WO2017149008A1 - Heating cartridge with a protective tube - Google Patents

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WO2017149008A1
WO2017149008A1 PCT/EP2017/054760 EP2017054760W WO2017149008A1 WO 2017149008 A1 WO2017149008 A1 WO 2017149008A1 EP 2017054760 W EP2017054760 W EP 2017054760W WO 2017149008 A1 WO2017149008 A1 WO 2017149008A1
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WO
WIPO (PCT)
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protective tube
spring element
heating
heating cartridge
tube
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/054760
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German (de)
French (fr)
Inventor
Patrick Le Coent
Ulrich Schlachter
Original Assignee
Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg filed Critical Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • HELECTRICITY
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    • H05B3/78Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82Fixedly-mounted immersion heaters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient

Definitions

  • the application relates to a heating cartridge, which is arranged in an outer protective tube.
  • Such heating cartridges are required in particular for exhaust gas purification systems (SCR systems), for example for heating tanks containing urea solution, or cartridges containing an ammonia-containing solid or an enzyme, with the aid of ammonia or a urea solution is produced with a desired urea concentration ,
  • SCR systems exhaust gas purification systems
  • Electric heating cartridges which include a heating element or a PTC element as a heating element.
  • the electrical heating elements are introduced into a metallic cladding tube, wherein the cladding tube is sealed at one end, preferably by a metallic bottom, and at the other end, the connections are led out of the tube.
  • the connection end can also be sealed, for example by a plastic compound.
  • the cladding tube may be, for example, an extruded profile in which ceramic PTC elements are arranged, or a metal tube in which, for example, a heating coil embedded in insulating material is arranged. It is also possible that a thin-walled metal tube surrounds one or more extruded profiles as an additional cladding tube.
  • the heat transfer could probably be improved if a good heat conducting material such as magnesium oxide would be filled in the air gap. But then the heating cartridge and the thermowell can not easily take apart again, which is often desired for replacement purposes.
  • a good heat conducting material such as magnesium oxide
  • the heating cartridge and the thermowell can not easily take apart again, which is often desired for replacement purposes.
  • solid storage may contain, for example, ammonia salts.
  • the object of the invention is therefore the improved heat transfer from the heating cartridge to the inside of the protective tube, which is in heat-conducting contact with its outside with the medium to be heated.
  • the problem is solved by a heating cartridge with a protective tube with the features specified in claim 1. Thereafter, the heat transfer from the heating element, for example, directly from an extruded profile or from a min. An extruded profile surrounding cladding tube to the protective tube via the at least one spring element. The fact that pressure surfaces of the spring element are pressed with a biasing force to the inside of the protective tube, a particularly effective heat transfer is given.
  • One spring element in an advantageous development material and / or positively secured to the heating element for example, on the cladding tube, or protective tube.
  • one or more heating elements may be arranged in an extruded profile, which can then be regarded as a cladding tube. It is also possible that at least one extruded profile, which may be made of aluminum, for example, surrounded by a comparatively thin-walled cladding, such as stainless steel, and thus can be additionally protected. Furthermore, it is possible for one or more heating resistors, for example a heating coil, to be arranged in an insulator, for example ceramic powder, embedded in a thin-walled cladding tube.
  • the spring element preferably also has contact surfaces, which are pressed against the outside of the jacket tube with a biasing force. This ensures good heat transfer from the cladding tube to the spring element.
  • the spring element have at least one contact surface on the cladding tube, which is pressed in the installed state by the biasing force of the spring element resiliently against the outside of the cladding tube. It is even a narrow, strip-shaped contact surface by the contact pressure sufficient for a good heat transfer.
  • the spring element is configured meander-shaped, with connecting sections in each case the pressure surfaces on both sides connect to the protective tube and to the cladding tube.
  • the spring element is configured in a meandering cross-section.
  • the distance of the connecting sections increases on both sides of a pressure surface from the middle of the connecting sections to the pressure surface connecting them.
  • the at least one spring element is attached to the cladding tube.
  • the spring element is attached only at one end to the cladding tube, so that it is movable with its other end relative to the heating cartridge in the longitudinal direction.
  • it may be attached along at least one axial line.
  • the spring element is held only by clamping, so can move freely relative to the protective tube and the heating element or a cladding tube, for example, to compensate for thermally induced changes in length.
  • the spring element is preferably made of metal, for example made of sheet metal. Particularly suitable are aluminum-based alloys and copper-based alloys, for example CuSn6 or beryllium copper.
  • the spring element is preferably in one piece. However, multi-part spring elements can increase the heat transfer.
  • the at least one spring element protrude starting from the attached to the cladding pressure surfaces rippen- or tab-like connection areas, which pass into pressure surfaces on the protective tube, which are pressed under pretension on the protective tube.
  • a spring plate may be slidably pushed onto the cladding tube, which has bent-out tabs whose end portions rest as pressure surfaces under pretension on the protective tube.
  • the attachment of the at least one spring element on the cladding tube can be done for example by spot welding or by clamping. In the case of several spring elements, these can also be held in their position by abutting or shape-adapted sections. These sections are preferably located in the region of the pressure surfaces on the cladding tube. Alternatively, it would also be conceivable to attach the at least one spring element to the inside of the protective tube, in which case the rib-like or tab-like connecting regions merge into pressure surfaces on the jacket tube.
  • the at least one spring element is reduced in height at at least one end, preferably bevelled. Beveling facilitates the assembly of the heating cartridge, spring element and protective tube. The resulting sharp edges can be crimped or folded. Alternatively, e.g. in the case of a meander-shaped spring element in the end region, the height of the spring element can only be reduced in such a way that it no longer bears under pretension on the cladding tube and / or protective tube. Sharp edges are not so advantageous.
  • the immersion heater contains a heating element.
  • a heating insert with at least one PTC element can be arranged inside the cladding tube.
  • the heater insert may include one or more ceramic PTC elements electrically contacted by a contact sheet.
  • a ground contact may be made via a second contact sheet by placing the PTC element (s) are arranged between the two contact plates, or via a heat conducting body.
  • the heater insert may additionally include a positioning frame that positions the heating element (s).
  • at least one ceramic PTC element with two contact plates is insulated in an opening of a heat conduction body, or is accommodated between heat conduction bodies made of a good heat conducting material such as aluminum.
  • the heat-conducting bodies are preferably produced as extruded parts.
  • the heating element can be incorporated into a cladding made of stainless steel or aluminum. To a good one
  • the heating element or the extruded profile may have at least one indentation on an outer side.
  • the cladding tube is contracted around the heating insert or the extruded profile around, whereby an intimate, good heat-transferring contact of heating insert and cladding tube is then given.
  • the heating element can also be introduced under bias into the cladding tube.
  • the spring element is designed as a corrugated sleeve.
  • the waves can follow each other in the circumferential direction or in the longitudinal direction of the sleeve.
  • the waves can thus form longitudinal ribs or rings.
  • the wave crests form contact surfaces on the protective tube, while the valleys between the shafts form contact surfaces on the extruded profile or the cladding tube.
  • the shafts can each be provided with slots.
  • the spring element can better fit its circumference to a given thermowell or thermally induced expansions and contractions.
  • the waves are provided with slots which terminate before the valleys adjacent to the shaft.
  • the wave troughs are preferably designed as pressure surfaces in sections, and thus lie on a defined length in good heat-conducting contact with the heating element.
  • the individual waves are preferably the same shape, but may also be shaped differently, for example, have different amplitudes or wavelengths.
  • the trough portion has a longitudinal slot. This makes it possible to mount the spring under prestress and thus to achieve an even better heat transfer from the heating cartridge to the spring.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a container with a protective tube
  • FIG. 2 shows a cross section through an exemplary embodiment of a heating cartridge according to the invention with a protective tube and a container;
  • FIG 3 shows a further embodiment of a heating cartridge according to the invention with spring element, but without protective tube.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of spring elements of a heating cartridge according to the invention.
  • Fig. 5 is a single spring element of the embodiment shown in Fig. 4.
  • Fig. 1 shows schematically the longitudinal section through a container 1 with a medium to be heated, for example, the solid cartridge of a reducing agent system.
  • a protective tube 2 is attached fluid-tight.
  • a heating element 3 is introduced.
  • an air gap 4 Between the protective tube 2 and the heating element 3 is an air gap 4.
  • a spring element 6 (shown schematically) is arranged.
  • the spring element 6 is a corrugated sleeve, wherein the waves are formed as elevations 6.1, which in Um- follow each other. The valleys 6.2 between the waves thus extend in the longitudinal direction of the heating element.
  • the spring element 6 is chamfered such that the outer diameter of the spring element is smaller than the diameter of the protective tube inside at this point. While in this illustration, the heating cartridge 3 is fixedly connected to a bottom part 5, the container 1 is removable. In the case of a solid cartridge this is removable from the vehicle and thereby rechargeable or exchangeable.
  • Fig. 2 shows a cross section through the container 1 with protective tube 2 and immersion heater 3, which has a cladding tube 7 on its outer side.
  • a spring element 6 is arranged in the air gap 4 between the protective tube 2 and cladding tube 7.
  • This spring element is made of metal, for example an aluminum-based alloy or a copper-based alloy, and is designed to be integrally closed here. But also conceivable are several individual segments or versions with a longitudinal slot.
  • the spring element 6 has in this embodiment a meandering shape with pressure surfaces 6.1 on the inside of the protective tube 2 and pressure surfaces 6.2 on the outside of the cladding tube 7.
  • the pressure surfaces 6.1, 6.2 are connected to each other by connecting sections 6.3.
  • the middle of the connecting sections 6.4 is indicated on the left half of the drawing.
  • the spring element 6 can advantageously adapt well to the air gap width, and overall pressure surfaces on the cladding tube 7 and protective tube 2 which are larger than the respective outer and inner surfaces of Hüllg. Protective tube, which causes a particularly good thermal coupling of the tubes on the spring element 6.
  • a bathleitprofil 8 is arranged, for example, an extruded profile of aluminum or another metal.
  • a ceramic PTC element 9 with two contact plates 10 is insulated by an insulating 1 1 in an opening 12 of the bathleitprofiles 8 added.
  • the PTC Element 9 or the PTC elements can be held by a positioning frame, which can additionally hold one or both contact plates 10.
  • the heat conduction 8 On its outer side, the heat conduction 8 has two indentations 8.1. Formed by corresponding indentations 7.1 on the cladding tube, the cladding tube 7 is contracted around the heat conduction 8 around, whereby an intimate, good heat transfer contact of sautprofil 8 and cladding tube 7 is given.
  • the protective tube 2 and the heating element 3 are made approximately round.
  • the air gap 4 at different locations may also be different widths.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a heating cartridge with a spring element 6.
  • the heating element 3 has a heating insert with aticianleitprofil 8, for example, an extruded profile of aluminum or another metal, in the one or two contact plates 10 and one or more ceramic PTC elements 9 are used on one or two sides isolated.
  • the one or more PTC elements 9 may be held by a positioning frame 22.
  • the heat conduction 8 is not surrounded by a separate cladding in this embodiment.
  • Theticianleitprofil 8 thus forms a cladding tube of the heating element.
  • a separate cladding tube can be added as in the above embodiment.
  • the end of theticianleitprofils 8 may be sealed, for example by means of a plastic cap, not shown.
  • the spring element 6 is formed in the embodiment shown in FIG. 3 as a corrugated sleeve, for example as a corrugated tube.
  • the waves are not formed as elevations, which follow one another in the circumferential direction. Instead, the waves are formed as elevations, which follow one another in the longitudinal direction.
  • Each of the waves forms a pressure surface 6.1 for the protective tube and surrounds in the embodiment shown in Fig. 3, the heat conduction 8 annular.
  • the spring element 6 may have a continuous longitudinal slot 20.
  • a longitudinal slot 20 makes it easier to arrange the spring element 6 around the réelleleitprofil 8 around.
  • the longitudinal slot 20 facilitates adaptation to thermally induced changes in length or the insertion into a protective tube, so that the sections between the shafts, so the pressure surfaces 6.2 always keep good thermal contact with the heat conduction 8 and 8, a cladding.
  • the spring element is extremely preferably applied under pretension on the cladding tube.
  • the radius of the pressure surfaces in the relaxed state may be smaller than the cladding tube radius.
  • the elevations which form the pressure surfaces 6.1 for the thermowell, not shown in Fig. 3, each have a plurality of slots 21. These slots 21 terminate before the survey each adjacent trough, ie before the pressure surfaces 6.2.
  • the slots 21 divide the elevations and thus also the pressure surfaces 6.1 in several strips, which are oriented in the longitudinal direction of the heating element. The slots 21 thus facilitate the compressibility of the spring element 6 without impairing the thermal contact with the heat-conducting profile 8 or the cladding tube.
  • the spring element 6 is preferably attached to the heat-conducting profile 8 or the cladding tube at a single end. In this way, the pressure surfaces 6.2 can shift in the longitudinal direction, so that the spring element can adapt to thermally induced changes in length or change its length when introduced into a protective tube.
  • FIG. 4 shows a possibility of how the spring element 6 of the exemplary embodiment shown in FIG. 3 can be replaced by a plurality of spring elements 66. These spring elements 66 are inserted into each other in the axial direction.
  • FIG. 5 shows one of the spring elements 66 shown in FIG. 4 in a single view.
  • the spring element 66 has an annular base portion, from which resilient spring see go out, which are each attached at one end to the base portion and are free at the other end. When installed, these free ends then lie under pretension on the protective tube. For better assembly, the outermost regions of the free ends can be reduced in their axial height, for example curved away from the protective tube or rolled up.
  • the base portion may be formed as a slotted ring and form a pressure surface 6.2 as described above.

Abstract

The invention relates to a heating cartridge with a protective tube (2), in particular for heating solid cartridges in SCR systems. The heating cartridge (3) is inserted into the protective tube (2) at a distance therefrom, and the protective tube (2) contacts a medium to be heated on the outer face of the protective tube. According to the invention, at least one spring element (6, 66) which contacts the heating cartridge (3) and the protective tube (2) in a heat-conductive manner is inserted into an intermediate space between the heating cartridge (3) and the protective tube (2), and the spring element (6) has at least one surface pressing against the protective tube (2), said pressing surface being pressed elastically against the inner face of the protective tube (2) by the biasing force of the spring element (6, 66) in the assembled state.

Description

Patentanmeldung  Patent application
Heizpatrone mit einem Schutzrohr Heating cartridge with a protective tube
Beschreibung  description
Die Anmeldung betrifft eine Heizpatrone, die in einem äußeren Schutzrohr angeordnet ist. Derartige Heizpatronen werden insbesondere für Abgasreinigungssysteme (SCR-Systeme) benötigt, beispielsweise zur Beheizung von Tanks, die Harnstofflösung enthalten, oder Kartuschen, die einen ammoniakhal- tigen Feststoff oder ein Enzym enthalten, mit deren Hilfe Ammoniak oder eine Harnstofflösung mit einer gewünschten Harnstoffkonzentration erzeugt wird. The application relates to a heating cartridge, which is arranged in an outer protective tube. Such heating cartridges are required in particular for exhaust gas purification systems (SCR systems), for example for heating tanks containing urea solution, or cartridges containing an ammonia-containing solid or an enzyme, with the aid of ammonia or a urea solution is produced with a desired urea concentration ,
Bekannt sind elektrische Heizpatronen, die als Heizelement einen Heizdraht oder ein PTC-Element beinhalten. Dabei sind die elektrischen Heizelemente in ein metallisches Hüllrohr eingebracht, wobei das Hüllrohr an einem Ende dicht, vorzugweise durch einen metallischen Boden, verschlossen ist, und am anderen Ende die Anschlüsse aus dem Rohr herausgeführt sind. Das Anschlussende kann dabei ebenfalls, beispielsweise durch eine Kunststoffmasse, abgedich- tet sein. Das Hüllrohr kann beispielsweise ein Strangpressprofil sein, in dem keramische PTC Elemente angeordnet sind, oder ein Metallrohr, in dem beispielsweise eine in Isoliermaterial eingebettete Heizwendel angeordnet ist. Möglich ist auch, dass ein dünnwandiges Metallrohr als zusätzliches Hüllrohr ein oder mehrere Strangpressprofile umgibt. Electric heating cartridges are known, which include a heating element or a PTC element as a heating element. The electrical heating elements are introduced into a metallic cladding tube, wherein the cladding tube is sealed at one end, preferably by a metallic bottom, and at the other end, the connections are led out of the tube. The connection end can also be sealed, for example by a plastic compound. The cladding tube may be, for example, an extruded profile in which ceramic PTC elements are arranged, or a metal tube in which, for example, a heating coil embedded in insulating material is arranged. It is also possible that a thin-walled metal tube surrounds one or more extruded profiles as an additional cladding tube.
Um eine derartige Patrone austauschbar in einen Behälter mit einem zu beheizenden Inhalt einbringen zu können, ist es weiterhin Stand der Technik, die Heizpatrone in ein sie umgebendes Schutzrohr einzubringen, das gegen den Behälterinhalt abgedichtet ist, wobei zwischen Hüllrohr und Schutzrohr ein Luft- spalt verbleibt. Bei Heizpatronen, bei denen ein im Inneren angeordneter Heizdraht zur Wärmeerzeugung eingesetzt wird, erfolgt die Wärmeübertragung vom Hüllrohr zum Schutzrohr üblicherweise über Strahlungswärme, was in den meisten Fällen ausreichend ist. Wird dagegen ein Heizelement auf PTC-Basis zur Wärmeerzeugung eingesetzt, so ist diese Art der Wärmeübertragung vom Hüllrohr auf das Schutzrohr wegen der bei höheren Temperaturen abregelnden Eigenschaft des PTC-Elementes erschwert. Die Wärmeübertragung könnte wohl verbessert werden, wenn ein gut wärmeleitendes Material wie Magnesiumoxid in den Luftspalt eingefüllt würde. Dann lassen sich aber die Heizpatrone und das Schutzrohr nicht mehr problemlos wieder auseinander nehmen, was oft zu Austauschzwecken gewünscht wird. So soll insbesondere bei Abgasreini- gungs-Systemen, die kartuschenartige, beheizte Feststoffspeicher für das Reduktionsmittel beinhalten, die Kartusche ausgetauscht werden können, die diese beheizende Heizpatrone jedoch dabei im Fahrzeug verbleiben. Derartige Feststoffspeicher können beispielsweise Ammoniaksalze enthalten. In order to be able to exchange such a cartridge interchangeably in a container with a content to be heated, it is also state of the art to introduce the heating cartridge into a surrounding protective tube which is sealed against the container contents, an air gap remaining between the jacket tube and the protective tube , In cartridge heaters in which an internally arranged heating wire is used for heat generation, the heat transfer from the cladding tube to the protective tube usually takes place via radiant heat, which is sufficient in most cases. If, on the other hand, a PTC-based heating element is used to generate heat, this type of heat transfer from the cladding tube to the thermowell is made more difficult because of the PTC element's property that is regulated at higher temperatures. The heat transfer could probably be improved if a good heat conducting material such as magnesium oxide would be filled in the air gap. But then the heating cartridge and the thermowell can not easily take apart again, which is often desired for replacement purposes. For example, in the case of exhaust gas purification systems, which contain cartridge-type, heated solids stores for the reducing agent, the cartridge can be exchanged, but these heated heating cartridges remain in the vehicle. Such solid storage may contain, for example, ammonia salts.
Aufgabe der Erfindung ist daher die verbesserte Wärmeübertragung von der Heizpatrone auf die Innenseite des Schutzrohrs, das mit seiner Außenseite mit dem zu erhitzenden Medium in wärmeleitenden Kontakt steht. Gelöst wird die Aufgabe durch eine Heizpatrone mit einem Schutzrohr mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Danach erfolgt die Wärmeübertragung von der Heizpatrone, beispielsweise direkt von einem Strangpressprofil oder von einem mind. ein Strangpressprofil umgebenden Hüllrohr, zum Schutzrohr über das mindestens eine Federelement. Dadurch, dass Andruckflächen des Federelementes mit einer Vorspann- kraft an die Innenseite des Schutzrohres gedrückt werden, ist eine besonders effektive Wärmeübertragung gegeben. The object of the invention is therefore the improved heat transfer from the heating cartridge to the inside of the protective tube, which is in heat-conducting contact with its outside with the medium to be heated. The problem is solved by a heating cartridge with a protective tube with the features specified in claim 1. Thereafter, the heat transfer from the heating element, for example, directly from an extruded profile or from a min. An extruded profile surrounding cladding tube to the protective tube via the at least one spring element. The fact that pressure surfaces of the spring element are pressed with a biasing force to the inside of the protective tube, a particularly effective heat transfer is given.
Um den Ein- und Ausbau der Heizpatrone zu erleichtern, kann das mind. eine Federelement in vorteilhafter Weiterbildung stoff- und/oder formschlüssig an der Heizpatrone, beispielsweise am Hüllrohr, oder Schutzrohr befestigt sein. In order to facilitate the installation and removal of the heating element, the mind. One spring element in an advantageous development material and / or positively secured to the heating element, for example, on the cladding tube, or protective tube.
Bei einer erfindungsgemäßen Heizpatrone können ein oder mehrere Heizelemente in einem Strangpressprofil angeordnet sein, das dann als Hüllrohr angesehen werden kann. Möglich ist aber auch, dass mind. ein Strangpressprofil, das beispielsweise aus Aluminium sein kann, von einem vergleichsweise dünnwandigen Hüllrohr, beispielsweise aus Edelstahl, umgeben und so zusätzlich geschützt sein kann. Des Weiteren ist möglich, dass ein oder mehrere Heizwiderstände, beispielsweise eine Heizwendel, in einen Isolator, beispielsweise Keramikpulver, eingebettet in einem dünnwandigen Hüllrohr angeordnet sind. In a heating element according to the invention one or more heating elements may be arranged in an extruded profile, which can then be regarded as a cladding tube. It is also possible that at least one extruded profile, which may be made of aluminum, for example, surrounded by a comparatively thin-walled cladding, such as stainless steel, and thus can be additionally protected. Furthermore, it is possible for one or more heating resistors, for example a heating coil, to be arranged in an insulator, for example ceramic powder, embedded in a thin-walled cladding tube.
Bevorzugt weist das Federelement zusätzlich auch Andruckflächen auf, die mit einer Vorspannkraft gegen die Außenseite des Hüllrohres gedrückt werden. Damit ist auch eine gute Wärmeübertragung vom Hüllrohr auf das Federele- ment gewährleistet. Beispielsweise kann das Federelement mindestens eine Andruckfläche am Hüllrohr aufweisen, die im eingebauten Zustand durch die Vorspannkraft des Federelementes federnd gegen die Außenseite des Hüllrohres gedrückt ist. Dabei ist auch schon eine schmale, streifenförmige Andruckfläche durch den Anpressdruck für eine gute Wärmeübertragung ausreichend. In addition, the spring element preferably also has contact surfaces, which are pressed against the outside of the jacket tube with a biasing force. This ensures good heat transfer from the cladding tube to the spring element. For example, the spring element have at least one contact surface on the cladding tube, which is pressed in the installed state by the biasing force of the spring element resiliently against the outside of the cladding tube. It is even a narrow, strip-shaped contact surface by the contact pressure sufficient for a good heat transfer.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Federelement mäanderförmig ausgestaltet, wobei Verbindungsabschnitte jeweils beidseitig die Andruckflächen am Schutzrohr und am Hüllrohr verbinden. Bevorzugt ist das Federelement im Querschnitt mäanderförmig ausgestaltet. In an advantageous embodiment, the spring element is configured meander-shaped, with connecting sections in each case the pressure surfaces on both sides connect to the protective tube and to the cladding tube. Preferably, the spring element is configured in a meandering cross-section.
In einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung nimmt der Abstand der Verbin- dungsabschnitte beiderseits einer Andruckfläche von der Mitte der Verbindungsabschnitte zu der diese verbindenden Andruckfläche hin zu. Dadurch ergeben sich Gesamtandruckflächen am Hüllrohr und/oder Schutzrohr, die größer sind als die jeweils hälftige Außen- bzw. Innenfläche von Hüll- bzw. Schutzrohr, was eine besonders gute Wärmeankopplung von den Rohren auf das Federelement bewirkt. In an extremely preferred embodiment, the distance of the connecting sections increases on both sides of a pressure surface from the middle of the connecting sections to the pressure surface connecting them. This results in Gesamtandruckflächen the cladding tube and / or protective tube, which are larger than the respective half outer or inner surface of Hüll- or protective tube, which causes a particularly good thermal coupling of the tubes to the spring element.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das mindestens eine Federelement am Hüllrohr befestigt ist. Bevorzugt ist das Federelement nur an einem Ende an dem Hüllrohr befestigt, so dass es mit seinem anderen Ende relativ zu der Heizpatrone in Längsrichtung beweglich ist. Alternativ kann es entlang mind. einer axialen Linie befestigt sein. Es ist aber auch möglich, dass das Federelement nur klemmend gehalten ist, sich also relativ zu dem Schutzrohr und der Heizpatrone bzw. einem Hüllrohr frei bewegen kann, beispielsweise um thermisch bedingte Längenänderungen auszugleichen. An advantageous development of the invention provides that the at least one spring element is attached to the cladding tube. Preferably, the spring element is attached only at one end to the cladding tube, so that it is movable with its other end relative to the heating cartridge in the longitudinal direction. Alternatively, it may be attached along at least one axial line. But it is also possible that the spring element is held only by clamping, so can move freely relative to the protective tube and the heating element or a cladding tube, for example, to compensate for thermally induced changes in length.
Das Federelement ist bevorzugt aus Metall, beispielsweise aus Blech. Geeignet sind insbesondere Aluminiumbasislegierungen und Kupferbasislegierungen, beispielsweise CuSn6 oder Berylliumkupfer. Das Federelement ist bevorzugt einstückig. Mehrteilige Federelemente können aber die Wärmeübertragung er- höhen. The spring element is preferably made of metal, for example made of sheet metal. Particularly suitable are aluminum-based alloys and copper-based alloys, for example CuSn6 or beryllium copper. The spring element is preferably in one piece. However, multi-part spring elements can increase the heat transfer.
Bei einer anderen vorteilhafthaften Ausbildung des mindestens einen Federelementes ragen ausgehend von den am Hüllrohr befestigten Andruckflächen rippen- oder laschenartige Verbindungsbereiche ab, die in Andruckflächen am Schutzrohr übergehen, die unter Vorspannung am Schutzrohr angedrückt sind. So kann ein Federblech klemmend auf das Hüllrohr aufgeschoben sein, das herausgebogene Laschen aufweist, deren Endabschnitte als Andruckflächen unter Vorspannung am Schutzrohr anliegen Eine äußerst vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Zwischenraum zwischen der Heizpat- rone und dem Schutzrohr mehrere Federelemente sind, beispielsweise sich in axialer Richtung aufweitende Federelemente, die ineinander gesteckt sind. In another advantageous embodiment of the at least one spring element protrude starting from the attached to the cladding pressure surfaces rippen- or tab-like connection areas, which pass into pressure surfaces on the protective tube, which are pressed under pretension on the protective tube. Thus, a spring plate may be slidably pushed onto the cladding tube, which has bent-out tabs whose end portions rest as pressure surfaces under pretension on the protective tube. An extremely advantageous development of the invention provides that several spring elements are in the space between the heating cartridge and the protective tube, For example, in the axial direction widening spring elements which are inserted into one another.
Die Befestigung des mindestens einen Federelementes am Hüllrohr kann beispielsweise durch Punktschweißen oder durch Aufklemmen erfolgen. Im Falle von mehreren Federelementen können diese untereinander auch durch aneinanderstoßende oder formangepasste Abschnitte in Ihrer Lage gehalten werden. Diese Abschnitte befinden sich bevorzugt im Bereich der Andruckflächen am Hüllrohr. Denkbar wäre alternativ auch eine Befestigung des mind. einen Federelementes an der Innenseite des Schutzrohres, wobei dann die rippen- oder laschenartigen Verbindungsbereiche in Andruckflächen am Hüllrohr übergehen. The attachment of the at least one spring element on the cladding tube can be done for example by spot welding or by clamping. In the case of several spring elements, these can also be held in their position by abutting or shape-adapted sections. These sections are preferably located in the region of the pressure surfaces on the cladding tube. Alternatively, it would also be conceivable to attach the at least one spring element to the inside of the protective tube, in which case the rib-like or tab-like connecting regions merge into pressure surfaces on the jacket tube.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das mindestens eine Federelement an mindestens einem Ende in seiner Höhe verringert, bevorzugt abgeschrägt. Das Abschrägen erleichtert den Zusammenbau von Heizpatrone, Federelement und Schutzrohr. Die dadurch entstehenden scharfen Kanten können gebördelt bzw. umgeschlagen sein. Alternativ kann z.B. im Falle eines mäanderförmigen Federelementes im Endbereich die Höhe des Federelementes lediglich so verrin- gert sein, dass es nicht mehr unter Vorspannung am Hüllrohr und/oder Schutzrohr anliegt. Scharfe Kanten sind so vorteilhaft nicht gegeben. In a preferred embodiment, the at least one spring element is reduced in height at at least one end, preferably bevelled. Beveling facilitates the assembly of the heating cartridge, spring element and protective tube. The resulting sharp edges can be crimped or folded. Alternatively, e.g. in the case of a meander-shaped spring element in the end region, the height of the spring element can only be reduced in such a way that it no longer bears under pretension on the cladding tube and / or protective tube. Sharp edges are not so advantageous.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Heizpatrone einen Heizeinsatz enthält. Beispielsweise kann im Inneren des Hüllrohres ein Heizeinsatz mit mindestens einem PTC-Element angeordnet sein. Der Heizeinsatz kann ein oder mehrere keramische PTC-Elemente enthalten, die von einem Kontaktblech elektrisch kontaktiert werden. Ein Massekontakt kann über ein zweites Kontaktblech hergestellt werden, indem das oder die PTC-Elemente zwischen den beiden Kontaktblechen angeordnet sind, oder über einen Wärmeleitkörper. Der Heizeinsatz kann zusätzlich einen Positionierrahmen enthalten, der das oder die Heizelemente positioniert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dabei mindestens ein keramisches PTC- Element mit zwei Kontaktblechen isoliert in einer Öffnung eines Wärmeleitkörpers, oder zwischen Wärmeleitkörpern aus einem gut wärmeleitenden Material wie Aluminium aufgenommen. Die Wärmeleitkörper sind dabei bevorzugt als Strangpressteile hergestellt. Als Korrosionsschutz kann der Heizeinsatz in ein Hüllrohr aus Edelstahl oder Aluminium eingebracht sein. Um einen gutenAn advantageous development of the invention provides that the immersion heater contains a heating element. For example, a heating insert with at least one PTC element can be arranged inside the cladding tube. The heater insert may include one or more ceramic PTC elements electrically contacted by a contact sheet. A ground contact may be made via a second contact sheet by placing the PTC element (s) are arranged between the two contact plates, or via a heat conducting body. The heater insert may additionally include a positioning frame that positions the heating element (s). In an advantageous embodiment, at least one ceramic PTC element with two contact plates is insulated in an opening of a heat conduction body, or is accommodated between heat conduction bodies made of a good heat conducting material such as aluminum. The heat-conducting bodies are preferably produced as extruded parts. As corrosion protection, the heating element can be incorporated into a cladding made of stainless steel or aluminum. To a good one
Wärmeübergang zwischen dem Heizeinsatz und dem Hüllrohr zu erhalten, kann der Heizeinsatz oder das Strangpressprofil an einer Außenseite mindestens eine Einbuchtung aufweisen. Durch eine eingeformte korrespondierende Einbuchtung am Hüllrohr ist das Hüllrohr um den Heizeinsatz bzw. das Strang- pressprofil herum zusammengezogen, wodurch dann ein inniger, gut wärmeübertragender Kontakt von Heizeinsatz und Hüllrohr gegeben ist. Alternativ kann der Heizeinsatz auch unter Vorspannung in das Hüllrohr eingebracht sein. To obtain heat transfer between the heating element and the cladding tube, the heating element or the extruded profile may have at least one indentation on an outer side. By a molded-in corresponding indentation on the cladding tube, the cladding tube is contracted around the heating insert or the extruded profile around, whereby an intimate, good heat-transferring contact of heating insert and cladding tube is then given. Alternatively, the heating element can also be introduced under bias into the cladding tube.
Denkbar ist aber auch der Verzicht auf ein separates Hüllrohr, wodurch das Wärmeleitprofil dann gleichzeitig das Hüllrohr darstellt. It is also conceivable to dispense with a separate cladding tube, whereby the heat conduction then simultaneously represents the cladding tube.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Federelement als eine gewellte Hülse ausgebildet ist. Die Wellen können dabei in Umfangsrichtung oder in Längsrichtung der Hülse aufeinander folgen. Mit ande- ren Worten, können die Wellen also Längsrippen oder Ringe bilden. Die Wellenberge bilden dabei jeweils Andruckflächen an das Schutzrohr, während die Täler zwischen den Wellen Andruckflächen an das Strangpressprofil bzw. das Hüllrohr bilden. Die Wellen können jeweils mit Schlitzen versehen sein. Auf diese Weise kann das Federelement seinen Umfang besser an ein gegebenes Schutzrohr oder thermisch bedingte Ausdehnungen und Kontraktionen anpassen. Bevorzugt sind die Wellen mit Schlitzen versehen, die vor den der Welle benachbarten Tälern enden. Auf diese Weise wird durch die Schlitze die Wär- meankopplung an das Strangpressprofil bzw. das Hüllrohr nicht beeinträchtigt. Zumindest bei der Wellenausgestaltung in Längsrichtung sind bevorzugt die Wellentäler als Andruckflächen abschnittsweise gerade ausgeführt, und liegen somit auf einer definierten Länge in gut wärmeleitendem Kontakt an der Heizpatrone an. Die einzelnen Wellen sind bevorzugt gleich geformt, können aber auch unterschiedlich geformt sein, beispielsweise verschiedene Amplituden oder Wellenlängen haben. A further advantageous development of the invention provides that the spring element is designed as a corrugated sleeve. The waves can follow each other in the circumferential direction or in the longitudinal direction of the sleeve. In other words, the waves can thus form longitudinal ribs or rings. In each case, the wave crests form contact surfaces on the protective tube, while the valleys between the shafts form contact surfaces on the extruded profile or the cladding tube. The shafts can each be provided with slots. In this way, the spring element can better fit its circumference to a given thermowell or thermally induced expansions and contractions. Preferably, the waves are provided with slots which terminate before the valleys adjacent to the shaft. In this way, the heat coupling to the extruded profile or the cladding tube is not impaired by the slits. At least in the case of the wave design in the longitudinal direction, the wave troughs are preferably designed as pressure surfaces in sections, and thus lie on a defined length in good heat-conducting contact with the heating element. The individual waves are preferably the same shape, but may also be shaped differently, for example, have different amplitudes or wavelengths.
Äußerst bevorzugt weist der Wellentalabschnitt einen längsseitigen Schlitz auf. Dadurch ist es möglich, die Feder unter Vorspannung zu montieren und so ei- nen noch besseren Wärmeübergang von der Heizpatrone zur Feder zu erreichen. Most preferably, the trough portion has a longitudinal slot. This makes it possible to mount the spring under prestress and thus to achieve an even better heat transfer from the heating cartridge to the spring.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung und den Zeich- nungen. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of the drawings and the drawings. Identical and corresponding components are identified therein with corresponding reference numerals. Showing:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Behälter mit einem Schutzrohr, 1 shows a longitudinal section of a container with a protective tube,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä- ßen Heizpatrone mit einem Schutzrohr und einem Behälter; 2 shows a cross section through an exemplary embodiment of a heating cartridge according to the invention with a protective tube and a container;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizpatrone mit Federelement, aber ohne Schutzrohr;  3 shows a further embodiment of a heating cartridge according to the invention with spring element, but without protective tube.
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel von Federelementen einer erfindungsgemäßen Heizpatrone; und 4 shows a further embodiment of spring elements of a heating cartridge according to the invention; and
Fig. 5 ein einzelnes Federelement des in Fig. 4 zeigten Ausführungsbeispiel. Fig. 5 is a single spring element of the embodiment shown in Fig. 4.
Fig. 1 zeigt schematisch den Längsschnitt durch einen Behälter 1 mit einem zu beheizenden Medium, beispielsweise die Feststoffkartusche eines Reduktionsmittelsystems. In dem Behälter 1 ist fluiddicht ein Schutzrohr 2 angebracht. In dieses Schutzrohr 2 ist eine Heizpatrone 3 eingebracht. Zwischen dem Schutzrohr 2 und der Heizpatrone 3 ist ein Luftspalt 4. Im Luftspalt 4 ist ein Federelement 6 (schematisch dargestellt) angeordnet. Das Federelement 6 ist eine gewellte Hülse, wobei die Wellen als Erhebungen 6.1 ausgebildet sind, die in Um- fangsrichtung aufeinander folgen. Die Täler 6.2 zwischen den Wellen verlaufen also in Längsrichtung der Heizpatrone. Fig. 1 shows schematically the longitudinal section through a container 1 with a medium to be heated, for example, the solid cartridge of a reducing agent system. In the container 1, a protective tube 2 is attached fluid-tight. In this protective tube 2, a heating element 3 is introduced. Between the protective tube 2 and the heating element 3 is an air gap 4. In the air gap 4, a spring element 6 (shown schematically) is arranged. The spring element 6 is a corrugated sleeve, wherein the waves are formed as elevations 6.1, which in Um- follow each other. The valleys 6.2 between the waves thus extend in the longitudinal direction of the heating element.
An seinem inneren Ende 6.5 ist das Federelement 6 derart abgeschrägt, dass der Außendurchmesser des Federelementes kleiner ist als der Durchmesser der Schutzrohrinnenseite an dieser Stelle. Während in dieser Darstellung die Heizpatrone 3 fest mit einem Bodenteil 5 verbunden ist, ist der Behälter 1 abziehbar. Im Falle einer Feststoffkartusche ist dieser so aus dem Fahrzeug entnehmbar und dadurch wiederauflad- bzw. austauschbar. At its inner end 6.5, the spring element 6 is chamfered such that the outer diameter of the spring element is smaller than the diameter of the protective tube inside at this point. While in this illustration, the heating cartridge 3 is fixedly connected to a bottom part 5, the container 1 is removable. In the case of a solid cartridge this is removable from the vehicle and thereby rechargeable or exchangeable.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Behälter 1 mit Schutzrohr 2 und Heizpatrone 3, die an ihrer Außenseite ein Hüllrohr 7 aufweist. Im Luftspalt 4 zwischen Schutzrohr 2 und Hüllrohr 7 ist ein Federelement 6 angeordnet. Dieses Federelement ist aus Metall, beispielsweise eine Alumiumbasislegierung oder einer Kupferbasislegierung, und ist hier einstückig geschlossen ausgeführt. Denkbar sind aber auch mehrere Einzelsegmente oder Versionen mit einem Längsschlitz. Das Federelement 6 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Mäanderform mit Andruckflächen 6.1 an der Innenseite des Schutzrohrs 2 und Andruckflächen 6.2 an der Außenseite des Hüllrohres 7. Die Andruckflächen 6.1 , 6.2 sind durch Verbindungsabschnitte 6.3 miteinander verbunden. Die Mitte der Verbindungsabschnitte 6.4 ist auf der linken Zeichnungshälfte angedeutet. Ausgehend von dieser Mitte 6.4 vergrößert sich der Abstand benachbarter Verbindungsabschnitte 6.3 zu der diese verbindenden Andruckfläche 6.1 , 6.2 hin. Dadurch kann sich das Federelement 6 vorteilhaft gut an die Luftspaltbreite an- passen und es ergeben sich Gesamtandruckflächen am Hüllrohr 7 und Schutzrohr 2, die größer sind als die jeweils hälftige Außen- bzw. Innenfläche von Hüllbzw. Schutzrohr, was eine besonders gute Wärmeankopplung von den Rohren auf das Federelement 6 bewirkt. Im Inneren des Hüllrohres 7 ist ein Wärmeleitprofil 8 angeordnet, beispielsweise ein Strangpressprofil aus Aluminium oder einem anderen Metall. Ein keramisches PTC-Element 9 mit zwei Kontaktblechen 10 ist durch eine Isolierfolie 1 1 isoliert in einer Öffnung 12 des Wärmeleitprofiles 8 aufgenommen. Das PTC- Element 9 oder die PTC-Elemente können von einem Positionierrahmen gehalten werden, der zusätzlich auch eines der oder beide Kontaktbleche 10 halten kann. An seiner Außenseite weist das Wärmeleitprofil 8 zwei Einbuchtungen 8.1 auf. Durch eingeformte korrespondierende Einbuchtungen 7.1 am Hüllrohr ist das Hüllrohr 7 um das Wärmeleitprofil 8 herum zusammengezogen, wodurch ein inniger, gut wärmeübertragender Kontakt von Wärmeleitprofil 8 und Hüllrohr 7 gegeben ist. Fig. 2 shows a cross section through the container 1 with protective tube 2 and immersion heater 3, which has a cladding tube 7 on its outer side. In the air gap 4 between the protective tube 2 and cladding tube 7, a spring element 6 is arranged. This spring element is made of metal, for example an aluminum-based alloy or a copper-based alloy, and is designed to be integrally closed here. But also conceivable are several individual segments or versions with a longitudinal slot. The spring element 6 has in this embodiment a meandering shape with pressure surfaces 6.1 on the inside of the protective tube 2 and pressure surfaces 6.2 on the outside of the cladding tube 7. The pressure surfaces 6.1, 6.2 are connected to each other by connecting sections 6.3. The middle of the connecting sections 6.4 is indicated on the left half of the drawing. Starting from this middle 6.4, the distance between adjacent connecting sections 6.3 increases to the connecting this pressure surface 6.1, 6.2 out. As a result, the spring element 6 can advantageously adapt well to the air gap width, and overall pressure surfaces on the cladding tube 7 and protective tube 2 which are larger than the respective outer and inner surfaces of Hüllbzw. Protective tube, which causes a particularly good thermal coupling of the tubes on the spring element 6. Inside the cladding tube 7, a Wärmeleitprofil 8 is arranged, for example, an extruded profile of aluminum or another metal. A ceramic PTC element 9 with two contact plates 10 is insulated by an insulating 1 1 in an opening 12 of the Wärmeleitprofiles 8 added. The PTC Element 9 or the PTC elements can be held by a positioning frame, which can additionally hold one or both contact plates 10. On its outer side, the heat conduction 8 has two indentations 8.1. Formed by corresponding indentations 7.1 on the cladding tube, the cladding tube 7 is contracted around the heat conduction 8 around, whereby an intimate, good heat transfer contact of Wärmeleitprofil 8 and cladding tube 7 is given.
In der beispielhaften Ausführung nach Fig.2 sind das Schutzrohr 2 und die Heizpatrone 3 annähernd rund ausgeführt. Andere Querschnitte, z.B. oval oder flach sind aber ebenso denkbar. Ebenso kann der Luftspalt 4 an unterschiedlichen Stellen auch unterschiedlich breit sein. In the exemplary embodiment of Figure 2, the protective tube 2 and the heating element 3 are made approximately round. Other cross sections, e.g. oval or flat but are also conceivable. Likewise, the air gap 4 at different locations may also be different widths.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizpatrone mit einem Federelement 6. Ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Heizpatrone 3 einen Heizeinsatz mit einem Wärmeleitprofil 8, beispielsweise ein Strangpressprofil aus Aluminium oder einem anderen Metall, auf, in das ein oder zwei Kontaktblechen 10 und ein oder mehrere keramische PTC Elemente 9 ein- oder zweiseitig isoliert eingesetzt sind. Das oder die PTC Elemente 9 können von einem Positionierrahmen 22 gehalten sein. Das Wärmeleitprofil 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aber nicht von einem separaten Hüllrohr umgeben. Das Wärmeleitprofil 8 bildet somit ein Hüllrohr der Heizpatrone. Allerdings kann auch diesem Ausführungsbeispiel ein separates Hüllrohr wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel hinzugefügt werden. Das Ende des Wärmeleitprofils 8 kann beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Kunststoffkappe abgedichtet sein. Fig. 3 shows a further embodiment of a heating cartridge with a spring element 6. Similarly as in the embodiment described above, the heating element 3 has a heating insert with a Wärmeleitprofil 8, for example, an extruded profile of aluminum or another metal, in the one or two contact plates 10 and one or more ceramic PTC elements 9 are used on one or two sides isolated. The one or more PTC elements 9 may be held by a positioning frame 22. The heat conduction 8 is not surrounded by a separate cladding in this embodiment. The Wärmeleitprofil 8 thus forms a cladding tube of the heating element. However, also in this embodiment, a separate cladding tube can be added as in the above embodiment. The end of the Wärmeleitprofils 8 may be sealed, for example by means of a plastic cap, not shown.
Das Federelement 6 ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel als eine gewellte Hülse ausgebildet, beispielsweise als Wellrohr. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Wellen aber nicht als Erhebungen ausgebildet, die in Umfangsrichtung aufeinander folgen. Stattdessen sind die Wellen als Erhebungen ausgebildet sind, die in Längsrichtung aufeinander folgen. Jede der Wellen bildet eine Andruckfläche 6.1 für das Schutzrohr und umgibt bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel das Wärmeleitprofil 8 ringförmig. The spring element 6 is formed in the embodiment shown in FIG. 3 as a corrugated sleeve, for example as a corrugated tube. In contrast to the embodiment of FIG. 2, the waves are not formed as elevations, which follow one another in the circumferential direction. Instead, the waves are formed as elevations, which follow one another in the longitudinal direction. Each of the waves forms a pressure surface 6.1 for the protective tube and surrounds in the embodiment shown in Fig. 3, the heat conduction 8 annular.
Das Federelement 6 kann einen durchgehenden Längsschlitz 20 aufweisen. Ein solcher Längsschlitz 20 erleichtert es, das Federelement 6 um das Wärmeleitprofil 8 herum anzuordnen. Zudem erleichtert der Längsschlitz 20 eine Anpassung an thermisch bedingte Längenänderungen oder das Einschieben in ein Schutzrohr, so dass die Abschnitte zwischen den Wellen, also die Andruckflächen 6.2 stets guten thermischen Kontakt zu dem Wärmeleitungsprofil 8 bzw, einem Hüllrohr halten. Dazu ist das Federelement äußerst bevorzugt unter Vorspannung auf das Hüllrohr aufgebracht. Zu diesem Zweck kann der Radius der Andruckflächen im entspannten Zustand kleiner sein als der Hüllrohrradius. The spring element 6 may have a continuous longitudinal slot 20. Such a longitudinal slot 20 makes it easier to arrange the spring element 6 around the Wärmeleitprofil 8 around. In addition, the longitudinal slot 20 facilitates adaptation to thermally induced changes in length or the insertion into a protective tube, so that the sections between the shafts, so the pressure surfaces 6.2 always keep good thermal contact with the heat conduction 8 and 8, a cladding. For this purpose, the spring element is extremely preferably applied under pretension on the cladding tube. For this purpose, the radius of the pressure surfaces in the relaxed state may be smaller than the cladding tube radius.
Die Erhebungen, welche die Andruckflächen 6.1 für das in Fig. 3 nicht gezeigte Schutzrohr bilden, weisen jeweils mehrere Schlitze 21 auf. Diese Schlitze 21 enden vor dem der Erhebung jeweils benachbarten Wellental, also vor den Andruckflächen 6.2. Die Schlitze 21 unterteilen die Erhebungen und damit auch die Andruckflächen 6.1 in mehrere Streifen, die in Längsrichtung der Heizpatrone orientiert sind. Die Schlitze 21 erleichtern so die Komprimierbarkeit des Fe- derelements 6, ohne den Wärmekontakt zu dem Wärmeleitprofil 8 bzw. dem Hüllrohr zu beeinträchtigen. The elevations, which form the pressure surfaces 6.1 for the thermowell, not shown in Fig. 3, each have a plurality of slots 21. These slots 21 terminate before the survey each adjacent trough, ie before the pressure surfaces 6.2. The slots 21 divide the elevations and thus also the pressure surfaces 6.1 in several strips, which are oriented in the longitudinal direction of the heating element. The slots 21 thus facilitate the compressibility of the spring element 6 without impairing the thermal contact with the heat-conducting profile 8 or the cladding tube.
Das Federelement 6 ist bevorzugt an einem einzigen Ende an dem Wärmeleitprofil 8 bzw. dem Hüllrohr befestigt. Auf diese Weise können sich die Andruck- flächen 6.2 in Längsrichtung verschieben, so dass sich das Federelement an thermisch bedingte Längenänderungen anpassen oder seine Länge beim Einbringen in ein Schutzrohr ändern kann. The spring element 6 is preferably attached to the heat-conducting profile 8 or the cladding tube at a single end. In this way, the pressure surfaces 6.2 can shift in the longitudinal direction, so that the spring element can adapt to thermally induced changes in length or change its length when introduced into a protective tube.
Figur 4 zeigt eine Möglichkeit, wie sich das Federelement 6 des in Fig. 3 ge- zeigten Ausführungsbeispiels durch mehrere Federelemente 66 ersetzen lässt. Diese Federelemente 66 sind in axialer Richtung ineinander gesteckt. Fig. 5 zeigt eines der in Fig. 4 gezeigten Federelemente 66 in einer Einzelansicht. Das Federelement 66 hat einen ringförmigen Basisabschnitt, von dem federnde La- sehen ausgehen, die jeweils mit einem Ende an dem Basisabschnitt befestigt sind und an ihrem anderen Ende frei sind. Im eingebauten Zustand liegen diese freien Enden dann unter Vorspannung am Schutzrohr an. Zur besseren Montage können die äußersten Bereiche der freien Enden in ihrer axialen Höhe ver- ringert, z.B. vom Schutzrohr weggekrümmt oder eingerollt sein. Der Basisabschnitt kann als ein geschlitzter Ring ausgebildet sein und eine Andruckfläche 6.2 bilden, wie vorstehend beschrieben.. FIG. 4 shows a possibility of how the spring element 6 of the exemplary embodiment shown in FIG. 3 can be replaced by a plurality of spring elements 66. These spring elements 66 are inserted into each other in the axial direction. FIG. 5 shows one of the spring elements 66 shown in FIG. 4 in a single view. The spring element 66 has an annular base portion, from which resilient spring see go out, which are each attached at one end to the base portion and are free at the other end. When installed, these free ends then lie under pretension on the protective tube. For better assembly, the outermost regions of the free ends can be reduced in their axial height, for example curved away from the protective tube or rolled up. The base portion may be formed as a slotted ring and form a pressure surface 6.2 as described above.

Claims

Patentansprüche claims
Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2), insbesondere zur Beheizung von Feststoffkartuschen bei SCR-Systemen, wobei die Heizpatrone (3) mit Abstand in das Schutzrohr (2) eingesetzt ist und das Schutzrohr (2) auf seiner Außenseite mit einem zu beheizenden Medium in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zwischenraum zwischen der Heizpatrone (3) und dem Schutzrohr (2) mindestens ein Federelement (6, 66) eingesetzt ist, das mit der Heizpatrone (3)und dem Schutzrohr (2) in wärmeleitenden Kontakt ist, wobei das Federelement (6) mindestens eine Andruckfläche am Schutzrohr (2) aufweist, die im eingebauten Zustand durch die Vorspannkraft des wenigstens einen Federelementes (6, 66) federnd gegen die Innenseite des Schutzrohrs (2) gedrückt ist. Heating cartridge with a protective tube (2), in particular for heating solid cartridges in SCR systems, wherein the heating cartridge (3) with distance in the protective tube (2) is inserted and the protective tube (2) on its outside with a medium to be heated in contact stands, characterized in that in a space between the heating cartridge (3) and the protective tube (2) at least one spring element (6, 66) is inserted, which is in heat-conducting contact with the heating cartridge (3) and the protective tube (2), wherein the spring element (6) has at least one pressure surface on the protective tube (2), which is pressed in the installed state by the biasing force of the at least one spring element (6, 66) resiliently against the inside of the protective tube (2).
Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (3) von einem Hüllrohr (7) umgeben ist und in einem Zwischenraum zwischen dem Hüllrohr (7) und dem Schutzrohr (2) das wenigstens eine Federelement (6, 66) eingesetzt ist, das mit dem Hüllrohr (7) und dem Schutzrohr (2) in wärmeleitendem Kontakt steht. Heating cartridge with a protective tube (2) according to claim 1, characterized in that the heating cartridge (3) by a cladding tube (7) is surrounded and in a space between the cladding tube (7) and the protective tube (2) the at least one spring element (6 , 66) which is in heat-conducting contact with the cladding tube (7) and the protective tube (2).
Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (6, 66) aus Metall ist, vorzugsweise aus einer Aluminiumbasislegierung oder einer Kupferbasislegierung. Heating cartridge with a protective tube (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (6, 66) is made of metal, preferably of an aluminum-based alloy or a copper-based alloy.
Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (6, 66) einen Längsschlitz (20) aufweist, der sich von einem ersten Ende des Federelements (6, 66) bis zu einem zweiten Ende des Federelements (6, 66) erstreckt. Heating cartridge with a protective tube (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (6, 66) has a longitudinal slot (20) extending from a first end of the spring element (6, 66) to a second End of the spring element (6, 66) extends.
5. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (6, 66) mehrere Längsschlitze (21 ) aufweist, 5. heating cartridge with a protective tube (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (6, 66) has a plurality of longitudinal slots (21),
6. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (6) als eine gewellte Hülse ausgebildet ist. 6. immersion heater with a protective tube (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (6) is designed as a corrugated sleeve.
7. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen als Erhebungen ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung aufeinander folgen. 7. heating cartridge with a protective tube (2) according to claim 6, characterized in that the waves are formed as elevations, which follow one another in the circumferential direction.
8. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen als Erhebungen ausgebildet sind, die in Längsrichtung aufeinander folgen. 8. immersion heater with a protective tube (2) according to claim 6, characterized in that the waves are formed as elevations, which follow one another in the longitudinal direction.
9. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen jeweils mehrere Schlitze (21) aufweisen. 9. immersion heater with a protective tube (2) according to claim 7 or 8, characterized in that the elevations each have a plurality of slots (21).
10. Heizpatrone mit einem Schutzrohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Schlitze (21), die in einer der Erhebungen angeordnet sind, jeweils vor benachbarten Erhebungen enden. 10. immersion heater with a protective tube according to claim 9, characterized in that the plurality of slots (21) which are arranged in one of the elevations, each ending in front of adjacent elevations.
1 1. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) an einem seiner Enden an der Heizpatrone (3) befestigt ist und das andere Ende in Längsrichtung relativ zu der Heizpatrone (3) beweglich ist. 1 heating element with a protective tube (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring element (6) is attached at one of its ends to the heating element (3) and the other end in the longitudinal direction relative to the heating element (3) is mobile.
12. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum zwischen der Heizpatrone (3) und dem Schutzrohr (2) mehrere Federelemente (66) eingesetzt sind. 12. immersion heater with a protective tube (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the intermediate space between the heating cartridge (3) and the protective tube (2) a plurality of spring elements (66) are used.
13. Heizpatrone mit einem Schutzrohr (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (66) ineinander gesteckt sind. 13. immersion heater with a protective tube (2) according to claim 12, characterized in that the spring elements (66) are inserted into one another.
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