WO2014072166A1

WO2014072166A1 - Kraftstoffeinspritzanlage mit vorheizeinrichtung

Info

Publication number: WO2014072166A1
Application number: PCT/EP2013/071977
Authority: WO
Inventors: Tadeu AMARAL; Werner Schadler
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-09
Also published as: DE102012220433A1; BR112015010069A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorheizeinrichtung (3) zum Vorheizen von Kraftstoff einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (5), das einen Einlassanschluss (6) zum Anschließen der Vorheizeinrichtung (3) an eine Verteilerleiste einer Kraftstoffeinspritzanlage (1) der Brennkraftmaschine und einen Auslassanschluss (7) zum Anschließen eines Kraftstoffinjektors (4) an die Vorheizeinrichtung (3) aufweist, mit einem vom Kraftstoff durchströmbaren Vorheizraum (10), der vom Gehäuse (5) umschlossen ist und der mit dem Einlassanschluss (6) und dem Auslassanschluss (7) fluidisch verbunden ist, mit wenigstens einem elektrischen Heizelement (11) zum Beheizen des Kraftstoffs im Vorheizraum. Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn für das Heizelement (11) eine metallische erste Platte (14), die einen ersten elektrischen Anschluss (12) des Heizelements (11) elektrisch kontaktiert, und eine metallische zweite Platte (15) vorgesehen sind, die einen zweiten elektrischen Anschluss (13) des Heizelements (11) elektrisch kontaktiert, wenn die Platten (14, 15) einen das Heizelement (11) einfassenden Kanal (18) bilden, durch den ein Kraftstoffpfad (19) hindurchführt, wenn am Gehäuse (5) ein erster Elektroanschluss (20) und ein zweiter Elektroanschluss (21) vorgesehen sind und wenn die erste Platte (14) mit dem ersten Elektroanschluss (20) elektrisch kontaktiert ist, während die zweite Platte (15) mit dem zweiten Elektroanschluss (21) elektrisch kontaktiert ist.

Description

Kraftstoffeinspritzanlage mit Vorheizeinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorheizeinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einer derartigen Vorheizeinrichtung ausgestattet ist.

Bei Brennkraftmaschinen, die mit einem Kraftstoff betrieben werden sollen, der bei niedrigen Temperaturen eine hohe Viskosität besitzt, besteht das Problem, dass mit Hilfe derartiger Kraftstoffe für den Start der Brennkraftmaschine, also für das Anlassen der Brennkraftmaschine bei diesen niedrigen Temperaturen kein zündfähiges Gemisch in den Brennräumen der Brennkraftmaschine erzeugt werden kann. Bei so genannten„Bio-Kraftstoffen", insbesondere Bio-Diesel, tritt dieses Problem bereits bei Temperaturen unterhalb +14°C auf. Andere Bio- Kraftstoffe, wie zum Beispiel Ethanol und Methanol, charakterisieren sich durch einen Flammpunkt von etwa 12°C, der sehr hoch ist im Vergleich zum Flammpunkt von herkömmlichem Benzin, der etwa bei -42°C liegt. Folglich haben derartige Bio- Kraftstoffe eine niedrige Flüchtigkeit im Vergleich zu Benzin und benötigen eine hohe Verdampfungswärme im Vergleich zu Benzin. Diese Eigenschaften führen bei derartigen Bio-Kraftstoffen, wie Ethanol und Methanol, zu kritischen Situationen für den Start einer Brennkraftmaschine unter kalten Umgebungsbedingungen, da derartige Bio- Kraftstoffe eine große Menge an Wärme benötigen, um einen Einspritzstrahl zu erzeugen, der sich für eine Zündung und zum Starten der Brennkraftmaschine eignet.

Dieser Problematik kann mit zwei grundsätzlich unterschiedlichen Lösungsansätzen begegnet werden. In einem ersten Lösungsansatz kann zum Betreiben der Brennkraftmaschine ein zweites Kraftstoffsystem bereitgestellt werden, das es ermöglicht, die Brennkraftmaschine für ihren Start mit einem anderen, auch bei niedrigeren Temperaturen leicht entzündlichen Kraftstoff zu betreiben, um sie so anzulassen. Eine derartige Lösung ist jedoch sehr aufwändig und dementsprechend teuer. Des Weiteren ergibt sich hierbei das Problem, dass der Fahrzeugführer zwei unterschiedliche Kraftstofftanks bzw. deren Füllstände überwachen muss und diese beim Betanken auch nicht verwechseln darf.

Ein zweiter Lösungsansatz beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den schwer entzündlichen Kraftstoff für den Startvorgang der Brennkraftmaschine vorzuheizen. Durch das Vorheizen des Kraftstoffs werden dessen Temperatur und Entflammbarkeit erhöht. Insbesondere wird dadurch die Viskosität reduziert. In diesem Zusammenhang kommen die eingangs genannten Vorheizeinrichtungen zum Einsatz.

Aus der DE 101 40 071 A ist ein separater Heizkreislauf für die Erwärmung des Kraftstoffs bekannt, wobei eine speziell dafür ausgestaltete Einspritzdüse einen zusätzlichen Anschluss für den Heizkreislauf aufweist. Eine derartige Lösung ist aufwändig und benötigt vergleichsweise viel Bauraum.

Aus der DE 10 2009 001 062 A ist es bekannt, den Kraftstoff durch aufgeheizte Ventilluft zu erwärmen, wobei auch hier eine spezielle Einspritzdüse erforderlich ist.

Aus der FR 2 876 161 A ist es bekannt, in eine Kraftstoffverteilerleiste eine Heizeinrichtung zu integrieren. Hierbei ist ein vergleichsweise großes Kraftstoffvolu- men zu erwärmen, um für den Startbetrieb den vorgewärmten Kraftstoff bereitstellen zu können. Dies erfordert vergleichsweise viel elektrische Energie und Zeit. Aus der EP 1 888 910 B1 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, die eine Verteilerleiste zum Bereitstellen von flüssigem Kraftstoff aufweist. Ferner sind mehrere Vorheizeinrichtungen der eingangs genannten Art vorgesehen, die jeweils einen Vorheizraum enthalten, die jeweils ein Heizelement aufweisen und die jeweils über einen Einlassanschluss an die Verteilerleiste angeschlossen sind. Des Weiteren sind mehrere Kraftstoffinjektoren oder Einspritzdüsen vorgesehen, die jeweils über einen Auslassanschluss an eine solche Vorheizeinrichtung angeschlossen sind. Für jeden Kraftstoffinjektor ergibt sich dadurch ein Kraftstoffpfad, der von der Verteilerleiste durch den jeweiligen Vorheizraum zum jeweiligen Kraftstoffinjektor führt. Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzanlage bzw. bei der bekannten Vorheizeinrichtung ist das jeweilige Heizelement als Glühstab oder Glühstift ausgestaltet, der koaxial in den jeweiligen Vorheizraum hineinragt. Des Weiteren ist bei der bekannten Vorheizeinrichtung ein den jeweiligen Vorheizraum enthaltendes Gehäuse aus Metall hergestellt und im eingebauten Zustand mit der Verteilerleiste verschweißt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem für eine Vorheizeinrichtung der vorstehend genannten Art bzw. für eine damit ausgestattete Kraftstoffeinspritzanlage eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine effiziente Wärmeübertragung vom jeweiligen Heizelement auf den Kraftstoff auszeichnet. Ferner ist ein einfach realisierbarer Aufbau angestrebt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Heizelement das an zwei voneinander abgewandten Außenseiten jeweils einen elektrischen Anschluss aufweist, zwei metallische Platten an diesen elektnschen Anschlüssen anzuordnen, derart, dass zum einen über diese Platten eine elektrische Kontak- tierung des Heizelements realisierbar ist und dass zum anderen zwischen diesen Platten ein Kanal ausgebildet wird, durch den der Kraftstoff im Vorheizraum während des Betriebs der Vorheizeinrichtung hindurchströmen kann. Die metallischen Platten übernehmen in der Vorheizeinrichtung dadurch zumindest drei Funktionen. Zum Ersten werden die Platten durch das jeweilige Heizelement direkt erwärmt, so dass die Wärmeübertragung auf den Kraftstoff über die Platten erfolgt, die hierzu eine größere Oberfläche bereitstellen als das jeweilige Heizelement. Zum Zweiten definieren die Platten jeweils einen Kanal, durch den ein Kraftstoffpfad hindurchgeführt werden kann, wodurch eine gezielte Strömungsführung sowie eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen den Platten und dem Kraftstoff erzielbar sind. Zum Dritten übernehmen die Platten die Funktion eines elektrischen Kontakts bzw. eines elektrischen Leiters, indem die Elektrifizierung des jeweiligen Heizelements über besagte Platten erfolgt. Durch den hier vorgestellten Aufbau ergibt sich eine vergleichsweise einfache Realisierbarkeit der Vorheizeinrichtung, während gleichzeitig eine hohe Effizienz hinsichtlich der Wärmeübertragung erreicht wird.

Im Einzelnen schlägt die Erfindung vor, für das jeweilige Heizelement eine metallische erste Platte, die einen ersten elektrischen Anschluss des jeweiligen Heizelements elektrisch kontaktiert, vorzugsweise direkt, sowie eine metallische zweite Platte vorzusehen, die einen zweiten elektrischen Anschluss des jeweiligen Heizelements elektrisch kontaktiert, vorzugsweise direkt. Die beiden am jeweiligen Heizelement angeordneten Platten bilden dabei einen das jeweilige Heizelement einfassenden Kanal, durch den ein vom Einlassanschluss zum Auslass- anschluss führender Kraftstoffpfad hindurchführt. Das Gehäuse der Vorheizeinrichtung kann nun einen ersten Elektroanschluss und einen zweiten Elektroan- schluss aufweisen, die an eine elektrische Energieversorgung anschließbar sind, um das jeweilige Heizelement mit elektrischer Energie zu versorgen. Die jeweilige erste Platte ist nun mit dem ersten Elektroanschluss elektrisch kontaktiert, vorzugsweise direkt, während die jeweilige zweite Platte mit dem zweiten Elektroanschluss elektrisch kontaktiert ist, vorzugsweise direkt. Somit ergibt sich eine extrem einfache Elektrifizierung der Heizelemente in der Vorheizeinrichtung.

Grundsätzlich kann die Vorheizeinrichtung mit einem einzigen Heizelement auskommen. Bevorzugt sind jedoch Ausführungsformen, bei denen mehrere Heizelemente vorgesehen sind, denen jeweils eine erste Platte und eine zweite Platte zugeordnet sind. Zweckmäßig können dann die Platten parallel zueinander in einer Stapelrichtung benachbart angeordnet sind, wobei zwischen zwei benachbarten Heizelementen jeweils ein weiterer Kanal angeordnet ist, der durch eine erste Platte und eine zweite Platte benachbarter Heizelemente begrenzt ist. Somit existieren parallel zueinander und in der Stapelrichtung nebeneinander angeordnete Kanäle, wobei sich Kanäle mit darin angeordnetem Heizelement und Kanäle ohne ein derartiges Heizelement abwechseln. Durch die Stapelbauweise lässt sich die Anzahl der Heizelemente einfach verändern, beispielsweise um die Heizleistung der Vorheizeinrichtung an unterschiedliche Anwendungsfälle zu adaptieren.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann im jeweiligen weiteren Kanal ein Isolator angeordnet sein, der mit den beiden, den jeweiligen weiteren Kanal begrenzenden Platten in Kontakt steht und der insbesondere vom jeweiligen weiteren Kanal eingefasst sein kann. Durch die Verwendung eines derartigen Isolators lassen sich die Platten besonders einfach aufeinander stapeln, ohne dass es dabei zu einem elektrischen Kurzschluss kommt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können die Platten lose auf dem jeweiligen Heizelement und lose auf dem jeweiligen Isolator aufliegen. Somit kann ins- besondere auf zusätzliche Befestigungsmaßnahmen verzichtet werden. Zweckmäßig kann eine Federeinrichtung zum Vorspannen des Stapels aus Platten, Heizelementen und Isolatoren vorgesehen sein, wodurch der Stapel hinreichend Stabilität besitzt.

Die Heizelemente sind zwischen den daran anliegenden Platten so angeordnet, dass der Kraftstoff im zugehörigen Kanal das Heizelement umströmen kann. Auch ist der jeweilige Isolator zwischen den daran anliegenden Platten so angeordnet, dass der Kraftstoff im zugehörigen weiteren Kanal den Isolator umströmen kann. Ferner sind die Heizelemente so angeordnet, dass sie keinen direkten Kontakt zu den Elektroanschlüssen des Gehäuses besitzen. Die Isolatoren können zumindest an einem der Elektroanschlüsse befestigt sein. Beispielsweise kann sich ein stabförmiger Elektroanschluss durch eine Öffnung hindurch erstrecken, die in einem solchen Isolator ausgebildet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform können die Platten an den Elektroanschlüssen befestigt sein. Beispielsweise können die Elektroanschlüsse hierzu stabför- mig oder rohrförmig konfiguriert sein und sich parallel zur Stapelrichtung durch den Stapel erstrecken. Dabei ist klar, dass der erste Elektroanschluss nur mit den ersten Platten in Kontakt steht, während er gegenüber den zweiten Platten elektrisch isoliert ist. Im Unterschied dazu ist der zweite Elektroanschluss zu den ersten Platten elektrisch isoliert, während er nur mit den zweiten Platten in Kontakt steht. Somit sind letztlich die ersten Platten ausschließlich mit dem ersten Elektroanschluss elektrisch verbunden, während die zweiten Platten ausschließlich mit dem zweiten Elektroanschluss elektrisch verbunden sind. Dabei können die Elektroanschlüsse als Befestigungsstellen ausgestaltet sein, beispielsweise als Presssitz. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können alle Kanäle im Kraftstoffpfad hintereinander angeordnet sein. Alternativ können alle Kanäle im Kraftstoffpfad parallel durchströmbar angeordnet sein. Je nach geforderter Heizleistung und gefordertem Volumenstrom kann die eine oder die andere Variante vorteilhaft sein. Besonders zweckmäßig ist jedoch eine Ausführungsform, bei der wenigstens zwei Kanäle im Kraftstoffpfad parallel durchströmbar angeordnet sind, so dass außerdem auch hintereinander durchströmbare Kanäle vorhanden sind. Hierdurch lässt sich die Heizleistung der Vorheizeinrichtung an Randbedingungen, wie zum Beispiel gewünschter Volumenstrom, maximale elektrische Leistung und vorhandener Bauraum, besser anpassen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können zumindest zwei Gruppen von parallel durchströmbaren Kanälen vorgesehen sein, die im Kraftstoffpfad hintereinander angeordnet sind.

Bevorzugt handelt es sich beim jeweiligen Heizelement um ein PTC-Element, bei dem die voneinander abgewandten Außenseiten zwei elektrische Anschlüsse für das jeweilige Heizelement bilden. Derartige PTC-Elemente lassen sich besonders einfach als ebene Platten körper, beispielsweise mit rechteckigem Querschnitt, realisieren. Sie besitzen dadurch die Geometrie von flachen Quadern. Die größten Außenflächen definieren dann die beiden elektrischen Anschlüsse des jeweiligen Heizelements, also die beiden voneinander abgewandten Außenseiten, mit denen die genannten Platten besonders einfach großflächig kontaktierbar sind.

„PTC" steht dabei für„Positive Temperature Coefficient", also„positiver Temperaturkoeffizient". PTC-Elemente zeichnen sich dadurch aus, dass sie elektrische Energie in Wärme umwandeln, wobei gleichzeitig ihr elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur exponentiell zunimmt. Somit lassen sich PTC-Elemente besonders einfach so auslegen, dass sie bei daran anliegender Spannung gezielt eine vorbestimmte Temperatur erreichen und halten können. Dabei ist keine aufwändige elektronische Regelung oder Steuerung erforderlich, da der elektrische Widerstand des PTC-Elements bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur quasi unendlich groß wird. Die Verwendung derartiger PTC-Elemente ermöglicht also die gewünschte Vorheizung, ohne dass hierzu eine elektronische Steuerung oder Regelung des Heizelements erforderlich ist. Zwar kann grundsätzlich somit eine elektronische Steuerung weggelassen werden, jedoch kann trotzdem eine elektronische Steuerung reduzierter Komplexität vorgesehen sein, um das jeweilige PTC-Element zu steuern und/oder zu überwachen.

Eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage, die zur Versorgung von Brennräumen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff dient, umfasst somit zumindest eine Verteilerleiste zum Bereitstellen von flüssigem Kraftstoff, mehrere Vorheizeinrichtungen der vorstehend beschriebenen Art, die jeweils einen Vorheizraum enthalten und jeweils zumindest ein Heizelement aufweisen und die jeweils an die Verteilerleiste angeschlossen sind. Schließlich umfasst die Kraftstoffeinspritzanlage außerdem mehrere Kraftstoffinjektoren, die jeweils an eine solche Vorheizeinrichtung angeschlossen sind. In der Kraftstoffeinspritzanlage führt dabei ein Kraftstoffpfad jeweils von der Verteilerleiste durch den jeweiligen Vorheizraum zum jeweiligen Kraftstoffinjektor.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dem auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer Kraftstoffeinspritzanlage im Bereich einer Vorheizeinrichtung,

Fig. 2 eine isometrische Ansicht der Vorheizeinrichtung,

Fig. 3 eine isometrische, auseinander gezogene Ansicht der Vorheizeinrichtung,

Fig. 4 einen Längsschnitt der Vorheizeinrichtung,

Fig. 5-7 jeweils einen Längsschnitt der Vorheizeinrichtung, jedoch bei verschiedenen anderen Ausführungsformen,

Fig. 8 einen Längsschnitt der Vorheizeinrichtung, jedoch in einer anderen

Schnittebene.

Entsprechend Figur 1 umfasst eine Kraftstoffeinspritzanlage 1 , die bei einer hier nicht gezeigten Brennkraftmaschine zur Versorgung von Brennräumen der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff dient, zumindest eine Verteilerleiste 2, mehrere Vorheizeinrichtungen 3 und mehrere Kraftstoffinjektoren 4. Die Verteilerleiste 2, die auch als„Rail" oder„Common Rail" bezeichnet werden kann, dient zum Bereitstellen von flüssigem Kraftstoff. Die jeweilige Vorheizeinrichtung 3 dient zum Vorheizen des Kraftstoffs bevor er zum jeweiligen Kraftstoffinjektor 4 gelangt. Zu diesem Zweck sind die Vorheizeinrichtungen 3 fluidisch zwischen der Verteilerleiste 2 und dem jeweiligen Kraftstoffinjektor 4 angeordnet. Dementsprechend umfasst die Vorheizeinrichtung 3 ein Gehäuse 5, das einen Einlassanschluss 6 aufweist, mit dem die Vorheizeinrichtung 3 direkt an die Verteilerleiste 2 anschließbar ist. Ferner weist das Gehäuse 5 einen Auslassanschluss 7 auf, über den der jeweilige Kraftstoffinjektor 4 direkt an die jeweilige Vorheizeinrichtung 3 anschließbar ist. Zum Anschließen der Vorheizeinrichtung 3 an die Verteilerleiste 2 kann eine erste Steckverbindung 8 vorgesehen sein. Zum Anschließen des Injektors 4 an die Vorheizeinrichtung 3 kann eine zweite Steckverbindung 9 vorgesehen sein. Die jeweilige Steckverbindung 8, 9 kann dabei als„reine" Steckverbindung konzipiert sein, bei welcher die zu steckenden Komponenten nur ineinander gesteckt werden. Gegen ein Herausziehen der gesteckten Komponenten kann dann eine zusätzliche Sicherung vorgesehen sein. Alternativ kann die jeweilige Steckverbindung 8, 9 auch als Bajonettverschluss konzipiert sein, bei dem eine Steckbewegung mit einer Drehbewegung kombiniert ist. Durch die Drehbewegung kann eine Sicherung gegen ein Herausziehen realisiert werden.

Entsprechend den Figuren 2 bis 8 umschließt das Gehäuse 5, das in Figur 2 transparent dargestellt ist, einen Vorheizraum 10, der vom aufzuheizenden Kraftstoff durchströmbar ist. Der Vorheizraum 10 ist hierzu fluidisch mit dem Einlassanschluss 6 und mit dem Auslassanschluss 7 verbunden. Ferner ist im Vorheizraum 10 zumindest ein elektrisches Heizelement 1 1 angeordnet. Bei den hier gezeigten Ausführungsformen sind jeweils vier derartige Heizelemente 1 1 vorgesehen. Die Heizelemente 1 1 sind bevorzugt PTC-Elemente. Sie sind hier als ebene Plattenkörper konfiguriert und als Gleichteile konzipiert. Zwei voneinander abgewandte Außenseiten des jeweiligen Heizelements 1 1 bilden dabei einen ersten elektrischen Anschluss 12 und einen zweiten elektrischen Anschluss 13 des jeweiligen Heizelements 1 1 . In den Figuren 2 bis 8 ist der jeweilige erste elektrische Anschluss 12 durch die Oberseite des jeweiligen Heizelements 1 1 gebildet, während der jeweilige zweite elektrische Anschluss 13 durch die Unterseite des jeweiligen Heizelements 1 1 gebildet ist.

Für jedes Heizelement 1 1 sind eine metallische erste Platte 14 und eine metallische zweite Platte 15 vorgesehen. Die ersten und zweiten Platten 14, 15 können dabei baugleich sein. Die ersten Platten 14 stehen jeweils mit einem ersten elektrischen Anschluss 12 eines der Heizelemente 1 1 unmittelbar in Kontakt. Die zweiten Platten 15 stehen mit jeweils einem zweiten elektrischen Anschluss 13 je eines Heizelements 1 1 direkt in Kontakt. Die Heizelemente 1 1 und die Platten 14, 15 bilden einen Plattenstapel 16 oder kurz Stapel 16, in dem sie in einer Stapelrichtung 17 aufeinander gestapelt sind. Die Stapelrichtung 17 definiert gleichzeitig eine Längsachse der Vorheizeinrichtung 3, die im Folgenden auch mit 17 bezeichnet werden kann.

Die dem jeweiligen Heizelement 1 1 zugeordneten Platten 14, 15 sind durch das jeweilige, dazwischen angeordnete Heizelement 1 1 voneinander in der Stapelrichtung 17 beabstandet und definieren dadurch einen Kanal 18, der das jeweilige Heizelement 1 1 einfasst bzw. seitlich umschließt. Ein in den Figuren 4 bis 7 durch Pfeile angedeuteter Kraftstoffpfad 19 führt vom Einlassanschluss 6 zum Auslassanschluss 7 und ist durch die Kanäle 18, also zwischen den Platten 14, 15 hindurchgeführt.

Wie sich den Figuren 2 bis 8 weiter entnehmen lässt, sind am Gehäuse 5 ein erster Elektroanschluss 20 und ein zweiter Elektroanschluss 21 angeordnet. An die Elektroanschlüsse 20, 21 kann eine elektrische Energieversorgung an die jeweili- ge Heizeinrichtung 3 angeschlossen werden. Die beiden Elektroanschlüsse 20, 21 dienen im Betrieb der Vorheizeinrichtung 3 zur Versorgung der Heizelemente 1 1 mit elektrischer Energie. Hierzu müssen die Elektroanschlüsse 20, 21 auf geeignete Weise mit den Heizelementen 1 1 elektrisch verbunden werden. Dies erfolgt hier dadurch, dass der erste Elektroanschluss 20 mit allen ersten Platten 14 elektrisch verbunden ist, während der zweite Elektroanschluss 21 mit allen zweiten Platten 15 elektrisch verbunden ist. Bevorzugt ist dabei eine direkte Kontaktierung. Erreicht wird dies dadurch, dass der jeweilige Elektroanschluss 20, 21 hier stabförmig oder rohrförmig konzipiert ist und sich parallel zur Stapelrichtung 17 durch den Stapel 16 hinein- bzw. hindurcherstreckt. Dabei ist der erste Elektroanschluss 20 mit allen ersten Platten 14 unmittelbar elektrisch verbunden und gegenüber allen zweiten Platten 15 elektrisch isoliert. Im Unterschied dazu ist der zweite Elektroanschluss 21 mit allen zweiten Platten 15 direkt elektrisch kontaktiert, während er zu allen ersten Platten 14 elektrisch isoliert ist. Die jeweilige elektrische Isolation kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die jeweilige Platte 14, 15 im Bereich des jeweiligen Elektroanschlusses 20, 21 entsprechende Durchgangsöffnungen 22, 23 oder Aussparungen 22, 23 besitzen, deren freier Innenquerschnitt größer ist als der Außenquerschnitt des jeweiligen Elektroanschlusses 20, 21 . Dementsprechend zeigen gemäß den Figuren 3 und 8 die ersten Platten 14 jeweils eine erste Aussparung 22, durch die der zweite Elektroanschluss 21 kontaktfrei bzw. beabstandet hindurchgeführt ist. Dagegen zeigen die zweiten Platten 15 jeweils eine zweite Aussparung 23, durch die der erste Elektroanschluss 20 kontaktlos bzw. beabstandet hindurchgeführt ist.

Für die elektrische Kontaktierung der Elektroanschlüsse 20, 21 mit den Platten 14, 15 sind entsprechende Kontaktstellen realisiert, die beispielsweise mittels Federkraft eine direkte Kontaktierung ermöglichen. Hierzu können an den Platten 14, 15 entsprechende Durchzüge 24, 25 vorgesehen sein, die einen Presssitz gegenüber dem jeweiligen Elektroanschluss 20, 21 ermöglichen. Gemäß Figur 8 besitzen die ersten Platten 14 erste Durchzüge 24, durch die der erste Elektroan- schluss 20 hindurchgeführt ist und die am ersten Elektroanschluss 20 anliegen, insbesondere unter Vorspannung. Die zweiten Platten 15 besitzen zweite Durchzüge 25, durch die der zweite Elektroanschluss 21 hindurchgeführt ist und die daran anliegen, insbesondere unter Vorspannung.

Zwischen zwei in der Stapelrichtung 17 benachbarten Heizelementen 1 1 ist jeweils ein weiterer Kanal 26 ausgebildet, der ebenfalls jeweils durch eine erste Platte 14 und eine zweite Platte 15 begrenzt ist, jedoch gehören diese Platten 14, 15 zu benachbarten Heizelementen 1 1 . Folglich wechseln sich in der Stapelrichtung die Kanäle 18, in denen jeweils ein Heizelement 1 1 angeordnet ist, und die weiteren Kanäle 26 ab, in denen kein solches Heizelement 1 1 angeordnet ist.

Bei der in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist im jeweiligen weiteren Kanal 26 ein elektrischer Isolator 27 angeordnet. Dieser steht mit den beiden Platten 14, 15, die diesen jeweiligen weiteren Kanal 26 begrenzen, zwar in Kontakt isoliert diese jedoch gegeneinander elektrisch. Der jeweilige Isolator 27 ist dabei vom jeweiligen weiteren Kanal 26 eingefasst, so dass der Isolator 27 der Kraftstoffströmung ausgesetzt ist. Denn auch die weiteren Kanäle 26 sind in den Kraftstoffpfad 19 eingebunden, derart, dass der Kraftstoffpfad 19 auch durch die weiteren Kanäle 26 hindurchführt.

Bei der in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform liegen die Platten 14,

15 lose auf den Heizelementen 1 1 und lose auf den Isolatoren 27 auf. Eine Federeinrichtung 28, hier in Form einer Schraubendruckfeder, dient zum Vorspannen des Stapels 16 in der Stapelrichtung 17. Die axiale Vorspannung des Stapels

16 sorgt außerdem dafür, dass eine hinreichende elektrische Kontaktierung der Platten 14, 15 mit den elektrischen Anschlüssen 12, 13 der Heizelemente 1 1 vorliegt. Zur Positionierung der Isolatoren 27 können diese jeweils eine Durchgangsöffnung 29 aufweisen, durch welche einer der Elektroanschlüsse 20, 21 , hier der zweite Elektroanschluss 21 hindurchgeführt ist. Hierdurch ergibt sich eine form- schlüssige Positionierung der Isolatoren 27 am zweiten Elektroanschluss 21 .

Die Platten 14, 15 können an den Elektroanschlüssen 20, 21 befestigt sein. Dies kann bereits durch die vorstehend beschriebene elektrische Kontaktierung realisiert werden. Zu diesem Zweck können die Platten 14, 15 wie geschildert beispielsweise mit den Durchzügen 24, 25 versehen sein. Grundsätzlich ist es gemäß den Figuren 5 bis 8 auch möglich, die Platten 14, 15 so an den Elektroanschlüssen 20, 21 zu befestigen, dass dadurch bereits ein stabiler Stapel 16 entsteht. Insbesondere kann dann auf Isolatoren 27 sowie auf die Federeinrichtung 28 verzichtet werden.

Die einzelnen Kanäle 18, 26 des Stapels 16 können gemäß den Figuren 4 und 6 so angeordnet sein, dass sie alle in Reihe durchströmbar sind, also im Kraftstoffpfad 19 hintereinander bzw. nacheinander angeordnet sind. Hierdurch lässt sich der Kraftstoffpfad 19 besonders lang auslegen.

Im Unterschied dazu zeigt Figur 5 eine Ausführungsform, bei der alle Kanäle 18, 26 parallel durchströmbar angeordnet sind. Hierdurch lässt sich der Kraftstoffpfad 19 besonders kurz realisieren.

Figur 7 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, bei der zwei Gruppen 30, 31 von Kanälen 18, 26 definiert werden, innerhalb der die zugehörigen Kanäle 18, 26 jeweils parallel durchströmt werden, wobei die beiden Gruppen 30, 31 im Kraftstoffpfad 19 hintereinander angeordnet sind. Im Beispiel der Figur 7 enthält die erste Kanalgruppe 30 vier Kanäle 18, 26, die parallel durchströmt werden, während die nachfolgende, also stromab angeordnete zweite Kanalgruppe 31 drei parallel durchströmbare Kanäle 18, 26 umfasst. Es ist klar, dass auch mehr als zwei Gruppen 30, 31 parallel durchströmbarer Kanäle 18. 26 vorgesehen sein können, die im Kraftstoffpfad 19 in Reihe angeordnet sind.

Zumindest bei der in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform lassen sich baugleiche Platten 14, 15 verwenden, um die gewünschte Durchströmung zu realisieren. Die Platten 14, 15 sind hinsichtlich ihrer Außenkontur an eine den Vorheizraum 10 einfassende Innenkontur des Gehäuses 5 so angepasst, dass sie entlang eines großen Umfangssegments mit ihrer Außenkontur an der Innenkontur des Gehäuses 5 anliegen, um so den Kraftstoffpfad 19 zu begrenzen. Entlang eines vergleichsweise kleinen Umfangsabschnitts sind die Platten 14, 15 mit ihrer Außenkontur von der Innenkontur des Gehäuses 5 beabstandet, um so den jeweiligen Überströmungsbereich oder Umlenkbereich des Kraftstoffpfads 19 zu definieren, über den der Kraftstoff von dem einen Kanal 18, 26 in den nächsten benachbarten Kanal 18, 26 gelangt.

Das Gehäuse 5 ist außerdem mit einem Deckel 32 ausgestattet, mit dem eine Gehäuseöffnung 33 verschlossen ist. Durch diese Gehäuseöffnung 33 hindurch sind die Heizelemente 1 1 mit den Platten 14, 15 in das Gehäuse 5 bzw. in den Vorheizraum 10 einsetzbar. Die Elektroanschlüsse 20, 21 sind abgedichtet durch den Deckel 32 hindurchgeführt. Zweckmäßig kann der Deckel 32 mit dem übrigen Gehäuse 5 verschweiß sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse 5 mit dem Deckel 32 aus Kunststoff hergestellt.

Claims

Ansprüche

1 . Vorheizeinrichtung zum Vorheizen von Kraftstoff einer Brennkraftmaschine,

- mit einem Gehäuse (5), das einen Einlassanschluss (6) zum Anschließen der Vorheizeinrichtung (3) an eine Verteilerleiste einer Kraftstoffeinspritzanlage (1 ) der Brennkraftmaschine und einen Auslassanschluss (7) zum Anschließen eines Kraftstoffinjektors (4) an die Vorheizeinrichtung (3) aufweist,

- mit einem vom Kraftstoff durchströmbaren Vorheizraum (10), der vom Gehäuse (5) umschlossen ist und der mit dem Einlassanschluss (6) sowie mit dem Auslassanschluss (7) fluidisch verbunden ist,

- mit wenigstens einem elektrischen Heizelement (1 1 ) zum Beheizen des Kraftstoffs im Vorheizraum,

dadurch gekennzeichnet,

- dass für das jeweilige Heizelement (1 1 ) eine metallische erste Platte (14), die einen ersten elektrischen Anschluss (12) des jeweiligen Heizelements (1 1 ) elektrisch kontaktiert, und eine metallische zweite Platte (15) vorgesehen sind, die einen zweiten elektrischen Anschluss (13) des jeweiligen Heizelements (1 1 ) elektrisch kontaktiert,

- dass die beiden am jeweiligen Heizelement (1 1 ) angeordneten Platten (14, 15) einen das jeweilige Heizelement (1 1 ) einfassenden Kanal (18) bilden, durch den ein vom Einlassanschluss (6) zum Auslassanschluss (7) führender Kraft- stoffpfad (19) hindurchführt,

- dass am Gehäuse (5) ein erster Elektroanschluss (20) und ein zweiter Elektro- anschluss (21 ) vorgesehen sind, die an eine elektrische Energieversorgung anschließbar sind, - dass die jeweilige erste Platte (14) mit dem ersten Elektroanschluss (20) elektrisch kontaktiert ist, während die jeweilige zweite Platte (15) mit dem zweiten Elektroanschluss (21 ) elektrisch kontaktiert ist.

2. Vorheizeinrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

- dass mehrere Heizelemente (1 1 ) vorgesehen ist, denen jeweils eine erste Platte (14) und eine zweite Platte (15) zugeordnet ist,

- dass die Platten (14, 15) parallel zueinander in einer Stapelrichtung (17) benachbart angeordnet sind,

- dass zwischen zwei benachbarten Heizelementen (1 1 ) jeweils ein weiterer Kanal (26) angeordnet ist, der durch eine erste Platte (14) und eine zweite Platte (15) benachbarter Heizelemente (1 1 ) begrenzt ist.

3. Vorheizeinrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass im jeweiligen weiteren Kanal (26) ein elektrischer Isolator (27) angeordnet ist, der mit den beiden, den jeweiligen weiteren Kanal (26) begrenzenden Platten (14, 15) in Kontakt steht.

4. Vorheizeinrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Platten (14, 15) lose auf dem jeweiligen Heizelement (1 1 ) und auf dem jeweiligen Isolator (27) aufliegen,

- dass eine Federeinrichtung (28) zum Vorspannen des Stapels (16) aus Platten (14, 15), Heizelementen (1 1 ) und Isolatoren (27) vorgesehen ist.

5. Vorheizeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Isolator (27) eine Durchgangsöffnung (29) für einen der Elekt- roanschlüsse (20, 21 ) aufweist.

6. Vorheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Platten (14, 15) an den Einlassanschlüssen (20, 21 ) befestigt sind.

7. Vorheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

- dass alle Kanäle (18, 26) im Kraftstoffpfad (19) hintereinander angeordnet sind, oder

- dass alle Kanäle (18, 26) im Kraftstoffpfad (19) parallel durchströmbar angeordnet sind.

8. Vorheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass wenigstens zwei Kanäle (18, 26) im Kraftstoffpfad (19) parallel durchströmbar angeordnet sind.

9. Vorheizeinrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest zwei Gruppen (30, 31 ) von parallel durchströmbaren Kanälen (18, 26) im Kraftstoffpfad (19) hintereinander angeordnet sind.

10. Vorheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass das jeweilige Heizelement (1 1 ) als PTC-Element ausgestaltet ist, dessen voneinander abgewandte Außenseiten zwei elektrische Anschlüsse (12, 13) des jeweiligen Heizelements (1 1 ) bilden.

1 1 . Vorheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige Elektroanschluss (20, 21 ) als Stab oder Rohr ausgestaltet ist.