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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für eine Fluidleitung sowie eine Fluidleitung, bevorzugt eine Gasfluidleitung, insbesondere eine Entlüftungsleitung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine.
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Stand der Technik
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In Brennkraftmaschinen treten Blow-by-Gase auf, die dadurch entstehen, dass Verbrennungsgase im Zylinder am Zylinderkolben vorbei in das Kurbelgehäuse gelangen. Diese Blow-by-Gase, die unverbrannte Kohlenwasserstoffe enthalten, lassen den Druck im Kurbelgehäuse ansteigen, wobei Leckagen und Auslaufen von Öl die Folge sein können. Um einen Druckanstieg zu vermeiden und die Blow-by-Gase umweltfreundlich abzuführen, werden diese aus dem Kurbelgehäuse in den Luftansaugtrakt der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Aufgrund der hohen Druckdifferenzen zwischen Kurbelgehäuse und Luftansaugbereich kühlen die Gase in der Regel ab und es besteht die Gefahr einer Kondensation. Das Kondensat kann gefrieren und somit die Entlüftungsleitung verstopfen. Dadurch kann die Entlüftung nicht mehr gewährleistet werden. Aus diesem Grund werden in den Entlüftungsventilen oder in den Kurbelgehäuseentlüftungsleitungen Heizvorrichtungen eingesetzt, wobei mittels eines PTC-Elements (Positiver Temperaturkoeffizient Element, Kaltleiter) die Leitungen erwärmt werden. Dies verhindert, dass eventuell entstandenes Kondensat an dieser Stelle gefrieren kann. PTC-Elemente bestehen in der Regel aus einer halbleitenden polykristallinen Keramik, beispielsweise Bariumtitanat, die scheiben- oder plattenförmig konfektioniert sind und mittels metallischen Kontaktelementen bestromt werden können. Derartige Heizvorrichtungen weisen in der Regel ein Rohr- bzw. Leitungssegment aus wärmeleitfähigem Material, beispielsweise Kupfer, Aluminium oder Stahl, auf, in dem das zu erwärmende Fluid durchströmen kann, wobei das Rohrsegment mit einem elektrischen Heizelement zur Erwärmung des Rohrsegmentes gekoppelt ist. Das elektrische Heizelement wird in der Regel über eine elektrische Steckverbindungseinrichtung mit der Stromversorgung eines Fahrzeugs verbunden.
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Aus dem Stand der Technik sind Heizungsvorrichtungen bekannt, die zum Teil gegen aggressive Blow-by-Gase abgedichtet sind, wobei ein Heizelement auf einem Rohrsegment aufgelötet oder mittels eines wärmeleitfähigen Klebers aufgeklebt ist.
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Die
DE 10 2011 056 144 A1 schlägt eine Vorrichtung zum Beheizen von Blow-by-Gasen vor, bei der eine Abdeckung mit einem Rohr um das Heizelement herum umlaufend dicht gefügt ist, indem zwischen dem Rohr und der Abdeckung eine elastomere Dichtung angeordnet ist. Die Dichtung bedeckt keine volle Umfangslinie des Rohres, sondern nur einen Teil des Umfangs und erstreckt sich auch in Längsrichtung des Rohres. Die Dichtung umgibt das Heizelement oder einen das Heizelement tragenden Sockel.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Beheizen von Blow-by-Gasen so auszubilden, dass Heizelement und Kontakte gegen mögliche eindringende Blow-by-Gase geschützt sind.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fluidleitung zu schaffen, welche mit einer solchen Heizvorrichtung zu beheizen ist.
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Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung bei einer Heizvorrichtung für eine Fluidleitung gelöst, bei der ein Befestigungselement vorgesehen ist, mit dem ein Heizelement und Kontaktelemente an einem Rohrsegment befestigt sind, und bei dem Befestigungselement, Heizelement und Rohrsegment in einem Kunststoffgehäuse angeordnet sind.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird die weitere Aufgabe durch eine Fluidleitung gelöst, welche eine solche Heizvorrichtung umfasst.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird eine Heizvorrichtung für eine Fluidleitung vorgeschlagen, die ein wärmeleitfähiges und von dem Fluid durchströmbares Rohrsegment, ein elektrisches Heizelement zur Erwärmung des Rohrsegments und eine elektrische Steckverbindungseinrichtung mit Steckerkontakten umfasst. Das Heizelement ist über Kontaktelemente mit den Steckerkontakten elektrisch verbunden. Ein Befestigungselement ist vorgesehen, mit dem das Heizelement und die Kontaktelemente an dem Rohrsegment befestigt sind. Befestigungselement, Heizelement und Rohrsegment sind in einem Kunststoffgehäuse angeordnet. Dabei umfasst das Befestigungselement wenigstens einen Stutzen, der die Steckerkontakte umschließt, wobei der Stutzen eine umlaufende Schmelzrippe zur Abdichtung mit dem Kunststoffgehäuse aufweist.
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Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für eine Fluidleitung, bevorzugt für eine Gasfluidleitung, insbesondere für eine Entlüftungsleitung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine. Ein elektrisches Heizelement dient zur Erwärmung des Rohrsegments, das beispielsweise aus Kupfer ausgebildet sein kann. Dieses Heizelement wird über Kontaktelemente mit Steckerkontakten einer Steckverbindungseinrichtung elektrisch verbunden. Das Heizelement und die Kontaktelemente werden mithilfe eines thermoplastischen Befestigungselementes, welches auf das Rohrsegment beispielsweise aufgeklipst werden kann, gekapselt. Diese Einheit wird beispielsweise mit einem Thermoplast als Kunststoffgehäuse umspritzt und bildet die Heizvorrichtung. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des Rohrsegments und des Thermoplasts können sich Mikrospalten ergeben, durch die ein Fluid oder Gas strömen kann. Eine in das Befestigungselement eingebrachte Elastomerdichtung dichtet das System gegenüber dem Rohrsegment ab. Eine an dem Befestigungselement angebrachte Schmelzrippe begünstigt eine stoffliche Verbindung zwischen der Umspritzung des Kunststoffgehäuses und dem Befestigungselement, wobei beide Komponenten als Thermoplast ausgeführt sein können.
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Dabei weist das Befestigungselement eine Schmelzrippe in Form einer relativ dünnen Struktur (typischerweise im Millimeterbereich) auf, welche beim Umspritzen mit einem Werkstoff des Kunststoffgehäuses wenigstens teilweise angeschmolzen und hierdurch mit der Umspritzung mediendicht verbunden wird. Auf diese Weise bildet sich beim Wiedererstarren der angeschmolzenen Schmelzrippen und der sie umgebenden Schmelze ein materialschlüssiger, mediendichter Verbund zwischen Teilen der Schmelzrippen und den sie umgebenden Teilen der Umspritzung. Hierdurch wird verhindert, dass an diesen Stellen ein Medium zwischen das Befestigungselement und die Umspritzung gelangen und somit in das Innere des Befestigungselements eindringen kann. Durch das Anschmelzen der Schmelzrippen und deren Wiedererstarrung in Verbund mit der Umspritzung wird überdies eine mechanisch belastbare Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Umspritzung gebildet, welche die Dichtheit zwischen dem Befestigungselement und dem Kunststoffgehäuse bei mechanischer und/oder thermischer Belastung gewährleistet.
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Die Entstehung von durchgängigen Mikrospalten kann so durch Ausbildung einer Schmelzrippe an dem Befestigungselement und Umspritzen der Heizvorrichtung als Kunststoffgehäuse verhindert werden. Außerdem werden durch die stoffliche Verbindung zwischen Befestigungselement und Kunststoffgehäuse eventuell entstehende Mikrospalten abgedichtet. Durch die Kombination der Elastomerdichtung und der Stoffverbindung mit Hilfe einer Schmelzrippe wird so verhindert, dass das gekapselte Heizelement mit Fluiden/Gasen aus der Entlüftungsleitung in Kontakt kommt. Zudem wird verhindert, dass die Fluide/Gase aus der Entlüftungsleitung in die Steckverbindungseinrichtung des Heizelementes eindringen. Das Eindringen von Fluiden/Gasen von der Umwelt in die Steckverbindungseinrichtung kann dabei durch eine abgedichtete Steckverbindungseinrichtung verhindert werden. Auf diese Weise können zumal Kontaktelemente mit rechteckigem Querschnitt, die üblicherweise nicht durch Anbringen einer konventionellen Dichtung auf Grund des minimal vorhandenen Radius einer Dichtung abgedichtet werden können, zuverlässig abgedichtet werden und aggressive Blow-by-Gase von dem Material der Kontaktelemente ferngehalten werden.
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Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung für eine Heizvorrichtung einer Fluidleitung umfassen die Abdichtung und somit den Schutz des Heizelementes vor aggressiven Fluiden/Gasen, die Abdichtung im Bereich der Steckverbindungseinrichtung gegenüber der Entlüftungsleitung und der Umgebung, sowie eine vollständige Abdichtung der Heizvorrichtung gegenüber der Entlüftungsleitung. Somit wird verhindert, dass es zu chemisch bedingten Veränderungen des Heizelements durch Fluide/Gase kommt.
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Weiter stellt die erfindungsgemäße Lösung auch eine generelle Lösung zur Abdichtung von elektrischen Komponenten in einem Thermoplast-Metall-Verbund gegenüber Medien dar, deren Metallkomponenten nicht vollständig mit Kunststoff gekapselt sind. Beispielsweise kann das den Schutz elektrischer Komponenten vor Kurzschluss, den Schutz vor aggressiven Medien, sowie die Abdichtung zur Umgebung umfassen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schmelzrippe umlaufend auf einer Stirnseite des Stutzens ausgebildet sein. Damit kann bei einer Ausbildung des umgebenden Kunststoffgehäuses der Heizvorrichtung durch Umspritzen eine möglichst günstige Verzahnung mit dem umspritzten Kunststoff sich ergeben, sodass dadurch eine zuverlässige Abdichtung bei der Verbindung von Befestigungselement und Kunststoffgehäuse ausgebildet wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schmelzrippe auch umlaufend um einen Rand des Stutzens ausgebildet sein. Auch mit einer um den Rand des Stutzens radial nach außen gerichteten Schmelzrippe kann eine gute Verzahnung und damit zuverlässige Abdichtung zwischen Befestigungselement und Kunststoffgehäuse ausgebildet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schmelzrippe zur stofflichen Verbindung mit dem Kunststoffgehäuse ausgebildet sein. Insbesondere wenn ein ähnlicher oder gar gleicher Werkstoff für die Umspritzung wie für das Befestigungselement verwendet wird, bildet sich beim Wiederaufschmelzen der Schmelzrippe und anschließendem Erstarren eine besonders innige Verbindung zwischen Befestigungselement und Kunststoffgehäuse.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schmelzrippe einen keilförmigen Querschnitt aufweisen, wodurch eine besonders günstige Verzahnung bei Umspritzen mit dem Kunststoffgehäuse sich ausbilden kann. Auch ist das Aufschmelz- und Wiedererstarrungsverhalten der Schmelzrippe so besonders effektiv. Alternativ kann die Schmelzrippe auch andersartig gestaltet sein. Andere Formen und Strukturen können je nach Einsatzfall durchaus denkbar und günstig sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kunststoffgehäuse als Spritzbauteil, insbesondere als Umspritzung des Befestigungselements, ausgebildet sein. Durch Umspritzen des Befestigungselements und damit einhergehend Einspritzen der gesamten Heizvorrichtung kann eine sehr zuverlässige Abdichtung der Heizvorrichtung geschaffen werden, welche auch bei mechanischer Belastung, wie sie im Bereich einer Brennkraftmaschine auftritt, dauerhafte Abdichtung gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können das Befestigungselement und das Kunststoffgehäuse aus glasfaserverstärktem Polyamid, insbesondere aus Polycaprolactam, bekannt als PA6, mit Glasfasern, bevorzugt zwischen 10% und 50% Glasfasern (bezogen auf das Gewicht), z. B. PA6 mit 30% Glasfasern, bekannt unter der Bezeichnung PA6GF30, gebildet sein. Dieser thermoplastische Werkstoff hat sich als besonders zuverlässige und dauerhafte Kombination für die Herstellung des Befestigungselements und die Umspritzung der Heizvorrichtung als Kunststoffgehäuse herausgestellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung des Heizelements gegen das Befestigungselement und/oder das Rohrsegment vorgesehen sein. Durch die Anordnung der Heizvorrichtung in einer Fluidleitung, insbesondere beim maschinellen Einsatz in einer rauen Umgebung, können aggressive Gase, beispielsweise Blow-by-Gase, in das Gehäuse der Heizvorrichtung eindringen und können Korrosion oder Verschmutzungen am Heizelement verursachen, so dass sich elektrische wie auch thermische Übergangswiderstände bilden, und somit der Wirkungsgrad oder die Funktion der Heizvorrichtung beeinträchtigt werden kann. Durch die Anordnung der Dichtungsvorrichtung zwischen Befestigungselement und Heizelement kann eine Abdichtung des Heizelements bereitgestellt werden und damit die elektrische Kontaktierung zwischen Kontaktelement und Heizelement sowie der Wärmeübergang zwischen Heizelement und Rohrsegment von der Umgebung abgedichtet werden, so dass über eine lange Lebensdauer keine Verschmutzung und damit keine Verschlechterung der elektrischen und thermischen Eigenschaften der Heizvorrichtung auftreten können. Die Dichtungsvorrichtung kann insbesondere als Elastomerformteil ausgeführt sein, um möglichst günstig an die Geometrie des Heizelements sowie der Kontaktelemente angepasst zu sein und so eine günstige Abdichtung gewährleisten zu können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtungsvorrichtung als Federelement zur Ausübung einer Anpresskraft zwischen den Kontaktelementen und dem Heizelement und/oder dem Heizelement und dem Rohrsegment ausgebildet sein. Das Federelement übt eine Anpresskraft zwischen dem Befestigungselement und dem Heizelement derart aus, dass das Heizelement wärmekontaktflächig auf einen zu erwärmenden Bereich des Rohrsegmentes gepresst werden kann. Das Federelement kann einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktelement und einer Kontaktseite des Heizelementes herstellen. Durch die Zwischenordnung eines Federelements zwischen Befestigungselement und Heizelement wird eine flächige thermische Kontaktierung zur Wärmeübertragung zwischen Heizelement und Rohrsegment bereitgestellt. Die Dichtungsvorrichtung, die in der Regel aus einem weichen, dichtfähigen Elastomer hergestellt ist, kann eine federnde Wirkung zur Bereitstellung einer Anpresskraft von Heizelement auf das Rohrsegment bereitstellen. Somit wird die Anzahl von Bauteilen reduziert, der Montageprozess vereinfacht und eine Doppelnutzung der Dichtungsvorrichtung erreicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Steckerkontakte der Steckverbindungseinrichtung mit den Kontaktelementen einstückig ausgebildet sein. Zweckmäßig werden die Steckerkontakte der Steckverbindungseinrichtung mit den Kontaktelementen, über welche das Heizelement elektrisch kontaktiert wird, aus einem Stück gefertigt, beispielsweise als Stanzbiegeteil ausgeführt. Damit entfallen zusätzliche Kontaktstellen als mögliche Ausfallursachen. Auch lassen sich die Steckerkontakte so günstig in das Kunststoffgehäuse mit einspritzen, wodurch die Abdichtung der Steckverbindungseinrichtung gegen die Umgebung sehr effektiv ausgeführt werden kann. Insbesondere gelingt dies auch mit Steckerkontakten mit rechteckigem Querschnitt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Steckverbindungseinrichtung mit dem Kunststoffgehäuse einstückig ausgebildet sein. Zweckmäßig wird die Steckverbindungseinrichtung mit dem Kunststoffgehäuse als ein Spritzgussbauteil ausgeführt. So entfallen zusätzliche Schnittstellen zwischen Steckverbindungseinrichtung und Kunststoffgehäuse. Eine Abdichtung ist damit automatisch gewährleistet zwischen den beiden Bauteilen. Auch ist die mechanische Verbindung, die bei Belastungen gerade im Anbau an einer Brennkraftmaschine erheblich sein können, in günstiger Weise ausgeführt und hält den Belastungen stand. Außerdem kann die Herstellung dadurch sehr effizient gestaltet werden, da nur ein Werkzeug benötigt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Befestigungselement mit dem Rohrsegment verrastet sein. Das Befestigungselement kann dazu ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil bezüglich der Rohrsegmentachse aufweisen, wobei die Seitenflanken des Befestigungselements Rastelemente zur Verrastung eines Rohrsegments umfassen und die Mittelflanke Durchstecköffnungen für die Kontaktelemente umfasst. In dieser Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement als bügel- bzw. rinnenförmiges Kunststoffteil ausgebildet ist, das einen U-förmigen Querschnitt aufweist, und das an seinen Seitenkanten Rastelemente trägt, mit denen es z. B. an einem Fortsatz des Rohrsegments oder am Rohrsegment selbst in Rastausnehmungen einrasten oder einklemmen kann. In der Mittelflanke eine Durchstecköffnung in Form eines Stutzens zur Durchführung von Kontaktelementen, die im elektrischen Kontakt mit dem Heizelement stehen, vorgesehen sein, wobei die Kontaktelemente sich in Richtung Steckverbindungseinrichtung erstrecken, um als Steckerkontakte mit einem eingeschobenen Stecker zu kontaktieren. Eine derartige rinnenförmige bzw. bügelförmige Ausformung des Befestigungselements erlaubt eine effektive Verrastung oder ein Aufkleben und bietet in der Mittelflanke Platz zur Aufnahme des Heizelements, das bevorzugt in einer Vertiefung der Mittelflanke formangepasst angeordnet sein kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtungsvorrichtung ein umlaufendes Dichtungselement zur Abdichtung des Heizelements und ein Anpresselement zur Ausübung der Anpresskraft auf die Kontaktelemente umfassen. Mit einem solchen Dichtungselement der Dichtungsvorrichtung, welches als Elastomerformdichtung ausgeführt sein kann, kann das Heizelement umlaufend gegen eindringendes Blow-by-Gas abgedichtet und geschützt werden. Das Anpresselement, das als Teil an der Dichtungsvorrichtung angeordnet sein kann, kann durch seine elastische Wirkung die Kontaktelemente in geeigneter Weise an die Kontaktflächen des Heizelements anpressen und so für eine sichere Kontaktierung des Heizelements sorgen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Fluidleitung vorgeschlagen, welche eine Heizvorrichtung umfasst. Die Fluidleitung kann bevorzugt für eine Gasfluidleitung, insbesondere für eine Entlüftungsleitung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, vorgesehen sein. Eine derartige Fluidleitung kann einstückig ausgeformt sein und ein derartiges Heizelement aufnehmen, oder kann aus zwei einzelnen Teilleitungen bestehen, die im Bereich des Heizelements beispielsweise mittels Schellen oder Schrumpfanschlüssen mit dem Rohrsegment der Heizvorrichtung verbunden werden. Die Fluidleitung kann eine Rohrleitung oder eine Schlauchleitung sein. Die Fluidleitung umfasst somit eine Heizvorrichtung, und kann ein zu führendes Fluid auf eine gewünschte Temperatur erwärmen und z. B. vor Vereisung oder Ausfall durch Verschmutzungen schützen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
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1 eine Fluidleitung mit einer Heizvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht;
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2 eine Heizvorrichtung mit einem Rohrsegment und einem Heizelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht;
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3 die Heizvorrichtung von 2 mit montiertem Befestigungselement;
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4 die Fluidleitung von 1 im Längsschnitt;
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5 das Befestigungselement in isometrischer Ansicht;
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6 die Dichtungsvorrichtung in isometrischer Ansicht; und
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7 einen Längsschnitt durch das Befestigungselement mit Dichtungsvorrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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In 1 ist eine Fluidleitung 12 mit einer Heizvorrichtung 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht dargestellt. Ein Fluid, beispielsweise Blow-by-Gase, wird aus einem Kurbelgehäuse in Richtung eines Luftansaugbereichs einer Verbrennungskraftmaschine geführt, und wird durch eine Fluidleitung 12, welche an flexible Leitungsschläuche, über Leitungsanschlusselemente, beispielsweise Rohrschellen fluiddicht angeschlossen sein kann, und welche mit einer Heizvorrichtung 10 versehen ist, geführt. Dabei wird das Fluid direkt durch die Heizvorrichtung 10 geführt. Durch die Heizvorrichtung 10 wird verhindert, dass das Fluid beispielsweise beim Entspannen in der Fluidleitung 12 kondensiert oder eventuell entstandenes Kondensat bei tiefen Temperaturen gefriert. Die Heizvorrichtung 10 ist als äußeres Kunststoffgehäuse 26 zu sehen, an welchem eine Steckverbindungseinrichtung 18 einstückig verbunden angeordnet ist. In einem Anschlussbereich der Steckverbindungseinrichtung 18 sind Steckerkontakte 19 zur elektrischen Versorgung der Heizvorrichung 10 zu erkennen.
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2 zeigt die Heizvorrichtung 10 mit einem Rohrsegment 14 und einem Heizelement 16 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht. Die Heizvorrichtung 10, die in der Fluidleitung 12 angeordnet ist, umfasst ein wärmeleitfähiges und von dem Fluid durchströmbares Rohrsegment 14, ein elektrisches Heizelement 16 zur Erwärmung des Rohrsegments 14 und eine elektrische Steckverbindungseinrichtung 18 mit Steckerkontakten 19. Das Heizelement 16 ist über Kontaktelemente 20 mit den Steckerkontakten 19 elektrisch verbunden. Die Steckerkontakte 19 der Steckverbindungseinrichtung 18 sind mit den Kontaktelementen 20 einstückig ausgebildet. Dabei kontaktiert ein Kontaktelement 20 das Heizelement 16 von einer Seite, wie in 2 dargestellt. Das zweite Kontaktelement 20 kontaktiert das Heizelement 16 von der anderen Seite und ist in 2 nicht zu sehen. Eine Dichtungsvorrichtung 32 ist zur Abdichtung des Heizelements 16 gegen das Befestigungselement 22 (nicht dargestellt) und/oder das Rohrsegment 14 vorgesehen. Dabei ist die Dichtungsvorrichtung 32 als Federelement zur Ausübung einer Anpresskraft zwischen den Kontaktelementen 20 und dem Heizelement 16 und/oder dem Heizelement 16 und dem Rohrsegment 14 ausgebildet. Da die Dichtungsvorrichtung 32 vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff ausgebildet ist, kann sie auf Grund der Elastizität des Werkstoffs als Federelement wirken. Die Dichtungsvorrichtung 32 umfasst ein umlaufendes Dichtungselement 34 zur Abdichtung des Heizelements 16 gegen die Umgebung. Ein Anpresselement 36, welches als Teil der Dichtungsvorrichtung 32 ausgeführt sein kann, ist zur Ausübung der Anpresskraft auf die Kontaktelemente 20 ausgebildet.
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In 3 ist die Heizvorrichtung 10 von 2 mit montiertem Befestigungselement 22 dargestellt. Mit dem Befestigungselement 22 sind das Heizelement 16 und die Kontaktelemente 20 an dem Rohrsegment 14 befestigt. Dabei ist das Befestigungselement 22 mit dem Rohrsegment 14 vorzugsweise über Rastelemente 38 verrastet. Alternativ kann das Befestigungselement 22 auch mit dem Rohrsegment 14 verklebt oder verschraubt sein. Das Befestigungselement 22 weist einen Stutzen 24 auf, der die Steckerkontakte 19 umschließt, welche aus der Öffnung des Stutzens 24 herausragen. Dabei weist das Befestigungselement 22 eine Schmelzrippe 28 in Form einer relativ dünnen Struktur (typischerweise im Millimeterbereich) auf, welche beim Umspritzen mit einem Werkstoff des Kunststoffgehäuses 26 (nicht dargestellt) wenigstens teilweise angeschmolzen und hierdurch mit der Umspritzung mediendicht verbunden wird. Auf diese Weise bildet sich beim Wiedererstarren der angeschmolzenen Schmelzrippe 28 und der sie umgebenden Schmelze ein mediendichter Verbund zwischen Teilen der Schmelzrippe 28 und den sie umgebenden Teilen der Umspritzung. Die Schmelzrippe 28 ist umlaufend auf der Stirnseite 30 des Stutzens 24 ausgebildet. Alternativ könnte die Schmelzrippe 28 auch umlaufend um einen Rand des Stutzens 24 ausgebildet sein. So ist auch ein Labyrinth mit Unterbrechungen als Schmelzrippe 28 denkbar.
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In 4 ist die Fluidleitung 12 von 1 im Längsschnitt dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass Befestigungselement 22, Heizelement 16 und Rohrsegment 14 in einem Kunststoffgehäuse 26 angeordnet sind, welches als Spritzbauteil, insbesondere als Umspritzung des Befestigungselements 22, ausgebildet ist. Dabei können das Befestigungselement 22 und das Kunststoffgehäuse 26 bevorzugt aus glasfaserverstärktem Polyamid, insbesondere aus Polycaprolactam (PA6), mit Glasfasern, insbesondere PA6GF30, gebildet sein. Dabei bildet das Kunststoffgehäuse 26 Teil einer Fluidleitung 12, welche an beiden Enden mit flexiblen oder starren Leitungselementen weitergeführt werden kann. Das Heizelement 16 wird von beiden Seiten mit den Kontaktelementen 20 kontaktiert, wobei das Heizelement 16 durch die Dichtungsvorrichtung 32 mit dem Dichtungselement 34 gegen die Blow-by-Gase der Fluidströmung abgedichtet wird. Das Heizelement 16 wird mit dem Anpresselement 36 der Dichtungsvorrichtung 32 an das Rohrsegment 14 gepresst und dabei werden die Kontaktelemente 20 auch gegen die Kontaktflächen des Heizelements 16 gepresst, sodass eine zuverlässige Kontaktierung des Heizelements 16 gewährleistet wird. Das Anpressen der Dichtungsvorrichtung 32 geschieht durch Verrastung des Befestigungselements 22 mit dem Rohrsegment 14, wobei das Befestigungselement 22 das Heizelement 16, die Kontaktelemente 20, und die Dichtungsvorrichtung 32 umschließt. Weiter wird durch die Umspritzung der Heizvorrichtung 10 das Kunststoffgehäuse 26 eingebettet und angeschmolzen für eine stoffschlüssige Verbindung. Die Steckverbindungseinrichtung 18 ist als Teil des Kunststoffgehäuses 26 ausgebildet. Die Steckerkontakte 19 sind im Inneren der Steckverbindungseinrichtung 18 angeordnet. Die Einbettung des Befestigungselements 22 mit dem Stutzen 24 und der an der Stirnseite 30 angeordneten Schmelzrippe 28 ist im Schnitt ebenfalls deutlich zu erkennen.
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5 zeigt das Befestigungselement 22 in isometrischer Ansicht. Das Befestigungselement 22, das einen U-förmigen Querschnitt aufweist, läuft in einen Stutzen 24 aus, der an seiner Stirnseite 30 die umlaufende Schmelzrippe 28 trägt. Das Befestigungselement 22 weist weiter an den auslaufenden Schenkeln des U-förmigen Querschnitts Rastelemente 38 zum Verrasten bei Montage an dem Rohrsegment 14 auf.
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6 zeigt die Dichtungsvorrichtung 32 in isometrischer Ansicht. Die Dichtungsvorrichtung 32 umfasst ein umlaufendes Dichtungselement 34 zur Abdichtung des Heizelements 16 gegen das Fluid und ein Anpresselement 36 zum Anpressen der Kontaktelemente 20 an das Heizelement 16 und zum Anpressen des Heizelements 16 auf das Rohrsegment 14. Die Dichtungsvorrichtung 32 ist vorteilhaft als Elastomerformteil ausgebildet.
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In 7 ist ein Längsschnitt durch das Befestigungselement 22 mit der Dichtungsvorrichtung 32 dargestellt. Im Schnitt sind die verschiedenen Komponenten der Dichtungsvorrichtung 32 zu erkennen, nämlich das um das (nicht eingezeichnete Heizelement 16) rundum laufende Dichtungselement 34 sowie das Anpresselement 36, welches die (ebenfalls nicht eingezeichneten) Kontaktelemente 20 zur zuverlässigen Kontaktierung über das Anpresselement 36 der Dichtungsvorrichtung 32 und das Befestigungselement 22 gegen das Heizelement 16 presst. Nach oben auslaufend ist an dem Befestigungselement 22 der Stutzen 24 angeordnet, der an seiner Stirnseite 30 die umlaufende Schmelzrippe 28 trägt. Die Schmelzrippe 28 weist einen keilförmigen Querschnitt auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011056144 A1 [0004]
