalter ein durch das Heizelement fließender Strom unterbrochen. Der Thermoschalter ist in einem abgedichteten Teil des Filtergehäuses in einem Abstand von dem Strömungskanal angeordnet. Ein solcher Filter ist auch aus der WO 02/079634 A1 bekannt.
Aus der WO 2005/031146 A1 ist ein Kraftstoffvorwärmer bekannt, der einen Thermoschalter enthält, dessen Schaltergehäuse von einer Klemmlasche gegen das Kraftstoffvorwärmergehäuse gedrückt wird.
Aus der EP 1 239 505 A2 ist ein Thermoschalter bekannt, bei dem eine Fuge zwischen Deckel und Basisteil mit einer Kleberschicht abgedichtet ist.
Damit Dieselmotoren auch bei Kälte zuverlässig funktionieren, muss Dieselkraftstoff vorgewärmt werden. Um den Bimetallschalter eines Kraftstoffvorwärmers vor Dieselkraftstoff zu schützen, ist es bekannt, diesen mit Vergussmasse aus Polyurethan zu vergießen. Dies verursacht jedoch einen erheblichen Aufwand, der den Kraftstoffvorwärmer verteuert.
Bekannt ist es auch, den Temperaturschalter außen am Gehäuse eines Kraftstoffvorwärmers anzuordnen, so dass der Temperaturschalter nicht mit Kraftstoff in Berührung kommt. Dies verursacht zwar einen geringeren Aufwand, hat jedoch den Nachteil, dass der Bimetallschalter thermisch schlechter an den Kraftstoff angekoppelt ist und deshalb träger reagiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie mit geringerem Aufwand der Bimetallschalter eines Kraftstoffvorwärmers thermisch gut an den Kraftstoff gekoppelt und die Steuerung der Kraftstoffheizung verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstoffvorwärmer mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird eine gute thermische Ankopplung des Bimetallschalters dadurch erreicht, dass der Bimetallschalter von Kraftstoff umspült wird. Dies wird durch eine Aufteilung des Kraftstoffstroms erreicht, so dass der größte Teil des Kraftstoffstroms durch einen (Haupt-)Strömungskanal fließt, in dem ein Heizelement angeordnet ist, ein kleiner Teil des Kraftstoffstroms aber abgezweigt und als Bypass-Strom an dem Bimetallschalter vorbeifließt. Ein solcher Bypass-Strom hat die Temperatur des nicht erwärmten Kraftstoffs und kann deshalb hervorragend genutzt werden, um mit einem Thermobimetallschalter eine Heizung ein- und auszuschalten. Bevorzugt trifft der Kraftstoffstrom zunächst auf eine Ober- bzw Vorderseite des Bimetallschalters, beispielsweise auf einen Deckel des Schaltergehäuses, und fließt dann durch einen Durchbruch einer Wand des Kraftstoffvorwärmers hindurch und an dem Bimetallschalter vorbei, so dass dieser die Temperatur des in den Kraftstoffvorwärmer einströmenden Kraftstoffs annimmt.
Bei einem erfindungsgemäßen Kraftstoffvorwärmer hat der Bimetallschalter ein abgedichtetes Schaltergehäuse, bevorzugt ein durch mindestens eine Klebstoffraupe abgedichtetes Schaltergehäuse. Das Abdichten des Bimetallschalters mit Klebstoffraupen verursacht wesentlich weniger Aufwand als ein Vergießen. Insbesondere härtet eine Klebstoffraupe schnell aus, so dass der Bimetallschalter mit dem abgedichteten Schaltergehäuse im Anschluss an das Auftragen der Klebstoffraupe an dem Gehäuse des Kraftstoffvorwärmers befestigt werden kann. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem im Stand der Technik bekannten Vergießen der Bimetallschalter, das Wartezeiten von mehreren Stunden erforderlich macht, bevor sich die Vergussmasse soweit verfestigt hat, dass der Bimetallschalter montiert werden kann.
Bevorzugt wird als Klebstoff ein Epoxidharz verwendet. Epoxidharze haben den Vorteil, schnell auszuhärten und auf Metall- und Kunststoffoberflächen gut zu haften. Klebstoffraupen aus Epoxidharz können in wenigen Sekunden, beispielsweise durch Einwirkung von Wärme oder Licht, soweit aushärten, dass der abgedichtete Bimetallschalter am Gehäuse eines Kraftstoffvorwärmers montiert werden kann. Besonders bevorzugt wird als Klebstoff elf Einkomponenten-Epoxidharz verwendet. Prinzipiell können auch Mehrkomponenten-Epoxidharze verwendet werden. Einkomponenten-Epoxidharze haben jedoch den Vorteil, sich besonders leicht verarbeiten und als Klebstoffraupen auf das Gehäuse des Bimetallschalters aufbringen zu lassen. Anstelle von Epoxidharzen können beispielsweise auch Klebstoffe auf Acrylat- oder Polyurethanbasis verwendet werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: ein Ausführungsbeispiel eines Dieselvorwärmers;
2: das Gehäuse des in 1 gezeigten Dieselvorwärmers;
3: eine Seitenansicht des Bimetallschalters des in 1 gezeigten Dieselvorwärmers ohne Klebstoffraupen;
4: eine Rückansicht zu 3;
5: der in 3 gezeigte Bimetallschalter mit Klebstoffraupen; und
6: eine Rückansicht zu 5.
1 zeigt als Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffvorwärmers einen Dieselvorwärmer 1 mit einem Gehäuse 2, das einen von dem zu erwärmenden Dieselkraftstoff durchströmbaren Strömungskanal 5 umgibt. In dem Strömungskanal 5 sind zwischen Kontaktblechen 3 ein oder mehrere elektrische Heizelemente, bevorzugt PTC-Heizelemente, angeordnet. Die Kontaktbleche 3 haben eine dem mindestens einen Heizelement zugewandte Basisfläche und von der Basisfläche weggebogene Schenkel, mit denen sich die Kontaktbleche 3 federnd an dem Gehäuse 2 abstützen.
An dem Gehäuse 2 ist ein Bimetallschalter 4 befestigt, der bei Erreichen einer Schalttemperatur einen durch das mindestens eine Heizelement fließenden Strom unterbricht. Der Bimetallschalter 4 ist an dem Gehäuse 2 in einer Lage befestigt, in der er dem Dieselkraftstoff ausgesetzt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bimetallschalter 4 außerhalb des Strömungskanals 5 in einer Lage angeordnet, in welcher er von dem Dieselkraftstoff umströmt wird.
2 zeigt in einer Schrägansicht das Gehäuse 2 des in 1 gezeigten Dieselvorwärmers. In 3 ist der dazu gehörende Bimetallschalter 4 in einer Seitenansicht und in 4 in einer Rückansicht dargestellt. In den 1, 3 und 4 ist das Schaltergehäuse des Bimetallschalters 4 der besseren Übersichtlichkeit wegen in seinem nicht abgedichteten Zustand dargestellt. In den 5 und 6 ist der Bimetallschalter 4 in einer Seitenansicht bzw. einer Rückansicht mit einer Klebstoffraupe 6 gezeigt, durch die sein Schaltergehäuse abgedichtet ist.
Das Gehäuse des Bimetallschalters 4 hat ein topfförmiges Basisteil 4a, auf dem ein Deckel 4b sitzt. Die Klebstoffraupe 6 dichtet eine Fuge zwischen dem Deckel 4b und dem Basisteil 4a ab und verhindert so ein Eindringen von Dieselkraftstoff in einen von dem Schaltergehäuse des Bimetallschalters 4 umschlossenen Innenraum.
Die Klebstoffraupe 6 ist aus Epoxidharz, bevorzugt aus einem Einkomponenten-Epoxidharz, wobei jedoch auch andere schnell härtende Kleber verwendet werden können.
Das Basisteil 4a ist bevorzugt aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyphenylensulfid. Der Deckel 4b ist bevorzugt aus Metall, beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, damit eine in dem Schaltergehäuse angeordnete Bimetallscheibe über den Deckel 4b möglichst rasch auf die Temperatur des den Bimetallschalter 4 umgebenden Dieselkraftstoffs erwärmt werden kann.
Der Boden des topfförmigen Basisteils 4a hat durch Klebstoff 11 abgedichtete Öffnungen, durch welche elektrische Anschlüsse 7, beispielsweise in Form von Anschlussstiften, hindurchgeführt sind. Zum Abdichten dieser Öffnungen kann Klebstoff auch in Form von Klecksen oder Fladen aufgebracht werden.
Die Anschlussstifte können wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit auf den Boden des Basisteils 4a aufgesetzten Kontaktelementen 8 verbunden sein. Möglich ist es aber auch, die Anschlußstifte 7 so zu dimensonieren, dass darauf aufgesetzte Kontaktelemente 8 überflüssig sind.
Der Bimetallschalter 4 kann an dem Gehäuse 2 des Dieselvorwärmers 1 kraft- und/oder formschlüssig befestigt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 2 Klemmlaschen 9, die auf den Deckel 4b des Bimetallschalters 4 einwirken. Auf diese Weise wird der Bimetallschalter 4 gegen Aufnahme- und Führungselemente 10 des Gehäuses 2 gedrückt. Auf diese Weise ist der Bimetallschalter 4 auch bei evtl. im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Vibrationen zuverlässig an dem Gehäuse 2 des Dieselvorwärmers 1 befestigt.
Im Bereich der Klemmlaschen 9 hat das Gehäuse 2 einen Durchbruch 12, so dass der Bimetallschalter 4, insbesondere der Deckel 4b des Bimetallschalters 4, direkt von dem Diesel umströmt wird. Der Durchbruch 12 ist bevorzugt zwischen den Klemmlaschen 9 in einer Innenwand des Gehäuses 2 angeordnet. Der Bimetallschalter 4 ist durch die Klemmlaschen 9 und ein Gegenlager des Gehäuses 2 fixiert.
Bezugszeichenliste

1: Dieselvorwärmer
2: Gehäuse
3: Kontaktbleche
4: Bimetallschalter
4a: Basisteil
4b: Deckel
5: Strömungskanal
6: Klebstoffraupe
7: Anschlüsse
8: Kontaktelemente
9: Klemmlaschen
10: Aufnahme- und Führungselemente
11: Klebstoff
12: Durchbruch
13: Gegenlager

Claims

Kraftstoffvorwärmer mit einem Gehäuse (2), das einen von dem zu erwärmenden Kraftstoff durchströmbaren Strömungskanal (5) umgibt, in dem mindestens ein elektrisches Heizelement angeordnet ist, und einem Bimetallschalter (4), um bei Erreichen einer Schalttemperatur einen durch das Heizelement fließenden Strom zu unterbrechen, wobei der Bimetallschalter (4) an dem Gehäuse (2) in einer Lage befestigt ist, in der er dem Dieselkraftstoff ausgesetzt ist, und wobei der Bimetallschalter (4) ein abgedichtetes Schaltergehäuse (4a, 4b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallschalter (4) außerhalb des Strömungskanals (5) in einer von Dieselkraftstoff umströmbaren Lage angeordnet ist, und das Gehäuse (2) bewirkt, dass ein Teil des Kraftstoffstroms abgezweigt wird und als Bypassstrom an dem Bimetallschalter (4) vorbeiströmt während der größte Teil des Kraftstoffstoffstroms durch den Strömungskanal (5) fließt.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallschalter (4) neben einer den Strömungskanal (5) begrenzenden Wand des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Durchbruch (12) aufweist, durch den Kraftstoff hindurch treten und den Bimetallschalter (4) umströmen kann.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallschalter (4) an dem Durchbruch (12) anliegt.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mindestens eine Klemmlasche (9) aufweist, die gegen das Schaltergehäuse (4a, 4b) drückt.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchbruch (12) im Bereich der Klemmlaschen (9), vorzugsweise zwischen zwei Klemmlaschen (9), befindet.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmlaschen (9) den Bimetallschalter (4) zusammen mit einem Gegenlager (13) in dem Gehäuse (2) fixieren.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse ein topfförmiges Basisteil (4a) aufweist, auf dem ein Deckel (4b) sitzt.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4b) an dem Durchbruch (12) anliegt.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klebstoffraupe (6) eine Fuge zwischen Basisteil (4a) und Deckel (4b) abdichtet.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (4a) mindestens eine durch einen Klebstoff (6) abgedichtete Öffnung aufweist, durch die ein elektrischer Anschluss (7) hindurchgeführt ist.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss (7) als Kontaktstift ausgebildet ist.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung in einem Boden des Basisteils (4a) sitzt.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4b) aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ist.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (4a) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyphenylensulfid, ist.
Kraftstoffvorwärmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (4a, 4b) durch mindestens eine Klebstoffraupe (6) abgedichtet ist.
Kraftstoffvorwärmer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffraupe (6) aus einem Epoxidharz, vorzugsweise einem Einkomponenten-Epoxidharz, ist.