WO2019072800A1 - Tankheizung - Google Patents

Tankheizung Download PDF

Info

Publication number
WO2019072800A1
WO2019072800A1 PCT/EP2018/077400 EP2018077400W WO2019072800A1 WO 2019072800 A1 WO2019072800 A1 WO 2019072800A1 EP 2018077400 W EP2018077400 W EP 2018077400W WO 2019072800 A1 WO2019072800 A1 WO 2019072800A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring element
housing part
ptc
tank
tank heater
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/077400
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Starck
Oleg Kexel
Original Assignee
Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg filed Critical Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg
Priority to DE112018004569.2T priority Critical patent/DE112018004569A5/de
Publication of WO2019072800A1 publication Critical patent/WO2019072800A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/24—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/08—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for preventing heat loss or temperature drop, using other means than layers of heat-insulating material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
    • F01N2530/18—Plastics material, e.g. polyester resin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1486—Means to prevent the substance from freezing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • a tank heater with the features specified in the preamble of claim 1 is known from DE 10 2014 212 544 A1.
  • Tank heaters for heating liquids in motor vehicles have a metal housing in which a PTC heater is arranged with a PTC heating resistor and a contact element, and a plastic sheath, which protects the metal housing from contact with liquid.
  • a PTC heater is arranged with a PTC heating resistor and a contact element
  • a plastic sheath which protects the metal housing from contact with liquid.
  • Extruded profiles allow a very good thermal coupling of the PTC heating resistor to the metal housing by simple means by the extruded profile is pressed after the introduction of the PTC heater.
  • the possible shapes of the metal housing are limited, which is why increasingly castings for metal housing of tank heaters are used. Castings also allow the use of less expensive alloys, but make it difficult a good thermal coupling of the PTC heater to the metal housing, in particular because no channels or pockets can be produced with low-cost alloys, record the PTC heater and then can be pressed.
  • a steel spring plate is used, which is fixed to retaining ribs of the housing part, wherein the retaining ribs are compressed after setting to press the PTC heater with sufficient pressure against a heat transfer surface of a housing part and so make a sufficient thermal contact between PTC heater and metal housing.
  • Object of the present invention is to show a way, as in a tank heater whose metal housing is a casting, the heat coupling of the PTC heater can be improved. This object is achieved by a tank heater with the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims.
  • a spring element is attached to the housing part prior to the sheathing, which generates a spring force which presses the PTC heater against the heat transfer surface.
  • the spring element is preferably made of an alloy based on aluminum. Aluminum alloys have a good thermal conductivity, so that heat generated by the PTC heater can advantageously also be dissipated via the spring element.
  • the spring element is latched or caulked to the housing part.
  • the spring element can be attached to the housing part by being clipped onto the housing part.
  • the housing part there is in the latching or Caulking the spring element with the housing part less the risk that form metal chips that can cause electrical problems, as in the conventional insertion of a spring plate into a groove.
  • the housing part on opposite sides of the heat transfer surface has walls which have an undercut, with which the spring element is hooked.
  • the spring element may for example have two strips with latching hooks, between which extends a resilient lid surface. The spring element can thus form part of the housing in this way and allow easy assembly of the housing.
  • the spring element is an extruded profile.
  • an extruded profile can also be well rounded prior to assembly, so that no more sharp edges are present when encapsulating with plastic.
  • the casting may be machined by flattening the heat transfer surface of the housing portion that transfers the heat generated from the PTC heater resistor to the housing portion.
  • the housing part is flattened by plastic deformation, for example by pressing a punch. But it is also possible a leveling by a rolling tool. Another possibility is the leveling over a machining such. Milling or grinding.
  • the casting can be made for example by die casting, such as an alloy based on aluminum.
  • the surfaces of a casting are generally not as flat or smooth as in an extruded profile. By machining the casting, it is therefore possible to achieve improved thermal contact between the PTC heater and the housing part.
  • the inventively preferred leveling of the thermal contact surface by pressing a stamp can be carried out with little effort, optionally, the on the Heat contact surface acting punch can be supplemented by a formed to match the opposite surface of the housing part lower punch.
  • the PTC heater may include one or more PTC heating elements and one or more contact elements.
  • the metal housing is used for electrically contacting the PTC heating element or the PTC heating elements, so that a single contact element, for. B. a contact plate, sufficient.
  • PTC heating element (s) and contact element (s) can be held by a plastic frame, which can also support an insulator, which electrically isolates the or one of the contact elements of the metallic housing part.
  • the insulator may be, for example, a ceramic plate, such as alumina, or a plastic film. But it is also possible to use two electrically insulated housing parts for electrical contacting of the PTC heating element or the PTC heating elements.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a tank heater
  • FIG. 2 shows the tank heater of FIG. 1 without plastic jacket and spring element
  • FIG. 3 shows the spring element of the tank heater shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 4 shows a perspective longitudinal section along the line A - A through the casting of the tank heater shown in FIG. 1;
  • FIG. Fig. 5 is a sectional view of another embodiment of a tank heater;
  • Fig. 6 is a sectional view of another embodiment of a tank heater
  • Fig. 7 shows an embodiment of a housing part for caulking with a spring element
  • Fig. 8 shows another embodiment of a tank heater without the plastic jacket.
  • the tank heater shown in Fig. 1 in a sectional view includes a PTC heater, which contains at least one PTC heating resistor 1 and in addition, for example, a contact element 2 and an insulator 3 and a plastic frame 4 may have, the various components of the PTC heater holds.
  • the PTC heater is pressed by a spring element 5 against a heat transfer surface 66 of the housing part 6, passes over the heat generated by the PTC heating resistor 1 to the housing part 6.
  • the PTC resistor 1 lies flat against the heat transfer surface 66 of the housing part, since the PTC resistor 1 is electrically contacted via the housing part 6.
  • the PTC heating resistor is electrically insulated on both sides of the housing and is electrically contacted by two contact elements
  • another component of the PTC heater can be applied flat against the heat transfer surface 66, such as a ceramic plate or other insulator.
  • the housing part 6 is a casting, which has been produced for example by die casting. Before the PTC heater is connected to the housing part 6, the heat transfer surface 66 of the housing part 6 is leveled by plastic deformation, for example by pressing a punch. In this way, the heat coupling of the PTC heater to the housing part 6 is improved.
  • the PTC heater is placed on the heat transfer surface 66 and the spring element 5 is clipped onto the housing part 6. Thereafter, the housing part 6 and the spring element 5 and the PTC heater arranged between them are encapsulated with plastic, so that they are then protected by a plastic jacket 7 from contact with a liquid to be heated.
  • the housing part 6 has on opposite sides of the heat transfer surface 66 walls 61, which have an undercut, with which the spring element 5 is hooked.
  • the undercut can be formed for example by a groove 62 in the respective side wall 61.
  • an upper, the undercut forming boundary surface 64 of the groove 62 extends parallel to the heat transfer surface 66 and a lower boundary surface 65 of the groove 62 obliquely to the upper boundary surface of the groove 62.
  • the groove 62 so spreads in its longitudinal direction.
  • the housing part 6 is easier to remove from its mold. 4
  • the hidden cut edges of a longitudinal section through the housing part 2 are shown by dashed lines in a sectional view of the housing part 2, to illustrate this.
  • the spring element 5 shown isolated in Fig. 3 is locked to the housing part 6.
  • the corresponding positive fit acts perpendicular to the heat transfer surface of the housing part 6.
  • the spring element 5 may have two strips 51 with latching hooks 52, which hook with the undercut of the opposite side walls 61 of the housing part 6.
  • the boundary surface 64, and / or the contact surface 54, which is in engagement with the delimiting surface, of the latching hooks 52 is advantageously inclined to Heat transfer surface 66 running so that the spring element 5 can remain securely locked.
  • a resilient ceiling wall 53 extends, which presses against the PTC heater, for example, against an insulator 3, such as a ceramic plate or plastic.
  • the spring element 5 thus has a basically U-shaped configuration.
  • the ceiling inner surface 55 at least before mounting a curved towards the center of the PTC heater contour, which is at least the central region of the PTC heater securely entangled with the heat transfer surface 66 and the spring element 5 after entanglement.
  • Both the spring element 5 and the housing part 6 may be made of an aluminum-based alloy. While a low-cost standard casting alloy can preferably be used for the casting, the spring element 5 is preferably produced from a spring-hard alloy such as, for example, an AlMgSi alloy.
  • the spring element 5 can be produced by extrusion, so be an extruded profile. Unlike a thin steel spring plate, where it is difficult to avoid sharp edges, an aluminum-based alloy spring element can easily have rounded edges. Is the spring element z. B. produced as an extruded part, so the edges after cutting can be such z. B. be reworked by sandblasting that the edges are rounded afterwards. As a result, the danger that the plastic sheath in contact with the edges ruptures at these edges is significantly reduced.
  • the housing part 6 may have further walls, for example a rear wall 63 which extends transversely to the opposite side walls 61 which have the undercut.
  • a rear wall 63 which extends transversely to the opposite side walls 61 which have the undercut.
  • FIG. 5 shows a sectional view of another embodiment of a tank heater, which differs from the embodiment discussed above in the Essentially different by the orientation of the latching hooks 52 of the spring element 5. While in the embodiment of Figures 1 to 4, the latching hooks 52 of the spring element 5 are directed inward and facing each other, the latching hooks are in the embodiment of FIG. 5 directed to the outside and facing away from each other. In order nevertheless to be able to tightly enclose the PTC heater with side walls 61 and a rear wall, the undercuts are not attached to the side walls 61, but to further outer side walls 67.
  • FIG. 6 shows a sectional view of another embodiment of a tank heater.
  • This embodiment differs from the embodiments described above essentially in that the spring element 5 is fixed by caulking to the housing part 6.
  • the housing part 6 protruding pins 8, preferably on the front side of the walls 61. In this case, pass through the pins 8 openings in the spring element 5 and are caulked on the top under bias with a tool such that a positive connection is created.
  • only one pin 8 can be seen on each end face.
  • the pins 8 may be integrally formed with the housing part 6 or made separately. It is particularly preferred that the pins 8 are arranged laterally offset.
  • FIG. 7 an alternative embodiment is shown in which on each side of a single, elongated pin 8 with slightly tapered side surfaces engages through an elongated opening in the spring element. It is also possible, however, a variant of FIG. 8, in which the spring element 5 between the spring element 5 superior rails 9 is inserted and the rails 9 are partially caulked at the edge in such a way that the caulked areas 10 engage over the spring element 5 under bias on the edge and fix it.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine Tankheizung mit einem PTC-Heizer, der einen PTC-Heizwiderstand (1) und ein Kontaktelement (2) enthält, einem Gehäuseteil (6) aus Metall, einem Federelement (5) aus Metall, das eine Federkraft erzeugt, die den PTC-Heizer gegen eine Wärmeübertragungsfläche des Gehäuseteils (6) drückt, und einem Kunststoffmantel (7), der das Gehäuseteil (6), das Federelement (5) und den PTC-Heizer umgibt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Federelement (5) mit dem Gehäuseteil (6) verrastet oder verstemmt ist.

Description

Tankheizung
Beschreibung
Eine Tankheizung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der DE 10 2014 212 544 A1 bekannt.
Tankheizungen zum Erwärmen von Flüssigkeiten in Kraftfahrzeugen, beispielsweise von Harnstofflösung oder Wasser, haben ein Metallgehäuse, in dem ein PTC-Heizer mit einem PTC-Heizwiderstand und einem Kontaktelement angeordnet ist, und einen Kunststoffmantel, der das Metallgehäuse vor Kontakt mit Flüssigkeit schützt. Für das Metallgehäuse können Strangpressprofile, wie etwa bei der aus DE 1 1 2006 001 103 B4 bekannten Tankheizung, oder Gussteile, wie etwa bei der aus DE 10 2014 212 544 A1 bekannten Tankheizung, verwendet werden.
Strangpressprofile ermöglichen mit einfachen Mittel eine sehr gute Wärmeankopplung des PTC-Heizwiderstands an das Metallgehäuse, indem das Strangpressprofil nach dem Einbringen des PTC-Heizers verpresst wird. Allerdings sind die möglichen Formen des Metallgehäuses begrenzt, weshalb zunehmend Gussteile für Metallgehäuse von Tankheizungen verwendet werden. Gussteile ermöglichen auch den Einsatz von kostengünstigeren Legierungen, erschweren aber eine gute thermische Ankopplung des PTC-Heizers an das Metallgehäuse, insbesondere da sich mit kostengünstigen Legierungen keine Kanäle oder Taschen herstellen lassen, die PTC-Heizer aufnehmen und dann verpresst werden können.
Bei der aus der DE 10 2014 212 544 A1 bekannten Tankheizung wird deshalb ein Stahlfederblech verwendet, das an Halterippen des Gehäuseteiles festgelegt ist, wobei die Halterippen nach dem Festlegen gestaucht werden, um den PTC-Heizer mit ausreichendem Druck gegen eine Wärmeübertragungsfläche eines Gehäuseteils zu drücken und so einen ausreichenden Wärmekontakt zwischen PTC-Heizer und Metallgehäuse herzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie bei einer Tankheizung, deren Metallgehäuse ein Gussteil ist, die Wärmeankopplung des PTC-Heizers verbessert werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Tankheizung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Zur Verbesserung der Wärmeankopplung wird vor dem Ummanteln an dem Gehäuseteil ein Federelement befestigt, das eine Federkraft erzeugt, die den PTC-Heizer gegen die Wärmeübertragungsfläche drückt. Das Federelement ist bevorzugt aus einer Legierung auf Basis von Aluminium. Aluminiumlegierungen haben einen guten Wärmeleitwert, so dass dann vorteilhaft auch über das Federelement von dem PTC-Heizer erzeugte Wärme abgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß ist das Federelement mit dem Gehäuseteil verrastet oder verstemmt. Beispielsweise kann das Federelement an dem Gehäuseteil befestigt werden, indem es auf das Gehäuseteil aufgeklipst wird. Vorteilhaft lässt sich so eine einfache Fertigung realisieren. Zudem besteht bei dem Verrasten oder Verstemmen des Federelements mit dem Gehäuseteil weniger die Gefahr, dass sich Metallspäne bilden, die elektrische Probleme verursachen können, als bei dem herkömmlichen Einschieben eines Federblechs in eine Nut. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass Gehäuseteil auf gegenüberliegenden Seiten der Wärmeübertragungsfläche Wände aufweist, die einen Hinterschnitt aufweisen, mit dem das Federelement verhakt ist. Das Federelement kann beispielsweise zwei Leisten mit Rasthaken aufweisen, zwischen denen sich eine federnde Deckelfläche erstreckt. Das Federelement kann auf diese Weise also einen Teil des Gehäuses bilden und einen einfachen Zusammenbau des Gehäuses ermöglichen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Federelement ein Strangpressprofil ist. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Fertigung möglich. Vorteilhaft lässt sich ein Strangpressprofil vor der Montage auch gut verrunden, sodass beim Umspritzen mit Kunststoff keine scharfen Kanten mehr vorhanden sind.
Bei der Herstellung der Tankheizung kann das Gussteil, bevor es mit dem PTC- Heizer verbunden wird, bearbeitet werden, indem die Wärmeübertragungsfläche des Gehäuseteils, über die von dem PTC-Heizwiderstand erzeugte Wärme auf das Gehäuseteil übergeht, eingeebnet wird. Bevorzugt ist das Gehäuseteil durch plastische Verformung eingeebnet, beispielsweise durch Anpressen eines Stempels. Möglich ist aber auch ein Einebnen durch ein Rollwerkzeug. Eine weitere Möglichkeit ist das Einebnen über eine spanende Bearbeitung wie z.B. Fräsen oder Schleifen.
Das Gussteil kann beispielsweise durch Druckguss hergestellt werden, etwa aus einer Legierung auf Basis von Aluminium. Die Oberflächen eines Gussteils sind in der Regel nicht so plan bzw. glatt wie bei einem Strangpressprofil. Durch eine Bearbeitung des Gussteils lässt sich deshalb ein verbesserter Wärmekontakt zwischen PTC-Heizer und Gehäuseteil erreichen. Das erfindungsgemäß bevorzugte Einebnen der Wärmekontaktfläche durch Anpressen eines Stempels lässt sich mit geringem Aufwand durchführen, gegebenenfalls kann der auf die Wärmekontaktfläche einwirkende Stempel durch einen passend zu der gegenüberliegenden Oberfläche des Gehäuseteils geformten Unterstempel ergänzt werden. Der PTC-Heizer kann ein oder mehrere PTC-Heizelemente und ein oder mehrere Kontaktelemente enthalten. Im einfachsten Fall wird das Metallgehäuse zur elektrischen Kontaktierung des PTC-Heizelements oder der PTC-Heizelemente verwendet, so dass ein einziges Kontaktelement, z. B. ein Kontaktblech, ausreicht. Wenn das Metallgehäuse von dem oder den PTC-Heizelementen elektrisch isoliert ist, werden zwei Kontaktelemente benötigt. PTC-Heizelement(e) und Kontaktelement(e) können von einem Kunststoffrahmen gehalten werden, der auch einen Isolator tragen kann, die das oder eines der Kontaktelemente von dem metallischen Gehäuseteil elektrisch isoliert. Der Isolator kann beispielsweise ein Keramikplättchen, etwa aus Aluminiumoxid, oder eine Kunststofffolie sein. Möglich ist aber auch, zwei elektrisch voneinander isolierte Gehäuseteile zur elektrischen Kontaktierung des PTC-Heizelements oder der PTC-Heizelemente zu verwenden.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden an Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Tankheizung;
Fig. 2 die Tankheizung von Fig. 1 ohne Kunststoffmantel und Federelement;
Fig. 3 das Federelement der in Fig. 1 gezeigten Tankheizung; Fig. 4 einen perspektivischen Längsschnitt entlang der Linie A - A durch das Gussteil der in Fig. 1 gezeigten Tankheizung; Fig. 5 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Tankheizung;
Fig. 6 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Tankheizung;
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseteil zum Verstemmen mit einem Federelement und
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Tankheizung ohne den Kunststoffmantel.
Die in Fig. 1 in einer Schnittansicht dargestellte Tankheizung enthält einen PTC- Heizer, der zumindest einen PTC-Heizwiderstand 1 enthält und zusätzlich beispielsweise ein Kontaktelement 2 sowie einen Isolator 3 und einen Kunststoff rahmen 4 aufweisen kann, der die verschiedenen Komponenten des PTC-Heizers hält. Der PTC-Heizer wird von einem Federelement 5 gegen eine Wärmeübertragungsfläche 66 des Gehäuseteils 6 gedrückt, über die von dem PTC-Heizwiderstand 1 erzeugte Wärme auf das Gehäuseteil 6 übergeht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der PTC-Widerstand 1 flächig an der Wärmeübertragungsfläche 66 des Gehäuseteils an, da der PTC-Widerstand 1 über das Gehäuseteil 6 elektrisch kontaktiert wird. Bei einer anderen Ausgestaltung, beispielsweise wenn der PTC-Heizwiderstand beidseitig von dem Gehäuse elektrisch isoliert ist und von zwei Kontaktelementen elektrisch kontaktiert wird, kann aber auch eine andere Komponente des PTC-Heizers flächig an der Wärmeübertragungsfläche 66 anliegen, etwa ein Keramikplättchen oder anderer Isolator. Das Gehäuseteil 6 ist ein Gussteil, das beispielsweise durch Druckguss hergestellt wurde. Bevor der PTC-Heizer mit dem Gehäuseteil 6 verbunden wird, wird die Wärmeübertragungsfläche 66 des Gehäuseteils 6 durch plastische Verformung eingeebnet, beispielsweise durch Anpressen eines Stempels. Auf diese Weise wird die Wärmeankopplung des PTC-Heizers an das Gehäuseteil 6 verbessert.
Nach dem Einebnen der Wärmeübertragungsfläche 66 des Gehäuseteils 6 durch Anpressen eines Stempels wird der PTC-Heizer auf die Wärmeübertragungsfläche 66 gesetzt und das Federelement 5 auf das Gehäuseteil 6 aufgeklipst. Danach werden das Gehäuseteil 6 und das Federelement 5 sowie der zwischen ihnen angeordnete PTC-Heizer mit Kunststoff umspritzt, so dass diese dann von einem Kunststoffmantel 7 vor Kontakt mit einer zu erwärmenden Flüssigkeit geschützt sind. Das Gehäuseteil 6 weist auf gegenüberliegenden Seiten der Wärmeübertragungsfläche 66 Wände 61 auf, die einen Hinterschnitt aufweisen, mit dem das Federelement 5 verhakt ist. Der Hinterschnitt kann beispielsweise durch eine Nut 62 in der betreffenden Seitenwand 61 gebildet werden. Dabei verläuft eine obere, den Hinterschnitt bildende Begrenzungsfläche 64 der Nut 62 parallel zu der Wärmeübertragungsfläche 66 und eine untere Begrenzungsfläche 65 der Nut 62 schräg zu der oberen Begrenzungsfläche der Nut 62. Mit anderen Worten gesagt verbreitet sich die Nut 62 also in ihrer Längsrichtung. Auf diese Weise lässt sich das Gehäuseteils 6 leichter aus seiner Gussform entformen. In Fig. 4 sind in einer Schnittansicht des Gehäuseteils 2 die verborgenen Schnittkanten eines Längsschnittes durch das Gehäuseteil 2 durch gestrichelte Linien dargestellt, um dies zu verdeutlichen.
Das in Fig. 3 isoliert dargestellte Federelement 5 ist mit dem Gehäuseteil 6 verrastet. Der entsprechende Formschluss wirkt senkrecht zur Wärmeübertragungsfläche des Gehäuseteils 6. Das Federelement 5 kann dazu zwei Leisten 51 mit Rasthaken 52 aufweisen, die mit dem Hinterschnitt der sich gegenüberliegenden Seitenwände 61 des Gehäuseteils 6 verhaken. Dazu ist vorteilhaft die Begrenzungsfläche 64, und/oder die mit der Begrenzungsfläche in Eingriff stehende Kontaktfläche 54 der Rasthaken 52 geneigt zur Wärmeübertragungsfläche 66 ausgeführt, damit das Federelement 5 sicher eingerastet bleiben kann. Zwischen den Leisten 51 erstreckt sich eine federnde Deckenwand 53, die gegen den PTC-Heizer drückt, beispielsweise gegen einen Isolator 3, etwa ein Keramikplättchen oder Kunststoff. Das Federelement 5 hat damit eine im Prinzip U-förmige Ausgestaltung. Vorteilhaft weist die Deckeninnenfläche 55 zumindest vor dem Befestigen eine zur Mitte des PTC Heizers hin gebogen Kontur auf, wodurch nach dem Verhaken zumindest der zentrale Bereich des PTC-Heizers sicher wärmeleitend mit der Wärmeübertragungsfläche 66 und dem Federelement 5 verbunden ist.
Sowohl das Federelement 5 als auch das Gehäuseteil 6 können aus einer Aluminiumbasislegierung hergestellt sein. Während für das Gussteil bevorzugt eine kostengünstige Standardgusslegierung zum Einsatz kommen kann, ist das Federelement 5 bevorzugt aus einer federharten Legierung wie beispielsweise eine AlMgSi-Legierung hergestellt. Das Federelement 5 kann durch Strangpressen hergestellt werden, also ein Strangpressprofil sein. Im Gegensatz zu einem dünnen Stahlfederblech, bei dem sich scharfe Kanten nur schwer vermeiden lassen, kann ein Federelement aus einer Aluminiumbasislegierung problemlos gerundete Kanten aufweisen. Ist das Federelement z. B. als Strangpressteil hergestellt, so können die Kanten nach dem Ablängen nochmals derart z. B. durch Sandstrahlen nachbearbeitet sein, dass die Kanten danach gerundet sind. Dadurch ist die Gefahr, dass der mit den Kanten in Kontakt stehende Kunststoffmantel an diesen Kanten reißt, deutlich verringert.
Das Gehäuseteil 6 kann weitere Wände aufweisen, beispielsweise eine Rückwand 63, die quer zu den sich gegenüberliegenden Seitenwänden 61 , die den Hinterschnitt aufweisen, verläuft. Dadurch ist der PTC-Heizer von 3 Seiten ausreichend gut gegen das mit hohem Druck auftreffende Umspritzungsmaterial geschützt. Die verbleibende offene Vorderseite wird großteils durch die vordere Wand des Kunststoff rahmens 4 abgedeckt, sodass auch hier der PTC-Heizer ausreichend geschützt ist. Andernfalls könnte nämlich der Druck beim Umspritzen der Federkraft des Federelementes 5 entgegenwirken.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Tankheizung, das sich von dem vorstehend diskutierten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Orientierung der Rasthaken 52 des Federelements 5 unterscheidet. Während bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 die Rasthaken 52 des Federelements 5 nach innen gerichtet und einander zugewandt sind, sind die Rasthaken bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 nach außen gerichtet und voneinander abgewandt. Um trotzdem den PTC-Heizer eng mit Seitenwänden 61 und einer Rückwand umschließen zu können sind die Hinterschnitte hier nicht an den Seitenwänden 61 angebracht, sondern an weiter außen liegenden zusätzlichen Seitenwänden 67. Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Tankheizung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen im Wesentlichen dadurch, dass das Federelement 5 durch Verstemmen an dem Gehäuseteil 6 befestigt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Gehäuseteil 6 vorstehende Stiften 8, bevorzugt an der Stirnseite der Wände 61. Dabei durchgreifen die Stifte 8 Öffnungen im Federelement 5 und werden auf der Oberseite unter Vorspannung mit einem Werkzeug derart verstemmt, dass ein Formschluss erzeugt ist. In Fig. 6 ist auf jeder Stirnseite nur ein Stift 8 erkennbar. Mehrere Stifte 8 auf jeder Seite sind aber ebenso möglich. Die Stifte 8 können einstückig mit dem Gehäuseteil 6 ausgebildet sein oder separat hergestellt sein. Besonders bevorzugt ist, dass die Stifte 8 seitlich versetzt angeordnet sind.
In Fig. 7 ist eine alternative Ausführung gezeigt, bei der auf jeder Seite ein einzelner, länglicher Stift 8 mit leicht angeschrägten Seitenflächen eine längliche Öffnung im Federelement durchgreift. Möglich ist aber auch eine Variante nach Fig. 8, bei der das Federelement 5 zwischen das Federelement 5 überragende Schienen 9 eingelegt ist und die Schienen 9 bereichsweise am Rand derart verstemmt sind, dass die verstemmten Bereiche 10 das Federelement 5 unter Vorspannung am Rand übergreifen und dadurch fixieren. ßezugszeichenliste PTC-Heizwiderstand
Kontaktelement
Isolator
Kunststoffrahmen
Federelement
Gehäuseteil
Kunststoffmantel
Stift
Schiene
verstemmter Bereich
Leiste
Rasthaken
Deckenwand
Kontaktfläche
Deckeninnenfläche
Seitenwand
Nut
Rückwand
obere Begrenzungsfläche
untere Begrenzungsfläche
Wärmeübertragungsfläche
zusätzliche Seitenwand

Claims

Patentansprüche
1. Tankheizung mit
einem PTC-Heizer, der einen PTC-Heizwiderstand (1) und ein Kontaktelement (2) enthält,
einem Gehäuseteil (6) aus Metall,
einem Federelement (5) aus Metall, das eine Federkraft erzeugt, die den PTC- Heizer gegen eine Wärmeübertragungsfläche (66) des Gehäuseteils (6) drückt, und
einem Kunststoffmantel (7), der das Gehäuseteil (6), das Federelement (5) und den PTC-Heizer umgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (5) mit dem Gehäuseteil (6) verrastet oder verstemmt ist.
2. Tankheizung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (6) auf gegenüberliegenden Seiten der Wärmeübertragungsfläche (66) Seitenwände (61 , 67) aufweist, die einen Hinterschnitt aufweisen, mit dem das Federelement (5) verhakt ist.
3. Tankheizung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt in jeder der gegenüberliegenden Seitenwände (61 , 67) durch eine Nut (62) gebildet wird, wobei eine obere, den Hinterschnitt bildende Begrenzungsfläche (64) der Nut (62) parallel zu der Wärmeübertragungsfläche verläuft und eine untere Begrenzungsfläche (65) der Nut (62) schräg zu der oberen Begrenzungsfiäche der Nut (62) verläuft.
4. Tankheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der PTC-Heizer einen Kunststoffrahmen (4) aufweist, der das PTC-Heizelement (1 ), das Kontaktelement (2) und einen auf der von dem PTC-Heizelement (1 ) abgewandten Seite des Kontaktelements (2) angeordneten Isolator (3) hält.
5. Tankheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) an dem Isolator (3) anliegt.
6. Tankheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) ein Strangpressprofil ist.
7. Tankheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) zwei Leisten (51 ) mit Rasthaken (52) aufweist, zwischen denen sich eine federnde Deckenwandlfläche (53) erstreckt.
8. Tankheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) aus eine Legierung auf Basis von Aluminium ist.
PCT/EP2018/077400 2017-10-10 2018-10-09 Tankheizung WO2019072800A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112018004569.2T DE112018004569A5 (de) 2017-10-10 2018-10-09 Tankheizung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017123549.3A DE102017123549A1 (de) 2017-10-10 2017-10-10 Tankheizung
DE102017123549.3 2017-10-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019072800A1 true WO2019072800A1 (de) 2019-04-18

Family

ID=63896093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/077400 WO2019072800A1 (de) 2017-10-10 2018-10-09 Tankheizung

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102017123549A1 (de)
WO (1) WO2019072800A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0290159A2 (de) * 1987-04-21 1988-11-09 TDK Corporation Heizvorrichtung mit Kaltleiter
US20020040899A1 (en) * 2000-10-11 2002-04-11 Chang Kee Hung Daniel Heat sink for a PTC heating element and a PTC heating member made thereof
EP2429257A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-14 DBK David + Baader GmbH Elektrischer Heizer
EP2637474A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-11 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Wärme erzeugendes Element
DE112006001103B4 (de) 2005-07-12 2014-08-21 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Tankheizung
DE102014212544A1 (de) 2014-06-30 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Heizung
EP3193067A1 (de) * 2014-09-10 2017-07-19 Nifco Inc. Fluidrohrvorrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0290159A2 (de) * 1987-04-21 1988-11-09 TDK Corporation Heizvorrichtung mit Kaltleiter
US20020040899A1 (en) * 2000-10-11 2002-04-11 Chang Kee Hung Daniel Heat sink for a PTC heating element and a PTC heating member made thereof
DE112006001103B4 (de) 2005-07-12 2014-08-21 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Tankheizung
EP2429257A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-14 DBK David + Baader GmbH Elektrischer Heizer
EP2637474A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-11 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Wärme erzeugendes Element
DE102014212544A1 (de) 2014-06-30 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Heizung
EP3193067A1 (de) * 2014-09-10 2017-07-19 Nifco Inc. Fluidrohrvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE112018004569A5 (de) 2020-06-18
DE102017123549A1 (de) 2019-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3101998B1 (de) Ptc-heizelement sowie elektrische heizvorrichtung umfassend ein solches ptc-heizelement und verfahren zum herstellen einer elektrischen heizvorrichtung
EP1921896B1 (de) Wärmeerzeugendes Element für eine elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
EP1916873B1 (de) Wärmeerzeugendes Element für eine elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
EP3101365B1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrischen heizvorrichtung
EP3416456B1 (de) Elektrische heizvorrichtung und ptc-heizelement für eine solche
EP1467599B1 (de) Vorrichtung zur Aufnahme von Keramik-Heizelementen und Verfahren zur Herstellung einer solchen
EP3863373B1 (de) Elektrische heizvorrichtung und verfahren zu deren herstellung
EP3731595A1 (de) Ptc-heizelement und elektrische heizvorrichtung mit einem solchen ptc-heizelement und verfahren zur herstellung eines ptc-heizelements
EP1414275A1 (de) Elektrische Heizeinrichtung
DE102019211569A1 (de) Elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
EP1681906B1 (de) Abgedichteter Heizkörper
EP0530525A1 (de) Heizvorrichtung zum Erwärmen strömender Medien
EP3405001B1 (de) Verfahren zum herstellen eines ptc-heizelementes
DE102011017108A1 (de) Heizeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Heizeinrichtung
WO2019072798A1 (de) Verfahren zum herstellen einer tankheizung sowie tankheizung
DE202016100468U1 (de) Klemmkörper für eine elektrische Anschlussvorrichtung und Anschlussvorrichtung mit einem Klemmkörper
WO2019072800A1 (de) Tankheizung
DE202007014360U1 (de) Aluminium-Heizwiderstand
DE102017125427A1 (de) Heizeinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Heizeinrichtung
DE102018212012A1 (de) Wärmeerzeugendes Element und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102020113402A1 (de) Elektrische Heizvorrichtung
EP2506661A1 (de) Elektrische Heizeinrichtung
DE10316908A1 (de) Heizvorrichtung
DE102019217234A1 (de) PTC-Heizeinrichtung und elektrische Heizvorrichtung mit einer solchen PTC- Heizeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung
DE102014219353A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Batteriemoduls sowie Kraftfahrzeug-Batteriemodul

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18789018

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112018004569

Country of ref document: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTS NACH REGEL 112(1) EPUE (EPA FORM 1205A VOM 19/08/2020)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18789018

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1