DE102007024782B4

DE102007024782B4 - Heizeinsatz und dessen Verwendung in einem Harnstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE102007024782B4
Application number: DE102007024782A
Authority: DE
Inventors: Jürgen 76872 Stritzinger; Oleg 76275 Kexel; Roland 76756 Starck; Armin 76889 Lang; Ingo 67283 Ragaller
Original assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-26
Filing date: 2007-05-26
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2027-05-27
Also published as: DE102007024782A1; JP2008293978A; JP4843642B2; US20080290184A1

Abstract

Heizeinsatz zum Auftauen einer Flüssigkeit, mit mindestens einem Heizelement, das in einem Gehäuse (20) angeordnet ist, einem an dem Gehäuse (20) befestigten Ansaugrohr (21) aus Kunststoff zum Eintauchen in die Flüssigkeit, mindestens einer elektrischen Anschlussleitung (22, 23), die von dem Gehäuse (20) ausgeht und entlang des Ansaugrohrs (21) verläuft, wobei das Ansaugrohr (21) die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (21) einen Kanal (27, 28) zum Fördern der Flüssigkeit und einen weiteren Kanal (31), in dem die mindestens eine Anschlussleitung (22) angeordnet ist, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizeinsatz mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Derartige Heizeinsätze werden beispielsweise für Harnstoffversorgungssysteme benötigt, die standardmäßig in Kraftfahrzeugen zur Versorgung eines Abgasreinigungskatalysators mit Reduktionsmittel eingebaut sind. Ein derartiger Heizeinsatz ist aus der DE 10 2005 037 201 A1 bekannt.
Harnstoff wird von Abgasreinigungskatalysatoren als Ammoniaklieferant benötigt. Bei Frost kann Harnstofflösung einfrieren, so dass ein Heizeinsatz benötigt wird, um Harnstofflösung möglichst rasch aufzutauen, damit der für den Betrieb des Katalysators benötigte Harnstoff zur Verfügung gestellt werden kann.
Bei dem aus der der DE 10 2005 037 201 A1 bekannten Heizeinsatz ist eine als Widerstandsheizelement ausgeführte Anschlussleitung um ein Ansaugrohr aus Kunststoff herumgewickelt, so dass das Ansaugrohr bei Frost beheizt werden kann.
Bei dem aus der WO 2006/131201 A2 bekannten Heizeinsatz werden ein Ansaugrohr und zwei elektrische Anschlussleitungen von einem Rahmen eines Gehäuses getragen, in dem PTC-Heizelemente angeordnet sind. Das Ansaugrohr ist in eine Rinne mit Ω-förmigem Querschnitt eingeklippst, die es auf dem größten Teil seiner Länge unterstützt. Vorteilhaft bei dem bekannten Heizeinsatz ist, dass das Ansaugrohr durch Eindrücken in die Rinne mit geringem Aufwand an dem Gehäuse und dem Rahmen des Heizeinsatzes befestigt werden kann und Harnstofflösung in dem Ansaugrohr durch gute Wärmeankopplung an den Rahmen und das beheizten Gehäuse relativ rasch aufgetaut werden kann. Allerdings hat sich gezeigt, dass eine beim Einfrieren von Harnstofflösung auftretende Volumenausdehnung dazu führen kann, dass sich das Ansaugrohr von dem Gehäuse löst, insbesondere wenn Harnstofflösung in dem Ansaugrohr einfriert. In einem solchen Fall kann in dem Ansaugrohr enthaltene Harnstofflösung wegen des reduzierten Kontakts zu dem beheiztem Gehäuse nur noch sehr schlecht aufgetaut werden, so dass für den Betrieb des Katalysators benötigte Harnstofflösung erst nach einer langen Auftauzeit zur Verfügung gestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen kostengünstigen Weg aufzuzeigen, wie ein Harnstoffversorgungssystem für einen Abgasreinigungskatalysator einer Verbrennungskraftmaschine bei Temperaturen unter den Gefrierpunkt in kurzer Zeit zuverlässig in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Heizeinsatz mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Heizeinsatz trägt das Ansaugrohr die mindestens eine elektrische Anschlussleitung. Auf diese Weise kann die elektrische Anschlussleitung als Widerstandsheizung zum Auftauen von im Ansaugrohr enthaltener Harnstofflösung genutzt werden, selbst wenn ein Einfrieren der Harnstofflösung eine Verbiegung des Ansaugrohrs bewirkt hat. Das Ansaugrohr eines erfindungsgemäßen Heizeinsatzes kann flexibel auf die Ausdehnung der Harnstofflösung beim Einfrieren reagieren und sich ohne Beeinträchtigung seiner Funktion biegen.
Das Ansaugrohr eines erfindungsgemäßen Heizeinsatzes kann biegsam ausgebildet sein, beispielsweise durch Verwendung eines Kunststoffs mit einer Shorehärte von 60 bis 80 Shore A, so dass es zum Installieren des Heizeinsatzes in einem Harnstofftank problemlos gebogen und an die Form des Harnstofftanks angepasst werden kann.
Die vorstehend genannte Aufgabe der Erfindung wird ferner durch die Verwendung in einem Harnstoffversorgungssystem mit den in Anspruch 20 angegebenen Merkmalen gelöst. Bei einem derartigen Harnstoffversorgungssystem ist die Rückführleitung so ausgebildet, dass im Betrieb aus der Rückführleitung austretende Harnstofflösung an dem Ansaugrohr herunter rinnt. Auf diese Weise kann das Ansaugrohr durch bereits aufheizte Harnstofflösung zusätzlich erwärmt werden und dem Entstehen eines isolierenden Luftspalts um das Ansaugrohr und das Gehäuse entgegengewirkt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die darin beschriebenen Merkmale können einzeln und in Kombination zum Gegenstand von Ansprüchen gemacht werden. Es zeigen:
1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verwendung in einem Harnstoffversorgungssystems für einen Abgasreinigungskatalysator eines Kraftfahrzeugs;
2 Eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Heizeinsatzes des in 1 gezeigten Harnstoffversorgungssystems
3 Eine Schnittansicht des Ansaugrohrs entlang der Schnittlinie AA der 2; und
4 Eine schematische Darstellung der Abdichtung der elektrischen Anschlussleitungen an dem Heizungsgehäuse.
1 zeigt schematisch einen Abgasreinigungskatalysator 1 eines Kraftfahrzeugs und ein dazugehörendes Harnstoffversorgungssystem 2. In dem Abgasreinigungskatalysator 1 werden Stickoxide (NO, NO2) mittels Ammoniak (NH3) zu Stickstoff reduziert. Der dafür benötigte Ammoniak wird aus Harnstofflösung gewonnen, die von dem Harnstoffversorgungssystem 2 bereitgestellt wird.
Das in 1 dargestellte Harnstoffversorgungssystem 2 umfasst einen Harnstofftank 3 zur Aufnahme von Harnstofflösung, eine Verbindungsleitung 6, 11, die den Harnstofftank 3 mit dem Katalysator 1 verbindet, eine Pumpe 5, um Harnstofflösung durch die Verbindungsleitung 6, 11 von dem Harnstofftank 3 zu dem Katalysator 1 zu pumpen, und einen Heizeinsatz 8 zum Erwärmen von Harnstofflösung in dem Harnstofftank 3. Der Heizeinsatz 8 hat ein an die Verbindungsleitung 11 angeschlossenes Ansaugrohr zum Ansaugen von Harnstofflösung. Von der Verbindungsleitung 11 zweigt eine Rückführleitung 4 ab, die in den Harnstofftank 3 führt, so dass erwärmte Harnstofflösung in den Harnstofftank 3 zurückgeleitet werden kann.
Der Ausgang der Rückführleitung 4 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass im Betrieb aus der Rückführleitung austretende Harnstofflösung an dem Ansaugrohr des Heizeinsatzes 8 herunter rinnt. Auf diese Weise wird dem Entstehen eines Luftspaltes zwischen dem Heizeinsatz 8 und aufzutauendem Harnstofflösungs-Eis entgegengewirkt und das Ansaugrohr zusätzlich erwärmt. Ferner kann bei niedrigem Tankfüllstand die Heizleistung des dann in Luft liegenden Ansaugrohrs von der an ihm herab rinnenden Lösung aufgenommen und dem Flüssigkeitsumlauf zugeführt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Heizeinsatz 8 in einem Auftaubehälter 9 angeordnet, der sowohl an die Rückführleitung 4 als auch an die Verbindungsleitung 6 angeschlossen ist und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Harnstofftank 3 angeordnet ist. Der Auftaubehälter 9 bewirkt, dass die Heizleistung des Heizeinsatzes 8 zunächst in erster Linie zum Erwärmen der in dem Auftaubehälter 9 enthaltenen Harnstofflösung genutzt werden kann. Der Auftaubehälter 9 hat ein Fassungsvermögen von etwa einem Liter und enthält in der Regel mindestens 0,2 bis 0,3 Liter Harnstofflösung, so dass besonders rasch eine für den Betrieb des Abgasreinigungskatalysators 1 ausreichende Harnstoffmenge aufgetaut werden kann. Das Auftauen der übrigen Harnstofflösung kann ohne Beeinträchtigung der Funktion des Harnstoffversorgungssystems 2 zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.
Der Auftaubehälter 9 hat eine Außenwand, die an Flüssigkeit in dem Harnstofftank 3 angrenzt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass nach dem Auftauen von Harnstofflösung in dem Auftaubehälter 9 Wärme in den Harnstofftank 3 abgegeben wird und auf diese Weise der Heizeinsatz 8 sowohl für den Auftaubehälter 9 als auch für den Harnstofftank 3 genutzt werden kann.
Über die Verbindungsleitung 6 kann sowohl aus dem Auftaubehälter 9 als auch aus dem übrigen Teil des Harnstofftanks 3 Harnstofflösung gesaugt werden. Die Verbindungsleitung ist nämlich an ein Ansaugrohr angeschlossen, das durch den Auftaubehälter 9 hindurch in den Harnstofftank 3 hineinragt und durch eine Ansaugöffnung aus dem Auftaubehälter und durch eine zweite Ansaugöffnung aus dem Harnstofftank Harnstofflösung ansaugen kann. Nähere Details sind in den 2 und 3 dargestellt und werden später im Zusammenhang mit diesen Figuren erläutert. Der Auftaubehälter 9 hat eine nicht dargestellte Überlauföffnung, so dass beim Ansaugen von Harnstofflösung über den zweiten Anschluss 7 die durch die Rückführleitung 4 verbesserte Wärmeverteilung auch für das Auftauen der übrigen Harnstofflösung, die sich außerhalb des Auftaubehälters 9 befindet, genutzt werden kann.
Das Harnstoffversorgungssystem 2 umfasst ferner ein Regelventil 10, das an einen Luftvorrat 12 mit einem Luftverdichter 13 angeschlossen ist, und ein Dosierventil 14, mit dem Harnstofflösung und Luft in dosierten Mengen dem Katalysator 1 zugeführt werden können. Die Pumpe 5, die Ventile 9, 10, 18 und das Dosierventil 14 werden von einer Steuereinheit 15 gesteuert, die von einer Sonde 16 mit Daten über den Sauerstoffpartialdruck in dem Katalysator 1 und von einem Temperaturfühler mit Daten über die Harnstofftemperatur im Harnstofftank 3 versorgt wird. Die Harnstofflösung kann aber auch direkt ohne Verwendung eines Luftvorrats dem Katalysator zudosiert werden, indem der Förderdruck der Lösung genutzt wird.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines für das vorhergehend beschriebene Harnstoffversorgungssystem 2 geeigneten Heizeinsatzes 8 dargestellt. Der Heizeinsatz 8 hat ein Gehäuse 20, in dem mindestens ein Heizelement angeordnet ist. Bevorzugt sind in dem Gehäuse 20 mehrere PTC-Heizelemente, beispielsweise zwei, angeordnet. An dem Gehäuse 20 ist ein Ansaugrohr 21 aus Kunststoff befestigt. Das Ansaugrohr 21 dient zum Ansaugen von Flüssigkeit und wird bestimmungsgemäß an eine Versorgungsleitung angeschlossen. Bei dem Ansaugrohr 21 handelt sich um ein gut wärmeleitendes, elastisches Kunststoffrohr, beispielsweise aus EPDM mit einer Shorehärte von 60 bis 80 Shore A. Das Ansaugrohr ist in 2 verkürzt dargestellt. Seine Länge beträgt bevorzugt mindestens 10 cm, kann aber auch wesentlich länger sein und beispielsweise über 30 cm, insbesondere auch über 50 cm, betragen.
Das Ansaugrohr 21 trägt zwei elektrische Anschlussleitungen 22, 23, die von dem Gehäuse 20 ausgehen und das mindestens eine darin angeordnete Heizelement mit Strom versorgen. Prinzipiell würde eine einzige elektrische Anschlussleitung 22 ausreichen, wenn auf andere Weise ein Massekontakt zu dem mindestens einen Heizelement hergestellt wird. Die Anschlussleitungen 22, 23 haben einen Kunststoffmantel, der ein Widerstandsheizmaterial, bevorzugt Edelstahl, beispielsweise V2A oder V4A Stahl, umschließt. Auf diese Weise findet im Betrieb eine Erwärmung der Anschlussleitungen 22, 23 durch ohmsche Widerstandsheizung statt. Die von den Anschlussleitungen 22, 23 abgegebene Wärme wird an das sie tragende Anschlussrohr 21 und seine unmittelbare Umgebung abgegeben, so dass darin enthaltenes Eis rasch aufgetaut und ein Spalt, über den beim Absaugen von Flüssigkeit ein Druckausgleich erfolgen kann, frei geschmolzen werden kann. Die Anschlussleitungen 22, 23 haben in dem von dem Ansaugrohr 21 getragenen Abschnitt einen Widerstand von jeweils 0,3 Ω bis 2,5 Ω pro Meter. Bevorzugt ist der Widerstand der Anschlussleitungen 22, 23 so gewählt, dass die Anschlussleitungen 22, 23 im Betrieb jeweils eine Heizleistung von 15 W bis 40 W pro Meter Länge des Ansaugrohres 22, 23 abgeben.
Der optimale Widerstand der Anschlussleitungen 22, 23 hängt von der Bordnetzspannung des Fahrzeugs ab. Bei Heizeinsätzen 8 für PKWs haben die Anschlussleitungen 22, 23 bevorzugt jeweils einen Widerstand von 0,4 Ω bis 0,6 Ω pro Meter, bei Heizeinsätzen 8 für Nutzfahrzeuge (LKWs) von 1,7 Ω bis 2,5 Ω pro Meter.
Die Anschlussleitungen 22, 23 können als einfache Drähte ausgebildet sein, bevorzugt werden jedoch Litzen verwendet, da diese bei gleichem Querschnitt eine größere Flexibilität als Drähte haben.
Wie 2 zeigt, hat das Ansaugrohr 21 einen Abschnitt, der sich ausgehend von dem Gehäuse 20 in Ansaugrichtung freitragend erstreckt und die Anschlussleitungen 22, 23 trägt. Ein weiterer Abschnitt des Ansaugrohrs 21 ist von dem Gehäuse 20 gestützt. Der gestützte Abschnitt ist in eine Rinne des Gehäuses 20 eingelegt, die bevorzugt einen Ω-förmigen Querschnitt hat. Der freitragende Abschnitt des Ansaugrohrs 21 ist mindestens doppelt so lang, vorzugsweise mindestens dreimal so lang wie der gestützte Abschnitt. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich das Ansaugrohr 21 biegen und die Orientierung seines in Ansaugrichtung abgewandten Endes des Ansaugrohrs relativ zu dem Gehäuse ändern kann. Dies erleichtert nicht nur die Installation des Heizeinsatzes 8 in einem Harnstofftank, sondern führt auch dazu, dass das Ansaugrohr durch beim Einfrieren der Flüssigkeit auftretenden Eisdruck nicht beschädigt wird und durch einfrierende Flüssigkeit bewirkte Biegebewegungen schadlos überstehen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anschlussleitungen 22, 23 auf einer Länge von mindestens 10 cm, insbesondere mindestens 20 cm, bevorzugt mindestens 30 cm, entlang des Ansaugrohrs 20 verlaufen und von diesem getragen werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anschlussleitung 23 auf der Mantelfläche des Ansaugrohrs 21 angeordnet. Die von der Anschlussleitung 23 freigesetzte Wärme wird deshalb vor allem an anliegendes Eis abgegeben, so dass besonders schnell ein Kanal entlang des Ansaugrohrs 21 frei geschmolzen werden kann. Das Ansaugrohr 21 und die auf seiner Mantelfläche angeordnete Anschlussleitung 23 sind von einer Kunststoffhülle 24 umgeben, die die Anschlussleitung 23 gegen das Ansaugrohr 21 presst. Die Kunststoffhülle 24 ist bevorzugt ein Schrumpfschlauch, da sich auf diese Weise eine besonders gute Wärmeankopplung der Anschlussleitung 23 an das Ansaugrohr 21 erreichen lässt und folglich von der Anschlussleitung 23 als ohmsches Widerstandsheizelement erzeugte Wärme auch gut an das Ansaugrohr 21 abgeben werden kann.
Die weitere Anschlussleitung 22 ist in einem Kanal des Ansaugrohrs 21 angeordnet, der im einfachsten Fall als Rinne ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist die weitere Anschlussleitung 22 in dem Kanal rundum umschlossen, wobei das Ansaugrohr einen weiteren Kanal zum Fördern der Flüssigkeit aufweist. Auf diese Weise wird eine besonders gute Wärmeankopplung der Anschlussleitung 22 an das Ansaugrohr 21 bewirkt. Zur Ausbildung des Kanals für die Anschlussleitung 22 oder zur Öffnung eines bereits bestehenden Kanals, so dass sich die Anschlussleitung 22 leichter in den Kanal einlegen lässt, kann die Mantelfläche des Ansaugrohrs 21 geritzt werden, so dass ein Schlitz entsteht, in den die Anschlussleitung 22 eingelegt wird.
Die Ränder des so gebildeten Schlitzes schließen sich nach dem Einbringen der Anschlussleitung 22 bei Verwendung eines gummielastischen Kunststoffs von selbst, so dass das Ansaugrohr 21 eine sich in Längsrichtung erstreckende Fuge aufweist, hinter welcher der Kanal mit der Anschlussleitung 22 verläuft. Die Fuge kann zusätzlich stoffschlüssig verschlossen werden, beispielsweise durch Verschweißen. Zum Ausbilden des beschriebenen Kanals für die Anschlussleitung 22 wird das Ansaugrohr 21 nur so weit geritzt, dass kein Durchbruch zu dem Kanal zur Flüssigkeitsförderung geschaffen wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Anschlussleitungen 22, 23 windungsfrei, also im wesentlichen geradlinig, in Längsrichtung des Ansaugrohrs 21.
Anstatt einen Schlitz durch anritzen der Mantelfläche des Ansaugrohrs 21 zu schaffen, kann das Ansaugrohr auch mit einer geöffneten Mantelfläche, in die eine Anschlussleitung eingelegt werden kann, gefertigt werden, beispielsweise durch Extrusion.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Ansaugrohr 21 neben den Kanal für die Anschlussleitung 22 nicht nur einen, sondern zwei getrennte Kanäle zum Fördern von Flüssigkeit. Das Ansaugrohr 20 ragt nämlich mit seinem Ansaugende über das Gehäuse 20 des Heizeinsatzes 8 hinaus. Wird der dargestellte Heizeinsatz 8 in einem Auftaubehälter 9 installiert, der in einem Harnstofftank 3 angeordnet ist, wie dies in 1 dargestellt ist, so ragt das Ansaugrohr 20 mit seinem Ansaugende bestimmungsgemäß durch einen Öffnung Auftaubehälters 9 (nicht dargestellt) hindurch und in den Harnstofftank 3 hinein. Wie 2 zeigt, befindet sich in einer Mantelfläche des Ansaugrohrs 20 eine Ansaugöffnung 25, durch die Flüssigkeit in einen der beiden Kanäle zur Flüssigkeitsförderung gesaugt werden kann. Der zweite Kanal zur Flüssigkeitsförderung hat eine Ansaugöffnung an dem bestimmungsgemäß in den Harnstofftank 3 hineinragende Ende des Ansaugrohrs 21.
In 3 ist schematisch ein Schnitt entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie AA durch das Ansaugrohr 21 gezeigt. Darin ist zu erkennen, dass das Ansaugrohr 21 drei separate Kanäle enthält. Bei einem dieser Kanäle 31 ist die darin angeordnete Anschlussleitung 22 und die den betreffenden Kanal 31 verschließende Fuge 26 dargestellt. Die beiden Kanäle 27,28 zur Flüssigkeitsförderung sind in 3 ebenfalls gezeigt. An dem Ansaugende des Ansaugrohrs 21 ist der Kanal 28 verschlossen, da in diesen Kanal durch die in 2 dargestellte Ansaugöffnung 25 Flüssigkeit gelangen kann. Durch die Öffnung des Kanals 27 kann bei bestimmungsgemäßen Einbau Flüssigkeit aus dem Harnstofftank 3 angesaugt werden.
Die Ansaugöffnung 25 ist mindestens 1 cm, bevorzugt mehrere cm von dem Ansaugende des Ansaugrohrs 21 entfernt. Ist der Heizeinsatz 8 bestimmungsgemäß in einen Auftaubehälter 9 angeordnet, so kann durch die Ansaugöffnung 25 Flüssigkeit aus dem Auftaubehälter und mit der Ansaugöffnung 27 des zweiten Flüssigkeitsförderkanals Flüssigkeit aus einem Harnstofftank 3 gesaugt werden. Ist die Flüssigkeit in dem Harnstofftank eingefroren, so wird auf diese Weise automatisch Flüssigkeit aus dem Auftaubehälter 9 gefördert.
In einfacher Weise kann durch Wahl der Querschnittsverhältnisse der beiden Flüssigkeitsforderkanäle 27, 28 des Ansaugrohrs 21 ein definiertes Strömungsverhältnis zur Flüssigkeitsförderung hergestellt werden.
Bei dem Gehäuse 20 des Heizeinsatzes 8 handelt es sich um ein Metallgehäuse, das einen Kunststoffmantel hat, der es vor korrosiver Harnstofflösung schützt. Die von dem Gehäuse 20 ausgehenden Anschlussleitungen 22, 23 bilden potentielle Leckagestellen, über die Flüssigkeit in das Gehäuse 20 eindringen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 20 deshalb mittels die Anschlussleitungen 22, 23 umschließenden Dichtungen gegen das Eindringen von Flüssigkeit abgedichtet.
4 zeigt schematisch die Abdichtung des Gehäuses 20 und die Anschlussleitungen 22, 23. Die Anschlussleitungen 22, 23 sind jeweils von einer Dichtung 29 umschlossen, die ein Kunststoffformteil ist, das auf die Anschlussleitung 22, 23 aufgeschoben ist.
Wie 4 zeigt, trägt das die Dichtung bildende Kunststoffformteil 29 eine Kunststoffkappe 30, die ebenfalls auf die Anschlussleitungen 22, 23 aufgeschoben ist. Das Kunststoffformteil 29 hat einen konischen Abschnitt, mit dem es die Anschlussleitung 22, 23 umschließt, und einen breiteren Bodenring. Der konische Abschnitt hat ein verjüngtes Ende, das von dem Gehäuse 20 wegdeutet und von der Kunststoffkappe 30 umschlossen ist. Die Kunststoffkappe 30 wird bei der Montage auf das Kunststoffformteil 29 aufgepresst, so dass dieses wegen des konischen Abschnitts dichtend gegen den Kunststoffmantel der Anschlussleitungen 22, 23 gepresst wird. Auf diese Weise umschließt das Kunststoffformteil 29 die jeweilige Anschlussleitung 22, 23 mit einem Abschnitt, der von der Kunststoffkappe 30 umschlossen ist, wobei die von der Kunststoffkappe 30 ausgeübte Anpresskraft entlang der Anschlussleitung 22, 23 zu dem Gehäuse 20 hin zunimmt. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass die Kunststoffkappe 30 einen sich kegelstumpfförmig verengenden Innenraum hat, in den das Kunststoffformteil mit einem zylindrischen Abschnitt oder einem sich weniger stark verjüngenden Abschnitt eingepresst ist.
Der Bodenring dichtet gegen das Gehäuse 20. Hat die Kunststoffkappe 30 bei der Montage die in 4 dargestellte Position erreicht, wird die Kunststoffkappe 30 mit dem Kunststoffmantel des Gehäuses 20 stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt. Insbesondere durch Verschweißen des Kunststoffmantels 20 mit der Kunststoffkappe 30 kann eine zuverlässige Abdichtung bewirkt werden.
Bezugszeichenliste

1: Abgasreinigungskatalysator
2: Harnstoffversorgungssystem
3: Harnstofftank
4: Rückführleitung
5: Pumpe
6: Verbindungsleitung
7: Anschluss der Verbindungsleitung 6
8: Heizeinsatz
9: Auftaubehälter
10: Regelventil
11: Verbindungsleitung
12: Luftvorrat
13: Luftverdichter
14: Dosierventil
15: Steuereinheit
16: Sonde
18: Ventil
20: Gehäuse
21: Ansaugrohr
22: elektrische Anschlussleitung
23: elektrische Anschlussleitung
24: Kunststoffhülle
25: Ansaugöffnung
26: Fuge
27: Flüssigkeitsförderkanal des Ansaugrohrs
28: Flüssigkeitsförderkanal des Ansaugrohrs
29: Kunststoffformteil
30: Kunststoffkappe
31: Flüssigkeitsförderkanal des Ansaugrohrs

Claims

Heizeinsatz zum Auftauen einer Flüssigkeit, mit mindestens einem Heizelement, das in einem Gehäuse (20) angeordnet ist, einem an dem Gehäuse (20) befestigten Ansaugrohr (21) aus Kunststoff zum Eintauchen in die Flüssigkeit, mindestens einer elektrischen Anschlussleitung (22, 23), die von dem Gehäuse (20) ausgeht und entlang des Ansaugrohrs (21) verläuft, wobei das Ansaugrohr (21) die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (21) einen Kanal (27, 28) zum Fördern der Flüssigkeit und einen weiteren Kanal (31), in dem die mindestens eine Anschlussleitung (22) angeordnet ist, aufweist.
Heizeinsatz nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (21) einen Abschnitt aufweist, der sich ausgehend von dem Gehäuse (20) in Ansaugrichtung freitragend erstreckt und die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) trägt.
Heizeinsatz nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (21) einen weiteren Abschnitt aufweist, der von dem Gehäuse (20) gestützt ist, wobei der freitragende Abschnitt mindestens doppelt so lang, vorzugsweise mindestens dreimal so lag, wie der gestützt Abschnitt ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (21) eine Fuge (26) aufweist, hinter welcher der weitere Kanal (31) mit der mindestens einen Anschlussleitung (22) verläuft.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) auf einer Mantelfläche des Ansaugrohrs (21) angeordnet ist.
Heizeinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anschlussleitung (22) in dem weiteren Kanal (31) und eine zweite Anschlussleitung (23) auf der Mantelfläche des Ansaugrohrs (21) angeordnet ist
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (21) von einer Kunststoffhülle (24) umgeben ist.
Heizeinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülle (24) ein Schrumpfschlauch ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) eine Litze ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) aus einem Widerstandsheizmaterial, vorzugsweise Edelstahl, ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) einen elektrischen Widerstand von 0,3 Ω bis 2,5 Ω pro Meter hat.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) von einem Kunststoffmantel umgeben ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) ein Metallgehäuse mit einem Kunststoffmantel ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) mittels einer die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) umschließenden Dichtung (29) gegen das Eindringen von Flüssigkeit abgedichtet ist, wobei die Dichtung (29) ein Kunststoffformteil ist, das auf die Anschlussleitung (22, 23) aufgeschoben ist.
Heizeinsatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (29) eine Kunststoffkappe (30) trägt.
Heizeinsatz nach Anspruch 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkappe (30) mit dem Kunststoffmantel des Gehäuses (20) verschweißt ist.
Heizeinsatz nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (29) die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) mit einem Abschnitt umschließt, der von der Kunststoffkappe (30) umschlossen ist, wobei die von der Kunststoffkappe (30) ausgeübte Anpresskraft entlang der Anschlussleitung (22, 23) zu dem Gehäuse (20) hin zunimmt.
Heizeinsatz nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (29) die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) mit einem konischen Abschnitt umschließt, der ein verjüngtes Ende aufweist, das von dem Gehäuse (20) wegdeutet und von der Kunststoffkappe (30) umschlossen ist.
Heizeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussleitung (22, 23) windungsfrei in Längsrichtung des Ansaugrohres (21) verläuft.
Verwendung eines Heizeinsatzes nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Harnstoffversorgungssystem für einen Abgasreinigungskatalysator (1) einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Harnstofftank (3) zur Aufnahme der Harnstofflösung, einem Heizeinsatz (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Auftauen von gefrorener Harnstofflösung, einer Verbindungsleitung (6, 11), die das Ansaugrohr (21) des Heizeinsatzes (8) mit einem Abgasreinigungskatalysator (1) verbindet, einer Pumpe (5), um Harnstofflösung durch die Verbindungsleitung (6, 11) von dem Harnstofftank (3) zu dem Katalysator (1) zu pumpen und einer Rückführleitung (4), die von der Verbindungsleitung (22, 23) abzweigt und zu dem Harnstofftank (3) führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (4) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass im Betrieb aus der Rückführleitung (4) austretende Harnstofflösung an dem Ansaugrohr (21) herunter rinnt.