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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie beispielsweise aus
DE 10 2011 056 144 A1 bekannt ist.
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Unter Blowby Gasen versteht man Gase, die während der Kraftstoffverbrennung aus dem Brennraum eines Motors zwischen Zylinderwand und Kolben austreten. Diese Blowby Gase enthalten Kraftstoff und aggressive Verunreinigungen und dürfen deshalb nicht in die Umgebung abgegeben werden. Üblicher Weise werden Blowby Gase deshalb aus dem Kurbelgehäuse über eine Blowby Leitung wieder in den Ansaugtrakt zurückgeführt. Bei tiefen Temperaturen kann in den Blowgasen enthaltene Feuchtigkeit gefrieren und im Extremfall die Leitung verstopfen. Um dies zu verhindern, wird in der Leitung üblicher Weise eine Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen eingebaut. Vorrichtungen zum Beheizen von Blowby Gasen sind beispielsweise aus
DE 198 46 282 B4 ,
EP 3 540 186 A1 ,
EP 1 375 999 B1 ,
WO 99/47805 A1 ,
DE 102 37 762 A1 und
DE 10 2012 014 746 A1 bekannt. Eine ähnliche Heizvorrichtung ist aus JP H10- 231 543 A1 bekannt.
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Die aus der
DE 10 2011 056 144 A1 bekannte Heizvorrichtung hat einen PTC-Heizwiderstand, der in einer Aussparung eines Kunststoffmantels auf einem Metallrohr sitzt. Diese Aussparung definiert eine Aufnahme für eine als Steckergehäuse ausgebildete Abdeckung, die den Heizwiderstand zwischen sich und dem Metallrohr einschließt. Um zu verhindern, dass Blowby Gase, die zwischen dem Kunststoffmantel und dem Metallrohr eingesickert sind, über das Steckergehäuse austreten, ist die Abdeckung mit dem Kunststoffmantel verschweißt. Zusätzlich ist in oder unter der Abdeckung ein Dichtring angeordnet, der von der Abdeckung gegen das Metallrohr bzw. einen von ihm gebildeten Sockel gedrückt wird und der verhindert, dass die Blowby Gase zum Heizelement vordringen und dieses schädigen.
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Allerdings müssen bei dieser Heizvorrichtung sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden, damit ein gasdichtes Verschweißen von Abdeckung und Kunststoffmantel sowie ein ausreichender Anpressdruck auf den Dichtring gewährleistet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie eine Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen geschaffen werden kann, die mit geringerem Fertigungsaufwand eine zuverlässige Abdichtung der Blowby Gase sowie eine gute thermische Anbindung des Heizwiderstands an das Metallrohr ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Heizvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Während bei der aus
DE 10 2011 056 144 A1 bekannten Heizvorrichtung der Dichtring von der Abdeckung umgeben oder axial von ihr verpresst wird, ist erfindungsgemäß der Dichtring um die Abdeckung herum angeordnet, umgibt diese also. Der Dichtring kann auf diese Weise Fertigungstoleranzen zwischen dem Rohr und der Abdeckung ausgleichen, so dass trotz einer einfacheren Fertigung eine zuverlässige Abdichtung erreicht werden kann.
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Bevorzugt ist das Rohr einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ein Kunststoffrohr, in dem ein Wärmeübertrager aus Metall, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, sitzt. Der Wärmeübertrager ist bevorzugt als ein Rohr oder eine Hülse ausgebildet, kann aber auch eine U- oder C-förmige Innenfläche haben, an der die Blowby Gase entlang strömen können. Der Dichtring, der die Abdeckung radial umgibt, ist bevorzugt zwischen dem Kunststoffrohr und der Abdeckung verpresst, kann aber auch zwischen dem Wärmeübertrager und der Abdeckung verpresst sein.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwei Dichtringe die Abdeckung radial umgeben, wobei einer dieser beiden Dichtringe zwischen Abdeckung und Kunststoffrohr und der andere Dichtring zwischen der Abdeckung und dem Wärmeübertrager verpresst ist. Bei einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung mit zwei Dichtringen, ist aber auch möglich, dass nur einer der beiden Dichtringe die Abdeckung radial umgibt und der andere Dichtring von der Abdeckung umgeben ist. Beispielsweise kann dann der Dichtring, der die Abdeckung umgibt, zwischen dem Kunststoffrohr und der Abdeckung verpresst sein und der andere Dichtring, den die Abdeckung umgibt, zwischen der Abdeckung und dem Wärmeübertrager verpresst, insbesondere radial verpresst sein. Vorteilhaft lassen sich so Blowby Gase sowohl nach außen als auch in Richtung Heizer auch bei größeren Fertigungstoleranzen zuverlässig abdichten. Darüber hinaus ist die Abdichtung nach außen nun nicht mehr von einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Rohr und Abdeckung abhängig. Neben einer Verschweißung oder Verklebung kommen nun auch weitere Befestigungsarten wie Anklipsen, Anklemmen, Verrasten, Verschrauben oder Vernieten in Betracht.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen in einem Längsschnitt;
- 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen in einem Querschnitt;
- 3 eine schematische Darstellung des Rohres aus Kunststoffrohr und Wärmeübertrager; und
- 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen in einem Längsschnitt.
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Die in 1 in einem Längsschnitt gezeigte Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen weist ein Rohr 1 auf, das als ein Kunststoffrohr 11 mit einem Wärmeübertrager 12 ausgebildet ist. Das Kunststoffrohr 11 kann beispielsweise durch Umspritzen des Wärmeübertragers 12 hergestellt sein. Der Wärmeübertrager 12 kann aus Metall als ein Rohr oder eine Hülse ausgebildet sein, so dass Blowby Gase durch ihn hindurch strömen können, oder so geformt sein, dass Blowby Gase lediglich an ihm entlang strömen. Aus Kostengründen ist vorteilhaft, wenn das Kunststoffrohr 11 wenigstens an einem Ende über den Wärmeübertrager 12 hinausragt.
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Das Kunststoffrohr 11 weist eine Aussparung auf, in der ein elektrischer Heizer 2 angeordnet ist und dort guten Wärmekontakt zu dem Wärmeübertrager 12 hat. Der Heizer 2 weist einen keramischen PTC Heizwiderstand 21 auf, der auf gegenüberliegenden Seiten elektrisch kontaktiert ist, etwa von Kontaktblechen 22, 23. Das oder die Kontaktbleche können einen Fortsatz aufweisen, der einen Kontaktstift eines elektrischen Steckers bildet. Zur elektrischen Isolation von dem Wärmeübertrager 12 kann eine Isolationsschicht 24 zwischen dem unteren Kontaktblech 23 und der Wärmeübertrager 21 liegen.
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Der Heizer 2 und somit auch der Heizwiderstand 21 sind von einer Abdeckung 3 bedeckt, die ein Steckergehäuse bildet. Der Heizwiderstand 21 ist also zwischen dem Rohr 1 und der Abdeckung 3 eingeschlossen. Wie 1 zeigt, definiert die Aussparung des Kunststoffrohrs 11 eine Aufnahme, in der die Abdeckung 3 sitzt. In dieser Aufnahme bildet der Wärmeübertrager 12 einen Sockel 13, auf dem der Heizer 2 angeordnet ist.
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Die Abdeckung 3 ist von Dichtringen 4, 5 radial umgeben. Die Dichtringe 4, 5 sitzen also außen an der Abdeckung 3 und werden radial gegen das Rohr 1 gedrückt, nämlich gegen Innenseiten der Aufnahme. Der Dichtring 4 wird so gegen das Kunststoffrohr 11 gedrückt und der Dichtring 5 gegen den Wärmeübertrager 12. Die Abdeckung 3 ist an dem Kunststoffrohr 11 befestigt. Sie kann dazu mit dem Kunststoffrohr 11 verschweißt sein. Andere Arten der Befestigung wie Anklipsen, Anklemmen, Verrasten, Verschrrauben oder Vernieten sind aber ebenso denkbar. Die Abdichtung der Blowby Gase wird dadurch nicht beeinträchtigt.
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Die Abdeckung 3 kann Ringnuten aufweisen, um das Positionieren der Dichtringe 4, 5 zu erleichtern. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Innenseite der Aufnahme Ringnute aufweisen.
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Weiterhin kann zwischen dem Heizer 2 und der Abdeckung 3 ein Federelement 6 angeordnet sein, das den Heizer 2 axial gegen den Wärmeübertrager 12 drückt und so die thermische Ankopplung verbessert. Der Anpressdruck wird dabei durch die Befestigung der Abdeckung 3 an dem Kunststoffrohr 11 unter Vorspannung des Federelementes 6 erzeugt. Andere Arten, um den Heizer 2 gegen den Wärmeübertrager 12 zu drücken sind aber ebenso denkbar.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Beheizen von Blowby Gasen in einem Querschnitt gezeigt. Diese Heizvorrichtung weist ebenfalls ein Rohr 1 mit einem Kunststoffrohr 11 und einem darin eingebetteten Wärmeübertrager 12 auf. Das Kunststoffrohr 11 weist eine Aussparung auf, in welcher ein Heizer 2 auf dem Wärmeübertrager 12 liegt. Dabei kann ein elektrischer Kontakt zwischen einem der Kontaktbleche 22, 23 und dem Wärmeübertrager 12 durch eine Isolationsschicht 24 verhindert werden.
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In die von der Aussparung gebildete Aufnahme ist eine Abdeckung 3 eingesetzt, die den Heizer 2 und den dazu gehörenden Heizwiderstand 21 bedeckt und zwischen sich und dem Rohr 1 einschließt. Die Abdeckung 3 ist radial von Dichtringen 4, 5 umgeben. Einer dieser Dichtringe 4 ist zwischen der Abdeckung 3 und dem Kunststoffrohr 11, der andere Dichtring ist zwischen der Abdeckung 3 und dem Wärmeübertrager 12 verpresst, nämlich jeweils zwischen der Abdeckung 3 und den von dem Rohr 1 gebildeten Innenseiten der Aufnahme.
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Das Ausführungsbeispiel der 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 1 im Wesentlichen nur in der Orientierung des von der Abdeckung 3 gebildeten Steckergehäuses.
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3 zeigt das Rohr 1 bestehend aus dem Kunststoffrohr 11 und dem Wärmeübertrager 12. Deutlich zu erkennen ist der Sockel 13 des Wärmeübertragers 12 am Boden der Aufnahme 14. Weiterhin zu erkennen ist die von dem Wärmeübertrager 12 gebildete umlaufende untere Innenseite 15 und die von dem Kunststoffrohr 11 gebildete umlaufende obere Innenseite 16 der Aufnahme 14, an denen nach der Montage jeweils die Dichtringe 5 und 6 anliegen (siehe 2).
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4 zeigt schematisch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem nur ein Dichtring 4 die Abdeckung 3 umgibt. Dieser Dichtring 4 ist radial zwischen der Abdeckung 6 und dem Kunststoffrohr 11, nämlich der von dem Kunststoffrohr 11 gebildeten Innenseite der Aufnahme, verpresst. Ein zweiter Dichtring 8 ist innerhalb der Abdeckung 3 angeordnet, also von dieser umgeben und zwischen dem Wärmeübertrager 12, beispielsweise einem von ihm gebildeten Sockel 13, verpresst
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohr
- 2
- Heizer
- 3
- Abdeckung
- 4
- Dichtring
- 5
- Dichtring
- 6
- Federelement
- 8
- Dichtring
- 11
- Kunststoffrohr
- 12
- Wärmeübertrager
- 13
- Sockel
- 14
- Aufnahme
- 15
- Innenseite
- 16
- Innenseite
- 21
- Heizwiderstand
- 22
- Kontaktblech
- 23
- Kontaktblech
- 24
- Isolationsschicht
