DE102015003098A1 - Heating device for fluids - Google Patents

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DE102015003098A1
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DE102015003098.1A
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Inventor
Thomas Friederich
Pavel Toufar
Heiko Wyhler
Christine Oprisch
Jürgen Berrer
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Mann and Hummel GmbH
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Mann and Hummel GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (10) für ein Fluid, aufweisend: – eine elektrische Heizfolie (22) mit einem Widerstandsheizelement, das zwischen zwei Kunststofffolien einlaminiert ist, wobei die Heizfolie (22) elektrische Anschlusskontakte (30) aufweist, über die die Heizfolie (22) mit einer elektrischen Energieversorgungsquelle verbindbar ist; – ein erstes und eine zweites flächiges Wärmeleitelement (20), zwischen denen die Heizfolie (22) gehalten angeordnet ist; und – eine äußere Kunststoffschicht (18), in der die beiden Wärmeleitelemente (20) gemeinsam mit der elektrische Heizfolie (22) eingebettet sind und aus der die elektrischen Anschlusskontakte (30) der Heizfolie (22) herausgeführt sind.The invention relates to a heating device (10) for a fluid, comprising: - an electric heating foil (22) with a resistance heating element laminated between two plastic films, wherein the heating foil (22) has electrical connection contacts (30) via which the heating foil (22) 22) is connectable to an electrical power source; - A first and a second planar heat conducting element (20), between which the heating foil (22) is held held; and - an outer plastic layer (18), in which the two heat-conducting elements (20) are embedded together with the electric heating foil (22) and from which the electrical connection contacts (30) of the heating foil (22) are led out.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für Fluide, insbesondere Kraftstoffe, Schmierstoffe und/oder Harnstofflösungen. Derlei Heizvorrichtungen werden in der Praxis eingesetzt, um eine mit niederen Umgebungs- oder Betriebstemperaturen einhergehende Viskositätszunahme, einem Ausflocken von Paraffinen bei Dieselkraftstoffen bzw. einem unerwünschten Gefrieren der Fluide entgegenzuwirken.The invention relates to a heating device for fluids, in particular fuels, lubricants and / or urea solutions. Such heaters are used in practice to counteract an associated with low ambient or operating temperatures viscosity increase, flocculation of paraffins in diesel fuels or undesirable freezing of the fluids.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 10 2009 058 159 A1 zeigt eine Filtereinrichtung für ein Fluid, die mit einer elektrischen Heizvorrichtung zum Erwärmen des Fluids versehen ist. Die Heizvorrichtung weist Heizbahnen auf, die zwischen zwei Trägerfolien einlaminiert sein können, um diese vor zerstörerischen chemischen und physikalischen Einflüssen des Fluids zu schützen. Außerhalb des Betriebs der Heizvorrichtung kann das im und um das Filterelement angeordnete Fluid jedoch ggf. gefrieren und die Heizfolie durch einen damit einhergehenden Gefrierdruck des Fluids zerstört werden. Darüber hinaus bieten die Trägerfolien, insbesondere im Bereich der elektrischen Kontakte der Heizbahnen und insbesondere bei Hochdruckanwendungen, einen nur unzureichenden Schutz gegenüber einem Eindringen des Fluids und einer Beschädigung der Heizbahn.The DE 10 2009 058 159 A1 shows a filter device for a fluid, which is provided with an electric heater for heating the fluid. The heater has heating tracks which may be laminated between two carrier sheets to protect them from destructive chemical and physical influences of the fluid. However, outside the operation of the heating device, the fluid arranged in and around the filter element may freeze, if necessary, and the heating foil may be destroyed by a concomitant freezing pressure of the fluid. In addition, the carrier films, especially in the area of the electrical contacts of the heating tracks and in particular in high-pressure applications, provide only insufficient protection against penetration of the fluid and damage to the heating track.

Aus der DE 10 2012 212 782 A1 ist ein Fluidfilterelement mit einer Heizvorrichtung für das Fluid bekannt geworden, bei dem ein als Heizbahn ausgebildetes elektrisches Widerstandsheizelement direkt in ein Kunststoff-Stützelement des Filterelements eingespritzt ist. Diese Heizvorrichtung weist eine nur bedingt definierbare Wärmeabgabeleistung auf und kann nur spezifisch bei dem einen Filterelement eingesetzt werden.From the DE 10 2012 212 782 A1 For example, a fluid filter element with a heating device for the fluid has become known, in which an electrical resistance heating element embodied as a heating track is injected directly into a plastic support element of the filter element. This heater has a limited definable heat dissipation performance and can only be used specifically in the one filter element.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Heizvorrichtung anzugeben, die zwar konstruktiv einfach ausgebildet ist, aber dennoch eine wohldefinierte Heizleistung erbringt und weitestgehend inert gegen chemische und physikalische Einflüsse ist.The object of the invention is in contrast to provide a heater which, although structurally simple, yet provides a well-defined heating capacity and is largely inert to chemical and physical influences.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved by a heating device with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die Heizvorrichtung zeichnet sich durch den Einsatz einer flexibel verformbaren Heizfolie, wie diese am Markt vorkonfektioniert frei erhältlich sind, durch niedrige Herstellungskosten und ein hochflexibles Design aus. So kann die Heizvorrichtung insgesamt mit einer ebenen, einer gebogenen, ringförmigen, bananenförmigen oder auch welligen Formgebung realisiert werden und so an beliebige Einbauräume angepasst werden. Darüber hinaus erlaubt der Einsatz der standardisierten Heizfolien eine enge Tolerierung der Heizleistung der Heizvorrichtung.The heating device is characterized by the use of a flexibly deformable heating foil, as they are freely available on the market, due to low production costs and a highly flexible design. Thus, the heater can be realized with a total of a flat, a curved, annular, banana-shaped or wavy shape and be adapted to any installation space. In addition, the use of standardized heating films allows close tolerance of the heating power of the heater.

Dadurch, dass die Heizfolie zwischen den beiden flächigen Wärmeleitelementen angeordnet und mit diesen gemeinsam in der Kunststoffschicht vergossen ist, ergibt sich ein insgesamt formstabiler Sandwichaufbau der Heizvorrichtung in Form eines Flächenheizelements. Die beiden Wärmeleitelemente gewährleisten dabei eine gleichmäßigere Wärmeabgabe über die Oberfläche der Heizvorrichtung. Durch die Kunststoffschicht sowie die beiden Wärmeleitelemente kann die Heizfolie vor einer mechanischen Überbeanspruchung, beispielsweise durch einen Gefrierdruck des Fluids, zuverlässig geschützt werden. In gleicher Weise kann durch die Kunststoffschicht, d. h. die Kunststoffummantelung der Heizvorrichtung, ein Eindringen des Fluids selbst bei hohem Betriebsdrücken im Bereich der elektrischen Kontakte der Heizfolie zuverlässig unterbunden werden. Die stromführenden Heizelemente, insbesondere in Form von Widerstandsheizelementen, sind dadurch optimal vor chemischen und physikalischen Einflüssen des aufzuwärmenden Fluids geschützt. Die Kunststoffschicht kann unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft aus einem Thermoplasten bestehen.The fact that the heating foil is arranged between the two flat heat-conducting elements and is cast together with these in the plastic layer, results in a generally dimensionally stable sandwich construction of the heating device in the form of a surface heating element. The two heat-conducting elements ensure a more uniform heat dissipation over the surface of the heater. Due to the plastic layer and the two heat-conducting elements, the heating foil can be reliably protected against mechanical overuse, for example by a freeze pressure of the fluid. Similarly, the plastic layer, i. H. the plastic casing of the heating device, penetration of the fluid can be reliably prevented even at high operating pressures in the range of electrical contacts of the heating foil. The current-carrying heating elements, in particular in the form of resistance heating elements, are thus optimally protected against chemical and physical influences of the fluid to be heated. The plastic layer may advantageously consist of a thermoplastic under manufacturing aspects.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Heizvorrichtung eine oder mehrere Durchströmöffnung(en) für das aufzuheizende Fluid auf. Eine solche Durchströmöffnung ermöglicht eine Durchströmung der Heizvorrichtung in einer zur Oberfläche des Flächenheizelements schräg verlaufenden Strömungsrichtung. Dadurch weist das Flächenheizelement ein nochmals breiteres Einsatzspektrum auf und kann beispielsweise bei einem Filterelement zum Filtern des Fluids eingesetzt werden.According to a preferred development of the invention, the heating device has one or more throughflow opening (s) for the fluid to be heated. Such a flow opening allows a flow through the heating device in a direction of flow obliquely to the surface of the surface heating element. As a result, the surface heating element has a wider range of uses and can be used, for example, in a filter element for filtering the fluid.

Die elektrischen Kontakte der Heizfolie können nach der Erfindung jeweils mit einem elektrischen Steckverbinder verbunden sein, der in der Kunststoffschicht teilweise eingebettet ist. Dadurch kann ein mechanisch stabiler Anschluss für ein Kupplungsteil eines elektrischen Anschlusskabels realisiert werden.The electrical contacts of the heating foil can each be connected according to the invention with an electrical connector which is partially embedded in the plastic layer. As a result, a mechanically stable connection for a coupling part of an electrical connection cable can be realized.

Besonders bevorzugt ist der Kunststoffschicht ein Verbindungsmittel für das vorgenannte Kupplungsteil des elektrischen Anschlusskabels angeformt. Das Verbindungsmittel kann in Form eines oder mehrerer Rastmittel zum Verrasten des Kupplungsteils ausgebildet sein. Das Verbindungsmittel ist bevorzugt integraler Bestandteil der Kunststoffschicht und kann gemeinsam mit dieser im Wege eines Spritzgussverfahrens auf kostengünstige Weise erzeugt werden.Particularly preferably, the plastic layer is formed a connecting means for the aforementioned coupling part of the electrical connection cable. The connecting means may be designed in the form of one or more latching means for latching the coupling part. The connecting means is preferably an integral part of the plastic layer and can together with this in the way an injection molding process can be produced in a cost effective manner.

Zur nochmals weiter verbesserten Abdichtung des Flächenheizelements im Bereich seiner elektrischen Kontakte hat es sich als vorteilhaft ergeben, wenn das Flächenheizelement ein Dichtungselement aufweist, mittels dessen das Kupplungsteil abdichtbar ist. Das Dichtungselement kann im konstruktiv einfachsten Fall als ein gummielastisch verformbarer O-Ring ausgeführt sein. Die Heizvorrichtung weist in diesem Fall vorteilhaft eine an der Kunststoffschicht angeformte Schulter und/oder eine Ringnut auf, an der das Dichtungselement dichtend abgestützt ist.For further improved sealing of the surface heating element in the region of its electrical contacts, it has proven to be advantageous if the surface heating element has a sealing element, by means of which the coupling part is sealable. The sealing element may be executed in the structurally simplest case as a rubber elastic deformable O-ring. In this case, the heating device advantageously has a shoulder integrally formed on the plastic layer and / or an annular groove on which the sealing element is sealingly supported.

Die beiden Wärmeleitelemente bestehen vorzugsweise aus demselben Material. Zwecks einer guten Wärmeleitfähigkeit können diese insbesondere aus Metall oder aus einer Metalllegierung bestehen. Besonders bevorzugt sind die Wärmeleitelemente als Bleche ausgebildet.The two heat-conducting elements are preferably made of the same material. For the purpose of good thermal conductivity, these may consist in particular of metal or of a metal alloy. Particularly preferably, the heat-conducting elements are formed as sheets.

Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Kunststoffschicht mit Befestigungsmitteln versehen, mittels derer die Heizvorrichtung an ihrer Einbauposition an einem Filterelement, einem Filtergehäuse oder auch innerhalb eines Fluidtanks, befestigbar ist. Die Befestigungsmittel sind der Kunststoffschicht unter fertigungstechnischen Aspekten vorteilhaft angeformt und dadurch als integraler Bestandteil der Heizvorrichtung ausgebildet. Die Befestigungsmittel können im einfachsten Fall zumindest teilweise als Rastzungen ausgebildet sein. Dadurch kann die Heizvorrichtung werkzeugfrei an ihrer Einbauposition, beispielsweise am Filterelement bzw. Filtergehäuse oder auch im Fluidtank eines Kraftfahrzeugs, befestigt werden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the plastic layer is provided with fastening means by means of which the heating device at its installation position on a filter element, a filter housing or even within a fluid tank, can be fastened. The fastening means are the plastic layer advantageously formed under manufacturing aspects and thereby formed as an integral part of the heater. The fastening means may be formed in the simplest case at least partially as locking tongues. As a result, the heater can be fastened without tools at its installation position, for example on the filter element or filter housing or in the fluid tank of a motor vehicle.

Zum Erzeugen der beiden Wärmeleitelemente kann/können in einen plattenförmigen Rohling eine oder mehrere Öffnungen eingebracht werden, wobei die Heizfolie mit einer oder mehreren dazu korrespondierenden Öffnungen versehen wird.To produce the two heat-conducting elements, one or more openings can be introduced into a plate-shaped blank, wherein the heating foil is provided with one or more openings corresponding thereto.

Zum Erzeugen der beiden Wärmeleitelemente können insbesondere zwei plattenförmige Rohlinge, etwa Blechstücke, in Form gebogen und ggf. mit einer oder mehreren Ausnehmungen zum Bilden der späteren Durchströmöffnung(en) des Flächenheizelements versehen werden.To produce the two heat-conducting elements, in particular two plate-shaped blanks, such as sheet metal pieces, may be bent into shape and possibly provided with one or more recesses for forming the later flow opening (s) of the surface heating element.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen erläutert. Die verschiedenen dort gezeigten Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. The various features shown there can be realized individually for themselves or for several in any combination in variants of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

1 eine Heizvorrichtung für Fluide mit einer mehrfach gekapselt angeordneten Heizfolie, die zwischen zwei Wärmeleitelementen angeordnet ist; 1 a heating device for fluids with a multiply encapsulated heating foil, which is arranged between two heat-conducting elements;

2 eine Wandung der Heizvorrichtung gemäß 1 in einer ausschnittsweisen Querschnittdarstellung; 2 a wall of the heater according to 1 in a partial cross-sectional view;

3 die Wärmeleitelemente der Heizvorrichtung gemäß 1 in einer freigestellten perspektivischen Seitenansicht; 3 the heat conducting elements of the heater according to 1 in an exempted perspective side view;

4 ein Filterelement für die Verwendung mit der Heizvorrichtung gemäß 1 in einer perspektivischen Seitenansicht; 4 a filter element for use with the heating device according to 1 in a perspective side view;

5 das Filterelement gemäß 4 mit einer daran montierten Heizvorrichtung gemäß 1, in einer perspektivischen Ansicht; 5 the filter element according to 4 with a heater mounted thereon according to 1 in a perspective view;

6 eine weitere Heizvorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht; 6 a further heating device in a perspective side view;

7 die Heizvorrichtung aus 6 in ihrer Montageposition an einem Filterelement, in einer perspektivischen Seitenansicht; 7 the heater off 6 in its mounting position on a filter element, in a perspective side view;

8 eine Heizvorrichtung mit kreisrunder Formgebung in ihrer Montageposition an einem nur teilweise wiedergegebenen Filterelement, in einer perspektivischen Seitenansicht; und 8th a heating device with a circular shape in its mounting position on a partially reproduced filter element, in a perspective side view; and

9 die Heizvorrichtung gemäß 8 in einer anderen perspektivischen Seitenansicht. 9 the heater according to 8th in another perspective side view.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Heizvorrichtung 10 für ein aufzuwärmendes Fluid. Die Heizvorrichtung 10 kann insbesondere für das Aufwärmen einer Harnstofflösung zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Die Heizvorrichtung 10 ist zum Anbau an ein Filterelement für die Harnstofflösung ausgebildet, das in der Regel als „in-tank-Bauteil” in einem Vorratstank für die Harnstofflösung verbaut wird. 1 shows a heater 10 for a fluid to be heated. The heater 10 can be used in particular for the warming up of a urea solution for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle. The heater 10 is designed for attachment to a filter element for the urea solution, which is usually installed as an "in-tank component" in a storage tank for the urea solution.

Die Heizvorrichtung 10 ist zur Längsachse 12 der Heizvorrichtung 10 ringförmig geschlossen ausgeführt und weist eine im Wesentlichen nierenförmige Grundform auf. Durch die hülsenartige Bauart der Heizvorrichtung 10 ergibt sich eine längsaxiale Durchgangsausnehmung 14 der Heizvorrichtung 10, die als Aufnahme für das Filterelement 54 dient, welches nachstehend im Zusammenhang mit 4 erläutert ist.The heater 10 is to the longitudinal axis 12 the heater 10 designed annular closed and has a substantially kidney-shaped basic shape. Due to the sleeve-like design of the heater 10 this results in a longitudinal axial through-hole 14 the heater 10 acting as a receptacle for the filter element 54 serves, which in connection with 4 is explained.

Die Heizvorrichtung 10 weist einen mehrschichtigen Aufbau auf. Die Oberfläche 16 der Heizvorrichtung 10 ist insgesamt durch eine mit 18 bezeichnete Kunststoffschicht gebildet. Die Kunststoffschicht 18 besteht aus einem Thermoplasten. In der Kunststoffschicht 18 sind zwei längserstreckte formgebogene Wärmeleitelemente 20 eingebettet. The heater 10 has a multilayer structure. The surface 16 the heater 10 is a total of one with 18 designated plastic layer formed. The plastic layer 18 consists of a thermoplastic. In the plastic layer 18 are two elongated shaped curved Wärmeleitelemente 20 embedded.

Zwischen den beiden Wärmeleitelementen 20 ist eine flexible Heizfolie 22 angeordnet. Die Heizfolie 22 sowie die beiden Wämeleitelemente 20 sind mit anderen Worten in der Kunststoffschicht 18 vollständig vergossen angeordnet. Die Heizfolie 22 ist in 1 von den beiden Wärmeleitelementen 20 überdeckt und deshalb in 1 nur teilweise sichtbar. Die beiden Wärmeleitelemente 20 bestehen aus Metall und dienen der Armierung der Heizfolie 22. Darüber hinaus gewährleisten die Wärmeleitelemente 20 eine gleichmäßige und wirksame Wärmeübertragung von der Heizfolie 22 auf das die Heizvorrichtung 10 anströmende Fluid.Between the two heat-conducting elements 20 is a flexible heating foil 22 arranged. The heating foil 22 as well as the two Wämeleitelemente 20 are in other words in the plastic layer 18 arranged completely shed. The heating foil 22 is in 1 from the two heat-conducting elements 20 covered and therefore in 1 only partially visible. The two heat-conducting elements 20 are made of metal and serve to reinforce the heating foil 22 , In addition, the heat-conducting elements ensure 20 a uniform and effective heat transfer from the heating foil 22 on that the heater 10 incoming fluid.

Wie in 1 gezeigt ist, weist die Heizvorrichtung 10 mehrere seitliche Durchströmöffnungen 24 für das Fluid auf. Die Durchströmöffnungen 24 können jeweils schlitzförmig ausgebildet sein. Die Durchströmöffnungen 24 sind beispielhaft in Richtung der Längsachse 12 der Heizvorrichtung 10 in einer Reihe 26 hintereinanderliegend aufgereiht und in mehreren solcher Reihen 26 über den Umfang der Heizvorrichtung 10 gruppiert angeordnet.As in 1 is shown, the heater has 10 several lateral flow openings 24 for the fluid. The flow openings 24 can each be slit-shaped. The flow openings 24 are exemplary in the direction of the longitudinal axis 12 the heater 10 in a row 26 strung one behind the other and in several such rows 26 over the circumference of the heater 10 arranged grouped.

Die Heizvorrichtung 10 weist einen Anschlussbereich 28 für ein elektrisches Kabel (nicht gezeigt) auf, über das die Heizfolie 22 mit einer elektrischen Energiequelle (nicht gezeigt) verbunden werden kann. Zwei elektrische Anschlusskontakte 30 der Heizfolie 22 sind endständig jeweils in einem elektrischen Steckverbinder 32 gefasst. Die beiden elektrischen Steckverbinder 32 sind abschnittsweise in der Kunststoffschicht 18 eingebettet und dadurch in der Kunststoffschicht 18 dichtend und zueinander lagefixiert gehalten angeordnet. Ein unerwünschtes Eindringen des Fluids in die Heizfolie 22 kann dadurch zuverlässig unterbunden werden.The heater 10 has a connection area 28 for an electrical cable (not shown) over which the heating foil 22 can be connected to an electrical energy source (not shown). Two electrical connection contacts 30 the heating foil 22 are terminal in each case in an electrical connector 32 caught. The two electrical connectors 32 are in sections in the plastic layer 18 embedded and thereby in the plastic layer 18 arranged sealed and held fixed to each other position. An undesirable penetration of the fluid into the heating foil 22 can be reliably prevented.

Der Anschlussbereich 28 weist ein der Kunststoffschicht 18 angeformtes bzw. durch die Kunststoffschicht 18 gebildetes Verbindungsmittel 34 für ein Kupplungsteil des elektrischen Anschlusskabels auf. Zur zusätzlichen Abdichtung des Kupplungsteils gegenüber dem Anschluss 28 der Heizvorrichtung 10 dient ein als O-Ring ausgeführtes elastisch verformbares Dichtungselement 36. Das Dichtungselement 36 kann auch eine andere Formgebung aufweisen. Das Dichtungselement 36 kann in einer nicht näher gezeigten Ringnut des Verbindungsmittels 34 angeordnet sein.The connection area 28 has one of the plastic layer 18 molded or through the plastic layer 18 formed connecting means 34 for a coupling part of the electrical connection cable. For additional sealing of the coupling part with respect to the connection 28 the heater 10 serves as an O-ring designed elastically deformable sealing element 36 , The sealing element 36 may also have a different shape. The sealing element 36 can in an annular groove not shown in detail of the connecting means 34 be arranged.

Wie aus 1 hervorgeht, weist die Heizvorrichtung 10 erste und zweite Befestigungsmittel 38, 40 auf, die der Befestigung der Heizvorrichtung 10 am Filterelement 54 (siehe 4) dienen. Die in der 1 oberen ersten Befestigungsmittel 38 sind als zungenförmige Profilfortsätze der Kunststoffschicht 18 ausgebildet. Diese ersten Befestigungsmittel 38 stehen vom oberen Rand 42 der Heizvorrichtung 10 nach innen weg. Die Durchgangsausnehmung 14 der Heizvorrichtung 10 wird dadurch von den Befestigungsmitteln 38 in einer radialen Richtung teilweise überdeckt. Die unteren zweiten Befestigungsmittel 40 sind jeweils als Rastzungen ausgebildet. Diese Rastzungen stehen in Richtung der Längsache 12 der Heizvorrichtung 10 vom unteren Rand 44 der Heizvorrichtung 10 weg.How out 1 shows, the heater has 10 first and second fastening means 38 . 40 on, the fixing of the heater 10 on the filter element 54 (please refer 4 ) serve. The in the 1 upper first attachment means 38 are as tongue-shaped profile extensions of the plastic layer 18 educated. These first fasteners 38 stand from the top 42 the heater 10 inside away. The passage recess 14 the heater 10 is characterized by the fasteners 38 partially covered in a radial direction. The lower second attachment means 40 are each formed as locking tongues. These locking tongues are in the direction of Längsache 12 the heater 10 from the bottom 44 the heater 10 path.

Die Heizfolie 22 ist für den Betrieb an einer Gleichspannungsquelle ausgelegt. Die Heizfolie 22 kann alternativ oder zusätzlich dazu für einen Wechselspannungsbetrieb ausgebildet sein.The heating foil 22 is designed for operation on a DC voltage source. The heating foil 22 may alternatively or additionally be designed for an AC operation.

2 zeigt den Wandaufbau der Heizvorrichtung 10 in einer ausschnittsweisen schematischen Detaildarstellung. Die Heizfolie 22 weist ein zentral angeordnetes Widerstandsheizelement 46 auf, das zwischen zwei Kunststofffolien 48 einlaminiert ist. Das Widerstandsheizelement 46 kann beispielsweise elektrisch leitfähige Metalldrähte oder auch Kohlenstofffasern bzw. Kohlenstoffröhrchen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu das Widerstandsheizelement 46 eine Metallfolie und/oder eine auf zumindest eine der Kunststofffolien 48 aufgebrachte Leiterbahn aufweisen. Die Heizfolie 22 liegt zu beiden Seiten an den Wärmeleitelementen 20 an. Die Kunststoffschicht 18 umschließt die Heizfolie 22 und die Wärmeleitelemente 20 vollständig. 2 shows the wall structure of the heater 10 in a fragmentary schematic detail representation. The heating foil 22 has a centrally located resistance heating element 46 on top, between two plastic sheets 48 is laminated. The resistance heating element 46 may for example comprise electrically conductive metal wires or carbon fibers or carbon tubes. Alternatively or additionally, the resistance heating element 46 a metal foil and / or one on at least one of the plastic films 48 having applied trace. The heating foil 22 lies on both sides of the heat-conducting elements 20 at. The plastic layer 18 encloses the heating foil 22 and the heat-conducting elements 20 Completely.

In 3 sind die beiden Wärmeleitelemente 20, die Steckverbinder 32 der Heizfolie 22 sowie das Dichtungselement 36 in einer freigestellten Ansicht ohne die Kunststoffschicht 18 gezeigt. Die Kunststoffschicht 18 (siehe 2) wird bei der Herstellung der Heizvorrichtung 10 (siehe 1) im Wege eines Spritzgussverfahrens an den Wärmeleitelementen 20 allseits angespritzt. Die Kunststoffschicht 18 (siehe 2) wird dabei auch auf Laibungen (Seitenränder) 50 der mit 52 bezeichneten Ausnehmungen der Wärmeleitelemente 20 sowie der Heizfolie 22 aufgebracht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich einige Laibungen 50 sowie einige Ausnehmungen 52 mit Bezugszeichen versehen.In 3 are the two heat-conducting elements 20 , the connectors 32 the heating foil 22 and the sealing element 36 in a detached view without the plastic layer 18 shown. The plastic layer 18 (please refer 2 ) is used in the manufacture of the heater 10 (please refer 1 ) by means of an injection molding process on the heat-conducting elements 20 molded on all sides. The plastic layer 18 (please refer 2 ) is also on soffits (margins) 50 the one with 52 designated recesses of the heat conducting elements 20 as well as the heating foil 22 applied. For clarity, only a few soffits 50 as well as some recesses 52 provided with reference numerals.

In 4 ist das zuvor genannte Filterelement 54 zum Filtern des Fluids gezeigt. Das Filterelement 54 weist eine zu der Heizvorrichtung 10 (siehe 1) und deren Durchgangsausnehmung 14 (siehe 1) korrespondierende nierenförmige Grundform auf. Das Filterelement 54 weist eine erste und eine zweite Endscheibe 56, 58 auf, die über ein Stützelement 60 voneinander beabstandet miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Endscheiben 56, 58 ist ein Filtermedium 62 angeordnet, welches aus Darstellungsgründen transparent wiedergegeben ist. Das Filtermedium 62 ist im Betrieb des Filterelements 54 von dem zu reinigenden Fluid in einer zur Längsachse 64 des Filterelements 54 radialen Richtung von außen nach innen durchströmbar. Die zweite Endscheibe 58 weist einen Auslass 66 für das gefilterte Fluid auf.In 4 is the aforementioned filter element 54 shown for filtering the fluid. The filter element 54 has one to the heater 10 (please refer 1 ) and their passage recess 14 (please refer 1 ) corresponding kidney-shaped basic form. The filter element 54 has a first and a second end plate 56 . 58 on that over one support element 60 spaced apart from each other. Between the two end discs 56 . 58 is a filter medium 62 arranged, which is rendered transparent for the sake of clarity. The filter medium 62 is in operation of the filter element 54 from the fluid to be cleaned in one to the longitudinal axis 64 of the filter element 54 Radial direction can be flowed through from the outside to the inside. The second end disk 58 has an outlet 66 for the filtered fluid.

In 5 ist die Heizvorrichtung 10 aus den 1 bis 3 in ihrer Montageposition an dem Filterelement 54 (siehe 4) gezeigt. Die Heizvorrichtung 10 ist auf das Filterelement 54 in Richtung der Längsachse 64 des Filterelements 54 aufgeschoben. Das Filterelement 54 liegt mit seiner ersten Endplatte 56 an den zungenartigen ersten Befestigungsmitteln 38 (siehe 1) der Heizvorrichtung 10 (siehe 1) an. Die zungenförmigen Befstigungsmittel 38 dienen der Heizvorrichtung 10 mithin bei deren Montage am Filterelement 54 als Axialanschlag. Die rastzungenartigen zweiten Befestigungsmittel 40 der Heizvorrichtung 10 sind mit der unteren Endscheibe 58 des Filterelements 54 verrastet. Das Filterelement 54 (siehe 4) ist somit axial lagefixiert innerhalb der Durchgangsausnehmung 14 (siehe 1) der Heizvorrichtung 10 gehalten angeordnet. Bei Bedarf kann das Filterelement 54 von der Heizvorrichtung 10 gelöst und als separates Bauteil ausgewechselt werden. Das Filterelement 54 kann gemeinsam mit der Heizvorrichtung 10 im Vorratstank eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Harnstofflösung, eingebaut werden.In 5 is the heater 10 from the 1 to 3 in its mounting position on the filter element 54 (please refer 4 ). The heater 10 is on the filter element 54 in the direction of the longitudinal axis 64 of the filter element 54 postponed. The filter element 54 lies with his first end plate 56 at the tongue-like first attachment means 38 (please refer 1 ) of the heater 10 (please refer 1 ) at. The tongue-shaped fixing means 38 serve the heater 10 thus when they are mounted on the filter element 54 as axial stop. The locking tongue-like second fastening means 40 the heater 10 are with the lower end disc 58 of the filter element 54 locked. The filter element 54 (please refer 4 ) is thus axially fixed in position within the through-hole 14 (please refer 1 ) of the heater 10 kept arranged. If necessary, the filter element 54 from the heater 10 be solved and replaced as a separate component. The filter element 54 Can work together with the heater 10 be installed in the storage tank of a motor vehicle, in particular for a urea solution.

Die Durchströmöffnungen 24 (siehe 1) der einzelnen Reihen 26 der Heizvorrichtung 10 können einander in axialer Richtung überlappen, wie dies bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Darüber hinaus können die Befestigungsmittel 38, 40 allesamt als Rastelemente ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Befestigungsmittel auch in anderer Weise ausgeführt sein können.The flow openings 24 (please refer 1 ) of the individual rows 26 the heater 10 can overlap one another in the axial direction, as in the case of 6 embodiment shown is the case. In addition, the fasteners 38 . 40 all be designed as locking elements. It is understood that the fastening means can also be embodied in other ways.

In 7 ist die Heizvorrichtung 10 in ihrer Montageposition an einem Filterelement 54 gezeigt. Das Filterelement 54 kann von beiden Seiten her in die Duchgangsausnehmung 14 der Heizvorrichtung 10 eingeschoben und mit dieser verrastet werden.In 7 is the heater 10 in its mounting position on a filter element 54 shown. The filter element 54 can be from both sides in the Duchgangsausnehmung 14 the heater 10 inserted and locked with this.

Wie aus dem in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel der Heizvorrichtung 10 hervorgeht, kann diese auch eine andere, beispielsweise kreisrunde, Formgebung aufweisen. Die Durchströmöffnungen 24 der Heizvorrichtung 10 können darüber hinaus in Richtung der Längsachse 12 der Heizvorrichtung 10 verlaufend angeordnet sein. Die Durchströmöffnungen 24 können nach einem in der Zeichnung nicht näher gezeigten Ausführungsbeispiel auch rund, oval oder polygonal ausgeführt sein. Der Anschlußbereich 28 mit den Anschlusskontakten 30 der Heizfolie 22 kann an jedweder Stelle der Heizvorrichtung 10 angeordnet sein, sodass selbst bei einem beengten Einbauraum Ein- bzw. Anbaumöglichkeiten der Heizvorrichtung 10 realisiert werden können.As from the in the 8th and 9 shown embodiment of the heater 10 it can also have a different, for example circular, shaping. The flow openings 24 the heater 10 beyond that, in the direction of the longitudinal axis 12 the heater 10 be arranged running. The flow openings 24 can also be made round, oval or polygonal according to an embodiment not shown in detail in the drawing. The connection area 28 with the connection contacts 30 the heating foil 22 can be at any point of the heater 10 be arranged so that even with a cramped installation space installation or mounting options of the heater 10 can be realized.

In der Durchgangsausnehmung 14 der Heizvorrichtung 10 ist ein kreisrundes Filterelement 54 anordenbar, das zweiteilig aufgebaut sein kann. Die Durchgangsausnehmung 14 bildet somit eine Aufnahme für das Filterelement 54. In den 8 und 9 ist nur eine von zwei Filterelement-Halbschalen 68 wiedergegeben. Die beiden Halbschalen 68 des Filterelements 54 können an ihren einander zuweisenden Randbereichen 70 komplementär profiliert sein, so dass diese innenumfanggsseitig und außenumfangsseitig im Wesentlichen stufenfrei ineinander übergehen. Die Heizvorrichtung 10 weist ein als Ringbund ausgebildetes erstes Befestigungsmittel 38 auf, das einen Axialanschlag für das Filterelement 54 bildet.In the through-hole 14 the heater 10 is a circular filter element 54 can be arranged, which can be constructed in two parts. The passage recess 14 thus forms a receptacle for the filter element 54 , In the 8th and 9 is only one of two filter element half shells 68 played. The two half shells 68 of the filter element 54 can at their facing edge areas 70 be profiled complementary, so that they merge into the inner circumference and the outer peripheral side substantially step-free into each other. The heater 10 has a trained as an annular collar first fastening means 38 on, which is an axial stop for the filter element 54 forms.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung kann aufgrund ihrer variabel ausgestaltbaren Formgebung bei einer Vielzahl von technischen Anwendungen eingesetzt werden, um ein Fluid aufzuwärmen bzw. aufzuheizen. So kann die Heizvorrichtung neben dem gezeigten Anbau an Filterelementen auch direkt in einem Filtergehäuse zur Aufnahme eines Filterelements, innerhalb von schlauch- oder rohrförmigen Fluidleitungen, in Vorratstanks und dergl. montiert werden. Aufgrund der mehrfach gekapselten Anordnung des Widerstandsheizelements kann die Heizvorrichtung dabei auch zum Erwärmen aggressiver Medien und bei Hochdruckanwendungen eingesetzt werden.The heating device according to the invention can be used in a variety of technical applications due to their variably ausgestaltetbaren shaping to heat or heat a fluid. Thus, in addition to the shown attachment to filter elements, the heating device can also be mounted directly in a filter housing for receiving a filter element, within tubular or tubular fluid lines, in storage tanks and the like. Due to the multiple encapsulated arrangement of the resistance heating element, the heater can also be used for heating aggressive media and high pressure applications.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009058159 A1 [0002] DE 102009058159 A1 [0002]
  • DE 102012212782 A1 [0003] DE 102012212782 A1 [0003]

Claims (10)

Heizvorrichtung (10) für ein Fluid, aufweisend: – eine elektrische Heizfolie (22) mit einem Widerstandsheizelement (46), das zwischen zwei Kunststofffolien (48) einlaminiert ist, wobei die Heizfolie (22) elektrische Anschlusskontakte (30) aufweist, über die die Heizfolie (22) mit einer elektrischen Energieversorgungsquelle verbindbar ist; – ein erstes und ein zweites flächiges Wärmeleitelement (20), zwischen denen die Heizfolie (22) angeordnet ist; und – eine äußere Kunststoffschicht (18), in der die beiden Wärmeleitelemente (20) gemeinsam mit der elektrischen Heizfolie (22) eingebettet sind und aus der die elektrischen Anschlusskontakte (30) der Heizfolie (22) herausgeführt sind.Heating device ( 10 ) for a fluid, comprising: - an electric heating foil ( 22 ) with a resistance heating element ( 46 ) sandwiched between two plastic films ( 48 ) is laminated, wherein the heating foil ( 22 ) electrical connection contacts ( 30 ), over which the heating foil ( 22 ) is connectable to an electrical power source; A first and a second planar heat conducting element ( 20 ) between which the heating foil ( 22 ) is arranged; and - an outer plastic layer ( 18 ), in which the two heat-conducting elements ( 20 ) together with the electric heating foil ( 22 ) are embedded and from which the electrical connection contacts ( 30 ) of the heating foil ( 22 ) are led out. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (10) eine oder mehrere Durchströmöffnung(en) (24) für das aufzuheizende Fluid aufweist.Heating device according to claim 1, characterized in that the heating device ( 10 ) one or more flow openings (s) ( 24 ) for the fluid to be heated. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlusskontakte (30) der Heizfolie (22) jeweils mit einem elektrischen Steckverbinder (32) versehen sind, der in der Kunststoffschicht (18) teilweise eingebettet ist.Heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical connection contacts ( 30 ) of the heating foil ( 22 ) each with an electrical connector ( 32 ) provided in the plastic layer ( 18 ) is partially embedded. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschicht (18) ein Verbindungsmittel (34) für ein elektrisches Anschlusskabel angeformt ist.Heating device according to claim 3, characterized in that the plastic layer ( 18 ) a connecting means ( 34 ) is formed for an electrical connection cable. Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich des elektrischen Anschlusskabels mit einem Dichtungselement (36) versehen ist.Heating device according to claim 4, characterized in that the connection region of the electrical connection cable with a sealing element ( 36 ) is provided. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Wärmeleitelement (20) aus Metall oder aus einer Metalllegierung bestehen.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second heat-conducting element ( 20 ) consist of metal or a metal alloy. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (18) angeformte Befestigungsmittel (38, 40) zum Befestigen der Heizvorrichtung (10) an einem Filterelement (54) oder an einem anderen Bauelement aufweist.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic layer ( 18 ) molded fasteners ( 38 . 40 ) for fixing the heater ( 10 ) on a filter element ( 54 ) or on another component. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (38, 40) zumindest teilweise als Rastzungen ausgebildet sind.Heating device according to claim 7, characterized in that the fastening means ( 38 . 40 ) are at least partially formed as locking tongues. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (10) ringförmig ausgebildet ist und eine Durchgangsausnehmung (14) für die Aufnahme eines Filterelements (54) bildet.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 10 ) is annular and has a through-hole ( 14 ) for receiving a filter element ( 54 ). Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (18) aus einem Thermoplasten besteht.Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic layer ( 18 ) consists of a thermoplastic.
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