[0001] Eine Behälterheizung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen
ist aus der
DE 10 2011 011 367 B4 bekannt.
[0002] Behälterheizungen, insbesondere Tankheizungen, zum Erwärmen von Flüssigkeiten in
Kraftfahrzeugen, beispielsweise von Wasser oder anderen Flüssigkeiten, haben in der
Regel ein Metallgehäuse, in dem ein PTC-Heizer mit einem PTC-Heizwiderstand und einem
Kontaktelement angeordnet ist, da Metallgehäuse von dem PTC-Heizer erzeugte Wärme
gut an eine zu erwärmende Flüssigkeit abgeben können.
[0003] Das Metallgehäuse der aus
DE 10 2011 011 367 B4 bekannten Tankheizung ist durch Pulverbeschichtung mit einem Kunststoffmantel versehen.
Diese Tankheizung wird in eine Öffnung eines Tanks eingesetzt und dann mit den umgebenden
Rändern einer Kunststoffwand des Tanks verschweißt. Wegen der geringen Stärke eines
solchen Kunststoffmantels ist eine zuverlässige Verschweißung mit einer Tankwand problematisch
und allenfalls mit sehr großem Aufwand zu realisieren. Kunstoffmäntel in größerer
Stärke, die sich leichter mit einer Tankwand verschweißen lassen, können durch Umspritzen
des Metallgehäuses hergestellt werden. Allerdings verschlechtert sich mit zunehmender
Stärke des Kunststoffmantels die thermische Ankopplung des PTC-Heizers an die im Tank
enthaltene Flüssigkeit.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie bei einer Behälterheizung
eine gute Wärmeankopplung des PTC-Heizers an eine in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit
mit einer einfachen Montage der Behälterheizung in dem Tank kombiniert werden kann.
[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Behälterheizung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
[0006] Eine erfindungsgemäße Behälterheizung hat ein Gehäuseteil aus Metall, beispielsweise
eine Trägerplatte, einen PTC-Heizer, der an dem Gehäuseteil befestigt ist, und eine
Ringwand aus Kunststoff, die den PTC-Heizer umgibt. Der Umfang der Ringwand kann dabei
beliebig geometrische Formen haben. Auf diese Weise kann über das metallische Gehäuseteil
eine hervorragende thermische Ankopplung an zu erwärmende Flüssigkeit mit einer einfachen
Montage in einem Tank kombiniert werden. Indem nämlich die Behälterheizung in eine
Öffnung eines Tanks eingesetzt wird, kann der Rand einer Tankwand mit der Ringwand
der Behälterheizung problemlos dicht verbunden, insbesondere verschweißt werden. Vorteilhaft
wird die thermische Ankopplung des metallischen Gehäuseteils in dem Tank an den Tankinhalt
durch die Ringwand nicht beeinträchtigt.
[0007] Die Ringwand kann beispielsweise als Spritzgussteil separat hergestellt und an dem
Gehäuseteil beispielsweise mittels Nieten befestigt werden. Andere Befestigungselemente
wie Bolzen oder Laschen sind ebenso denkbar. Die Ringwand kann an einer Seite, bevorzugt
ihrer Stirnseite flüssigkeitsdicht mit dem metallischen Gehäuseteil verbunden werden,
beispielsweise indem eine Dichtung zwischen dem Gehäuseteil und der Ringwand sitzt.
[0008] Eine erfindungsgemäße Behälterheizung kann z. B. als Durchlauferhitzer zum Beheizen
einer Leitung, als Tankheizung oder Batteriebehälterheizung ausgebildet sein.
[0009] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur Verbesserung der
Wärmeankopplung an dem Gehäuseteil ein Federelement befestigt wird, das eine Federkraft
erzeugt, die den PTC-Heizer gegen eine Wärmeübertragungsfläche des Gehäuseteils drückt.
Das Federelement ist bevorzugt aus einer Legierung auf Basis von Aluminium, beispielsweise
einer federharten Legierung wie AlMgSi. Aluminiumlegierungen haben einen guten Wärmeleitwert,
so dass von dem PTC-Heizer erzeugte Wärme dann vorteilhaft auch über das Federelement
abgeführt werden kann. Das Federelement kann beispielsweise als Blechteil oder als
Strangpressteil hergestellt sein.
[0010] Bevorzugt 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. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Federelement durch
Verstemmen an dem Gehäuseteil befestigt wird, beispielsweise mittels Befestigungsvorrichtungen
wie Nieten oder Laschen. 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. Denkbar
ist es weiterhin, Federelement und Gehäuseteil mit Befestigungsvorrichtungen mittels
eines zusätzlichen Befestigungsteiles wie Speednuts oder Muttern zu verspannen.
[0011] Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Federelement und Gehäuseteil noch verpresst
sind. Dadurch kann der Anpressdruck noch weiter erhöht und so die Wärmeübertragung
noch verbessert werden.
[0012] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Befestigungsvorrichtungen
wie Niete einstückig mit dem Gehäuseteil ausgebildet sind, was eine einfache Fertigung
ermöglicht. Ein Gehäuseteil mit integrierten Stiften oder Vorsprüngen, die als Niete
verwendet werden können, kann beispielsweise durch Fließpressen hergestellt werden.
Derartige Niete können durch Öffnungen des Federelements gesteckt und dann verstemmt
werden, so dass dann das Federelement mit dem Gehäuseteil vernietet ist. Bevorzugt
ist das Federelement unter Spannung vernietet.
[0013] Das Gehäuseteil einer erfindungsgemäßen Behälterheizung kann beispielsweise als eine
Platte ausgebildet sein, die den PTC-Heizer trägt. Eine solche Platte kann kostengünstig
durch Fließpressen hergestellt und dabei mit stiftförmigen Vorsprüngen versehen werden,
die dann als Niete zum Befestigen des Federelements oder anderer Komponenten verwendet
werden können. Fließpressen ermöglicht es auch an dem Gehäuseteil Laschen, Wärmeabgabeelemente
oder ähnliches auszubilden. Möglich ist aber auch, das Gehäuseteil als Blechteil oder
Druckgussteil herzustellen. Insbesondere bei einem Druckgussteil kann dafür die Auflagefläche
für den PTC-Heizer vorher eben gepresst sein. Befestigungsansätze wie Nietbolzen können
auch nachträglich am Gehäuseteil angebracht sein. Unabhängig von der Form und Herstellung
des Gehäuseteils kann an ihm ein zusätzliches Wärmeabgabeelement befestigt sein, beispielsweise
durch einstückig mit dem Gehäuseteil ausgebildeten Nieten oder durch Verlöten. Vorteilhaft
kann sowohl das Gehäuseteil als auch das Wärmeabgabeelement fast jede beliebige Form
aufweisen. Dadurch ist die Behälterheizung flexibel an Geometrie und Kundenwunsch
anpassbar. Denkbar sind hierbei auch Varianten, bei denen das Gehäuseteil eine aufstehende
Wand als Schwappwand ausgebildet hat oder eine rundum aufstehende Wand aufweist, sodass
ein Teilvolumen im Behälter abgegrenzt werden kann.
[0014] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ringwand
aus Polyethylen oder einem mit Polyethylen verschweißbaren Kunststoff hergestellt
ist, so dass die Ringwand mit einer Behälterwand aus Polyethylen oder einem ähnlichen
Kunststoff verschweißt werden kann.
[0015] Die Ringwand kann vorteilhaft durch Verstemmen an dem metallischen Gehäuseteil befestigt
werden, beispielsweise indem als Nieten oder Laschen ausgebildete Vorsprünge des Gehäuseteils
durch entsprechende Öffnungen der Ringwand hindurchgreifen.
[0016] Je nach Gehäuseteilausführung kann die Ringwand alternativ beispielsweise auch durch
Verschrauben, Verclipsen, oder Verbiegen der Vorsprünge am Gehäuseteil befestigt werden.
[0017] Besonders vorteilhaft ist es dafür, wenn die Ringwand einen an der Trägerplatte anliegenden
Flanschabschnitt aufweist, der entsprechend Öffnungen für das Vernieten aufweist.
Je nach Gehäuseteilausführung kann die Ringwand alternativ beispielsweise auch durch
Verschrauben, Verclipsen, oder Verbiegen der Vorsprünge am Gehäuseteil befestigt werden.
[0018] Der Flanschabschnitt kann eine Abdeckung tragen, die einen den PTC-Heizer enthaltenden
Innenraum verschließt. Bevorzugt greifen dabei die Befestigungsansätze am Gehäuseteil
auch durch entsprechende Öffnungen der Abdeckung hindurch. Denkbar ist es aber ebenso,
dass zusätzliche eigene Befestigungsansätze an der Ringscheibe durch Öffnungen an
der Abdeckung greifen und oberhalb der Ringscheibe festgelegt, insbesondere heißverstemmt
sind. Vorteilhaft kann die Abdeckung einen Steckverbinder zum Anschließen des PTC-Heizers
und/oder weiterer elektrischer Komponenten wie z.B. Sensoren tragen. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die Abdeckung einstückig mit einem Steckverbindergehäuse ausgebildet
ist.
[0019] Um die Abdeckung vor einer Beschädigung beim Vernieten zu schützen, kann die Abdeckung
auf ihrer von dem Gehäuseteil abgewandten Seite eine Ringscheibe aus Metall tragen,
die Öffnungen für die Befestigungsteile wie Niete aufweist. Alternativ können die
Befestigungsteile auch von einzelnen Unterlegscheiben umgeben sein.
[0020] Die Ringwand kann aber auch einstückig mit einer solchen Abdeckung ausgebildet sein.
Beispielsweise kann die Ringwand eine Kuppel bilden. Wenn die Abdeckung einstückig
mit der Ringwand ausgebildet ist oder keine Abdeckung vorhanden ist, also das Gehäuse
ein offenes Gehäuse ist, kann die Ringwand auf ihrer von dem Gehäuseteil abgewandten
Seite eine Ringscheibe aus Metall tragen, die Öffnungen für Niete aufweist. Die Ringscheibe
schützt dann die Ringwand vor Beschädigung beim Vernieten.
[0021] Bevorzugt sind die Niete zur Befestigung der Ringwand zumindest teilweise rotationssymmetrisch,
insbesondere kreisförmig mit gleichem Abstand zu ihrem jeweiligen Nachbarn angeordnet.
Diese Ausführung bietet eine große Variabilität für die Anordnung von Ringwand und
Abdeckung So ist es dadurch möglich, sowohl die Ringwand, wichtiger aber noch die
Abdeckung gerastert im Nietabstandsmaß variabel in jeder Orientierung innerhalb der
vollen 360° anordnen zu können. Dadurch kann beispielsweise ein abgewinkeltes Steckergehäuse
je nach Kundenwusch ausgerichtet werden ohne konstruktive Änderung.
[0022] Zum elektrischen Verbinden des PTC-Heizers mit den Steckverbinderanschlüssen sind
bevorzugt frei verdrahtete Leitungen vom PTC-Heizer zu den Anschlüssen vorgesehen.
Dadurch kann vorteilhaft der Steckverbinderanschluss je nach Kundenwunsch ausgeführt
werden, ohne dass bauliche Veränderungen am PTC-Heizer vorgenommen werden müssen.
Die Behälterheizung kann einen einzigen oder mehrere PTC-Heizer enthalten.
[0023] Eine weitere Flexibilität ergibt sich, wenn in einer vorteilhaften Weiterentwicklung
die Abdeckung und das Steckverbindergehäuse zweiteilig ausgeführt sind und über Einpressen,
Verschweißen oder Einrasten miteinander verbunden sind. Dabei kann zwischen der Abdeckung
und dem Steckverbindergehäuse ein Dichtelement angeordnet sein.
[0024] Zwischen der Ringwand und dem metallischen Gehäuseteil kann ein Dichtring angeordnet
sein. Vorteilhaft kann so ein Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum der Behälterheizung
verhindert werden. Ein Dichtring kann auch zwischen der Ringwand und der Abdeckung
angeordnet sein. Bevorzugt sind beide Dichtungen gleich ausgeführt.
[0025] Das Gehäuseteil sowie ein eventuell an ihm befestigtes metallisches Wärmeabgabeelement
sind bevorzugt aus einer Legierung auf Basis von Aluminium und können mit einer Kunststoffschicht
vor Kontakt mit einer zu beheizenden Flüssigkeit geschützt sein, beispielsweise durch
eine Pulverbeschichtung oder eine durch Elektrophorese erzeugte Beschichtung. Falls
an dem Gehäuseteil ein metallisches Wärmeabgabeelement befestigt ist, überzieht die
Kunststoffschicht sowohl das Gehäuseteil als auch das Wärmeabgabeelement.
[0026] Alternativ oder zusätzlich können das Gehäuseteil sowie ein eventuell an ihm angebrachtes
Wärmeabgabeelement aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung auch mit einer
Eloxalschicht überzogen sein. Eine Eloxalschicht kann vorteilhaft auch dazu genutzt
werden, um das Gehäuseteil elektrisch von dem PTC-Heizer zu isolieren. Falls das Gehäuseteil
(auch) mit einer Kunststoffschicht überzogen ist, weist diese bevorzugt eine Aussparung
auf, in der der PTC-Heizer sitzt, damit die Wärmeankopplung des PTC-Heizers an das
metallische Gehäuseteil möglichst wenig beeinträchtigt ist.
[0027] Weiterhin kann das Gehäuseteil und gegebenenfalls das Wärmeabgabeelement teilweise
oder vollständig mit einer Lackschicht überzogen sein.
[0028] Im Gegensatz zu bekannten kunststoffumspritzten Behälterheizungen, für die für jede
Variante eine eigenes Spritzgusswerkzeug hergestellt werden muss, lassen sich so sowohl
in der einteiligen als auch in der mehrteiligen Ausführung sehr variabel Behälterbeheizungen
ohne großen Änderungsaufwand nach Kundenwunsch realisieren durch
∘ freie Wahl der Geometrie des Gehäuseteiles
∘ freie Wahl der Positionierung des Heizers auf dem Gehäuseteil
∘ freie Wahl beim Positionieren eines Gehäuseteiles auf einem weiteren Wärmeübertragungselement
∘ freie Wahl der Orientierung der Abdeckung (360° gerastert)
∘ freie Wahl des Steckers in Gestalt und Position durch flexible Anschlussleitungen
∘ freie Wahl der Beschichtung des Gehäuseteiles und damit verbundenem Wärmeübertragungselement
[0029] Eine erfindungsgemäße Behälterheizung kann ein Gehäuse haben, das den PTC-Heizer
in einem Innenraum einschließt. Wenn die Behälterheizung in eine Öffnung einer Tankwand
eingesetzt wird, genügen die Ringwand und das metallische Gehäuseteil, um den PTC-Heizer
vor dem Tankinhalt zu schützen. Ein geschlossenes Gehäuse, das den PTC-Heizer allseitig
umgibt ist dann nicht zwingend erforderlich. Mit anderen Worten kann also der PTC-Heizer
auf seiner von dem metallischen Gehäuseteil abgewandten Seite frei zugänglich, das
Gehäuse also auf dieser Seite offen sein.
[0030] Um die Wärmeabgabe vom Gehäuseteil an eine Flüssigkeit noch zu verbessern, kann es
vorteilhaft sein, dass das Gehäuseteil weiterhin mit einem Kapillargewebe in Kontakt
ist. Die Anordnung eines Kapillargewebes z.B. als Matte, Vlies oder Schwamm hat den
Vorteil, dass durch die darin gebundene Flüssigkeit unabhängig vom Auftaugrad immer
eine gewisse Menge an Flüssigkeit Wärmekontakt mit dem Gehäuseteil und damit mit dem
PTC-Heizer hat, und die aufgenommene Wärme bei Schwappbewegungen an die übrige Flüssigkeit
weitergegeben werden kann. Besonders bevorzugt hat das Kapillargewebe gleichzeitig
eine Filterfunktion. So kann die Flüssigkeit z. B. durch das Filtermaterial gefiltert
werden, bevor sie durch einen Auslass des Tanks abgesaugt wird.
[0031] Das Kapillargewebe kann dabei durch weitere Befestigungsvorrichtungen wie Niete am
Gehäuseteil angebracht werden. Ebenso können weitere Komponenten durch Befestigungsvorrichtungen
am Gehäuseteil angebracht werden. Dabei können die Komponenten beispielweise weitere
gleich- oder auch andersartige Heizelemente, Fluid- oder elektrische Leitungen oder
Kanäle oder Sensoren sein.
[0032] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende
Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Behälterheizung;
- Fig. 2
- eine Schnittansicht eines Tanks mit der Behälterheizung;
- Fig. 3
- eine Schnittansicht der Behälterheizung;
- Fig. 4
- ein Ausführungsbeispiel des metallischen Gehäuseteils;
- Fig. 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel des metallischen Gehäuseteils;
- Fig. 6
- das metallische Gehäuseteil mit PTC-Heizer und Federelement; und
- Fig. 7
- das metallische Gehäuseteil mit PTC-Heizer.
[0033] In Fig. 1 ist schematisch eine Behälterheizung, genauer gesagt eine Tankheizung dargestellt.
Die Behälterheizung hat ein metallisches Gehäuseteil 1 in Form einer Trägerplatte,
an der eine Ringwand 2 aus Kunststoff befestigt ist. An der Ringwand 2 ist eine Abdeckung
3 befestigt, die ein Gehäuse 4 eines elektrischen Steckverbinders zum Anschließen
der Behälterheizung an eine Stromquelle trägt. Das Steckverbindergehäuse 4 kann einstückig
mit der Abdeckung 3 ausgebildet sein.
[0034] Figur 2 zeigt eine Schnittansicht der in Figur 1 dargestellten Behälterheizung zusammen
mit einem Flüssigkeitstank 5, in den sie eingebaut ist. In dem Tank ist schematisch
ein Flüssigkeitspegel 6 eingezeichnet. Ein Vergleich der Figuren 1 und 2 zeigt dabei,
dass die Behälterheizung in Figur 1 mit Blick von unten dargestellt ist.
[0035] Prinzipiell ist die Anordnung der Behälterheizung an allen Stellen der Behälterwand
und in allen Einbaulagen denkbar.
[0036] Das metallische Gehäuseteil 1, die Ringwand 2 und die Abdeckung 3 umschließen gemeinsam
einen abgedichteten Innenraum 30, in dem ein PTC-Heizer 7 angeordnet ist. Die Behälterheizung
ist in eine Öffnung des Flüssigkeitstanks 5 eingesetzt und verschließt diese. Dazu
kann die Ringwand 2 mit der Wand des Tanks 5 verschweißt sein. Eine entsprechende
Schweißnaht 24 ist in Figur 2 angedeutet. Da Wände von Flüssigkeitstanks, insbesondere
von Wassertanks, oft aus Kunststoff sind, ist es günstig, wenn die Ringwand 2 ebenfalls
aus Kunststoff ist, beispielsweise aus Polyethylen oder einem mit Polyethylen verschweißbaren
Kunststoff. Derartige Kunststoffe können vorteilhaft für Wassertanks in Kraftfahrzeugen
verwendet werden kann.
[0037] Die von dem PTC-Heizer 7 erzeugte Wärme wird über das Gehäuseteil 1 an die Flüssigkeit
6 in dem Tank 5 abgegeben. Um die Wärmeabgabefläche zu vergrößern, kann es vorteilhaft
sein, wenn sich das als Trägerplatte ausgebildete Gehäuseteil 1 seitlich über die
Ringwand 2 hinaus erstreckt. Zwischen einer Wand des Tanks 5 und einem über die Ringwand
2 hinausragenden Abschnitt des Gehäuseteils 1 kann Kapillargewebe 8 oder Filtermaterial,
angeordnet sein. Die Anordnung eines Kapillargewebes z.B. als Matte, Vlies oder Schwamm
hat den Vorteil, dass durch die darin gebundene Flüssigkeit unabhängig vom Auftaugrad
immer eine gewisse Menge an Fluid Wärmekontakt mit dem Gehäuseteil 1 und damit mit
dem PTC-Heizer 7 hat, und die aufgenommene Wärme bei Schwappbewegungen an die übrige
Flüssigkeit weitergegeben werden kann. Besonders bevorzugt hat das Kapillargewebe
8 gleichzeitig eine Filterfunktion. So kann die Flüssigkeit 6 z. B. durch das Kapillargewebe
8 gefiltert werden, bevor sie aus einem Auslass 9 des Tanks ausströmt.
[0038] Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen dem metallischen Gehäuseteil 1 und der Ringwand
2 kann zwischen dem metallischen Gehäuseteil 1 und der Ringwand 2 ein Dichtring 10
angeordnet sein, beispielsweise ein O-Ring. Zur Aufnahme des Dichtrings 10 kann in
der Ringwand 2 und/oder dem metallischen Gehäuseteil 1 eine passende Ringnut vorgesehen
sein, in welcher der Dichtring 10 sitzt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist
zudem zwischen der Abdeckung 3 und der Ringwand 2 ein Dichtring 11 angeordnet, beispielsweise
eine Flachdichtung. Durch sie ist der Innenraum 30 und somit der PTC-Heizer 7 nach
außen abgedichtet. Alternativ kann der Innenraum auch teilweise oder vollständig vergossen
werden.
[0039] Der PTC-Heizer 7 enthält wenigstens einen PTC-Heizwiderstand 19 und ein Kontaktelement,
beispielsweise ein Kontaktblech 21. Der PTC-Heizer 7 wird von einem metallischen Federelement
12 gegen eine Wärmeübertragungsfläche des Gehäuseteils 1 gedrückt, nämlich gegen die
Innenseite des Gehäuseteils 1. Das metallische Federelement 12 kann beispielsweise
aus Blech oder als Strangpressteil kostengünstig hergestellt werden. Wie Figur 2 zeigt,
hat das Federelement 12 eine zur Mitte des PTC-Heizers 7 hin gebogene Andruckfläche,
die gegen den PTC-Heizer 7 drückt. Das Federelement 12 kann mit dem metallischen Gehäuseteil
1 verrastet oder verstemmt sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Federelement 12 mittels Nieten mit dem Gehäuseteil 1 verstemmt. Das Gehäuseteil 1
weist dazu stiftartige Vorsprünge auf, die als Niete 13 durch passende Öffnungen des
Federelements 12 hindurchgreifen.
[0040] Das metallische Gehäuseteil 1 kann zusätzlich weitere als Nieten 14 ausgebildete
Vorsprünge aufweisen mit denen die Ringwand 2 an dem Gehäuseteil 1 befestigt ist.
Die einstückig mit dem Gehäuseteil 1 ausgebildeten Nieten 14 greifen durch entsprechende
axial verlaufende Öffnungen der Ringwand 2 und der Abdeckung 3 hindurch. Damit die
aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid, gebildete Abdeckung 3 beim Verstemmen der
Nieten 14 nicht beschädigt wird, kann eine metallische Ringscheibe 15, bevorzugt ein
Edelstahlblech, vorgesehen sein, die außen auf der Abdeckung 3 liegt und Öffnungen
aufweist, durch welche die Niete 14 hindurchgreifen. Beim Verstemmen der Niete 14
kann die metallische Ringscheibe 15 die dabei auftretenden Kräfte aufnehmen und flächig
verteilen, so dass die Abdeckung 3 nicht beschädigt wird.
[0041] Wie Figur 2 zeigt, können die als Niete 14 ausgebildete Vorsprünge des metallischen
Gehäuseteil 1 durch einen radial einwärts verlaufenden Flanschabschnitt der Ringwand
2 hindurch verlaufen, der die Abdeckung 3 trägt.
[0042] Wie vor allem aus den Fig. 5 - 7 ersichtlich sind die Niete 14 kreisförmig mit gleichem
benachbarten Abstand angeordnet. Diese Ausführung bietet eine große Variabilität für
die Anordnung von Ringwand 2 und Abdeckung 3. So ist es dadurch möglich, die Abdeckung
3 und damit das abgewinkelte Steckverbindergehäuse 4 gerastert im Nietabstandsmaß
variabel in jeder Orientierung innerhalb der vollen 360° anordnen zu können.
[0043] Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Behälterheizung.
Der wesentliche Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht
darin, dass das metallische Gehäuseteil 1 kleiner ausgebildet ist und sich nicht wesentlich
radial auswärts von der Ringwand 2 erstreckt. Zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche
ist deshalb an dem metallischen Gehäuseteil 1 ein Wärmeübertragungselement 23 befestigt.
Das Wärmeübertragungselement 23 kann mit dem metallischen Gehäuseteil 1 vernietet
sein. Das metallische Gehäuseteil 1 kann dazu einstückig mit Nieten 16 ausgebildet
sein, die durch passende Öffnungen des Wärmeübertragungselements 23 hindurchragen.
Vorteil dieser mehrteiligen Ausführung ist auch hier die große Variabilität. So kann
mit einem einzigen vorgefertigten Heizeinsatz fast jede gewünschte Wärmeübertragungskontur
realisiert werden. Einzig das Wärmeübertragungselement 23 muss jeweils angepasst werden.
[0044] Ein metallisches Gehäuseteil 1 mit Nieten 13, 14, 16 kann kostengünstig als Fließpressteil
hergestellt werden, beispielsweise in Form einer Trägerplatte. Stiftartige Vorsprünge
zur Ausbildung von Nieten 13, 14, 16 lassen sich auf diese Weise kostengünstig einstückig
mit dem metallischen Gehäuseteil 1 herstellen. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass
die Form des metallischen Gehäuseteils 1, insbesondere dessen Unterseite oder Außenkontur
mit geringem Aufwand an gegebene Anforderungen etwa die geometrischen Verhältnisse
eines Flüssigkeitstanks angepasst werden können.
[0045] Figur 4 zeigt dazu ein Ausführungsbeispiel des metallischen Gehäuseteils 1, das Nieten
13 zur Befestigung des Federelements 12, Nieten 14 zur Befestigung der Ringwand 2
und auf seiner Außenseite Vorsprünge 17 zur Oberflächenvergrößerung und Verbesserung
der Wärmeabgabe aufweist.
[0046] Figur 5 zeigt beispielhaft ein anderes Ausführungsbeispiel des metallischen Gehäuseteils
1, das sich von dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch
unterscheidet, dass es statt der stiftartigen Vorsprünge 17 von der Grundfläche abgebogene
Seitenwände 18 aufweist. Im eingebauten Zustand können diese Seitenwände 18 als Wärmeleitrippen
nach oben in den Behälter ragen.
[0047] Figur 6 zeigt das metallische Gehäuseteil 1 mit dem PTC-Heizer 7 und dem Federelement
12. Das Federelement 12 ist mit Nieten 13, die einstückig mit dem Gehäuseteil 1 ausgebildet
sind, an dem Gehäuseteil 1 befestigt. Figur 7 zeigt eine Ansicht zu Figur 6 ohne das
Federelement 12. In Figur 7 ist zu sehen, dass der PTC-Heizer 7 mehrere, beispielsweise
zwei PTC-Heizwiderstände 19 enthält. Damit auch bei eventuellen Fertigungstoleranzen
hinsichtlich der Dicke der PTC-Heizwiderstände 19 beide PTC-Heizwiderstände 19 mit
einer hohen Kraft zu dem Gehäuseteil 1 hingedrückt werden können, kann das Federelement
12 einen Schlitz 25 zwischen benachbarten PTC-Heizwiderständen 19 aufweisen. Auf diese
Weise können die Abschnitte des Federelements 12 auf beiden Seiten des Schlitzes 25
im Wesentlichen unabhängig voneinander eine Federkraft auf die PTC-Heizwiderstände
19 ausüben und diese gegen das Gehäuseteil 1 drücken.
[0048] Die PTC-Heizwiderstände 19 können von einem Montagerahmen 20 gehalten werden, der
auch ein Kontaktelement 21 (siehe Fig. 2), beispielsweise ein Kontaktblech hält, das
zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Heizwiderstände 19 flächig an diesen anliegt.
Das Gehäuseteil 1 kann einen oder mehrere Anschläge (nicht gezeigt) bilden, die den
PTC-Heizer 7 bzw. den Montagerahmen 20 positionieren und gegen Verschiebungen sichern.
Weiterhin weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Kontaktblech 21 einen Vorsprung
24 auf, der zu einem Haken gebogen ist, in den der Montagerahmen 20 zur Fixierung
eingehakt ist.
[0049] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt das Kontaktelement 21 zwischen dem Gehäuseteil
1 und den PTC-Heizwiderständen 19. Das Kontaktelement 21 kann dabei einen Fortsatz
21a aufweisen, an dem über einen Ringkabelschuh 22 (siehe Fig. 3) oder ein sonstiges
Anschlusselement eine Leitung (nicht gezeigt) mit einem entsprechenden Kontaktstift
des Steckverbinders 4 verbunden werden kann. Über einen weiteren Ringkabelschuh 29,
der mit einer Niet 13 des Federelementes 12 gefasst ist, ist eine zweite Leitung mit
einem Kontaktstift des Steckverbinders 4 verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel der
Figuren 6 und 7 werden die PTC-Heizwiderstände 19 auf ihrer von dem Kontaktelement
21 abgewandten Seite von dem Federelement 12 elektrisch kontaktiert. Das Gehäuseteil
1 ist dazu durch eine Isolationsschicht elektrisch von dem Kontaktelement 21 isoliert.
Eine geeignete Isolationsschicht kann bei einem aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung
hergestellten Gehäuseteil 1 beispielsweise durch eine Eloxalschicht kostengünstig
realisiert werden. Diese Variante ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn
das gesamte Gehäuseteil 1 mit einer Eloxalbeschichtung als Korrosionsschutz versehen
ist.
[0050] Alternativ ist es aber auch möglich, das Gehäuseteil 1 als Massekontakt der PTC-Heizwiderstände
19 zu verwenden und ein Kontaktelement 21 auf der von dem Gehäuseteil 1 abgewandten
Seite der PTC-Heizwiderstände 19 anzuordnen und dieses Kontaktelement dann elektrisch
von dem Federelement 12 bzw. dem Gehäuseteil 1 zu isolieren, beispielsweise durch
Zwischenlage eines Blatts aus elektrisch isolierendem Kunststoff oder Keramik zwischen
Kontaktblech 21 und Federelement 12.
[0051] Das Gehäuseteil 1 und ein eventuell an ihm befestigtes Wärmeabgabeelement 23 können
kostengünstig aus einer Aluminiumbasislegierung hergestellt und durch eine Eloxalschicht
vor einer zur erwärmenden Flüssigkeit 6 geschützt werden. Eine solche Eloxalschicht
kann das Gehäuseteil sowohl auf seiner Innenseite als auch auf seiner Außenseite bedecken.
Alternativ oder zusätzlich können das metallische Gehäuseteil 1 und ein eventuell
an ihm befestigtes Wärmeübertragungselement 23 auch mit einer Kunststoffschicht überzogen
werden. Eine entsprechende Kunststoffschicht kann beispielsweise als Pulverbeschichtung
aufgetragen werden, bevorzugt ist aber eine durch Elektrophorese erzeugte Beschichtung.
Für eine Kunststoffbeschichtung sind beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, fluorierte
Thermoplaste sowie Polyamide, insbesondere partiell aromatische Polyamide wie Polyphthalamid
geeignet.
[0052] Falls das Gehäuseteil 1 eine Kunststoffschicht trägt, kann es vorteilhaft sein, den
PTC-Heizer 7 in einer Aussparung der Kunststoffschicht anzuordnen, so dass der Wärmekontakt
zwischen PTC-Heizer 7 und Gehäuseteil 1 durch die Kunststoffschicht nicht beeinträchtigt
wird.
Bezugszeichenliste
[0053]
- 1
- Gehäuseteil
- 2
- Ringwand
- 3
- Abdeckung
- 4
- Steckverbindergehäuse
- 5
- Tank
- 6
- Flüssigkeit
- 7
- PTC-Heizer
- 8
- Kapilargewebe
- 9
- Auslass
- 10
- Dichtring
- 11
- Dichtring
- 12
- Federelement
- 13
- Niet
- 14
- Niet
- 15
- Ringscheibe
- 16
- Niet
- 17
- Vorsprung
- 18
- Lasche
- 19
- PTC-Heizwiderstand
- 20
- Montagerahmen
- 21
- Kontaktelement
- 21a
- Fortsatz
- 22
- Kabelschuh
- 23
- Wärmeübertragungselement
- 24
- Vorsprung
- 25
- Schlitz
- 29
- Ringkabelschuh
- 30
- Innenraum
1. Behälterheizung, insbesondere Tankheizung, mit
einem PTC-Heizer (7), der einen PTC-Heizwiderstand (19) und ein Kontaktelement (21)
enthält,
einem Gehäuseteil (1) aus Metall,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuseteil (1) eine Ringwand (2) aus Kunststoff trägt, die den PTC-Heizer (7)
umgibt.
2. Behälterheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ringwand an einer Seite, insbesondere einer Stirnseite flüssigkeitsdicht
an dem Gehäuseteil (1) angebracht ist.
3. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtring (10) zwischen dem Gehäuseteil (1) und der Ringwand (2) angeordnet ist.
4. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwand (2) eine Abdeckung (3) aus Kunststoff trägt.
5. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtring (11) zwischen der Ringwand (2) und der Abdeckung (3) angeordnet ist.
6. Behälterheizung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (3) ein Gehäuse (4) eines elektrischen Steckverbinders trägt, vorzugsweise
einstückig mit einem Gehäuse (4) eines Steckverbinders ausgebildet ist.
7. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwand (2) mit dem Gehäuseteil (1) vernietet ist.
8. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (1) einstückig mit Nieten (14) ausgebildet ist, mit denen die Ringwand
(2) an dem Gehäuseteil (1) befestigt ist.
9. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Niete (14), welche das Gehäuseteil (1) mit der Ringwand (2) verbinden, zugleich
auch die Abdeckung (3) an der Ringwand (2) halten.
10. Behälterheizung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (3) eine Ringscheibe (15) aus Metall trägt, durch welche die Niete
(14), welche das Gehäuseteil (1) mit der Ringwand (2) und der Abdeckung (3) verbinden,
hindurchragen.
11. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwand (3) aus Kunststoff ist, vorzugsweise aus Polyethylen oder einem mit
Polyethylen verschweißbaren Kunststoff.
12. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (1) durch Fließpressen hergestellt ist.
13. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (1) mit einer elektrisch isolierenden Schicht, vorzugsweise einer
Eloxalschicht, überzogen ist, die das Gehäuseteil (1) elektrisch von dem PTC-Heizer
(1) isoliert.
14. Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (1) mit einer Kunststoffschicht, vorzugsweise einer Pulverbeschichtung,
einer Lackschicht oder einer durch Elektrophorese erzeugten Beschichtung, überzogen
ist.
15. Flüssigkeitstank mit einer Behälterheizung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwand (2) mit einer Tankwand verschweißt ist.