DE102016121684A1

DE102016121684A1 - Heizmodul für einen Schmelztank, und Schmelztank mit dem Heizmodul

Info

Publication number: DE102016121684A1
Application number: DE102016121684.4A
Authority: DE
Inventors: Axel Wartenberg
Original assignee: DBK David and Baader GmbH
Current assignee: Wartenberg Axel De
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2018-05-17

Abstract

Offenbart ist ein Heizmodul mit einer topfartigen Wandung, das bzw. die von unten in einen Tank eingesetzt wird. Durch Wärmeabgabe von PTC-Heizelementen oder von Heizanordnungen mit mindestens zwei PTC-Heizelementen in zwei Richtungen und durch Weiterleitung der Wärme an alle Abschnitte der Wandung wird der - insbesondere anfängliche - Wärmestrom beim Aufschmelzen erhöht. An der Innenseite sind die PTC-Heizelemente oder die Heizanordnungen beidseitig flächig eingespannt, und somit beidseitig in Wärme leitendem Kontakt mit der Innenseite.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizmodul zum Aufschmelzen oder Erwärmen einer Betriebsflüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Schmelztank mit dem Heizmodul gemäß dem Patentanspruch 16.
Betriebsflüssigkeiten, wie insbesondere eine wässrige Harnstofflösung eines Selective-Catalytic-Reduction- bzw. SCR-Katalysators, können einfrieren. Zum Start eines Fahrzeuges müssen sie zügig aufgetaut werden. Dies ist insbesondere bei den genannten SCR-Systemen, die zur Verringerung der NO_x-Emissionen von insbesondere Dieselmotoren eingesetzt werden, von hoher Wichtigkeit. Bei der SCR-Technologie wird als Reduktionsmittel für die Stickoxide dampf- oder gasförmiger Ammoniak herangezogen. Dieser wird aus der Harnstofflösung erzeugt und in den Abgasstrom eingebracht.
Bleibt die Betriebsflüssigkeit gefroren, was bei gebräuchlicher 32,5%-iger Harnstofflösung ab -11 C° der Fall ist, so kann die Reduktion der Stickoxide nicht erfolgen. Um aber die insbesondere beim Kaltstart eines Fahrzeuges erhebliche Stickoxid-Emission zu senken, ist es daher erforderlich, die Harnstofflösung schnellstmöglich aufzutauen.
In der DE 20 2006 010 615 U1 der Anmelderin ist ein System vorgeschlagen, bei dem in einem großen Harnstofftank ein Schmelztank mit wesentlich kleinerem Volumen aufgenommen ist. Beide Tanks nehmen Harnstofflösungen auf. Der kleinere Schmelztank ist mit einem leistungsstarken Heizmodul versehen, über das das kleinere Harnstoffvolumen im Schmelztank beim Starten des Fahrzeuges schnell aufgetaut werden kann. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass der Schmelztank einen sehr komplexen Aufbau hat und damit entsprechend teuer ist.
Die Druckschrift EP 2 341 224 A1 der Anmelderin zeigt ebenso ein Tanksystem mit Schmelztank und Heizmodul, wobei das Heizmodul als von außen einsetzbares topfförmiges Insert ausgestaltet ist. Es weist am Boden des Topfes Wärmeübertragungsrippen auf, die in innigem thermischem Kontakt mit einem PTC-Heizelement sind. Auf diese Weise erfolgt im Bodenbereich des Topfes ein schnelles Aufschmelzen der Harnstofflösung.
Nachteilig an diesem Aufbau ist nach wie vor ein vergleichsweise relativ hoher vorrichtungstechnischer und anordnungstechnischer Aufwand.
Bei einem anderen Schmelztanksystem der Anmelderin ragt in das aufzutauende Volumen ein Topf mit seinem Boden ins Volumen hinein. Der Topf ist metallisch und auf seiner zur Betriebsflüssigkeit hin gewandten Seite mit Kunststoff umspritzt. Auf der Topfinnenseite, also vom Volumen abgewandt, sind PTC-Heizelemente mittels Federkraft an die metallische Wandung des Topfes vorgespannt.
Nachteilig hierbei ist, dass die Wärmeübertragung der PTC-Heizelemente an die Wandung für hohe geforderte Auftauraten, insbesondere bei sehr niedrigen Temperaturen, gering ausfällt.
Dem gegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Heizmodul für einen Schmelztank mit erhöhtem Wärmeeintrag zum schnelleren Auftauen der Betriebsflüssigkeit sowie einen Schmelztank damit zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein Heizmodul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die zweite durch einen Schmelztank mit den Merkmalen des Patentanspruches 16.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das beanspruchte Heizmodul für einen Schmelztank dient zum zumindest teilweisen Aufschmelzen einer vom Schmelztank aufnehmbaren Betriebsflüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung zur Reduzierung von Stickoxiden bei Verbrennungskraftmaschinen. Das Heizmodul hat eine Wandung in Form eines Domes oder Topfes. Eine Außenseite der Wandung, die von einem Außendom oder Außentopf gebildet sein kann, ist dabei zum Kontakt mit der Betriebsflüssigkeit vorgesehen. Vorzugsweise ist die Außenseite daher korrosionsbeständig ausgestaltet. Das Heizmodul weist wenigstens ein Heizelement, insbesondere PTC-Heizelement, oder eine Heizanordnung aus mehreren derartigen Heizelementen auf. Das Heizelement oder die Heizanordnung ist mit einer Innenseite der Wandung, die von einem Innendom oder Innentopf gebildet sein kann, thermisch kontaktiert. Vorzugsweise ist das Heizelement bzw. die Heizanordnung an der Innenseite flächig thermisch kontaktiert. Erfindungsgemäß sind dabei anstatt lediglich einer Seite des Heizelementes mehrere Seiten des Heizelementes bzw. der Heizanordnung thermisch kontaktiert. Vorzugsweise ist das Heizelement bzw. die Heizanordnung mehrseitig flächig thermisch kontaktiert.
Durch die thermische Kontaktierung des zumindest einen Heizelementes bzw. der zumindest einen Heizanordnung an mehreren Seiten, insbesondere an zwei voneinander weg weisenden Seiten, ist gegenüber dem Stand der Technik eine gesamte Wärmeübertragungsfläche an die Innenseite vergrößert und in Folge eine Wärmeübertragung an die Betriebsflüssigkeit vergrößert. Folge hiervon ist, dass bei gleicher Dimensionierung des Heizmoduls - bezogen auf seine Abmessungen mehr Betriebsflüssigkeit in kürzerer Zeit aufgeschmolzen werden kann. Um beispielsweise die für einen Kaltstart notwendige vorbestimmte Aufschmelzrate der Betriebsflüssigkeit zu erhalten, kann somit das Heizmodul kleiner ausgelegt sein.
Wenn lediglich jeweils ein Heizelement an beiden Seiten, insbesondere an voneinander weg weisenden Seiten, kontaktiert ist, ist bei gleichem Primärenergieeinsatz die zum Aufschmelzen nutzbare Heizenergie pro Heizelement erhöht. Der Wärmeübergang ist effizienter und effektiver, wodurch eine an die Betriebsflüssigkeit abgebbare Heizleistung pro Heizelement steigt. Folge hiervon ist, dass bei gleicher Dimensionierung des Heizmoduls - bezogen auf seine Abmessungen und auf eine Anzahl und Leistungsaufnahme von Heizelementen - mehr Betriebsflüssigkeit in kürzerer Zeit aufgeschmolzen werden kann. Um beispielsweise die für einen Kaltstart notwendige vorbestimmte Aufschmelzrate der Betriebsflüssigkeit zu erhalten, kann somit das Heizmodul kleiner und mit geringerer Leistungsaufnahme ausgelegt sein. Dies spart Bauraum, Energie und Kosten.
Besonders bevorzugt wird es, wenn das Heizmodul mehr als ein, beispielsweise zwei, drei oder vier oder mehr Heizelemente bzw. Heizanordnungen aufweist. Alle Fortbildungen, die das wenigstens eine Heizelement bzw. die wenigstens eine Heizanordnung betreffen, können natürlich auf mehrere der Heizelemente bzw. Heizanordnungen, insbesondere auf alle Heizelemente bzw. Heizanordnungen Anwendung finden.
In einer Weiterbildung erfolgt die mehrseitige thermische Kontaktierung des Heizelementes bzw. der Heizanordnung, indem es bzw. sie zwischen Wandungsabschnitten der Innenseite bzw. des Innentopfes angeordnet ist.
In einer Weiterbildung sind diese Wandungsabschnitte überlappend und/oder im Parallelabstand zueinander angeordnet.
In einer bevorzugten Weiterbildung erstrecken sich die Wandungsabschnitte vom Heizelement weg in unterschiedliche Bereiche der Innenseite der Wandung oder die Wandungsabschnitte bilden unterschiedliche Bereiche der Innenseite. Somit wird die Heizleistung des betroffenen Heizelements in unterschiedliche Bereich in die Innenseite eingebracht. In der Konsequenz ist die Wärmeübertragungsfläche an die Außenseite und damit an die Betriebsflüssigkeit vergrößert, wodurch die Aufschmelzrate vergrößert werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass das betroffene Heizelement bzw. die Heizanordnung in einem überschaubaren, kleinen Bereich angeordnet ist, wohingegen seine bzw. ihre Wärmeleistung in weit entfernte Bereiche der Wandung übertragen wird.
In einer Weiterbildung ist beispielsweise von einem der Wandungsabschnitte zumindest ein Umfangsabschnitt der Wandung oder des Innentopfes gebildet, während von einem anderen der Wandungsabschnitte zumindest ein Dach- oder Kuppelabschnitt der Wandung oder des Innentopfes gebildet ist. Der Umfangsabschnitt kann dabei zylindrisch oder etwas konisch und der Dachabschnitt beispielsweise konvex oder planar ausgestaltet sein. Der Umfangsabschnitt kann im Falle der topfförmigen Wandung ein Topfmantel sein.
Gemäß einer bevorzugten ersten Variante weisen die Wandungsabschnitte mit dem Heizelement zusammen einen Mehrschicht- oder Sandwichaufbau auf. Durch die dichte Packung ist dann der Wärmeübergang vom Heizelement oder auch von der Heizanordnung auf die Wandungsabschnitte sehr gut. Dieser Sandwichaufbau kann im nach oben gewendeten Topfboden des Domes oder Topfes angeordnet sein.
In einer Weiterbildung ist das Heizelement bzw. die Heizanordnung in einem Bereich angeordnet, in welchem die Wandungsabschnitte gefügt sind. Das Fügen kann dabei durch Clipsen, Verschrauben, Verschweißen oder Kleben ausgeführt sein.
Gemäß einer bevorzugten zweiten Variante ist in oder von der Wandung selbst eine Ausnehmung ausgebildet, in der die Heizanordnung oder auch das Heizelement thermisch mehrseitig kontaktiert aufgenommen ist. Die Ausnehmung kann dabei ein Fach, eine Tasche, eine Nut, eine Sicke oder ein Schacht oder dergleichen sein, die oder der beispielsweise einstückig mit einem Wandungsabschnitt ausgebildet ist. Die Einstückigkeit kann dabei beispielsweise durch Fräsen hergestellt sein.
Unabhängig davon, ob das Heizelement bzw. die Heizanordnung zwischen den Wandungsabschnitten oder in der Ausnehmung angeordnet ist, wird es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dort gespannt oder geklemmt befestigt. Dies kann mittels Federelementen realisiert sein. Beispielsweise kann dazu ein eingefügter, eingeschobener oder befestigter Gegenhalter mit wenigstens einer Federzunge vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung ist die Außenseite von einem Kunststoffdom oder Kunststofftopf und die Innenseite von einem Metalldom oder Metalltopf gebildet. Die metallische Innenseite hat den Vorteil, gleichzeitig elektrisch kontaktierbar zu sein und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen. In einer Weiterbildung erfolgt daher auch die elektrische Kontaktierung des Heizelementes bzw. der Heizanordnung über die beiden Wandabschnitte des Metalldomes oder Metalltopfes, zwischen denen es angeordnet ist.
Im Falle dieser Weiterbildung ist es natürlich notwendig, dass die Wandabschnitte in einem Bereich außerhalb ihrer jeweiligen Kontaktierung des Heizelementes bzw. der Heizanordnung voneinander elektrisch isoliert sind. Daher weist diese Weiterbildung zwischen den flächigen Wandabschnitten eine flächige Isolierplatte auf, in der Bereiche für das Heizelement bzw. die Heizanordnung ausgespart sind.
Die Verwendung eines Kunststoffdoms oder Kunststofftopfes als Außenseite bietet eine Korrosionsbeständigkeit bei geringem Wartungsaufwand und zu geringen Kosten.
In einer ersten Ausführungsform sind die Außenseite und die Innenseite voneinander getrennt gefertigt.
Dann kann der Innentopf in den Außentopf eingesetzt oder eingeschoben werden. Für den Fall der Materialkombination des Innentopfs aus Metall und des Außentopfs aus Kunststoff erweist sich diese Fertigung gegenüber einer Kunststoffumspritzung gemäß dem Stand der Technik als vorteilhaft, da sie bei einer Temperaturwechselbelastung weitaus weniger zum Aufreißen der äußeren Kunststoffschicht neigt.
Um bei der genannten Temperaturwechselbeanspruchung die schädliche Wirkung unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Innentopf und dem Außentopf (Metall und Kunststoff) zu kompensieren, weist der Außentopf beispielsweise Dehnungssicken oder Nuten auf, die die geringere Kälteschrumpfung des Metalls kompensieren und so eine Zug- und/oder Scherspannung an dem Außentopf verhindern oder zumindest mindern.
Für einen guten Wärmeübergang von der Innenseite auf die Außenseite sind die beiden Töpfe zumindest im Bereich des oder der Heizelemente großflächig in thermischem Kontakt. Der Kontakt erfolgt dabei vorzugsweise durch Wärmeleitung. Aber auch Strahlungsanteile sind möglich.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist der Dom oder Topf einstückig oder einteilig als Moulded Interconnect Device (MID) ausgeführt. Damit ergibt sich ein Hybrid-Topf, der elektrische Funktionen (Strom leiten), thermische Funktionen (Wärme leiten) und mechanische Funktionen (Steifigkeit) ermöglicht. Dazu werden metallische Wärme leitende Leiterbahnen in die Wandung integriert. Die Wandung ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
Im Prinzip erstreckt sich bei beiden Ausführungsformen der Dom oder der Topf ähnlich einer Kavität von außen ins Innere des Volumens des Schmelztanks, wobei diese Kavität sich besonders zur Aufnahme von Aggregaten eignet. Daher ist gemäß einer Weiterbildung des Heizmoduls im Innentopf wenigstens ein Aggregat, beispielsweise eine Pumpe zur Förderung der Betriebsflüssigkeit oder ein Ventil zur Steuerung der Förderung, zumindest abschnittsweise aufnehmbar oder aufgenommen. Die Kavität des Innentopfes bietet Platz für ein solches Aggregat und ist für Wartungs- oder Reparaturarbeiten von außerhalb des Schmelztanks besonders gut zugänglich.
Vorzugsweise ist an der Außenseite ein Einlass des erfindungsgemäßen Heizmoduls angeordnet, der mit einem Eingang des inneren Aggregats verbunden ist. Der Einlass des Heizmoduls bildet damit einen Auslass des betroffenen Schmelztanks.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe durch einen Schmelztank gelöst, der zum zumindest teilweisen Aufschmelzen einer in seinem Volumen aufnehmbaren oder aufgenommenen Betriebsflüssigkeit dient. Der Schmelztank hat ein Heizmodul, das nach wenigstens einem der vorangegangenen Aspekte ausgebildet ist. Dabei erstreckt sich die Wandung des Domes oder Topfes ins Tankvolumen hinein und die Außenseite der Wandung weist zur Betriebsflüssigkeit.
Auf die Vorteile eines derartigen Schmelztanks soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, da sie denjenigen des bereits geschilderten Heizmoduls entsprechen.
In einer Weiterbildung des Schmelztanks ist das Heizmodul lösbar am Schmelztank befestigt. Hierzu weist der Schmelztank eine insbesondere bodenseitige Montageöffnung auf.
Zur Befestigung des Heizmoduls ist dieses in die Montageöffnung einsteckbar oder insbesondere eingesteckt und mittels insbesondere an der obengenannten Außenseite angeordneten Befestigungsmitteln am Schmelztank befestigbar oder befestigt. Die Befestigungsmittel können dabei Clipse oder Schrauben oder dergleichen sein.
Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Heizmoduls und ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schmelztanks sind in den Figuren dargestellt. Anhand der Figuren wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen:

1 einen Schmelztank mit einem bodenseitig eingesetzten Heizmodul in einem Längsschnitt;
2a ein erstes Ausführungsbeispiel eines Heizmoduls in schematisierter Darstellung, in einem Längsschnitt;
2b ein zweites Ausführungsbeispiel eines Heizmoduls in schematisierter Darstellung, in einem Längsschnitt;
3 einen metallischen Innentopf des Heizmoduls gemäß 2b in einer perspektivischen Darstellung;
4 den Innentopf gemäß 3 mit Heizelementen;
5 den Innentopf gemäß 4 mit einer Isolierplatte;
6 den Innentopf gemäß 5 mit einer Deckplatte;
7 den Innentopf gemäß 6 während einer Montage in den Außentopf;
8 das montierte Heizmodul gemäß 2b bis 7 mit Innen- und Außentopf;
9 den Innentopf gemäß 6 und 7 in einem Längsschnitt;
10 das montierte Heizmodul gemäß 8 mit Innen- und Außentopf in einem Längsschnitt;
11 den Innentopf gemäß 6 und 9 mit Blickrichtung in dessen Innenraum;
12 drei Varianten von Dehnabschnitten des Außentopfes gemäß den vorangegangenen Figuren;
13 eine Variante des Außentopfes mit in Längsrichtung verlaufenden Dehnungssicken;
14 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Heizmoduls mit einem Hybrid-Topf in einer zweiten Ausführungsform als Moulded Interconnect Device (MID);
15 in einer schematischen Seitenansicht einen Hybrid-Topf in der zweiten Ausführungsform; und
16 zwei Ausführungsbeispiele von Heizanordnungen zur Verwendung im Heizmodul.

1 zeigt einen Schmelztank 1 zum Aufschmelzen eines Harnstoffs in wässriger Lösung 8 eines SCR-Katalysators einer Dieselantriebsmaschine. Abweichend kann der Schmelztank 1 aber auch zum Aufschmelzen einer anderen Betriebsflüssigkeit 8, beispielsweise einer Scheiben- oder Scheinwerferreinigungsflüssigkeit genutzt werden.
Bei der SCR-Technologie (Selective Catalytic Reduction) werden Stickoxide von Verbrennungsgase in einem Katalysator mittels eines Reduktionsmittels chemisch in die unbedenklichen Substanzen Stickstoff und Wasserstoff umgesetzt. Als Reduktionsmittel wird dabei dampf- beziehungsweise gasförmiger Ammoniak verwendet, der aus der wässrigen Harnstofflösung 8 erzeugt und in den Abgasstrom eingebracht wird.
Üblicher Weise wird derzeit eine Harnstofflösung 8 mit einem Harnstoffgehalt von 32,5 Gewichtsprozent zur Reduzierung der NO_x Emission verwendet. Problem hierbei ist, dass die Harnstofflösung 8 bei Temperaturen von unterhalb -11°Celsius gefriert. Zum schnellen Aufschmelzen und Bereitstellen der Harnstofflösung 8 für die Katalyse dient nun der Schmelztank 1.
Der Schmelztank 1 hat eine Tankwandung 2 mit einem Einlass 4, durch den die Harnstofflösung 8 in ein Tankvolumen 6 eingebracht werden kann. Gemäß 1 ist der Schmelztank 1 bereits mit Harnstofflösung 8 befüllt. In den Schmelztank 1 ist ein Heizmodul 10 in dom- oder topfförmiger Bauweise eingesetzt. Das Heizmodul 10 hat einen Einlass 12, der als Auslass für den Schmelztank 1 dient, und einen Auslass 14, über den die geschmolzene Harnstofflösung 8 dem Katalysator (nicht dargestellt) zugeführt wird.
Das Heizmodul 10 ist von unten in eine Bodenseite 16 des Schmelztanks 1 eingesetzt und dort mittels Befestigungsschrauben 46 befestigt. Das Heizmodul 10 erstreckt sich in das Tankvolumen 6 und in die darin vorgehaltene Harnstofflösung 8 hinein. Dabei ist das Heizmodul 10 von einem Flüssigkeitsspiegel 18 der Harnstofflösung 8 in einem Abstand d beabstandet, so dass das gesamte Heizmodul 10 von der Harnstofflösung 8 überdeckt ist.
Das Heizmodul 10 hat eine Wandung 20, die mit ihrer gestrichelt dargestellten Außenseite 22 in Kontakt mit der Harnstofflösung 8 ist. Eine Innenseite 24; 124 der Wandung 20, die in 1 strichpunkiert dargestellt ist, ist von mehreren Heizelementen in Kaltleiter- beziehungsweise PTC-Bauweise thermisch kontaktiert (in 1 nicht dargestellt). Aus der Verteilung und der innigen thermischen Kontaktierung der Heizelemente mit der Innenseite 24; 124 ergibt sich ein Wärmestrom, der sich über die gesamte Wandung 20 erstreckt. Dies wird in 1 durch etwa gleichmäßig verteilte Pfeile symbolisiert. Durch die großflächige Wärmeabgabe ermöglicht das Heizmodul 10 einen großen Wärmestrom an die Betriebsflüssigkeit 8 bei vergleichsweise geringer Leistungsaufnahme der Heizelemente. In anderen Worten ist der Übergang durch die innige beidseitige thermische Kontaktierung von den Heizelementen an die Innenseite 24; 124 und in Folge an die Außenseite 22 effizient.
Gemäß 1 ist ein von der Innenseite 24; 124 begrenzter Innenraum 26 des Heizmoduls 10 als weitgehend freier, flüssigkeitsloser Bauraum vorgehalten. Im Innenraum 26 ist eine Pumpe 28 angeordnet, über die Harnstofflösung 8 vom Einlass 12 zum Auslass 14 und in Folge zum Katalysator (nicht dargestellt) gefördert wird.
Als weitere Aggregate für den Betrieb des Schmelztanks 1 können in dem Innenraum 26 beispielsweise Ventile oder Temperaturerfassungseinheiten oder andere Sensoren angeordnet sein. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Bauweise ist, dass die so angeordneten Aggregate von außen (in 1 von unten) gut zugänglich sind, so dass eine Wartung wenig aufwändig ist.
Bei den beiden in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen besteht die Wandung 20 aus zwei ineinander angeordneten oder gesteckten Töpfen oder Domen. Dabei stellt ein etwas größerer Außentopf 22 die Außenseite gemäß 1 dar. In diesen Außentopf 22 ist ein Innentopf 24; 124 eingesetzt.
Die 2a und 2b zeigt zwei verschiedene Varianten dieses Innentopfes 24; 124 der Wandung 20 des Heizmoduls 10. Unabhängig davon, welche Variante der Innenseite 24; 124 an der Wandung 20 verbaut ist, ist der Außentopf 22 aus Kunststoff gefertigt, wohingegen beide Varianten der Innentöpfe 24; 124 aus Aluminium gefertigt sind. Sie haben jeweils einen nach oben weisenden Topfboden 32, einem sich daran anschließenden (nach unten) minimal konisch aufweitenden Topfmantel 34 und einen sich wiederum daran anschließenden nach radial außen ausgestellten Flansch 36.
In der Schnittdarstellung der ersten Variante gemäß 2a ist zu erkennen, dass im Innentopf 124 Fächer 38 gebildet sind, in die die die Heizelemente 30 eingeschoben sind. Dabei sind die Heizelemente 30 an ihren jeweiligen beiden Außenseiten 40 von einander gegenüber liegenden Innenflächen 42 der Fächer 38 thermisch kontaktiert. Damit ergibt sich ein Wärmeübergang von den Heizelementen 30 auf die jeweiligen Innenflächen 42 der Fächer 38, worauf in Folge die abgegebene Wärme sowohl über den Topfmantel 34 radial nach außen, als auch über den Topfboden 32 axial nach außen in Richtung zum Zentrum des Schmelztanks 1 übertragen wird.
Eine andere Variante der beidseitigen thermischen Kontaktierung der Heizelemente 30 zeigt 2b. Die beidseitige thermische Kontaktierung der Heizelemente 30 erfolgt im Bereich des Topfbodens 32. Dazu ist der Innentopf 24 zweiteilig ausgestaltet. Ein erster Teil wird vom Topfboden 32, dem Topfmantel 34 und dem Flansch 36 ausgebildet. Ein zweiter Teil ist von einer auch als Heizplatte bezeichneten Deckplatte 44 gebildet. Zwischen der Deckplatte 44 und dem Topfboden 32 sind die Heizelemente 30 in Sandwichbauweise eingespannt. Somit können auch die Heizelemente 30 dieses Ausführungsbeispiels ihre Wärmeleistung in zwei grundlegend unterschiedliche Richtungen abgeben. Zum Einen über den Topfboden 32 hin zum Topfmantel 34, zum Anderen über die Deckplatte 44 zum Zentrum des Schmelztanks 1.
Beide Varianten nutzen somit die beidseitige thermische Kontaktierung von verschiedenen Wandabschnitten des Innentopfes 24; 124 zum Wärmetransport in verschiedene Bereiche des Schmelztanks 1.
Bei beiden genannten Ausführungsbeispielen sind die Heizelemente 30 eingespannt, um so einen großflächigen Wärme leitenden Kontakt zum Innentopf 24; 124 herzustellen. Prinzipiell kann der Innentopf 24; 124 auch als Heiztopf bezeichnet werden. Zudem ist seine Aufgabe, die Steifigkeit des Heizmoduls 10 zu gewährleisten.
Die Innentöpfe 24; 124 können beispielsweise in Differenzialbauweise gefertigt sein, wobei Topfboden 32, Topfmantel 34 und Flansch 36 beispielsweise mittels Laserschweißen miteinander verbunden sind. Alternativ dazu können die Innentöpfe 24; 124 auch zweiteilig gefügt sein, indem beispielsweise der Topfboden 32 und der Topfmantel 34 aus einem Teil, insbesondere durch Tiefziehen, hergestellt sind. Alternativ dazu kann der Flansch 36 mit dem Topfmantel 34 integral (durch Tiefziehen) gebildet sein, wobei der Topfboden 32 im Nachhinein gefügt wird. Auch ist eine völlig integrale Bauweise durch Tiefziehen oder beispielsweise durch Hydroforming möglich, so dass Topfboden 32, Topfmantel 34 und Flansch 36 bereits bei Fertigung einstückig vorliegen. Alternative Verfahren sind beispielsweise Gießen, z. B., Druck-, Fein- oder Kokillengießen.
Der Außentopf 22 der Wandung 20 kann wie bereits erwähnt aus einem gegen die wässrige Harnstofflösung 8 resistenten Material wie z.B. Kunststoff, insbesondere aus HDPE gefertigt sein. In Summe ergibt sich somit ein Heizmodul 10 mit metallischer Innenseite 24; 124 und einer Außenseite 22 aus Kunststoff.
Die 3 bis 6 zeigen Fertigungsschritte der zweiten Variante des Innentopfes 24 gemäß 2b, ausgehend vom „Roh“-Zustand mit Topfboden 32, Topfmantel 34 und Flansch 36.
Nachdem der Flansch 36 mit dem Topfmantel 34 und dem Topfboden 32 durch eine jeweilige Schweißverbindung zum Innentopf 24 gemäß 3 gefügt ist, erfolgt in einer Fertigung das Aufbringen von drei Heizelementen 30 an den Topfboden 32 gemäß 4. Da die Heizelemente 30 vom Topfboden 32 und der Deckplatte 44 sowohl thermisch aber auch elektrisch kontaktiert werden sollen, erfolgt in einem Schritt gemäß 5 das Einfügen einer Isolierplatte 45, die Aussparungen aufweist, die von den Heizelementen 30 besetzt sind. Dabei weist die Isolierplatte 45 im Wesentlichen eine Außenkontur parallel zum Rand des Topfbodens 32 auf.
Im nächsten Schritt gemäß 6 erfolgt das Aufbringen der Deckplatte 44 auf die Heizelemente 30 und die Isolierplatte 45. Danach liegt die Deckplatte 44 zunächst noch lose auf den Heizelementen 30 und der Isolierplatte 45 auf.
7 und 8 zeigen den Fügeschritt, in dem die zweite Variante des Innentopfes 24 mit dem Außentopf 22 verbunden wird.
7 zeigt anschaulich, wie weit die beiden Töpfe 24, 22 bezüglich ihrer Außenkontur, bzw. Innenkontur aufeinander abgestimmt sind. So weist der Innentopf 24, wie bereits erwähnt, den in Längsrichtung oder Einschubrichtung des Innentopfs 24 hin zum Topfboden 32 konisch leicht verjüngten Topfmantel 34 auf. Entsprechend konisch ist auch ein Topfmantel 35 des Außentopfes 22 ausgebildet.
Gemäß 1 ist das Heizmodul 10 über Befestigungsschrauben 46 an der Bodenseite 16 des Schmelztanks 1 befestigt. Gemäß den 7 und 8 sind hierfür an einer Umfangsschürze 48 des Außentopfes 22 etwa halbzylindrisch ausgestaltete Schraubenaufnahmen 50 umfänglich gleich verteilt angeordnet, die radial nach innen vorstehen. Für jede Schraubenaufnahme 50 ist am Flansch 36 des Innentopfs 24 gemäß 7 eine entsprechend konkave Ausnehmung 52 vorgesehen.
Im Innenraum 26 des Heizmoduls 10 bzw. des Innentopfes 24 sind zwei Befestigungsdome 54 für die Pumpe 28 (vgl. 1) angeordnet, von denen in den 7 und 8 lediglich einer gezeigt ist.
Gemäß 7 erstreckt sich am Außentopf 22 von eine umlaufenden Basis 56 der Umfangsschürze 48 radial nach innen eine Ringschulter 58, mit der gemäß 8 der Flansch 36 in Anschlag ist, wenn der Innentopf 24 im Außentopf 22 montiert ist.
Zum kontrollierten Einführen des Innentopfes 24 in den Außentopf 22 weist letztgenannter entlang der Ringschulter 58 gleich verteilt angeordnete Zentrierzapfen 60 auf. Am Innentopf 24 ist jedem Zentrierzapfen 60 eine Zentrierausnehmung 62 am Flansch 36 zugeordnet, so dass gemäß 8 bei montiertem Innentopf 24 die Zentrierzapfen 60 die Zentrierausnehmungen 62 durchsetzen. In dem Moment ist der Flansch 36 mit der Ringschulter 58 in Anlage.
Wie in 7 ersichtlich ist, weist sowohl der Topfmantel 34 des Innentopfs 24 als auch der Topfmantel 35 des Außentopfs 22 eine vergleichsweise große Abflachung 64, 65 auf. Dabei ergeben sich die Außenkontur des Topfmantels 34, 35 und damit auch die Form der Abflachung 64, 65 aus Vorgaben, wie beispielsweise aus Einbaubedingungen oder Formgebung des Schmelztanks 1 in einem Fahrzeug. Auf diese Weise kann auf die bei Fahrzeugen in der Regel engen und anspruchsvollen Bauraumbedingungen durch individuelle Anpassung der Außenkontur des Topfmantels 34, 35 eingegangen werden.
7 zeigt anschaulich, wie die jeweiligen Topologien des Innentopfs 24 und des Außentopfs 22 aufeinander abgestimmt sind.
Prinzipiell können am Außentopf 22 beispielsweise Sensoren für Temperatur, Druck oder Konzentration der Harnstofflösung 8 angeordnet seien. Hierfür wird natürlich eine (nicht gezeigte) Durchleitung von der Außenseite des Außentopfs 22 in den Innenraum 26 des Innentopfs 24 benötigt.
An der Außenseite der Umfangsschürze 48 können (nicht gezeigte) Befestigungselemente, beispielsweise in Form von Befestigungsclips, vorgesehen sein. Damit wird das Heizmodul 10 an der Bodenseite 16 des Schmelztanks 1 ausgerichtet oder befestigt.
Bevor der Innentopf 24 gemäß 7 in den Außentopf 22 eingeführt wird, müssen die Heizelemente 30 am Innentopf 24 befestigt werden. Hierzu betrachte man 9. Zu erkennen ist der sandwichartige Aufbau aus Topfboden 32, darüber liegenden Heizelementen 30 und darüber liegender Deckplatte 44. Die Anordnung dient zur beidseitigen Einspannung der Heizelemente 30 am Innentopf 24.
Zur Befestigung und Spannung der Deckplatte 44 ist eine Kombination aus Befestigungsschrauben 84 und mit Federzungen 86 ausgestatteten brückenartigen Gegenhaltern 88 vorgesehen, die im Innenraum 26 angeordnet sind. Die Federzungen 86 erstrecken sich von den Gegenhaltern 88 nach oben zum Topfboden 32.
Die Deckplatte 44 weist gesenkte Durchgangsausnehmungen 90 auf, die sich mit Durchgangsausnehmungen 92 des Topfbodens 32 decken. Außerdem weisen die Gegenhalter 88 an passenden Stellen Durchgangsausnehmungen 94 auf. Die Befestigungsschrauben 84 durchsetzen jeweils die Durchgangsausnehmung 90, 92 und 94 und sind auf einer Unterseite des Gegenhalters 88 in eine Mutter 96 eingeschraubt. Durch Anzug der Befestigungsschrauben 84 wird der Gegenhalter 88 zum Topfboden 32 hin bewegt, wodurch die Federzungen 86 in Kontakt mit dem Topfboden 32 geraten und eine Federkraft des Gegenhalters 88 auf den Topfboden 32 erzeugt wird. Entsprechend steigt die Andruckkraft der Deckplatte 44 auf die Lage der Isolierplatte 45 und der Heizelemente 30. Dabei erfolgt der Anzug der Befestigungsschrauben 84 nur soweit, dass die Gegenhalter 88 den Topfboden 32 nicht berühren. Auf diese Weise ist die Deckplatte 44 mit einer elastischen Vorspannkraft auf die Isolierplatte 45 und insbesondere auf die Heizelemente 30 vorgespannt.
10 zeigt den Innentopf 24 gemäß 9 mit dem darüber gestülpten Außentopf 22 im Querschnitt.
Eine Ansicht des Zusammenbaus gemäß 9 mit einem Einblick in den Innenraum 26 zeigt 11. Dabei ist zu erkennen, dass die Gegenhalter 88 als im Wesentlichen rechteckige Platten ausgebildet sind, von den aus sich die trapezförmigen schrägen Federzungen 86 hin zum Topfboden 32 erstrecken.
Das Heizmodul 10 wird z.B. in einem Temperaturbereich von -40 bis 80 Grad Celsius betrieben. Der aus Kunststoff gefertigte Außentopf 22 hat eine etwa 10 mal höhere Längenänderung als der aus Metall gefertigte Innentopf 24; 124. Bei Betrieb im niedrigen Temperaturbereich könnte das Zusammenziehen des Außentopfes 22 zu Rissen führen. Daher hat der Außentopf 22 zur Ermöglichung von Dehnung zumindest eine der in den 12 und 13 gezeigten wellenförmigen Dehnabschnitte 98, 100, 102 oder 104.
12 zeigt drei Varianten von Dehnabschnitten 98, 100 und 102 zur Ermöglichung von radialer Dehnung. Die erste gezeigt Variante ist eine ringförmig umlaufende Dehnungssicke 98 am Außenrand eines Bodens 76 des Außentopfes 22 aus Kunststoff. Die zweite gezeigt Variante ist eine ringförmig umlaufende Dehnungssicke 98 in einem mittleren Bereich des Bodens 76. Die dritte gezeigt Variante ist ein Dehnungsabschnitt 102 in einem mittleren Bereich des Bodens 76.
Am Boden 76 des Außentopfes 22 in einem Randbereich zum Topfmantel 35 kann eine (nicht gezeigte) Absenkung oder Einbuchtung vorgesehen sein. Hierin sind Anschlusselemente des Einlasses 12 des Heizmoduls 10, genauer gesagt der Pumpe 28 angeordnet. Dieser dient der Ansaugung der aufgeschmolzenen Harnstofflösung 8 aus dem Schmelztank 1 (vgl. 1).
13 zeigt eine Variante des Außentopfes 22 mit mehreren in Längsrichtung am Topfmantel 35 verlaufenden Dehnungssicken 104.
Gemäß 15 kann die Wandung 120 in einer zweiten Ausführungsform auch als räumlich spritzgegossener Schaltungsträger ausgeführt sein. Dabei handelt es sich um Formteile mit integrierter Leiterbildstruktur. Dabei muss die Wandung 120 nicht aus verschiedenen Einzelteilen zusammengebaut werden.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Wandung 120 als Hochtemperaturthermoplast mit integrierter strukturierter Metallisierung ausgeführt. Mit diesem Verfahren werden elektrische Funktionen (Strom leiten), thermische Funktionen (Wärme leiten) und mechanische Funktionen (Steifigkeit) mit einem Verfahrensschritt hergestellt.
Dazu verlaufen innerhalb des aus Kunststoff, z.B. HDPE, gefertigten integrierten Hybrid-Topfes Leiterbahnen 124 aus einem metallischen, guten Wärme leitenden Werkstoff, vorzugsweise Kupfer, z.B. horizontal oder vertikal oder horizontal und vertikal, z.B. überkreuzt (netzartig) oder wabenförmig. Auch eine kreisförmige Anordnung der Leiterbahnen 124 ist möglich.
An mehreren Stellen sind im Innenraum 26 des Hybrid-Topfes flächenförmige Kontaktstellen mit im Kunststoff integrierten Leiterbahnen 124 verbunden, an denen die Heizelemente 30 oder Heizanordnungen 130 angebracht sind, und die ihre Wärme an die Leiterbahnen 124 abgeben.
14 zeigt ein Blockdiagramm des Verfahrens zur Fertigung des erfindungsgemäßen Heizmoduls 10, das gemäß der zweiten Ausführungsform einen Hybrid-Topf mit einteiliger Wandung 120 aufweist.
Im ersten Verfahrensschritt S1 wird ein als Schaltungsträger fungierender integrierter Hybrid-Topf-Rohling hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel des Verfahrens geschieht dies rein beispielhaft mittels Zwei-Komponenten-Spritzgießen. Für die Herstellung des Rohlings kann allerdings auch Ein-Komponenten-Spritzgießen, also die Technik des Ein-Komponenten- Spritzgusses oder des sogenannten Insert-Moldings, bei dem es sich um eine Sonderform des Spritzgusses handelt, zur Anwendung kommen. Der Rohling kann beispielsweise bereits die Form einer fertiggestellten integrierten Hybrid-Topfes, allerdings noch ohne Struktur für Leiterbahnen 124, beziehungsweise ohne Leiterbahnen 124 selbst aufweisen.
Im zweiten Verfahrensschritt S2 wird der als Schaltungsträger fungierende Hybrid-Topf-Rohling vollflächig, das heißt also vollständig metallisiert. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird der Rohling vollständig mit einem Metall überzogen. Dies kann beispielsweise mittels eines chemischen oder mechanischen PVD- Prozesses, also mittels einer chemischen oder mechanischen, physikalischen Gasphasenabscheidung geschehen.
Im dritten Verfahrensschritt S3 wird die Strukturierung für die später zu realisierenden Leiterbahnen 124 in der Metallbeschichtung des integrierten-Hybrid-Topfes vorgenommen. Dabei kann beispielsweise eine 3D-Maske oder ein Laserresist- beziehungsweise ein Laserdirektprozess zur Anwendung kommen. Ferner kann die Strukturierung rein beispielhaft über eine Laseraktivierung beziehungsweise einen sogenannten Primer- Tampondruck-Prozess oder aber auch unter Verwendung eines Formstempels, eines Spritzgusswerkzeugs, einer konvexen Flex-Folie realisiert werden.
Im vierten Verfahrensschritt S4 wird der Schaltungsträger dann additiv metallisiert, wodurch die Leiterbahnen 124 in dem Hybrid-Topf-Rohling geschaffen werden. Dies kann beispielsweise mittels einer Drucktechnologie geschehen, wie beispielsweise durch die sogenannte Flamecon-Technologie, durch eine Aerosol-Jet-Technologie, eine Inkjet-Technologie, mittels chemischer beziehungsweise galvanischer Prozesse oder aber auch auf ganz andere Art und Weise, wie beispielsweise durch Heißprägen erfolgen.
Im letzten, fünften Verfahrensschritt S5 müssen für die Heizelemente 30 des Sandwichkonzepts als auch für die Heizanordnung 130 des Tandemkonzepts flächige, elektrisch leitfähige Kontaktstellen an den Leiterbahnen 124 angebracht werden.
Nach Beendigung des letzten Verfahrensschrittes kann der damit entstandene integrierte Hybrid-Topf mit einteiliger Wandung 120 bereits zur Erwärmung von flüssigen und/oder gasförmigen Betriebsflüssigkeiten, vorzugsweise Harnstofflösung, verwendet werden.
15 zeigt in einer schematischen Seitenansicht den Hybrid-Topf mit einteiliger Wandung 120, der gemäß der zweiten Ausführungsform und gemäß den vorbeschriebenen Verfahrensschritten (aus 14) gefertigt wurde. In durchscheinender Darstellung sind die bei diesem Ausführungsbeispiel horizontalen Wärme leitende Leiterbahnen 124 zu erkennen.
16 zeigt zwei Ausführungsbeispiele mit einer Heizanordnung 130 mit zwei Heizelementen 30 gemäß dem Tandemkonzept zur Verwendung im Heizmodul 10. Derartige Heizanordnungen 130 werden zum Beispiel in die Fächer 38 des Innentopfes 124 eingesetzt (vgl. 2a).
Die beiden Heizelemente 30 der Heizanordnung 130 sind in einem Gehäuse 132, vorzugsweise aus Kunststoff, untergebracht. Das Gehäuse 132 hält die beiden Heizelemente 30 in Position, bis sie in das Fach 38 geschoben werden. Ein Federblech 134 wird nachträglich eingeschoben und drückt die beiden Heizelemente 30 gegen die beiden Innenflächen 42 des Fachs 38 (vgl. 2a). Auch durch die Heizanordnungen 130 in Tandembauweise wird erfindungsgemäß Wärme gemäß den beiden Pfeilen nach beiden Seiten und damit an die beiden Innenflächen 42 des Fachs 38 abgegeben.
Der Strom zur Versorgung der beiden Heizelemente 30 fließt über die beiden einstückig gebildeten Innenflächen 42 des Fachs 38 zum jeweiligen Heizelement 30 und über das Federblech 134 wieder zurück zur Stromquelle. Der Stromfluss kann auch umgekehrt erfolgen.
Die Wärme des einen Heizelements 30 wird in Umfangsrichtung (radial) über den Topfmantel 34 an die Betriebsflüssigkeit 8 abgegeben. Die Wärme des anderen Heizelements 30 wird nach oben, also axial, in die Betriebsflüssigkeit 8 geleitet. Somit wird erfindungsgemäß die gesamte Wandung 20 des Heizmoduls 10 zum Erwärmen der Betriebsflüssigkeit 8 benutzt.
Alle denkbaren Kombinationen einerseits der beiden Varianten „einzelnes Heizelement“ 30 und „Heizanordnung in Tandembauweise“ 130 und andererseits der beiden Varianten „Sandwich“ und „Fach“ 38 sind mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Offenbart ist ein Heizmodul mit einer topfartigen Wandung, das bzw. die von unten in einen Tank eingesetzt wird. Durch Wärmeabgabe von PTC-Heizelementen oder von Heizanordnungen mit mindestens zwei PTC-Heizelementen in zwei Richtungen und durch Weiterleitung der Wärme an alle Abschnitte der Wandung wird der - insbesondere anfängliche - Wärmestrom beim Aufschmelzen erhöht. An der Innenseite sind die PTC-Heizelemente oder die Heizanordnungen beidseitig flächig eingespannt, und somit beidseitig in Wärme leitendem Kontakt mit der Innenseite.
Bezugszeichenliste

1: Schmelztank
2: Tankwandung
4: Einlass
6: Tankvolumen
8: Betriebsflüssigkeit / Harnstofflösung
10: Heizmodul
12: Einlass
14: Auslass
16: Bodenseite
18: Flüssigkeitsspiegel
20; 120: Wandung
22: Außenseite / Außentopf
24; 124: Innenseite / Innentopf
26: Innenraum
28: Pumpe
30: Heizelement
32: Topfboden
34: Topfmantel
35: Topfmantel
36: Flansch
38: Fach
40: Außenseite
42: Innenfläche
44: Deckplatte
45: Isolierplatte
46: Befestigungsschraube
48: Umfangsschürze
50: Schraubenaufnahme
52: Ausnehmung
54: Befestigungsdom
56: Basis
58: Ringschulter
60: Zentrierzapfen
62: Zentrierausnehmung
64: Abflachung
65: Abflachung
76: Boden
84: Befestigungsschraube
86: Federzunge
88: Gegenhalter
90: Durchgangsausnehmung
92: Durchgangsausnehmung
94: Durchgangsausnehmung
96: Mutter
98: Dehnabschnitt / Dehnungssicke
100: Dehnabschnitt / Dehnungssicke
102: Dehnabschnitt
104: Dehnabschnitt / Dehnungssicke
124: Leiterbahn
130: Heizanordnung
132: Gehäuse
134: Federblech
d: Abstand
S1: erster Verfahrensschritt
S2: zweiter Verfahrensschritt
S3: dritter Verfahrensschritt
S4: vierter Verfahrensschritt
S5: fünfter Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006010615 U1 [0004]
EP 2341224 A1 [0005]

Claims

Heizmodul (10) für einen Schmelztank (1) zum zumindest teilweisen Aufschmelzen einer im Schmelztank (1) aufgenommenen Betriebsflüssigkeit (8), wobei eine Wandung (20) des Heizmoduls (10) eine Form eines Domes oder Topfes aufweist, und wobei eine Außenseite (22) der Wandung (20) zur Kontaktierung der Betriebsflüssigkeit (8) vorgesehen ist, und wobei an einer Innenseite (24; 124) der Wandung (20) wenigstens ein Heizelement (30) oder wenigstens eine Heizanordnung (130) mit mindestens zwei Heizelementen (30) thermisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Seiten des Heizelementes (30) oder der Heizanordnung (130) thermisch kontaktiert sind.
Heizmodul nach Anspruch 1, wobei das Heizelement (30) oder die Heizanordnung (130) an zumindest einem Wandungsabschnitt anliegt oder zwischen Wandungsabschnitten angeordnet ist.
Heizmodul nach Anspruch 2, wobei der Wandungsabschnitt an einem Topfboden (32) des Domes oder Topfes ausgebildet ist, oder wobei der Wandungsabschnitt ein Topfboden (32) des Domes oder Topfes ist.
Heizmodul nach Anspruch 2, wobei einer der Wandungsabschnitte an einem Topfmantel (34, 35) des Domes oder Topfes ausgebildet ist, oder wobei ein Wandungsabschnitt ein Topfmantel (34, 35) des Domes oder Topfes ist.
Heizmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Wandungsabschnitte mit dem Heizelement (30) oder mit der Heizanordnung (130) ein Mehrschicht- oder Sandwichaufbau aufweisen.
Heizmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Heizelement (30) oder die Heizanordnung (130) in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Wandungsabschnitte gefügt sind.
Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an, in oder von der Wandung (20) eine Ausnehmung (38) ausgebildet ist, in der das Heizelement (30) oder die Heizanordnung (130) aufgenommen ist.
Heizmodul nach Anspruch 7, wobei die Ausnehmung (38) einseitig von einem Topfmantel (34) begrenzt oder gebildet ist.
Heizmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 6 oder nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei das Heizelement (30) oder die Heizanordnung (130) zwischen die Wandungsabschnitte oder in die Ausnehmung (38) gespannt oder geklemmt ist.
Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenseite von einem Außendom oder Außentopf (22) aus Kunststoff gebildet ist und/oder wobei die Innenseite von einem Innendom oder Innentopf (24; 124) aus Metall gebildet ist.
Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenseite (22) und die Innenseite (24; 124) getrennt gefertigt sind.
Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenseite (24; 124) in die Außenseite (22) eingesetzt oder eingeschoben ist.
Heizmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Dom oder Topf einstückig oder einteilig als Moulded Interconnect Device (MID) ausgeführt ist.
Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Dom oder Topf wenigstens ein Aggregat, insbesondere eine Pumpe (28) zur Förderung der Betriebsflüssigkeit (8) oder ein Ventil zur Steuerung der Förderung, zumindest abschnittsweise aufnehmbar oder aufgenommen ist.
Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Außenseite (22) ein Einlass (12) angeordnet ist.
Schmelztank mit einem Volumen zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit (8), und mit einem Heizmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Wandung (20) in das Volumen hinein erstreckt, und wobei die Außenseite (22) der Wandung (20) das Volumen begrenzt.