DE102018200654A1 - Filter for a fluid medium - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Filter (10) für ein fluides Medium. Der Filter (10) weist auf-- ein Gehäuse (1), welches einen Innenraum (11) umschließt, mit wenigstens einem Zulauf (4) oder Ablauf (14) für das fluide Medium;-- ein Filtermedium (2) zur Filtrierung von Partikeln, wobei das Filtermedium (2) den Innenraum (11) von einer Außenumgebung (12) des Filters (10) trennt;-- ein elektrisches Heizelement (5) zur Erwärmung von im Innenraum (11) befindlichem fluiden Medium. Dabei ist vorgesehen, dass das elektrische Heizelement (5) in einer Wandung (9) des Gehäuses (1) ausgebildet ist.The invention relates to a filter (10) for a fluid medium. The filter (10) has a housing (1) which encloses an interior space (11) with at least one inlet (4) or outlet (14) for the fluid medium, - a filter medium (2) for filtering Particles, wherein the filter medium (2) separates the interior space (11) from an external environment (12) of the filter (10); - an electric heating element (5) for heating fluid medium in the interior space (11). It is provided that the electrical heating element (5) in a wall (9) of the housing (1) is formed.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Filter für ein fluides Medium.The invention relates to a filter for a fluid medium.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind Filter für fluide Medien, z.B. Flüssigkeiten oder Gase, bekannt. Diese Filter weisen üblicherweise ein Gehäuse mit einem kanalartigen Zulauf oder einem Ablauf für das fluide Medium auf sowie ein Filtermedium, welches dazu eingerichtet ist, um z.B. Partikel oder Schmutz aus dem fluiden Medium abzuscheiden. Es kann notwendig sein, das im Filter befindliche fluide Medium zu heizen. Dies kann z.B. dann notwendig sein, wenn es sich bei dem fluiden Medium um eine Flüssigkeit handelt und die Temperatur dazu führt, dass die Flüssigkeit gefriert (z.B. Wasser oder eine wässrige Harnstofflösung für einen SCR-Einsatz eines Kraftfahrzeugs) oder ihre Viskosität zu stark ansteigt (z.B. Dieselkraftstoff).The prior art filters for fluid media, e.g. Liquids or gases, known. These filters usually have a housing with a channel-like inlet or outlet for the fluid medium, and a filter medium which is adapted to e.g. To separate particles or dirt from the fluid medium. It may be necessary to heat the fluid in the filter. This can e.g. be necessary if the fluid medium is a liquid and the temperature causes the liquid to freeze (eg water or an aqueous urea solution for SCR use of a motor vehicle) or its viscosity increases too much (eg diesel fuel) ,
Aus dem Stand der Technik sind Heizelemente für Filter bekannt, die selbstregulierend ausgebildet sind, sogenannte PTC-Heizelemente (PTC - positiver Temperatur Koeffizient). Sie können im Innenraum des Filters angeordnet werden und erzeugen durch das Anlegen einer elektrischen Spannung Wärme, die an das fluide Medium abgegeben wird.Heating elements for filters are known from the prior art, which are formed self-regulating, so-called PTC heating elements (PTC - positive temperature coefficient). They can be arranged in the interior of the filter and generate by applying an electrical voltage heat, which is delivered to the fluid medium.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass derartige PTC-Heizelemente als separate Bauteile vorliegen und in einem zusätzlichen Arbeitsschritt im Innenraum platziert und kontaktiert werden müssen, dass sie Platz im Innenraum des Filters benötigen und nur lokal begrenzt Wärme erzeugen. Somit kann es verhältnismäßig lange dauern, bis das fluide Medium im gesamten Innenraum ausreichend erwärmt ist, um den Filter effizient betreiben zu können.The invention is based on the recognition that such PTC heating elements are present as separate components and must be placed in an additional work step in the interior and contacted, that they require space in the interior of the filter and only locally generate heat. Thus, it may take a relatively long time until the fluid medium in the entire interior is sufficiently heated in order to operate the filter efficiently.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, einen Filter für fluide Medien bereitzustellen, der ein elektrisches Heizelement aufweist, welches mit nur geringem Platzbedarf auskommt, einfach herzustellen und elektrisch zu kontaktieren ist und welches die erzeugte Wärme möglichst großflächig an das fluide Medium im Innenraum abgibt.There may therefore be a need to provide a filter for fluid media having an electrical heating element which requires only a small footprint, easy to manufacture and is electrically contactable and which emits the heat generated as large as possible to the fluid medium in the interior.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This need can be met by the subject matter of the present invention according to the independent claim. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Im Rahmen der Anmeldung werden die Ausdrücke „umfassen“ und „aufweisen“ synonym verwendet, solange nichts Anderes ausdrücklich erwähnt wird.In the context of the application, the terms "comprise" and "comprise" are used synonymously unless expressly stated otherwise.
Bei dem fluiden Medium kann es sich um Gase oder Flüssigkeiten handeln.The fluid medium may be gases or liquids.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Filter für ein fluides Medium vorgeschlagen. Der Filter weist auf:
- -- ein Gehäuse, welches einen Innenraum umschließt, mit wenigstens einem Zulauf oder Ablauf für das fluide Medium;
- -- ein Filtermedium zur Filtrierung von Partikeln, wobei das Filtermedium den Innenraum von einer Außenumgebung des Filters trennt;
- -- ein elektrisches Heizelement zur Erwärmung von im Innenraum befindlichem fluidem Medium bzw. von Fluid.
- - A housing which encloses an interior, with at least one inlet or outlet for the fluid medium;
- a filter medium for filtering particles, the filter medium separating the interior space from an external environment of the filter;
- - An electric heating element for heating befindlichem in the interior fluid medium or fluid.
Dabei ist das elektrische Heizelement in einer Wandung des Gehäuses ausgebildet.In this case, the electrical heating element is formed in a wall of the housing.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das elektrische Heizelement einfach mit dem Gehäuse herstellbar ist. Das Heizelement kann z.B. mittels eines Spritzgussprozesses (z.B. Kunststoffspritzguss) hergestellt werden. Das Heizelement kann z.B. bei der Formgebung des Gehäuses gleichzeitig mit umgossen, so dass das Heizelement ins Gehäuse integriert ist. So kann das Heizelement also z.B. in der Wandung des Gehäuses eingespritzt sein. Gleichzeitig ist das elektrische Heizelement auf diese Weise einfach kontaktierbar, da es keiner elektrischen Durchführungen aus dem Innenraum in eine Außenumgebung des Filters bedarf, die aufwändig abgedichtet werden müssten. Schließlich kann durch die Integration des elektrischen Heizelements in die Wandung des Gehäuses die von dem elektrischen Heizelement erzeugte Wärme über eine große Fläche gleichmäßig an das zu beheizende Fluid bzw. das fluide Medium abgegeben werdenThis has the advantageous effect that the electrical heating element is easy to produce with the housing. The heating element may e.g. by means of an injection molding process (e.g., plastic injection molding). The heating element may e.g. at the same time casting molded in the housing, so that the heating element is integrated into the housing. For example, the heating element may be e.g. be injected in the wall of the housing. At the same time, the electrical heating element can be easily contacted in this way, since there is no need for electrical feedthroughs from the interior into an external environment of the filter, which would have to be laboriously sealed. Finally, by integrating the electrical heating element in the wall of the housing, the heat generated by the electric heating element can be emitted over a large area evenly to the fluid to be heated or the fluid medium
Unter einer Wandung des Gehäuses kann dabei jede Wand (z.B. Außenwand, Innenwand, Seitenwand) des Gehäuses verstanden werden sowie mit einer solchen Wand einstückig oder unlösbar (nicht ohne Zerstörung) verbundene bzw. ausgebildete Ausformungen z.B. in der Art einer Ausbuchtung, einer Rippe, etc.A wall of the housing may in this case be understood to mean any wall (for example outer wall, inner wall, side wall) of the housing and to form integrally formed or non-detachable (not without destruction) formations, e.g. in the form of a bulge, a rib, etc.
Das Gehäuse kann z.B. kastenförmig ausgebildet sein. Es kann dabei z.B. vier oder fünf Wände bzw. Wandflächen (z.B. vier Seitenflächen und eine Bodenfläche oder nur vier Seitenflächen) aufweisen und an ein oder zwei Seiten offen sein (z.B. oben oder sowohl oben als auch unten). Es kann mit dem Filtermedium bespannt sein, vorzugsweise an den offenen Seiten (z.B. oben oder sowohl oben als auch unten). Das Gehäuse und das Filtermedium können einen Innenraum (nahezu) vollständig umschließen. Der Innenraum ist dann nur zugänglich durch das Filtermedium hindurch und durch den Zulauf bzw. Ablauf. Zulauf bzw. Ablauf können z.B. als verhältnismäßig kleine Öffnungen in einer Wand des Gehäuses ausgebildet sein. Zulauf bzw. Ablauf können derart ausgebildet sein, dass sie nicht mehr als 10% der den Innenraum umschließenden Fläche ausmachen. The housing may be formed, for example, box-shaped. It may, for example, have four or five walls or wall surfaces (eg four side surfaces and one bottom surface or only four side surfaces) and be open on one or two sides (eg at the top or both above and below). It may be covered with the filter medium, preferably at the open sides (eg at the top or both above and below). The housing and the filter medium can (almost) completely enclose an interior space. The interior is then accessible only through the filter medium and through the inlet or outlet. Inlet or outlet can be formed, for example, as relatively small openings in a wall of the housing. Inlet or outlet can be designed such that they do not make up more than 10% of the area surrounding the interior.
Dadurch, dass das elektrische Heizelement als Stanzgitter ausgebildet ist, wobei das Stanzgitter von einem elektrisch isolierenden Kunststoff umgeben oder umspritzt ist wird eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht.Characterized in that the electrical heating element is designed as a stamped grid, wherein the stamped grid is surrounded or overmolded by an electrically insulating plastic is a particularly simple and inexpensive production possible.
Das Stanzgitter kann z.B. bei einem Spritzgussprozess oder einem Tauchprozess als Einlegeteil fungieren. Durch eine derartige Ausbildung kann vorteilhaft eine große Fläche der Wandung des Gehäuses gleichzeitig beheizt werden, wodurch eine besonders gleichmäßige und großflächige Wärmeverteilung möglich wird, die auch das Material des Gehäuses schont: denn sogenannte „Hot-Spots“ werden vermieden. Vorteilhaft kann dadurch z.B. eine eingefrorene oder gelierte Flüssigkeit (z.B. Dieselkraftstoff oder eine wässrige Harnstofflösung) besonders schnell auftauen bzw. verflüssigt werden, so dass der Filter auch bei sehr geringen Temperaturen (z.B. -25C oder -40°C) schnell einsatzbereit ist.The stamped grid may e.g. act as an insert during an injection molding process or a dipping process. By such a configuration, advantageously, a large area of the wall of the housing can be heated simultaneously, whereby a particularly uniform and large-scale heat distribution is possible, which also protects the material of the housing: because so-called "hot spots" are avoided. Advantageously, this may e.g. frozen or gelled a frozen or gelled liquid (e.g., diesel fuel or aqueous urea solution) so that the filter is ready to use quickly even at very low temperatures (e.g., -25C or -40 ° C).
Das elektrische Heizelement kann als metallisches Band bzw. Stanzgitter mit partiell unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet sein. Auf diese Weise kann an Stellen mit verringertem Querschnitt stellenweise (z.B. in gewünschten Heizzonen) ein erhöhter elektrischer Widerstand gegeben sein, der folglich im Betriebsfall eine erhöhte Wärmeentwicklung bewirkt.The electrical heating element may be formed as a metallic band or stamped grid with a partially different cross section. In this way, at points of reduced cross-section, in places (e.g., in desired heating zones), there may be increased electrical resistance, thus resulting in increased heat build-up during operation.
Zur elektrischen Isolation gegenüber dem fluiden Medium (z.B. einer Flüssigkeit, bei Gasen nicht unbedingt notwendig) können die elektrischen Komponenten dicht umgossen bzw. umspritzt sein. Dies kann z.B. durch Spritzgießen, d.h. Umspritzen mit nicht leitfähigen Kunststoffen geschehen. Alternativ oder zusätzlich können z.B. Tauchverfahren, Sprühverfahren, o.ä. verwendet werden, um eine Isolationsschicht um das elektrische Heizelement aufzubringen. Es können z.B. Thermoplaste, Lacke oder auch Harze für die Isolationsschicht verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Formgebung des Filtergehäuses und das Umgießen bzw. Umspritzen des elektrischen Heizelementes in einem gemeinsamen Prozess oder mittels ähnlicher Prozessschritte bewirkt werden können. Es ist jedoch auch möglich die Formgebung des Filtergehäuses und das Umgießen bzw. das Umspritzen des Heizelementes in zwei Prozessschritten durchzuführen. Dies können beispielsweise ein Spritzprozess eines ersten Gehäuseelementes sein, welches das Heizelement nur teilweise umschließt und ein anschließender Schweißprozess eines weiteren Gehäuseelementes mit dem spritzgegossenen ersten Gehäuseelement. Durch die Integration des elektrischen Heizelements in das Gehäuse können Montageschritte und Verbundprozesse für die Heizelemente eingespart werden.For electrical isolation from the fluid medium (e.g., a liquid, not necessary for gases), the electrical components may be sealed or overmolded. This can e.g. by injection molding, i. Encapsulation with non-conductive plastics happened. Alternatively or additionally, e.g. Dipping method, spray method, or similar used to apply an insulating layer around the electric heating element. It can e.g. Thermoplastics, paints or resins are used for the insulation layer. It is advantageous that the shape of the filter housing and the encapsulation or encapsulation of the electric heating element in a common process or by means of similar process steps can be effected. However, it is also possible to carry out the shaping of the filter housing and the casting or the encapsulation of the heating element in two process steps. This may be, for example, an injection process of a first housing element which surrounds the heating element only partially and a subsequent welding process of a further housing element with the injection-molded first housing element. By integrating the electrical heating element in the housing assembly steps and composite processes for the heating elements can be saved.
Dadurch, dass das elektrische Heizelement durch einen elektrisch leitenden Kunststoff gebildet ist, wobei der elektrisch leitende Kunststoff einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 100 Ohm*cm aufweist, wobei das elektrische Heizelement von einem elektrisch isolierenden Kunststoff umgeben oder umspritzt ist wird vorteilhaft bewirkt, dass das elektrische Heizelement besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist und dass das elektrische Heizelement auch in Form von komplexen geometrischen Formen einfach hergestellt werden kann.Characterized in that the electrical heating element is formed by an electrically conductive plastic, wherein the electrically conductive plastic has a specific electrical resistance of less than 100 ohm * cm, wherein the electrical heating element is surrounded or overmolded by an electrically insulating plastic is advantageously causes the electric heating element is particularly simple and inexpensive to produce and that the electric heating element can be easily produced even in the form of complex geometric shapes.
Elektrisch leitfähige Kunststoffe können bereitgestellt werden, indem nicht elektrisch leitfähigen (also isolierenden) Kunststoffen elektrisch leitfähige Partikel beigemischt werden. Sind ausreichend elektrisch leitfähige Partikel im Kunststoff enthalten, so wird eine sogenannte Perkolationsschwelle überschritten und der gefüllte Kunststoff erreicht spezifische elektrische Widerstände kleiner oder gleich 100 Ohm*cm. Die Kunststoffe können durch Spritzgießen geformt und durch thermisches Spritzen (z.B. gemäß DIN EN 657:2005-06) kontaktiert werden. Durch eine den elektrisch leitfähigen Kunststoff umgebende, elektrisch isolierende, Komponente kann der elektrisch leitfähige Kunststoff nach Außen isoliert werden.Electrically conductive plastics can be provided by adding electrically conductive particles to non-electrically conductive (ie insulating) plastics. Are sufficiently electrically conductive particles contained in the plastic, so a so-called percolation threshold is exceeded and the filled plastic reaches specific electrical resistances less than or equal to 100 ohm * cm. The plastics can be injection molded and contacted by thermal spraying (e.g., in accordance with DIN EN 657: 2005-06). By an electrically insulating component surrounding the electrically conductive plastic, the electrically conductive plastic can be isolated to the outside.
Zur elektrischen Isolation gegenüber dem fluiden Medium (z.B. einer Flüssigkeit, bei Gasen nicht unbedingt notwendig) können die elektrischen Komponenten dicht umgossen bzw. umspritzt sein. Dies kann durch Spritzgießen, d.h. Umspritzen mit nicht leitfähigen Kunststoffen geschehen. Alternativ oder zusätzlich können z.B. Tauchverfahren, Sprühverfahren, o.ä. verwendet werden, um eine Isolationsschicht um das elektrische Heizelement aufzubringen. Es können z.B. Thermoplaste, Lacke oder auch Harze für die Isolationsschicht verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Formgebung des Filtergehäuses und das Umgießen bzw. Umspritzen des elektrischen Heizelementes in einem gemeinsamen Prozess oder mittels ähnlicher Prozessschritte bewirkt werden können. Es ist jedoch auch möglich die Formgebung des Filtergehäuses und das Umgießen bzw. das Umspritzen des Heizelementes in zwei Prozessschritten durchzuführen. Dies können beispielsweise ein Spritzprozess eines ersten Gehäuseelementes sein, welches das Heizelement nur teilweise umschließt und ein anschließender Schweißprozess eines weiteren Gehäuseelementes mit dem spritzgegossenen ersten Gehäuseelement. Durch die Integration des elektrischen Heizelements in das Gehäuse können Montageschritte und Verbundprozesse für die Heizelemente eingespart werden.For electrical isolation from the fluid medium (eg a liquid, not absolutely necessary for gases), the electrical components can be tightly encapsulated or encapsulated. This can be done by injection molding, ie encapsulation with non-conductive plastics. Alternatively or additionally, for example, dipping method, spray method, or the like. used to apply an insulating layer around the electric heating element. It can, for example, thermoplastics, paints or resins are used for the insulation layer. It is advantageous that the shape of the filter housing and the encapsulation or encapsulation of the electric heating element in a common process or by means of similar process steps can be effected. It is, however possible to carry out the shaping of the filter housing and the encapsulation or the encapsulation of the heating element in two process steps. This may be, for example, an injection process of a first housing element which surrounds the heating element only partially and a subsequent welding process of a further housing element with the injection-molded first housing element. By integrating the electrical heating element in the housing assembly steps and composite processes for the heating elements can be saved.
Die Kontaktierung kann hierbei z.B. mittels aufgespritzter metallische Pulver (thermisches Spritzen) erfolgen, wobei Leiterbahnen auf der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Kunststoffs erzeugt werden, welche den elektrischen Strom in den elektrisch leitfähigen Kunststoff einspeisen. Die aufgespritzten Leiterbahnen wiederum können auf verschiedene Weise kontaktiert werden, z.B. durch Klemmkontakte, Kleben mit Leitkleber, Löten, Schweißen, etc.The contacting may be e.g. by means of sprayed metallic powder (thermal spraying), wherein printed conductors are produced on the surface of the electrically conductive plastic, which feed the electric current into the electrically conductive plastic. The sprayed traces, in turn, can be contacted in a variety of ways, e.g. by clamping contacts, gluing with conductive adhesive, soldering, welding, etc.
Dadurch, dass das elektrische Heizelement einen Steg an einer ersten Wand des Gehäuses ausbildet, der in den Innenraum hineinragt wird vorteilhaft die Heizfläche weiter vergrößert. Bevorzugt ragt ein derartiger Steg wenigstens 2mm, bevorzugt wenigstens 5mm oder wenigstens 10mm über eine Ebene einer Innenwand in den Innenraum ab. Besonders bevorzugt ragt der Steg wenigstens entlang wenigstens 25% einer Entfernung zwischen der Innenwand, an welcher er angeordnet ist, und einer gegenüberliegenden Innenwand ab. Auf diese Weise wird die Heizfläche wirksam vergrößert. Besonders vorteilhaft können dadurch auch Stellen im Innenraum erwärmt werden, die von den Wänden des Gehäuses weiter entfernt liegen, also in Richtung der Mitte des Innenraums. Gleichzeitig wird das Fließen bzw. Zirkulieren des fluiden Mediums im Innenraum nur unwesentlich behindert.The fact that the electrical heating element forms a web on a first wall of the housing, which protrudes into the interior advantageously further increases the heating surface. Preferably, such a web protrudes at least 2 mm, preferably at least 5 mm or at least 10 mm over a plane of an inner wall into the interior. Particularly preferably, the web projects at least along at least 25% of a distance between the inner wall, on which it is arranged, and an opposite inner wall. In this way, the heating surface is effectively increased. In this way, it is also possible with particular advantage to heat spots in the interior which are located farther away from the walls of the housing, ie in the direction of the center of the interior. At the same time, the flow or circulation of the fluid medium in the interior is impeded only insignificantly.
Ein Steg im Sinne dieser Anmeldung ist einseitig an eine Innenwand angebunden und weist an seiner anderen Seite ein freies Ende auf, welches durch eine Stirnseite begrenzt ist.A web in the sense of this application is connected on one side to an inner wall and has on its other side a free end, which is bounded by an end face.
Der Steg kann z.B. senkrecht von einer Wand des Gehäuses abragen oder unter gewissen Dreh- und Anschlagswinkeln an einer Wand des Gehäuses anordnet sein. Er kann plan oder gewölbt ausgebildet sein. Der Stegquerschnitt kann unterschiedliche Ausführungsformen haben, wie z.B. rechteckig, rund, oval, rhombisch, etc.The web can e.g. protrude perpendicularly from a wall of the housing or be arranged at certain rotational and abutment angles on a wall of the housing. It can be flat or curved. The web cross section may have different embodiments, such as e.g. rectangular, round, oval, rhombic, etc.
Dadurch, dass das elektrische Heizelement eine Mehrzahl von Stegen an der ersten Wand des Gehäuses ausbildet, wobei die Stege in den Innenraum hineinragen wird eine besonders starke Vergrößerung der Heizfläche bewirkt. Da jeder Steg an seinen Außenflächen und an seiner Stirnseite, die sein freies Ende begrenzt, mit dem fluiden Medium in Kontakt tritt, wird das fluide Medium gleichmäßig und großflächig erwärmt. Außerdem ist bei Ausfall des elektrischen Heizelements in einem Steg die Möglichkeit einer Redundanz geschaffen, d.h.: die Heizung funktioniert weiter (bei einer Parallelschaltung der Stege).Characterized in that the electrical heating element forms a plurality of webs on the first wall of the housing, wherein the webs protrude into the interior, a particularly large increase in the heating surface is effected. Since each web on its outer surfaces and on its front side, which limits its free end, comes into contact with the fluid medium, the fluid medium is heated uniformly and over a large area. In addition, the possibility of redundancy is created in case of failure of the electric heating element in a web, that is: the heating continues to work (in a parallel circuit of the webs).
Unter einer Mehrzahl von Stegen sind zwei oder mehr Stege zu verstehen.A plurality of webs are to be understood as meaning two or more webs.
Dadurch, dass das elektrische Heizelement als Brückenelement ausgebildet ist, welches eine erste Wand des Gehäuses mit einer der ersten Wand gegenüberliegenden zweiten Wand des Gehäuses verbindet wird eine besonders große Heizfläche geschaffen. Gleichzeitig kann dadurch vorteilhaft auch fluides Medium, welches sich in der Mitte des Innenraums befindet vom elektrischen Heizelement erwärmt werden.Characterized in that the electrical heating element is designed as a bridge element which connects a first wall of the housing with a second wall of the housing opposite the first wall, a particularly large heating surface is created. At the same time fluid medium, which is located in the middle of the interior can be heated by the electric heating element advantageous.
Das Brückenelement kann derart ausgebildet sein, dass es die erste und zweite Wand (z.B. zwei Seitenwänden) verbindet, jedoch von einem Boden oder einer Decke des Filters beabstandet ist. Boden und/oder Decke können dabei z.B. durch das Filtermedium gebildet sein oder durch Wände des Gehäuses. Mit anderen Worten: das Brückenelement teilt den Innenraum nicht in zwei voneinander separate und abgedichtete Innenräume. Auf diese Weise wird bewirkt, dass das fluide Medium möglichst ungehindert durch den gesamten Innenraum fließen kann.The bridge member may be configured to connect the first and second walls (e.g., two sidewalls), but spaced from a bottom or ceiling of the filter. Floor and / or ceiling can be e.g. be formed by the filter medium or through walls of the housing. In other words, the bridge element does not divide the interior into two separate and sealed internal spaces. In this way, it is ensured that the fluid medium can flow through the entire interior as unhindered as possible.
Dadurch, dass die zweite Wand im Wesentlichen parallel zur ersten Wand verläuft ist das Gehäuse besonders einfach herstellbar und die Heizleistung des elektrischen Heizelements ist mit einer einfachen geometrischen Formgebung besonders gleichmäßig bewirkbar, auch beim Einsatz einer Mehrzahl von Brückenelementen. Denn es ist hier lediglich für ein einziges Brückenelement eine Simulation oder eine Messung der Heizverteilung notwendig, um bei gleicher Auslegung des Brückenelements die Heizleistung der anderen Brückenelemente zu bestimmen.Characterized in that the second wall is substantially parallel to the first wall, the housing is particularly easy to manufacture and the heating power of the electric heating element is particularly uniform effect with a simple geometric shape, even when using a plurality of bridge elements. Because it is here only for a single bridge element, a simulation or a measurement of the heating distribution necessary to determine the heat output of the other bridge elements with the same design of the bridge element.
Dadurch, dass das elektrische Heizelement als eine Mehrzahl von Brückenelementen ausgebildet ist, welche jeweils die erste Wand des Gehäuses mit der zweiten Wand des Gehäuses verbinden wird vorteilhaft eine noch größere Heizfläche bewirkt. Dadurch kann das fluide Medium gleichmäßiger und schneller auf eine Zieltemperatur geheizt werden. Außerdem ist bei Ausfall des elektrischen Heizelements in einem Brückenelement die Möglichkeit einer Redundanz geschaffen, d.h.: die Heizung funktioniert weiter (bei einer Parallelschaltung der Brückenelemente).Characterized in that the electrical heating element is designed as a plurality of bridge elements which connect each of the first wall of the housing with the second wall of the housing is advantageously effected an even larger heating surface. As a result, the fluid medium can be heated more uniformly and faster to a target temperature. In addition, the possibility of redundancy is created in case of failure of the electric heating element in a bridge element, that is: the heating continues to work (in a parallel connection of the bridge elements).
Dadurch, dass das elektrische Heizelement in der Wandung des Gehäuses einen elektrischen Steckkontakt aufweist, der der Außenumgebung des Filters zugewandt ist kann das elektrische Heizelement besonders einfach kontaktiert werden. Es genügt, einen komplementären Stecker auf den Steckkontakt aufzusetzen. Durch die Integration des elektrischen Steckkontakts in die Wandung des Gehäuses lässt sich der Filter besonders einfach und kostengünstig herstellen. Characterized in that the electrical heating element in the wall of the housing has an electrical plug contact, which faces the outer environment of the filter, the electric heating element can be contacted in a particularly simple. It is sufficient to put a complementary plug on the plug contact. The integration of the electrical plug-in contact in the wall of the housing, the filter can be particularly easily and inexpensively.
Dabei können Kontakte bzw. Kontaktmesser des elektrischen Steckkontakts aus dem Gehäuse herausragen und dann ein komplementärer Stecker auf sie aufgesteckt werden. Es kann auch direkt ein Bereich bzw. Abschnitt des Gehäuses als Steckerbuchse ausgeformt sein, auf denen der komplementäre Stecker montiert werden kann. Eine derartige Steckbuchse kann derart ausgebildet sein, dass Buchse und aufgesteckter Stecker gegenüber der Außenumgebung des Filters abgedichtet sind.In this case, contacts or contact blades of the electrical plug contact protrude from the housing and then a complementary plug are attached to it. It can also be formed directly as a socket or a portion of the housing on which the complementary plug can be mounted. Such a socket can be designed such that the socket and plugged plug are sealed against the outside of the filter environment.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Schweißkontur die aus dem Gehäuse führenden Kontakte bzw. Kontaktmesser umgeben. Durch einen Schweißvorgang kann der Filter mit weiteren Komponenten eines Flüssigkeitsbehältnisses, z.B. eines Tanks, in welchem der Filter als Teil eines Filtersystems angeordnet ist, dicht verbunden werden.It can also be provided that a welding contour surround the contacts or contact blades leading out of the housing. By welding, the filter can be combined with other components of a fluid container, e.g. a tank in which the filter is arranged as part of a filter system, are tightly connected.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Filter ein Flüssigkeitsfilter ist oder dass der Filter ein Kraftstofffilter ist oder dass der Filter ein Dieselfilter ist oder dass der Filter ein Filter für eine wässrige Harnstofflösung ist. In all diesen Weiterbildungen kann der vorgeschlagene Filter das verwendete fluide Medium (hier also: Flüssigkeit oder Kraftstoff oder Diesel oder wässrige Harnstofflösung) besonders schnell und gleichmäßig auf eine Zieltemperatur erwärmen.A further development provides that the filter is a liquid filter or that the filter is a fuel filter or that the filter is a diesel filter or that the filter is a filter for an aqueous urea solution. In all of these refinements, the proposed filter can heat the used fluid medium (here: liquid or fuel or diesel or aqueous urea solution) particularly quickly and uniformly to a target temperature.
Zeichnungendrawings
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting the invention with reference to the accompanying drawings.
Figurenlistelist of figures
-
1a : eine Außenansicht eines Filters;1a : an external view of a filter; -
1b-1d : Längsschnitte durch drei verschiedene Ausführungsformen des Filters aus1a ;1b-1d : Longitudinal sections through three different embodiments of the filter1a ; -
2a-2c : Längsschnitte durch drei verschiedene Ausführungsformen eines weiteren Filters;2a-2c : Longitudinal sections through three different embodiments of another filter; -
3a : eine Außenansicht eines weiteren Filters;3a an exterior view of another filter; -
3b ,3c : zwei unterschiedliche Längsschnitte durch den Filter aus3a ;3b .3c : two different longitudinal cuts through the filter3a ; -
3d : ein Ersatzschaltbild für das elektrische Heizelement des Filters aus den3a-3c ;3d : An equivalent circuit diagram for the electrical heating element of the filter from the3a-3c ; -
4a ,4b : perspektivische Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Filters;4a .4b : Perspective views of another embodiment of a filter; -
4c : eine perspektivische Ansicht des elektrischen Heizelements des Filters aus den4a ,4b mit einer Darstellung der Wärmeverteilung im Betrieb.4c a perspective view of the electric heating element of the filter from the4a .4b with a representation of the heat distribution during operation.
- --
ein Gehäuse 1 , welches einen Innenraum11 umschließt, mit wenigstens einem Zulauf4 oder Ablauf14 für das fluide Medium; - --
ein Filtermedium 2 zur Filtrierung von Partikeln,wobei das Filtermedium 2 den Innenraum 11 von einerAußenumgebung 12 desFilters 10 trennt; - -- ein elektrisches Heizelement
5 zur Erwärmungvon im Innenraum 11 befindlichem Fluid bzw. fluides Medium (siehe1b bis1d ).
- - a
housing 1 which has an interior11 encloses, with at least one inlet4 or expiration14 for the fluid medium; - - a
filter medium 2 for filtering particles, wherein thefilter medium 2 the interior11 from anoutside environment 12 of thefilter 10 separates; - - An electric heating element
5 for heating in the interior11 fluid or fluid (see1b to1d ).
Das elektrische Heizelement
In allen Figuren ist die Flussrichtung des fluiden Mediums vom Außenraum
Am Zulauf
Zulauf
Es versteht sich, dass das Gehäuse
Das Gehäuse
Das fluide Medium tritt im dargestellten Ausführungsbeispiel von der Außenumgebung
In den
Das Stanzgitter
Das elektrische Heizelement
Die zweite Wand
Die Brückenelemente
Ähnlich wie in
Die elektrische Kontaktierung des elektrischen Heizelements
Die Kontaktierung kann alternativ oder zusätzlich z.B. auch über Leitkleber in den elektrisch leitfähigen Kunststoff
Es ist zu erkennen, dass die im Innenraum
Gleichwohl ist auch eine Reihenschaltung für das elektrische Heizelement aus
Die in den
Im linken Teil der
Im mittleren Teil der
Im rechten Teil der
Es ist zu erkennen, dass die wärmsten Zonen (Zonen mit dem Buchstaben „A“) in den Mitten der Brückenelemente
Durch die Ausbildung einer Vielzahl von Brückenelementen
Besonders gut eignet sich der vorgeschlagene Filter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009055084 A1 [0004]DE 102009055084 A1 [0004]
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2018
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