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WO2017084841A1 - Verfahren zur herstellung einer heizung und einer heizeinrichtung, heizung und heizeinrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer heizung und einer heizeinrichtung, heizung und heizeinrichtung Download PDF

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WO2017084841A1
WO2017084841A1 PCT/EP2016/075788 EP2016075788W WO2017084841A1 WO 2017084841 A1 WO2017084841 A1 WO 2017084841A1 EP 2016075788 W EP2016075788 W EP 2016075788W WO 2017084841 A1 WO2017084841 A1 WO 2017084841A1
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heater
heating coil
tank
heating
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Inventor
Ruben Schreiber
Reiner Luetzeler
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H05B2214/03Heating of hydrocarbons

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a heater, in particular for a tank of a motor vehicle, having a heating coil with a
  • Rubber sheath has.
  • the invention relates to a method for producing a heating device, in particular for the tank of a motor vehicle, which has a heating with a heating coil and a rubber jacket, and a radiator, wherein the heater is applied to the radiator and both at least in
  • the invention relates to a corresponding heating and a
  • the invention relates to a tank and an exhaust aftertreatment system with such a heater.
  • Motor vehicles usually have a tank for safekeeping and storage
  • Exhaust aftertreatment agent liquid exhaust aftertreatment agent for exhaust aftertreatment is ready, it is known such tanks a
  • Assign heating device if necessary, frozen Thawing the exhaust aftertreatment agent. It is known, a heating coil in contact with a radiator, in particular aluminum body, with a
  • the method according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the heater, which has the heating coil and the rubber jacket is produced as a pre-assembly, so that the insertion of the Schuchtis with the rubber jacket or the heater is simplified to a radiator or between two radiators ,
  • the heating coil extends in particular in a plane extending between two
  • pliable rubber sheets is placed, and in a second step, the rubber sheets are heated and pressed against the heating coil so that they melt and vulcanize to form the rubber jacket.
  • heating and pressing the rubber sheets is achieved that they are liquefied and thereby enclose the heating coil completely secure.
  • vulcanization is achieved beyond that of the two previously formed separately from each other
  • Rubber foils a closed rubber sheath is made, so that the heating coil is preferably enclosed on up to the electrical contact-free contact points of cross-linked rubber.
  • Rubber film is placed on a first mold, that the heating coil is placed on the first rubber film, and that the second rubber film is placed on the heating coil and the first rubber film. This will be the Heating coil arranged in a simple manner between the two rubber sheets.
  • a second mold is placed on the second rubber sheet and pressed against the first mold, so that the rubber sheets are pressed into abutting contact with the heating coil.
  • first and / or second mold are heated during pressing in order to melt the rubber films and vulcanize, so that the combination of heating coil and rubber films described above results. This creates an easy to handle
  • Thermal conductivity of the rubber jacket is preferably increased by adding or producing the rubber films with heat-conductive fillers, such as, for example, boron nitride.
  • the inventive method with the features of claim 5 for producing a heating device is characterized in that the heating is produced by the inventive method in a preparation step. This results in the heating already mentioned advantages.
  • the heater is thus easy to handle and on or in the
  • Radiator can be arranged so that a good investment contact and thus optimum heat transfer is ensured by the heating coil through the rubber jacket in the radiator.
  • the heater according to the invention with the features of claim 7 is characterized in that the rubber coating is formed by two at least substantially melted and vulcanized, and the heating coil between them substantially receiving rubber films. This results in the already mentioned advantages.
  • the heating device according to the invention with the features of claim 7 is characterized by the inventively designed heater. It revealed the advantages already mentioned, in particular with regard to the advantageous heat transfer into the radiator.
  • the tank according to the invention with the features of claim 8 is characterized by the heating device according to the invention. This results in the already mentioned advantages.
  • the exhaust aftertreatment system according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the tank according to the invention. This results in the already mentioned advantages.
  • Figure 2A to C an advantageous method for producing a
  • Figure 3 shows an advantageous heating of the exhaust aftertreatment system in a sectional view.
  • Figure 1 shows in a simplified plan view of a motor vehicle 1, which has an internal combustion engine 2, which is connectable by an actuated clutch 3 with a plurality of selectable gear ratio transmission 4, wherein the transmission 4 is connected on the output side with drive wheels 5 of the motor vehicle 1.
  • an exhaust tract 6 which has an exhaust pipe 7 through which exhaust gases generated by the internal combustion engine 2 are performed.
  • a catalyst 8 and a metering valve 9 are arranged, wherein the metering valve 9 is arranged upstream of the catalyst 8 to the exhaust pipe 7.
  • the metering valve 9 and the catalyst 8 belong to one
  • Exhaust after-treatment system 10 of the motor vehicle which also has a tank 11 for storing and providing a liquid
  • Exhaust aftertreatment agent comprises.
  • the tank 11 is through a
  • Conveyor 12 is connected to the metering valve 12, which supplies the liquid exhaust aftertreatment agent from the tank 11 to the metering valve 9, if necessary. So even at ambient temperatures below the
  • the tank 11 is also associated with a heater 13.
  • FIGS. 2A to 2C show in several steps an advantageous method for producing the heating device 13.
  • FIG. 2A shows an arrangement of two rubber films 14, 15, between which a heating coil 16 is arranged.
  • the heating coil 16 runs
  • the pressing tool 18 has a first mold 19, with a recess 20, in which first the rubber film 15, then the heating coil 17 and then the rubber film 14 are inserted successively. Subsequently, a second pressing tool 21, which has a suitable insertable into the recess 20 projection 22, on the
  • the two pressing tools 19 and 21 are heated and pressed against each other, as shown by arrows in Figure 2C.
  • the pressing tools 19, 21 are heated in such a way that the rubber foils 14, 15 melt and occupy a liquid state, whereby the heating coil 16 is fully enclosed by the material of the rubber films 14, 15, so that a compact heater 23 results, which can be handled as a pre-assembly unit.
  • FIG. 3 shows the heating device 13, which has the advantageous heater 23.
  • the heater 23 with a side surface to a radiator 25, which is presently designed as aluminum body, created.
  • Radiator 25 and heater 23 are also encased by a plastic extrusion coating 26, which includes the radiator 25 and the heater 23. Only the
  • Connection contacts 17 are led out of the plastic extrusion coating 26 in order to be able to electrically contact the heating coil 16 from the outside.
  • Heating device 13 is then arranged on the tank 11, in particular on the inside.
  • the plastic of the plastic extrusion coating 26 is advantageously chosen such that it is resistant to the exhaust gas aftertreatment agent.
  • Unevenness of radiator and / or heating can be easily compensated or compensated. Due to the advantageous production of the heater 23 is also achieved that the heater 23 is easy to handle and in the manufacture of the heater 13 is usable.
  • an advantageous crosslinking of rubber material and heating coil 16 is also achieved, which ensures a good heat transfer from the heating coil 16 in the rubber material.
  • the heating coil 16 is finally positively enclosed by the material of the vulcanized rubber films 14, 15.

Landscapes

  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Heizung (23), insbesondere für einen Tank (11) eines Kraftfahrzeugs (1), die einen Heizwendel (16) mit einer Gummiummantelung (24) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass in einem ersten Schritt der Heizwendel (16) insbesondere in einer Ebene verlaufend zwischen zwei Gummifolien (14, 15) angeordnet wird, und dass in einem zweiten Schritt die Gummifolien (14, 15) an dem Heizwendel (16) erhitzt und verpresst werden, sodass sie schmelzen und vulkanisieren, um die Gummiummantelung (24) zu bilden.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zur Herstellung einer Heizung und einer Heizeinrichtung, Heizung und Heizeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Heizung, insbesondere für einen Tank eines Kraftfahrzeugs, die einen Heizwendel mit einer
Gummiummantelung aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Heizeinrichtung, insbesondere für den Tank eines Kraftfahrzeugs, die eine Heizung mit einem Heizwendel und einer Gummiummantelung aufweist, und einen Heizkörper, wobei die Heizung an den Heizkörper anliegt und beide zumindest im
Wesentlichen durch eine Kunststoffumspritzung ummantelt werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Heizung sowie eine
Heizeinrichtung, wie sie obenstehend beschrieben wurden. Außerdem betrifft die Erfindung einen Tank und ein Abgasnachbehandlungssystem mit einer derartigen Heizeinrichtung.
Stand der Technik
Moderne Abgasnachbehandlungssysteme für Brennkraftmaschinen von
Kraftfahrzeugen weisen in der Regel einen Tank zur Aufbewahrung und
Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, auf. Um zu gewährleisten, dass auch bei niedrigen Außentemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes des
Abgasnachbehandlungsmittels flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel zur Abgasnachbehandlung bereitsteht, ist es bekannt, derartigen Tanks eine
Heizeinrichtung zuzuordnen, die bei Bedarf gefrorenes Abgasnachbehandlungsmittel auftaut. Dabei ist es bekannt, einen Heizwendel in Kontakt zu einem Heizkörper, insbesondere Aluminiumkörper, mit einem
Kunststoff zu umspritzen, der bezüglich des Abgasnachbehandlungsmittels resistent ist. Für die Wärmeübertragung von dem Heizwendel auf den Heizkörper ist ein direkter Kontakt ohne Luftspalt wünschenswert und für eine gute Effizienz der Heizeinrichtung erforderlich. Um diesen Kontakt zu gewährleisten, ist es bekannt, zwischen Heizkörper und Heizwendel eine wärmeleitende
Gummiummantelung einzusetzen, die Unebenheiten und potentiell auftretende Luftspalte kompensiert.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Heizung, die den Heizwendel und die Gummiummantelung aufweist, als Vormontageeinheit hergestellt wird, sodass das Einsetzen des Heizwendeis mit der Gummiummantelung beziehungsweise der Heizung an einen Heizkörper oder zwischen zwei Heizkörper vereinfacht wird.
Erfindungsgemäß ist es hierzu vorgesehen, dass in einem ersten Schritt der Heizwendel insbesondere in einer Ebene verlaufend zwischen zwei
insbesondere biegeschlaffen Gummifolien angeordnet wird, und dass in einem zweiten Schritt die Gummifolien an dem Heizwendel erhitzt und verpresst werden, so dass sie schmelzen und vulkanisieren, um die Gummiummantelung zu bilden. Durch das Vulkanisieren, Erhitzen und Verpressen der Gummifolien wird erreicht, dass diese verflüssigt werden und dadurch den Heizwendel vollumfänglich sicher umschließen. Durch das Vulkanisieren wird darüber hinaus erreicht, dass aus den zwei zuvor getrennt voneinander ausgebildeten
Gummifolien eine geschlossene Gummiummantelung hergestellt wird, sodass der Heizwendel bevorzugt bis auf zur elektrischen Kontaktierung freigehaltene Kontaktstellen von vernetztem Gummi umschlossen ist.
Bevorzugt ist hierzu vorgesehen, dass in dem ersten Schritt eine erste
Gummifolie auf eine erste Pressform aufgelegt wird, dass der Heizwendel auf die erste Gummifolie aufgelegt wird, und dass die zweite Gummifolie auf den Heizwendel und die erste Gummifolie aufgelegt wird. Dadurch wird der Heizwendel auf einfache Art und Weise zwischen den beiden Gummifolien angeordnet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem zweiten Schritt eine zweite Pressform auf die zweite Gummifolie aufgelegt und gegen die erste Pressform gepresst wird, sodass die Gummifolien in Anlagekontakt mit dem Heizwendel gepresst werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste und/oder zweite Pressform beim Pressen erhitzt werden, um die Gummifolien aufzuschmelzen und zu vulkanisieren, sodass sich die zuvor beschriebene Vereinigung von Heizwendel und Gummifolien ergibt. Es entsteht hierdurch eine einfach handhabbare
Heizung, die eine vorteilhafte Gummiummantelung aufweist. Die
Wärmeleitfähigkeit der Gummiummantelung wird bevorzugt dadurch erhöht, dass die Gummifolien mit wärmeleitenden Füllstoffen versetzt oder hergestellt werden, wie beispielsweise Bornitrid.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 zum Herstellen einer Heizungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizung durch das erfindungsgemäße Verfahren in einem Vorbereitungsschritt hergestellt wird. Es ergeben sich dabei für die Heizung die bereits genannten Vorteile. Die Heizung ist somit einfach handhabbar und an oder in dem
Heizkörper anordenbar, sodass ein guter Anlagekontakt und damit eine optimale Wärmeübertragung von dem Heizwendel durch die Gummiummantelung in den Heizkörper gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Heizung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich dadurch aus, dass die Gummiummantelung durch zwei zumindest im Wesentlichen aufgeschmolzene und vulkanisierte, und den Heizwendel zwischen sich im Wesentlichen aufnehmende Gummifolien gebildet ist. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich durch die erfindungsgemäß ausgebildete Heizung aus. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile, insbesondere in Bezug auf die vorteilhafte Wärmeübertragung in den Heizkörper.
Der erfindungsgemäße Tank mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Heizeinrichtung aus. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch den erfindungsgemäßen Tank aus. Es ergeben sich hierbei die bereits genannten Vorteile.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung,
Figur 2A bis C ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer
Heizeinrichtung des Abgasnachbehandlungssystems und
Figur 3 eine vorteilhafte Heizung des Abgasnachbehandlungssystems in einer Schnittdarstellung.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1, das als Antriebsvorrichtung eine Brennkraftmaschine 2 aufweist, die durch eine betätigbare Kupplung 3 mit einem mehrere wählbare Übersetzungsstufen aufweisenden Getriebe 4 verbindbar ist, wobei das Getriebe 4 abtriebsseitig mit Antriebsrädern 5 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden ist.
Von der Brennkraftmaschine 2 geht eine Abgastrakt 6 aus, der ein Abgasrohr 7 aufweist, durch welches von der Brennkraftmaschine 2 erzeugte Abgase geführt werden. In dem Abgastrakt 6 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Katalysator 8 sowie ein Dosierventil 9 angeordnet, wobei das Dosierventil 9 stromaufwärts des Katalysators 8 an dem Abgasrohr 7 angeordnet ist. Das Dosierventil 9 und der Katalysator 8 gehören zu einem
Abgasnachbehandlungssystem 10 des Kraftfahrzeugs, das außerdem einen Tank 11 zur Aufbewahrung und Bereitstellung eines flüssigen
Abgasnachbehandlungsmittels umfasst. Der Tank 11 ist durch eine
Fördereinrichtung 12 mit dem Dosierventil 12 verbunden, welche bei Bedarf das flüssige Abgasnachbehandlungsmittel aus dem Tank 11 dem Dosierventil 9 zuführt. Damit auch bei Umgebungstemperaturen, die unterhalb des
Gefrierpunktes des Abgasnachbehandlungsmittels liegen, flüssiges
Abgasnachbehandlungsmittel förderbar ist, ist dem Tank 11 außerdem eine Heizeinrichtung 13 zugeordnet.
Figuren 2A bis 2C zeigen in mehreren Schritten ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Heizeinrichtung 13.
Figur 2A zeigt dazu eine Anordnung aus zwei Gummifolien 14, 15, zwischen denen ein Heizwendel 16 angeordnet ist. Das Heizwendel 16 verläuft
wellenförmig in einer Ebene, sodass die Gummifolien 14, 15 parallel zueinander aufeinander und auf dem dazwischen liegenden Heizwendel 16 aufliegen.
Lediglich Anschlusskontakte 17 des Heizwendeis 16 sind aus den Folien 14, 15 herausgeführt.
Diese Anordnung wird in einem Presswerkzeug 18, wie es beispielhaft in Figur 2B gezeigt ist, bereitgestellt. Das Presswerkzeug 18 weist eine erste Pressform 19 auf, mit einer Aussparung 20, in welche zunächst die Gummifolie 15, dann der Heizwendel 17 und anschließend die Gummifolie 14 nacheinander eingelegt werden. Anschließend wird ein zweites Presswerkzeug 21, das einen in die Aussparung 20 passend einsetzbaren Vorsprung 22 aufweist, auf das
Presswerkzeug 19 aufgesetzt, sodass der Vorsprung 22 in die Aussparung 20 eingeführt ist.
Anschließend werden die beiden Presswerkzeuge 19 und 21 erhitzt und gegeneinander verpresst, wie durch Pfeile in Figur 2C gezeigt. Dabei werden die Presswerkzeuge 19, 21 derart erhitzt, dass die Gummifolien 14, 15 schmelzen und einen flüssigen Zustand einnehmen, wodurch der Heizwendel 16 von dem Material der Gummifolien 14, 15 vollumfänglich umschlossen wird, sodass sich eine kompakte Heizung 23 ergibt, die als Vormontageeinheit handhabbar ist.
Nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird das Heizen beendet und die
Presswerkzeuge 21 und 19 werden voneinander weg bewegt, um die Heizung 23 auslösen zu können. Die erkaltete Gummimasse bildet dann eine vorteilhafte Gummiummantelung 24 für den Heizwendel 16, wie beispielsweise in Figur 3 gezeigt. Figur 3 zeigt die Heizeinrichtung 13, die die vorteilhafte Heizung 23 aufweist. Dabei ist die Heizung 23 mit einer Seitenfläche an einen Heizkörper 25, der vorliegend als Aluminiumkörper ausgebildet ist, angelegt. Heizkörper 25 und Heizung 23 sind außerdem durch eine Kunststoffumspritzung 26 ummantelt, welche den Heizkörper 25 und die Heizung 23 umfasst. Lediglich die
Anschlusskontakte 17 sind aus der Kunststoffumspritzung 26 herausgeführt, um den Heizwendel 16 von außen elektrisch kontaktieren zu können. Die
Heizeinrichtung 13 wird anschließend an dem Tank 11, insbesondere innenseitig angeordnet. Der Kunststoff der Kunststoffumspritzung 26 ist vorteilhafterweise derart gewählt, dass er resistent gegenüber dem Abgasnachbehandlungsmittel ist.
Durch die vorteilhafte Ausbildung der Heizung 23 und der Heizeinrichtung 13 wird ein wirkungsvoller Wärmeübergang von der Heizung in den Heizkörper 25 gewährleistet. Das Gummimaterial sorgt dafür, dass Luftspalte und
Unebenheiten von Heizkörper und/oder Heizung auf einfache Art und Weise kompensiert beziehungsweise ausgeglichen werden. Durch die vorteilhafte Herstellung der Heizung 23 wird außerdem erreicht, dass die Heizung 23 einfach handhabbar und bei der Herstellung der Heizeinrichtung 13 verwendbar ist. Durch das Vulkanisieren der Gummifolien 14, 15 beim Erhitzen wird außerdem eine vorteilhafte Vernetzung von Gummimaterial und Heizwendel 16 erreicht, die einen guten Wärmeübergang von dem Heizwendel 16 in das Gummimaterial gewährleistet. Der Heizwendel 16 ist letztendlich formschlüssig von dem Material der vulkanisierten Gummifolien 14, 15 umschlossen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Heizung (23), insbesondere für einen Tank (11) eines Kraftfahrzeugs (1), die einen Heizwendel (16) mit einer Gummiummantelung (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der Heizwendel (16) insbesondere in einer Ebene verlaufend zwischen zwei Gummifolien (14,15) angeordnet wird, und dass in einem zweiten Schritt die Gummifolien (14,15) an dem Heizwendel (16) erhitzt und verpresst werden, sodass sie schmelzen und vulkanisieren, um die Gummiummantelung (24) zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt eine erste Gummifolie (15) auf ein erstes Presswerkzeug (19) gelegt wird, dass der Heizwendel (16) anschließend auf die erste Gummifolie (15) aufgelegt wird, und dass anschließend die zweite Gummifolie (14) auf den Heizwendel (16) und die erste Gummifolie (15) aufgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Schritt ein zweites Presswerkzeug auf die zweite Gummifolie (14) aufgelegt und gegen das erste Presswerkzeug (19) gepresst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Presswerkzeug (19,21) beim Pressen erhitzt wird.
5. Verfahren zum Herstellen einer Heizeinrichtung (13), insbesondere für einen Tank (11) eines Kraftfahrzeugs (1), die eine Heizung (23) aus einem Heizwendel (16) mit einer Gummiummantelung (24) aufweist, und einen Heizkörper (25), wobei die Heizung (23) und der Heizkörper (25) aneinander liegend zumindest im Wesentlichen durch eine Kunststoffumspritzung (26) ummantelt werden, gekennzeichnet durch die Herstellung der Heizung (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Heizung (23), insbesondere für einen Tank (11) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einem Heizwendel (16), der eine Gummiummantelung (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummiummantelung (24) durch zwei geschmolzene und vulkanisierte und den Heizwendel (16) zwischen sich im Wesentlichen aufnehmende Gummifolien (14,15) gebildet ist.
7. Heizungseinrichtung (13), insbesondere für einen Tank (11) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einer Heizung (23) und mit einem Heizkörper (25), wobei Heizung (23) und Heizkörper (25) aneinander anliegen und zumindest im Wesentlichen durch eine Kunststoffumspritzung (26) ummantelt sind.
8. Tank (11) zum Aufnehmen und Bereitstellen einer Flüssigkeit, insbesondere eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, gekennzeichnet durch eine Heizungseinrichtung (13) nach Anspruch 7.
9. Abgasnachbehandlungssystem (10) für ein Kraftfahrzeug (1),
gekennzeichnet durch einen Tank (11) nach Anspruch 8.
PCT/EP2016/075788 2015-11-19 2016-10-26 Verfahren zur herstellung einer heizung und einer heizeinrichtung, heizung und heizeinrichtung Ceased WO2017084841A1 (de)

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