DE102019211144A1 - Heizvorrichtung für einen Tank für Abgasnachbehandlungsmittel, Tankvorrichtung - Google Patents

Heizvorrichtung für einen Tank für Abgasnachbehandlungsmittel, Tankvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (7) für einen Tank (2), mit zumindest einem Wärmeleitkörper (9) und mit zumindest einem an dem Wärmeleitkörper (9) angeordneten Heizelement (13), die zusammen durch eine Kunststoffumspritzung (8) eingehaust sind, wobei der Wärmeleitkörper (9) durch mehrere flächig ausgebildete und aufeinanderliegend gestapelte Schichtelemente (10) gebildet ist. Es ist vorgesehen, dass zwischen zumindest zwei der Schichtelemente (10) zumindest ein flächiger Heizleiter (14) als Heizelement (13) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für einen Tank für beispielsweise Abgasnachbehandlungsmittel, Scheibenwischerflüssigkeit, Wasser oder andere, insbesondere flüssige Betriebsmittel, mit zumindest einem Wärmeleitkörper und mit zumindest einem an dem Wärmeleitkörper angeordneten Heizelement, die zusammen durch eine Kunststoffumspritzung eingehaust sind, wobei der Wärmeleitkörper durch mehrere flächig ausgebildete und aufeinanderliegend gestapelte Schichtelemente gebildet ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Tankvorrichtung für Abgasnachbehandlungssysteme einer Brennkraftmaschine, mit einem Tank zur Aufnahme und Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels und mit einer Heizvorrichtung, die in oder an dem Tank angeordnet und wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist.
  • Stand der Technik
  • Heizvorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2012 204 106 A1 beispielsweise eine Heizvorrichtung für einen Abgasnachbehandlungsmitteltank eines Abgasnachbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine, wobei die Heizvorrichtung einen Wärmeleitkörper und ein an dem Wärmeleitkörper angeordnetes Heizelement aufweist, das elektrisch ansteuerbar ist. Dabei handelt es sich bei dem Heizelement um ein PTC-Element (PTC = positive temperature coefficient). Die durch das Heizelement erzeugte Wärmeenergie wird durch den Wärmeleitkörper in den Tank beziehungsweise in das in dem Tank befindliche Medium hinein geleitet und soll gewährleisten, dass auch bei Temperaturen unterhalb eines Gefrierpunktes des in dem Tank befindlichen Mediums zumindest Teile des Mediums in einem flüssigen Aggregatszustand vorliegen und somit zur weiteren Verwendung zur Verfügung stehen. Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, dessen Brennkraftmaschine mit einem Dieselkraftstoff betrieben wird, ist es zur Reduzierung von Stickoxiden im Abgas der Brennkraftmaschine notwendig, ein Abgasnachbehandlungsmittel in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines SCR-Katalysators (SCR = selektive katalytische Reduktion) einzuspritzen, um die in dem Abgas enthaltenen Stickoxidverbindungen in harmlosere Verbindungen, wie Wasser und Stickstoff umzuwandeln. Dadurch, dass die Heizvorrichtung elektrisch betreibbar ist, kann jederzeit gefrorenes Abgasnachbehandlungsmittel einfach und effizient aufgetaut werden, insbesondere auch dann, wenn es sich bei dem Abgasnachbehandlungsmittel um eine wässrige Harnstofflösung handelt.
  • Weiterhin ist aus der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2018 202 979 , eine Heizvorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem bekannt, welche einen Wärmeleitkörper aufweist, der aus mehreren Schichtelementen und zumindest einem Heizelement gebildet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil gegenüber bekannten Heizvorrichtungen, dass ein schnelleres Aufheizen sowie eine verbesserte Regelbarkeit der Wärmeenergie gewährleistet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, dass die von dem Heizelement erzeugte oder bereitgestellte Wärmeenergie schneller den Wärmeleitkörper insgesamt aufheizt und dadurch auch schneller in das aufzuwärmende Medium gelangt. Dies wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäß zwischen zumindest zwei der Schichtelemente zumindest ein flächiger Heizleiter als Heizelement angeordnet ist. Das Heizelement ist somit zwischen zwei Schichtelementen angeordnet, wodurch eine vorteilhafte Wärmeverteilung der von dem Heizleiter zur Verfügung gestellten Wärmeenergie in die beiden benachbarten Schichtelemente gewährleistet ist. Durch die flächige Ausbildung des Heizleiters ist außerdem eine bauraumsparende und gezielte Wärmeeinbringung der verfügbaren Wärmeenergie in den Wärmeleitkörper gewährleistet. Darüber hinaus ermöglicht der Heizleiter eine vorteilhafte Temperaturregelung des Wärmeleitkörpers, die insbesondere einen effizienten Auftaubetrieb in einem Tank ermöglicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist zumindest eines der Schichtelemente eine Vertiefung auf, in welcher der Heizleiter zumindest bereichsweise versenkt angeordnet ist. Dadurch ist eine weiter verbesserte Wärmeleitung in das Schichtelement, in welchem der Heizleiter einliegt, geboten. Darüber hinaus ermöglicht die versenkte Anordnung, dass benachbarte beziehungsweise übereinanderliegende Schichtelemente besonders nahe zueinander, insbesondere flächig aufeinander aufliegen können.
  • Besonders bevorzugt sind daher der Heizleiter und die Vertiefung derart ausgebildet, dass die zwei Schichtelemente, zwischen welchen der Heizleiter liegt, außer in dem Bereich des Heizleiters flächig aufeinander aufliegen. Dadurch wird eine vorteilhafte Wärmeeinleitung von dem Heizleiter in beide Schichtelemente geboten und außerdem auch eine vorteilhafte Wärmeverteilung von einem Schichtelement zu dem nächsten. Darüber hinaus wird dadurch erreicht, dass der Heizleiter vollständig zwischen den Schichtelementen eingehaust ist, sodass ein Verlust von erzeugter Wärme minimiert wird. Vorzugsweise weisen in diesem Fall die beiden aufeinander aufliegende Schichtelemente, zwischen welchen der Heizleiter liegt, jeweils eine Vertiefung auf, in welcher der Heizleiter bereichsweise einliegt, sodass von dem Heizleiter Wärme gleichmäßig in beide Schichtelemente eingetragen wird.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Heizleiter auf eines der Schichtelemente aufgedruckt ist. Dadurch ist auf einem der Schichtelemente der Heizleiter bereits vormontiert, bevor die Schichtelemente übereinander gestapelt werden. Dies erleichtert die Herstellung und bietet darüber hinaus durch die gedruckte Ausbildung des Heizleiters eine besonders bauraumsparende und kostengünstige Realisierung der vorteilhaften Heizvorrichtung.
  • Alternativ ist der Heizleiter bevorzugt auf eines der Schichtelemente aufgelegt, insbesondere in die Vertiefung des einen Schichtelements eingelegt. Auch hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Vormontage eines Schichtelements mit einem Heizleiter. Werden mehrere Schichtelemente entsprechend vorbereitet, mit einem eingelegten oder aufgedruckten Heizleiter, so können diese anschließend übereinander gelegt beziehungsweise gestapelt werden, um den Wärmeleitkörper zu bilden. Es ergibt sich dadurch eine kostengünstige Fertigung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen jedem Paar übereinanderliegender Schichtelemente des Wärmeleitkörpers jeweils ein Heizleiter als Heizelement angeordnet. Dadurch ist eine schnelle und effiziente Wärmeeinbringung in den Wärmeleitkörper insgesamt gewährleistet.
  • Vorzugsweise verläuft parallel zur Stapelrichtung der aufeinanderliegenden Schichtelemente zumindest eine elektrisch leitfähige Sammelschiene, die mit jedem der Heizleiter elektrisch verbunden ist. Die Heizleiter werden somit durch die vertikal beziehungsweise in Stapelrichtung verlaufende Sammelschiene elektrisch miteinander und insbesondere mit einer Steuereinrichtung oder einer Leistungselektronik zum Betreiben der Heizvorrichtung verbunden. Vorzugsweise sind zwei Sammelschienen vorhanden, die parallel zueinander in Stapelrichtung der Schichtelemente verlaufen, und jeweils mit jedem der Heizleiter elektrisch verbunden sind, wobei eine der Sammelschienen mit einem Versorgungsspannungsanschluss und die andere mit einem Masseanschluss verbindbar ist. Besonders bevorzugt verläuft die jeweilige Sammelschiene durch die Schichtelemente hindurch, sodass sie in den Stapel der Schichtelemente integriert ist. Dazu weisen die Schichtelemente vorzugsweise vorgefertigte Öffnungen auf, oder die Sammelschiene wird in den fluchtend zueinander angeordneten Öffnungen der mehreren Schichtelemente durch beispielsweise Einfüllen eines aushärtbaren Lötmaterials oder eines anderen elektrisch leitfähigen Materials hergestellt. Auch kann die jeweilige Sammelschiene als Drahtleitung oder Kontaktbolzen aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sein, welcher in die miteinander fluchtenden Öffnungen eingeschoben und mit dem jeweiligen Heizleiter durch eine elektrische Verbindung, beispielsweise eine Lötverbindung, elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise sind die Heizleiter elektrisch entweder parallel oder seriell miteinander verbunden beziehungsweise verschaltet, wobei die parallele oder serielle Verschaltung bevorzugt mithilfe der Sammelschienen realisiert ist, wobei die Sammelschienen insbesondere einen oder mehrere elektrisch voneinander isolierte Leitungsstränge aufweisen, die mit den Heizleitern der Schichtelemente zum Realisieren der gewünschten Verschaltung verbunden sind.
  • Vorzugsweise sind die Schichtelemente aus Keramik gefertigt. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte Wärmeleitung sowie eine hohe Stabilität der Heizvorrichtung in dem Tank. Darüber hinaus bieten die aus Keramik gefertigten Schichtelemente eine vorteilhafte elektrische Isolierung, welche einen Kurzschluss von Heizleitern benachbarter Schichtelemente sicher verhindert. Durch die Kunststoffeinhausung sind die Keramikteile sowie die elektrisch leitfähigen Elemente der Heizvorrichtung sicher vor dem aufzuwärmenden Medium geschützt. Darüber hinaus hält die Kunststoffumspritzung die Schichtelemente mit den Heizelementen zusammen, sodass sie eine kompakte Einheit ergibt, die eine einfache Montage der Heizvorrichtung in oder an dem Tank ermöglicht.
  • Vorzugsweise weist der Heizkörper einen Primärarm auf, von dem sich mehrere Sekundärarme weg erstrecken. Dadurch erhält der Heizkörper insgesamt eine korallenförmige Gestalt, durch welche die Wärme durch den Heizkörper in viele Bereiche des Tanks vorteilhaft transportiert werden kann.
  • Bevorzugt ist der Heizleiter nur im Bereich des Primärarms angeordnet. Dadurch ist eine einfache Konstruktion gewährleistet, wobei die durch den Heizleiter zur Verfügung gestellte oder zur Verfügung stellbare Wärmeenergie durch die Sekundärarme in die weiteren Bereiche des Tanks weiter transportiert wird.
  • Alternativ dazu erstreckt sich der Heizleiter von dem Primärarm in zumindest einen der Sekundärarme, sodass eine schnellere Temperaturerhöhung auch in dem Sekundärarm erfolgt.
  • Besonders bevorzugt folgt der Heizleiter einer Außenkontur des Heizkörpers, sodass der Heizkörper insgesamt schnell und gleichmäßig aufgeheizt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Heizvorrichtung, insbesondere der Wärmeleitkörper, bevorzugt hohlkegelförmig ausgebildet und weist insbesondere mehrere radiale Einlassöffnungen auf, durch welche aufgetautes Abgasnachbehandlungsmittel in den Innenraum des Hohlkegels oder aus dem Innenraum nach außen gelangen kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Schichtelemente einzeln oder zusammen aufeinanderliegend gesintert. Sind die Schichtelemente einzeln gesintert, wird eine einfache Vormontage gewährleistet, wobei der Zusammenhalt der vorgesinterten Schichtelemente dann bevorzugt durch die Kunststoffeinhausung beziehungsweise Kunststoffumspritzung erzielt wird. Sind die Schichtelemente zusammen aufeinanderliegend gesintert, entsteht ein Wärmeleitkörperblock, in welchem die Heizleiter integriert angeordnet sind. Durch das Zusammensintern der Schichtelemente wird ein besonders robuster Wärmeleitkörper gebildet, der eine einfache Handhabung des Wärmeleitkörpers bei der Montage erlaubt, wobei in diesem Fall die elektrischen Verbindungen der Heizleiter zu den Sammelschienen bereits vor dem Sintern vorhanden sind, sodass auch eine einfache elektrische Kontaktierung des Wärmeleitkörpers beziehungsweise der Heizvorrichtung bei der Montage gewährleistet ist.
  • Die erfindungsgemäße Tankvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Heizvorrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
  • Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
    • 1 eine vorteilhafte Tankvorrichtung in einer perspektivischen Schnittdarstellung mit einer vorteilhaften Heizvorrichtung,
    • 2 die Heizvorrichtung aus 1 in einer vereinfachten Explosionsdarstellung,
    • 3 die Heizvorrichtung in einem Vormontagezustand in einer perspektivischen Darstellung, und
    • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Heizvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung.
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine vorteilhafte Tankvorrichtung 1 für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Tankvorrichtung 1 weist einen Tank 2 auf, der zur Aufnahme und Bereitstellung eines insbesondere flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, dient. Entsprechend ist der Tank 2 aus einem Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, gefertigt, das resistent gegenüber dem aufzubewahrenden Medium ist. In einem Boden 3 des Tanks 2 ist ein Entnahmemodul 4 angeordnet, wobei das Entnahmemodul 4 eine Bodenöffnung im Boden 3 des Tanks 2 vollständig ausfüllt und abdichtet. Das Entnahmemodul 4 weist eine Fördereinrichtung 5, beispielsweise in Form einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe auf, mittels welcher flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel aus dem Tankinnenraum des Tanks 2 entnommen und durch eine unterhalb des Bodens 3 verlaufende Leitung 6 dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Unterhalb des Bodens 3 und damit außerhalb des Tankinnenraums befindliche Elemente des Entnahmemoduls 4 sind in 1 durch gestrichelte Linien gezeichnet.
  • Weil das Abgasnachbehandlungsmittel bei Temperaturen unterhalb seines Gefrierpunktes in dem Tank 2 gefriert und in Folge dessen durch die Fördereinrichtung 5 nicht mehr aus dem Tank 2 zu dem Abgastrakt gefördert werden könnte, weist das Entnahmemodul 4 außerdem eine vorteilhafte Heizvorrichtung 7 auf, mittels welcher das in dem Tank 2 befindliche Abgasnachbehandlungsmittel erwärmt und damit insbesondere aufgetaut werden kann. Die Heizvorrichtung 7 ist dabei als elektrisch betreibbare Heizvorrichtung 7 ausgebildet, sodass das Abgasnachbehandlungsmittel jederzeit aufgetaut werden und damit zur weiteren Verwendung zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Die Heizvorrichtung weist einen in 1 nicht sichtbaren Wärmeleitkörper auf, der aus Keramik gefertigt ist, sowie eine Kunststoffumspritzung 8, welche den Wärmeleitkörper 9 und daran angeordnete elektrisch leitfähigen Elemente der Heizvorrichtung 7 vor dem Abgasnachbehandlungsmittel schützt.
  • 2 zeigt in einer vereinfachten Explosionsdarstellung die Heizvorrichtung 7 ohne die Kunststoffumspritzung 8. Der in 2 ersichtliche Wärmeleitkörper 9 ist mehrteilig ausgebildet. Die Heizvorrichtung 7 weist dazu mehrere aus Keramik gefertigte Schichtelemente 10 auf, die zumindest im Wesentlichen dieselbe Außenkontur aufweisen und übereinander gestapelt sind. 3 zeigt hierzu beispielhaft den Wärmeleitkörper 9 in zusammengesetzter Form, in welcher die Schichtelemente 10 übereinander gestapelt sind. Der Basiskörper 9 weist dabei einen Primärarm 11 auf, von dem sich mehrere Sekundärarme 12 nach außen weg erstrecken. Durch die Sekundärarme 12 wird von der Heizvorrichtung 7 erzeugte Wärme vorteilhaft in dem Tankinnenraum des Tanks 2 verteilt.
  • Zwischen jedem Paar von aufliegenden Schichtelementen 10 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils ein Heizelement 13 in Form eines Heizleiters 14 angeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Heizleiter 14 auf das jeweilige Schichtelement 10 aufgedruckt, sodass die Heizleiter flach beziehungsweise flächig und streifenförmig ausgebildet sind. Zum Herstellen der Heizleiter 14 kann dieselbe beispielsweise Technik verwendet werden, die auch zum Herstellen von Leiterbahnen auf Leiterplatten genutzt wird. Der jeweilige Heizleiter 14 verläuft dabei zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Außenkontur des jeweiligen Schichtelements 10, sodass sich der jeweilige Heizleiter 14 auch in die Sekundärarme 12 erstreckt. Dadurch, dass die Heizleiter 14 aufgedruckt sind, tragen sie besonders dünn auf den Keramik-Schichtelementen 10 auf, sodass im zusammengesetzten Zustand, wie er in 3 gezeigt ist, zum einen die Keramik-Schichtelemente 10 zumindest im Wesentlichen aufeinander aufliegen, und dass zum anderen die Vormontageeinheit kompakt ausgebildet ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Heizleiter 14 in einer Vertiefung 19 des jeweiligen Schichtelements 10 angeordnet, wie in 2 an dem untersten Schichtelement 10 beispielhaft gezeigt, wobei die Tiefe der Vertiefung 19 insbesondere der Höhe des jeweiligen Heizleiters 14 entspricht, sodass die Heizleiter 14 jeweils bündig mit der Oberfläche des jeweiligen Schichtelements 10 abschließen. Dadurch ist gewährleistet, dass die übereinanderliegenden Schichtelemente 10 im zusammengebauten Zustand insgesamt flächig aufeinander aufliegen und eine vorteilhafte Wärmeleitung von dem jeweiligen Heizleiter 14 in die benachbarten Schichtelemente 10 gewährleistet ist.
  • Zur Kontaktierung der Heizleiter 14 weist der Wärmeleitkörper 9 zwei Sammelschienen 15, 16 auf, die sich parallel zur Stapelrichtung der Schichtelemente 10 und damit senkrecht zu deren jeweiligen Ebenenerstreckung erstrecken beziehungsweise verlaufen. Die Sammelschienen 15, 16 werden beispielsweise durch elektrisch leitfähige Leiter, insbesondere Leiterbolzen, gebildet, die in Öffnungen 17 einliegen, die in den Schichtelementen 10 ausgebildet und derart fluchtend zueinander angeordnet sind, dass im zusammengesetzten Zustand der Schichtelemente 10 sich jeweils zwei Reihen von Öffnungen 17 ergeben, wobei in eine erste Reihe von Öffnungen die erste Sammelschiene 15 und die zweite Reihen von Öffnungen die zweite Sammelschiene 16 einführbar ist. So sind die Sammelschienen 15, 16 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel als Kontaktdrähte oder -schienen ausgebildet, die bei der Montage durch die Öffnungen 17 geführt werden. Dabei werden bei der Montage beispielsweise die Schichtelemente 10 auf die Sammelschienen 15, 16 aufgeschoben und nach erfolgter Positionierung auf einem bereits vorhandenen Schichtelement 10 im Bereich der Öffnungen 17 mit der jeweiligen Sammelschiene 15, 16 im Bereich des Heizleiters 14 verschweißt oder verlötet, um die elektrische Verbindung dauerhaft zu gewährleisten. Alternativ erfolgt nach dem Übereinanderstapeln der Schichtelemente 10 das Einfüllen eines Lots oder einer Lotpaste in die Öffnungen 17, sodass die Sammelschienen 15, 16 nachträglich hergestellt und gleichzeitig mit den Heizleitern elektrisch verbunden werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Heizleiter 14 beispielsweise in der Art eines Stanzgitters vorgefertigt und in die Vertiefungen 19 des jeweiligen Schichtelements 10 eingelegt. Optional weisen die Schichtelemente 10 beidseitig jeweils eine Vertiefung 19 auf, wie zuvor bereits erwähnt, in welchen der jeweilige Heizleiter 14, der zwischen zwei benachbarten Schichtelementen 10 liegt, jeweils bereichsweise angeordnet. Dadurch ist eine vorteilhafte Wärmeleitung einerseits und eine vorteilhafte mechanische Verbindung der Heizelemente 13 mit den benachbarten Schichtelementen 10 gewährleistet.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorteilhaften Heizvorrichtung 7 in einer perspektivischen Darstellung. Aus dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel bereits bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass diesbezüglich auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden.
  • Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der Wärmeleitkörper 9 nicht zylinderförmig, sondern in der Form eines Hohlkegels ausgebildet. Dazu weist der Wärmeleitkörper 9 eine kegelförmige Seitenwand 20 auf, die gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel schichtweise ausgebildet ist und eine Vielzahl von radialen Einlassöffnungen 21, beispielsweise Einlassbohrungen, aufweist, durch welche aufgetautes Abgasnachbehandlungsmittel beispielsweise von außen in den inneren Bereich des Kegels gelangen kann. Darüber hinaus verlaufen in der Seitenwand 20 einer oder mehrere der Heizleiter 14.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die Heizleiter wendelförmig entlang der Seitenwand 20 und werden dadurch in den Wärmeleitkörper 9 integriert, dass zunächst ein flacher keramischer Grünling hergestellt wird, auf welchen die Heizleiter 14 aufgedruckt oder eingelegt werden. Anschließend wird der jeweils hergestellte Heizleiter 14 durch eine weitere flache keramische Platte abgedeckt und anschließend das Gesamtkonstrukt zur Herstellung der Konusform eingedreht beziehungsweise gebogen. Optional wird der Konus an seinem Ende mit dem größeren Durchmesser durch einen Deckel verschlossen, welcher optional ebenfalls mehrschichtig aufgebaut ist und einen oder mehrere Heizleiter 14 aufweist (in 4 nicht gezeigt).
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Konus des Wärmeleitkörpers 9 ebenfalls schichtweise aufgebaut, wobei mehrere Schichtelemente 10 vorhanden sind, deren Außenkonturen sich jedoch voneinander unterscheiden, sodass der Konus gemäß der Seitenwand 20 aufgeweitet wird. Die Schichtelemente 10 sind dabei in Ausrichtung oder Längsrichtung des Konus aufeinander gestapelt und dabei jeweils ringförmig ausgebildet, wobei zumindest einige der Schichtelemente 10 die Einlassöffnungen 21 aufweisen.
  • Während gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schichtelemente 10 jeweils einzeln gesintert und dann zu dem Wärmeleitkörper zusammengefügt sind, ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Schichtelemente 10 übereinanderliegend miteinander gesintert werden, sodass ein robuster und einstückiger Wärmeleitkörper 9 mit darin integrierten Heizleitern 14 entsteht, der eine einfache Handhabung und Montage bietet. Die Heizleiter 14 sind elektrisch entweder parallel oder in Serie geschaltet.
  • 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 102012204106 A1 [0003]
    • DE 102018202979 [0004]

Claims (15)

  1. Heizvorrichtung (7) für einen Tank (2), mit zumindest einem Wärmeleitkörper (9) und mit zumindest einem an dem Wärmeleitkörper (9) angeordneten Heizelement (13), die zusammen durch eine Kunststoffumspritzung (8) eingehaust sind, wobei der Wärmeleitkörper (9) durch mehrere flächig ausgebildete und aufeinanderliegend gestapelte Schichtelemente (10) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei der Schichtelemente (10) zumindest ein flächiger Heizleiter (14) als Heizelement (13) angeordnet ist.
  2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Schichtelemente (10) eine Vertiefung (19) aufweist, in welcher der Heizleiter (14) zumindest bereichsweise versenkt angeordnet ist.
  3. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) und die Vertiefung (19) derart ausgebildet sind, dass die zwei Schichtelemente (10), zwischen welchen der Heizleiter (14) liegt, außer im Bereich des Heizleiters (14) flächig aufeinander aufliegen.
  4. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) auf eines der Schichtelemente (10) aufgedruckt ist.
  5. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) auf eines der Schichtelemente (10) aufgelegt, insbesondere in die Vertiefung (19) des Schichtelements (10) eingelegt ist.
  6. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Paar aufeinanderliegender Schichtelemente (10) jeweils ein Heizleiter (14) als Heizelement (13) angeordnet ist.
  7. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Stapelrichtung zumindest eine elektrisch leitfähige Sammelschiene (15,16) verläuft, insbesondere durch die Schichtelemente hindurch, die mit jedem der Heizleiter (14) elektrisch verbunden ist.
  8. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtelemente (10) aus Keramik gefertigt sind.
  9. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (9) einen Primärarm (11) aufweist, von dem sich mehrere Sekundärarme (12) weg erstrecken.
  10. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) nur im Bereich des Primärarms (11) angeordnet ist.
  11. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Heizleiter (14) von dem Primärarm (11) in zumindest einen der Sekundärarme (12) erstreckt.
  12. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) einer Außenkontur des Heizkörpers (9) folgt.
  13. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (7) hohlkegelförmig ausgebildet ist.
  14. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtelemente (10) einzeln oder zusammen aufeinanderliegend gesintert sind.
  15. Tankvorrichtung (1) für ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Tank (2) zur Aufnahme und Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, und mit einer Heizvorrichtung (7), die in oder an dem Tank (2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Heizvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14.
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