WO2011076493A1 - Heizeinrichtung für einen kraftstoff-filter - Google Patents

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WO2011076493A1
WO2011076493A1 PCT/EP2010/067688 EP2010067688W WO2011076493A1 WO 2011076493 A1 WO2011076493 A1 WO 2011076493A1 EP 2010067688 W EP2010067688 W EP 2010067688W WO 2011076493 A1 WO2011076493 A1 WO 2011076493A1
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WO
WIPO (PCT)
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heating device
contact plates
support structures
lid
arm
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/067688
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alberto Parra Navarrete
Carlos J. Blasco Remacha
Candido Juara Ropero
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201080058747.2A priority Critical patent/CN102667129B/zh
Publication of WO2011076493A1 publication Critical patent/WO2011076493A1/de

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/18—Heating or cooling the filters
    • 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 a fuel filter of a motor vehicle operated with diesel fuel, with a housing, with support structures formed therein, at least one PTC element, which is arranged between two contact plates, at least one spring element, for urging the contact plates and the at least one PTC element. Elements against each other and against at least one of the support structures and a lid closing the housing.
  • paraffins At low temperatures, long-chain hydrocarbon compounds, so-called paraffins, can precipitate in diesel fuels. These paraffins form crystals, which then float in the fuel. The fuel is thereby viscous and difficult to filter. With strongly increasing concentration of the paraffin crystals, these clog the fuel filter, whereby it can come to a loss of performance and even to a stop of the engine. Therefore, in modern diesel engines usually a so-called PTC heater is connected in front of the filter. This heater pre-heats the diesel fuel, causing the paraffin crystals to melt before they reach the filter.
  • these PTC heaters usually have a plurality of disk-shaped PTC elements, which heat up when an electrical voltage is applied to them. As the temperature rises, the electrical resistance increases (PTC - positive temperature coefficient). As a rule, PTC elements are arranged between two flow and heat-conducting contact plates over which On the other hand, the PTC elements are supplied with power and on the other hand, derive the resulting heat and thus heat the fuel.
  • an electric heating device for diesel fuel in which a plurality of disk-shaped PTC elements are held in the axial direction by means of at least two webs in the radial direction and by means of a helical spring per PTC element.
  • a heating device for a fuel filter of a motor vehicle operated with diesel fuel, with a housing, with support structures formed therein, at least one PTC element, which is arranged between two contact plates, at least one spring element, for urging the contact plates and the at least one PTC element. Elements on each other and against at least one of the support structures and a cover closing the housing, wherein the at least one spring element is designed as a lid formed on the arm. On the cover there is at least one spring element designed as an arm which urges the contact plates and the at least one PTC element against each other and against at least one support structure with a spring force. With such, at least one arm, the associated PTC element can be reliably held between the associated contact plates.
  • the at least one arm according to the invention can be produced almost cost neutral in the production of the associated lid and then mounted together with the lid. Elaborate mounting devices for the placement of coil springs thus eliminated.
  • a plurality of arms are formed on the lid, whereby then a plurality of PTC elements can be kept pressed.
  • the lid and the at least one arm are formed from spring steel.
  • Spring steel can provide a high resistance to a mechanical bending load.
  • elastic deformation of the at least one arm is possible over a large load path.
  • a plastic deformation of an arm is avoided by the inventive design.
  • the cover itself is resiliently formed with the spring steel, which further increases the resilient effect. The reliability of the entire heater is thus influenced advantageous.
  • the cover is circular, designed with a central region, and the at least one arm is directed radially outward starting from the central region.
  • At least one arm extends radially outwardly from the central region of the circular cover.
  • the arm is firmly connected at one end to the central region of the lid. At the other end, the arm is movable. Starting from the central area, the arm is inclined in an axial direction.
  • the central region may further include an opening through which advantageously a fluid, in particular fuel, can flow.
  • a resilient lid is formed, which makes a use of otherwise conventional coil springs superfluous. This significantly simplifies the production.
  • the resilient action of the lid is particularly effective when it is also held at its radially outer edge. The lid can then rebound towards the inner area, while the at least one arm can simultaneously spring outward from the inner area. It results in a longitudinal section considered an accordion principle.
  • the at least one arm has a maximum flexural rigidity at the central region and this flexural rigidity is designed to decrease toward the outside.
  • the at least one arm according to the invention is bending-resistant in the radial direction towards the outside and thus increasingly elastic.
  • the arm of this type can thereby soft cushioning a small load and yet a strong To counteract stress a great resistance. Initially, each area of the arm deforms elastically with low bending stiffness. As the load increases, so do the remaining areas of the arm.
  • the advantageous embodiment of the arm with a bending resistance which decreases towards the outside the entire spectrum of the loads occurring on the heating element can be cushioned under all operating conditions. Thus, a reliable function of the heating element is ensured.
  • the central region has a stiffening.
  • the stiffening increases the bending resistance of the lid in its central area. This can be done in particular with a bead which advantageously surrounds a central opening in the lid.
  • the central region can have a significantly higher bending stiffness than the surrounding regions with such a stiffening. This is achieved according to the invention alone with a special shape of the lid and thus largely without additional effort.
  • the at least one arm is V-shaped and has its greatest width at the central region.
  • the arm of this kind is designed in the form of a V-shaped blade and is connected to the central region of the cover at the wider end of the Vs. Due to the wider shape, the arm has an increased flexural rigidity in this area. The outer narrower areas of the arm have a lower flexural rigidity, which, as already mentioned, a cushioning of a large load spectrum is possible.
  • the cover has at its outer region a plurality of circumferentially spaced openings, on the housing a plurality of pedestals are formed with pins and the lid is adapted to rest on the pedestals, wherein the openings are penetrated by the pins ,
  • substantially circular housing a plurality of circumferentially located base, each with a pin formed on the outer region.
  • the base and the associated pins are aligned in the axial direction or parallel to the longitudinal axis of the housing.
  • the pins are designed to protrude through openings formed on the lid.
  • the lid rests on the sockets and largely closes the case.
  • the lid is held in accordance with this development by means of the pins in the radial direction.
  • the pins can be heated by means of ultrasound and thereby each a head can be formed, with which the lid is retained on the sockets.
  • the pins are advantageously formed from a thermoplastic material. If the lid rests on the pedestals, a pin, as explained above, projects through an associated opening on the lid.
  • the pins made of thermoplastic material can be heated by means of ultrasound, whereby the plastic can be deformed. In this case, a tool is pressed onto the soft, plastically deformable plastic, with which an area of the respective pin above the lid is transformed into a head. This head is wider than the pin and also dominates the associated opening. As a result, the lid is held on the housing. Further, the lid with the arm (s) formed on it is biased against the associated contact plate (s).
  • a plurality of PTC elements are arranged between the two contact plates.
  • the two contact plates are designed to conduct electricity.
  • One contact plate serves as a positive pole and the other as a negative pole.
  • the PTC elements are heated, directly from the fuel to be heated to be flowed around.
  • the resulting heat energy can be used directly for heating the fuel.
  • the contact plates are advantageously also thermally conductive. They absorb the thermal energy generated by the PTC elements and release it over their entire surface.
  • the contact plates on at least one opening, which are penetrated by a respective part of the support structures.
  • the contact plates are advantageously designed so that the openings are congruent in contact plates arranged above each other.
  • a support structure can thus project through two contact plates arranged one above the other and support both contact plates at the same time.
  • the invention further provides a heating device for a fuel filter of a motor vehicle operated with diesel fuel, with a housing, with support structures formed therein, at least one PTC element, which is arranged between two contact plates, at least one spring element, for urging the Contact plates and the at least one PTC
  • the support structures are advantageously formed from a thermoplastic material. This can be heated as described above by means of ultrasound and melted. The plastic is thereby plastically deformable. The support structures protrude through both contact plates and beyond, as explained above. This area, beyond the contact plate, is transformed into a head during and after heating by means of a tool. The head covers the opening of the contact plate, whereby both contact plates are held at the same time on the support structures. Furthermore, the PTC elements arranged between the contact plates are held in the axial direction of the associated housing. By such a holder according to the invention the contact plates attachment with otherwise standard metal rivets is superfluous. This saves a manufacturing step and simplifies the manufacture of the heating element.
  • the support structures are formed as curved webs and arranged in pairs, opposite each other.
  • the pairs of opposite webs describe a circle with their curvature.
  • the advantageously circular PTC elements are arranged, which are supported in the radial direction of the associated housing.
  • the PTC elements are held between the two contact plates in the axial direction.
  • both contact plates and the PTC elements arranged therebetween are supported in the radial and axial direction solely by the support structures.
  • Other fasteners, such as metal rivets eliminated. In addition to cost savings, this leads to a simplified manufacturing process.
  • FIG. 1 is an exploded view of a heating device according to the invention
  • FIG. 2 is a partial longitudinal section of the heating device according to FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective side view of a cover of the heating device according to FIG.
  • Fig. 4 is a partial longitudinal section of a heat-formed by ultrasound formed support structure of the heater of FIG. 1, with an associated tool.
  • a heating device 10 which comprises a disc-shaped cover 12 which largely closes a cup-shaped housing 14.
  • a plurality, in the present case four, arms 16 are formed on the lid 12 .
  • the lid 12 and the arms 16 are formed of spring steel.
  • the lid 12 has a stiffening 20 in the form of a bead and an opening 22 in a central region 18.
  • the stiffening 20 increases a flexural rigidity of the cover 12 in its central region 18.
  • the opening 22 is designed to be flowed through by a fluid, in the present case fuel, during operation of the heating device 10.
  • a plurality of, in the present case three, openings 24 are arranged circumferentially.
  • a pin 28 protrudes through the openings 24 in the direction of a longitudinal axis 26 of the housing 14.
  • the pins 28 are formed on pedestals 30 which are distributed on the lower, inner corner region of the cup-shaped housing 14 on its lateral surface.
  • the pins 28 are formed from a thermoplastic which has been heated by ultrasound and then formed into a head ( Figure 2).
  • a plurality of support structures 32 are formed in the interior of the housing 14.
  • the support structures 32 are also formed of thermoplastic material.
  • the housing 14 has a connector 34 on the outside, with which the heating device 10 can be connected to a (not shown) current-carrying cable.
  • a connector 34 on the outside, with which the heating device 10 can be connected to a (not shown) current-carrying cable.
  • two contact pins 36 are formed on the plug connector 34, which pass through the wall of the cup-shaped housing 14.
  • first contact plate 38 and a second contact plate 40 are connected in an electrically conductive manner to the two contact pins 36.
  • the first contact plate 38 serves as a negative electrical pole and the second
  • the contact plates 38 and 40 are designed to conduct heat and electricity and have distributed in their surface a plurality of arcuate (substantially radially directed) openings 42 and a central opening 44.
  • the openings 42 are penetrated in the direction of the longitudinal axis 26 of the support structures 32.
  • the support structures 32 are at the top by means of
  • PTC elements 46 are arranged between the contact plates 38, 40 a plurality, in the present case four.
  • the PTC elements 46 are held in the radial direction of the housing 14 by a respective pair of the support structures 32 and in the axial direction by the two contact plates 38 and 40.
  • the contact plate 38 is urged downward by the arms 16 against the PTC elements 46 and the other contact plate 40 by spring force.
  • FIG. 3 shows a perspective side view of the cover 12 according to the invention.
  • Four arms 16 are formed on the cover 12 and are prestressed against the first contact plate 38 when the cover 12 is mounted in the housing 14. Further, the stiffener 20, the opening 22 and the openings 24 can be seen on the lid 12 as shown in FIG.
  • FIG. 4 the two contact plates 38 and 40 are shown with an interposed PTC element 46 on an enlarged scale.
  • Such an arrangement of the components 38, 40 and 46 is applied to the support structure 32, whereby these pass through openings 42 in the contact plates 38 and 40 with curved, web-like sections (see FIG. 1).
  • a head 52 is formed by forming by means of a tool 50.
  • the original shape of the support structure 32 prior to forming is shown with a dashed line 48.
  • the tool 50 is a punch that serves to transmit ultrasonic waves to the material of the support structure 32.
  • head 52 projects beyond the opening 42 in the upper contact plate 38.
  • the head 52 thereby holds the contact plate 38 together with the PTC element 46 and the lower contact plate 40 on the housing 14 back.
  • the head 52 generates a compressive force on the contact plate 38, so that it is electrically urged against the PTC element 46 and the contact plate 40 and applied.

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Abstract

Bei einer Heizeinrichtung (10) für einen Kraftstofffilter eines mit Dieselkraftstoff betriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse (14), mit darin ausgebildeten Stützstrukturen (32),mindestens einem PTC-Element (46), welches zwischen zwei Kontaktplatten (38; 40) angeordnet ist, mindestens einem Federelement (16), zum Drängen der Kontaktplatten (38; 40) und des mindestens einen PTC-Elements (46) aufeinander und gegen zumindest eine der Stützstrukturen (32) und einem das Gehäuse (14) verschließenden Deckel (12), ist erfindungsgemäß das mindestens eine Federelement (16) als am Deckel (12) ausgebildeter Arm (16) gestaltet.

Description

Beschreibung Titel
Heizeinrichtung für einen Kraftstoff-Filter
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für einen Kraftstofffilter eines mit Dieselkraftstoff betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, mit darin ausgebildeten Stützstrukturen, mindestens einem PTC-Element, welches zwischen zwei Kontaktplatten angeordnet ist, mindestens einem Federelement, zum Drängen der Kontaktplatten und des mindestens einen PTC-Elements aufeinander und gegen zumindest eine der Stützstrukturen und einem das Gehäuse verschließenden Deckel.
Stand der Technik
Bei niedrigen Temperaturen können in Diesel-Kraftstoffen langkettige Kohlenwasserstoffverbindungen, sogenannte Paraffine, ausfallen. Diese Paraffine bilden Kristalle, die dann im Kraftstoff schweben. Der Kraftstoff wird dadurch zähflüssiger und schwerer zu filtrieren. Bei stark ansteigender Konzentration der Paraffinkristalle, verstopfen diese den Kraftstoff-Filter, wodurch es zu einem Leistungsverlust und sogar zu einem Stillstand des Motors kommen kann. Daher ist bei modernen Dieselmotoren in der Regel eine sogenannte PTC-Heizung vor den Filter geschaltet. Diese Heizung wärmt den Diesel-Kraftstoff vor, wodurch die Paraffinkristalle schmelzen, bevor sie den Filter erreichen.
Hierzu weisen diese PTC-Heizungen in der Regel mehrere scheibenförmige PTC-Elemente auf, die sich erwärmen, wenn eine elektrische Spannung an ihnen angelegt wird. Dabei steigt mit steigender Temperatur der elektrische Widerstand (PTC - positiver Temperatur Koeffizient). PTC-Elemente sind in der Regel zwischen zwei ström- und wärmeleitenden Kontaktplatten angeordnet, über die ei- nerseits die PTC-Elemente mit Strom versorgt werden und die andererseits die entstehende Wärme ableiten und damit den Kraftstoff erwärmen.
Aus der EP 581 176 B1 ist eine elektrische Heizeinrichtung für Dieselkraftstoff bekannt, bei der mehrere scheibenförmige PTC-Elemente mittels mindestens zweier Stege in radialer Richtung und mittels einer Schraubenfeder je PTC- Element in axialer Richtung gehaltert sind.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist eine Heizeinrichtung für einen Kraftstofffilter eines mit Dieselkraftstoff betriebenen Kraftfahrzeugs geschaffen, mit einem Gehäuse, mit darin ausgebildeten Stützstrukturen, mindestens einem PTC-Element, welches zwischen zwei Kontaktplatten angeordnet ist, mindestens einem Federelement, zum Drängen der Kontaktplatten und des mindestens einen PTC-Elements aufeinander und gegen zumindest eine der Stützstrukturen und einem das Gehäuse verschließenden Deckel, bei der das mindestens eine Federelement als am Deckel ausgebildeter Arm gestaltet ist. An dem Deckel befindet sich mindestens ein als Arm ausgebildetes Federelement, welches die Kontaktplatten und das mindestens eine PTC-Element mit einer Federkraft aufeinander und gegen mindestens eine Stützstruktur drängt. Mit dem derartigen, mindestens einen Arm kann das zugehörige PTC-Element betriebssicher zwischen den zugehörigen Kontaktplatten gehalten werden. Dies gewährleistet ein unterbrechungsfreies Heizen des Kraftstoffs selbst bei Erschütterung während des Betrieb des Fahrzeugs, ohne dass es dazu zusätzlicher Bauteile, wie etwa Schraubenfedern bedarf. Der mindestens eine erfindungsgemäße Arm kann bei der Herstellung des zugehörigen Deckels nahezu kostenneutral hergestellt und dann zusammen mit dem Deckel auch montiert werden. Aufwendige Montageeinrichtungen für das Anordnen von Schraubenfedern entfallen damit. Vorteilhaft sind mehrere Arme an dem Deckel ausgebildet, wodurch dann mehrere PTC-Elemente angedrückt gehalten werden können.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizein- richtung sind der Deckel und der mindestens eine Arm aus Federstahl gebildet. Federstahl kann einer mechanischen Biegebelastung einen hohen Widerstand entgegensetzen. Dadurch ist über eine große Laststrecke eine elastische Verformung des mindestens einen Armes möglich. Eine plastische Verformung eines Armes wird durch die derartige erfindungsgemäße Gestaltung vermieden. Ferner ist mit dem Federstahl der Deckel selbst federnd ausgebildet, wodurch sich die federnde Wirkung weiter erhöht. Die Betriebssicherheit der gesamten Heizeinrichtung wird damit vorteilhaft beeinflusst.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung ist der Deckel kreisförmig, mit einem zentralen Bereich gestaltet und der mindestens eine Arm, ausgehend von dem zentralen Bereich radial nach außen gerichtet.
Von dem zentralen Bereich des kreisförmigen Deckels erstreckt sich mindestens ein Arm radial nach außen. Der Arm ist dabei an einem Ende fest mit dem zentralen Bereich des Deckels verbunden. An seinem anderen Ende ist der Arm beweglich. Ausgehend von dem zentralen Bereich, steht der Arm in einer axialen Richtung schräg ab. Der zentrale Bereich kann ferner eine Öffnung enthalten, durch die vorteilhaft ein Fluid, insbesondere Kraftstoff, strömen kann. Mit dem erfindungsgemäßen Deckel, mit daran ausgebildetem, axial abstehendem Arm ist ein federnder Deckel gebildet, der einen Einsatz von sonst üblichen Schraubenfedern überflüssig macht. Dies vereinfacht die Fertigung signifikant. Die federnde Wirkung des Deckels kommt besonders dann zur Geltung, wenn dieser zugleich an seinem radial äußeren Rand gehalten ist. Der Deckel kann dann zum inneren Bereich hin ausfedern, während der mindestens eine Arm zugleich vom inneren Bereich aus nach außen ausfedern kann. Es ergibt sich im Längsschnitt betrachtet ein Ziehharmonika-Prinzip.
Gemäß einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weist der mindestens eine Arm an dem zentralen Bereich eine maximale Biegesteifigkeit auf und diese Biegesteifigkeit ist nach außen hin abnehmend ausgebildet.
Der mindestens eine erfindungsgemäße Arm ist in radialer Richtung nach außen hin abnehmend biegesteif und damit zunehmend elastisch. Der derartige Arm kann dadurch eine geringe Belastung weich abfedern und dennoch einer starken Belastung einen großen Widerstand entgegensetzen. Dabei verformt sich zunächst jeder Bereich des Arms mit geringer Biegesteifigkeit elastisch. Bei steigender Last verformen sich zunehmend auch die übrigen Bereiche des Arms. Mit der vorteilhaften Ausbildung des Arms mit einem nach außen abnehmenden Biegewiderstand kann unter allen Betriebszuständen das gesamte Spektrum der an dem Heizelement auftretenden Lasten abgefedert werden. Somit ist eine zuverlässige Funktion des Heizelements sichergestellt.
Gemäß einer vierten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weist der zentrale Bereich eine Versteifung auf.
Die Versteifung erhöht den Biegewiderstand des Deckels in seinem zentralen Bereich. Dies kann insbesondere mit einer Sicke erfolgen die vorteilhaft eine mittige Öffnung im Deckel umgibt. Der zentrale Bereich kann mit einer solchen Versteifung eine deutlich höhere Biegesteifigkeit aufweisen als die ihn umgebenden Bereiche. Dies wird erfindungsgemäß allein mit einer besonderen Formgebung des Deckels und damit weitgehend ohne Mehraufwand erreicht.
Gemäß einer fünften vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung ist der mindestens eine Arm V-förmig gestaltet und weist an dem zentralen Bereich seine größte Breite auf.
Der derartige Arm ist als Blatt in V-Form gestaltet und dabei an dem breiteren Ende des Vs mit dem zentralen Bereich des Deckels verbunden. Durch die breitere Ausformung weist der Arm in diesem Bereich eine erhöhte Biegesteifigkeit auf. Die außen liegenden schmäleren Bereiche des Arms weisen eine geringere Biegesteifigkeit auf, wodurch, wie bereits erwähnt, ein Abfedern eines großen Lastspektrums möglich ist.
Gemäß einer sechsten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung hat der Deckel an seinem äußeren Bereich mehrere am Umfang verteilt angeordnete Öffnungen, an dem Gehäuse sind mehrere Sockel mit Stiften ausgebildet und der Deckel ist zum Aufliegen auf den Sockeln angepasst, wobei die Öffnungen von den Stiften durchragt sind. An dem bei dieser Weiterbildung insbesondere im Wesentlichen kreisrunden Gehäuse sind am äußeren Bereich mehrere am Umfang liegende Sockel, mit je einem Stift, ausgebildet. Die Sockel und die zugehörigen Stifte sind dabei in axialer Richtung bzw. parallel zur Längsachse des Gehäuses, ausgerichtet. Die Stifte sind so gestaltet, dass sie durch Öffnungen ragen, die am Deckel ausgebildet sind. Der Deckel liegt dabei auf den Sockeln auf und verschließt so weitgehend das Gehäuse. Der Deckel ist gemäß dieser Weiterbildung mittels der Stifte in radialer Richtung gehalten.
Gemäß einer siebten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung sind die Stifte mittels Ultraschall erhitzbar und dadurch ist je ein Kopf anformbar, mit dem der Deckel auf den Sockeln zurückgehalten ist.
Die Stifte sind vorteilhaft aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet. Liegt der Deckel auf den Sockeln auf, so ragt je ein Stift, wie oben erläutert, durch eine zugehörige Öffnung am Deckel. Die Stifte aus thermoplastischem Kunststoff sind mittels Ultraschall erhitzbar, wodurch der Kunststoff verformt werden kann. Dabei wird auf den weichen, plastisch verformbaren Kunststoff ein Werkzeug gepresst, mit dem ein Bereich des jeweiligen Stiftes oberhalb des Deckels in einen Kopf umgeformt wird. Dieser Kopf ist dabei breiter als der Stift und überragt auch die zugehörige Öffnung. Dadurch ist der Deckel an dem Gehäuse festgehalten. Ferner ist der Deckel mit dem an ihm ausgebildeten Arm(en) gegen die zugehörige Kontaktplatte(n) vorgespannt. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Stifte aus Thermoplast ist eine Befestigung mittels Ultraschall-Umformen möglicht. Dies macht sonst übliche Metallnieten überflüssig und führt dadurch zu einer Kostenersparnis.
Gemäß einer achten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung sind zwischen den beiden Kontaktplatten mehrere PTC-Elemente angeordnet.
Zwischen den beiden Kontaktplatten sind gemäß der Weiterbildung mehrere zu bestromende PTC-Elemente vorgesehen. Zur Versorgung der PTC-Elemente mit elektrischem Strom sind die beiden Kontaktplatten stromleitend gestaltet. Dabei dient eine Kontaktplatte als Pluspol und die andere als Minuspol. Im Betrieb erhitzen die PTC-Elemente, wobei sie vom zu erwärmenden Kraftstoff unmittelbar umströmt werden. Die entstehende Wärmeenergie kann so direkt zur Erwärmung des Kraftstoffs genutzt werden. Dazu sind die Kontaktplatten vorteilhaft auch wärmeleitend ausgebildet. Sie nehmen die von den PTC-Elementen erzeugte Wärmeenergie auf und geben sie über ihre gesamte Fläche ab. Durch eine sol- che erfindungsgemäße Anordnung mehrerer PTC-Elemente zwischen zwei wärme- und stromleitenden Kontaktplatten kann die erzeugte Wärmeenergie homogen an den Kraftstoff übertragen werden. Ein Entstehen von Kaltbereichen wird vermieden.
Gemäß einer neunten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung weisen die Kontaktplatten mindestens eine Öffnung auf, die von je einem Teil der Stützstrukturen durchragt sind.
Die Kontaktplatten sind vorteilhaft so ausgebildet, dass die Öffnungen bei über- einander angeordneten Kontaktplatten deckungsgleich sind. Eine Stützstruktur kann so zwei übereinander angeordneten Kontaktplatten durchragen und beide Kontaktplatten zugleich haltern. Mit den so ausgebildeten Kontaktplatten und Stützstrukturen gemäß der Erfindung, erfolgt zugleich das Halten der Kontaktplatten und der dazwischen angeordneten PTC-Elemente.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Heizeinrichtung für einen Kraftstoff-Filter eines mit Diesel-Kraftstoff betriebenen Kraftfahrzeuges geschaffen, mit einem Gehäuse, mit darin ausgebildeten Stützstrukturen, mindestens einem PTC-Element, welches zwischen zwei Kontaktplatten angeordnet ist, mindestens einem Feder- element, zum Drängen der Kontaktplatten und des mindestens einen PTC-
Elements aufeinander und gegen zumindest eine der Stützstrukturen, bei der die Stützstrukturen mittels Ultraschall erhitzbar sind und dadurch dort je ein Kopf anformbar ist, mit dem die Kontaktplatten an den Stützstrukturen zurückgehalten sind.
Die Stützstrukturen sind vorteilhaft aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet. Dieser kann wie oben erläutert mittels Ultraschall erhitzt und angeschmolzen werden. Der Kunststoff wird dadurch plastisch verformbar. Die Stützstrukturen ragen, wie oben erläuterten, durch beide Kontaktplatten hindurch und dar- über hinaus. Dieser Bereich, jenseits der Kontaktplatte, wird während sowie nach dem Erhitzen mittels eines Werkzeugs zu einem Kopf umgeformt. Der Kopf ü- berdeckt die Öffnung der Kontaktplatte, wodurch beide Kontaktplatten zugleich auf den Stützstrukturen festgehalten sind. Ferner sind die zwischen den Kontaktplatten angeordneten PTC-Elemente in axialer Richtung des zugehörigen Gehäuses gehalten. Durch eine solche erfindungsgemäße Halterung der Kontaktplatten ist eine Befestigung mit sonst üblichen Metallnieten überflüssig. Dies erspart einen Fertigungsschritt und vereinfacht die Fertigung des Heizelements.
Gemäß einer zehnten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung sind die Stützstrukturen als gewölbte Stege ausgebildet und paarweise, gegenüberliegend angeordnet.
Die paarweise gegenüberliegenden Stege beschreiben mit ihrer Wölbung einen Kreis. In diesem Kreis sind die vorteilhaft kreisrund ausgebildeten PTC-Elemente angeordnet, die so in radialer Richtung des zugehörigen Gehäuses gehaltert sind. Zugleich sind die PTC-Elemente zwischen den beiden Kontaktplatten in a- xialer Richtung gehaltert. Erfindungsgemäß sind beide Kontaktplatten und die dazwischen angeordneten PTC-Elemente in radialer und axialer Richtung allein durch die Stützstrukturen gehaltert. Weitere Befestigungsmittel, wie etwa Metallnieten, entfallen. Dies führt neben einer Kostenersparnis zu einem vereinfachten Fertigungsprozess.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung, Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 , Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht eines Deckels der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 ,
Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt einer mittels Ultraschall erhitzen umgeformten Stützstruktur der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 , mit einem zugehörigen Werkzeug.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 10 zu sehen, die einen scheibenförmigen Deckel 12 umfasst, der ein becherförmiges Gehäuse 14 weitgehend verschließt. An dem Deckel 12 sind mehrere, vorliegend vier, Arme 16 ausgebildet. Der Deckel 12 und die Arme 16 sind aus Federstahl gebildet.
Der Deckel 12 weist in einem zentralen Bereich 18 eine Versteifung 20 in Gestalt einer Sicke sowie eine Öffnung 22 auf. Die Versteifung 20 erhöht eine Biegestei- figkeit des Deckels 12 in dessen zentralem Bereich 18. Die Öffnung 22 ist dazu ausgebildet im Betrieb der Heizeinrichtung 10 von einem Fluid, vorliegend Kraftstoff, durchströmt zu werden. Am radial äußeren Bereich des Deckels 12 sind umfänglich mehrere, vorliegend drei, Öffnungen 24 angeordnet. Durch die Öffnungen 24 ragt in Richtung einer Längsachse 26 des Gehäuses 14 je ein Stift 28. Die Stifte 28 sind an Sockeln 30 ausgebildet, die am unteren, inneren Eckbereich des becherförmigen Gehäuses 14 am dessen dortiger Mantelfläche verteilt ausgebildet sind. Die Stifte 28 sind aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet, welcher mittels Ultraschall erwärmt und dann zu einem Kopf umgeformt worden ist (Fig. 2).
Ferner sind im Inneren des Gehäuses 14 mehrere Stützstrukturen 32 ausgebildet. Die Stützstrukturen 32 sind ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff ge- bildet.
Das Gehäuse 14 weist außen einen Steckverbinder 34 auf, mit dem die Heizeinrichtung 10 mit einem (nicht dargestellten) stromführenden Kabel verbunden werden kann. Zur Weiterleitung eines so zugeführten elektrischen Stroms sind an dem Steckverbinder 34 zwei Kontaktstifte 36 ausgebildet, die die Wandung des becherförmigen Gehäuses 14 durchsetzen.
Im Inneren des Gehäuses 14 sind an den beiden Kontaktstiften 36 eine erste Kontaktplatte 38 bzw. eine zweite Kontaktplatte 40 stromleitend angeschlossen. Dabei dient die erste Kontaktplatte 38 als elektrischer Minuspol und die zweite
Kontaktplatte 40 als Pluspol. Die Kontaktplatten 38 und 40 sind wärme- und e- lektrizitätsleitend ausgebildet und weisen in ihrer Fläche verteilt mehrere bogenförmige (im Wesentlichen radial gerichtete) Öffnungen 42 sowie eine zentrale Öffnung 44 auf. Die Öffnungen 42 sind in Richtung der Längsachse 26 von den Stützstrukturen 32 durchragt. Die Stützstrukturen 32 sind am oberen Ende mittels
Ultraschall erwärmt und anschließend jeweils zu einem Kopf umgeformt worden (Fig. 4). Dadurch sind die Kontaktplatten 38, 40 auf den Stützstrukturen 32 gehaltert. Die zentrale Öffnung 44 der Kontaktplatten 38, 40 ist dazu vorgesehen im Betrieb der Heizeinrichtung 10 von Fluid durchströmt zu werden.
Zwischen den Kontaktplatten 38, 40 sind mehrere, vorliegend vier, PTC- Elemente 46 angeordnet. Die PTC-Elemente 46 sind in radialer Richtung des Gehäuses 14 von je einem Paar der Stützstrukturen 32 und in axialer Richtung von den beiden Kontaktplatten 38 und 40 gehalten. Um einen Stromfluss von den Kontaktplatten 38, 40 zu den dazwischen angeordneten PTC-Elementen 46 sicherzustellen, ist die Kontaktplatte 38 von den Armen 16 mit Federkraft nach unten, gegen die PTC-Elemente 46 und die andere Kontaktplatte 40 gedrängt.
Wird an der Heizeinrichtung 10 nun elektrischer Strom angelegt, so fließt dieser von der ersten Kontaktplatte 38, durch die PTC-Elemente 46 und schließlich in die zweite Kontaktplatte 40. Dabei erhitzen sich die PTC-Elemente 46. Entstehende Wärmeenergie wird zumindest teilweise an die wärmeleitenden Kontaktplatten 38 und 40 abgeführt. Die Kontaktplatten 38, 40 erhitzen sich und geben die Wärmeenergie an das sie umströmende Fluid ab, welches seinerseits erwärmt wird.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Deckels 12. An dem Deckel 12 sind vier Arme 16 ausgebildet, die beim Montieren des Deckels 12 in das Gehäuse 14 gegen die erste Kontaktplatte 38 vorgespannt werden. Ferner sind an dem Deckel 12 gemäß Fig. 3 die Versteifung 20, die Öffnung 22 und die Öffnungen 24 erkennbar.
In Fig. 4 sind die beiden Kontaktplatten 38 und 40 mit einem dazwischen angeordneten PTC-Element 46 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die derartige Anordnung der Bauteile 38, 40 und 46 ist an der Stützstruktur 32 angelegt, wobei diese mit gewölbten, stegartigen Abschnitten (siehe Fig. 1 ) die Öffnungen 42 in den Kontaktplatten 38 und 40 durchsetzen.
Am oberen Endbereich der Stützstruktur 32 ist durch Umformen mittels eines Werkzeugs 50 ein Kopf 52 ausgebildet. Die ursprüngliche Form der Stützstruktur 32 vor dem Umformen ist mit einer gestrichelten Linie 48 gezeigt. Das Werkzeug 50 ist ein Stempel, der zum Übertragen von Ultraschallwellen auf das Material der Stützstruktur 32 dient.
Der derart an der Stützstruktur 32 ausgebildete Kopf 52 überragt die Öffnung 42 in der oberen Kontaktplatte 38. Der Kopf 52 hält dadurch die Kontaktplatte 38 zusammen mit dem PTC-Element 46 und der unteren Kontaktplatte 40 am Gehäuse 14 zurück. Zugleich erzeugt der Kopf 52 eine Druckkraft auf die Kontaktplatte 38, so dass diese stromleitend gegen das PTC-Element 46 und die Kontaktplatte 40 gedrängt und angelegt ist.

Claims

Ansprüche
1 . Heizeinrichtung (10) für einen Kraftstofffilter eines mit Dieselkraftstoff betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (14), mit darin ausgebildeten Stützstrukturen (32), mindestens einem PTC-Element (46), welches zwischen zwei Kontaktplatten (38; 40) angeordnet ist, mindestens einem Federelement (16), zum Drängen der Kontaktplatten (38; 40) und des mindestens einen PTC-Elements (46) aufeinander und gegen zumindest eine der Stützstrukturen (32) und einem das Gehäuse (14) verschließenden Deckel (12), dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (16) als am Deckel (12) ausgebildeter Arm (16) gestaltet ist.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) und der mindestens eine Arm (16) aus Federstahl gebildet sind.
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) kreisförmig, mit einem zentralen Bereich (22) gestaltet ist und der mindestens eine Arm (16), ausgehend von dem zentralen Bereich (22) radial nach außen gerichtet ist.
4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Arm (16) an dem zentralen Bereich (22) eine maximale Biegesteifigkeit aufweist und diese Biegesteifigkeit nach außen hin abnehmend ausgebildet ist.
5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der zentralen Bereich (22) eine Versteifung aufweist.
6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Arm (16) V-förmig ges- taltet ist und an dem zentralen Bereich (22) seine größte Breite aufweist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) an seinem äußeren Bereich mehrere am Umfang verteilt angeordnete Öffnungen (24) aufweist, an dem Gehäuse (14) mehrere Sockel (30) mit Stiften (28) ausgebildet sind und der Deckel (12) zum Aufliegen auf den Sockeln (30) angepasst ist, wobei die Öffnungen (24) von den Stiften (28) durchragt sind.
Heizeinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (28) mittels Ultraschall erhitzbar sind und dadurch je ein Kopf anformbar ist, mit dem der Deckel (12) auf den Sockeln (30) zurückgehalten ist.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Kontaktplatten (38; 40) mehrere PTC-Elemente (46) angeordnet sind.
Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (38; 40) je mindestens eine Öffnung (42) aufweisen, die von je einem Teil der Stützstrukturen (32) durchragt ist.
Heizeinrichtung (10) für einen Kraftstofffilter eines mit Dieselkraftstoff betriebenen Kraftfahrzeugs, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Gehäuse (14), mit darin ausgebildeten Stützstrukturen (32), mindestens einem PTC-Element (46), welches zwischen zwei Kontaktplatten (38; 40) angeordnet ist, mindestens einem Federelement (16), zum Drängen der Kontaktplatten (38; 40) und des mindestens einen PTC-Elements (46) aufeinander und gegen zumindest eine der Stützstrukturen (32),
dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstrukturen (32) mittels Ultraschall erhitzbar sind und dadurch dort je ein Kopf (52) anformbar ist, mit dem die Kontaktplatten (38; 40) an den Stützstrukturen (32) zurückgehalten sind.
12. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstrukturen (32) als gewölbte Stege ausgebildet und paarweise, gegenüberliegend angeordnet sind.
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