DE102012214004A1

DE102012214004A1 - Kunststoffbehältnis zur Aufnahme eines Mediums, insbesondere zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit oder eines Energieträgers

Info

Publication number: DE102012214004A1
Application number: DE201210214004
Authority: DE
Inventors: Stefan Heinz; Ivo Locher
Original assignee: Sefar AG; Joma Polytec GmbH
Current assignee: Sefar AG; Joma Polytec GmbH
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2013-02-14

Abstract

Kunststoffbehältnis zur Aufnahme eines Mediums, insbesondere zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit oder eines Energieträgers, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erwärmung des Mediums eine Vielzahl von elektrisch leitenden und bestrombaren Fäden derart vorgesehen sind, dass die Fäden sich bei Bestromung erwärmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbehältnis zur Aufnahme eines Mediums, insbesondere zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit oder eines Energieträgers, insbesondere im Automotive-Bereich.
Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist bekannt, dass je kälter der Motor, bzw. die Schmiermedien (Öle) sind, desto höher ist der Abrieb und Verschleiß der bewegenden Teile. Unter anderem erhöhen sich auch im Kaltstartverhalten der Verbrauch und die schädlichen Abgase. Verschleiß, Verbrauch und Abgase wiederum sinken mit zunehmender Wärme der Schmiermedien und des Motors. Da sich das Öl aber erst erwärmt wenn der Motor läuft, also Reibung und Verbrennungswärme entsteht, und der Motorblock sich dadurch langsam erwärmt, vermindert sich der Verschleiß (durch Reibung) relativ langsam. Dieser Prozess dauert bei Verwendung von Aluminiumölwannen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, recht lange. Nachteilig kann zudem sein, dass das Öl auch schon direkt nach dem Start vom Ölwasserwärmetauscher gekühlt wird. Die Aufheizphase erhöht sich in der Kaltstartphase zusätzlich, wenn gleichzeitig ein hoher Wärmebedarf für die Fahrgasttemperierung benötigt wird.
Zudem werden durch die heutigen sehr präzisen Fertigungen und geringen Toleranzen die eine Erwärmung verursachenden Reibungen immer kleiner. Dieses bewirkt, dass sich das Öl immer langsamer erwärmt.
Damit in den nördlichen Ländern die Fahrzeuge im Winter überhaupt starten können, sind diese mit Motortemperierungen ausgestattet, welche elektrisch betrieben werden, d.h. die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor kommen an die Steckdose, oder Brennstoffbetriebene Systeme finden Verwendung. Zur Erwärmung von Motoröl sind dazu tauchsiederähnliche Vorrichtungen bekannt.
Aus der EP 1 348 316 B1 ist eine Flächenheizung für beispielsweise einen Dieseltank oder eine Ölwanne bekannt geworden, bei der als Heizschicht ein flexibler Film von elektrisch leitenden Kunststoffen Verwendung findet.
Aus der DE 1 771 073 ist eine Heizvorrichtung für Sammlerbatterien bekannt geworden, bei der ein Flächenheizelement Verwendung findet. Das Flächenheizelement weist dabei Schussfäden und Kettfäden auf, wobei ein Heizdraht zickzackförmig mit eingewebt wird. Die Schussfäden und Kettfäden samt Heizdraht sind mit einem Kunststoff imprägniert bzw. mit Harz überzogen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, der vorstehend geschilderten Probleme Abhilfe zu schaffen. Dazu wird ein Behältnis gemäß dem Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung kann folglich beispielsweise Öl im Stillstand elektrisch erwärmt werden. Die Verwendung von Kunststoff hat den Vorteil, dass dieser zudem vergleichsweise gute Isoliereigenschaften und eine schlechte Wärmeleitung aufweist. Ds erwärmte Öl kann gerade im Kaltstartbereich die Reibung verkleinern, da sich das warme Öl besser in allen Spalten verteilt und seiner Funktion nach kommen kann. Zudem reduziert sich der Kraftstoffverbrauch erheblich.
Die Erfindung kann auch beispielsweise bei Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen, bei denen das Fahrzeug im Stillstand an eine elektrische Energiequelle zur Ladung des Akkumulators angeschlossen ist.
Die Erfindung sieht also ein Kunststoffbehältnis, insbesondere in Form eines Gehäuses vor, welches gleichzeitig auch die Funktion der Erwärmung des Öles oder anderen Medien hat. Der Kunststoff ist dabei vergleichsweise leicht, isolierend und schlecht wärmeleitend.
Ferner werden Fäden und insbesondere Gewebe mit Metallfäden bei der Fertigung des Behältnisses mit eingesptitzt oder gepreßt oder kann nachtraglich insbesondere auf der Innenseite aufgebracht werden. Dabei kann das Gewebe in die eine Webrichtung des Gewebes elektrisch leitend sein und zum Heizen benutzt werden kann.
Ferner können Fäden oder kann ein ähnliches Gewebe zusätzlich eingelegt werden, welches durch Messung des Drahtwiederstandes als Sensor verwendet wird für die Messung von Temperatur und/oder Füllstand des Behältnisses.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei Ölwannen in Verbrennungsmotoren verwendet werden, sondern auch für Kunststoffbehälter allgemein, bei denen Medien erwärmt werden. Insbesondere kann die Erfindung auch ein Batteriegehäuse betreffen, in dem zu erwärmende Energieträger, insbesondere Akkumulatoren, vorgesehen sind.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1 zeigt ein wannenförmiges Behältnis 1, insbesondere eine Ölwanne oder ein Batteriegehäuse aus Kunststoff, in dem ein Gewebe 2 eingespritzt ist, das durch Bestromung erwärmbar ist. 2 zeigt eine Vergrößerung des Randes des Behältnisses mit einer im Bereich des Randes vorgesehenen Kontaktierungsleiste 3. Ferner sind parallel zueinander verlaufende elektrisch leitende Fäden 4 vorgesehen, dies aus einem elektrisch leitenden Kunststoff, aus Kohlefaser oder aus Metall sein können. Bei Bestromung der Fäden 4 wird das Behältnis 1, oder das sich im Behältnis befindliche Medium, aufgrund des elektrischen Widerstandes der Fäden 4 erwärmt. Neben den die Kontaktierungsleiste 3 kontaktierenden Fäden 4 können insbesondere quer dazu verlaufende zusätzliche Versteifungsfäden 5 eingebracht sein, die insbesondere aus Metall sein können. Diese Versteifungsfäden 5 sind vorzugsweise nicht bestrombar und dienen folglich nicht zur Erwärmung des Behältnisses.
Zudem können einzelne Fäden 4 oder 5 als Sensoren derart verwendet werden, dass über deren messbaren elektrischen Widerstand auf die Temperatur und oder Füllstand des Behältnisses 1 rückgeschlossen werden kann.
Zur Bestromung der Fäden 4 und zur Auswertung des gemessenen Widerstandes kann eine nicht dargestellte Regel- und Steuereinheit vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1348316 B1 [0005]
DE 1771073 [0006]

Claims

Kunststoffbehältnis (1) zur Aufnahme eines Mediums, insbesondere zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit wie beispielsweise Fahrzeugöl, oder eines Energieträgers wie beispielsweise einer Fahrzeugbatterie, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erwärmung des Kunststoffbehältnisses und/oder des Mediums eine Vielzahl von elektrisch leitenden und bestrombaren Fäden (4), die bei der Herstellung des Kunststoffbehältnisses (1) eingespritzt oder eingepresst oder auf insbesondere der Innenseite des Gehäuses aufgebracht werden, derart vorgesehen sind, dass die Fäden (4) sich bei Bestromung erwärmen.
Behältnis (1) nach Anspruch 1, wobei sich die Fäden (4) lediglich entlang einer Richtung erstrecken und vorzugsweise parallel zueinander verlaufen.
Behältnis (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Fäden (4, 5) im Wesentlichen quer zueinander erstrecken und vorzugsweise ein Gewebe (2) bilden.
Behältnis (1) nach Anspruch 3, wobei das Gewebe (2) derart ausgebildet ist, dass es lediglich in die eine Webrichtung leitend ausgebildet ist.
Behältnis (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktierung der Fäden (4) entweder vor oder nach dem Einlegen, Einpressen oder Einspritzen erfolgt.
Behältnis (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fäden (4, 5) als elektrisch leitende Kunststofffäden oder Metallfäden (Metallinserts) oder Kohlefaserfäden ausgebildet sind.
Behältnis (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil der Fäden derart ausgebildet sind, dass über deren messbaren elektrischen Widerstand auf die Temperatur und oder Füllstand des Behältnisses (1) rückgeschlossen werden kann.
Behältnis (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil der Fäden (5) derart ausgebildet sind, dass eine zusätzliche Versteifung des Behältnisses bewirkt wird.
Behältnis (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei es wannenförmig mit einem Rand ausgebildet ist und am Rand eine Kontaktierungsleiste (3) für die Fäden (4) vorgesehen ist.
Behältnis (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend zudem eine Steuereinheit zur Steuerung der Bestromung der Fäden (4) und/oder zur Erfassung des elektrischen Widerstandes einzelner Fäden gemäß Anspruch