DE10258257B4

DE10258257B4 - Elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz

Info

Publication number: DE10258257B4
Application number: DE10258257.2A
Authority: DE
Inventors: Roland Starck; Franz Flick; Kai Wallhäußer
Original assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2022-12-14
Also published as: DE10258257A1; DE20121116U1

Abstract

Elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz, welche einen von einem metallischen Gehäuse (6), welches im Betrieb in die Flüssigkeit eintaucht, dicht umschlossenen Heizeinsatz (20) aufweist, welcher ein oder mehrere Heizelemente (3) und einen Anschluß (4) zum elektrischen Kontaktieren des einen bzw. der mehreren Heizelemente (3) aufweist, wobei das eine bzw. die mehreren Heizelemente (3) in dem Gehäuse (6) eingeklemmt sind und das Gehäuse (6) einen rund oder oval geformten Flansch (6f) zum Anschluß an eine Anschlußkappe (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) von einem Flachrohr gebildet ist, das zum Einklemmen des einen oder der mehreren Heizelemente (3) zusammen gedrückt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz.
Aus der DE 93 09 071 U1 ist eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit bekannt, die einen von einem zylinderförmigen metallischen Gehäuse, das im Betrieb in die Flüssigkeit eintaucht, dicht umschlossenen Heizeinsatz aufweist. Der Heizeinsatz hat mehrere Heizelemente und einen Anschluss zum elektrischen Kontaktieren der Heizelemente. Die Heizelemente sind in dem Gehäuse eingeklemmt, das einen runden Flansch aufweist.
Aus der DE 38 15 306 A1 ist eine elektrische Heizeinrichtung, bei der ein PTC-Element in einem verpressenten Flachrohr zwischen zwei Kontaktplatten angeordnet ist. Die US 6 180 930 B1 offenbart eine ähnliche Heizeinrichtung, die ein Strangpressprofil mit einem Flachrohr offenbart, in dem ein PTC-Element angeordnet ist.
Bei bekannten Heizeinrichtungen zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz, beispielsweise zum Beheizen von Dieselkraftstoff, wird ein PTC-Heizelement direkt vom Kraftstoff umspült, wie beispielsweise in der DE 195 42 317 offenbart. Diese Art der Beheizung ist wegen der günstigen Wärmeankopplung des Heizelementes an den Kraftstoff sehr effektiv, läßt sich aber nur einsetzen bei elektrisch nicht leitenden Flüssigkeiten, wie das bei Dieselkraftstoff der Fall ist. Für andere zu beheizende Flüssigkeiten im Kfz, insbesondere Wasser oder Harnstofflösung, welche elektrisch leitend und korrosiv sind, ist diese direkte offene elektrische Beheizung nicht möglich. Aus der DE 100 14 011 ist speziell zur Beheizung von Kühlwasser eine Heizeinrichtung bekannt, bei 1 welcher die durch PTC-Heizelemente erzeugte Wärme über Wärmeübertragungsflächen aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, an die zu erwärmende Flüssigkeit abgegeben wird. Nachteilig an einer solchen, einem Durchlauferhitzer nachempfundenen Heizeinrichtung ist, daß diese auf das Erwärmen von Kühlflüssigkeit beschränkt ist. Aus der US 5,598,502 ist eine Heizeinrichtung zum Beheizen von Flüssigkeiten bekannt, bei welcher ein PTC-Heizelement in einem röhrenförmigen Gehäuse vorgesehen ist, welches in die zu beheizende Flüssigkeit eintaucht. Ein solches Gehäuse muß einerseits eine möglichst gute Wärmeankopplung an die zu beheizende Flüssigkeit gewährleisten und andererseits ein Eindringen von Flüssigkeit in sein Inneres verhindern und ferner sollte schließlich der Austausch der Heizeinrichtung, bzw. dessen Einbau in einen Tank mit zu beheizender Flüssigkeit möglichst einfach und schnell erfolgen können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz zur Verfügung zu stellen, welche mit allenfalls geringfügigen Änderungen zum Erwärmen verschiedenster Flüssigkeiten an verschiedenen Orten in ein Kfz eingebaut werden kann, sowie sich leichter und schneller in einem Flüssigkeitstank eines Fahrzeugs einbauen bzw. austauschen läßt.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Heizeinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Heizeinrichtung mit einem metallischen Gehäuse, welches den Heizeinsatz dicht umschließt, kann als kompakte Heizpatrone zum Erwärmen von Dieselkraftstoff ebenso gut eingesetzt werden, wie zum Erwärmen von Kühlwasser oder Harnstoff, welcher als Ammoniaklieferant für einen Katalysator benötigt wird. Durch das dichte metallische Gehäuse ist der Heizeinsatz nämlich vor Korrosion durch die Flüssigkeit geschützt. Um trotzdem eine ausreichende Wärmeankopplung des oder der im Heizeinsatz enthaltenen Heizelemente zu gewährleisten, sind das eine bzw. die mehreren Heizelemente in das Gehäuse eingeklemmt, welches zu diesem Zweck zusammengedrückt wurde, also nach dem Einbringen des Heizeinsatzes verpreßt wurde.
Das Gehäuse weist einen Flansch zum Anschluß an eine Anschlußkappe auf. Ein solcher Flansch in Verbindung mit einer Anschlußkappe ermöglicht einen schnellen und einfachen Einbau bzw. Austausch einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung an einem Flüssigkeitstank eines Fahrzeugs. Das Gehäuse taucht bestimmungsgemäß in die zu beheizende Flüssigkeit ein, während die Anschlußkappe die Heizeinrichtung mit elektrischen Anschlüssen versorgt und bevorzugt auch für eine Befestigung in einem Flüssigkeitstank sorgt. Fügt man Anschlußkappe und das Gehäuse zusammen, so wird durch den Flansch und die Anschlußkappe die Heizeinrichtung gegen ein Eindringen von Flüssigkeit abgedichtet. Obwohl sich die Anschlußkappe gewissermaßen mit einem Handgriff mit dem Flansch verbinden läßt und so ein besonders einfacher Austausch einer Heizeinrichtung möglich ist, ist mit einer erfindungsmäßen Heizeinrichtung trotzdem zugleich auch eine zuverlässige Abdichtung gegen ein Eindringen von Flüssigkeit möglich.
Bevorzugt ist dabei der Flansch einstückig an das Gehäuse angeformt, was vorteilhafterweise nicht nur die Fertigung, sondern auch das Abdichten gegen Eindringen von Flüssigkeiten erleichtert. Der Flansch ist rund oder oval ausgeformt. Zwischen dem Flansch und der Anschlußkappe kann ein O-Ring vorgesehen sein. Auf diese Art und Weise läßt sich durch die Verwendung handelsüblicher O-Ringe besonders kostengünstig eine zuverlässige Abdichtung gegen das Eindringen von Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses erreichen. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn der Flansch an seinem Rand Vorspränge aufweist, welche in einer Flanschebene verlaufen und so einen verbesserten Formschluß mit der Anschlußkappe ermöglichen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Anschlußkappe eine Öffnung aufweist, durch welche das Gehäuse mit seinem vom Flansch abgewandten Ende voran zur Montage hindurchschiebbar ist. Der Flansch hält dann die Heizeinrichtung in der Kappe und verhindert, dass das Gehäuse vollständig durch die Anschlußkappe hindurchrutscht. Auf diese Art und Weise läßt sich vorteilhaft zwischen der Anschlußkappe und dem Flansch oder einem am Gehäuse vorgesehenen Absatz ein O-Ring verpressen, so daß eine gute Abdichtung gegen ein Eindringen von Flüssigkeit erreicht werden kann. Besonders günstig ist es dabei, den Flansch an seinem Rand mit Vorsprüngen zu versehen, so daß eine bajonettverschlußartige Verbindung mit der Anschlußkappe möglich ist. Die Anschlußkappe wird bevorzugt so an der Außenwand des Flüssigkeitstanks angebracht, dass sie aus dem Tank herausragt und im wesentlichen lediglich das Gehäuse in den Flüssigkeitstank hineinragt. Bevorzugt wird dabei ein weiterer O-Ring vorgesehen, um auch zwischen dem Flüssigkeitstank und der Anschlußkappe eine gute Abdichtung gegen Flüssigkeit zu erreichen. Zum Schutz der in der Anschlußkappe vorgesehenen elektrischen Anschlüsse ist die Anschlußkappe bevorzugt mit einem Deckel versehen, so dass die Öffnung, durch welche das Gehäuse bei der Montage hindurchgeführt wird, anschließend durch den Deckel verschlossen wird.
Im Inneren des Gehäuses weist der Heizeinsatz bevorzugt einen Rahmen auf, welcher das oder die, bevorzugt plattenförmigen Heizelement aufnimmt und in seiner Lage fixiert. Ein solcher Rahmen erleichtert das Einbringen des Heizeinsatzes in das Gehäuse beträchtlich und vereinfacht so die Fertigung, wobei scheiben- oder plattenförmige Heizelemente eine vorteilhafte kompakte Bauweise und gute Kontaktierung durch Verpressen des Gehäuses ermöglichen. Bevorzugt verrastet der Rahmen formschlüssig mit dem metallischen Anschlußblech, so daß vorteilhaft der Heizeinsatz bequem zu handhaben ist und dessen Teile bei der Montage sicher vom Rahmen gehalten werden.
Der Heizeinsatz wird so durch den Formschluß zwischen dem Rahmen und dem metallischen Anschlußblech zusammengehalten und läßt sich deshalb vorteilhaft mühelos in das Gehäuse einbringen, ohne daß dessen Teile gegeneinander verrutschen. Während ein Heizeinsatz nach dem Stand der Technik, wie er in der DE 38 15 306 A1 beschrieben ist, lediglich durch eine Umhüllung aus einer Kunststoffolie zusammengehalten wird, so daß beim Einsetzen des Heizeinsatzes in das Gehäuse sorgfältig darauf geachtet werden muß, daß sich Teile des Heizeinsatzes nicht gegeneinander verschieben, entfällt dieses Problem bei einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung.
Um das bestimmungsgemäß im Betrieb auf einem höheren elektrischen Potential als das Massepotential liegende Anschlußblech vom Gehäuse zu isolieren, ist dieses bevorzugt auf seiner vom Heizelement abgewandten Seite von einer Isolierschicht bedeckt. Diese Isolierschicht kann beispielsweise als ein Lack ausgeführt sein oder auch, was kostengünstiger ist, als eine dünne Platte oder Folie, welche auf die Anschlußplatte gelegt wird, ausgeführt sein. Bevorzugt weist der Rahmen Seitenwände auf, welche eine als Platte oder Folie ausgeführte Isolierschicht positionieren und halten. Bevorzugt ist die Isolierschicht aus Keramik, insbesondere Aluminiumoxid gefertigt, da dieses für ein elektrisch isolierendes Material eine verhältnismäßig hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Eine Platte bietet insbesondere den Vorteil ebenfalls mit dem Rahmen verrastbar zu sein, was die Stabilität des Heizeinsatzes weiter vereinfacht.
Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung können die Heizelemente beidseitig von dem Gehäuse isoliert sein, um unerwünschte Kriechströme durch die zu beheizende Flüssigkeit zu verhindern. Bevorzugt ist es jedoch, wenn eine der beiden Anschlußflächen des oder der Heizelemente mit dem Gehäuse in elektrisch leitender Verbindung steht, während die andere Anschlußfläche von einem Anschluß elektrisch kontaktiert ist, welcher aus dem Gehäuse herausführt und bestimmungsgemäß auf Potenzial gelegt wird. Der Anschluß ist dabei gegen das bei dieser bevorzugten Ausführungsform bestimmungsgemäß auf Masse gelegter Gehäuse elektrisch isoliert. Er kann beispielsweise als eine Keramikplatte, welche auf einer Seite mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen ist, oder als eine Anschlußgabel oder bevorzugt als Anschlußblech ausgeführt sein. Vorteilhaft führt ein Anschlußblech auf Grund seiner flächigen Verbindung mit dem Heizelement auch auf der Potenzialseite des Heizelementes zu einer möglichst guten Wärmeabfuhr zum Gehäuse und damit zur zu erwärmenden Flüssigkeit.
Elektrische Heizeinrichtungen, bei welchen ein Heizeinsatz in einem Gehäuse verpresst ist, sind zum Beheizen von Wasser, beispielsweise für Haushaltsgeräte wie Fensterreiniger als Dampfstrahler bekannt und in der DE 38 15 306 A1 offenbart. Bei der in der DE 38 15 306 A1 beschriebenen Heizeinrichtung werden PTC-Heizelemente in einem Rahmen aus elektrisch isolierendem Material zwischen zwei kreissegmentartig nach außen gebogenen Anschlußblechen eingesetzt, mit einer Kunststoffolie umhüllt, welche sowohl die Anschlüsse gegen das Gehäuse elektrisch isoliert als auch den beschriebenen Aufbau beim Einbringen in das Gehäuse zusammenhält. Nach dem Einbringen des aus PTC-Bausteinen, Rahmen und Anschlußblech bestehenden von der Kunststoffolie umwickelten Heizeinsatzes in das Gehäuse wird dieses verpresst, um eine verbesserte Wärmeankopplung der Heizelemente an das Gehäuse und damit die zu erwärmende Flüssigkeit zu gewährleisten. Die aus der DE 38 15 306 beschriebenen Heizeinrichtungen gewährleisten bei Betrieb mit Bordnetzspannung von 230 Volt eine ausreichende Wärmeankopplung, für den Betrieb bei Netzspannung von 12 bis 24 Volt in einem Kfz ist jedoch eine noch bessere Wärmeankopplung wünschenswert. Bei einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung kann eine verbesserte Wärmeankopplung beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Gehäuse mit dem Heizelement elektrisch leitend verbunden ist, das Anschlußblech gegen das Gehäuse elektrisch isoliert ist. Anstatt also den Heizeinsatz rundum mit einer Kunststoffolie zu umhüllen, die hier nicht nur eine elektrische Isolierung und zugleich eine Wärmeisolierung bewirkt, ist also bei einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung vorzugsweise das Gehäuse bestimmungsgemäß auf Massepotenzial gelegt. Vorteilhaft ist mit der elektrischen Kontaktierung des Heizelementes mit dem Gehäuse zugleich eine verbesserte Wärmeankopplung erreicht.
Bevorzugt ist der Rahmen ebenfalls formschlüssig mit einem metallischen Kontaktblech verbunden. Ein solches metallisches Kontaktblech läßt sich vorteilhaft dazu nutzen, eine flächige Verbindung zwischen dem Heizelement und dem Gehäuse zu gewährleisten, was sowohl eine elektrisch Kontaktierung mit geringem Widerstand als auch eine gute Wärmeankopplung der Heizelemente an das Gehäuse gewährleistet. Darüberhinaus kann das Kontaktblech einerseits dazu dienen, die Wärme eines Leistungshalbleiters einer Steuerelektronik an die Flüssigkeit abzuleiten, und andererseits die Temperatur der Flüssigkeit an einen Temperaturfühler weiterzuleiten.
Zum Schutz vor korrosiven Flüssigkeiten, wie beispielsweise Harnstofflösung, ist das Gehäuse bevorzugt mit einer Schicht überzogen. Besonders geeignet sind anorganische, nicht metallische Schichten, welche sich beispielsweise als glasartige Schichten aus polykondensierten Silanen in einem Sol-Gel-Verfahren aufbringen lassen oder auch Kohlenstoff oder SiO₂-Schichten, welche sich mittels Abscheidung aus der Gasphase, insbesondere Plasma Enhanced Chemical Vapour Desposition, PACVD, aufbringen lassen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Teile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung,
2 ein Heizeinsatz der in 1 gezeigten Heizeinrichtung,
2a den in 2 gezeigten Heizeinsatz in einer Explosionszeichnung,
3 die in 1 gezeigte Heizeinrichtung in einer Seitenansicht,
4 die in 1 und 3 gezeigte Heizeinrichtung entlang der Schnittlinie A-A, und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Anschlußkappe.
Das Gehäuse 6 der in 1 gezeigten Heizeinrichtung ist ein Fließpreßteil aus einem gut wärmeleitenden Material wie beispielsweise Aluminium. Im Inneren des Gehäuses 6 ist der in 2 und 2a gezeigte Heizeinsatz 20 angeordnet. Das Gehäuse 6 umschließt den Heizeinsatz 20 dicht, so daß ein Eindringen von Flüssigkeit verhindert ist.
An das Gehäuse 6 ist einstückig ein Flansch 6f zum Anschluß an eine Anschlußkappe 30 (siehe 5) angeformt. Auf diese Art und Weise ist ein einfaches und zuverlässiges Abdichten gegen das Eindringen von Flüssigkeit gewährleistet. Die Anschlußkappe 30 ist in 5 dargestellt. In dem zu 5 gehörigen Beschreibungsteil werden die Anschlußkappe 30 sowie der Flansch 6f näher erläutert.
Das Gehäuse 6 ist mit einer Schicht 19 überzogen, welche eine Korrosion durch eine korrosive Flüssigkeit, wie beispielsweise Harnstofflösung, welche für einen im Kfz vorgesehenen Katalysator benötigt wird, verhindert. Zur Erwärmung von weniger korrosiven Flüssigkeiten, wie insbesondere Wasser oder Dieselkraftstoff, ist eine solche Schicht 19 aber nicht erforderlich und wird für derartige Anwendungen bevorzugt weggelassen. Bei der Schicht 19 handelt es sich um eine mittels PACVD abgeschiedene organisch modifizierte Siliciumoxidbeschichtung mit einer Dicke von 3 ☐m bis 5 ☐m. Diese transparente Beschichtung ist eine Mischstruktur aus Siliciumoxidpartikeln und organischen Strukturkomponenten. Diese organischen Strukturkomponenten verleihen der Schicht 19 eine hohe Elastizität, so daß auch bei einer im Betrieb der Heizeinrichtung unvermeidlich auftretenden thermischen Ausdehnung des Gehäuses 6 ein zuverlässiges Anhaften der Schicht 19 gewährleistet und insbesondere eine Rißbildung vermieden ist.
2a zeigt den Aufbau des Heizeinsatzes 20 in einer Explosionszeichnung im Detail. Der Heizeinsatz 20 verfügt als zentrales Bauelement über zwei plattenförmige Heizelemente 3, wobei selbstverständlich auch eine größere oder geringere Anzahl von Heizelementen 3 vorgesehen sein kann, welche von einem Rahmen 2 aus Kunststoff in ihrer Position fixiert sind. Die Heizelemente 3 stehen in leitender Verbindung mit dem als Aluminiumprofil ausgeführten Kontaktblech 1, welches mindestens einen, bevorzugt zwei Drahtanschlüsse 7 aufweist, welche bevorzugt den Masseanschluß darstellen. Das als Aluminiumprofil ausgeführte Kontaktblech 1 weist Längsnuten 8 zur Aufnahme der Drahtanschlüsse 7 auf. Ein Anschlußblech 4, welche beispielsweise als Messingblech ausgeführt ist, mit angeformten Anschlußelementen 12 bedeckt die Heizelemente 3 als Potentialanschluß. Zwischen dem Anschlußblech 4 und dem umgebenden Gehäuse 6 befindet sich ein abschließender Isolierstreifen als Isolierschicht 5 aus Aluminiumoxid, welcher als Platte ausgebildet ist und bevorzugt mit den Seitenwänden des Rahmens 2 verrastet.
Wie man insbesondere in 2 erkennt, hält der Rahmen 2 die einzelnen Komponenten vor dem Einbringen in das Gehäuse 6 zusammen. Der Rahmen 2 hat dazu auf seiner Vorderseite eine hakenförmige Nase 10, welche nach unten in Richtung des Kontaktblechs 1 weist. Das Kontaktblech 1 verrastet beim Einsetzen in den Rahmen 2 formschlüssig mit diesem und wird von der Nase 10 umgriffen. Im hinteren Bereich weist der Rahmen 2 Noppen 11 auf, welche in die im als Aluminiumprofil ausgeführten Kontaktblech 1 vorgesehenen Längsnuten 8 eingreifen, so daß das Kontaktblech 1 zuverlässig mit dem Rahmen 2 verbunden ist. Der Rahmen 2 weist ferner im vorderen seitlichen Bereich zwei gegenüberliegende weitere Nasen 13 auf, welche formschlüssig mit dem Anschlußblech 4 verrasten und dieses in seiner Position festhalten. Die Seitenwände des Rahmens 2 sind so hoch ausgeführt, daß diese nicht nur Halt für das Heizelement 3 bieten, sondern gleichzeitig auch eine seitliche Führung für das Kontaktblech 1, das Anschlußblech 4 und die als Isolierstreifen ausgeführte Isolierschicht 5 bilden. Der Rahmen 2 ist dabei so dimensioniert, daß das Kontaktblech 1, das Anschlußblech 4 und die als Isolierstreifen ausgeführte Isolierschicht 5 in diesem kraft- und/oder formschlüssig gehalten sind und so bis zum Einbringen des Heizeinsatzes 20 in das Gehäuse 6 zusammengehalten werden. Dadurch wird die Montage sehr erleichtert.
Nach Einschieben des Heizeinsatzes 20 in das Gehäuse 6 wird das Gehäuse 6 verpreßt, so daß das Gehäuse den Heizeinsatz 20 klemmend umschließt. Das Verpressen des Gehäuses 6 erzeugt einen guten thermischen Kontakt der Heizelemente 3 mit dem Gehäuse 6. Bei den Heizelementen 3 handelt es sich um PTC-Heizelemente, welche vorteilhaft eine intrinsische Temperaturbegrenzung aufweisen, so daß auf aufwendige zusätzliche Maßnahmen zur Temperaturbegrenzung der Heizelemente 3 verzichtet werden kann.
Bei der beschriebenen Heizeinrichtung sind die Heizelemente 3 nur einseitig, nämlich durch die als Isolierstreifen ausgeführte Isolierschicht 5, elektrisch gegen das Gehäuse 6 isoliert. Dies ergibt zum einen, daß das Gehäuse 6 auf dem Potential eines der Anschlüsse, im gezeigten Beispiel dem Masseanschluß, liegt, führt zum anderen aber vorteilhaft auch zu einer wesentlich besseren thermischen Ankopplung des Gehäuses 6 an die Heizelemente 3. Vorteilhaft ergibt sich so nicht nur ein besonders einfacher Aufbau der Heizeinrichtung, sondern es ist selbst bei kleinen Temperaturgradienten eine hohe Wärmestromdichte vom Heizelement 3 zur zu erwärmenden Flüssigkeit gegeben. Diese Maßnahme trägt entscheidend dazu bei, daß mit Heizelementen 3, deren maximale Oberflächentemperatur durch ihre PTC-Charakteristik auf einen ungefährlichen Wert begrenzt ist, auch bei Temperaturen weit unterhalb des Gefrierpunktes der zu erwärmenden Flüssigkeit eine schnelle und sichere Aufheizung gewährleistet ist.
Wie man insbesondere in 4 erkennt, wird das Gehäuse 6 von einem Flachrohr mit leicht konkav ausgebildeter Oberseite 6a und Unterseite 6b gebildet. Die Seitenteile 6c und 6d sind konvex nach außen gewölbt. Das Gehäuse 6 ist am hinteren Ende 6e geschlossen. Am vorderen Ende ist ein bajonettartiger Flansch 6f angeformt, welcher auf einfache und sichere Art und Weise das Aufsetzen einer Anschlußkappe 30 (siehe 5), erlaubt. Eine solche Anschlußkappe 30 weist eine Öffnung für die Anschlüsse auf und wird nach Aufsetzen auf die Heizeinrichtung mit Kunststoff ausgegossen.
Das Kontaktblech 1 mit den Drahtanschlüssen 7, der Rahmen 2 und das Anschlußblech 4 mit dem angeformten Anschlußelementen 12 ragen über den Flansch 6f hinaus. Bevorzugt werden die Drahtanschlüsse 7 mit einer Steuerelektronik (nicht gezeigt) verbunden. Beinhaltet eine solche Steuerelektronik Leistungshalbleiter, so dient der Minusanschluß mit den gut wärmeleitenden Drahtanschlüssen 7 und dem Kontaktblech 1 gleichzeitig zur Wärmeabfuhr für die Leistungshalbleiter und damit zur zusätzlichen Erwärmung der Flüssigkeit. Bevorzugt ist dabei die nicht gezeigte Steuerungselektronik von dem Anschlußblech 4 beabstandet angeordnet, da das Anschlußblech 4 aufgrund der Isolierschicht 5 von den Heizelementen 3 erzeugte Wärme schlechter abführen kann als das Kontaktblech 1 und sich deshalb am stärksten erwärmt. Um eine unerwünschte Wärmeabfuhr in Richtung des an dem Anschlußblech 4 vorgesehenen Anschlußelementes 12 und damit auch eine thermische Belastung der gegebenenfalls vorhandenen Steuerungselektronik möglichst gering zu halten, weist das Anschlußblech 4 vor dem Anschlußelement 12 eine Engstelle 14 auf. Eine zusätzliche Wärmeisolierung der Steuerungselektronik läßt sich durch das Ausgießen des Inneren der Anschlußkappe 30 mit Kunststoff erreichen. Zum Steuern der beschriebenen Heizeinrichtung läßt sich ferner an den Drahtanschlüssen 7 des Kontaktblechs 1 ein Temperaturfühler vorsehen, da das Kontaktblech über das Gehäuse in engem wärmeleitenden Kontakt zur Flüssigkeit steht und die Temperatur an den Anschlüssen daher ein Maß für die Flüssigkeitstemperatur ist.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Explosionszeichnung. Die in 5 ebenfalls dargestellte Anschlußkappe 30, welche zusammen mit dem Flansch 6f ein Eindringen von Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses 6 verhindert, gehört ebenso auch zu dem in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Heizeinrichtung wird zur Montage mit ihrem vom Flansch 6f abgewandten Ende von oben in Pfeilrichtung A in die Abschlußkappe 30 eingeführt. Der O-Ring 31 wird dabei zwischen einem Ansatz 6h des Gehäuses und der Anschlußkappe 30 verpresst. Die Anschlußkappe 30 ist mit einem Deckel 33 versehen, welcher die Anschlußkappe 30 nach dem Zusammenfügen mit dem Gehäuse 6 abschließt. Die Vorsprünge 6g des Flansches 6f sorgen über einen bajonettartigen Verschluß für ein einfaches Verbinden des Anschlußkappe 30 mit dem Gehäuse 6. Der O-Ring 32 ist dafür vorgesehen, zwischen der Anschlußkappe 30 und einer Öffnung eines (nicht gezeigten) Flüssigkeitstanks, durch welche das Gehäuse 6 in ihn hineinragt, abzudichten.
Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen lediglich dadurch, daß ein zweites Anschlußblech 4 vorgesehen ist, welches ebenfalls mittels einer Isolierschicht 5 gegenüber dem Gehäuse 6 isoliert ist. Auf diese Art und Weise ist das Gehäuse 6 vollständig von den Heizelementen 3 elektrisch isoliert, so daß unerwünschte Kriechströme durch eine zu beheizende Flüssigkeit verhindert sind.
Bezugszeichenliste

1: Kontaktblech
2: Rahmen
3: Heizelemente
4: Anschlußblech
5: Isolierschicht
6: Gehäuse
6a: Oberseite
6b: Unterseite
6c: Seitenteile
6d: Seitenteile
6e: hinteres Ende
6f: Flansch
6g: Vorsprünge
6h: Ansatz
7: Drahtanschlüsse
8: Längsnuten
10: Nase
11: Noppen
12: Anschlußelemente
13: Nasen
14: Engstelle
19: Schicht
20: Heizeinsatz
30: Anschlußkappe
31: O-Ring
32: O-Ring
33: Deckel

Claims

Elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz, welche einen von einem metallischen Gehäuse (6), welches im Betrieb in die Flüssigkeit eintaucht, dicht umschlossenen Heizeinsatz (20) aufweist, welcher ein oder mehrere Heizelemente (3) und einen Anschluß (4) zum elektrischen Kontaktieren des einen bzw. der mehreren Heizelemente (3) aufweist, wobei das eine bzw. die mehreren Heizelemente (3) in dem Gehäuse (6) eingeklemmt sind und das Gehäuse (6) einen rund oder oval geformten Flansch (6f) zum Anschluß an eine Anschlußkappe (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) von einem Flachrohr gebildet ist, das zum Einklemmen des einen oder der mehreren Heizelemente (3) zusammen gedrückt ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6f) einstückig an das Gehäuse (6) angeformt ist.
Heizeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine angeschlossene Anschlußkappe (30).
Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flansch (6f) und der Anschlußkappe (30) ein O-Ring (31) vorgesehen ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6f) an seinem Rand Vorsprünge (6g) aufweist, welche in einer Flanschebene verlaufen und einen Formschluß mit der Anschlußkappe (30) ermöglichen.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußkappe (30) eine Öffnung aufweist, durch welche das Gehäuse (6) mit seinem von dem Flansch (6f) abgewandten Ende voran zur Montage hindurchschiebbar ist.
Heizeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oder die Heizelemente (3) platten- oder scheibenförmig ausgebildet sind.
Heizeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizeinsatz (20) einen Rahmen (2) aufweist, welcher das eine oder die mehreren Heizelemente (3) aufnimmt und in ihrer Lage fixiert.
Heizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) mehrere Heizelemente (3) in einer Reihe angeordnet aufnimmt.
Heizeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluß (4) als Anschlußblech ausgeführt ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlußblech (4) aus Kupfer oder oder einer Kupferlegierung gefertigt ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlußblech (4) vor einem Anschlußelement (12) eine Engstelle (14) zur thermischen Entkopplung des Anschlußelementes (12) aufweist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) formschlüssig mit dem metallischen Anschlußblech (4) verrastet ist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlußblech (4) auf seiner vom Heizelement (3) abgewandten Seite von einer Isolierschicht (5) bedeckt ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) als eine Platte oder Folie ausgeführt ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) Seitenwände aufweist, welche die Isolierschicht (5) positionieren.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) aus Keramik, insbesondere Aluminiumoxid, gefertigt ist.
Heizeinrichtung nach einem Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) formschlüssig mit einem metallischen Kontaktblech (1) verbunden ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (1) ein Strangpreßprofil ist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (1) mindestens eine Nut (8) zur Aufnahme eines Drahtanschlußes (7) aufweist.
Heizeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtanschluß (7) und das Kontaktblech (1) zur Wärmeabfuhr eines Leistungshalbleiters einer Steuerelektronik dienen.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (1) mit einem Temperaturfühler verbunden ist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) aus Kunststoff gefertigt ist.
Heizeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) mit einer Schicht (19) überzogen ist.