WO2017093269A1 - Kraftstoffheizeinrichtung mit heizeinrichtung - Google Patents

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WO2017093269A1
WO2017093269A1 PCT/EP2016/079166 EP2016079166W WO2017093269A1 WO 2017093269 A1 WO2017093269 A1 WO 2017093269A1 EP 2016079166 W EP2016079166 W EP 2016079166W WO 2017093269 A1 WO2017093269 A1 WO 2017093269A1
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WO
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fuel
heating device
heating
heat exchanger
electrical conductor
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PCT/EP2016/079166
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French (fr)
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Tadeu Miguel Malago Amaral
Edson Valdomiro DE AZEVEDO JUNIOR
Original Assignee
Mahle Metal Leve S/A
Mahle International Gmbh
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Publication date
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    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
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    • F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
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    • 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 present invention relates to a heater for a fuel heater that can be used, for example, for the cold start, better driveability, reduced greenhouse gas emissions and other applications in motor vehicles.
  • the invention also relates to a fuel injection device equipped with at least one such heater.
  • Cold-start systems equipped with at least one such fuel heater are currently used in the automotive industry, particularly in vehicles that use low volatility fuels such as ethanol, methanol, or dual-fuel technology.
  • fuels ignite comparatively poorly at low ambient temperatures, which makes it difficult in particular to start the respective internal combustion engine.
  • Corresponding problems can also occur in particular with biofuels and with fuel mixtures of fossil fuel and biofuel.
  • biofuels As is known to those skilled in the art, the proper combustion of the alcohol depends on the temperature. In the past, it was common for drivers to have difficulty running their alcohol-powered vehicles on colder days.
  • this heating technology uses a high-temperature heater for rapid heating and thus increases the risk of fuel boiling (in this case, steam is injected instead of liquid fuel causes engine damage), the overheating, an internal pressure increase in components, leaks, and in extreme cases, even fire or melting of plastic parts
  • Other fuel heating techniques for cold starting have been created, albeit in different geometrical constructions and positions than the "glow plug", for example incorporating some fuel heating techniques into the fuel nozzle. So far, all have a low heat exchange surface with the fuel and operate at high temperatures, although there are overheating and safety risks of the heater type "glow plug".
  • fuel heaters operate in conjunction with a heater control unit, that is, with electronic "hardware” that monitors the heating of each heater and shuts it off in the event of overheating, in real time within a closed loop
  • electronic "hardware” that monitors the heating of each heater and shuts it off in the event of overheating, in real time within a closed loop
  • this technology is expensive, complex to implement and requires additional time to calibrate the vehicle and adjust and program the preheating times, and it should be noted that if an electronic component of the system is damaged or their connection fails after years of use, this can lead to disaster due to the high temperatures that can reach the heaters in contact with fuel.
  • the temperature at which such a PTC element is designed and at which the PTC element decays, so that maximum reached this temperature can also be referred to as Abregeltemperatur. It should be noted that although there are other PTC type heaters, only such PTC technologies, without the use of high efficiency heat exchangers, require a PTC with a high surface temperature. In addition, there is still the need for electronic "hardware" for temperature control.
  • the heat exchangers described and illustrated therein have a format whose cross-section is substantially oblong.
  • This format is labor-intensive due to the usually used processing processes.
  • the elongated format does not allow even heat distribution. It follows that such a format is inefficient and that a better solution must be found in the current state of the art.
  • the object of the invention to provide a fuel heater that allows for easier heat exchange.
  • the fuel heater is generally intended to allow efficient heating of the respective fuel.
  • the Fuel heater can allow evaporation of the respective Krafstoffs. The latter applies in particular to biofuels.
  • Another object of the present invention is to provide a fuel heater that allows uniform heating of the fuel that comes in contact with outer walls of the fuel heater.
  • the fuel heater comprising: a fuel inlet and at least one fuel outlet, the heater having at least one interior space disposed between the fuel inlet and fuel outlet, wherein at least one heat exchanger is disposed in the interior space and wherein the heat exchanger has at least a first and a second heating element, which are inserted into an opening in the interior of the heat exchanger; the heat exchanger further comprises a first electrical conductor in its opening in electrical contact with the first heating element and a second electrical conductor in electrical contact with the outer surface of the heat exchanger.
  • the heat exchanger has a round, in particular circular, cross-section.
  • this fuel heater has the following additional features and / or properties with optional use:
  • the first electrical conductor is a conductive spring comprising a contact portion which makes contact with the heating elements, and an electrical contact end which makes contact with an electrical circuit of a motor vehicle, when the contact portion and the contact end are fully installed; and or
  • the contact portion of the first electrical conductor has a curved format; and or -
  • the contact portion consists of two curved, opposite side parts, which are at a distance from each other; and or
  • the first heating element is located along the one side part of the contact portion of the first electrical conductor and the second heating element is located along the other side part of the contact portion of the first electrical conductor;
  • the first and second heating element are on both side parts of the contact portion of the first electrical conductor by means of an electrically non-conductive, that is electrically insulating holder, e.g. polymeric material, said holder having front and rear support walls for securing the heating elements such that they are easy to remove, and central receptacles for receiving and positioning each side portion of the contact portion of the first electrical conductor; and or
  • the contact portion of the first electrical conductor, the heating elements and the support radially form a "sandwich" structure, and / or
  • the fuel heater additionally comprises at least one thermally conductive foil around the "sandwich” structure, and / or
  • the heating elements are thermistors, in particular PTC thermistors; and or
  • the heat exchanger comprises a grooved portion having a plurality of grooves on its outer surface
  • At least one radial recess may be located on at least a portion of the outer surface of the heat exchanger, which extends in particular axially; and or
  • the holder has a cylindrical shape, with their recordings are arranged in a circular arc and concentric; and or
  • the first and second heating element and at least one optionally existing thermally conductive foil have a, in particular circular arc-shaped, arched format; and or -
  • the fuel heater comprises at least one deflector disposed in the fuel inlet, the function of which is to redirect the incoming fuel flow in the lower region of the interior of the heater; and or
  • the deflector can engage radially in the above-mentioned recess; and or
  • the heat exchanger comprises an upper and continuous sealing portion along the ribbed portion, the function of said sealing portion being to receive at least one sealing element;
  • the interior consists of a container and a fastening and sealing nozzle, wherein the container configured for receiving the ribbed portion of the heat exchanger and the fastening and sealing nozzle for receiving the sealing portion of the heat exchanger is set; and or
  • the sealing element is a sealing ring of the "O-ring" type, and / or
  • a protective cover which holds the first, the second and an optionally provided third electrical conductor;
  • this plastic cover can be molded onto the protective cover;
  • the fuel heater also includes a mounting clamp, which is inserted into the through holes of the mounting nozzle and placed around the plastic cover portion, which is located inside the mounting and sealing nozzle.
  • the said clamp also still includes free, expanded, ie, away from each other or outwardly facing ends; and or
  • the fuel inlet of the heater may be fluidly connected to the fuel outlet of a fuel line and the Fuel outlet of the heater can be directly connected to at least one fuel injector; and or
  • the fuel heater can be fully installed in the fuel line; and or
  • the first heating element and the second heating element have the same behavior and the same Abregeltemperatur; and or
  • the first heating element and the second heating element have different behaviors and Abregeltemperaturen; and or
  • a third electrical conductor is present, the second electrical conductor is in electrical contact with the second heating element and has a curved format;
  • the third electrical conductor is a conductive spring comprising a contact portion which makes contact with the heating elements and an electrical contact end which makes contact with an electric circuit of a motor vehicle when the contact portion and the contact end are completely installed; and or
  • the first heating element is located along a side part of the contact portion of the first electrical conductor and the second heating element is located along a side part of the contact portion of the third electrical conductor;
  • the first and second heating elements are connected to each side portion of the contact portion of the first and third electrical conductors by means of an electrically insulated support, e.g. polymeric material, said holder having a front and rear support wall for positioning and / or fixing the heating elements such that they are easy to remove, and in particular concentric seats for receiving the first and third electrical conductors and to position; and or
  • Fig. 1 shows a view of the fuel heater of the present invention connected to a fuel line and to fuel injectors according to a first mounting option
  • Fig. 2 is a view of the fuel heater of the present invention connected to a fuel pipe;
  • Fig. 3 is a view of the fuel heater of the present invention connected to a fuel line and to fuel injectors according to a second mounting option;
  • Fig. 4A is a detail view and a sectional view of the fuel heater of the present invention according to a first specific embodiment
  • Fig. 4B is a sectional view of the fuel heater of the present invention according to a first specific embodiment
  • Fig. 5 is an exploded view of the components of the heater of the present invention according to a first specific embodiment
  • Fig. 6 is a view of the heat exchanger of the fuel heater according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 7 is a view of the electric conductor of the fuel heater according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 is a view of the holder of the fuel heater according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a side view of the portion of the fuel heater according to a first embodiment of the present invention, wherein the heater is connected to a fuel line and a fuel injector in a second mounting facility (as also shown in FIG. 3);
  • Fig. 10 is a side view of the portion of the fuel heater of the present invention according to a first embodiment, wherein the heater is connected to a fuel pipe;
  • Fig. 1 shows a side view of the portion of the fuel heater of the present invention according to a first embodiment, wherein the heater is connected to a fuel line and the internal components of the heater (except for a deflector) have been removed for better visibility;
  • Fig. 12 is a sectional view of the fuel heater according to a first embodiment of the invention, wherein the illustrated heater comprises a deflector;
  • Fig. 13 shows a side view of the portion of the fuel heater according to a first embodiment of the invention, wherein the heater is connected to an injector and a fuel line, according to a first mounting option (as shown in Figures 1 and 2);
  • Fig. 14 shows a side view of the portion of the fuel heater of the present invention according to a first embodiment of the invention, wherein the heater is connected to a fuel line.
  • the first mounting option is used (as shown in Figures 1, 2 and 13);
  • Fig. 15 shows a side view of the portion of the fuel heater according to a first embodiment of the present invention, wherein the heater is connected to a fuel line and the internal components of the heater (with the exception of the deflector) have been removed for better visibility.
  • the first mounting option is used (as shown in Figures 1, 2, 13 and 14);
  • Fig. 16 is a sectional view of the fuel heater according to a first embodiment of the present invention, wherein the heater is connected to a fuel line.
  • the first mounting option is used (as shown in Figures 1, 2, 13, 14 and 15);
  • Fig. 17 is a plan view of the heater without the components inserted;
  • Fig. 18 is a detail view and a sectional view of the fuel heater of the present invention according to a second specific embodiment;
  • Fig. 19 is a sectional view of the fuel heater of the present invention according to a second specific embodiment.
  • Fig. 20 is an exploded view of the components of the heater of the present invention according to a second specific embodiment.
  • the heater 5 of the present invention may be connected to a fuel pipe 2, as shown in FIGS. 1, 2 and 3. From Figures 1, 2, 3, 1 1, 12, 15 and 16 it is apparent that the Fuel line 2 is provided with a fuel inlet 3 and with a fuel outlet not specified here. As a rule, the fuel line 2 has a plurality of fuel outlets for a plurality of heating devices 5. Each heater 5 also has a fuel inlet 6 and a fuel outlet 7. It is also worth noting that the fuel inlet 6 of the heater 5 is fluidly connected to the fuel outlet of the fuel line 2. Consequently, the fuel outlet of the fuel pipe 2 can be reacted so as to coincide with the fuel inlet 6 of the heater 5.
  • the heating device 5 with its fuel inlet 6 can be inserted directly into the associated fuel outlet of the fuel line 2. This can be seen most clearly in Figures 1 1, 12, 15 and 16.
  • the fuel outlet 7 of the heating device 5 can be connected to a fuel injector 8, as shown in FIGS. 9 and 13.
  • the respective fuel injector 8 can be inserted directly into the associated fuel outlet 7.
  • FIGS. 11, 12, 15 and 16 show a heating device 5 which has an interior 9 which is arranged between its inlet 6 and its fuel outlet 7.
  • this invention has a heat exchanger 10 installed in the interior 9 of the heater 5.
  • the heat exchanger 10 has a ribbed portion 20 having a plurality of ribs on its outer side surface or outer surface, as well as one With respect to these two portions 20 and 24 of the heat exchanger 10, the inner space 9 is adapted to receive these components or portions 20, 24 in its interior while being in contact therewith Purpose with a container 25 and a mounting and sealing nozzle 26 is provided.
  • the container 25 is configured to receive or condition the corrugated portion 20 while the three attachment and sealing nozzles 26 are configured to receive the sealing portion 24 of the heat exchanger 10.
  • the heat exchanger 10 has a substantially circular cross section, as illustrated in Figure 6, having a recess 21 on the outer surface of the corrugated portion 20 on at least part of its outer surface. Furthermore, the heat exchanger 10 is preferably made of metallic material. However, other heat and electricity conducting materials are not excluded which are as effective or better than metals and which may possibly be used.
  • the heat exchanger 10 is also equipped with at least two heating elements 1 1A and 1 1 B, which are inserted into an opening formed in the interior of the heat exchanger 10, as shown in Figures 4A, 4B, 18 and 19 can be seen ,
  • These heating elements 1 1A and 1 1 B are preferably a thermistor of the type PTC (positive temperature coefficient).
  • the heating elements 1 1A and 1 1 B may have the same behavior and the same heating temperature or different behaviors and / or heating temperatures.
  • the heating temperature is the control temperature of the PTC element, ie the temperature to which heats the PTC element and from the PTC element no electrical More power consumes.
  • the heater 5 has a first curved electrical conductor 12A, as illustrated in FIG. 5, for example.
  • the heating device 5 of this invention still has a third electrical conductor 12B, which also has a curved format, as illustrated in Figures 18 to 20.
  • the electrical conductor 12A and / or 12B are respectively in electrical contact with the first and second heating elements 11A and 11B.
  • the first electrical conductor 12A and the third electrical conductor 12B a conductive spring, which is shown for example in Figures 5, 7 and 20.
  • This spring consists of a contact portion 14 which abfast the heating elements 1 1 A and 1 1 B, and from an electrical contact end 15 which is completely installed in the contact portion 14.
  • the contact portion 14 consists of two curved, opposite side parts (or portions), which are at a distance from each other.
  • the contact portion 14 of the respective electrical conductors 12A and 12B consists of a single side portion (or a single portion).
  • the heat exchanger 10 further includes a second electrical conductor 13 in electrical contact with its outer surface.
  • This second electrical conductor 13 may be secured to the heat exchanger 10 by any means, such as welds or screws.
  • the second electrical conductor 13 to the heat exchanger 10 by means of a Screwed down screw 22.
  • the electrical conductors 12A, 13 and 12B are electrically connected to a circuit as illustrated in the embodiment shown in Figures 4A, 4B and 5 and the embodiment illustrated in Figures 18 to 20.
  • the first conductor 12A and the third conductor 12B contact is made through the end 15 of each conductor.
  • the circuit in question is an already existing circuit in the engine control of the vehicle.
  • FIGS. 5, 7 and 20 it can be seen from FIGS. 5, 7 and 20 that the contact section 14 and the electrical contact end 15 have been produced from a single part.
  • the first heating element 11A and the second heating element 11B are located along a side portion of a contact portion 14 of the first electrical conductor 12A and the third electrical conductor 12B.
  • the first heating element 1 1A is located along the one side portion of the contact portion 14 of the first electrical conductor 12A and the second heating element 11B is along the other side portion of the contact portion 14 of the first electrical conductor 12A.
  • a radially "sandwich" structure is formed in each case.
  • the heating elements 1 1A and 1 1B have a substantially curved shape, as can be seen for example from FIG. This curvature can be circular in particular.
  • Bracket 17 is still provided, as illustrated in Figures 5, 8, and 20. More specifically, the two heating elements 1 1A and 1 1 B are provided by means of said holder 17, which is made of polymer material, by the way Bracket 17 further includes front and rear support portions 18 for securing and positioning the heating elements 11A and 11B so that they are easy to remove.
  • the holder 17 has seats 19 arranged concentrically with respect to the longitudinal center axis in order to receive and position the first electrical conductor 12A and the third electrical conductor 12B (in the case of the embodiment illustrated in FIGS. 18 to 20).
  • the bracket 17 may have various shapes. In FIGS.
  • the holder 17 has, for example, flat support regions 18 and concentric receptacles 19 on a surface which, like the heat exchanger 10, may be formed, eg may have an elongated or elliptical shape, if this corresponds to the cross section of the heat exchanger 10.
  • the holder 17 has a circular cross-section and the concentric receptacles 19 are circular arc-shaped.
  • one or more thermally conductive sheets 16 may alternatively be provided.
  • the thermally conductive sheets 16 are placed around the "sandwich" structure composed of the heating elements 11A and 11B, the contact portions 14 of the first electrical conductor 12A (also from the third conductor 12B in the case of the embodiment of Figures 18 to 20) and the support 17.
  • the film 16 has such a shape as to allow the support 17 with the first conductor 12A and the built-in
  • the foil 16 also wraps the support 17 with the first and third electrical conductors 12A and 12B and with the built-in elements 1AA and 11B.
  • the heat-conductive foils 16 a arched shape so that they can wrap the elements that form the equally curved "sandwich" structure.
  • the seal portion 24 of the heat exchanger 10 is formed so as to be able to accommodate at least one seal member 27.
  • the sealing element 27 in question is an "O-ring" type sealing ring incorporated in the sealing portion 27 of the heat exchanger 10 and shown in Figs. 4A, 4B, 5, 9, 10, 13, 14 18, 19 and 20.
  • a protective cover 28 which holds the electrical conductors 12A, 12B and 13 in any embodiment of the present invention More specifically, the protective cover 28 is fastened over all the electrical conductors 12A, 12B and 13, the attachment being able to take place, for example, by means of bores on the protective cover 28.
  • the protective cover 28 is fastened over all the electrical conductors 12A, 12B and 13, the attachment being able to take place, for example, by means of bores on the protective cover 28.
  • the heater 5 is supplied with a bow-shaped attachment clip 30 for each heater 5.
  • This clamp 30 is inserted into passage openings 31 which are formed on the fastening and sealing connection 26.
  • the clamp 30 lies around the plastic cover portion 29, which is located inside the mounting and sealing nozzle 26.
  • Said terminal 30 additionally has free ends 32, which secure attachment enable.
  • the ends 32 can be bent outwards, ie away from one another, so that they can interact with an opening edge of the respective opening 31.
  • the heating device 5 may optionally have a deflector 23, as shown in FIGS. 9 to 12.
  • This deflector 23 is attached to the fuel inlet 6 (in the area shown in FIG. 17) and serves to deflect the incoming fuel flow into the lower region of the interior 9 of the heating device 5.
  • the deflector 23 effects the most uniform possible distribution of the incoming fuel to the entire Axial height of the ribbed portion 20.
  • the deflector 23 expediently engages in the aforementioned recess 21, which is formed on the outside of the heat exchanger 10.
  • the heater 5 and the conduit 2 are completely installed. In other words, these two components can form a single part.
  • the heater 5 and the conduit 2 are made by molding and injecting polymer materials. After assembly, inside the interior 9, the heat exchanger 10 (and all other components located in its interior), the deflector 23 (optional), the sealing element 27 and the protective cover 28 onto which the plastic cover 29 is subsequently injected, appropriate.
  • the fuel inlet 6 and the fuel outlet 7 of the heater 5 may be arranged to form an angle (with respect to each other) varying, for example, between 0 ° and 90 °.
  • Figures 9 to 12 show that this angle is substantially 0 °, so that the fuel inlet 6 and fuel outlet 7 are diametrically opposed.
  • this angle is less than 90 °, and in FIG. 4 the angle is substantially 90 °.
  • the angle between the fuel inlet 6 and the fuel outlet 7 of the heater 5 may vary depending on the engine configuration, the available space and the application, etc., so that the figures represent only one example of the various possible arrangements.
  • the heater 5 of the present invention is fully installed, thus being a single part requiring no “clamps” and sealing rings to secure the heaters 5 and the fuel line 2.
  • the strong sealing and fixing of the parts which, thanks to the injection of the plastic cover 29 and the function of the protective cover 28, fasten all the components, including the terminal 30, which aids in fixing, should be emphasized.
  • the heater 5 has at least three electrical conductors 12A, 12B and 13 provides a number of advantages.
  • two heating elements 11A and 11B can be activated in one go, thus increasing the heat given off to the fuel, or it can be selected if only one heating element is used. If the vehicle requires a rapid heating of the fuel, thus the first and the second heating element 1 1 A and 1 1 B are activated. If the vehicle requires only slightly heated fuel, only one of the heating elements 1 1 A or 1 1 B is activated.
  • the control over the heat supplied to the fuel is increased with the possibility that the heating elements 1 1A and 1 1 B may have different behaviors and heating temperatures.
  • the ability to activate one or the other heating element, or even both at the same time, thereby provides flexibility to the vehicle's cold start system, thereby increasing the ability to deliver a better product to the consumer.
  • the engine control of the vehicle can be adjusted to supply the heating elements 1 1A, 1 1 B at temporally different intervals.
  • a short period for preheating the fuel may be set so that both heaters 1 1A and 1 1 B are simultaneously activated in the first few seconds before starting the vehicle.
  • the driver does not need to wait long to drive his vehicle since the fuel is already at the ideal temperature when the starting system is activated.
  • Another advantage and control of the present invention relates to the fact that the motor control can be adjusted with on-off control strategies or even uses pulse width modulation (PWM).
  • PWM pulse width modulation
  • the fuel heater 5 provides a versatile solution that offers numerous opportunities to control the heat supplied to the fuel. Due to the fact that the invention different types of control and strategies, the present invention can provide means for the fuel to always have the ideal temperature for cold start and vehicle use.
  • the cross section of the heat exchanger 10 has a round shape, preferably a substantially circular shape, increases the contact area between the heating elements 1 1A and 1 1 B and the internal portion of the heat exchanger 10. Further, a part having a make round cross-section easier and also facilitates the execution of the grooves or ribs. The ease of obtaining this part reduces process errors and optimizes manufacturing costs.
  • the heating elements 1 1A and 1 1 B can be arranged in positions with a greater distance from each other with respect to the heat exchanger 10 with an elongated shape. Thus, the heat generated by the heating elements 1 1A and 1 1 B is almost entirely directed to the heat exchanger 10.

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffheizeinrichtung, die, zum Beispiel, für den Kaltstart in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Die Kraftstoffheizeinrichtung (5) besteht aus: einem Kraftstoffeinlass (6) und mindestens einem Kraftstoffauslass (7). Zudem umfasst die Kraftstoffheizeinrichtung (5) mindestens einen Innenraum (9), der zwischen ihrem Kraftstoffeinlass (6) und dem Kraftstoffauslass (7) eingebaut ist. Im besagten Innenraum (9) ist mindestens ein Wärmetauscher (10) eingebaut, wobei der Wärmetauscher (10) über mindestens ein erstes und ein zweites Heizelement (11A, 11 B) verfügt, die in eine Öffnung in seinem Inneren eingefügt sind. Der Wärmetauscher (10) besteht zudem noch aus einem ersten elektrischen Leiter (12A) in seiner Öffnung, der in elektrischem Kontakt mit dem ersten Heizelement (11A) steht, und einem zweiten elektrischen Leiter (13), der in elektrischem Kontakt mit der Außenfläche des Wärmetauschers (10) steht. Zudem besitzt der Wärmetauscher (10) noch einen kreisförmigen Querschnitt.

Description

KRAFTSTOFFHEIZEINRICHTUNG MIT HEIZEINRICHTUNG
Anwendungsbereich
[001 ] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung für eine Kraftstoffheizeinrichtung, die, zum Beispiel, für den Kaltstart, eine bessere Fahrbarkeit, verringerte Treibhausgasemissionen und andere Anwendungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit mindestens einer solchen Heizeinrichtung ausgestattete Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
Hintergründe der Erfindung
[002] Kaltstartsysteme, die mit wenigstens einer solchen Kraftstoffheizeinrichtung ausgestattet sind, werden derzeit in der Automobilindustrie eingesetzt, insbesondere bei Fahrzeugen, die Kraftstoffe geringer Volatilität, wie Ethanol, Methanol oder eine Dual-Kraftstoff-Technologie, verwenden. Derartige Kraftstoffe zünden bei niedrigen Umgebungstemperaturen vergleichsweise schlecht, was insbesondere den Start der jeweiligen Brennkraftmaschine erschwert. Entsprechende Probleme können insbesondere auch bei Bio- Kraftstoffen und bei Kraftstoffgemischen aus fossilem Kraftstoff und Bio-Kraftstoff auftreten. Wie unter Fachleuten bekannt ist, hängt die angemessene Verbrennung des Alkohols von der Temperatur ab. Früher war es durchaus üblich, dass Fahrer Schwierigkeiten hatten, ihre mit Alkohol betriebenen Fahrzeuge an kälteren Tagen zu starten. Die allgemein bekannte Technologie des „Benzintanks", deren Grundlage die zusätzliche Benzineinspritzung ist, um die Volatilität des Kraftstoffgemisches zu erhöhen, war ein riesiger Durchbruch und ist heute in den meisten Flexible-Fuel-Fahrzeugen Brasiliens vertreten, die den Kaltstart an kühleren Tagen beschleunigt, obwohl sie jedoch noch verschiedene Nachteile aufweist, wie beispielsweise den hohen Treibhausgasausstoß, hohe Sicherheitsrisiken und Lecks, sowie den Nachteil, dass der Verbraucher nicht vergessen darf, den„Benzintank" an kalten Tagen aufzutanken, um den Kaltstart des Fahrzeugs zu ermöglichen.
[003] Dieser Realität bewusst, entwickelten Unternehmen und Forscher somit elektrische Heizungslösungen, damit der Kraftstoff minimal über seinen Flammpunkt erhitzt wird. Damit sollte erreicht werden, dass der Motor auch an kalten Tagen gestartet wird und keine zusätzliche Benzininjektion oder der allgemein bekannte„Benzintank für den Kaltstart" notwendig sind. Ein Beispiel für die verwendete Heizungstechnik ist das als „Glühkerze" bekannte Heizelement. Die Art von Heizeinrichtung stammt aus den Dieselfahrzeuganwendungen, besitzt eine Metallstabform und ist in die Kraftstoffleitung eingebaut und erhitzt den Kraftstoff, der dort verläuft, bevor dieser in den Motor oder in den Motoreinlass eingespritzt wird.
[004] Trotz der Entwicklung gegenüber dem „Benzintank" nutzt diese Heiztechnik eine Hochtemperaturheizeinrichtung für eine schnelle Erwärmung und erhöht somit die Risiken des Kraftstoffsiedevorgangs (in diesem Fall wird Dampf anstelle von flüssigem Kraftstoff eingespritzt, der Motorschäden bewirkt), die Überhitzung, eine Innendruckerhöhung in den Komponenten, Lecks und im Extremfall sogar Brand oder das Schmelzen von Kunststoffteilen. Es wurden andere Kraftstoffheiztechniken für den Kaltstart geschaffen, wenngleich in unterschiedlichen geometrischen Konstruktionen und Positionen als die der„Glühkerze", wobei beispielsweise einige Kraftstoffheiztechniken in die Kraftstoffdüse eingebaut wurden. Bisher weisen alle eine niedrige Wärmetauschfläche mit dem Kraftstoff auf und arbeiten bei hohen Temperaturen, obwohl jedoch Überhitzungs- und Sicherheitsrisiken der Heizeinrichtung vom Typ„Glühkerze" bestehen. [005] Um das Überhitzungsrisiko des Kraftstoffs zu umgehen, arbeiten Kraftstoffheizeinrichtungen in Verbindung mit einer Heizungsregelungseinheit, das heißt, mit einer elektronischen„Hardware", die die Erwärmung jeder Heizeinrichtung überwacht und diese im Falle einer Überhitzung abschaltet, wobei diese in Echtzeit innerhalb eines geschlossenen Regelkreises arbeitet. Aufgrund der präzisen elektronischen „Überwachungshardware" ist diese Technologie teuer, komplex umzusetzen und erfordert einen zusätzlichen zeitlichen Aufwand, um das Fahrzeug zu kalibrieren und die Vorerwärmungszeiten anzupassen und zu programmieren und zudem sollte beachtet werden, dass, wenn eine elektronische Komponente des Systems beschädigt wird oder ihre Verbindung nach jahrelangem Gebrauch versagt, dies aufgrund der hohen Temperaturen, welche die Heizeinrichtungen in Kontakt mit Kraftstoff erreichen kann, zu einer Katastrophe führen kann.
[006] Um die Nachteile und Unannehmlichkeiten dieses Kaltstartsystems zu lösen, entwickelte die Anmelderin ein neues System, bei dem die üblichen Heizeinrichtungen durch ein Heizelement vom Typ „PTC-Thermistor" (Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten) zusammen mit einem hoch effizienten Wärmetauscher ersetzt wurden. Somit tritt der Kraftstoff aufgrund seiner Positionierung zwischen dem Einlass und Auslass der Heizeinrichtung in Kontakt mit dem Wärmetauscher, der die empfangene Wärme von innen mittels dem„Thermistor" zuführt. Durch dieses System wird der Kraftstoff schnell erhitzt, wobei dieser auf den PTC-Thermistor mit einer niedrigen Oberflächentemperatur zurückgreift und sich selbst durch die Dotierung von Halbleitern steuert, wobei das System verhindert, dass der Kraftstoff eine bestimmte Temperatur übersteigt, die in der Dotierung und im Herstellungsverfahren des jeweiligen PTC-Elements ausgewählt bzw. festgelegt wird, und beseitigt die zuvor entstandenen Unannehmlichkeiten. Die Temperatur, auf die ein solches PTC-Element ausgelegt ist und bei der das PTC-Element abregelt, so dass es maximal diese Temperatur erreicht, kann auch als Abregeltemperatur bezeichnet werden. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl es andere Heizeinrichtungen vom Typ PTC gibt, allein solche Technologien mit PTC, ohne den Einsatz von hoch effizienten Wärmetauschern, einen PTC mit einer hohen Oberflächentemperatur erfordern. Zudem besteht immer noch die Notwendigkeit einer elektronischen „Hardware" für die Temperaturregelung.
[007] Weitere Informationen über die Beschreibung des Heizsystems vom Typ PTC mit einem hoch effizienten Wärmetauscher können in den Dokumenten DE 10 201 1 086 201 und DE 10 2012 220 429 nachgeschlagen werden, deren Beschreibungen hier als Referenzmaterial aufgelistet wurden. Obwohl dieses neue Kaltstartsystem große Vorteile gebracht hat, gibt es noch einige Probleme, die im Stand der Technik angegangen werden müssen.
[008] Wie den vorstehend genannten Dokumenten DE 10 201 1 086 201 und DE 10 2012 220 429 zu entnehmen ist, besitzen die dort beschriebenen und veranschaulichten Wärmetauscher ein Format, deren Querschnitt im Wesentlichen länglich ist. Dieses Format ist arbeitsintensiv aufgrund der in der Regel zur Anwendung kommenden Bearbeitungsprozesse. Außerdem ermöglicht das längliche Format keine gleichmäßige Wärmeverteilung. Daraus folgt, dass ein solches Format ineffizient ist und dass eine bessere Lösung im aktuellen Stand der Technik gefunden werden muss.
Beschreibung der Erfindung
[009] Daher ist es das Ziel der Erfindung, eine Kraftstoffheizeinrichtung zu liefern, die einen einfacheren Wärmetausch ermöglicht. Die Kraftstoffheizeinrichtung soll im Allgemeinen ein effizientes Erwärmen des jeweiligen Krafstoffs ermöglichen. Im Speziellen soll die Kraftstoffheizeinrichtung ein Verdampfen des jeweiligen Krafstoffs ermöglichen können. Letzteres gilt insbesondere bei Bio- Kraftstoffen.
[010] Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffheizeinrichtung zu liefern, die eine gleichmäßige Erwärmung des Kraftstoffs, der mit Außenwänden der Kraftstoffheizeinrichtung in Kontakt kommt, ermöglicht.
[01 1 ] Die Ziele dieser Erfindung werden durch die Kraftstoffheizeinrichtung erreicht, die Folgendes umfasst: ein Kraftstoffeinlass und mindestens ein Kraftstoffauslass, wobei die Heizeinrichtung mindestens einen Innenraum besitzt, der zwischen dem Kraftstoffeinlass und Kraftstoffauslass angeordnet ist, wobei im Innenraum mindestens ein Wärmetauscher angeordnet ist und wobei der Wärmetauscher über mindestens ein erstes und ein zweites Heizelement verfügt, die in eine Öffnung im Inneren des Wärmetauschers eingesetzt sind; der Wärmetauscher umfasst zudem noch einen ersten elektrischen Leiter in seiner Öffnung, der in elektrischem Kontakt mit dem ersten Heizelement steht, und einen zweiten elektrischen Leiter, der in elektrischem Kontakt mit der Außenfläche des Wärmetauschers steht. Zudem besitzt der Wärmetauscher einen runden, insbesondere kreisförmigen, Querschnitt.
[012] Diese Kraftstoffheizeinrichtung weist optional folgende zusätzlichen Merkmale und/oder Eigenschaften mit optionaler Verwendung auf:
- der erste elektrische Leiter ist eine leitende Feder, die einen Kontaktabschnitt, der den Kontakt zu den Heizelementen herstellt, und ein elektrisches Kontaktende, das den Kontakt zu einem elektrischen Stromkreis eines Kraftfahrzeugs herstellt, umfasst, wenn der Kontaktabschnitt und das Kontaktende vollständig eingebaut sind; und/oder
- der Kontaktabschnitt des ersten elektrischen Leiters besitzt ein gewölbtes Format; und/oder - der Kontaktabschnitt besteht aus zwei gewölbten, gegenüberliegenden Seitenteilen, die in Abstand voneinander stehen; und/oder
- das erste Heizelement befindet sich entlang des einen Seitenteils des Kontaktabschnitts des ersten elektrischen Leiters und das zweite Heizelement befindet sich entlang der anderen Seitenteils des Kontaktabschnitts des ersten elektrischen Leiters; und/oder
- das erste und zweite Heizelement sind an beiden Seitenteilen des Kontaktabschnitts des ersten elektrischen Leiters mittels einer elektrisch nicht leitenden, also elektrisch isolierenden Halterung, z.B. aus Polymermaterial, befestigt, wobei die besagte Halterung eine vordere und eine hintere Stützwand besitzt, um die Heizelemente zu befestigen, derart, dass sie sich leicht herausnehmen lassen, sowie zentrale Aufnahmen, um jedes Seitenteil des Kontaktabschnitts des ersten elektrischen Leiters aufzunehmen und zu positionieren; und/oder
- der Kontaktabschnitt des ersten elektrischen Leiters, die Heizelemente und die Halterung bilden radial eine„Sandwich"-Struktur; und/oder
- die Kraftstoffheizeinrichtung umfasst zudem noch mindestens eine wärmeleitende Folie um die„Sandwich"-Struktur herum; und/oder
- die Heizelemente sind Thermistoren, insbesondere PTC-Thermistoren; und/oder
- der Wärmetauscher umfasst einen gerillten bzw. gerippten Abschnitt mit einer Vielzahl von Rillen bzw. Rippen auf seiner Außenfläche bzw. Außenseite; und/oder
- mindestens eine radiale Aussparung kann sich auf mindestens einem Teil der Außenfläche des Wärmetauschers befinden, die sich insbesondere axial erstreckt; und/oder
- die Halterung besitzt eine zylindrische Form, wobei ihre Aufnahmen kreisbogenförmig und konzentrisch angeordnet sind; und/oder
- das erste und zweite Heizelement und mindestens eine gegebenenfalls vorhandene wärmeleitende Folie besitzen ein, insbesondere kreisbogenförmig, gewölbtes Format; und/oder - die Kraftstoffheizeinrichtung umfasst mindestens einen im Kraftstoffeinlass angeordneten Deflektor, dessen Funktion es ist, den ankommenden Kraftstoffstrom in den unteren Bereich des Innenraums der Heizeinrichtung umzuleiten; und/oder
- der Deflektor kann radial in die vorstehend genannte Aussparung eingreifen; und/oder
- der Wärmetauscher umfasst einen oberen und kontinuierlichen Dichtungsabschnitt entlang des gerippten Abschnitts, wobei die Funktion des besagten Dichtungsabschnitts ist, mindestens ein Dichtungselement aufzunehmen; und/oder
- der Innenraum besteht aus einem Behälter und einem Befestigungs- und Dichtungsstutzen, wobei der Behälter für die Aufnahme des gerippten Abschnitts des Wärmetauschers ausgestaltet und der Befestigungs- und Dichtungsstutzen für die Aufnahme des Dichtungsabschnitts des Wärmetauschers eingestellt ist; und/oder
- das Dichtungselement ist ein Dichtungsring vom Typ„O-Ring"; und/oder
- über dem Dichtungsabschnitt des Wärmetauschers liegt eine Schutzabdeckung, die den ersten, den zweiten und einen gegebenenfalls vorgesehenen dritten elektrischen Leiter festhält; und/oder
- über der Schutzabdeckung liegt eine Kunststoffabdeckung, wobei diese Kunststoffabdeckung an die Schutzabdeckung angespritzt sein kann; und/oder
- die Kraftstoffheizeinrichtung umfasst zudem eine Befestigungsklemme, die in die Durchgangsbohrungen des Befestigungsstutzens eingefügt und rund um den Kunststoffabdeckungsabschnitt platziert ist, der sich im Inneren des Befestigungs- und Dichtungsstutzens befindet. Die besagte Klemme umfasst zudem noch freie, aufgeweitete, also voneinander weg bzw. nach außen weisende Enden; und/oder
der Kraftstoffeinlass der Heizeinrichtung kann fluidmäßig mit dem Kraftstoffauslass einer Kraftstoffleitung verbunden werden und der Kraftstoffauslass der Heizeinrichtung kann mit mindestens einem Kraftstoffinjektor direkt verbunden werden; und/oder
-die Kraftstoffheizeinrichtung kann vollständig in die Kraftstoffleitung eingebaut werden; und/oder
- das erste Heizelement und das zweite Heizelement haben die gleiche Verhaltensweise und die gleiche Abregeltemperatur; und/oder
- das erste Heizelement und das zweite Heizelement haben verschiedene Verhaltensweisen und Abregeltemperaturen; und/oder
- in der Öffnung ist ein dritter elektrischer Leiter vorhanden, der zweite elektrische Leiter steht in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Heizelement und besitzt ein gewölbtes Format; und/oder
- der dritte elektrische Leiter ist eine leitende Feder, die einen Kontaktabschnitt, der den Kontakt zu den Heizelementen herstellt, und ein elektrisches Kontaktende, das den Kontakt zu einem elektrischen Stromkreis eines Kraftfahrzeugs herstellt, umfasst, wenn der Kontaktabschnitt und das Kontaktende vollständig eingebaut sind; und/oder
- das erste Heizelement befindet sich entlang eines Seitenteils des Kontaktabschnitts des ersten elektrischen Leiters und das zweite Heizelement befindet sich entlang eines Seitenteils des Kontaktabschnitts des dritten elektrischen Leiters; und/oder
- das erste und das zweite Heizelement werden an jedes Seitenteil des Kontaktabschnitts des ersten und des dritten elektrischen Leiters mittels einer elektrisch isolierten Halterung, z.B. aus Polymermaterial, befestigt, wobei die besagte Halterung eine vordere und hintere Stützwand besitzt, um die Heizelemente zu positionieren und/oder zu befestigen, derart, dass sie sich leicht herausnehmen lassen, sowie, insbesondere konzentrische Aufnahmen, um den ersten und dritten elektrischen Leiter aufzunehmen und zu positionieren; und/oder
- der Kontaktabschnitt des ersten und des dritten elektrischen Leiters, die Heizelemente und die Halterung bilden radial gesehen eine „Sandwich"-Struktur. Kurzbeschreibung der Figuren
[013] Diese und andere Ziele, die technischen und funktionellen Verbesserungen und die Vorteile des Kraftstoffheizsystems, das Gegenstand dieser Erfindung ist, sind Fachleuten anhand der beigefügten schematischen Figuren, die eine bevorzugte, nicht beschränkte, Ausführung dieser Erfindung veranschaulichen, ersichtlich.
[014] Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit einer Kraftstoffleitung und mit Kraftstoffinjektoren, gemäß einer ersten Montagemöglichkeit, verbunden ist;
[015] Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist;
[016] Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung, die mit einer Kraftstoffleitung und mit Kraftstoffinjektoren, gemäß einer zweiten Montagemöglichkeit, verbunden ist;
[017] Fig. 4A zeigt eine Detailansicht und ein Schnittbild der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten besonderen Ausführung;
[018] Fig. 4B zeigt ein Schnittbild der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten besonderen Ausführung;
[019] Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Komponenten der Heizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten besonderen Ausführung; [020] Fig. 6 zeigt eine Ansicht des Wärmetauschers der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung;
[021 ] Fig. 7 zeigt eine Ansicht des elektrischen Leiters der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
[022] Fig. 8 zeigt eine Ansicht der Halterung der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
[023] Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht des Abschnitts der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei die Heizeinrichtung mit einer Kraftstoffleitung und einem Kraftstoffinjektor in einer zweiten Montagemöglichkeit verbunden ist (wie auch in Figur 3 gezeigt ist);
[024] Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des Abschnitts der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten Ausführung, wobei die Heizeinrichtung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist;
[025] Fig. 1 1 zeigt eine Seitenansicht des Abschnitts der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten Ausführung, wobei die Heizeinrichtung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist und die internen Komponenten der Heizeinrichtung (mit Ausnahme eines Deflektors) zur besseren Erkennbarkeit entfernt wurden;
[026] Fig. 12 zeigt ein Schnittbild der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung, wobei die veranschaulichte Heizeinrichtung einen Deflektor umfasst; [027] Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht des Abschnitts der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung, wobei die Heizeinrichtung mit einem Injektor und einer Kraftstoffleitung, gemäß einer ersten Montagemöglichkeit (wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist), verbunden ist;
[028] Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht des Abschnitts der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung, wobei die Heizeinrichtung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist. In dieser Figur wird die erste Montagemöglichkeit verwendet (wie in den Figuren 1 , 2 und 13 gezeigt ist);
[029] Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht des Abschnitts der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei die Heizeinrichtung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist und die internen Komponenten der Heizeinrichtung (mit Ausnahme des Deflektors) zur besseren Erkennbarkeit entfernt wurden. In dieser Figur wird auch die erste Montagemöglichkeit verwendet (wie in den Figuren 1 , 2, 13 und 14 gezeigt ist);
[030] Fig. 16 zeigt ein Schnittbild der Kraftstoffheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei die Heizeinrichtung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist. In dieser Figur wird auch die erste Montagemöglichkeit verwendet (wie in den Figuren 1 , 2, 13, 14 und 15 gezeigt ist);
[031 ] Fig. 17 zeigt eine Draufsicht der Heizeinrichtung ohne die eingesetzten Komponenten; [032] Fig. 18 zeigt eine Detailansicht und ein Schnittbild der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten besonderen Ausführung;
[033] Fig. 19 zeigt ein Schnittbild der Kraftstoffheizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten besonderen Ausführung; und
[034] Fig. 20 zeigt eine Explosionsdarstellung der Komponenten der Heizeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten besonderen Ausführung.
Ausführungsbeschreibung der Erfindung
[035] Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. In den Figuren und in der folgenden Beschreibung werden ähnliche Teile mit gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, das heißt, bestimmte Eigenschaften der Erfindung können in einem übertriebenen Maßstab oder auf eine schematische Art und Weise veranschaulicht werden. Auch die Einzelheiten der konventionellen Elemente werden möglicherweise nicht so abgebildet, dass diese Beschreibung mit größerer Klarheit und Prägnanz veranschaulicht wird. Die Begriffe "axial" und "radial" sowie "Umfangsrichtung" beziehen sich im vorliegenden Zusammenhang auf eine Längsmittelachse der jeweiligen Heizeinrichtung, wobei die Axialrichtung parallel zur Längsmittelachse verläuft, die Radialrichtung senkrecht zur Axialrichtung verläuft und die Umfangsrichtung um die Längsmittelachse umläuft.
[036] Die Heizeinrichtung 5 der folgenden Erfindung kann mit einer Kraftstoffleitung 2 verbunden werden, wie aus den Figuren 1 , 2 und 3 hervorgeht. Aus den Figuren 1 , 2, 3, 1 1 , 12, 15 und 16 geht hervor, dass die Kraftstoffleitung 2 mit einem Kraftstoffeinlass 3 und mit einem hier nicht näher bezeichneten Kraftstoffauslass versehen ist. In der Regel weist die Kraftstoffleitung 2 mehrere Kraftstoffauslässe für mehrere Heizeinrichtungen 5 auf. Jede Heizeinrichtung 5 besitzt auch einen Kraftstoffeinlass 6 und einen Kraftstoffauslass 7. Erwähnenswert ist auch, dass der Kraftstoffeinlass 6 der Heizeinrichtung 5 fluidmäßig mit dem Kraftstoffauslass der Kraftstoffleitung 2 verbunden ist. Folglich kann der Kraftstoffauslass der Kraftstoffleitung 2 so umgesetzt werden, dass dieser mit dem Kraftstoffeinlass 6 der Heizeinrichtung 5 übereinstimmt. Insbesondere kann die Heizeinrichtung 5 mit ihrem Kraftstoffeinlass 6 unmittelbar in den zugehörigen Kraftstoffauslass der Kraftstoffleitung 2 eingesetzt sein. Das ist am Deutlichsten in den Figuren 1 1 , 12, 15 und 16 zu sehen. Zusätzlich kann der Kraftstoffauslass 7 der Heizeinrichtung 5 mit einem Kraftstoffinjektor 8 verbunden werden, wie den Figuren 9 und 13 zu entnehmen ist. Insbesondere kann der jeweilige Kraftstoffinjektor 8 dabei unmittelbar in den zugehörigen Kraftstoffauslass 7 eingesteckt sein.
[037] In den Figuren 1 1 , 12, 15 und 16 ist eine Heizeinrichtung 5 zu sehen, die einen Innenraum 9 besitzt, der zwischen seinem Einlass 6 und seinem Kraftstoffauslass 7 angeordnet ist.
[038] Dieser Aufbau zeigt, dass der aus dem Fahrzeugtank kommende Kraftstoff durch die Leitung 2 verläuft, den Innenraum 9 der Heizeinrichtung 5 durchquert und schließlich mittels einem oder mehreren Injektoren 8 in den Motor eingespritzt wird.
[039] Damit der Kraftstoff angemessen erhitzt wird, besitzt diese Erfindung einen Wärmetauscher 10, der im Innenraum 9 der Heizeinrichtung 5 eingebaut ist. Wie die Figuren 6 und 20 veranschaulichen, besitzt der Wärmetauscher 10 einen gerippten Abschnitt 20 mit einer Vielzahl von Rippen auf seiner äußeren Seitenfläche oder Außenfläche, sowie einen oberen und kontinuierlichen Dichtungsabschnitt 24 entlang des besagten gerippten Abschnitts 20. Unter Berücksichtigung dieser beiden Abschnitte 20 und 24 des Wärmetauschers 10 ist der Innenraum 9 so angepasst, dass er diese Komponenten bzw. Abschnitte 20, 24 in seinem Inneren aufnehmen kann, wobei er zu diesem Zweck mit einem Behälter 25 und einem Befestigungs- und Dichtungsstutzen 26 versehen ist. Wie die Figuren 9, 10, 13 und 14 veranschaulichen, ist der Behälter 25 für die Aufnahme bzw. Konditionierung des gerippten Abschnitts 20 ausgestaltet, während dre Befestigungs- und Dichtungsstutzen 26 für die Aufnahme des Dichtungsabschnitts 24 des Wärmetauschers 10 ausgestaltet ist. Gemäß einer ersten besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung besitzt der Wärmetauscher 10 aus einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, wie in der Figur 6 veranschaulicht wird, wobei dieser eine Aussparung 21 auf der Außenfläche des gerippten Abschnitts 20 auf mindestens einem Teil seiner Außenfläche besitzt. Weiterhin wird der Wärmetauscher 10 vorzugsweise aus metallischem Material hergestellt. Jedoch werden andere wärme- und stromleitende Materialien nicht ausgeschlossen, die ebenso wirksam oder besser als Metalle sind und die möglicherweise eingesetzt werden können.
[040] Der Wärmetauscher 10 ist auch mit mindestens zwei Heizelementen 1 1A und 1 1 B ausgestattet, die in eine Öffnung, die im Inneren des Wärmetauschers 10 ausgebildet ist, eingefügt sind, wie den Figuren 4A, 4B, 18 und 19 zu entnehmen ist. Diese Heizelemente 1 1A und 1 1 B sind bevorzugt ein Thermistor vom Typ PTC (positive Temperaturkoeffizienten). In einer besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung können die Heizelemente 1 1A und 1 1 B die gleiche Verhaltensweise und die gleiche Heiztemperatur oder verschiedene Verhaltensweisen und/oder Heiztemperaturen haben. Die Heiztemperatur ist dabei die Regeltemperatur des PTC-Elements, also diejenige Temperatur, auf die sich das PTC-Element aufheizt und ab der das PTC-Element keinen elektrischen Strom mehr aufnimmt. In der gleichen Öffnung des Wärmetauschers 10, wo sich die Heizelemente 1 1 A und 1 1 B befinden, existiert mindestens ein erster elektrischer Leiter 12A.
[041 ] In einer besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung besitzt die Heizeinrichtung 5 einen ersten gewölbten elektrischen Leiter 12A, wie beispielsweise in der Figur 5 veranschaulicht wird. In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung besitzt die Heizeinrichtung 5 dieser Erfindung noch einen dritten elektrischen Leiter 12B, der ebenso ein gewölbtes Format aufweist, wie in den Figuren 18 bis 20 veranschaulicht wird. In den folgenden Ausführungen steht der elektrische Leiter 12A und/oder 12B jeweils in elektrischem Kontakt mit dem ersten und dem zweiten Heizelement 1 1 A und 1 1 B. In den in den Figuren veranschaulichten Ausführungen sind der erste elektrische Leiter 12A und der dritte elektrische Leiter 12B eine leitende Feder, die beispielsweise in den Figuren 5, 7 und 20 dargestellt wird. Diese Feder besteht aus einem Kontaktabschnitt 14, der die Heizelemente 1 1 A und 1 1 B abfast, und aus einem elektrischen Kontaktende 15, das vollständig in den Kontaktabschnitt 14 eingebaut ist. In der in der Figur 5 dargestellten Ausführung besteht der Kontaktabschnitt 14 aus zwei gewölbten, gegenüberliegenden Seitenteilen (oder Abschnitten), die in einem Abstand voneinander stehen. In der in den Figuren 17 bis 20 dargestellten Ausführung besteht der Kontaktabschnitt 14 der jeweiligen elektrischen Leiter 12A und 12B aus einem einzigen Seitenteil (oder einem einzigen Abschnitt).
[042] Der Wärmetauscher 10 umfasst weiterhin einen zweiten elektrischen Leiter 13, der in elektrischem Kontakt mit seiner Außenfläche steht. Dieser zweite elektrische Leiter 13 kann mit jedem beliebigen Mittel, wie beispielsweise mit Schweißnähten oder Schrauben, am Wärmetauscher 10 befestigt werden. In der in der Figur 5 dargestellten Ausführung ist der zweite elektrische Leiter 13 an den Wärmetauscher 10 mittels einer Schraube 22 festgeschraubt. Außerdem sind die elektrischen Leiter 12A, 13 und 12B elektrisch mit einem Stromkreis verbunden, wie die in den Figuren 4A, 4B und 5 dargestellte Ausführung und die in den Figuren 18 bis 20 dargestellte Ausführung veranschaulichen. Im Falle des ersten Leiters 12A und des dritten Leiters 12B wird der Kontakt durch das Ende 15 jedes Leiters hergestellt. Vorzugsweise ist der betreffende Stromkreis ein bereits vorhandener Stromkreis in der Motorsteuerung des Fahrzeugs. Weiterhin ist den Figuren 5, 7 und 20 zu entnehmen, dass der Kontaktabschnitt 14 und das elektrische Kontaktende 15 aus einem einzigen Teil hergestellt wurden.
[043] In der in den Figuren 18 bis 20 dargestellten Ausführung befinden sich das erste Heizelement 1 1 A und das zweite Heizelement 1 1 B entlang eines Seitenteils eines Kontaktabschnitts 14 des ersten elektrischen Leiters 12A und des dritten elektrischen Leiters 12B. In der in der Figur 5 dargestellten Ausführung befindet sich das erste Heizelement 1 1A entlang des einen Seitenteils des Kontaktabschnitts 14 des ersten elektrischen Leiters 12A und das zweite Heizelement 1 1 B befindet sich entlang des anderen Seitenteils des Kontaktabschnitts 14 des ersten elektrischen Leiters 12A. Bei jeweils beiden Ausführungen wird dadurch radial gesehen eine„Sandwich"-Struktur gebildet.
[044] In einer Ausführung der vorliegenden dargestellten Erfindung ist festzustellen, dass die Heizelemente 1 1A und 1 1 B eine im Wesentlichen gewölbte Form aufweisen, wie beispielsweise der Figur 5 zu entnehmen ist. Diese Wölbung kann insbesondere kreisbogenförmig sein.
[045] Um die „Sandwich"-Struktur zusammenzuhalten, ordnungsgemäß einzufügen und leicht einzubauen, wird noch eine Halterung 17 geliefert, wie in den Figuren 5, 8 und 20 veranschaulicht wird. Genauer gesagt werden die zwei Heizelemente 1 1A und 1 1 B mittels der besagten Halterung 17 zusammengehalten, die übrigens aus Polymermaterial hergestellt ist. Die Halterung 17 weist ferner vordere und hintere Stützbereiche 18 auf, um die Heizelemente 1 1 A und 1 1 B so zu befestigen bzw. zu positionieren, dass sie sich leicht herausnehmen lassen. Außerdem weist die Halterung 17 konzentrisch zur Längsmittelachse angeordnete Aufnahmen 19 auf, um den ersten elektrischen Leiter 12A und den dritten elektrischen Leiter 12B aufzunehmen und zu positionieren (im Falle der in den Figuren 18 bis 20 dargestellten Ausführung). Die Halterung 17 kann verschiedene Formen haben. In den Figuren 5 und 8 besitzt die Halterung 17 beispielsweise flache Stützbereiche 18 und konzentrische Aufnahmen 19 auf einer Oberfläche, die ebenso wie der Wärmetauscher 10 geformt sein kann, z.B. eine längliche oder elliptische Form aufweisen kann, wenn dies dem Querschnitts des Wärmetauschers 10 entspricht. In einer weiteren Ausführung der in der Figur 20 dargestellten Erfindung besitzt die Halterung 17 einen kreisförmigen Querschnitt und die konzentrischen Aufnahmen 19 sind kreisbogenförmig.
[046] In einer besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung und mit dem Ziel, die Wärmeleitung der Heizelemente 1 1 A und 1 1 B zu verbessern, die durch den Wärmetauscher 10 ausströmt, können alternativ eine oder mehrere wärmeleitende Folien 16 vorgesehen werden. In den besonderen Ausführungen der in den Figuren 5 und 20 dargestellten vorliegenden Erfindung werden die wärmeleitenden Folien 16 rund um die „Sandwich"-Struktur platziert, die sich aus den Heizelementen 1 1 A und 1 1 B, den Kontaktabschnitten 14 des ersten elektrischen Leiters 12A (ebenso aus dem dritten Leiter 12B im Fall der Ausführung der Figuren 18 bis 20) und der Halterung 17 bildet. In der Figur 5 hat die Folie 16 eine solche Form, die ihr ermöglicht, die Halterung 17 mit dem ersten Leiter 12A und den eingebauten Elementen 1 1A und 1 1 B einzuwickeln. In der Figur 5 wickelt die Folie 16 ebenso die Halterung 17 mit dem ersten und dritten elektrischen Leiter 12A und 12B sowie mit den eingebauten Elementen 1 1A und 1 1 B ein. In den Figuren 5 und 20 ist festzustellen, dass die wärmeleitenden Folien 16 eine gewölbte Form aufweisen, sodass sie die Elemente, die die ebenso gewölbte„Sandwich"-Struktur bilden, einwickeln können.
[047] Im Hinblick auf die Abdichtung der Heizeinrichtung 5 der vorliegenden Erfindung ist zunächst erwähnenswert, dass der Dichtungsabschnitt 24 des Wärmetauschers 10 so ausgebildet ist, dass dieser mindestens ein Dichtungselement 27 aufnehmen kann. In der in den Figuren dargestellten Ausführung ist das betreffende Dichtungselement 27 ein Dichtungsring vom Typ„O-Ring", der in den Dichtungsabschnitt 27 des Wärmetauschers 10 eingebaut ist und der in den Figuren 4A, 4B, 5, 9, 10, 13, 14, 18, 19 und 20 veranschaulicht ist. Zudem wird nun Bezug auf die Figuren 5 und 20 genommen; über dem Dichtungsabschnitt 24 des Wärmetauschers 10 liegt eine Schutzabdeckung 28, die die elektrischen Leiter 12A, 12B und 13 in einer beliebigen Ausführung der vorliegenden Erfindung festhält. Genauer gesagt wird die Schutzabdeckung 28 über alle elektrischen Leiter 12A, 12B und 13 befestigt, wobei die Befestigung beispielsweise mittels Bohrungen auf der Schutzabdeckung 28 stattfinden kann. Über der Schutzabdeckung
28 liegt zudem noch eine Kunststoffabdeckung 29, wobei diese Abdeckung
29 an die Schutzabdeckung 28 angespritzt sein kann. Die endgültige Form dieser Um- bzw. Anspritzung kann beispielsweise in den in den Figuren 4A, 4B, 9, 13, 18 und 19 dargestellten Ausführungen veranschaulicht werden.
[048] Die Befestigung der Komponenten im Inneren des Innenraums 9 wird nun in den Figuren 5, 9 bis 17 und 20 veranschaulicht. Wie festzustellen ist, wird die Heizeinrichtung 5 mit einer bügeiförmigen Befestigungsklemme 30 für jede Heizeinrichtung 5 geliefert. Diese Klemme 30 wird in Durchgangsöffnungen 31 , die am Befestigungs- und Dichtungsstutzen 26 ausgebildet sind, eingesetzt. Beim Einführen in die Öffnungen 31 legt sich die Klemme 30 um den Kunststoffabdeckungsabschnitt 29, der sich im Inneren des Befestigungs- und Dichtungsstutzens 26 befindet. Die besagte Klemme 30 besitzt zusätzlich freie Enden 32, die eine sichere Befestigung ermöglichen. Hierzu können die Enden 32 nach außen, also voneinander weggerichtet gebogen sein, so dass sie mit einem Öffnungsrand der jeweiligen Öffnung 31 zusammenwirken können.
[049] Abgesehen von den bereits erwähnten Komponenten kann die Heizeinrichtung 5 in einer besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung wahlweise einen Deflektor 23 besitzen, wie den Figuren 9 bis 12 zu entnehmen ist. Dieser Deflektor 23 wird beim Kraftstoffeinlass 6 (im in der Figur 17 dargestellten Bereich) angebracht und dient zur Umlenkung des ankommenden Kraftstoffstroms in den unteren Bereich des Innenraums 9 der Heizeinrichtung 5. Insbesondere bewirkt der Deflektor 23 eine möglichst gleichmäßige Verteilung des ankommenden Krafstoffs auf die gesamte axiale Höhe des gerippten Abschnitts 20. Durch diesen Deflektor 23 wird eine größere Kontaktzeit des Kraftstoffs mit dem Wärmetauscher 10 erzwungen, bevor dieser eingespritzt wird. Der Deflektor 23 greift zweckmäßig in die vorstehend genannte Aussparung 21 ein, die an der Außenseite des Wärmetauschers 10 ausgebildet ist.
[050] In einer besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die Heizeinrichtung 5 und die Leitung 2 vollständig eingebaut. Mit anderen Worten können diese beiden Komponenten ein einziges Teil bilden. In einer besonderen Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die Heizeinrichtung 5 und die Leitung 2 mittels Abformen und Einspritzen von Polymermaterialien hergestellt. Nach dem Aufbau werden im Inneren des Innenraums 9 der Wärmetauscher 10 (und alle weiteren Komponenten, die sich in seinem Inneren befinden), der Deflektor 23 (optional), das Dichtungselement 27 und die Schutzabdeckung 28, auf die anschließend die Kunststoffabdeckung 29 angespritzt wird, angebracht.
[051 ] In Bezug auf die Montagemöglichkeit ist anhand der Figuren 1 bis 3 und 9 bis 16 festzustellen, dass es einige Varianten gibt. In einer bestimmten Ausführung der vorliegenden Erfindung können der Kraftstoffeinlass 6 und der Kraftstoffauslass 7 der Heizeinrichtung 5 so angeordnet werden, dass sie (in Bezug zueinander) einen Winkel bilden, der beispielsweise zwischen 0° und 90° variiert. Somit zeigen beispielsweise die Figuren 9 bis 12, dass dieser Winkel im Wesentlichen 0° groß ist, so dass sich Kraftstoffeinlass 6 und Kraftstoffauslass 7 diametral gegenüberliegen. Im Unterschied dazu ist in den Figuren 13 bis 16 dieser Winkel kleiner als 90°, und in der Figur 4 ist der Winkel im Wesentlichen 90° groß. Natürlich kann der Winkel zwischen dem Kraftstoffeinlass 6 und dem Kraftstoffauslass 7 der Heizeinrichtung 5 in Abhängigkeit von der Motorkonfiguration, dem zur Verfügung stehenden Platz und der Anwendung, usw., variieren, sodass die Figuren lediglich ein Beispiel für die verschiedenen möglichen Anordnungen darstellen.
[052] Wie festzustellen ist, ist die Heizeinrichtung 5 der vorliegenden Erfindung vollständig eingebaut, womit es sich somit um ein Einzelteil handelt, für das keine „Klammern" und Dichtungsringe, um die Heizeinrichtungen 5 und die Kraftstoffleitung 2 zu befestigen, erforderlich sind. In Verbindung mit dieser Eigenschaft sind zusätzlich die starke Abdichtung und die Fixierung der Teile hervorzuheben, die, dank der Anspritzung der Kunststoffabdeckung 29 und der Funktion der Schutzabdeckung 28, alle Komponenten befestigen. Dazu zählt auch die Klemme 30, die bei der Fixierung mitwirkt.
[053] Weiterhin ist der in den Figuren 18 bis 20 dargestellten Ausführung zu entnehmen, dass die Tatsache, dass die Heizeinrichtung 5 mindestens drei elektrische Leiter 12A, 12B und 13 besitzt, eine Reihe von Vorteilen verschafft. Unter diesen Vorteilen ist Folgendes zu erwähnen: es können zwei Heizelemente 1 1 A und 1 1 B in einem Zug aktiviert werden, womit die an den Kraftstoff abgegebene Wärme erhöht wird, oder es kann ausgewählt werden, ob nur ein Heizelement verwendet wird. Wenn das Fahrzeug eine schnelle Erwärmung des Kraftstoffs erfordert, können somit das erste und das zweite Heizelement 1 1 A und 1 1 B aktiviert werden. Wenn das Fahrzeug einen lediglich leicht erwärmten Kraftstoff benötigt, wird nur eines der Heizelemente 1 1 A oder 1 1 B aktiviert.
[054] Die Kontrollmöglichkeiten über die dem Kraftstoff zugeführte Wärme werden mit der Möglichkeit erhöht, dass die Heizelemente 1 1A und 1 1 B verschiedene Verhaltensweisen und Heiztemperaturen aufweisen können. Die Möglichkeit, das eine oder das andere Heizelement oder sogar beide gleichzeitig aktivieren zu können, bietet dem Kaltstartsystem des Fahrzeugs dadurch Flexibilität, womit die Möglichkeit, dem Verbraucher ein besseres Produkt zu liefern, erhöht wird.
[055] Mit diesen elektrischen Leitern 12A, 12B und 13 kann die Motorsteuerung des Fahrzeugs eingestellt werden, um die Heizelemente 1 1A, 1 1 B in zeitlich unterschiedlichen Abständen zu versorgen. Beispielsweise kann ein kurzer Zeitraum für das Vorheizen des Kraftstoffs eingestellt werden, sodass beide Heizelemente 1 1A und 1 1 B in den ersten paar Sekunden vor dem Anfahren des Fahrzeugs gleichzeitig aktiviert werden. Dadurch braucht der Fahrer nicht lange warten, um sein Fahrzeug fahren zu können, da der Kraftstoff bereits die ideale Temperatur hat, wenn das Startsystem aktiviert wird.
[056] Ein weiterer Vorteil und eine Kontrollmöglichkeit der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Tatsache, dass die Motorsteuerung mit Steuerungsstrategien vom Typ„On-Off" eingestellt werden kann oder sogar eine Pulsweitenmodulation (PWM -„pulse width modulation") verwendet.
[057] Anhand dieser Eigenschaften ist festzustellen, dass die Kraftstoffheizeinrichtung 5 eine vielseitige Lösung liefert, die zahlreiche Möglichkeiten bietet, die dem Kraftstoff zugeführte Wärme zu steuern. Aufgrund der Tatsache, dass die Erfindung verschiedene Steuerungstypen und -Strategien bietet, kann die vorliegende Erfindung Mittel bereitstellen, damit der Kraftstoff stets die ideale Temperatur für den Kaltstart und die Fahrzeugnutzung aufweist.
[058] Die Tatsache, dass der Querschnitt des Wärmetauschers 10 eine runde Form, vorzugsweise eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweist, erhöht die Kontaktfläche zwischen den Heizelementen 1 1A und 1 1 B und dem internen Abschnitt des Wärmetauschers 10. Weiterhin ist ein Teil mit einem runden Querschnitt leichter herzustellen und erleichtert auch die Ausführung der Rillen bzw. Rippen. Die Leichtigkeit, dieses Teil zu erhalten, verringert die Prozessfehler und optimiert die Herstellungskosten. Darüber hinaus können die Heizelemente 1 1A und 1 1 B in Positionen mit größerem Abstand voneinander in Bezug auf den Wärmetauscher 10 mit einer länglichen Form angerichtet werden. Somit wird die von den Heizelementen 1 1A und 1 1 B erzeugte Wärme fast ganz auf den Wärmetauscher 10 gerichtet.
[059] Somit ergibt sich aus dem kreisförmigen Querschnitt ein erheblicher Anstieg der Heizleistung und eine drastische Reduzierung der Herstellungskosten, wobei mit einem solchen Erfolg die Probleme des Stands der Technik gelöst werden.
[060] Wie den Fachleuten bekannt ist, sind somit zahlreiche Veränderungen und Variationen der Erfindung angesichts der oben erwähnten Erkenntnisse möglich, ohne dabei den Schutzbereich zu verlassen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

ANSPRÜCHE
Kraftstoffheizeinrichtung (5), die sich dadurch kennzeichnet, dass sie Folgendes enthält:
ein Kraftstoffeini ass (6) und mindestens ein Kraftstoffauslass (7); wobei die Heizeinrichtung (5) mindestens einen Innenraum (9) besitzt, der zwischen dem Kraftstoffeinlass (6) und dem Kraftstoffauslass (7) angeordnet ist;
im besagten Innenraum (9) ist mindestens ein Wärmetauscher (10) angeordnet, wobei der Wärmetauscher (10) über mindestens ein erstes und ein zweites Heizelement (1 1A, 1 1 B) verfügt, die in eine
Öffnung in ein Inneres des Wärmetauschers (10) eingesetzt sind; der Wärmetauscher (10) umfasst zudem mindestens:
einen ersten elektrischen Leiter (12A) in seinem Inneren, der in elektrischem Kontakt mit dem ersten Heizelement (1 1 A) steht; und einen zweiten elektrischen Leiter (13), der in elektrischem Kontakt mit der Außenfläche des Wärmetauschers (10) steht,
wobei der Wärmetauscher (10) außerdem einen runden, insbesondere kreisförmigen, Querschnitt aufweist.
Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 1 , die sich dadurch kennzeichnet, dass der erste elektrische Leiter (12A) eine leitende Feder ist, die Folgendes umfasst:
einen Kontaktabschnitt (14), der dazu dient, Kontakt mit den Heizelementen (1 1A, 1 1 B) herzustellen; und
ein elektrisches Kontaktende (15), das den Kontakt zu einem elektrischen Stromkreis eines Kraftfahrzeugs herstellt.
3. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 1 , die sich dadurch kennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (14) des ersten elektrischen Leiters (12A) eine gewölbte Form aufweist.
4. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 3, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (14) zwei gewölbte, gegenüberliegende Seitenteile, die in einem Abstand voneinander stehen, aufweist.
5. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste Heizelement (1 1 A) entlang des einen Seitenteils des Kontaktabschnitts (14) des ersten elektrischen Leiters (12A) und das zweite Heizelement (1 1 B) sich entlang des anderen Seitenteils des Kontaktabschnitts (14) des ersten elektrischen Leiters (12A) erstreckt.
6. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste und das zweite Heizelement (1 1 A, 1 1 B) am jeweiligen Seitenteil des Kontaktabschnitts (14) des ersten elektrischen Leiters (12A) mittels einer Halterung (17) befestigt sind, wobei die besagte Halterung (17) eine vordere und hintere Stützwand (18) besitzt, um die Heizelemente (1 1A, 1 1 B) zu positionieren, , sowie Aufnahmen (19), um jedes Seitenteil des Kontaktabschnitts (14) des ersten elektrischen Leiters (12A) zu positionieren.
7. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 6, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (14) des ersten elektrischen Leiters (12A), die Heizelemente (1 1A, 1 1 B) und die Halterung (17) eine „Sandwich"-Struktur bilden.
8. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 7, die sich dadurch kennzeichnet, dass sie zudem noch mindestens eine wärmeleitende Folie (16) um die„Sandwich"-Struktur besitzt.
9. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die sich dadurch kennzeichnet, dass die Heizelemente (1 1A, 1 1 B) Thermistoren sind.
10. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10) Folgendes umfasst: einen gerippten Abschnitt (20) mit einer Vielzahl von Rippen auf seiner Außenfläche zur Kontaktierung mit dem Kraftstoff.
1 1 . Heizeinrichtung gemäß Anspruch 10, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10) folgendes umfasst: mindestens eine Aussparung (21 ) auf der Außenfläche des gerippten Abschnitts (20).
12. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 1 1 , die sich dadurch kennzeichnet, dass sich die mindestens eine Aussparung (21 ) auf mindestens einem Teil der Außenfläche des Wärmetauschers (10) befindet.
13. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 6 oder nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 7 bis 12, die sich dadurch kennzeichnet, dass die Halterung (17) eine zylindrische Form besitzt, wobei ihre Aufnahmen (19) kreisbogenförmig und konzentrisch angeordnet sind.
14. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 8 oder nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 9 bis 13, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste und zweite Heizelement (1 1A, 1 1 B) und mindestens eine wärmeleitende Folie (16) eine gewölbte Form haben.
15. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, die sich dadurch kennzeichnet, dass sie mindestens einen in den Kraftstoffeinlass (6) eingebetteten Deflektor (23) aufweist, dessen Funktion es ist, den ankommenden Kraftstoffstrom in den unteren Bereich des Innenraums (9) der Heizeinrichtung (5) umzuleiten.
16. Heizeinrichtung gemäß den Ansprüchen 1 1 oder 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Deflektor (23) in die Aussparung (21 ) eingreift.
17. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 10 oder nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 1 1 bis 16, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10) einen oberen und kontinuierlichen Dichtungsabschnitt (24) entlang des gerippten Abschnitts (20) aufweist, wobei die Funktion des besagten Dichtungsabschnitts (24) ist, mindestens ein Dichtungselement (27) aufzunehmen.
18. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 17, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Innenraum (9) einen Behälter (25) und einen Befestigungsund Dichtungsstutzen (26) besitzt, wobei der Behälter (25) für die Aufnahme des gerippten Abschnitts (20) des Wärmetauschers (10) ausgestaltet ist, während der Befestigungs- und Dichtungsstutzen (26) für die Aufnahme des Dichtungsabschnitts (24) des Wärmetauschers ausgestaltet ist.
19. Heizeinnchtung gemäß dem Anspruch 18, die sich dadurch kennzeichnet, dass das Dichtungselement (27) ein Dichtungsring vom Typ„O-Ring" ist.
20. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 18 oder 19, die sich dadurch kennzeichnet, dass über dem Dichtungsabschnitt (24) des Wärmetauschers (10) eine Schutzabdeckung (28) liegt, die den ersten (12A), den zweiten (13) und den dritten (12B) elektrischen Leiter festhält.
21 . Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 20, die sich dadurch kennzeichnet, dass über der Schutzabdeckung (28) eine Kunststoffabdeckung (29) liegt, die insbesondere an die Schutzabdeckung (28) angespritzt sein kann.
22. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21 , die sich dadurch kennzeichnet, dass sie zudem eine Befestigungsklemme (30) aufweist, die in Durchgangsbohrungen (31 ) des Befestigungsund Dichtungsstutzens (26) eingefügt und den Kunststoffabdeckungsabschnitt (29) umgreifend angeordnet ist, der sich im Inneren des Befestigungs- und Dichtungsstutzens (26) befindet.
23. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, die sich dadurch kennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlass (6) der Heizeinrichtung (5) fluidmäßig mit dem Kraftstoffauslass einer Kraftstoffleitung (2) direkt verbunden, insbesondere gesteckt, werden kann und dass der Kraftstoffauslass (7) der Heizeinrichtung (5) mit mindestens einem Kraftstoffinjektor (8) direkt verbunden, insbesondere gesteckt, werden kann.
24. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 23, die sich dadurch kennzeichnet, dass sie vollständig in die Kraftstoffleitung (2) eingebaut ist.
25. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 7 oder nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 bis 24, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste Heizelement (1 1A) und das zweite Heizelement (1 1 B) die gleiche Verhaltensweise und/oder die gleiche Abregeltemperatur aufweisen.
26. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 9 oder nach Anspruch 9 und einen der Ansprüche 10 bis 24, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste Heizelement (1 1A) und das zweite Heizelement (1 1 B) verschiedene Verhaltensweisen und/oder Abregeltemperaturen aufweisen.
27. Heizeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26, die sich dadurch kennzeichnet, dass in der Öffnung des Wärmetauschers (10) ein dritter elektrischer Leiter (12B) vorhanden ist, wobei der besagte dritte elektrische Leiter (12B) in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Heizelement (1 1 B) steht und ein gewölbtes Format besitzt.
28. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 27, die sich dadurch kennzeichnet, dass der dritte elektrische Leiter (12B) eine leitende Feder ist, die Folgendes umfasst: einen gewölbten Kontaktabschnitt (14), der den Kontakt zu den Heizelementen (1 1A, 1 1 B) herstellt; und ein elektrisches Kontaktende (15), das den Kontakt zu einem elektrischen Stromkreis eines Kraftfahrzeugs herstellt.
29. Heizeinrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste Heizelement (1 1A) entlang des einen Seitenteils des Kontaktabschnitts (14) des ersten elektrischen Leiters (12A) und das zweite Heizelement (1 1 B) sich entlang des anderen Seitenteils des Kontaktabschnitts (14) des dritten elektrischen Leiters (12B) erstreckt.
30. Heizeinrichtung gemäß dem Anspruch 29, die sich dadurch kennzeichnet, dass das erste und das zweite Heizelement (1 1 A, 1 1 B) am jeweiligen Seitenteil des Kontaktabschnitts (14) des ersten und des dritten elektrischen Leiters (12A, 12B) mittels einer Halterung (17) befestigt werden, wobei die besagte Halterung (17) eine vordere und hintere Stützwand (18) besitzt, um die Heizelemente (1 1A, 1 1 B) zu positionieren, sowie Aufnahmen (19), um den ersten und dritten elektrischen Leiter (12A, 12B) zu positionieren.
31 . Heizeinrichtung gemäß den Ansprüchen 29 und 30, die sich dadurch kennzeichnet, dass die Kontaktabschnitte (14) des ersten und des dritten elektrischen Leiters (12A, 12B), die Heizelemente (1 1A, 1 1 B) und die Halterung (17) eine„Sandwich"-Struktur bilden.
32. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die wenigstens einen Zylinder aufweist,
mit mindestens einem Kraftstoffinjektor (8) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder,
mit mindestens einer Kraftstoffleitung (2) zum Zuführen des Kraftstoffs zum jeweiligen Kraftstoff! njektor (8),
mit mindestens einer Heizeinrichtung (5) zum bedarfsabhängigen Erwärmen des Kraftstoffs, die fluidisch zwischen der Kraftstoffleitung (2) und dem jeweiligen Kraftstoffinjektor (8) angeordnet ist.
33. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
dass die Heizeinrichtung nach Anspruch 26 ausgestaltet ist, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die so ausgestaltet ist, dass sie abhängig von wenigstens einem Steuerparameter, wie z.B. Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffleitung oder Umgebungstemperatur oder Kraftstoffart oder
Kraftstoffzusammensetzung, wahlweise nur das erste Heizelement (1 1A) oder nur das zweite Heizelement (1 1 B) oder beide Heizelemente (1 1 A, 1 1 B) zum Erwärmen des Kraftstoffs ansteuert.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023115187A1 (pt) * 2021-12-21 2023-06-29 Robert Bosch Limitada Vela de aquecimento com filamento exposto provida de um inserto e arranjo de montagem incluindo a mesma

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102016018530A8 (pt) 2016-08-12 2018-06-26 Mahle Int Gmbh conjunto aquecedor de combustível e sistema de alimentação e aquecimento de combustível
BR102016029084A2 (pt) 2016-12-12 2018-07-17 Mahle Metal Leve S.A. sistema de aquecimento de combustível
BR102017004261A2 (pt) 2017-03-03 2018-10-30 Mahle Int Gmbh processo de fabricação de um conjunto de distribuição e aquecimento de combustível e conjunto de distribuição e aquecimento de combustível
BR102021008389A2 (pt) * 2021-04-30 2022-11-16 Robert Bosch Limitada Dispositivo para aquecimento de combustível e conjunto para injeção de combustível

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2108809A2 (de) * 2008-04-08 2009-10-14 Eltek S.p.A. Heizvorrichtung für Brennstoffzuführkanäle, Brennstoffzuführkanäle und Verbrennungsmotor
DE102011086201A1 (de) 2011-11-11 2013-05-16 Mahle International Gmbh Kraftstoffeinspritzanlage und Vorheizeinrichtung
DE102012220429A1 (de) 2012-11-09 2014-05-15 Mahle International Gmbh Vorheizeinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage
DE102012220432A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Mahle International Gmbh Vorheizeinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2108809A (en) * 1934-06-26 1938-02-22 Du Pont Moistureproof material and method of making the same
US5401935A (en) * 1993-05-28 1995-03-28 Heaters Engineering, Inc. Fuel heating assembly
JP2000120504A (ja) * 1998-10-13 2000-04-25 Nippon Soken Inc 筒内直噴式内燃機関の燃料供給系
MXPA05002769A (es) * 2002-09-11 2005-06-06 Vaporate Pty Ltd Sistema de suministro de combustible.
US8047182B2 (en) * 2008-02-13 2011-11-01 Millenium Industries Fuel delivery system for heating fuel therein
US7766254B2 (en) * 2008-05-30 2010-08-03 Delphi Technologies, Inc. Heated fuel injector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2108809A2 (de) * 2008-04-08 2009-10-14 Eltek S.p.A. Heizvorrichtung für Brennstoffzuführkanäle, Brennstoffzuführkanäle und Verbrennungsmotor
DE102011086201A1 (de) 2011-11-11 2013-05-16 Mahle International Gmbh Kraftstoffeinspritzanlage und Vorheizeinrichtung
DE102012220429A1 (de) 2012-11-09 2014-05-15 Mahle International Gmbh Vorheizeinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage
DE102012220432A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Mahle International Gmbh Vorheizeinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023115187A1 (pt) * 2021-12-21 2023-06-29 Robert Bosch Limitada Vela de aquecimento com filamento exposto provida de um inserto e arranjo de montagem incluindo a mesma

Also Published As

Publication number Publication date
US20180355828A1 (en) 2018-12-13
EP3384150A1 (de) 2018-10-10
BR102015030039A2 (pt) 2017-06-06

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