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WO2007006393A1 - Tankheizung - Google Patents

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WO2007006393A1
WO2007006393A1 PCT/EP2006/005820 EP2006005820W WO2007006393A1 WO 2007006393 A1 WO2007006393 A1 WO 2007006393A1 EP 2006005820 W EP2006005820 W EP 2006005820W WO 2007006393 A1 WO2007006393 A1 WO 2007006393A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tank heater
heater according
tank
ptc
metal housing
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2006/005820
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Starck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Original Assignee
Eichenauer Heizelemente GmbH and 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 and Co KG filed Critical Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority to DE112006001103.0T priority Critical patent/DE112006001103B4/de
Priority to US11/922,618 priority patent/US7978965B2/en
Priority to CN200680025468XA priority patent/CN101223822B/zh
Publication of WO2007006393A1 publication Critical patent/WO2007006393A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
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    • 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
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50—Heating 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a tank heater, in particular for a urea tank of an internal combustion engine.
  • Urea is needed by an exhaust gas purifying catalyst as an ammonia supplier. Motor vehicles therefore have a standard urea tank, is stored in the urea solution for the exhaust gas purification catalyst. In frost, the urea solution can freeze, so that a tank heater is needed to thaw the urea solution as quickly as possible, so that the required for the operation of the catalyst urea can be provided.
  • the object of the invention is to show a cost-effective way, such as an exhaust gas purification catalyst of an internal combustion engine at temperatures below the
  • Freezing point can be put into a ready state faster.
  • a tank heater according to the invention can be pumped at temperatures below freezing much faster liquid urea solution through the intake manifold to an exhaust gas purifying catalyst.
  • urea ice present in the intake pipe is thawed only at a time when a considerable portion of the urea solution in the urea tank is thawed, so that urea solution can be pumped to the exhaust gas purifying catalyst relatively late.
  • the intake manifold is also heated, so that urea solution contained therein melts early and urea solution can be pumped to the exhaust gas purification catalyst correspondingly quickly.
  • the intake manifold may be disposed adjacent the housing and the lead may be routed along or wrapped around the housing or the intake manifold.
  • Another possibility is to form the intake pipe as a channel in the housing of the tank heater.
  • the section of the connecting line formed as a resistance heating element can also be formed by the intake pipe itself, in which this is made of a metal with a sufficiently high specific resistance, in particular stainless steel, for example V4A steel.
  • connection line is the connection line of the present invention PTC element.
  • the control property of the PTC element is advantageously used for controlling the heating of the intake pipe.
  • the PTC element of a tank heater according to the invention is preferably a PTC heating element.
  • the PTC element is also possible to form the PTC element as a control element and to connect in series with a suitable heating element. It is favorable if a heating power is released by the heating element (s) of the tank heating, which is at least twice the heating power released by the connecting lines.
  • a heating power of the PTC or the heating elements of at least 50 W is particularly favorable.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a tank heater according to the invention
  • Figure 2 shows the embodiment shown in Figure 1 without housing.
  • Fig. 3 is a detail view of Fig. 2;
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a tank heater according to the invention
  • Fig. 5 is an inner housing the embodiment shown in Fig. 1 to 4
  • FIG 1 the embodiment of a urea tank heater 1 is shown in an oblique view.
  • the tank heater 1 has a plastic housing 2, in which two connecting lines 3, 4 are embedded, via which a closer described with reference to Figure 2 PTC heating element inside the tank heater 1 can be supplied with electricity.
  • the connection line 3 is set to potential, for example, 13 V of a car battery, and the connection line 4 to ground.
  • PTC Platinum Temperature Coefficient
  • the leads 3, 4 extend parallel to an intake pipe 5, which is designed as a channel in the plastic housing 2.
  • the intake pipe 5 is connected as intended to a urea supply line, so that via the intake pipe 5 urea solution can be pumped out of a urea tank and fed to an exhaust gas purification catalyst of a motor vehicle.
  • the connecting line 3 is designed as a resistance wire made of a Schuleiterlegtechnik, such as a FeCrAl alloy. It is also possible to use a PTC alloy.
  • the specific resistance of the resistance wire used is preferably at least 0.2 ⁇ mm 2 / m, in particular at least 1.0 ⁇ mm 2 / m, more preferably at least 1.2 ⁇ mm 2 / m, and in the illustrated embodiment, 1.44 ⁇ mm 2 / m.
  • the tank heater 1 is therefore in operation of the Connecting line 3 generates a sufficient amount of heat to thaw urea ice in the intake manifold 5, so that thawed by PTC elements of the tank heater 1 urea solution from the urea tank can be promoted by the intake pipe 5 at the earliest possible time.
  • the tank heater 1 shown in FIG. 1 is shown without the plastic housing 2. This illustrated part of the tank heater 1 is referred to below as the inner heating part 6.
  • the connection lines 3, 4 are supported by a plastic support body 7, which is attached to an inner housing 8, in which a plurality of plate-like PTC heating elements are arranged.
  • the inner housing 8 is a metal housing, preferably made of an aluminum alloy, for example an AlMgSi alloy, in particular an AlMgSi 05 X alloy
  • the heating elements are held in the inner housing 8 by a mounting frame (not shown).
  • a mounting frame By a mounting frame, the production can be substantially simplify, as an easy to handle unit is introduced into the inner housing 8.
  • the mounting Raen carries connecting plates 10, which protrude from the inner housing 8 and where the leads 3, 4 attached, preferably welded, are.
  • the construction of a suitable mounting frame with the components held by it is described in DE 102 58 275 A1, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • the tank heater 1 has a central opening 20 for enlarging its surface, wherein a mounting frame with PTC heating elements in the inner housing is provided on both sides of the opening 20 8 is arranged.
  • the connecting plates 10 of the first mounting frame are connected to the connecting plates 10 1 of the second mounting frame by overmolded connecting lines 21.
  • this metal housing 8 After introducing the mounting frame with the PTC heating elements held by it in the inner housing 8, this metal housing 8 is pressed to achieve the best possible thermal coupling of the heating elements to the inner housing 8. Heat released from the PTC heating elements is taken up by the inner housing 8 and dissipated to heat distribution elements 11.
  • the heat distribution elements 11 are pipe sections made of stainless steel, preferably V4A steel, which are pressed into the arm 12 of the metal housing 8.
  • the shape of the boom 12 is adapted to the shape of the heat distribution elements 11, so that there is the largest possible contact surface, can be removed via the heat from the arms 12 to the heat distribution elements 11.
  • the arms 12 have a substantially cylindrical Interior for receiving the rohrf ⁇ rmigen bathverteiletti 11.
  • the arms 12 For pressing, the arms 12 have an elevation 13 which is open to the interior and which is compressed after introduction of the heat distribution elements 11, so that a press fold is formed and the interior space is narrowed.
  • the elevation 13 has a U-shaped cross section.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a tank heater 1.
  • the embodiment shown in Figure 4 differs from that explained with reference to Figures 1 to 3 embodiment only in that the intake pipe 5 is designed as a metal tube, preferably as a stainless steel tube, in the plastic housing. 2 the tank heater 1 is embedded.
  • the intake pipe 5 is used here as a connecting line 3 in order to supply the PTC elements with heating current.
  • the metal tube 5 has such a high electrical resistance that it is sufficiently heated by the heating current to thaw urea ice in the intake pipe 5.
  • the specific resistance of the metal tube 5 is preferably at least 0.2 ⁇ mm 2 / m, in particular at least 0.6 ⁇ mm 2 / m, and in the illustrated embodiment 0.75 ⁇ mm 2 / m.
  • At least one of the connecting leads 3, 4 has a heating power of about 10 W to 20 W and of the PTC heating elements of the tank heater 1, a heating power of at least 50 W, preferably 70 W to 150 W, is released.
  • FIG. 5 shows the inner housing 8 of the exemplary embodiments described above.
  • the inner housing 8 is a metal housing which is formed as a hollow profile, more precisely as an extruded profile, from a spring-hard aluminum alloy.
  • the inner housing 8 has two passages 30 in each of which at least one heating element is arranged with a portion of a mounting frame. Further passages, the inner housing 8 in the arms 12 for receiving the stainless steel tubes 11 shown in Figures 2 to 4.
  • the arms 12 are connected by arms 31 to a central body 32 in which the PTC heating elements are arranged. In this way, the heat generated is introduced over a large area in the thawed urea solution.
  • Heat generated by the tubular arms 12 can be released in a particularly efficient manner, since a convection flow is formed therein. This effect can be used without the use of stainless steel tubes 11, in which case the inner surfaces of the boom 12 are coated with plastic to protect against corrosion.
  • the central body 32 has a central channel 20 between the heating channels 30.
  • This central channel 20 causes in the first place that the Primak ⁇ rper 32 easier compression can be to create an optimal thermal coupling between the PTC heating elements and the metal housing 8.
  • a stainless steel pipe can also be arranged.
  • the central channel 20 remains preferably free, so that its inner surface is also protected by a molded plastic coating, which forms the plastic housing 2, from the action of urea solution.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tankheizung, insbesondere für einen Harnstoff tank einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend: ein Gehäuse (2) , in dem mindestens ein PTC- Element angeordnet ist, eine elektrische Anschlußleitung (3, 4), die an das PTC-Element angeschlossen ist, um einen Heizstrom durch das PTC-Element zu leiten, ein Ansaugrohr (5) zum Fördern von Flüssigkeit, wobei zumindest ein Abschnitt der elektrischen Anschlußleitung (5) als Widerstandsheizelement ausgebildet ist, der mit dem Innenraum des Ansaugrohrs (5) in wärmeleitender Verbindung steht .

Description

Anmelder: Eichenauer Heizelemente GmbH & Co. KG, Kandel
Tankheizung
Die Erfindung betrifft eine Tankheizung, insbesondere für einen Harnstofftank einer Verbrennungskraftmaschine.
Harnstoff wird von einem Abgasreinigungskatalysator als Ammoniaklieferant benötigt. Kraftfahrzeuge haben deshalb standardmäßig einen Harnstofftank, in dem Harnstofflösung für den Abgasreinigungskatalysator gespeichert wird. Bei Frost kann die Harnstofflösung einfrieren, so daß eine Tankheizung benötigt wird, um die Harnstofflösung möglichst rasch aufzutauen, damit der für den Betrieb des Katalysators benötigte Harnstoff zur Verfügung gestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Weg aufzuzeigen, wie ein Abgasreinigungskatalysator einer Verbrennungskraftmaschine bei Temperaturen unter dem
Gefrierpunkt schneller in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tankheizung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Mit einer erfindungsgemäßen Tankheizung kann bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt wesentlich schneller flüssige Harnstofflösung durch das Ansaugrohr zu einem Abgas- reinigungskatalysator gepumpt werden. Bei Verwendung einer herkömmlichen Tankheizung wird nämlich in dem Ansaugrohr befindliches Harnstoffeis erst zu einem Zeitpunkt aufgetaut, zu dem bereits ein erheblicher Teil der Harnstofflösung in dem Harnstofftank aufgetaut ist, so daß erst relativ spät Harnstofflösung zu dem Abgasreinigungskatalysator gepumpt werden kann. Bei einer erfindungsgemäßen Tankheizung wird das Ansaugrohr ebenfalls beheizt, so daß darin enthaltene Harnstofflösung frühzeitig schmilzt und entsprechend rasch Harnstofflösung zu dem Abgasreinigungskatalysator gepumpt werden kann. Dieser Vorteil wird bei einer erfindungsgemäßen Tankheizung auf außerordentlich kostengünstige Weise erreicht, da zumindest ein Abschnitt der ohnehin benötigten elektrischen Anschlußleitung als Widerstandsheizelement zum Auf- tauen von Harnstoffeis in dem Ansaugrohr verwendet wird.
Das Ansaugrohr kann beispielsweise neben dem Gehäuse angeordnet werden und die Anschlußleitung an dem Gehäuse oder der Ansaugleitung entlang geführt oder darum herum gewickelt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Ansaugrohr als Kanal in dem Gehäuse der Tankheizung auszubilden. Insbesondere kann der als Widerstandsheizelement ausgebildete Abschnitt der Anschlußleitung auch von dem Ansaugrohr selbst gebildet werden, in dem dieses aus einem Metall mit einem ausreichend hohen spezifischen Widerstand, insbesondere Edelstahl, beispielsweise V4A-Stahl, gefertigt wird.
Sofern für die Anschlußleitung ein Material verwendet wird, das gegenüber Harnstofflösung nicht hinreichend korrosionsbeständig ist, kann diese durch einen geeigneten Überzug aus einem korrosionsbeständigen Kunststoff geschützt werden. Bei der erwähnten Anschlussleitung handelt es sich um die Anschlußleitung des erfindungsgemäß vorhandenen PTC- Elements. Durch die Verwendung der Anschlußleitung des PTC-Elements zur Beheizung des Ansaugrohres wird die Regeleigenschaft des PTC-Elements vorteilhaft zur Beheizungsregelung des Ansaugrohres mitbenutzt.
Bevorzugt handelt es sich bei dem PTC-Element einer erfindungsgemäßen Tankheizung um ein PTC-Heizelement . Prinzipiell ist es aber auch möglich, das PTC-Element als Regelungselement auszubilden und mit einem geeigneten Heizelement in Reihe zu schalten. Günstig ist es, wenn von dem oder den Heizelementen der Tankheizung eine Heizleistung freigesetzt wird, die mindestens das Doppelte der von den Anschlussleitungen frei gesetzten Heizleistung beträgt. Insbesondere zum Beheizen eines Harnstoff- tanks einer Verbrennungskraftmaschine ist eine Heizleistung des oder der PTC-Heizelemente von mindestens 50 W besonders günstig.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die darin beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tankheizung; Fig. 2 das in Figur 1 dargestellt Ausführungsbeispiel ohne Gehäuse;
Fig. 3 eine Detailansicht von Fig. 2;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tankheizung; und Fig. 5 ein inneres Gehäuse den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
In Figur 1 ist das Ausführungsbeispiel einer Harnstoff- Tankheizung 1 in einer Schrägansicht dargestellt. Die Tankheizung 1 hat ein Kunststoffgehäuse 2, in das zwei Anschlußleitungen 3, 4 eingebettet sind, über die ein anhand von Figur 2 näher beschriebenes PTC-Heizelement im inneren der Tankheizung 1 mit Strom versorgt werden kann. Bestimmungsgemäß wird die Anschlußleitung 3 auf Potential, beispielsweise 13 V einer Autobatterie, und die Anschlußleitung 4 auf Masse gelegt. PTC-Heizelemente (Positiver Temperatur Coeffizient) zeigen bei einer Schwellentemperatur einen sprunghaften Anstieg ihres elektrischen Widerstandes, so daß eine Überhitzung ausgeschlossen ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Anschlußleitungen 3, 4 parallel zu einem Ansaugrohr 5, das als Kanal in dem Kunststoffgehäuse 2 ausgeführt ist. Das Ansaugrohr 5 wird bestimmungsgemäß an eine Harnstoff- Versorgungsleitung angeschlossen, so daß über das Ansaugrohr 5 Harnstofflösung aus einem Harnstofftank abgepumpt und einem Abgasreinigungskatalysator eines Kraftfahrzeugs zugeführt werden kann.
Die Anschlußleitung 3 ist als Widerstandsdraht aus einer Heizleiterlegierung, beispielsweise einer FeCrAl -Legierung, ausgeführt. Möglich ist es auch, eine PTC-Legierung zu verwenden. Der spezifische Widerstand des verwendeten Widerstandsdrahts beträgt bevorzugt mindestens 0,2 Ω mm2/m, insbesondere mindestens 1,0 Ω mm2/m, besonders bevorzugt mindestens 1,2 Ω mm2/m, und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 1,44 Ω mm2/m. Bei der dar- gestellten Tankheizung 1 wird deshalb im Betrieb von der Anschlußleitung 3 eine ausreichende Menge Wärme erzeugt, um Harnstoffeis in dem Ansaugrohr 5 aufzutauen, so daß von PTC-Elementen der Tankheizung 1 aufgetaute Harnstoff- lδsung aus dem Harnstofftank zu einem frühest möglichen Zeitpunkt durch das Ansaugrohr 5 gefördert werden kann.
Um den Vorteil eines raschen Auftauens von Harnstoffeis in dem Ansaugrohr 5 zu nutzten, ist es möglich, beide Anschlußleitungen 3, 4 aus Widerstandsdraht zu fertigen und beide in unmittelbarer Nähe des Ansaugrohrs 5 anzuordnen. Im allgemeinen ist es ausreichend, für eine der beiden Anschlußleitungen 3, 4 Widerstandsdraht zu verwenden. Um eine möglichst gute Wärmeankopplung an das Ansaugrohr 5 zu erreichen, ist es günstig, die aus Widerstandsdraht ausgeführte Anschlußleitung 3 oder
Anschlußleitungen 3, 4 möglichst dicht neben dem Ansaugrohr 5 anzuordnen .
In den Figuren 2 und 3 ist die in Figur 1 dargestellte Tankheizung 1 ohne das Kunststoffgehäuse 2 dargestellt. Dieser dargestellte Teil der Tankheizung 1 wird im Folgenden als inneres Heizungsteil 6 bezeichnet. Die Anschlußleitungen 3, 4 werden von einem Stützkörper 7 aus Kunststoff gestützt, der an einem inneren Gehäuse 8 befe- stigt ist, in dem mehrere plattenfδrmige PTC-Heizelemente angeordnet sind. Das innere Gehäuse 8 ist ein Metallgehäuse, bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung, beispielsweise einer AlMgSi-Legierung, insbesondere einer AlMgSi05 X-Legierung
Die Heizelemente werden in dem inneren Gehäuse 8 von einem Montagerahmen (nicht dargestellt) gehalten. Durch einen Montagerahmen läßt sich die Fertigung wesentlichen Vereinfachen, da eine leicht handhabbare Einheit in das innere Gehäuse 8 eingebracht wird. Der Montagerah- raen trägt Anschlußbleche 10, die aus dem inneren Gehäuse 8 herausragen und an denen die Anschlußleitungen 3 , 4 befestigt, bevorzugt angeschweißt, sind. Der Aufbau eines geeigneten Montagerahmens mit den von ihm gehaltenen Bau- teilen ist in der DE 102 58 275 Al beschrieben, deren diesbezüglich Offenbarung durch Bezugnahme zum Gegenstand der Anmeldung gemacht wird.
Damit von den PTC-Heizelementen erzeugte Wärme möglichst gut an Harnstofflösung in dem Harnstofftank abgeführt werden kann, hat die Tankheizung 1 zur Vergrößerung ihrer Oberfläche eine zentrale Öffnung 20, wobei zu beiden Seiten der Öffnung 20 jeweils ein Montagerahmen mit PTC- Heizelementen in dem inneren Gehäuse 8 angeordnet ist. Die Anschlußbleche 10 des ersten Montagerahmens sind mit den Anschlußblechen 101 des zweiten Montagerahmens durch umspritzte Verbindungsleitungen 21 verbunden.
Nach dem Einbringen des Montagerahmens mit den von ihm gehaltenen PTC-Heizelementen in das innere Gehäuse 8, wird dieses Metallgehäuse 8 verpresst, um eine möglichst gute Wärmeankopplung der Heizelemente an das innere Gehäuse 8 zu erreichen. Von den PTC-Heizelementen frei gesetzte Wärme wird von dem inneren Gehäuse 8 aufgenommen und an Wärmeverteilelemente 11 abgeführt.
Bei den Wärmeverteilelementen 11 handelt es sich um Rohrabschnitte aus Edelstahl, bevorzugt V4A-Stahl, die in Ausleger 12 des Metallgehäuses 8 eingepresst sind. Die Form der Ausleger 12 ist an die Form der Wärmeverteilelemente 11 angepaßt, so daß sich eine möglichst große Kontaktfläche ergibt, über die Wärme von den Auslegern 12 an die Wärmeverteilelemente 11 abgeführt werden kann. Die Ausleger 12 haben einen im wesentlichen zylinderförmigen Innenraum zur Aufnahme der rohrfδrmigen Wärmeverteilelemente 11.
Durch die Verwendung von Edelstahlröhren als Wärmever- teilelemente 11 wird eine verbesserte Wärmeankopplung an die zu erwärmende Harnstofflösung erreicht. Dies liegt daran, daß die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl höher als die Wärmeleitfähigkeit des zum Schutz des inneren Gehäuses 8 dienenden Kunststoffgehäuses 2 ist. Zudem kann durch die Verwendung von mehreren Wärmeverteilelementen 11 die erzeugte Heizleistung auf einen unteren Teil des Harnstofftanks konzentriert werden, so daß selbst bei einem nur teilweise gefüllten Tank die von den PTC-Heiz- elementen erzeugte Wärme vollständig zum Auftauen von Harnstofflösung genutzt werden kann.
Zum Verpressen haben die Ausleger 12 eine zu dem Innenraum offene Erhebung 13 , die nach dem Einbringen der Wär- meverteilelemente 11 verpresst wird, so daß sich eine Preßfalte bildet und der Innenraum verengt wird. Bevorzugt hat die Erhebung 13 einen U-förmigen Querschnitt.
Zum Schutz vor der korrosiven Harnstofflösung wird der in Figuren 2 und 3 dargestellte innere Heizungsteil 6 der Tankheizung 1 mit Kunststoff umspritzt und auf diese
Weise das Kunststoffgehäuse 2 gebildet. Um eine möglichst gute Wärmeankopplung der Wärmeverteilelemente 11 an die Harnstofflösung zu bewirken, bleiben dabei die Innenflächen der die Wärmeverteilelemente 11 bildenden Rohrab- schnitte frei. Die Rohrabschnitte sind an ihrem oberen und unterem Ende von O-Ringen 14 umgeben, die in eine Aussparung des Kunststoffgehäuses 2 eingesetzt werden und eindringen von Harnstofflösung in das Innere des Kunststoffgehäuses 2 verhindern. Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Tankheizung 1. Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem anhand der Figuren 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß das Ansaugrohr 5 als Metallrohr, bevorzugt als Edelstahlrohr, ausgeführt ist, das in das Kunststoffgehäuse 2 der Tankheizung 1 eingebettet ist. Das Ansaugrohr 5 wird dabei als Anschlußleitung 3 verwendet, um die PTC-Ele- mente mit Heizstrom zu versorgen. Das Metallrohr 5 hat dabei einen so hohen elektrischen Widerstand, daß es durch den Heizstrom ausreichend erwärmt wird, um Harnstoffeis in dem Ansaugrohr 5 aufzutauen. Der spezifische Widerstand des Metallrohrs 5 beträgt bevorzugt mindestens 0,2 Ω mm2/m, insbesondere mindestens 0,6 Ω mm2/m, und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,75 Ω mm2/m. Zur Kontaktierung trägt das Anschlußrohr 5 eine Anschlußfahne 15.
Um ein rasches Auftauen von Harnstoffeis in dem Ansaug- röhr 5 und eine rasche Betriebsbereitschaft eines Harn- stoffversorgungssystems eines Abgasreinigungskatalysator zu bewirken, ist es günstig, wenn von mindestens einer der Anschlußleitungen 3, 4 eine Heizleistung von etwa 10 W bis 20 W und von den PTC-Heizelementen der Tankheizung 1 eine Heizleistung von mindestens 50 W, bevorzugt 70 W bis 150 W, freigesetzt wird.
In Figur 5 ist das innere Gehäuse 8 der im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele dargestellt. Bei dem inneren Gehäuse 8 handelt es sich um ein Metallgehäuse, das als Hohlprofil, genauer gesagt als Strangpreßprofil, aus einer federharten Aluminiumlegierung ausgebildet ist. Wie man sieht, hat das innere Gehäuse 8 zwei Durchgänge 30, in denen jeweils mindestens ein Heizelement mit einem Abschnitt eines Montagerahmens angeordnet wird. Weitere Durchgänge weist das innere Gehäuse 8 in den Auslegern 12 zur Aufnahme der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Edelstahlrohre 11 auf. Die Ausleger 12 sind über Arme 31 mit einem Zentralkörper 32 verbunden, in dem die PTC-Heizelemente angeordnet sind. Auf diese Weise wird die erzeugte Wärme großflächig in die aufzutauende Harnstofflδsung eingeleitet.
Über die rohrförmigen Ausleger 12 kann erzeugte Wärme besonders effizient abgegeben werden, da sich darin eine Konvektionsströmung bildet. Dieser Effekt kann auch ohne das Einsetzten der Edelstahlrohre 11 genutzt werden, wobei dann auch die Innenflächen der Ausleger 12 zum Schutz vor korrosion mit Kunststoff überzogen werden.
In Figur 5 sind insbesondere die Erhebungen 13 der Ausleger 12 zu Erkennen, die nach dem Einbringen der Edelstahlrohre 11 zu Pressfalten verpresst werden.
Der Zentralkörper 32 weist zwischen den Heizkanälen 30 einen zentralen Kanal 20 auf. Dieser zentrale Kanal 20 bewirkt in erster Linie, daß sich der Zentralkδrper 32 leichter Verpressen läßt um eine optimale Wärmeankopplung zwischen den PTC-Heizelementen und dem Metallgehäuse 8 zu schaffen. In dem zentralen Kanal 20 kann ebenfalls ein Edelstahlrohr angeordnet werden. Um das Verpressen nicht zu erschweren, bleibt der zentrale Kanal 20 bevorzugt jedoch frei, so daß dessen innere Oberfläche ebenfalls durch einen angespritzten KunststoffÜberzug, der das Kunststoffgehäuse 2 bildet, vor Einwirkung von Harnstofflösung geschützt wird. Bezugszeichenliste
1 Tankheizung
2 Kunststoffgehäuse 3, 4 Anschlußleitungen 5 Ansaugrohr 6 inneres Heizungsteil
7 Stützkörper
8 inneres Gehäuse 10, 101 Anschlußbleche
11 Wärmeverteilelemente 12 Ausleger
13 Erhebung
14 O-Ring
15 Anschlußfahne
20 zentrale Öffnung 21 Verbindungsleitung
30 Durchgang
31 Arme
32 Zentralkörper

Claims

Patentansprüche
1. Tankheizung, insbesondere für einen Harnstofftank einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend: ein Gehäuse (2) , in dem mindestens ein PTC-Element angeordnet ist, eine elektrische Anschlußleitung (3, 4), die an das PTC-Element angeschlossen ist, um einen Heizstrom durch das PTC-Element zu leiten, ein Ansaugrohr (5) zum Fördern von Flüssigkeit, wobei zumindest ein Abschnitt der elektrischen
Anschlußleitung (3,4) als Widerstandsheizelement ausgebildet ist, der mit dem Innenraum des Ansaugrohrs (5) in wärmeleitender Verbindung steht.
2. Tankheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Element ein PTC-Heizelement ist.
3. Tankheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Widerstandsheizelement ausgebildete Abschnitt der elektrischen
Anschlußleitung (3, 4) einen spezifischen Widerstand von mindestens 0,2 Ω mm2/m, bevorzugt mindestens 0,6 Ω mm2/m, besonders bevorzugt mindestens 0, 7 Ω mm2/m hat.
4. Tankheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Widerstandsheizelement ausgebildeter Abschnitt der Anschlußleitung (3, 4) einen Widerstandsdraht aus einer Heizleiterlegierung enthält .
5. Tankheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht einen spezifischen Widerstand von mindestens 0,2 Ω mm2/m, bevorzugt mindestens 1,0 Ω mm2/m, besonders bevorzugt mindestens 1,2 Ω mm2/m, hat.
6. Tankheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (5) als Kanal in dem Gehäuse (2) ausgeführt ist.
7. Tankheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (5) aus Metall ist und den als Widerstandsheizelement ausgebildeten Abschnitt der Anschlußleitung (3, 4) bildet.
8. Tankheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugrohr (5) aus Edelstahl, vorzugsweise aus V4A-Stahl, ist.
9. Tankheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das PTC-Element in einem inneren Heizungsteil (6) angeordnet ist, um den das Gehäuse (2) als Spritzgußteil herum gespritzt wurde.
10. Tankheizung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem inneren Heizungsteil (6) ein Metallgehäuse (8) gehört, in dem das mindestens eine PTC-Element angeordnet ist.
11. Tankheizung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) mindestens zwei Durchgänge (30) hat, in denen jeweils mindestens ein PTC-Heiz- element angeordnet ist .
12. Tankheizung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Metallgehäuse (8) an dem Ansaugrohr
(5) befestigt ist.
13. Tankheizung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) ein Strangpreßprofil ist.
14. Tankheizung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) mit mindestens einem Wärmeverteilelement (11) verbunden ist.
15. Tankheizung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) mit dem mindestens einem Wärmeverteilelement (11) verpresst ist.
16. Tankheizung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Wärmeverteilelement (11) ein Rohr, vorzugsweise ein Edelstahlröhr, ist.
17. Tankheizung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) eine Erhebung aufweist, die sich in Längsrichtung des Edelstahlrohrs (11) erstreckt und einen zu dem Edelstahlrohr (11) hin offenen Querschnitt hat .
18. Tankheizung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelstahlrohr (11) von einem O-Ring (14) umgeben ist.
19. Tankheizung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) mehrere, vorzugsweise mindestens drei, rohrfδrmige Ausleger (12) zur Ableitung der erzeugten Wärme auf- weist.
20. Heizeinsatz nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine PTC-Element in dem Zen- tralkδrper (32) angeordnet ist, von dem die Ausleger (12) ausgehen.
21. Tankheizung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (8) aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
22. Tankheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine PTC- Element von einem Montagerahmen gehalten ist.
23. Tankheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine PTC- Element plattenförmig ist .
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