DE3624276A1

DE3624276A1 - Elektrisch heizbare filtereinrichtung fuer eine fluessigkeit und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3624276A1
Application number: DE19863624276
Authority: DE
Inventors: Willibald Dipl Phys Huerter
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1988-01-28
Also published as: DE3624276C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch heizbare Filtereinrichtung für eine Flüssigkeit, insbesondere Die selkraftstoff, mit einer auf einen Träger aufgebrachten, elektrisch leitfähigen Anordnung, die Elemente für die Stromversorgung und eine mit den Elementen verbundene elektrische Widerstandsschicht aufweist.

Derartige Filtereinrichtungen werden eingesetzt, um Flüssigkeiten zu filtrieren, die unter bestimmten Be dingungen Bestandteile ausscheiden, welche die Filter poren zusetzen und die Filtrierung verhindern. Bei tiefen Temperaturen verhält sich z. B. Dieselkraftstoff, aus dem dann Paraffin ausgeschieden wird, wie eine derartige Flüssigkeit. Vorschriften für die Filtrierbarkeitsgrenze von Dieselkraftstoffen finden sich in der DIN 51 601. Aus wirtschaftlichen Gründen kann das Filtrierverhalten nicht auf vorkommende Tiefsttemperaturen abgestellt werden. Deshalb muß Dieselkraftstoff in Winterkraftstoff-Qualität nur bis zu -12°C filtrierbar sein. Bei Temperaturen un terhalb -12°C kann bei Verstopfung der Filtereinrichtung der Kraftstoff nicht mehr zur Einspritzpumpe des Diesel motors gelangen, was zu Betriebsstörungen des Motors führt. Derartige Temperaturen können besonders bei im Freien ungeschützt abgestellten Fahrzeugen leicht er reicht und unterschritten werden.

Es sind Einrichtungen bekannt, mit denen sich das Filtrierverhalten von Dieselkraftstoffen durch Aufheizen des Kraftstoffes oder von Teilen der Filtereinrichtung verbessern läßt.

Eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 27 21 607 bekannt. Diese Filtereinrichtung weist ein Gehäuse mit einem Zulauf und einem Ablauf auf, in dem ein Filtereinsatz und eine Widerstandsheizung an geordnet sind. Das Gehäuse hat Stromversorgungsanschlüs se, die mit dem als Heizungswiderstand ausgebildeten Filtereinsatz verbunden sind. Der spiralförmig gewickelte Filtereinsatz aus Filterpapier ist dazu mit einer elek trisch leitenden Schicht überzogen und steht an seinen Enden mit den Stromversorgungsanschlüssen in Verbindung. An die Stromversorgungsanschlüsse wird kurz vor dem Start eines mit Diesel-Kraftstoff betriebenen Aggregats eine Spannung angelegt, so daß für einen begrenzten Zeitraum ein Strom durch den Heizungswiderstand fließt und eine Aufheizung des durch die leitende Schicht gebildeten Heizungswiderstands, d. h., der gesamten Filterpapier fläche, bewirkt. Damit die Heizung nur über einen begrenzten Zeitraum erfolgt, sind bei dieser Filterein richtung zwangsläufig Schaltvorrichtungen zum Ein- bzw. Ausschalten erforderlich.

Aus der DE-PS 31 20 960 ist eine Filtereinrichtung bekannt, bei der in das Filtermaterial des Filterein satzes ein elektrischer Heizwiderstand eingebettet oder eingewebt ist. Die erforderliche Einschaltdauer des Heizelements für ein Erwärmen der Filterfläche wird in Abhängigkeit von der Zeit durch wenigstens ein Zeitrelais gesteuert. Zur Einschaltung der Heizung ist ein Ein schalter vorgesehen, der von einem in die Kraftstoffver sorgungsleitung hinter der Filtereinrichtung eingesetzten Temperaturfühler betätigt wird.

Der DE-OS 34 04 817 sind Weiterentwicklungen der Ein schaltdauersteuerungen der Heizung für die in der vorher gehenden Schrift beschriebenen Filtereinrichtungen zu entnehmen. Eine der vorgeschlagenen Steuereinrichtungen für die Einschaltdauer der Heizung umfaßt einen Durch flußmesser, der in einer Kraftstoffleitung hinter dem Filter angeordnet ist und mit dem der Schalter für den Heizwiderstand betätigt wird. Anstelle des Durchfluß messers ist nach einem weiteren Vorschlag ein Absolut druckmesser in der Kraftstoffleitung hinter dem Filter angeordnet. Ferner sind Ausführungen beschrieben, bei denen die Einschaltdauer der Heizung durch Differenz druck- oder Differenztemperatur-Messung vor und hinter der Filtereinrichtung beeinflußt wird. Die Differenzwerte werden einer Vergleichseinrichtung zugeführt, die die Betätigung des Schalters für den Heizwiderstand bewirkt.

Allen diesen bekannten Filtereinrichtungen ist gemeinsam, daß eine Ein- bzw. Ausschaltung des Heizwiderstandes er folgt und damit Schalteinrichtungen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterein richtung der eingangs genannten Art mit vereinfachtem Aufbau zu schaffen, bei der unter Sicherstellung des er forderlichen Kraftstoffdurchsatzes die Energieaufnahme klein gehalten ist. Darüber hinaus soll mit der Erfindung ein geeignetes Herstellungsverfahren für eine vereinfach te Filtereinrichtung angegeben werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Material der Widerstandsschicht einen Widerstand mit positivem Temperatur-Coeffizienten aufweist. Materialien, die einen Widerstand mit einem positiven Temperatur-Co effizienten (PTC-Widerstand oder Kaltleiter) aufweisen, leiten in kaltem Zustand besonders gut, da im Arbeits bereich ihr Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Widerstandswerte bei bestimmten Temperaturen lassen sich Kennlinien entnehmen oder gemäß der Beziehung Δ R = R ₂₀ · α · Δδ bestimmen, wobei der Temperatur- Coeffizient α (1/°C) im Arbeitsbereich eine positive, temperaturabhängige Größe ist; R ₂₀ (Ohm) gibt den Widerstandswert bei 20°C an, Δδ (°C) die Temperatur änderung.

Unter der Annahme konstanter Versorgungsspannungen ergibt sich bei einem Kaltleiter aufgrund des geringeren Wider standes bei tiefen Temperaturen eine größere umgesetzte Leistung als bei höheren Temperaturen; mit dem Ansteigen des Widerstandes bei steigenden Temperaturen geht der Strom zurück und die umgesetzte Leistung sinkt. Es stellt sich so ein Gleichgewichtszustand zwischen der durch den fließenden Strom erzeugten Wärme und der vom Kaltleiter abgegebenen Wärme ein. Mit der Erfindung wird erreicht, daß der am Filter anstehende Kraftstoff gerade soweit erwärmt wird, daß eine Paraffinausscheidung mit Sicher heit unterbunden ist; gemäß der DIN 51 601 ist eine Erwärmung des Kraftstoffes bis auf -12°C im allgemeinen als ausreichend zu betrachten. Aus der Fahrzeugbatterie wird somit sowenig Strom bzw. Leistung wie möglich aufgenommen. Darüber hinaus wird in besonders vorteil hafter Weise eine verschwindend geringe Stromaufnahme bei betriebswarmem Fahrzeug erzielt. Die Ein-Aus-Steuerung bei den bekannten Filtereinrichtungen wird ersetzt durch eine den jeweiligen Verhältnissen bei einfachster Ausbil dung ausgezeichnet Rechnung tragende Regelung. Bei dieser Regelung wird neben dem selbstregelnden Verhalten des Kaltleiters bei Eigenerwärmung zusätzlich sein Verhalten durch die Erwärmung aufgrund des betriebswarmen Motors ausgenutzt, was überraschend zu einem besonders vorteil haften Gesamt-Regelverhalten führt.

In einer fertigungsgünstigen Ausführungsform der Erfin dung ist vorgesehen, daß die Elemente für die Stromver sorgung als Leiterbahnen ausgebildet sind, von denen zu mindest eine Leiterbahn auf dem Träger angeordnet ist; diese Ausbildung gestattet eine großflächige und sichere Kontaktierung der Kaltleiter-Widerstandsschicht; punkt weise Spitzenbelastungen der Kontakte treten nicht auf.

Besonders vorteilhaft ist es, die Widerstandsschicht auf einen Teilbereich des Trägers aufzubringen, da die die Filterleistung der Filtereinrichtung beeinflussende Fil terfläche infolge der Faltung von Abschnitten der Fil terfläche bei gleichbleibenden äußeren Abmessungen ver größert werden kann, ohne daß die Gefahr von Unter brechungen der Widerstandsschicht aufgrund mechanischer Überbeanspruchung besteht. Der erforderliche, zu erwär mende Bereich der Filtereinrichtung läßt sich überdies vorteilhaft auf die Bedürfnisse beim Kaltstart und in der Warmlaufphase des Motors einstellen.

Besonders zweckmäßig ist dabei eine Anordnung, bei der mehrere streifenförmig angeordnete Widerstandsschichten überlappend zu jeweils zwei Leiterbahnen zur Stromversor gung angeordnet sind.

Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß eine Lei terbahn sich zwischen Träger und Widerstandsschicht be findet, während die andere Leiterbahn auf der Wider standsschicht angeordnet ist.

Eine große Filterfläche läßt sich durch eine Ausbildung erreichen, bei der der Träger im wesentlichen rechteck förmig ausgebildet und abschnittsweise geknickt ist und bei der die streifenförmigen Widerstandsschichten parallel zur Knicklinie verlaufen. Vorteilhaft ist dabei ein Verlauf der Knicklinien parallel zu einer Schmalseite des rechteckförmigen Trägers.

Fertigungsgünstig in bezug auf den Knickvorgang ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der der Träger im Verlauf der Knicklinie zumindest eine Ausnehmung aufweist, die darüber hinaus einen unbehinder ten Volumenstrom durch die Filtereinrichtung zuläßt. Zweckmäßig ist dabei eine Ausbildung mit mehreren lang lochförmigen Ausnehmungen im Verlauf der Knicklinie.

Als Träger für die Widerstandsschicht kann vorteilhaft in bezug auf die Fertigung und Lagerhaltung eine Kunst stoffolie vorgesehen werden, die an einer Filterfolie, vorzugsweise aus Filterpapier, anliegt, da dann die gleiche Filterfolie für eine beheizbare und eine nicht beheizbare Filterausführung verwendbar ist; durch Hin zufügen der Kunststoff-Folie zur Filterfolie wird auf einfachste Weise die Filtereinrichtung beheizbar gemacht. "Sommerfilter" nur mit Filterfolie und "Winterfilter" mit Filterfolie und Kunststoff-Folie mit Widerstandsschicht können mit im wesentlichen gleichen Abmessungen und Einzelteilen verwirklicht werden.

Es kann ferner vorgesehen werden, daß als Träger eine Filterfolie, vorzugsweise Filterpapier, vorgesehen ist. Eine derartige Filtereinrichtung ist ohne Rücksicht auf klimatische Bedingungen einsetzbar.

Zweckmäßig im Hinblick auf den Knick- bzw. Faltvorgang ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die Träger folie und die Kunststoff-Folie vor dem Knickvorgang Ver bundstellen aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist eine Filtereinrichtung, die ein mit Stromversorgungsanschlüssen versehenes Gehäuse auf weist, in das der Träger einsetzbar ist, wobei bei eingesetztem Träger die Elemente für die Stromversorgung mit den Stromversorgungsanschlüssen des Gehäuses in Ver bindung stehen. Es lassen sich sowohl beheizbare Filter bzw. Kunststoff-Folien als auch Filterfolien ohne Wider standsschicht im gleichen Gehäuse verwenden.

Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung der Filterein richtung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem auf einen isolierenden Bereich des Trägers Leiterbahnen in Abstand zueinander aufgebracht werden, eine Widerstandsschicht mit einem elektrischen Widerstand mit positiven Tempera tur-Coeffizienten jeweils auf zumindest eine Leiterbahn und den isolierenden Bereich aufgetragen wird, ggf. auf die Widerstandsschicht die zweite Leiterbahn aufgebracht wird und die Anordnung bis auf Kontaktbereiche an den Leiterbahnen mit einer elektrisch isolierenden, wärme- und kraftstoffbeständigen Deckschicht abgedeckt wird. Ein Leiterbahnen-Paar kann dabei unter der Widerstandsschicht liegen, es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß die eine Leiterbahn unter und die andere Leiterbahn über der Widerstandsschicht liegt.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des erfindungs gemäßen Verfahrens sieht vor, daß der isolierende Bereich des aus Filterpapier bestehenden Trägers eine wärme- und kraftstoffbeständige, streifenförmige Isolierschicht ist, die nach Aufdrucken einer aushärtbaren Masse, vorzugs weise Epoxydharz, erhalten wird. Die zunächst auf den Träger aufzubringende, elektrisch isolierende, wärme- und kraftstoffbeständige Schicht wirkt in vorteilhafter Weise auch als Haftverbesserungsschicht für die noch auf zubringenden Beschichtungen. Die Widerstandsschicht und die Leiterbahnen für die Stromversorgung sind durch ihre beidseitigen Abdeckungen mit wärme- und kraftstoffbestän digen Massen gegen Umgebungseinflüsse, die beispielsweise Korrosionserscheinungen hervorrufen können, geschützt. Das Aufbringen durch einen Druckvorgang ist bei großen Stückzahlen besonders vorteilhaft. Bei einer Aufbringung der Isolierschichten in Streifen auf Filterpapier sind neben den Isolierschichten Bereiche des Filterpapiers ohne Beschichtung angeordnet. Eine ganzflächige Beschich tung empfiehlt sich bei nicht zur Filtrierung vorgesehe nen Trägerfolien mit Öffnungen entlang der Knicklinien.

Zweckmäßig in bezug auf die Herstellung ist eine Weiter bildung, bei der aushärtbares Widerstandsmaterial, vor zugsweise eine Barium-dotierte Titanat-Keramik-Masse, in pastenförmigem Zustand auf die Leiterbahnen und die isolierenden Bereiche bzw. die Isolierschicht aufgebracht wird.

Die Verwendung von Epoxydharz mit Metallpulverbei mengungen zur Herstellung der Leiterbahnen ermöglicht in vorteilhafter Weise, Epoxydharz neben der Herstellung der auf den Träger aufzubringenden Isolationsschicht und der Abdeckung des Schichtsystems auch noch bei der Leiterbahnaufbringung zu verwenden, so daß in zumindest drei Verfahrensschritten das gleiche Grundmaterial zum Einsatz kommen kann.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der der Träger erst nach der Aufbringung der Schichtanordnung geknickt wird, können sämtliche Ver fahrensschritte an dem ausgebreiteten, gut zugänglichen Träger ausgeführt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Filter einrichtung mit sternförmig gefaltetem Trä ger,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Darstellung nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3a bis 3d eine schematische Darstellung der Verfahrens schritte zur Herstellung der erfindungsgemä ßen Filtereinrichtung nach der Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung einer erfindungs gemäßen Filtereinrichtung mit flach ausge breitetem Träger.

In der Fig. 1 ist eine Filtereinrichtung für Diesel kraftstoff perspektivisch dargestellt, die ein Gehäuse 1 sowie einen in das Gehäuse 1 einsetzbaren Träger 2 aus Filterpapier mit einer elektrisch leitfähigen Anordnung 3 umfaßt. Das Gehäuse 1 setzt sich im wesentlichen aus einem Bodenteil 4, einem Gehäusedeckel 5, einem Gehäuse mantel 6 sowie einem Innenrohr 7 zusammen. Die Gehäuse bauteile 4, 5, 6, 7 sind in nicht dargestellter Weise, beispielsweise durch Verschraubungen, stirnseitig abge dichtet miteinander verbunden. Das Innenrohr 7 sowie der Gehäusemantel 6 weisen Durchtrittsöffnungen 8, 9 für den zu filtrierenden Kraftstoff auf. Die Filtereinrichtung wird in einen nicht dargestellten Behälter eingesetzt, der mit Dieselkraftstoff füllbar ist. Im Raum zwischen Innenrohr 7 und Gehäusemantel 6 befindet sich der Träger 2 aus Filterpapier. Der Träger 2 ist stirnseitig gegen den Gehäusedeckel 5 und das Bodenteil 4 abgedichtet. Der Träger 2 besteht aus einer durch z. B. Verkleben der Endbereiche in sich geschlossenen, längs Knicklinien 20 geknickten und sternförmig gefalteten Filterpapierbahn. Das Innenrohr 7 steht über eine Öffnung 10 im Gehäuse deckel 5 beispielsweise mit einer nicht dargestellten Kraftstoffleitung in Verbindung, die zum mit Kraftstoff zu versorgenden Aggregat führt. Der Dieselkraftstoff gelangt über die Durchtrittsöffnung 9 ins Innere der Filtereinrichtung, durchsetzt anschließend das Filter papier und gelangt schließlich filtriert durch die Durchtrittsöffnungen 8 ins Innenrohr 7 und von dort zum zu versorgenden Aggregat.

Der Träger 2 aus Filterpapier ist im Beispiel in jedem der abgeknickten Abschnitte 11, wie in Fig. 2 darge stellt, mit einer elektrisch leitfähigen Anordnung 3 versehen. Diese umfaßt die Elemente für die Stromversor gung in Form von Leiterbahnen 12, 13 sowie eine den Zwischenraum zwischen den Leiterbahnen 12, 13 und die Leiterbahnen 12, 13 überlappend abdeckende Widerstands schicht.

Die Leiterbahnen 12, 13 weisen ein sehr gut leitendes Metall, beispielsweise Silber, auf.

Die Widerstandsschicht 14 besteht aus einem Material mit einem Widerstand mit positivem Temperatur-Coeffizienten, beispielsweise aus einer Barium-dotierten Titanat-Kera mik-Verbindung.

Zwischen der Filterpapieroberfläche und den Leiterbahnen 12, 13 bzw. der Widerstandsschicht 14 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, eine in Fig. 2 nicht näher dargestellte Isolierschicht 15 vorgesehen. Ferner ist eine Deckschicht 16 vorgesehen, die die Isolierschicht 15, die Leiterbah nen 12, 13 und die Widerstandsschicht 14 im wesentlichen vollständig abdeckt. Von der Deckschicht 16 nicht abge deckt sind lediglich Kontaktbereiche der Leiterbahnen 12, 13 und der zugeordnete Abschnitt der Isolierschicht 15.

Die Leiterbahnen 12, 13 einzelner Abschnitte 11 sind parallel geschaltet und stehen mit im Gehäusedeckel 12 angebrachten Stromversorgungsanschlüssen 17, 18 in nicht näher dargestellter Weise in Verbindung. Der Stromversor gungsanschluß 17 ist seinerseits mit dem Plus-Pol der Fahrzeugbatterie, der Stromversorgungsanschluß 18 mit dem Minus-Pol der Fahrzeugbatterie bzw. der Fahrzeugmasse verbunden.

Die Herstellung der leitfähigen Anordnung 3 der erfin dungsgemäßen Filtereinrichtung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen in den Fig. 3a bis 3d näher erläutert.

Der Träger besteht aus einem rechteckförmigen Streifen Filterpapier und ist nach der Herstellung der leitfähigen Anordnung 3 längs Knicklinie 20 knickbar. Die später abgeknickten Abschnitte 11 des Trägers 2 können zu vorgebbaren Anordnungen gefaltet werden, so daß in gefaltetem Zustand die Abschnitte 11 spitzwinklig zuein ander stehen. Eine sternförmig gefaltete Anordnung der Abschnitte 11 des Trägers 2 ist in der Fig. 1 darge stellt. Der Einfachheit halber wird die Herstellung bei spielhaft für nur einen Abschnitt 11 des Trägers 2 erläutert. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß nicht alle Abschnitte 11 mit der leitfähigen Anordnung 3 versehen werden.

Das Filterpapier wird nach Fig. 3a in dem Abschnitt 11 mit einem parallel zu den Knicklinien 20 und damit parallel zur Achse der Filtereinrichtung verlaufenden Streifen aus Epoxydharz bedruckt. Das Epoxydharz härtet zu einer elektrisch isolierenden, wärme- und kraftstoff beständigen Isolierschicht 15 aus, die außerdem noch als Haftverbesserungsschicht für die anschließend aufzu bringenden Materialien dient. Das Epoxydharz ist beim Drucken flüssig, durchtränkt die Papierfasern bis zu einer bestimmten Tiefe und ist dadurch nach dem Aushärten fest mit dem Papier verbunden.

Wie aus Fig. 3b ersichtlich, werden auf die streifen förmige Isolierschicht 15 zwei Leiterbahnen 12, 13 aufge bracht, die parallel und mit Abstand zueinander und parallel zu den Knicklinien 20 verlaufen. Als Material für die Leiterbahnen 12, 13 findet ein mit Metallpulver- Beimengungen versehenes Epoxydharz Verwendung. Als Metall pulver kommt Silberpulver zum Einsatz. Die Leiterbahnen 12, 13 können ebenfalls durch Drucken hergestellt werden. Anstelle von Silber kann jedes geeignete Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit verwendet werden.

Im Verfahrensschritt nach Fig. 3c wird die Widerstands schicht 14 aus PTC- bzw. Kaltleitermaterial auf die Leiterbahnen 12, 13 bzw. auf die Isolierschicht 15 aufgebracht. Die Widerstandsschicht 14 überlappt die Leiterbahnen 12, 13 vollständig. Das Material der Wider standsschicht 14 liegt zum Aufbringen in Form einer Paste aus aushärtbarem, mit Barium-Titanat-dotiertem Keramik- Material vor.

Das ganze wird schließlich, wie aus Fig. 3d ersicht lich, mit einer Deckschicht 16 aus Epoxydharz abgedeckt, wobei die Deckschicht 16 die Isolierschicht 15 seitlich übergreift und bis auf das Filterpapier reicht. Auf diese Weise ist die Anordnung gegen Umgebungseinflüsse abgekap selt. Die Deckschicht 16 und die Widerstandsschicht 14 lassen Endabschnitte der Leiterbahnen 12, 13 und der darunterliegenden Isolierschicht 15 frei, so daß die Leiterbahnen 12, 13 dort kontaktiert werden können.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enden die Leiterbahnen 12, 13 mit ihren bezüglich der Zeichnung unteren Enden unter halb der Deckschicht 16. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß die Leiterbahnen 12, 13 an den Enden nicht von der Deckschicht 16 abgedeckt werden. Dadurch kann die Kontaktierung für den Plus-Pol beispielsweise am deckel seitigen Ende der Leiterbahn 12 vorgenommen werden, während die Kontaktierung für den Minus-Pol am bodensei tigen Ende der anderen Leiterbahn 13 erfolgt.

Ferner können zur Parallelschaltung von mehreren Wider standsschichten 14 die einander spannungsmäßig zugeord neten Leiterbahnen mehrere Abschnitte 11 des Trägers 2 durch quer verlaufende Verbindungsbahnen auf dem Träger 2 miteinander verbunden werden, wie später unter Bezugnahme auf Fig. 4 noch näher erläutert wird.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Filtereinrichtung in einem Kraftfahrzeug unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 näher beschrieben.

Der Stromversorgungsanschluß 17 der Filtereinrichtung ist ebenso wie der Stromversorgungsanschluß 18 ohne Zwischen schaltung einer Schalteinrichtung - sieht man vom Anlaß schloß ab - mit dem Plus-Pol bzw. mit dem Minus-Pol der Fahrzeugbatterie verbunden. Der Widerstand der kalt leitenden Widerstandsschicht 14 ist so gewählt, daß bei tiefen Temperaturen ein zur Erwärmung der Widerstands schicht 14 ausreichender Strom fließt. Durch den sich bei Erwärmung vergrößernden und bei Abkühlung verkleinernden Kaltleiter-Widerstand stellt sich rasch ein Gleichge wichtszustand ein, bei dem die Widerstandsschicht 14 eine derartige Temperatur aufweist, daß der am Filterpapier anstehende Kraftstoff eine Temperatur von zumindest -12° C annimmt. Da die Filtereinrichtung im Kraftfahrzeug bevorzugt in der Nähe von Fahrzeugteilen angeordnet ist, die im Betrieb höhere Temperaturen aufweisen, bei spielsweise in der Nähe der Auspuffanlage oder des Motor blocks, nimmt die Filtereinrichtung bei betriebswarmem Motor eine Temperatur an, bei der die kaltleitende Widerstandsschicht 14 einen derart großen Widerstand hat, daß die Stromaufnahme vernachlässigbar klein wird. Aufgrund der Vernachlässigbarkeit der Stromaufnahme des fremderwärmten Kaltleiters sind Steuereinrichtungen zur Einschaltdauer der Filterheizung nicht erforderlich; die erfindungsgemäße heizbare Filtereinrichtung kann während der gesamten Betriebszeit unter Spannung stehen und wird vorteilhaft nur über das Anlaßschloß bei der Stillsetzung des Motors ausgeschaltet. Der Dieselkraftstoff gelangt über die Durchtrittsöffnungen 9 in die Filtereinheit, wird im Bereich des Trägers 2 aus Filterpapier erwärmt, durchströmt das Filterpapier des Trägers 2 und strömt gefiltert durch die Öffnungen 8 und 10 zum Motor.

In der Fig. 4 ist der Träger 22 für eine elektrisch leitfähige Anordnung 23 in nicht gefaltetem, flachen Zu stand dargestellt. Der Träger 22 wird durch eine elasti sche Kunststoffbahn gebildet, die im Ausführungsbeispiel keine Filterporen aufweist. Abschnitte 31 des Trägers 22 sind längs Knicklinien 30 abknickbar und im spitzen Winkel gegeneinander faltbar. Die Knicklinien 30 verlau fen parallel zur Schmalseite der rechteckförmigen Folien bahn. In z. B. sternförmig gefaltetem Zustand ist die Materialbahn des Trägers 22 z. B. durch Verkleben der Bahnenden in sich geschlossen.

Der Träger 22 weist in der dargestellten Ausführung auf jedem der Abschnitte 31 eine Widerstandsschicht 24 auf, die sich parallel zu den Knicklinien 30 und damit zur Achse der Filtereinrichtung erstreckt. Zur Stromversor gung der Widerstandsschichten 24 dienen Leiterbahnen 32, 33, die parallel zur Längserstreckung der Widerstands schicht 24 angeordnet sind und von der Widerstandsschicht 24 seitlich überlappt werden bzw. auf ihr angebracht sind. Die in durchgezogenen Linien dargestellte Lei terbahnen 32 liegen auf der Widerstandsschicht 24, während die in gestrichelten Linien dargestellten Lei terbahnen 23 zwischen Oberflächen der Kunststoff-Folie und Widerstandsschicht 24 liegen. Die Leiterbahnen 32 jeweils dreier Abschnitte 31 sind über quer verlaufende Verbin dungsbahnen miteinander und mit einem Kontaktbereich 25 zum Anlegen der positiven Spannung verbunden. Es sind also drei Widerstandsschichten 24 parallel geschaltet. Mehrere der in gestrichelten Linien dargestellten Leiter bahnen 33 sind untereinander verbunden und stehen mit mehreren Kontaktbereichen 26 in Verbindung, die jeweils mit der Fahrzeugmasse bzw. dem Minuspol der Fahrzeug batterie in Verbindung stehen.

Nicht näher dargestellt ist eine Schicht aus elektrisch isolierendem, wärme- und kraftstoffbeständigem Material, die die Anordnung nach Fig. 4 bis auf die Kon taktbereiche 25, 26 abdeckt.

Die Leiterbahnen 32, 33, die Widerstandsschicht 24 und die Deckschicht können nach dem anhand von Fig. 3 erläu terten Verfahren auf die Kunststoffolie des Trägers 23 aufgebracht werden; da die Leiterbahnen 32, 33 bei der Ausführung nach Fig. 4 so angeordnet sind, daß die eine Leiterbahn über und die andere Leiterbahn unter der Widerstandsschicht 24 liegt, sind die entsprechenden Ver fahrensschritte sinngemäß abzuändern. Weiterhin ist zu beachten, daß eine auf den Träger 22 aufzubringende Iso lierschicht wegen der isolierenden Eigenschaften der Kunststoff-Folie nicht erforderlich ist; der betreffende Verfahrensabschnitt entfällt somit. Im Verlauf der Knick linien 30 sind langlochförmige Ausnehmungen 27 vorgese hen, zwischen denen Stege 28 des Kunststoffmaterials angeordnet sind. Die Ausnehmungen 27 sollen ein Knicken der Folienbahn längs der Knicklinien 30 erleichtern und ermöglichen gleichzeitig einen Durchtritt des zu filtern den Kraftstoffes zur Filterfolie hin.

Es kann vorgesehen werden, daß der Träger 22 als Vorfilter eingesetzt wird. In diesem Fall weist er keine langlochförmigen Ausnehmungen auf, sondern ist mit einer Vielzahl von Filteröffnungen versehen, die in ihrer Größe auf die durchzuführende Vorfilterung abgestimmt sind. In den Knicklinien kann der Träger 22 dann mit Prägelinien zur Erleichterung des Knickvorgangs versehen sein.

Der mit den Ausnehmungen 27 versehene Bereich des Trägers 22 und die Widerstandsschicht 24 haben in etwa die gleiche Längserstreckung. Zwischen den Enden der Wider standsschicht 24 bzw. der Langlöcher 27 und dem durch die Längsseite der Filterbahn gebildeten Rand des Trägers 22 liegen die quer verlaufenden Verbindungsbahnen für die Leiterbahnen 32, 33 sowie die Kontaktbereiche 25, 26 zur Stromversorgung.

Der Träger 22 wird zusammen mit einer Filterfolie aus Filterpapier in gefaltetem Zustand in das Gehäuse einge setzt. Der Träger 22 ist vorzugsweise in Strömungsrich tung vor der Filterfolie angeordnet, kann jedoch auch hinter der Filterfolie vorgesehen werden. Weiter können zwei Träger 22 beidseits der Filterfolie vorgesehen wer den. Die Filtereinheit weist dabei ein Gehäuse auf, dessen Ausbildung prinzipiell der Fig. 1 zu entnehmen ist. Aufbau und Wirkungsweise lassen sich sinngemäß den obigen Ausführungen entnehmen und werden deshalb nicht nochmals näher erläutert.

Ein erwähnenswerter Unterschied liegt jedoch darin, daß die Erwärmung des Kraftstoffes im Bereich des Trägers 22 und der Filterfolie nur von den Widerstandsschichten 24 auf dem Träger 22 aus erfolgt, da die Filterfolie aus Filterpapier in diesem Ausführungsbeispiel nicht mit einer elektrisch leitfähigen Anordnung versehen ist. Es ist deshalb zweckmäßig, den Träger 22 und die Filterfolie möglichst aneinanderliegend anzuordnen. Um den Durchsatz des Kraftstoffes von den Durchtrittsöffnungen 9 hin zur Filterfolie zu gewährleisten, ist der Träger 22 mit den Ausnehmungen 27 versehen, die aufgrund ihrer langlochför migen Ausbildung zudem den Knickvorgang längs der Knick linien 30 erleichtern.

Zeichenerklärung 1 Gehäuse
2 Träger
3 Anordnung
4 Bodenteil
5 Gehäusedeckel
6 Gehäusemantel
7 Innenrohr
8 Durchtrittsöffnung
9 Durchtrittsöffnung
10 Öffnung
11 Abschnitt
12 Leiterbahn
13 Leiterbahn
14 Widerstandsschicht
15 Isolierschicht
16 Deckschicht
17 Stromversorgungsanschluß
18 Stromversorgungsanschluß
19 -
20 Knicklinie
21 -
22 Träger
23 Anordnung
24 Widerstandsschicht
25 Kontaktbereich
26 Kontaktbereich
27 Ausnehmung
28 Steg
29 -
30 Knicklinie
31 Abschnitt
32 Leiterbahn
33 Leiterbahn

Claims

1. Elektrisch heizbare Filtereinrichtung für eine Flüs sigkeit, insbesondere Diesel-Kraftstoff, mit einer auf einen Träger aufgebrachten elektrisch leitfähigen Anordnung, die Elemente für die Stromversorgung und eine mit den Elementen verbundene elektrische Wider standsschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Widerstandsschicht (14, 24) ei nen Widerstand mit positivem Temperatur-Coeffizienten aufweist.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente für die Stromversorgung als Paar von Leiterbahnen (12, 13; 32, 33) ausgebildet sind, von denen zumindest eine Leiterbahn auf dem Träger angeordnet ist.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (14, 24) auf einen Teil bereich des Trägers (2, 22) aufgebracht ist.

4. Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere streifenförmig angeordnete Widerstands schichten (14, 24) überlappend zu jeweils zwei Lei terbahnen (12, 13; 32, 33) zur Stromversorgung ange ordnet sind.

5. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterbahn (33) zwischen Träger (22) und Wi derstandsschicht (24) liegt, während die zweite Lei terbahn (32) auf der Widerstandsschicht (24) angeord net ist.

6. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2, 22) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und abschnittsweise geknickt ist und daß die streifenförmigen Widerstandsschichten (14, 24) parallel zur Knicklinie (20, 30) verlaufen.

7. Filtereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Knicklinie (20, 30) parallel zu einer Schmal seite des rechteckförmigen Trägers (2, 22) verläuft.

8. Filtereinrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (22) im Verlauf der Knicklinie (30) zumindest eine Ausnehmung (27) aufweist.

9. Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere langlochförmige Ausnehmungen (27) im Ver lauf der Knicklinie (30) vorgesehen sind.

10. Filtereinrichtung nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (22) eine Kunststoff-Folie vorgesehen ist, die an einer Filterfolie, vorzugsweise Filterpa pier, anliegt.

11. Filtereinrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (2) eine Filterfolie, vorzugsweise Filterpapier, vorgesehen ist.

12. Filtereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterfolie und die Kunststoff-Folie vor dem Knickvorgang Verbundstellen aufweisen.

13. Filtereinrichtung nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung ein mit Stromversorgungs anschlüssen (17, 18) versehenes Gehäuse (1) aufweist, in das der Träger (2, 22) einsetzbar ist, wobei bei eingesetztem Träger (2, 22) die Elemente für die Stromversorgung (12, 13; 32, 33) mit den Stromversor gungsanschlüssen (17, 18) des Gehäuses (1) in Ver bindung stehen.

14. Verfahren zur Herstellung einer Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- auf einen isolierenden Bereich des Trägers (2, 22) Leiterbahnen in Abstand zueinander aufgebracht wer den,
- eine Widerstandsschicht (14, 24) mit einem elektri schen Widerstand mit positivem Temperatur-Coeffizi enten jeweils auf zumindest eine Leiterbahn und den isolierenden Bereich aufgetragen wird,
- ggf. auf die Widerstandsschicht (14, 24) die zweite Leiterbahn aufgebracht wird, und
- die Anordnung bis auf Kontaktbereiche an den Leiterbahnen (12, 13; 32, 33) mit einer elektrisch isolierenden, wärme- und kraftstoffbeständigen Deckschicht (16) abgedeckt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Bereich des aus Filterpapier be stehenden Trägers (2) eine wärme- und kraftstoffbe ständige, streifenförmige Isolierschicht (15) ist, die durch Aufdrucken einer aushärtbaren Masse, vor zugsweise Epoxydharz, erhalten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial, vorzugsweise eine aus härtbare Barium-Titanat-dotierte Keramik-Masse, in pastenförmigem Zustand auf die Leiterbahnen und den isolierenden Bereich bzw. die Isolierschicht (15) aufgebracht wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiterbahnmaterial Epoxydharz mit Metallpul verbeimengung, vorzugsweise Silberbeimengung, ver wendet wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdeckung aushärtbares Epoxydharz aufgebracht wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2, 22) nach Aufbringen der Schicht anordnung geknickt wird.