DE102015201760A1 - Heizer mit in einem Montageelement gehalterten PTC-Heizelement für einen Tank, insbesondere für einen Harnstofftank - Google Patents

Heizer mit in einem Montageelement gehalterten PTC-Heizelement für einen Tank, insbesondere für einen Harnstofftank Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizer (10), der in einem Tank, insbesondere in Form eines Harnstofftanks, einsetzbar ist. Der Heizer (10) weist zumindest ein PTC-Heizelement (16a, 16b) auf, das über zwei elektrische Leitelemente mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Die Leitelemente sind bevorzugt in einem Wärmeabgabeelement (36) angeordnet, wobei sie weiter bevorzugt gegenüber dem Wärmeabgabeelement (36) durch Isolierelemente, insbesondere in Form von Isolierfolien, elektrisch isoliert sind. Zur Montageerleichterung des Heizers (10) ist ein Montageelement (42), insbesondere in Form eines Montagerahmens, vorgesehen. Weiter bevorzugt umgreift ein Bügel (24) das Montageelement (42). Der Bügel (24) kann zusammen mit dem Wärmeabgabeelement (36) das Montageelement (42) vollständig einkapseln, um es vor dem Inhalt des Tanks zu schützen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Heizer für einen Tank, insbesondere für einen Harnstofftank. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Flüssigkeitszuliefervorrichtung mit einem Tank und einem solchen Heizer.
  • Es ist bekannt, zur Reduktion des Stickoxidausstoßes bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor eine wässrige Harnstofflösung in einen Abgaskatalysator des Kraftfahrzeugs einzuspritzen, wodurch Stickoxide in Stickstoff und Wasserdampf umgewandelt werden. Da Harnstoff bei niedrigen Temperaturen zähflüssig wird und schließlich gefriert, wird im Harnstofftank oftmals ein Heizer angeordnet, der die Fließfähigkeit des Harnstoffs sicherstellt.
  • Derlei Heizer weisen bevorzugt ein „Positive-Temperature-Coefficient” (PTC)-Heizelement auf. Derartige PTC-Heizelemente haben bei niedrigen Temperaturen bekanntlich einen geringen elektrischen Widerstand, der sich beim Überschreiten einer definierten Temperatur exponentiell um mehrere Zehnerpotenzen vervielfacht. PTC-Heizelemente sind dabei in der Regel aus einem keramischen Halbleiter ausgebildet, dessen Korngrenzen die stromleitenden Elektronen bei hohen Temperaturen nicht mehr überwinden können. PTC-Heizelemente regeln sich durch diese Eigenschaft selbst: Bei niedrigen Temperaturen fließt ein hoher Strom und das PTC-Heizelement heizt sich schnell auf. Ist die gewünschte Temperatur erreicht, fällt der Strom ab und zwischen zugeführter elektrischer Leistung und abgeführter Wärmeleistung stellt sich ein stabiles Gleichgewicht ein.
  • Der Einsatz eines PTC-Heizelements für die Erwärmung einer wässrigen Harnstofflösung in einem Kraftfahrzeug ist beispielsweise aus der DE 11 2006 001 892 B4 und der DE 20 2007 006 636 U1 bekannt geworden.
  • Problematisch bei der Herstellung eines Heizers mit einem PTC-Heizelement ist die zuverlässige elektrische Kontaktierung des PTC-Heizelements bei gleichzeitig geringem Montageaufwand während der Herstellung des Heizers. Das PTC-Heizelement muss nämlich bei der Herstellung des Heizers in der Regel zwischen zwei elektrischen Leitelementen geklemmt werden, wodurch der Heizer bei der üblicherweise händischen Montage schwer zu halten ist und während des Montierens oftmals auseinanderfällt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Heizer mit einem PTC-Heizelement bzw. eine Flüssigkeitszuliefervorrichtung mit einem solchen Heizer bereitzustellen, wobei der Heizer sowohl eine zuverlässige elektrische Kontaktierung des PTC-Heizelements aufweist als auch einfacher herstellbar ist.
  • Dieser Aufgabe wird durch einen Heizer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen wieder.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird somit gelöst durch einen Heizer für einen Tank, insbesondere für einen Harnstofftank, wobei der Heizer Folgendes aufweist:
    • a) Ein erstes PTC-Heizelement;
    • b) Ein erstes elektrisches Leitelement und ein zweites elektrisches Leitelement, zwischen denen das erste PTC-Heizelement angeordnet ist, wobei die Leitelemente das erste PTC-Heizelement elektrisch kontaktieren;
    • c) Ein Montageelement, an dem das erste PTC-Heizelement und die Leitelemente unmittelbar angeordnet sind, wobei das Montageelement die Leitelemente voneinander elektrisch isoliert.
  • Das Montageelement erfüllt somit erfindungsgemäß eine Doppelfunktion: Einerseits hält es die Leitelemente voneinander elektrisch isoliert. Es versteht sich, dass das Montageelement dazu bevorzugt aus einem geeigneten Material mit einem entsprechend großen spezifischen elektrischen Widerstand, beispielsweise größer 1010 bis 1014 Ωm, besteht. Andererseits sind sowohl das erste PTC-Heizelement als auch die Leitelemente an dem Montageelement angeordnet, sodass das Montageelement mit den Leitelementen und dem PTC-Heizelement eine kompakte und einfach handhabbare Einheit bildet, die leicht montierbar ist.
  • Zur besonders effektiven Wärmeabgabe ist der Heizer bevorzugt in Form eines Tauchheizers zum Einsatz in dem Tank ausgebildet. In diesem Fall ist der Heizer zumindest über zwei sich gegenüberliegende Seiten zur Wärmeabgabe an ein sich im Tank befindendes Medium, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, ausgebildet.
  • Um einen möglichen Ausfall des ersten PTC-Heizelements kompensieren zu können, kann der Heizer ein zweites PTC-Heizelement aufweisen, wobei die Leitelemente das zweite PTC-Heizelement elektrisch parallel zum ersten Heizelement kontaktieren. Das zweite PTC-Heizelement ist bevorzugt identisch bzw. baugleich zu dem ersten PTC-Heizelement ausgebildet. Insgesamt kann der Heizer dadurch Anforderungen, wie diese an ein Lebensdauerbauteil gestellt werden, vereinfacht erfüllen. Die PTC-Heizelemente können alternativ dazu einen unterschiedlich großen elektrischen Widerstand aufweisen, sodass auf einfache Art und Weise ein gewünschter Gesamtwiderstand einstellbar ist.
  • Ein besonders kompakter und leicht montierbarer Heizer wird erfindungsgemäß erreicht, wenn das erste PTC-Heizelement und/oder das zweite PTC-Heizelement plattenförmig ausgebildet ist/sind.
  • Vorzugsweise sind das erste Leitelement und/oder das zweite Leitelement plattenförmig ausgebildet. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige, zumindest einseitig, insbesondere beidseitig, flächige Kontaktierung des ersten und/oder zweiten PTC-Heizelements erzielt. Die Leitelemente sind zur weiteren Vereinfachung der Montage bevorzugt identisch ausgebildet.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Montageelement rahmenförmig ausgebildet, wobei das Montageelement eine erste Durchgangsausnehmung aufweist, in der das erste PTC-Heizelement angeordnet ist und/oder eine zweite Durchgangsausnehmung aufweist, in der das zweite PTC-Heizelement angeordnet ist. Das erste PTC-Heizelement kann – in die erste Durchgangsausnehmung eingesetzt – in einer Ebene rundum eingefasst und senkrecht zu dieser Ebene vorder- und rückseitig von den Leitelementen kontaktiert sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das zweite PTC-Heizelement – in die zweite Durchgangsausnehmung eingesetzt – in einer Ebene rundum eingefasst und senkrecht zu dieser Ebene vorder- und rückseitig von den Leitelementen kontaktiert sein.
  • Weiter bevorzugt sind die erste Durchgangsausnehmung und die zweite Durchgangsausnehmung in derselben Ebene des Montageelements ausgebildet. Das Montageelement weist in diesem Fall die Form eines Doppelrahmens auf. Das erste PTC-Heizelement und das zweite PTC-Heizelement sind dadurch neben- bzw. übereinanderliegend vom Montageelement eingefasst gehalten und werden durch die Leitelemente mit eben ausgebildeten Oberflächen kontaktiert. Der Heizer kann dadurch sehr flach und kompakt ausgebildet werden.
  • Unter fertigungstechnischen Aspekten ist das Montageelement erfindungsgemäß vorzugsweise einteilig ausgebildet. Alternativ dazu kann das Heizelement mehrteilig aus gleichen Teilen oder aus unterschiedlichen Teilen gebildet sein.
  • Das Montageelement ist zur besonders einfachen Herstellung aus Kunststoff gebildet.
  • Die Herstellung des Heizers kann nach der Erfindung dadurch nochmals weiter vereinfacht werden, dass das Montageelement eine erste Halterung aufweist, in die das erste Leitelement eingeschoben ist und/oder eine zweite Halterung aufweist, in die das zweite Leitelement eingeschoben ist. Das/Die Leitelement(e) ist/sind dadurch besonders einfach und in einer jeweils vorgegebenen Position am Montagelement montierbar.
  • Das Montageelement ist konstruktiv besonders einfach und dadurch kostengünstig fertigbar, wenn die erste Halterung und/oder die zweite Halterung durch Vorsprünge ausgebildet wird/werden.
  • Der Heizer kann ein erstes Kabel aufweisen, das elektrisch leitend mit dem ersten Leitelement verbunden ist und/oder der Heizer kann ein zweites Kabel aufweisen, das elektrisch leitend mit dem zweiten Leitelement verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem ersten Kabel und dem ersten Leitelement bzw. dem zweiten Kabel und dem zweiten Leitelement kann durch eine Crimpverbindung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das erste Kabel an dem ersten Leitelement bzw. das zweite Kabel an dem zweiten Leitelement durch eine Lötverbindung befestigt sein. In besonders bevorzugter Ausgestaltung des Heizers ist das erste Leitelement mit einer ersten Kabelaufnahme und/oder das zweite Leitelement mit einer zweiten Kabelaufnahme ausgebildet. Hierdurch wird die Festigkeit der Verbindung zwischen Leitelement und Kabel deutlich erhöht.
  • Das erste Kabel kann durch eine erste Hülse, insbesondere in Form einer Metallhülse, und/oder das zweite Kabel durch eine zweite Hülse, insbesondere in Form einer Metallhülse, geführt sein. Hierdurch wird das erste Kabel bzw. das zweite Kabel vor einem Medium im Tank geschützt. Insbesondere ist das erste Kabel bzw. das zweite Kabel vor sich im Tank befindenden aggressiven Harnstoff geschützt. Die erste Metallhülse und/oder die zweite Metallhülse sind bevorzugt aus Edelstahl ausgebildet, um einen besonders effektiven Schutz des ersten bzw. zweiten Kabels zu erzielen.
  • Eine signifikant verbesserte Halterung eines Leitelements und eine knickfreie Zuführung eines Kabels zum Montageelement hin kann erfindungsgemäß dadurch erzielt werden, dass das Montageelement eine erste Manschette aufweist, in die das erste Kabel eingeführt ist und/oder das Montageelement eine zweite Manschette aufweist, in die das zweite Kabel eingeführt ist.
  • Vorzugsweise ist/sind die erste Manschette zum Einschieben des ersten Kabels und/oder die zweite Manschette zum Einschieben des zweiten Kabels radial einseitig geöffnet. Mit anderen Worten weist in diesem Fall die erste Manschette und/oder die zweite Manschette einen Schlitz zur Einführung eines Kabels auf. Das Kabel muss bei einer solch einseitig geöffneten Manschette nicht durch die Manschette gefädelt werden, sondern kann in die Manschette eingeschoben werden, wodurch die Herstellung des Heizers weiter vereinfacht wird.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist der Heizer einen Bügel auf, der das Montageelement zumindest teilweise übergreift, wobei der Bügel eine erste Kabeldurchgangsausnehmung, durch die das erste Kabel geführt ist, und/oder eine zweite Kabeldurchgangsausnehmung, durch die das zweite Kabel geführt ist, aufweist. Der Bügel festigt durch die Halterung der Kabel den Zusammenhalt des Heizers und schützt das Montageelement vor sich im Tank befindendem Medium. Zum noch besseren Schutz des Montageelements vor dem im Tank bevorrateten Medium, insbesondere einer Harnstofflösung, kann der Bügel in Form eines Metallbügels ausgebildet sein. Der Metallbügel besteht dabei im Hinblick auf korrosive Eigenschaften des Mediums bevorzugt aus Edelstahl.
  • Der Heizer kann weiterhin ein erstes Isolierelement aufweisen, das die vom ersten PTC-Heizelement abgewandte Seite des ersten Leitelements elektrisch isoliert und/oder der Heizer kann ein zweites Isolierelement aufweisen, das die vom ersten PTC-Heizelement abgewandte Seite des zweiten Leitelements elektrisch isoliert. Hierdurch wird verhindert, dass ein Kurzschlussstrom oder ein Kriechstrom vom ersten Leitelement zum zweiten Leitelement unter Umgehung des ersten PTC-Heizelements fließt. Das erste Isolierelement ist aus Kostengründen sowie zur weiteren Vereinfachung der Heizermontage bevorzugt identisch zum zweiten Isolierelement ausgebildet.
  • Besonders bevorzugt ist/sind das erste Isolierelement und/oder das zweite Isolierelement in Form einer Isolierfolie ausgebildet.
  • Zur weiter vereinfachten Montage des Heizers ist/sind das erste Isolierelement und/oder das zweite Isolierelement am Montageelement unmittelbar angeordnet.
  • Die Montage des Heizers wird erfindungsgemäß nochmals weiter vereinfacht, wenn das erste Isolierelement in die erste Halterung und/oder das zweite Isolierelement in die zweite Halterung eingeschoben ist/sind.
  • Weiter bevorzugt weist der Heizer ein Wärmeabgabeelement, insbesondere aus Metall, mit mehreren Rippen auf, um die durch das erste PTC-Heizelement bzw. das zweite PTC-Heizelement entstehende Wärme effektiv an den Tankinhalt zu leiten. Das Montageelement ist dabei bevorzugt zumindest teilweise im Wärmeabgabeelement aufgenommen. Zur weiter vereinfachten Montage kann das Wärmeabgabeelement durch zumindest zwei miteinander verschweißte Wärmeabgabeelementteile ausgebildet sein, zwischen denen das Montageelement angeordnet ist.
  • Der Heizer weist bevorzugt an seiner Außenseite ausschließlich Metalloberflächen, insbesondere ausschließlich Edelstahloberflächen auf, sodass der Heizer besonders resistent gegen aggressives, sich im Tank befindendes Medium, insbesondere gegen die vorgenannte Harnstofflösung, ausgeführt ist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird schließlich gelöst durch eine Flüssigkeitszuliefervorrichtung, insbesondere in Form einer Harnstoffzuliefervorrichtung, mit einem Tank und einem im Tank angeordneten zuvor beschriebenen Heizer.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt sowie aus den Patentansprüchen.
  • Die in der Zeichnung gezeigten Merkmale sind derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Flüssigkeitszuliefervorrichtung mit einem Heizer;
  • 2 eine Explosionsansicht des Heizers aus 1 ohne ein in 3 wiedergegebenes Montageelement;
  • 3 eine perspektivische Ansicht des Montageelements des Heizers gemäß 1; und
  • 4 eine Schnittansicht des Heizers aus 1.
  • 1 zeigt eine Flüssigkeitszuliefervorrichtung 1 mit einem Heizer 10 und einem Tank 12. Der Heizer 10 ist in Form eines Tauchheizers ausgebildet. Der Heizer 10 ist in den lediglich schematisch angedeuteten Tank 12 eingesetzt. Der Heizer 10 ist zum Erwärmen bzw. Aufheizen eines im Tank 12 bevorrateten Mediums (Fluids), insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung (nicht gezeigt) ausgebildet, um die Fließfähigkeit des Mediums sicherzustellen. Der Heizer 10 ist über einen Halter 14 am Tank 12 befestigt.
  • 2 zeigt den Heizer 10 in einer explodierten Ansicht seiner Teile mit Ausnahme eines Montagerahmens bzw. Montageelements 42, das aus Gründen der Übersichtlichkeit in 3 in einer freigestellten Ansicht wiedergegeben ist.
  • Der Heizer 10 weist ein erstes PTC-Heizelement 16a und ein zweites PTC-Heizelement 16b auf. Die PTC-Heizelemente 16a, 16b können baugleich, d. h. in ihren elektrischen Eigenschaften, Material und/oder Abmessungen identisch, ausgeführt sein. Die PTC-Heizelemente 16a, 16b werden von einem ersten Leitelement 18a und einem zweiten Leitelement 18b elektrisch kontaktiert. Die Leitelemente 18a, 18b sind identisch und weisen eine erste Kabelaufnahme 20a und eine zweite Kabelaufnahme 20b auf.
  • Das erste Leitelement 18a ist plattenförmig ausgebildet und an seiner den PTC-Heizelementen 16a, 16b gegenüberliegenden Seite durch ein erstes Isolierelement 22a isoliert. In analoger Art und Weise ist das zweite Leitelement 18b plattenförmig ausgebildet und an seiner den PTC-Heizelementen 16a, 16b gegenüberliegenden Seite durch ein zweites Isolierelement 22b isoliert. Die Isolierelemente 22a, 22b sind identisch in Form von Isolierfolien ausgebildet. Sie verdecken die den Leitelementen 18a, 18b gegenüberliegenden Seiten der Leitelemente 18a, 18b vollständig. Die Isolierelemente 22a, 22b sind bevorzugt in Form rechteckiger Zuschnitte ausgebildet.
  • Die Leitelemente 18a, 18b werden teilweise von einem Bügel 24 umgriffen. Der Bügel 24 ist aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, ausgebildet. Im Bügel 24 sind zwei Kabeldurchgangsausnehmungen 26a, 26b ausgebildet. Kabel 28a, 28b sind durch die Kabeldurchgangsausnehmungen 26a, 26b geführt und mittels einer Crimpverbindung sowie einer Lötverbindung mit den Kabelaufnahmen 20a und 20b verbunden. Um das Eindringen von Medium, d. h. Tankinhalt, in die Kabeldurchgangsausnehmungen 26a, 26b zu verhindern, sind die Kabel 28a, 28b durch Hülsen 30a, 30b, die insbesondere in Form von Metallhülsen ausgebildet sind, geführt. Die Hülsen 30a, 30b sind bevorzugt aus Edelstahl ausgebildet. In den Hülsen 30a, 30b sind jeweils ein elastomerer O-Ring 32a, 32b und ein Distanzstück 34a, 34b angeordnet. Die O-Ringe 32a, 32b und die Distanzstücke 34a, 34b sind im Montagezustand des Heizers 10 auf die Kabel 28a, 28b aufgefädelt.
  • Die Anordnung aus den PTC-Heizelementen 16a, 16b, den Leitelementen 18a, 18b und den Isolierelementen 22a, 22b ist „sandwichartig” in einem Wärmeabgabeelement 36 aufgenommen. Das Wärmeabgabeelement 36 weist Wärmeabgabeelementteile 38a, 38b und Rippen 40a40e auf. Die Wärmeabgabeelementteile 38a, 38b sowie die Rippen 40a40e sind aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, ausgebildet und im Montagezustand des Heizers 10 miteinander verschweißt.
  • Die Montage des in 2 gezeigten Heizers 10 wäre nur sehr schwer durchführbar, u. a. da die Isolierelemente 22a, 22b relativ weich im Gegensatz zu den anderen Bauteilen des Heizers 10 sind und die einzelnen Bauteile bei der Montage des Heizers 10 nur schwer festzuhalten und präzise zueinander auszurichten sind.
  • 3 zeigt ein aus Kunststoff gebildetes Montageelement 42, durch das die Montage des Heizers 10 (siehe 2) erleichtert wird. Das Montageelement 42 weist eine erste Durchgangsausnehmung 44a auf, in die das erste PTC-Heizelement 16a (siehe 2) einsetzbar ist. Weiterhin weist das Montageelement 42 eine zweite Durchgangsausnehmung 44b auf, in die das zweite PTC-Heizelement 16b (siehe 2) einsetzbar ist.
  • Das Montageelement 42 weist Vorsprünge auf, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich die Vorsprünge 46a46e mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Vorsprünge 46a46d bilden – zusammen mit weiteren Vorsprüngen – eine erste Halterung 48a für das erste Leitelement 18a (siehe 2). Das erste Leitelement 18a (siehe 2) kann in Richtung eines ersten Pfeils 50a in das Montageelement 42 seitlich eingeschoben werden, bis es an einem ersten Anschlag 52a anschlägt, der am Montageelement 42 ausgebildet ist.
  • Weiterhin weist das Montageelement 42 eine zweite Halterung 48b für das zweite Leitelement 18b (siehe 2) auf. Die zweite Halterung 48b weist – zusätzlich zu weiteren nichtbenannten Vorsprüngen – die Vorsprünge 46d, 46e auf. Das zweite Leitelement 18b (siehe 2) kann in Richtung eines zweiten Pfeils 50b in das Montageelement 42 seitlich eingeschoben werden, bis es in einer zu dem ersten Leitelement 18a entsprechenden Weise an einem am Montageelement 42 ausgebildeten, in 3 nicht sichtbaren Anschlag anschlägt. Die zweite Halterung 48b ist analog zur ersten Halterung 48a ausgebildet.
  • In dem in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dabei Vorsprünge – hier der Vorsprung 46d – sowohl Teil der ersten Halterung 48a als auch der zweiten Halterung 48b. Das Montageelement 42 ist dadurch konstruktiv besonders einfach und kompakt ausgebildet.
  • Die Leitelemente 18a, 18b (siehe 2) können mit an den Leitelementen 18a, 18b montierten Kabeln 28a, 28b (siehe 2) am Montageelement 42 angeordnet werden. Das Montageelement 42 weist dabei Manschetten 54a, 54b auf, die jeweils durch einen Schlitz 56a, 56b radial einseitig bzw. umfangsseitig geöffnet sind, sodass die Kabel 28a, 28b (siehe 2) durch die Schlitze 56a, 56b seitlich in die Manschetten 54a, 54b einführbar sind.
  • Die Herstellung des Heizers weist aufgrund des Montageelements 42 somit die folgenden Herstellungsschritte auf:
    • a) Einschieben des ersten Leitelements 18a (siehe 2) in die erste Halterung 48a in Richtung des ersten Pfeils 50a bis zum Anschlag 52a;
    • b) Einlegen der PTC-Heizelemente 16a, 16b in die Durchgangsausnehmungen 44a, 44b;
    • c) Einschieben des zweiten Leitelements 18b (siehe 2) in die zweite Halterung 48b in Richtung des zweiten Pfeils 50b bis zum in 3 nicht sichtbaren zweiten Anschlag.
  • Bei den Verfahrensschritten a) und c) können die Leitelemente 18a, 18b (siehe 2) mit den daran befestigten Kabeln 28a, 28b (siehe 2) in das Montageelement 42 eingeschoben werden, wobei die Kabel 28a, 28b durch die Schlitze 56a, 56b in die Manschetten 54a, 54b eingeführt werden.
  • Weiterhin können die Isolierelemente 22a, 22b (siehe 2) vor dem Einschieben der Leitelemente 18a, 18b (siehe 2) an den Leitelementen 18a, 18b angeordnet werden, sodass die Isolierelemente 22a, 22b zusammen mit den Leitelementen 18a, 18b in das Montageelement 42 in den Verfahrensschritten a) und c) eingeschoben werden.
  • Zusammenfassend können die PTC-Heizelemente 16a, 16b, die Leitelemente 18a, 18b und evtl. zusätzlich die Isolierelemente 22a, 22b Schritt für Schritt am Montageelement 42 angeordnet werden, ohne dass die PTC-Heizelemente 16a, 16b, die Leitelemente 18a, 18b und evtl. auch die Isolierelemente 22a, 22b zur Montage aufwändig festgehalten werden müssen. Das Montageelement 42 vereinfacht somit die Montage des Heizers 10 (siehe 1) signifikant.
  • 4 zeigt den montierten Heizer 10 in einem Querschnitt. Aus 4 ist ersichtlich, dass das Montageelement 42 im Heizer 10 angeordnet ist. Das Montageelement 42 umrahmt dabei zumindest ein PTC-Heizelement 16a, 16b, insbesondere beide PTC-Heizelemente 16a, 16b, vollständig. Weiterhin isoliert das Montageelement 42 die Kabel 28a, 28b voneinander. Das Montageelement 42 wird von dem Bügel 24 zusammen mit dem Wärmeabgabeelement 36 vollständig umschlossen, sodass der Tankinhalt nicht zu dem Montageelement 42 gelangen und dieses angreifen kann. Die O-Ringe 32a, 32b sowie die Distanzstücke 34a, 34b sind durch die Hülsen 30a, 30b vor einem direkten Kontakt mit dem Tankinhalt geschützt.
  • Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit bezugnehmend auf die Zeichnung einen Heizer 10, der in einen Tank 12, insbesondere in Form eines Harnstofftanks, einsetzbar ist. Der Heizer 10 weist zumindest ein PTC-Heizelement 16a, 16b auf, das über zwei elektrische Leitelemente 18a, 18b mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Die Leitelemente 18a, 18b sind bevorzugt in einem Wärmeabgabeelement 36 angeordnet, wobei sie weiter bevorzugt gegenüber dem Wärmeabgabeelement 36 durch Isolierelemente 22a, 22b, insbesondere in Form von Isolierfolien, elektrisch isoliert sind. Zur Montageerleichterung des Heizers 10 ist ein Montageelement 42, insbesondere in Form eines Montagerahmens – bevorzugt in Form eines Doppelrahmens zur Aufnahme von zwei zueinander beabstandeten PTC-Heizelementen 16a, 16b – vorgesehen. Weiter bevorzugt umgreift ein Bügel 24 das Montageelement 42. Der Bügel 24 kann zusammen mit dem Wärmeabgabeelement 36 das Montageelement 42 vollständig einkapseln, um es vor dem im Tank 12 bevorrateten Medium zu schützen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 112006001892 B4 [0004]
    • DE 202007006636 U1 [0004]

Claims (15)

  1. Heizer (10) für einen Tank (12), insbesondere für einen Harnstofftank, wobei der Heizer (10) Folgendes aufweist: a) Ein erstes PTC-Heizelement (16a); b) Ein erstes elektrisches Leitelement (18a) und ein zweites elektrisches Leitelement (18b), zwischen denen das erste PTC-Heizelement (16a) angeordnet ist, wobei die Leitelemente (18a, 18b) das erste PTC-Heizelement (16a) elektrisch kontaktieren; c) Ein Montageelement (42), an dem das erste PTC-Heizelement (16a) und die Leitelemente (18a, 18b) unmittelbar angeordnet sind, wobei das Montageelement (42) die Leitelemente (18a, 18b) voneinander elektrisch isoliert.
  2. Heizer nach Anspruch 1, bei dem der Heizer (10) ein zweites PTC-Heizelement (16b) aufweist, wobei die Leitelemente (18a, 18b) das zweite PTC-Heizelement (16b) elektrisch parallel zum ersten Heizelement (16a) kontaktieren.
  3. Heizer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das erste Leitelement (18a) und/oder das zweite Leitelement (18b) plattenförmig ausgebildet ist/sind.
  4. Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Montageelement (42) rahmenförmig ausgebildet ist, wobei das Montageelement (42) eine erste Durchgangsausnehmung (44a) aufweist, in der das erste PTC-Heizelement (16a) angeordnet ist und/oder eine zweite Durchgangsausnehmung (44b) aufweist, in der das zweite PTC-Heizelement (16b) angeordnet ist.
  5. Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Montageelement (42) aus Kunststoff gebildet ist.
  6. Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Montageelement (42) eine erste Halterung (48a) aufweist, in die das erste Leitelement (18a) eingeschoben ist und/oder eine zweite Halterung (48b) aufweist, in die das zweite Leitelement (18b) eingeschoben ist.
  7. Heizer nach Anspruch 6, bei dem die erste Halterung (48a) und/oder die zweite Halterung (48b) durch Vorsprünge (46a46e) ausgebildet wird/werden.
  8. Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Heizer (10) ein erstes Kabel (28a) aufweist, das elektrisch leitend mit dem ersten Leitelement (18a) verbunden ist und/oder der Heizer (10) ein zweites Kabel (28b) aufweist, das elektrisch leitend mit dem zweiten Leitelement (18b) verbunden ist.
  9. Heizer nach Anspruch 8, bei dem das Montageelement (42) eine erste Manschette (54a) aufweist, in die das erste Kabel (28a) eingeführt ist und/oder das Montageelement (42) eine zweite Manschette (54b) aufweist, in die das zweite Kabel (28b) eingeführt ist.
  10. Heizer nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 6, bei dem die erste Manschette (54a) zum Einschieben des ersten Kabels (28a) und/oder die zweite Manschette (54b) zum Einschieben des zweiten Kabels (28b) radial einseitig geöffnet ist/sind.
  11. Heizer nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Heizer (10) einen Bügel (24), insbesondere in Form eines Metallbügels, aufweist, der das Montageelement (42) zumindest teilweise übergreift, wobei der Bügel (24) eine erste Kabeldurchgangsausnehmung (26a), durch die das erste Kabel (28a) geführt ist und/oder eine zweite Kabeldurchgangsausnehmung (26b), durch die das zweite Kabel (28b) geführt ist, aufweist.
  12. Heizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Heizer (10) ein erstes Isolierelement (22a) aufweist, das die vom ersten PTC-Heizelement (16a) abgewandte Seite des ersten Leitelements (18a) elektrisch isoliert und/oder der Heizer (10) ein zweites Isolierelement (16b) aufweist, das die vom ersten PTC-Heizelement (16a) abgewandte Seite des zweiten Leitelements (18b) elektrisch isoliert.
  13. Heizer nach Anspruch 12, bei dem das erste Isolierelement (22a) und/oder das zweite Isolierelement (22b) am Montageelement (42) unmittelbar angeordnet ist/sind.
  14. Heizer nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 6, bei dem das erste Isolierelement (22a) in die erste Halterung (48a) und/oder das zweite Isolierelement (22b) in die zweite Halterung (48b) eingeschoben ist/sind.
  15. Flüssigkeitszuliefervorrichtung (1), insbesondere in Form einer Harnstoffzuliefervorrichtung, mit einem Tank (12) und einem im Tank (12) angeordneten Heizer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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