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Die Erfindung geht aus von einer Heizvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2017 209 568 A1 bekannt ist.
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Derartige Heizvorrichtungen enthalten einen oder mehrere keramische Heizwiderstände und wenigstens ein Kontaktblech, das den Heizwiderstand oder die Heizwiderstände elektrisch kontaktiert. Als Massekontakt kann ein zweites Kontaktblech oder ein Aufnahmeteil, in dem der Heizwiderstand bzw. die Heizwiderstände und Kontaktblech(e) angeordnet sind, dienen. Das Aufnahmeteil ist Teil eines Gehäuses einer Pumpe, Fördermoduls oder anderen Geräts, das mit der Heizvorrichtung beheizt wird.
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Kontaktblech(e), Heizwiderstand bzw. Heizwiderstände und eine Isolationsschicht bilden einen Stapel, der von einem Federbügel gegen das Aufnahmeteil gedrückt wird und so für einen guten Wärmekontakt zwischen Aufnahmeteil und Stapel sorgt. Bei der aus der
DE 10 2017 209 568 A1 bekannten Heizvorrichtung hat der Bügel einen näherungsweise U-förmigen Querschnitt, so dass ein parallel zu dem Kontaktblech verlaufender Mittelteil des Bügels an dem Stapel anliegt. Zur Montage werden zwei quer zu dem Mittelteil verlaufende Schenkel des Bügels in das Aufnahmeteil gesteckt und dort befestigt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie die Montage erleichtert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird der Federbügel nicht mit seinen beiden Schenkeln gleichzeitig in das Aufnahmeteil gesteckt, sondern es wird zuerst nur ein Ende des Federbügels in das Aufnahmeteil gesteckt und dann eine Schwenkbewegung des Federbügels durchgeführt, durch die der Federbügel in seine Arbeitsposition gelangt und sein zweites Ende zu dem Aufnahmeteil gebracht wird. Bei einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung bildet das Aufnahmeteil ein Widerlager, das derart ausgestaltet ist, dass es bei der Montage des Federbügels eine Schwenkbewegung des Federbügels um sein erstes Ende erlaubt, um den Federbügel in seine Arbeitsposition zu bringen, in der er die Anpresskraft auf den Stapel aufbringt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Widerlager, an dem sich das erste Ende des Federbügels abstützt, eine parallel zur Anpresskraft wirkende Gegenkraft formschlüssig aufnimmt. Mit anderen Worten wirkt der Formschluss also parallel zur Richtung der Anpresskraft. Beispielsweise kann das Widerlager ein Schlitz oder Hinterschnitt sein, in dem das erste Ende des Federbügels steckt. Der Federbügel kann in diesem Fall L-förmig sein, so dass also nur das zweite Ende von dem Mittelteil des Federbügels abgewinkelt ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das erste Ende des Federbügels L-förmig gebogen ist und in einer Öffnung, einem Schlitz und/oder einem Hinterschnitt des Aufnahmeteils steckt, insbesondere in einer hinterschnittenen Öffnung. Das L-förmig gebogene Ende des Federbügels kann dabei quer zu dem auf den Stapel drückenden Mittelteil des Federbügels verlaufen, so dass also an den Mitteilteil zunächst ein quer zu dem Mittelteil verlaufender Abschnitt des L-förmigen Endes und an diesen Abschnitt dann ein quer dazu verlaufender Endabschnitt anschließen.
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Das zweite Ende des Federbügels kann mit dem Aufnahmeteil beispielsweise verschraubt oder vernietet sein. Dabei kann ein separates Befestigungselement, also z.B. eine Schraube oder ein Niet, verwendet werden. Möglich ist es aber auch, einen oder mehrere Niete einstückig als Vorsprung des Aufnahmeteils auszubilden. Bei der Montage kann ein solcher Vorsprung durch eine Öffnung des Federbügels gesteckt werden und der Vorsprung dann plattgedrückt oder umgebogen werden, wodurch eine Nietverbindung gebildet wird.
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Alternativ kann das zweite Ende des Federbügels auch mit dem Aufnahmeteil verrasten oder in eine dazu vorgesehene Aussparung einschnappen. Dafür ist es vorteilhaft, wenn das zweite Ende des Federbügels durch eine Vorspannung des Federbügels gegen das Aufnahmeteil gedrückt ist, wobei die Vorspannung des Federbügels das zweite Ende in einer Richtung gegen das Aufnahmeteil drückt, die quer zu der Anpresskraft verläuft, mit welcher der Federbügel den Stapel gegen das Aufnahmeteil drückt.
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Sowohl bei einem solchen Einrasten des zweiten Endes des Federbügels als auch bei einem Vernieten oder Verschrauben des Federbügels mit dem Aufnahmeteil verläuft das zweite Ende des Federbügels bevorzugt quer zu dem auf den Stapel drückenden Mittelteil des Federbügels. Das zweite Ende des Federbügels ist dann also L-förmig abgebogen. Alternativ kann aber statt dem umgebogenen Ende der vordere Teil auch lediglich zwei seitliche Ansätze, insbesondere Laschen aufweisen, die beiderseits unter Spannung am Aufnahmeteil befestigt sind, oder das zweite Ende des Federbügels reicht soweit über den Stapel und dessen Bauraum hinaus, dass eine Befestigung zwischen Federbügel und Aufnahmeteil erfolgen kann.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Federbügel im Rahmen seiner Fertigungstoleranzen unsymmetrisch ausgebildet ist, vorzugsweise die beiden Enden des Federbügels im Rahmen der Fertigungstoleranzen unterschiedlich ausgebildet sind. Die verschiedenen in der Anmeldung offenbarten Ausführungsformen zeichnet die unsymmetrische Ausgestaltung der Federbügelenden und der Aufnahme dazu am Aufnahmeteil aus. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist darüber hinaus auch die Befestigungsart der beiden Bügelenden unterschiedlich, beispielsweise indem das erste Ende des Federbügels in das Aufnahmeteil gesteckt ist und das zweite Ende des Federbügels mit dem Aufnahmeteil verschraubt, vernietet oder verrastet ist. Vorteil einer solchen Asymmetrie ist vor allem das Einsparen von Bauraum. Außerdem lässt sich so vorteilhaft der Stapel dreiseitig vor einem Umspritzungsdruck schützen. Äußerst vorteilhaft ist dabei die vierte Seite von einer Umspritzung ausgenommen.
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Der Federbügel kann beispielsweise eine Blattfeder oder ein Strangpressprofil sein, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung. Vorteilhaft kann der Federbügel auf diese Weise Wärme von der Rückseite des Stapels, die von dem Aufnahmeteil abgewandt ist, abführen und in das Aufnahmeteil einleiten, wodurch die Effizienz der Heizvorrichtung erhöht wird. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Federbügel ein Metallstreifen ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stapel einen Kunststoffrahmen enthält, der den Heizwiderstand oder die Heizwiderstände positioniert und auch das Kontaktblech, eines der Kontaktbleche oder beide Kontaktbleche und/oder die Isolationsschicht hält. Durch einen solchen Kunststoffrahmen lässt sich die Montage vereinfachen, da der Stapel damit zu einer gut handhabbaren Einheit zusammengefasst werden kann und auch die Positionierung des Stapels an dem Aufnahmeteil erfolgen kann.
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Bei der Herstellung kann das Aufnahmeteil, bevor der Stapel aufgelegt wird, noch derart bearbeitet werden, dass die Wärmeübertragungsfläche des Aufnahmeteils, über die von dem PTC-Heizwiderstand erzeugte Wärme auf das Aufnahmeteil übergeht, eingeebnet wird. Bevorzugt ist das Aufnahmeteil durch plastische Verformung eingeebnet, beispielsweise durch Anpressen eines Stempels.
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Bevorzugt ist das Aufnahmeteil aus Metall, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung. Bevorzugt sind das Aufnahmeteil und der Stapel zumindest teilweise von einem Kunststoffmantel umgeben, insbesondere umspritzt, der so die Heizvorrichtung vorteilhaft vor einem aggressiven Medium schützt. Äußerst vorteilhaft ist dazu der Stapel auf drei Seiten von einer Wand des Aufnahmeteils umgeben, äußerst bevorzugt von einer Wand, die auf allen 3 Seiten höher ist als der Stapel. Dadurch ist der Stapel gut geschützt gegen das beim Umspritzen mit hohem Druck auftreffende Kunststoffmaterial. Die verbleibende offene Vorderseite mit den elektrischen Anschlüssen kann darüber hinaus großteils durch den Federbügel, falls vorhanden auch durch den Rahmen abgedeckt sein, sodass auch hier der PTC-Widerstand ausreichend geschützt ist. Äußerst bevorzugt ist die Anschlussvorderseite von der Umspritzung aber ausgenommen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;
- 2 eine Schnittansicht zu 1;
- 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;
- 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;
- 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
- 6 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
- 7 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
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Die in den 1 und 2 gezeigte Heizvorrichtung weist ein Aufnahmeteil 1 auf, das von einem oder mehreren keramischen PTC Heizwiderständen 2 beheizt wird. Das Aufnahmeteil 1 ist in den Figuren der Einfachheit halber nur teilweise dargestellt. Das Aufnahmeteil 1 kann beispielsweise ein Gehäuse eines Fördermoduls für Harnstofflösung oder ein Pumpengehäuse bzw. ein Teil eines solchen Gehäuses sein. In den Figuren sind deshalb nur jene Bereiche des Aufnahmeteils 1 dargestellt, die zum Verständnis der Heizvorrichtung relevant sind.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein keramischer Heizwiderstand 2 zwischen zwei Kontaktblechen 3, 4 angeordnet. Wenn das Aufnahmeteil aus Metall ist, kann auf eines der Kontaktbleche 3, 4 verzichtet werden und das Aufnahmeteil 1 als Massekontakt verwendet werden. Die Kontaktbleche 3, 4 liegen an dem Heizwiderstand 2 an und sorgen für einen elektrischen Kontakt. Das Kontaktblech 4 trägt auf seiner von dem Heizwiderstand 2 abgewandten Seite eine Isolationsschicht 5, beispielsweise aus elektrisch isolierender Keramik, etwa Aluminiumoxid, oder Kunststoff.
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Der Heizwiderstand 2, die Kontaktbleche 3, 4 und die Isolationsschicht 5 bilden einen Stapel, der von einem Federbügel 6 gegen das Aufnahmeteil 1 gedrückt wird. Das Aufnahmeteil 1 bildet dazu ein Widerlager, an dem sich ein erstes Ende 6a des Federbügels 6 abstützt. Das Widerlager kann beispielsweise ein Hinterschnitt 9 sein, in dem das erste Ende 6a des Federbügels 6 steckt. Der Federbügel 6 erzeugt eine Anpresskraft F, mit welcher der Stapel gegen das Aufnahmeteil 1 gedrückt wird. Das Widerlager, an dem sich das erste Ende 6a des Federbügels 6 abstützt, nimmt eine parallel zur Anpresskraft F wirkende Gegenkraft G formschlüssig auf. Der Formschluss wirkt also in Richtung der Gegenkraft G und begrenzt somit eine Bewegung des ersten Endes 6a des Federbügels 6 in Richtung der Gegenkraft G.
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Das Widerlager ist derart ausgestaltet, dass es bei der Montage des Federbügels 6 eine Schwenkbewegung des Federbügels 6 um sein erstes Ende 6a erlaubt, durch die der Federbügel 6 in seine Arbeitsposition gebracht wird, in der er die Anpresskraft auf den Stapel aufbringt. Nach dieser Schwenkbewegung wird dann das zweite Ende 6b des Federbügels 6 an dem Aufnahmeteil 1 befestigt.
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In den Figuren ist das zweite Ende 6b des Federbügels 6 mittels einer oder mehreren Schrauben 7 an dem Aufnahmeteil 1 befestigt. Alternativ kann der Federbügel 6 mit dem Aufnahmeteil 1 beispielsweise auch vernietet oder verrastet werden.
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Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das zweite Ende 6b des Federbügels 6 L-förmig abgebogen und der Federbügel 6 insgesamt L-förmig. Von dieser Form kann abgewichen werden, beispielsweise indem der Federbügel 6 insgesamt I-förmig ist und das zweite Ende 6b mit dem Aufnahmeteil 1 verschraubt oder vernietet ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das erste Ende 6a des Federbügels 6 L-förmig ist, wie beispielsweise in den 3 und 4 schematisch dargestellt. Bei dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der 3 ist das zweite Ende 6b des Federbügels 6 mit dem Aufnahmeteil 1 verschraubt. In 4 ist das zweite Ende 6b des Federbügels 6 mit dem Aufnahmeteil 1 verrastet.
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Das zweite Ende 6b des Federbügels 6 wird bei dem Ausführungsbeispiel der 4 durch eine Vorspannung des Federbügels 6 gegen das Aufnahmeteil 1 gedrückt ist. Die Vorspannung des Federbügels 6 drückt dabei das zweite Ende 6b in einer Richtung Q gegen das Aufnahmeteil 1, die quer zu der Anpresskraft F verläuft, mit welcher der Federbügel 6 den Stapel gegen das Aufnahmeteil 1 drückt.
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In 5 zeigt das Aufnahmeteil 1 wie in 1, 2 einen Hinterschnitt 9, wobei die obere Wand des Hinterschnittes 9 noch zusätzlich einen Schlitz 10 aufweist. Der Federbügel 6 weist an seinem ersten Ende einen Ansatz aus, der geeignet ist, formschlüssig in den Schlitz 10 einzugreifen. Das zweite Ende ist wie in 4 ausgestaltet. Vorteilhaft erlaubt diese Ausführung die 3-seitige Umgebung des Stapels samt Federbügel mit einer Wand, sodass der Stapel gut vor dem Umspritzungsdruck geschützt ist.
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6 und 7 zeigen noch Varianten zu 5. Bei 6 ist der Hinterschnitt 9 vom Stapel weggerichtet und das erste Bügelende ist in etwa U-formig ausgestaltet. Vorteil dieser Variante ist, dass ein zusätzlicher Schlitz im Aufnahmeteil entfallen kann. Bei einer Variante nach 7 weist das Aufnahmeteil einen geraden Ansatz auf, der lediglich einen Schlitz 10 aufweist. Der Federbügel selbst kann wie bei 5 ausgestaltet sein.
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Der Federbügel 6 ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ein Metallstreifen. Vorteilhaft wird auf diese Weise ein großflächiger Kontakt zu dem Stapel erzeugt, so dass erzeugte Wärme nicht nur von einer Vorderseite des Stapels direkt in das Aufnahmeteil 1 sondern auch von der Rückseite des Stapels über des Federbügels 6 in das Aufnahmeteil 1 eingeleitet werden kann. Der Federbügel 6 kann eine Blattfeder sein, die in geeigneter Weise gebogen ist. Bevorzugt ist der Federbügel 6 aber ein Strangpressprofil, beispielsweise aus Aluminium oder einer Alumini umbasislegierung.
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Um die Montage zu vereinfachen kann der Stapel einen Kunststoffrahmen 8 enthalten, der den oder die Heizwiderstände 2, das oder die Kontaktbleche 3, 4 und/oder die Isolationsschicht 5 zu einer gut handhabbaren Einheit verbindet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmeteil
- 2
- Heizwiderstand
- 3
- Kontaktblech
- 4
- Kontaktblech
- 5
- Isolationsschicht
- 6
- Federbügel
- 6a
- erstes Ende
- 6b
- zweites Ende
- 7
- Schraube
- 8
- Kunststoffrahmen
- 9
- Hinterschnitt
- 10
- Schlitz
- F
- Anpresskraft
- G
- Gegenkraft
- Q
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017209568 A1 [0001, 0003]
