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Die Erfindung betrifft eine Heizung für eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs. Eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, um einer Abgasbehandlungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs ein flüssiges Additiv zur Abgasreinigung zuzuführen.
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Abgasbehandlungsvorrichtungen, in denen ein flüssiges Additiv zur Abgasreinigung verwendet wird, sind insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Diesel-Verbrennungskraftmaschinen weit verbreitet. In derartigen Abgasbehandlungsvorrichtungen wird häufig das Abgasreinigungsverfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Verfahren, SCR = Selective Catalytic Reduction) durchgeführt. Bei diesem Verfahren werden Stickstoffoxidverbindungen im Abgas unter Zuhilfenahme des flüssigen Additivs zu unschädlichen Substanzen (Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff) reduziert. Als flüssiges Additiv wird für das SCR-Verfahren häufig Harnstoff-Wasser-Lösung eingesetzt. Harnstoff-Wasser-Lösung ist beispielsweise unter dem Handelsnamen AdBlue® mit einem Harnstoffgehalt von 32,5 Gew.-% als flüssiges Additiv für Abgasreinigung erhältlich. Eine solche Harnstoff-Wasser-Lösung wird häufig auch als Reduktionsmittelvorläufer oder Reduktionsmittelvorläuferlösung bezeichnet. Harnstoff-Wasser-Lösung wird für die Abgasreinigung zu Ammoniak umgesetzt. Diese Umsetzung kann abgasextern in einem dafür vorgesehenen Reaktor oder abgasintern innerhalb des Abgassystems zu Ammoniak geschehen. Die eigentliche Reduktionsreaktion der Stickstoffoxidverbindungen im Abgas findet mit dem Ammoniak statt.
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Problematisch bei der Bereitstellung von flüssigen Additiven für die Abgasreinigung in einem Kraftfahrzeug ist, dass die üblicherweise verwendeten flüssigen Additive bei niedrigen Temperaturen einfrieren können. Die beschriebene Harnstoff-Wasser-Lösung friert beispielsweise bei –11 °C ein. Derart niedrige Temperaturen können in Kraftfahrzeugen insbesondere während langer Stillstandphasen des Kraftfahrzeugs im Winter auftreten.
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Es ist bekannt, dass Vorrichtungen zur Bereitstellung von flüssigem Additiv beheizt werden können, um der Einfrierproblematik zu begegnen. Durch die Beheizung kann einerseits verhindert werden, dass das flüssige Additiv einfriert. Gleichzeitig kann durch die Beheizung gewährleistet werden, dass bei einer Startphase im Winter eine Vorrichtung schnell flüssiges Additiv bereitstellen kann, weil durch die Beheizung eingefrorenes Additiv aufgetaut wird.
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Problematisch bei dem Beheizen von flüssigem Additiv ist, dass das flüssige Additiv eine maximale Temperatur nicht überschreiten darf. Für die beschriebene Harnstoff-Wasser-Lösung mit einem Harnstoffgehalt von 32,5 Gew.-% gilt beispielsweise eine obere Grenztemperatur von ca. 110 °C, insbesondere 80 °C oder 60 °C. Oberhalb dieser (oberen) Grenztemperatur beginnen gegebenenfalls Umsetzungsprozesse innerhalb des flüssigen Additivs. Der Begriff "Umsetzungsprozess" umfasst hierbei insbesondere die Ausscheidung von Feststoffpartikeln aus dem flüssigen Additiv oder die (teilweise) Umsetzung von flüssigem Additiv in Ammoniak. Ausgeschiedene Feststoffpartikel sind beispielsweise kristalline Harnstoffausscheidungen, die Ablagerungen in der Vorrichtung bilden können.
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Bekannt ist daher der Einsatz von PTC-Heizelementen (PTC = positive temperature coefficient) zum Heizen von Vorrichtungen zur Bereitstellung von flüssigem Additiv. Bei PTC-Heizelementen nimmt die Heizleistung bei hohen Temperaturen (oberhalb einer materialabhängigen Grenztemperatur) sehr stark ab. Diese Grenztemperaturen können durch eine geeignete Auslegung der PTC-Heizelemente festgelegt werden. PTC-Heizelemente bestehen üblicherweise aus Bariumtitanat. Ein Problem bei der Verwendung von PTC-Heizelementen ist, dass diese relativ teuer sind. Darüber hinaus ist eine genaue Grenztemperatur bei PTC-Heizelementen häufig nicht sehr präzise einstellbar. Insbesondere ist es regelmäßig nicht möglich eine Vielzahl von PTC-Heizelementen mit exakt einheitlichen Grenztemperaturen herzustellen.
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Beim Beheizen einer Vorrichtung vor Bereitstellung von flüssigem Additiv ist zudem zu beachten, dass elektrische Heizenergie in einem Kraftfahrzeug üblicherweise sehr begrenzt verfügbar ist. Elektrische Energie wird in Kraftfahrzeugen üblicherweise mit einer Lichtmaschine aufwendig produziert. Das Beheizen einer Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv sollte daher möglichst wenig elektrisch Energie benötigen.
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Eine Heizung für eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs sollte darüber hinaus sehr schnell aktivierbar sein, um bei einem Start eines Kraftfahrzeugs schnell flüssiges Additiv aufzuheizen und auch bei eingefrorenem flüssigem Additiv in der Vorrichtung oder in einem Tank schnell zu ermöglichen, dass flüssiges Additiv für die Abgasreinigung bereitgestellt wird.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die geschilderten technischen Probleme zu lösen bzw. zumindest zu lindern. Hierzu soll eine besonders vorteilhafte Heizung für eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs offenbart werden.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Heizung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Heizung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Die Erfindung betrifft eine Heizung für eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs in einem Kraftfahrzeug, aufweisend mindestens ein schaltbares Widerstandsheizelement, das mit mindestens einem Schalterelement in Serie geschaltet ist, mit dem das mindestens eine erste Widerstandsheizelement aktiviert und deaktiviert werden kann, und mindestens ein permanentes Widerstandsheizelement, welches parallel zu dem mindestens einem schaltbaren Widerstandsheizelement und dem mindestens einem Schalterelement geschaltet ist.
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Die parallel zueinander geschalteten schaltbaren Widerstandsheizelemente und permanenten Widerstandsheizelemente sind vorzugsweise an eine gemeinsame Stromquelle angeschlossen, die aktivierbar und deaktivierbar ist. Über die gemeinsame Stromquelle ist es möglich, sowohl die schaltbaren Widerstandsheizelemente als auch die permanenten Widerstandsheizelemente (gemeinsam) zu aktivieren und zu deaktivieren. Die Schalterelemente, die (nur) zu den schaltbaren Widerstandsheizelementen in Serie geschaltet sind, ermöglichen es auch, permanente Widerstandsheizelemente zu betreiben, wenn das schaltbare Widerstandsheizelement deaktiviert ist.
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In einer Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv mit einer Heizung kann üblicherweise ein Wärmeübergangskoeffizient identifiziert werden, der beschreibt, in welchem Maße Wärme von der Heizung in das flüssige Additiv übergeht. Der Wärmeübergangskoeffizient beschreibt den Wärmestrom von der Heizung in das flüssige Additiv in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen der Heizung und dem flüssigen Additiv. Der Wärmeübergangskoeffizient hängt von der Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Komponenten der Vorrichtung ab.
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Darüber hinaus kann in einer solchen Vorrichtung üblicherweise auch eine Wärmekapazität identifiziert werden, die die Speicherfähigkeit der Vorrichtung für Wärme beschreibt. Die Wärmekapazität beschreibt, welcher Anteil der von einer Heizung produzierten Wärme zunächst zum Erwärmen der Vorrichtung verbraucht wird bevor eine Erwärmung des flüssigen Additivs auftritt. Die Wärmekapazität hängt von der spezifischen Wärmekapazität der einzelnen Komponenten der Vorrichtung ab.
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Die Wärmeübergangskoeffizienten und die Wärmekapazität bewirken während des Beheizens eine zeitabhängige Temperaturdifferenz zwischen der Heizung und dem flüssigen Additiv in der Vorrichtung, die beispielsweise mit einer Differentialgleichung oder sogar mit einem System von Differentialgleichungen beschrieben und ermittelt werden kann.
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Weiter oben wurde bereits beschrieben, dass Temperaturen oberhalb einer Grenztemperatur (von bspw. maximal 110 °C oder maximal 80 °C oder 60 °C) beim Beheizen von flüssigem Additiv auch lokal nicht auftreten sollen, um eine Umsetzung des flüssigen Additivs zu vermeiden. Vorzugsweise ist das mindestens eine permanente Widerstandsheizelement so dimensioniert, dass auch bei einem (permanenten) Betrieb des permanenten Widerstandsheizelements innerhalb der Vorrichtung und in dem flüssigen Additiv keine Temperaturen auftreten und/oder erzeugt werden können können, die eine solche Grenztemperatur überschreiten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine permanente Widerstandsheizelement in Abhängigkeit von den Wärmekapazitäten und den Wärmeübergangskoeffizienten entsprechend dimensioniert wird. Vorzugsweise ist die mögliche Heizleistung des mindestens einen permanenten Widerstandsheizelementes im Verhältnis zu der Wärmekapazität und dem Wärmeübergangskoeffizienten der Vorrichtung so gering, dass beim Betrieb der Heizung Temperaturen oberhalb der Grenztemperatur auch lokal nicht auftreten können, wenn das schaltbare Widerstandsheizelement deaktiviert ist.
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Das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement ermöglicht es, sehr hohe Heizleistungen bereitzustellen, um eine Vorrichtung für das flüssige Additiv schnell zu erwärmen.
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Durch die beschriebene Heizung kann die Verwendung von PTC Materialien vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Heizung, wenn die elektrischen Widerstände des mindestens einen schaltbaren Widerstandsheizelements und des mindestens einen permanenten Widerstandsheizelements so ausgelegt sind, dass ein Anteil zwischen 70 % und 95 % der Heizleistung der Heizung von dem mindestens einen schaltbaren Widerstandsheizelement erzeugt wird, wenn das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement aktiviert ist.
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Dementsprechend hat das mindestens eine permanente Widerstandsheizelement einen Anteil an der Heizleistung zwischen 5 % und 30 %. Vorzugsweise liegen der Anteil des permanenten Widerstandsheizelements zwischen 8 % und 15 % und der Anteil des schaltbaren Widerstandsheizelements dementsprechend zwischen 85 % und 92 % der Heizleistung. Es hat sich herausgestellt, dass durch eine derartige Auslegung des permanenten Widerstandsheizelements und des schaltbaren Widerstandsheizelements erreicht werden kann, dass lokale Überhitzungen (lokale Übertretungen der Grenztemperatur) effektiv vermieden werden.
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Weiterhin vorteilhaft ist die Heizung, wenn diese mindestens einen Temperatursensor und mindestens eine Steuerkomponente aufweist, mit denen das mindestens eine Schalterelement und das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement in Abhängigkeit von einer mit dem mindestens einen Temperatursensor ermittelten Temperatur aktiviert und deaktiviert werden kann.
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Das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement wird dabei durch den mindestens einen Schalter deaktiviert, indem eine elektrisch leitfähige Verbindung von dem Schalter unterbrochen wird. Beim Aktivieren wird von dem Schalter eine elektrisch leitfähige Verbindung hergestellt. Der mindestens eine Temperatursensor stellt der Steuerkomponente eine Temperaturinformation bereit und die Steuerkomponente aktiviert und deaktiviert das Schalterelement in Abhängigkeit von dieser Temperaturinformation.
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Durch einen Temperatursensor können beispielsweise die Temperatur des flüssigen Additivs und/oder die Temperatur der Heizung bestimmt werden, um eine (lokale) Überhitzung des flüssigen Additivs festzustellen. Die Steuerkomponente kann beispielsweise eine elektronische Komponente sein. Die Steuerkomponente kann auch Bestandteil eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs sein. Die Steuerkomponente ist vorzugsweise über eine (elektrische) Signalleitung mit dem Temperatursensor und dem mindestens einen Schalterelement verbunden.
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Es können unterschiedliche Typen von Temperatursensoren verwendet werden. Der Temperatursensor kann beispielsweise ein Widerstandstemperatursensor sein, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit der Temperatur ändert. Der Temperatursensor kann beispielsweise auch ein Infrarotsensor innerhalb einer Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv sein, mit dem die Temperatur indirekt (über infrarote Strahlung) bestimmt werden kann.
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Temperatursensoren sind eine besonders effektive Möglichkeit, eine Überhitzung des flüssigen Additivs in einer Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv zu erkennen und mit Hilfe einer Regelung der Heizleistung effektiv zu reduzieren oder zu verhindern.
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Alternativ und/oder zusätzlich zu der Temperaturinformation von dem mindestens einen Temperatursensor kann die mindestens eine Steuerkomponente (auch noch weitere Informationen) erhalten, die beim Aktivieren und Deaktivieren des Schalterelements berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein Zeitwertgeber (auch Timer genannt) vorhanden sein, von dem die Steuerkomponente eine Zeitinformation erhält. Beispielsweise kann das schaltbare Widerstandsheizelement bei einer Aktivierung der Heizung immer nur für einen bestimmten, vorgegebenen Zeitraum von beispielsweise zwischen 5 und 20 Minuten betrieben werden.
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Vorteilhafterweise ist die Heizung nach Art einer Heizfolie ausgeführt, wobei das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement sowie das mindestens eine permanente Widerstandsheizelement als Leiterbahnen auf der Heizfolie angeordnet sind.
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Eine Heizfolie ist üblicherweise ein flächiges Gebilde mit einer (Grund-)Fläche. Eine Heizfolie kann beispielsweise an einer Tankwand eines Tanks für das flüssige Additiv anliegen und so das flüssige Additiv in einem Tank großflächig erwärmen. Dies ermöglicht einen besonders effektiven Wärmeübergang von der Heizung auf das flüssige Additiv. Leiterbahnen für Widerstandsheizelemente können auf der Heizfolie beispielsweise mit Hilfe von Druckverfahren hergestellt werden. Solche Leiterbahnen können auch in ein leitfähiges Material auf der Heizfolie geätzt sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der Heizfolie mindestens zwei elektrische Kontakte angeordnet sind, über welche eine Stromversorgung der Heizung erfolgt. Elektrische Kontakte an der Heizfolie können ebenso gedruckt sein. Auch können metallische Kontakte aufgeklebt oder aufgelötet sein. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante bilden die mindestens zwei elektrischen Kontakte Lötstellen aus, an denen elektrische Versorgungsleitungen an der Heizfolie angelötet werden können.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Heizfolie ist zumindest eine der nachfolgenden Komponenten ebenfalls auf der Heizfolie angeordnet:
- – mindestens ein Schalterelement,
- – mindestens eine (elektronische) Steuerkomponente,
- – mindestens ein Temperatursensor.
Solche Schalterelemente und elektronischen Steuerkomponenten oder Temperatursensoren können gegebenenfalls mit denselben Herstellungsverfahren (beispielsweise Druckverfahren und/oder Ätzen) beispielsweise mit Hilfe von Druckverfahren ebenfalls auf der Heizfolie angeordnet werden.
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Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Heizfolie flexibel ist. Eine flexible Heizfolie kann beispielsweise an unterschiedlich (insbesondere unregelmäßig) geformte Bereiche eines Tanks oder einer Tankwand angepasst werden. Eine flexible Heizfolie kann beispielsweise ein flexibles (beispielsweise gummiartiges) Trägermaterial aufweisen, auf dem die einzelnen Komponenten (Widerstandsheizelemente, Schalterelemente, Steuerkomponente usw.) angeordnet sind.
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Weiterhin vorteilhaft ist die Heizung mit mehreren schaltbaren Widerstandsheizelementen und mehreren, jeweils einem schaltbaren Widerstandsheizelement zugeordneten Schalterelementen, wobei die schaltbaren Widerstandsheizelemente jeweils in verschiedenen Flächenabschnitten der Heizung angeordnet sind.
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Eine solche Heizung hat vorzugsweise eine flächige Ausdehnung mit einer Fläche und ist besonders bevorzugt eine Heizfolie. Durch mehrere Flächenabschnitte, die jeweils ein schaltbares Widerstandsheizelement aufweisen, ist es möglich, die Heizleistung der Heizung lokal (individuell) einzustellen. So kann beispielsweise in Bereichen der Heizung mit niedriger Temperatur eine höhere Heizleistung bereitgestellt werden als in Bereichen der Heizung, in denen höhere Temperaturen vorliegen. So ist eine individuelle Anpassung der Heizleistung an die jeweils (lokal) vorliegenden Bedingungen möglich.
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Besonders vorteilhaft ist eine solche Heizung, wenn mindestens einem schaltbaren Widerstandsheizelement mindestens ein Temperatursensor zugeordnet ist und dieses schaltbare Widerstandsheizelement in Abhängigkeit von einer mit dem mindestens einen Temperatursensor ermittelten Temperatur und mit Hilfe mindestens eines zugeordneten Schalterelements sowie mindestens einer Steuerkomponente aktiviert und deaktiviert werden kann.
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Vorzugsweise ist für jedes schaltbare Widerstandsheizelement eine Anordnung aus genau einem Temperatursensor vorgesehen, mit dem eine Temperaturinformation für dieses schaltbare Widerstandsheizelement gewonnen werden kann, um ein Schalterelement dieses schaltbaren Widerstandsheizelementes in Abhängigkeit von der Temperaturinformation zu aktivieren und zu deaktivieren.
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Es ist auch möglich, dass für jedes schaltbare Widerstandsheizelement genau eine Steuerkomponente vorgesehen ist. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Temperaturinformationen von mehreren Temperatursensoren (zentral) in einer Steuerkomponente verarbeitet werden, die für die Steuerung (Aktivierung und Deaktivierung) mehrerer Schalterelemente eingerichtet ist. Vorzugsweise sind die Temperatursensoren jeweils zentral im Bereich des jeweiligen schaltbaren Widerstandsheizelementes angeordnet. Durch eine solche Anordnung ist es in besonders effektiver Weise möglich, die Temperatur an den jeweiligen schaltbaren Widerstandsheizelementen festzustellen und diese schaltbaren Widerstandsheizelemente dann gezielt und individuell zu aktivieren und zu deaktivieren.
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Das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement, das mindestens eine Schalterelemente und die mindestens eine Steuerkomponente der Heizung können auch für eine getaktete Betriebsweise eingerichtet sein, bei welcher das mindestens eine schaltbare Widerstandsheizelement jeweils kurzzeitig aktiviert und wieder deaktiviert wird, um reduzierte Heizleistungen zu erzeugen. Besonders bevorzugt ist ein Betrieb des mindestens einen schaltbaren Widerstandsheizelementes nach Art einer Pulsweitenmodulation (PWM = pulse width modulation) möglich. Durch einen solchen Betrieb lässt sich die Heizleistung des mindestens einen schaltbaren Widerstandsheizelementes stufenlos reduzieren.
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Tank zur Speicherung des flüssigen Additivs mit einer Tankwand, wobei mindestens eine beschriebene elektrische Heizung auf einer Außenseite der Tankwand so angeordnet ist, dass flüssiges Additiv in dem Tank durch die Tankwand erwärmt wird.
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Die im Zusammenhang mit der beschriebenen Heizung beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale sind in analoger Weise auf die Vorrichtung übertragbar. Gleiches gilt für die im Folgenden für die Vorrichtung beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale, die in analoger Weise auf die Heizung übertragbar sind.
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Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein Fördermodul, welches ein Gehäuse aufweist, das in einem Boden des Tanks in die Tankwand des Tanks integriert ist. Vorzugsweise hat der Boden der Tankwand zu diesem Zweck eine Öffnung, in die das Gehäuse eingesetzt ist, so dass das Gehäuse die Öffnung verschließt. Das Gehäuse erstreckt dann sich in einen Innenraum des Tanks hinein. Das Gehäuse bildet dann einen Abschnitt der Tankwand aus. Eine Innenseite des Gehäuses bildet dann eine Außenseite der Tankwand. Besonders bevorzugt ist die beschriebene Heizung auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet und somit in der Lage, durch die von dem Gehäuse gebildete Tankwand das flüssige Additiv in dem Tank zu erwärmen.
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Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Heizung eine flexible Heizfolie ist, die an die Form des Gehäuses angepasst sein kann.
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Hier wird auch ein Kraftfahrzeug beschrieben aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine und eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine, sowie eine Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv für die Abgasbehandlungsvorrichtung mit einer beschriebenen elektrischen Heizung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
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1: eine erste Ausführungsvariante einer beschriebenen Heizfolie,
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2: eine zweite Ausführungsvariante einer beschriebenen Heizfolie,
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3: eine Vorrichtung mit einer beschriebenen Heizfolie,
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4: einen Schnitt durch ein Gehäuse einer Fördereinheit mit einer beschriebenen Heizfolie, und
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5: ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv mit einer beschriebenen Heizfolie.
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In den 1 und 2 ist jeweils die Heizung 1 dargestellt, welche als Heizfolie 9 ausgeführt ist. Zu erkennen ist, dass die Heizfolie 9 eine Fläche 10 hat.
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In der 1 und der 2 sind jeweils elektrische Kontakte 12 zu erkennen, über welche die Heizung 1 mit Strom versorgt werden kann. Zu erkennen sind auch Leiterbahnen 11 auf der Heizfolie, welche schaltbare Widerstandsheizelemente 4 und permanente Widerstandsheizelemente 6 bilden. Weiterhin zu erkennen sind Schalterelemente 5, (elektronische) Steuerkomponenten 8 und Temperatursensoren 7.
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Bei der Ausführungsvariante gemäß 1 ist genau ein permanentes Widerstandsheizelement 6 und ein schaltbares Widerstandsheizelement 4 vorgesehen.
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Bei der Ausführungsvariante gemäß 2 sind jeweils zwei Versorgungsleiterbahnen 23 vorgesehen, über welche mehrere schaltbare Widerstandsheizelemente 4 bestromt werden können, die jeweils ein Schalterelement 5, eine elektronische Steuerkomponente 8 und einen Temperatursensor 7 aufweisen. Darüber hinaus existiert gemäß der Ausführungsvariante in 2 genau ein permanentes Widerstandsheizelement 6. Zu erkennen ist, dass die einzelnen schaltbaren Widerstandsheizelemente 4 jeweils in Flächenabschnitten 13 einer Fläche 10 der Heizung 1 angeordnet sind.
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Die in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsvarianten der Heizung 1 sind insbesondere hinsichtlich der Anordnung von Temperatursensoren 7, Steuerkomponenten 8 und Schalterelementen 5 nicht beschränkt. Diese Elemente (Schalterelemente 5, Steuerkomponenten 8 und Temperatursensoren 7) können auch außerhalb der Heizung 1 beispielsweise an anderen Komponenten einer Vorrichtung zur Bereitstellung von flüssigem Additiv angeordnet sein.
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Darüber hinaus sind die 1 und 2 nicht hinsichtlich der dort dargestellten Anordnungen und Anzahl von schaltbaren Widerstandsheizelementen 4 und permanenten Widerstandsheizelementen 6 beschränkt. Widerstandheizelemente können auf der Heizfolie beliebig angeordnet sind. Besonders eignen sich jeweils mäanderförmig verlaufende Widerstandsheizelemente, weil durch mäanderförmige Strukturen relativ hohe elektrische Widerstände und eine gleichmäßige Verteilung der elektrischen Heizleistung erreicht werden kann.
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In 3 zu erkennen ist ein Tank 15 für ein flüssiges Additiv, aufweisend eine Tankwand 29. In den Tank 15 ist im Bereich eines Tankbodens ein Gehäuse 14 integriert, in welchem sich eine Pumpe 22 befindet. Mit der Pumpe 22 kann flüssiges Additiv 28 an einer Ansaugstelle 20 aus dem Tank 15 entnommen werden. Dieses flüssige Additiv wird von der Pumpe 22 an einem Bereitstellungsanschluss 21 bereitgestellt. Auf der Innenseite 16 des Gehäuses 14 befindet sich eine beschriebene Heizung 1, die sich flächig entlang der Innenseite 16 des Gehäuses erstreckt. Gemäß der 3 liegt das flüssige Additiv in dem Tank als gefrorenes Additiv 27 vor. Innerhalb des gefrorenen Additivs 27 ist eine Eishöhle 19 gebildet, die von der Heizung 1 erzeugt worden ist, indem das gefrorene Additiv 27 zu flüssigem Additiv 28 aufgeschmolzen wurde.
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4 zeigt den in 3 dargestellten Schnitt A-A durch das Gehäuse 14 der Vorrichtung 2. Zu erkennen ist die Heizung 1 mit den elektrischen Kontakten 12 sowie die Pumpe 22 und der Ansaugstelle 20. Die Heizung 1 liegt an einer Innenseite 16 des Gehäuses 14 an, wobei die Innenseite des Gehäuses 14 eine Außenseite 30 des Tanks 15 bildet.
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5 zeigt ein Kraftfahrzeug 3 aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine 17 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 18 zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine 17. In der Abgasbehandlungsvorrichtung 18 ist ein SCR-Katalysator 26 zur Durchführung des Verfahrens der selektiven katalytischen Reduktion angeordnet. Der Abgasbehandlungsvorrichtung 18 ist mit einer Zugabevorrichtung 25 ein flüssiges Additiv aus einem Tank 15 zuführbar. Die Zugabevorrichtung 25 wird von einer in dem Tank 15 angeordneten Vorrichtung 2 über eine Leitung 24 mit flüssigem Additiv versorgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Heizung
- 2
- Vorrichtung
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- schaltbares Widerstandsheizelement
- 5
- Schalterelement
- 6
- permanentes Widerstandsheizelement
- 7
- Temperatursensor
- 8
- Steuerkomponente
- 9
- Heizfolie
- 10
- Fläche
- 11
- Leiterbahn
- 12
- Kontakt
- 13
- Flächenabschnitte
- 14
- Gehäuse
- 15
- Tank
- 16
- Innenseite
- 17
- Verbrennungskraftmaschine
- 18
- Abgasbehandlungsvorrichtung
- 19
- Eishöhle
- 20
- Ansaugstelle
- 21
- Bereitstellungsanschluss
- 22
- Pumpe
- 23
- Versorgungsleiterbahn
- 24
- Leitung
- 25
- Zugabevorrichtung
- 26
- SCR-Katalysator
- 27
- gefrorenes Additiv
- 28
- flüssiges Additiv
- 29
- Tankwand
- 30
- Außenseite
