EP1856402A1 - Heating device for fuel - Google Patents

Heating device for fuel

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Publication number
EP1856402A1
EP1856402A1 EP06708552A EP06708552A EP1856402A1 EP 1856402 A1 EP1856402 A1 EP 1856402A1 EP 06708552 A EP06708552 A EP 06708552A EP 06708552 A EP06708552 A EP 06708552A EP 1856402 A1 EP1856402 A1 EP 1856402A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier body
heating
heating device
protective layer
heating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06708552A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Fasold
Sascha Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP1856402A1 publication Critical patent/EP1856402A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/125—Fuel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/028—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the resistive element being embedded in insulation with outer enclosing sheath
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a heating device for fuels according to the preamble of claim 1.
  • a fuel filter for internal combustion engines in which a fuel heater is integrated, via which the fuel of the internal combustion engine is to be heated.
  • the heating of the fuel is said to keep it liquid at low temperatures below 0 ° C., because components such as paraffins contained in diesel fuels become viscous or solid at these temperatures, resulting in fuel lines and fuel filters clogging and proper functioning without fuel heating the internal combustion engine is no longer guaranteed.
  • the integrated in the fuel filter heater is designed as electrical resistance heating and comprises an e- lectric heating coil, which is placed on a support layer, which in turn is applied to a heat transfer body.
  • a protective layer In order to prevent damage to the heating coil as well as electronic elements also applied to the carrier layer by the aggressive chemical behavior of the fuel and also to prevent undesired fuel electrolysis, the electronic elements and the heating elements covered by a protective layer. This protective layer prevents direct contact between fuel and heating coil or electronic elements.
  • the invention is based on the problem to provide a heater for fuels, which is structurally simple and at the same time has a high chemical and temperature resistance to fuels.
  • the electric heating element is surrounded by the support body, which thus also has a protective function in addition to its supporting function, since the heating element is held by the support body and is enclosed by this. Furthermore, it is provided that the protective layer is applied to the carrier body. In this way, the heating element is kept free of direct contact with the protective layer, the chemical resistance to the fuel is achieved by applying the protective layer to the carrier body. On the other hand, it is not necessary to apply the protective layer to the heating element. This makes it possible to manufacture the heating element and the carrier body including coating in independent steps and then assemble.
  • the coating of the carrier body which is generally simple in design, is usually easier to carry out than the coating of the heating element. Since the heating element is enclosed in the carrier body, additional fastening measures of the heating element on the carrier body are unnecessary. Rather, it is basically sufficient to provide in the carrier body only a depression or a projection or the like for clamping the heating element in the carrier body.
  • the carrier body is made of an electrically conductive material and, in addition to its supporting or supporting function, also has an electrically conductive effect and allows a current to flow through the heating element.
  • the carrier body also has the function of an electrical conductor in addition to its carrying and protective function.
  • a contact element formed separately from the carrier body is advantageously provided, with which the heating element is in electrical contact.
  • the closed circuit is achieved via the carrier body, the heating element and the additional contact element.
  • the carrier body and the contact element are connected to different poles of the electrical circuit and are e- lektrisch isolated from each other to avoid a short circuit.
  • the heating device comprises two heating elements, between which the contact element is arranged and which are enclosed on its outer side by the carrier body.
  • the contact element is at the same time safely electrically insulated from the carrier body.
  • the carrier body Since the carrier body has a high chemical resistance to the fuel due to its protective layer applied to it, no high demands are to be placed on the material selection for the carrier body. Basically, it is sufficient to use simple materials such as sheets, which are otherwise characterized by a good and easy workability.
  • turbulence impressions can be formed to increase the surface of the carrier body. Due to the enlargement of the surface, a better heat transfer from the heating element to the fluid to be heated takes place.
  • These turbulence impressions may e.g. be formed tab-shaped, wherein a partial flow of the fluid flows through these turbulence impressions.
  • a ceramic varnish is used, for example, an oxide based on oxide resin, which may optionally have carbon contents.
  • Such ceramic coatings or adhesives can also be used for the production of a base to which the carrier body is attached.
  • the protective layer expediently extends over the entire outer circumferential surface of the carrier body up to this base in order to ensure a continuous protective coating.
  • Fig. 1 is a side view of a heater for fuels, shown in the installed position in a housing in partial section and consisting of a base, a bent support body made of sheet metal and two housed in the support body heating elements, between which a strip-shaped contact element is arranged, which is also held on the base wherein the outer shell of the carrier body is covered by an insulating protective layer,
  • FIG. 1 a shows a modified embodiment of the heating device according to FIG. 1,
  • FIG. 2a shows a section through the heating device according to section line A-A of Figure Ia
  • FIG. 2b shows a section through the heating device according to the section line B-B of FIG.
  • FIG. 3 a shows a modified embodiment of the heating element according to FIG. 3
  • FIG. 4 a shows a modified embodiment of the heating element according to FIG. 4 5 is another perspective view of the heating element
  • FIG. 5a shows a modified embodiment of the heating element according to FIG.
  • the fuel heater 1 is shown in the installed state in a housing 2 of an aggregate, such as a fuel filter.
  • the heating device 1 comprises a disc-shaped base 3, on which a support body 4 consisting of sheet metal is held.
  • the base 3 consists of an electrically insulating material, in particular of a ceramic lacquer or adhesive, in which the plate-shaped support body 4 is cast.
  • the housing 3 held in the base 3 is sealed by a sealing ring 12 relative to the housing.
  • the carrier body 4 In the region of its free end face, the carrier body 4 is bent over, wherein a receiving space is formed between the two side faces, into which two electrical heating elements 5 lying one above the other are inserted.
  • Each side part of the support body 4 has a recess, in each of which a heating element 5 is inserted.
  • the heating elements 5 are fixed in the longitudinal and transverse directions of the carrier body 4.
  • the heating elements 5 are firmly enclosed, since the respective outer sides of the heating elements 5 directly adjoin the inner wall of the side plates of the support body 4. Since the carrier body 4 consist of sheet metal or another electrically conductive material, an electrical contact between the carrier body 4 and the outer sides of the heating elements 5 is produced in this way.
  • a rod-shaped or strip-shaped contact element 6 is inserted, which is expediently likewise cast into the base 3 and, in particular, also made of electrically conductive material, advantageously of the same material as the carrier body 4.
  • the mutually facing inner sides of the two heating elements 5 are in contact with the contact element 6.
  • a closed circuit is produced via the carrier body 4 and the contact element 6.
  • the contact element 6 is located in the receiving space of the carrier body 4 between the two side plates. It is important to ensure that there is no electrical contact between the contact element and the support body 4 to avoid a short circuit.
  • the outer side of the carrier body 4 is provided with a protective layer 7, which acts on the one hand electrically insulating and on the other hand ensures the chemical resistance of the carrier body 4 including all elements contained in the receiving space of the carrier body to the fuel. In addition, an undesirable electrolysis in the fuel is avoided in this way.
  • the protective layer 7 has a high temperature resistance.
  • the protective layer 7 consists in particular of a ceramic lacquer or adhesive, for example of an aluminum oxide based on oxide resin, which may optionally have carbon contents. Appropriately, there is also the base 3 of this material.
  • the protective layer 7 encloses the carrier body 4 and also exposed portions of the contact element 6 up to the base 3, so that all components of the heater are protected to the base by the protective layer.
  • connection 10 and 11 are made in the base 3 on the side opposite the support body 4, wherein the connection 10 is electrically connected to the support body 4 and the connection 11 is electrically connected to the contact element 6.
  • the terminals 10 and 11 are integrally formed with the carrier body 4 and the contact element 6, for example, by carrier body and contact element so far through the base 3, that the free end face is exposed on the opposite side of the base.
  • an end face of the carrier body 4 is bent to form a hook 8 which projects through an opening 9 in the contact element 6 and in the opposite side plate of the carrier body.
  • the opening 9 in particular in the contact element 6 is made large enough that accidental contact between the hook 8 and the contact element 6 is reliably avoided.
  • the disc-shaped heating elements 5 are spring-loaded by means of spring steel clips 13 which are supported in the recess of each side plate of the support body 4, vertically to the longitudinal plane of the support body 4. Using the spring steel clips 13, the heating elements 5 are firmly clamped in this direction.
  • the protective layer 7 shown in Fig. 1 encloses the carrier body 4 advantageously on all sides, wherein optionally on the lateral flanks, which are open in the illustration of FIGS. 3 and 5, further sheets may be provided so that the receiving space for the heating elements 5 hermetically is enclosed. The side edges are covered by the protective layer.
  • FIG. 1a shows the heating device 1 according to FIG. 1 in a modified embodiment.
  • the carrier body 4 ' has turbulence impressions 14, which are stamped out of the carrier body 4' in the form of elevations.
  • FIG. 2a shows a section through the heating device 1 according to the section line A-A in FIG. 1a.
  • the turbulence impressions 14 are spaced from the heating elements 5, wherein the carrier body 4 'rests with its non-embossed areas on the heating elements 5.
  • the turbulence impressions 14 are formed in the region of the heating elements 5 as closed characteristics, whereby penetration of the fluid to be heated in the cavity between the heating elements 5 and the support body 4 'is prevented.
  • FIG. 2b shows a section through the heating device 1 according to the section line B-B in FIG. 1a.
  • the turbulence impressions 14 may be formed in the front region of the carrier body 4 'as through-flow tabs or as closed elevations.
  • FIGS. 3 a, 4 a and 5 a correspond to FIGS. 3, 4 and 5, wherein the carrier bodies 4 'have turbulence impressions 14, which serve to increase the surface area.

Abstract

The invention relates to a heating device for fuel, comprising an electric heating element (5) which is maintained on a bearing body (4). Said bearing body (4) surrounds the heating element (5) and an insulating protective layer (7) is applied to said bearing body.

Description

Heizeinrichtung für Kraftstoffe Heating device for fuels
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung für Kraftstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heating device for fuels according to the preamble of claim 1.
In der Druckschrift DE 199 55 206 Al wird ein Kraftstofffilter für Brennkraftmaschinen beschrieben, in den eine Kraftstoffheizung integriert ist, über die der Kraftstoff der Brennkraftmaschine zu erwärmen ist. Die Aufheizung des Kraftstoffes soll diesen bei tiefen Temperaturen unterhalb O0C flüssig halten, weil insbesondere in Dieselkraftstoffen enthaltene Bestandteile wie Paraffine bei diesen Temperaturen zähflüssig oder fest werden, was ohne Aufheizung des Kraftstoffes dazu führt, dass sich Kraftstoffleitungen und Kraftstofffilter zusetzen und eine ordnungsgemäße Funktionsweise der Brennkraftmaschine nicht mehr gewährleistet ist.In the document DE 199 55 206 Al a fuel filter for internal combustion engines is described, in which a fuel heater is integrated, via which the fuel of the internal combustion engine is to be heated. The heating of the fuel is said to keep it liquid at low temperatures below 0 ° C., because components such as paraffins contained in diesel fuels become viscous or solid at these temperatures, resulting in fuel lines and fuel filters clogging and proper functioning without fuel heating the internal combustion engine is no longer guaranteed.
Die in den Kraftstofffilter integrierte Heizeinrichtung ist als elektrische Widerstandsheizung ausgeführt und umfasst eine e- lektrische Heizschlange, die auf eine Trägerschicht aufgesetzt ist, welche wiederum auf einen Wärmeübertragungskörper aufgebracht ist. Um eine Schädigung der Heizschlange sowie ebenfalls auf die Trägerschicht aufgebrachte elektronische Elemente durch das aggressive chemische Verhalten des Kraftstoffes zu vermeiden und außerdem eine unerwünschte Kraftstoffelektrolyse zu verhindern, sind die elektronischen Elemente sowie die Heiz- schlänge von einer Schutzschicht überzogen. Diese Schutzschicht verhindert einen direkten Kontakt zwischen Kraftstoff und Heizschlange bzw. elektronischen Elementen.The integrated in the fuel filter heater is designed as electrical resistance heating and comprises an e- lectric heating coil, which is placed on a support layer, which in turn is applied to a heat transfer body. In order to prevent damage to the heating coil as well as electronic elements also applied to the carrier layer by the aggressive chemical behavior of the fuel and also to prevent undesired fuel electrolysis, the electronic elements and the heating elements covered by a protective layer. This protective layer prevents direct contact between fuel and heating coil or electronic elements.
Aus Gründen einer vereinfachten Herstellung kann es jedoch wünschenswert sein, einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Schutzschicht und der Heizschlange zu vermeiden.However, for ease of manufacture, it may be desirable to avoid direct contact between the protective layer and the heating coil.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Heizeinrichtung für Kraftstoffe anzugeben, die konstruktiv einfach ausgebildet ist und zugleich eine hohe chemische und Temperaturbeständigkeit gegenüber Kraftstoffen aufweist.The invention is based on the problem to provide a heater for fuels, which is structurally simple and at the same time has a high chemical and temperature resistance to fuels.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This problem is solved according to the invention with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung ist das elektrische Heizelement von dem Trägerkörper umgeben, dem somit neben seiner tragenden Funktion auch eine Schutzfunktion zukommt, da das Heizelement vom Trägerkörper gehalten wird und von diesem eingeschlossen ist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Schutzschicht auf den Trägerkörper aufgebracht ist. Auf diese Weise wird das Heizelement von einem unmittelbaren Kontakt mit der Schutzschicht freigehalten, die chemische Beständigkeit gegenüber dem Kraftstoff wird durch das Auftragen der Schutzschicht auf den Trägerkörper erreicht. Ein Auftragen der Schutzschicht auf das Heizelement ist dagegen nicht erforderlich. Dies ermöglicht es, das Heizelement und den Trägerkörper einschließlich Beschichtung in unabhängigen Arbeitsschritten zu fertigen und anschließend zusammenzubauen. Die Beschichtung des in der Regel einfach aufgebauten Trägerkörpers ist üblicherweise einfacher durchzuführen als die Beschichtung des Heizelementes. Da das Heizelement im Trägerkörper eingeschlossen ist, erübrigen sich auch zusätzliche Befestigungsmaßnahmen des Heizelementes am Trägerkörper. Vielmehr ist es grundsätzlich ausreichend, im Trägerkörper lediglich eine Vertiefung bzw. einen Vorsprung oder dergleichen zum Festklemmen des Heizelementes im Trägerkörper vorzusehen.In the heating device according to the invention, the electric heating element is surrounded by the support body, which thus also has a protective function in addition to its supporting function, since the heating element is held by the support body and is enclosed by this. Furthermore, it is provided that the protective layer is applied to the carrier body. In this way, the heating element is kept free of direct contact with the protective layer, the chemical resistance to the fuel is achieved by applying the protective layer to the carrier body. On the other hand, it is not necessary to apply the protective layer to the heating element. This makes it possible to manufacture the heating element and the carrier body including coating in independent steps and then assemble. The coating of the carrier body, which is generally simple in design, is usually easier to carry out than the coating of the heating element. Since the heating element is enclosed in the carrier body, additional fastening measures of the heating element on the carrier body are unnecessary. Rather, it is basically sufficient to provide in the carrier body only a depression or a projection or the like for clamping the heating element in the carrier body.
Ein weiterer Vorteil kann dadurch erzielt werden, dass der Trägerkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist und zusätzlich zu seiner Stütz- bzw. Tragfunktion auch e- lektrisch leitend wirkt und einen Stromfluss durch das Heizelement ermöglicht. Zweckmäßig besteht zwischen dem Heizelement und dem Trägerkörper ein unmittelbarer Kontakt, sodass sich zusätzliche elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen Trägerkörper und Heizelement erübrigen. In dieser Ausführung kommt dem Trägerkörper zusätzlich zu seiner Trag- und Schutzfunktion auch die Funktion eines elektrischen Leiters zu.A further advantage can be achieved in that the carrier body is made of an electrically conductive material and, in addition to its supporting or supporting function, also has an electrically conductive effect and allows a current to flow through the heating element. Appropriately, there is a direct contact between the heating element and the carrier body, so that unnecessary additional electrically conductive connections between the carrier body and heating element. In this embodiment, the carrier body also has the function of an electrical conductor in addition to its carrying and protective function.
Um einen geschlossenen Stromkreis zu ermöglichen, ist vorteilhaft ein vom Trägerkörper separat ausgebildetes Kontaktelement vorgesehen, mit dem das Heizelement in elektrischem Kontakt steht. Der geschlossene Stromkreis wird über den Trägerkörper, das Heizelement und das zusätzliche Kontaktelement erreicht. Der Trägerkörper und das Kontaktelement sind mit unterschiedlichen Polen des elektrischen Stromkreises verbunden und sind e- lektrisch voneinander isoliert, um einen Kurzschluss zu vermeiden.In order to enable a closed circuit, a contact element formed separately from the carrier body is advantageously provided, with which the heating element is in electrical contact. The closed circuit is achieved via the carrier body, the heating element and the additional contact element. The carrier body and the contact element are connected to different poles of the electrical circuit and are e- lektrisch isolated from each other to avoid a short circuit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die Heizeinrichtung zwei Heizelemente, zwischen denen das Kontaktelement angeordnet ist und die auf ihrer Außenseite von dem Trägerkörper eingeschlossen sind. In dieser Konfiguration wird eine größere Heizleistung erreicht, wobei der Aufwand bezüglich der Halterung und des elektrischen Anschlusses der Heizelemente im Vergleich zu Ausführungen mit nur einem Heizelement nur geringfügig größer ist. Aufgrund seiner Position zwischen den beiden Heizelementen ist das Kontaktelement zugleich sicher von dem Trägerkörper elektrisch isoliert.In a further advantageous embodiment, the heating device comprises two heating elements, between which the contact element is arranged and which are enclosed on its outer side by the carrier body. In this configuration, a larger heating power is achieved, the cost of the support and the electrical connection of the heating elements in Compared to versions with only one heating element only slightly larger. Due to its position between the two heating elements, the contact element is at the same time safely electrically insulated from the carrier body.
Da der Trägerkörper aufgrund seiner auf ihn aufgebrachten Schutzschicht eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber dem Kraftstoff besitzt, sind an der Materialauswahl für den Trägerkörper keine hohen Anforderungen zu stellen. Grundsätzlich reicht es aus, einfache Materialien wie zum Beispiel Bleche zu verwenden, die sich im Übrigen durch eine gute und leichte Be- arbeitbarkeit auszeichnen. Hierdurch wird es insbesondere ermöglicht, einen das Heizelement bzw. die Heizelemente an zwei unterschiedlichen Seiten einschließenden, einteiligen Trägerkörper zu fertigen, beispielsweise im Wege der Blechumformung. Hierbei können zur Vergrößerung der Oberfläche des Trägerkörpers Turbulenzprägungen angeformt sein. Durch die Vergrößerung der Oberfläche findet ein besserer Wärmeübergang von dem Heizelement auf das zu erwärmende Fluid statt. Diese Turbulenzprägungen können z.B. laschenförmig ausgebildet sein, wobei ein Teilstrom des Fluids durch diese Turbulenzprägungen hindurchströmt .Since the carrier body has a high chemical resistance to the fuel due to its protective layer applied to it, no high demands are to be placed on the material selection for the carrier body. Basically, it is sufficient to use simple materials such as sheets, which are otherwise characterized by a good and easy workability. This makes it possible, in particular, to manufacture a one-piece carrier body enclosing the heating element or the heating elements on two different sides, for example by means of sheet metal forming. In this case, turbulence impressions can be formed to increase the surface of the carrier body. Due to the enlargement of the surface, a better heat transfer from the heating element to the fluid to be heated takes place. These turbulence impressions may e.g. be formed tab-shaped, wherein a partial flow of the fluid flows through these turbulence impressions.
Als isolierende Schutzschicht, welche auf die Außenseite des Trägerkörpers aufgebracht wird, wird insbesondere ein Keramiklack eingesetzt, beispielsweise ein Aluminiumoxid auf Oxidharzbasis, der gegebenenfalls Kohlenstoffanteile aufweisen kann. Derartige Keramiklacke bzw. -kleber können auch für die Herstellung eines Sockels verwendet werden, an dem der Trägerkörper befestigt ist. Die Schutzschicht erstreckt sich zweckmäßig über die gesamte äußere Mantelfläche des Trägerkörpers bis zu diesem Sockel, um einen durchgehenden Schutzüberzug zu gewährleisten. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:As an insulating protective layer, which is applied to the outside of the carrier body, in particular a ceramic varnish is used, for example, an oxide based on oxide resin, which may optionally have carbon contents. Such ceramic coatings or adhesives can also be used for the production of a base to which the carrier body is attached. The protective layer expediently extends over the entire outer circumferential surface of the carrier body up to this base in order to ensure a continuous protective coating. Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Heizeinrichtung für Kraftstoffe, dargestellt in Einbaulage in einem Gehäuse im Teilschnitt und bestehend aus einem Sockel, einem umgebogenen Trägerkörper aus Blech und zwei im Trägerkörper aufgenommenen Heizelementen, zwischen denen ein leistenförmiges Kontaktelement angeordnet ist, welches ebenfalls am Sockel gehalten ist, wobei der Außenmantel des Trägerkörpers von einer isolierenden Schutzschicht überzogen ist,Fig. 1 is a side view of a heater for fuels, shown in the installed position in a housing in partial section and consisting of a base, a bent support body made of sheet metal and two housed in the support body heating elements, between which a strip-shaped contact element is arranged, which is also held on the base wherein the outer shell of the carrier body is covered by an insulating protective layer,
Fig. Ia eine modifizierte Ausgestaltung der Heizeinrichtung gemäß Figur 1,1 a shows a modified embodiment of the heating device according to FIG. 1,
Fig. 2 eine Ansicht auf die Stirnseite des Sockels,2 is a view on the front side of the base,
Figur 2a einen Schnitt durch die Heizeinrichtung gemäß Schnittlinie A-A der Figur Ia,2a shows a section through the heating device according to section line A-A of Figure Ia,
Figur 2b einen Schnitt durch die Heizeinrichtung gemäß der Schnittlinie B-B der Figur Ia,FIG. 2b shows a section through the heating device according to the section line B-B of FIG.
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Heizelementes,3 is a perspective view of the heating element,
Figur 3a eine modifizierte Ausgestaltung des Heizelementes gemäß Figur 3FIG. 3 a shows a modified embodiment of the heating element according to FIG. 3
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Heizelement,4 is a plan view of the heating element,
Figur 4a eine modifizierte Ausgestaltung des Heizelementes gemäß Figur 4 Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung des Heizelementes,FIG. 4 a shows a modified embodiment of the heating element according to FIG. 4 5 is another perspective view of the heating element,
Fig. 5a eine modifizierte Ausgestaltung des Heizelementes gemäß Figur 5.5a shows a modified embodiment of the heating element according to FIG.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen .In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
In Fig. 1 ist die Kraftstoff-Heizeinrichtung 1 im eingebauten Zustand in einem Gehäuse 2 eines Aggregates, beispielsweise eines Kraftstofffilters dargestellt. Die Heizeinrichtung 1 um- fasst einen scheibenförmigen Sockel 3, an dem ein aus Blech bestehender Trägerkörper 4 gehalten ist. Der Sockel 3 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem Keramiklack bzw. -kleber, in den der plattenförmige Trägerkörper 4 eingegossen ist. Der im Gehäuse 2 gehaltene Sockel 3 ist über einen Dichtring 12 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.In Fig. 1, the fuel heater 1 is shown in the installed state in a housing 2 of an aggregate, such as a fuel filter. The heating device 1 comprises a disc-shaped base 3, on which a support body 4 consisting of sheet metal is held. The base 3 consists of an electrically insulating material, in particular of a ceramic lacquer or adhesive, in which the plate-shaped support body 4 is cast. The housing 3 held in the base 3 is sealed by a sealing ring 12 relative to the housing.
Im Bereich seiner freien Stirnseite ist der Trägerkörper 4 umgebogen, wobei zwischen den beiden Seitenflächen ein Aufnahmeraum gebildet ist, in den zwei übereinander liegende elektrische Heizelemente 5 eingesetzt sind. Jedes Seitenteil des Trägerkörpers 4 besitzt eine Vertiefung, in die jeweils ein Heizelement 5 eingesetzt ist. Auf diese Weise werden die Heizelemente 5 in Längs- und Querrichtung des Trägerkörpers 4 fixiert. Auch in vertikaler Richtung sind die Heizelemente 5 fest eingeschlossen, da die jeweiligen Außenseiten der Heizelemente 5 unmittelbar an die Innenwandung der Seitenbleche des Trägerkörpers 4 angrenzen. Da die Trägerkörper 4 aus Blech oder einem anderen elektrischen leitfähigen Material bestehen, ist auf diese Weise ein elektrischer Kontakt zwischen Trägerkörper 4 und den Außenseiten der Heizelemente 5 hergestellt. Zwischen die beiden Heizelemente 5 ist ein stab- oder leisten- förmiges Kontaktelement 6 eingesetzt, welches zweckmäßig ebenfalls in den Sockel 3 eingegossen ist und insbesondere ebenfalls aus elektrisch leitfähigem Material, vorteilhaft aus dem gleichen Material wie der Trägerkörper 4 besteht. Die einander zugewandten Innenseiten der beiden Heizelemente 5 liegen auf Kontakt mit dem Kontaktelement 6. Auf diese Weise ist in jedem Heizelement 5 ein geschlossener Stromkreislauf über den Trägerkörper 4 und das Kontaktelement 6 hergestellt. Das Kontaktelement 6 befindet sich im Aufnahmeraum des Trägerkörpers 4 zwischen dessen beiden Seitenblechen. Es ist darauf zu achten, dass zur Vermeidung eines Kurzschlusses kein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Trägerkörper 4 besteht .In the region of its free end face, the carrier body 4 is bent over, wherein a receiving space is formed between the two side faces, into which two electrical heating elements 5 lying one above the other are inserted. Each side part of the support body 4 has a recess, in each of which a heating element 5 is inserted. In this way, the heating elements 5 are fixed in the longitudinal and transverse directions of the carrier body 4. Also in the vertical direction, the heating elements 5 are firmly enclosed, since the respective outer sides of the heating elements 5 directly adjoin the inner wall of the side plates of the support body 4. Since the carrier body 4 consist of sheet metal or another electrically conductive material, an electrical contact between the carrier body 4 and the outer sides of the heating elements 5 is produced in this way. Between the two heating elements 5, a rod-shaped or strip-shaped contact element 6 is inserted, which is expediently likewise cast into the base 3 and, in particular, also made of electrically conductive material, advantageously of the same material as the carrier body 4. The mutually facing inner sides of the two heating elements 5 are in contact with the contact element 6. In this way, in each heating element 5, a closed circuit is produced via the carrier body 4 and the contact element 6. The contact element 6 is located in the receiving space of the carrier body 4 between the two side plates. It is important to ensure that there is no electrical contact between the contact element and the support body 4 to avoid a short circuit.
Die Außenseite des Trägerkörpers 4 ist mit einer Schutzschicht 7 versehen, welche zum einen elektrisch isolierend wirkt und zum anderen die chemische Beständigkeit des Trägerkörpers 4 einschließlich aller im Aufnahmeraum des Trägerkörpers enthaltenen Elemente gegenüber dem Kraftstoff sicherstellt. Außerdem wird auf diese Weise eine unerwünschte Elektrolyse im Kraftstoff vermieden. Des Weiteren weist die Schutzschicht 7 eine hohe Temperaturbeständigkeit auf. Die Schutzschicht 7 besteht insbesondere aus einem Keramiklack bzw. -kleber, beispielsweise aus einem Aluminiumoxid auf Oxidharzbasis, das gegebenenfalls Kohlenstoffanteile aufweisen kann. Zweckmäßig besteht auch der Sockel 3 aus diesem Material. Die Schutzschicht 7 umschließt den Trägerkörper 4 und auch freiliegende Abschnitte des Kontaktelementes 6 bis hin zu dem Sockel 3, so dass sämtliche Bauteile der Heizeinrichtung bis zum Sockel durch die Schutzschicht geschützt sind. Auf der dem Trägerkörper 4 gegenüberliegenden Seite sind in den Sockel 3 elektrische Anschlüsse 10 und 11 eingebracht, wobei der Anschluss 10 elektrisch mit dem Trägerkörper 4 und der An- schluss 11 elektrisch mit dem Kontaktelement 6 verbunden ist. Gegebenenfalls sind die Anschlüsse 10 und 11 einteilig mit dem Trägerkörper 4 bzw. dem Kontaktelement 6 ausgebildet, beispielsweise indem Trägerkörper und Kontaktelement den Sockel 3 so weit durchragen, dass die freie Stirnseite auf der gegenüberliegenden Seite des Sockels freiliegt.The outer side of the carrier body 4 is provided with a protective layer 7, which acts on the one hand electrically insulating and on the other hand ensures the chemical resistance of the carrier body 4 including all elements contained in the receiving space of the carrier body to the fuel. In addition, an undesirable electrolysis in the fuel is avoided in this way. Furthermore, the protective layer 7 has a high temperature resistance. The protective layer 7 consists in particular of a ceramic lacquer or adhesive, for example of an aluminum oxide based on oxide resin, which may optionally have carbon contents. Appropriately, there is also the base 3 of this material. The protective layer 7 encloses the carrier body 4 and also exposed portions of the contact element 6 up to the base 3, so that all components of the heater are protected to the base by the protective layer. Electrical connections 10 and 11 are made in the base 3 on the side opposite the support body 4, wherein the connection 10 is electrically connected to the support body 4 and the connection 11 is electrically connected to the contact element 6. Optionally, the terminals 10 and 11 are integrally formed with the carrier body 4 and the contact element 6, for example, by carrier body and contact element so far through the base 3, that the free end face is exposed on the opposite side of the base.
Wie Fig. 1 sowie den Fig. 3 bis 5 zu entnehmen, ist ein stirnseitiges Ende des Trägerkörpers 4 zu einem Haken 8 umgebogen, der eine Öffnung 9 im Kontaktelement 6 sowie im gegenüberliegenden Seitenblech des Trägerkörpers durchragt. Die Öffnung 9 insbesondere im Kontaktelement 6 ist groß genug gestaltet, dass ein versehentlicher Kontakt zwischen dem Haken 8 und dem Kontaktelement 6 sicher vermieden wird.As can be seen from FIG. 1 and FIGS. 3 to 5, an end face of the carrier body 4 is bent to form a hook 8 which projects through an opening 9 in the contact element 6 and in the opposite side plate of the carrier body. The opening 9 in particular in the contact element 6 is made large enough that accidental contact between the hook 8 and the contact element 6 is reliably avoided.
Die scheibenförmigen Heizelemente 5 sind mithilfe von Federstahlklammern 13, die sich in der Vertiefung jedes Seitenbleches des Trägerkörpers 4 abstützen, vertikal zur Längsebene des Trägerkörpers 4 federbelastet. Mithilfe der Federstahlklammern 13 sind die Heizelemente 5 in dieser Richtung fest eingespannt.The disc-shaped heating elements 5 are spring-loaded by means of spring steel clips 13 which are supported in the recess of each side plate of the support body 4, vertically to the longitudinal plane of the support body 4. Using the spring steel clips 13, the heating elements 5 are firmly clamped in this direction.
Die in Fig. 1 dargestellte Schutzschicht 7 umschließt den Trägerkörper 4 vorteilhaft allseitig, wobei gegebenenfalls an den seitlichen Flanken, die in der Darstellung nach den Fig. 3 und 5 offen liegen, weitere Bleche vorgesehen sein können, damit der Aufnahmeraum für die Heizelemente 5 hermetisch umschlossen ist. Auch die Seitenflanken sind von der Schutzschicht überzogen.The protective layer 7 shown in Fig. 1 encloses the carrier body 4 advantageously on all sides, wherein optionally on the lateral flanks, which are open in the illustration of FIGS. 3 and 5, further sheets may be provided so that the receiving space for the heating elements 5 hermetically is enclosed. The side edges are covered by the protective layer.
Die Heizelemente 5 sind vorteilhaft als PTC-Elemente (Elemente mit positivem Temperaturkoeffizienten) ausgeführt. Figur Ia zeigt die Heizeinrichtung 1 gemäß Figur 1 in modifizierter Ausgestaltung. Bei dieser Ausführung verfügt der Trägerkörper 4' über Turbulenzprägungen 14, welche aus dem Trägerkörper 4' in Form von Erhöhungen herausgeprägt sind.The heating elements 5 are advantageously designed as PTC elements (elements with a positive temperature coefficient). FIG. 1a shows the heating device 1 according to FIG. 1 in a modified embodiment. In this embodiment, the carrier body 4 'has turbulence impressions 14, which are stamped out of the carrier body 4' in the form of elevations.
In Figur 2a ist ein Schnitt durch die Heizeinrichtung 1 gemäß der Schnittlinie A-A in Figur Ia dargestellt. Die Turbulenzprägungen 14 sind von den Heizelementen 5 beabstandet, wobei der Trägerkörper 4 ' mit seinen nicht geprägten Bereichen an den Heizelementen 5 anliegt. Die Turbulenzprägungen 14 sind im Bereich der Heizelemente 5 als geschlossene Ausprägungen ausgebildet, wodurch ein Eindringen des zu erwärmenden Fluids in den Hohlraum zwischen den Heizelementen 5 und dem Trägerkörper 4' verhindert wird.FIG. 2a shows a section through the heating device 1 according to the section line A-A in FIG. 1a. The turbulence impressions 14 are spaced from the heating elements 5, wherein the carrier body 4 'rests with its non-embossed areas on the heating elements 5. The turbulence impressions 14 are formed in the region of the heating elements 5 as closed characteristics, whereby penetration of the fluid to be heated in the cavity between the heating elements 5 and the support body 4 'is prevented.
In Figur 2b ist ein Schnitt durch die Heizeinrichtung 1 gemäß der Schnittlinie B-B in Figur Ia dargestellt. Die Turbulenzprägungen 14 können im vorderen Bereich des Trägerkörpers 4' als durchströmbare Laschen oder als geschlossene Erhebungen ausgebildet sein.FIG. 2b shows a section through the heating device 1 according to the section line B-B in FIG. 1a. The turbulence impressions 14 may be formed in the front region of the carrier body 4 'as through-flow tabs or as closed elevations.
Die Figuren 3a, 4a und 5a entsprechen den Figuren 3, 4 und 5, wobei die Trägerkörper 4' über Turbulenzprägungen 14 verfügen, welche zur Vergrößerung der Oberfläche dienen. FIGS. 3 a, 4 a and 5 a correspond to FIGS. 3, 4 and 5, wherein the carrier bodies 4 'have turbulence impressions 14, which serve to increase the surface area.

Claims

Patentansprüche claims
1. Heizeinrichtung für Kraftstoffe, mit einem elektrischen Heizelement (5), das an einem Trägerkörper (4) gehalten ist, und mit einer das Heizelement (5) gegenüber dem aufzuheizenden Kraftstoff isolierenden Schutzschicht (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) das Heizelement (5) umschließt und die Schutzschicht (7) auf den Trägerkörper (4) aufgebracht ist.1. A heating device for fuels, with an electrical heating element (5) which is held on a carrier body (4), and with a heating element (5) opposite the fuel to be heated insulating protective layer (7), characterized in that the carrier body (4 ) surrounds the heating element (5) and the protective layer (7) is applied to the carrier body (4).
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) an einem Sockel (3) befestigt ist und die Schutzschicht (7) den Trägerkörper (4) bis zum angrenzenden Sockel (3) umgibt.2. Heating device according to claim 1, characterized in that the carrier body (4) on a base (3) is fixed and the protective layer (7) surrounds the carrier body (4) to the adjacent base (3).
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (3) aus dem gleichen Material wie die Schutzschicht (7) gefertigt ist.3. Heating device according to claim 2, characterized in that the base (3) is made of the same material as the protective layer (7).
4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) als Blechteil ausgebildet ist.4. Heating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier body (4) is designed as a sheet metal part.
5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) als elektrischer Leiter ausgeführt ist, der mit dem Heizelement (5) in elektrischem Kontakt steht.5. Heating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier body (4) is designed as an electrical conductor which is in electrical contact with the heating element (5).
6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Trägerkörper (4) separat ausgebildetes Kontaktelement (6) mit dem Heizelement (5) in elektrischem Kontakt steht.6. Heating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that from the carrier body (4) separately formed contact element (6) with the heating element (5) is in electrical contact.
7. Heizeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (6) aus dem gleichen Material wie der Trägerkörper (4) gefertigt.7. Heating device according to claim 6, characterized in that the contact element (6) made of the same material as the carrier body (4).
8. Heizeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Heizelemente (5) vom Trägerkörper (4) umschlossen sind und dass das Kontaktelement (6) zwischen den beiden Heizelementen (5) liegt.8. Heating device according to claim 6 or 7, characterized in that two heating elements (5) from the support body (4) are enclosed and that the contact element (6) between the two heating elements (5).
9. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) als einteiliges Bauteil ausgeführt ist, das das Heizelement (5) an zumindest zwei Seiten umschließt .9. Heating device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier body (4) is designed as a one-piece component, which encloses the heating element (5) on at least two sides.
10. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Schutzschicht (7) aus Keramiklack besteht.10. Heating device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the insulating protective layer (7) consists of ceramic paint.
11. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (5) als PTC-Element (Element mit positivem Temperaturkoeffizienten) ausgeführt ist. 11. Heating device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the heating element (5) is designed as a PTC element (element with a positive temperature coefficient).
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