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Stand der Technik
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Bei
Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei dieselbetriebenen Verbrennungskraftmaschinen
muss aufgrund der in den nächsten Jahren anstehenden verschärften
Abgasgesetzgebung unter anderem der Anteil an Stickoxiden im Abgas
reduziert werden. Zur Reduzierung des Stickoxid-Anteils im Abgas
wird zum Beispiel eine selektive katalytische Reduktion (SCR) durchgeführt,
bei welcher die Stickoxide mit Hilfe von Reduktionsmitteln zu Stickstoff
und Wasser reduziert werden. Als Reduktionsmittel wird zum Beispiel
eine wässrige Harnstofflösung eingesetzt.
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Das
Reduktionsmittel wird üblicherweise in einem Tank gelagert
und über eine Leitung vom Tank zu einem Dosiermodul befördert,
mit dem das Reduktions-mittel zum Beispiel in das Abgasrohr eingespritzt
wird. Ein Beispiel einer derartigen Vorrichtung ist im
EP 0982 884 A2 gezeigt.
Anstelle des in
EP 0982
884 A2 dargestellten Systems, bei welchem das Reduktionsmittel
unter Zugabe von Druckluft in den Katalysator eingebracht wird,
werden häufig auch einfachere Systeme eingesetzt, bei welchen das
flüssige Reduktionsmittel aus einem Tank, der auch beheizt
sein kann, über ein Fördermodul und entsprechende
Leitungen zum Dosiermodul befördert wird, um dort in das
Abgas eingespritzt zu werden.
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Die
heute üblichen flüssigen Reduktionsmittel, beispielsweise
die bereits genannte wässrige Harnstofflösung,
gefrieren jedoch je nach zugesetztem Antifrostmittel zwischen ca. –11
C° und –40 C°. Somit ist das beschriebene
System häufig bei bestimmten Umgebungsbedingungen nicht
unmittelbar verfügbar. Daher werden üblicherweise
spezielle Heizmaßnahmen vorgesehen, um das Reduktionsmittel
im System in den flüssigen Zustand zu überführen
und so in diesem Zustand zu halten. Neben dem Tank werden daher
häufig auch Fördermodule und/oder die verwendeten
Leitungen ganz oder teilweise beheizt ausgeführt. Mit diesen
Maßnahmen ist in der Regel gewährleistet, dass
das System nach einer vorgegebenen Zeit betriebsbereit ist.
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Die
heute im Rahmen des SCR-Verfahrens eingesetzten Reduktionsmittel,
bei denen es sich um Harnstoff, eine Harnstoffwasserlösung
(handelsübliche Bezeichnung Adblue) handelt, gefrieren,
je nach zugesetztem Antifrostmittel zwischen –11 C° und –40 C°.
Da auch im Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen bei tiefen Außentemperaturen
die Schadstoffe im Abgas reduziert werden müssen, ist das
Reduktionsmittel aufzutauen. In der Regel sind die das Reduktionsmittel
aufnehmende Tanks mit einer Heizung ausgestattet. Im Bereich von
Personenwagen hat sich im Gegensatz zu Nutzfahrzeuganwendungen,
bei denen die Heizung über das Kühlwasser realisiert
wird, eine elektrische Heizung durchgesetzt. Bei elektrischen Heizungen
ist ein effektives Heiz- beziehungsweise Auftaukonzept erforderlich. Dies
ist umso wichtiger, da von der Bordelektrik nur eine begrenzte elektrische
Leistung zur Verfügung gestellt werden kann. Die gesetzlichen
Bestimmungen erfordern ein rasches Auftauen einer begrenzten Reduktionsmittelmenge.
Zur Realisierung des Heizsystems wird die Heizung innerhalb des
Tanks in einem Teilbehälter positioniert. Die Wände
des topfförmig ausgebildeten Teilbehälters sind
aus Kunststoff gefertigt und stellen eine thermische Isolierung
des topfförmig ausgebildeten Teilbehälters zum
gefrorenen Medium, welches im Vorratstank bevorratet wird, dar.
Auf Grund dieser Konstruktion wird die Konvektion des über
die Heizung aufgetauten Reduktionsmittels auf den Teilbehälter,
d. h. den topfförmig ausgebildeten Teilbehälter
beschränkt und dieser weit vor dem Inhalt, des gesamten
Tanks auftauen. Beim Gefrieren dehnt sich das Reduktionsmittel um
ca. 10% seines Volumens aus. Diese Volumenausdehnung darf das System
nicht schädigen, d. h. dieses ist so zu dimensionieren,
dass es dem sich aufbauenden Eisdruck widerstehen kann.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, anstelle der bisher eingesetzten PTC-Elemente die
in der Regel mit einem Wärmeverteiler in Form eines Aluminiumgebildes
ausgestattet sind, ein PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoff beziehungsweise
ein PTC-Verhalten aufweisendes Elastomer zur Erzeugung eines Wärmeflusses
einzusetzen. Mit diesen Werkstoffen kann das SCR-System stark vereinfacht werden.
So ergibt sich zum Beispiel die Möglichkeit, ein derzeit
eingesetztes Sauglanzendesign mit zwei Heizleitern aus Edelstahl,
welches von einem Schrumpfschlauch umgeben ist und ein äußerst
starres Gebilde ist, zu ersetzen. Aufgrund des bisherigen Designs
der Sauglanze, welche ein äußert starres Gebilde
darstellt, ergibt sich für nahezu jede Tankhöhe
zur Aufnahme des gefrierfähigen Reduktionsmittels eine
individuelle Sauglanzenlänge und somit separate Anforderungen
an die Heizung des im Vorratstank eingesetzten topfförmigen
Teilbehälters. Daraus wiederum ergibt sich eine große
Typenvielfalt, die mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
drastisch reduziert werden kann.
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Der
Einsatz von PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoff- oder Elastomermaterial
erlaubt den Verzicht auf den Wärmeverteiler, der in der
Regel ein Aluminiumbauteil ist, in der Heizung des topfförmigen Teilbehälters.
Bei bisher eingesetzten, aus Aluminiummaterial gefertigten Wärmeverteilern,
sind während des Umspritzungsvorganges zum Schutz dieses
Bauteiles gegen das Reduktionsmittel, Öffnungen erforderlich,
die während des Umspritzens nachträglich zu Verschließen
sind und bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung ist zwischen zwei aufeinander gespritzten Kunststoffkörper
durch ein Vorsehen von Aufschmelzkanten die Dichtheit zwischen beiden
Kunststoffteilen gegeben.
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Hinsichtlich
der Komponenten des SCR-Systems kann zum Beispiel im Fördermodul,
mit welchem das Reduktionsmittel aus dem Vorratstank beziehungsweise
aus dem in diesem ausgebildeten topfförmigen Teilbehälter
zum Dosiermodul gefördert wird, ein Reduktionsmittel führender
Kanal aus additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoff hergestellt
werden. Zur Erzeugung des Stromflusses werden in das additivierte
PTC-Verhalten aufweisende Kunststoffmaterial metallische elektrische
Leiter eingespritzt. Die metallischen elektrischen Leiter verlaufen
im Kunststoff zunächst als blanke metallische Leiter und
sind kurz vor dem Austritt aus dem additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden
Kunststoff mit einer Kabelisolation versehen. Diese kann gegebenenfalls über
eine Einzelabdichtung oder dergleichen zur Außenseite hin
abgedichtet werden. Je nach Vorsehen der elektrischen Anschlüsse
am additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoffmaterial, fließt
der Strom. Die Kabel können mit Steckern kontaktiert werden
und das gesamte, aus additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoff
gefertigte Kunststoffgebilde kann zur Erhöhung der Stabilität gegebenenfalls
mit einem umhüllenden, isolierende Eigenschaften aufweisenden
Kunststoffkörper umspritzt werden. Damit lässt
sich das Volumen des eingesetzten additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden
Kunststoffmaterials aus Kostengründen auf ein Minimum beschränken.
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In
einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung, kann anstelle des vorstehend beschriebenen, im
wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Kunststoffgebildes,
das PTC-Verhalten aufweisende Kunststoffmaterial des Fördermoduls
als stark zerklüftetes Kunststoffbauteil zur Verbesserung
der Wärmeabgabe eingespritzt werden. Die Kontaktierung
erfolgt an der Außenseite, wobei die elektrischen Kontakte analog
zur vorstehend skizzierten ersten Ausführungsvariante mit
Einzeladerschichtungen versehen sein können. Die elektrische
Kontaktierung bei dieser Ausführungsvariante kann entweder über
ummantelte Litzen, die als Kabelschwanz einen Stecker aufnehmen,
erfolgen, oder die elektrische Kontaktierung kann in einer stabilisierten, „Kunststoffumspritzung” realisiert
werden, welche den dem Wärmefluss realisierenden, PTC-Verhalten
aufweisenden Kunststoffmaterial umgibt. In diesem Fall können
die Kontakte der elektrischen Kontaktierungen direkt als Zungen
in den PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoff eingespritzt werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung kann die tankbodenseitige Heizung, zum Beispiel
in Gitterform, die Sauglanze sowie die Rücklaufleitung
aus einem kompletten, additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoffmaterial
gefertigt werden. Dieses Elastomergebilde, die tankbodenseitige
Heizung, die Sauglanze sowie die Rücklaufseite umfassend,
eliminiert die kritischen Schnittstellen, die bei der Abdichtung
der elektrischen Leitung beim Eintritt in das Heizelement bei bisher
vorgesehenen Lösungen aufgetreten sind. Bei dieser vorteilhaften
Ausführungsvariante münden zwei aus PTC-Verhalten
aufweisendem Elastomermaterial gefertigte schlauchförmig
konfigurierte Leitungen in ein Heizelement. Eines der Elastomerrohre
dient als Sauglanze, das andere Rohr befördert die Rücklaufmenge
wieder unmittelbar in die Nähe der tankbodenseitig angeordneten
Heizung des topfförmig ausgebildeten Teilbehälters.
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Durch
diese Lösung kann das Problem umgangen werden, bei dem
auf Grund des Abbruchs der Beheizung infolge einer Kavität
um den Heizkörper, der Rücklauf nicht entlang
der beheizten Sauglanze verläuft. Beide Elastomerrohre,
d. h. ein Rücklaufschlauch wie auch der Schlauch der Sauglanze beinhalten
eingespritzte metallische litzenförmige Leiter, die den
Strom in Richtung des tankbodenseitig angeordneten Heizelement führen.
Die metallischen Leiter, die wiederum blank im Elastomer liegen,
enden kurz vor der tankbodenseitigen angeordneten Heizung. Damit
entsteht keine Strombremse in den aus addiviertem- PTC-Verhalten
aufweisenden Elastomerrohren. Diese sind im Tankbodenbereich durch ein
gitterförmig ausgebildetes Heizelement verbunden. Oberhalb
und unterhalb des zum Beispiel gitterförmig ausgebildeten
mindestens einen Quersteg aufweisenden Heizelements, wird die flüssige
Phase des Reduktionsmittels erzeugt, welches nach oben und nach
unten durch Reduktionsmittel in Eisform begrenzt ist. Innerhalb
dieser durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Elastomergebilde geschaffenen Kavität liegt das gefrierfähige
Reduktionsmittel in flüssiger Phase vor. In dieser flüssigen
Phase, d. h. im Bereich der beiden Elastomerschläuche verbindenden
kegelförmig ausgebildeten Heizelements, münden
sowohl die Rücklaufmündung der Rücklaufleitung
als auch die Saugöffnung der Sauglanze.
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In
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
ist gewährleistet, dass das additivierte, PTC-Verhalten
aufweisende Kunststoffmaterial der Elastomerrohre nicht sofort in
die Sättigung gerät und somit der Stromfluss zur
Heizung behindert werden kann. Die elektrische Kontaktierung erfolgt über
zwei voneinander getrennter Kontakte, so zum Beispiel an der Oberseite
des Tankdeckels des Vorratstankes, in dem das gefrierfähige
Reduktionsmittel aufgenommen ist. Im Vergleich zu heute eingesetzten
Sauglanzen sind die erfindungsgemäß vorgeschlagenen
im Tankbodenbereich über ein Heizelement in Gitterform
verbundenen Elastomerrohre sehr biegsam und elastisch. Dies ermöglicht
die Elastomerrohre ineinander zu verschlingen und somit eine gemeinsame lange
Ausführung zu schaffen, die alle Tankhöhen abdecken
kann, was die Typenvielfalt drastisch reduziert.
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Zur
gegenseitigen elektrische Isolation der Elastomerrohre werden diese
mit Scheuerschläuchen versehen. Diese übernehmen
einerseits die elektrische Isolation der Elastomerrohre und verhindern
andererseits den Abrieb an den Schläuchen auf Grund auftretender
Schwingbewegungen bei Betrieb des Fahrzeugs.
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Kurz Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 ein
System zur Abgasnachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine nach
dem SCR-Verfahren,
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2 eine
erste Ausführungsvariante eines plattenförmig
konfigurierten beheizten Teils für ein Fördermodul
eines Abgasnachbehandlungssystems,
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3 eine
Ausführungsvariante einer bisher verwirklichten Beheizung
eines Fördermoduls eines SCR-Systems,
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4 eine
weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung unter Einsatz eines additiviertem, PTC-Verhalten
aufweisenden Kunststoffmaterials,
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und 5 eine
weitere Ausführungsvariante eines Heizungssystems mit einem
Kunststoffgebilde aus additiviertem, PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoffmaterial,
welches eine Rücklaufleitung einer Sauglanze und ein hier
gitterförmig ausgebildetes Heizelement umfasst und
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6 einen
Querschnitt gemäß des Schnittverlaufes VI-VI in 5 durch
die Sauglanze.
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1 zeigt
ein Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem Stand
der Technik. Aus der Darstellung gemäß 1 geht
hervor, dass in einem Tank 10 zur Aufnahme eines gefrierfähigen
Reduktionsmittels wie zum Beispiel Harnstoff, Harnstoffwasserlösung
(handelsübliche Bezeichnung Adblue) ein topfförmiger
Teilbehälter 12 eingelassen ist. Durch diesen
verläuft eine Sauglanze 14, die sich von einer Saugstelle 20 im
Bereich des Bodentankes 18 zu einem Fördermodul 30,
welches sich an der Oberseite des Tanks 10 befindet, erstreckt.
Oberhalb der Saugstelle 20 befindet sich eine Heizung 22,
die ein PTC-Element 24 umfasst, welches auf einem Wärmeverteiler 26,
bei dem es sich bevorzugt um ein Aluminiumbauteil handelt, angeordnet
ist. Über den Wärmeverteiler 26 soll
die vom PTC-Element 24 ausgehende Erwärmung gleichmäßig
innerhalb der Heizung 22 verteilt werden. Über
die Sauglanze 14, die sich von der Heizung 22 zum
Fördermodul 30 erstreckt, wird aufgetautes Reduktionsmittel,
sei es Harnstoff, sei es HWL, zum Fördermodul 30 gefördert.
Das Fördermodul 30 umfasst ein Förderaggregat 32,
bei dem es sich in der Regel um eine Pumpe handelt. Vom Fördermodul 30 erstreckt
sich ein Rücklauf 34 in den Vorratstank 10.
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Vom
Fördermodul 30 erstreckt sich wiederum eine Leitung 38 zu
einem Dosiermodul 36, mit welchem das Reduktionsmittel 16 in
den Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine eingebracht wird und
dort die NOx Bestandteile des Abgases zu
N2 und H2O reduziert.
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Der
Darstellung gemäß 1 geht zudem hervor,
dass im Fördermodul 30 ebenfalls ein PTC-Element 24 aufgenommen
ist, welches auf einem Wärmeverteiler 26, der
bevorzugt aus Aluminium gefertigt ist, angeordnet ist, um die vom
PTC-Element 24 erzeugte Wärme gleichmäßig
innerhalb des Fördermoduls 30 zu verteilen.
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Die
Wärmeverteiler 26 sind zum Schutz gegen das Reduktionsmittel 16 mit
einer dünnen Kunststoffwand umspritzt. Die Sauglanze 14,
die sich durch den topfförmigen Einsatz 12 innerhalb
des Tanks 10 erstreckt, wird über die zur Heizung 22 führenden
elektrischen Leitungen, die als Widerstände ausgebildet
sind, beheizt. Bei der Sauglanze 14 gemäß der
Darstellung in 1 handelt es sich um ein extrudiertes
Elastomerrohr mit zwei durchgängig ausgebildeten Durchgangsöffnungen.
Während eine Öffnung als hydraulischer Ansaugschlauch
dem Reduktionsmittel 16 dient, wird durch die zweite Durchgangsöffnung
einer der beiden Widerstandsdrähte als Heizleiter gezogen.
Der zweite Widerstand verläuft außerhalb der Sauglanze 14 und
wird über einen Schrumpfschlauch mit der Sauglanze 14 innigst verbunden.
Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass der Heizleiter
die hydraulische Saugleitung in der Sauglanze 14 auftaut,
während der außerhalb der Sauglanze 14 laufende
Heizleiter das Eis zwischen Heizung und Luftraum des Tanks auftaut.
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Ausführungsvarianten
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Der
Darstellung gemäß 2 ist eine
erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung in Gestalt eines plattenförmig ausgestalten
Heizelementes für ein Fördermodul zu entnehmen.
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Aus
der Darstellung gemäß 2 geht hervor,
dass in einer ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung eine Heizung 22 durch ein additiviertes,
PTC-Verhalten aufweisendes Kunststoffmaterial 50, das in
einer plattenförmigen Konfiguration ausgebildet ist, gebildet wird.
Ein Kanal 52 ist symmetrisch zu einer Achse 54 ausgebildet
und umfasst einen Zulauf 56 und einen Ablauf 58.
Wie aus der Darstellung gemäß 2 hervorgeht,
ist das plattenförmig ausgebildete, die Heizung 22 darstellende
Gebilde aus addiviertem PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoffmaterial 50 einerseits
durch einen ersten elektrischen Anschluss 60 und andererseits
durch einen zweiten elektrischen Anschluss 62 kontaktiert.
Der erste beziehungsweise der zweite elektrische Anschluss 60,
umfassen jeweils einen metallischen Leiter 66, dessen blankes Leiterende
in einer Einbettung 68 im additiviertem PTC-Verhalten aufweisenden
Kunststoffmaterial 50 eingebettet ist. Die Einbettung ist
durch Position 68 in 2 angedeutet.
Aufgrund der Kontaktierung des addiviertem, PTC-Verhalten aufweisenden
Kunststoffmaterials 50 durch den ersten elektrischen Anschluss 60 beziehungsweise
den zweiten elektrischen Anschluss 62 stellt sich der durch
Bezugszeichen 72 identifizierte Wärmefluss durch
den additiviertem, PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoffkörper 50 ein.
Der Darstellung gemäß 2 ist darüber hinaus
zu entnehmen, dass die beiden elektrischen Anschlüsse 60, 62 durch
eine Einzelabdichtung 74 nach außen abgedichtet
werden können. Die jeweils in den Einbettungen 68 aufgenommenen
blanken Enden der metallischen Leiter 66 sind darüber
hinaus zum Teil von einer Isolierung 70 umgeben. Um das eingesetzte
additvierte, PTC-Verhalten aufweisende Kunststoffmaterial hinsichtlich
seiner Verarbeitungsmenge zu optimieren, kann diese – wie
aus der Darstellung gemäß 2 des weiteren
hervorgeht – von einer Kunststoffumhüllung 64 aus
einem anderen Kunststoffmaterial, welches die obenstehend beschriebenen
wärmeleitenden Eigenschaften auf Wärme und einer
Stromübertragung ermöglichenden Eigenschaften
nicht aufweist, umschlossen sein, um Kosten zu sparen.
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Mit
Q ist der Volumenstrom des Reduktionsmittels durch den Kanal 52 vom
Zulauf 56 zum Ablauf 58 des Kanals 52 bezeichnet.
Anstelle der in 2 dargestellten Einzeladerabdichtung 74 kann
auch als eine andere Abdichtung der Isolation 70 gewählt
werden.
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3 zeigt
eine Ausführung eines Fördermoduls 30 oberhalb
eines gefrierfähigen Reduktionsmittels aufnehmenden Tanks
gemäß des Standes der Technik.
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Wie
aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht,
ist im Fördermodul 30 beziehungsweise in dessen
Kunststoffgehäuse 80 das PTC-Element 24 eingelassen.
Dieses wird über die elektrischen Anschlüsse 40,
die sich hier an der Oberseite des Kunststoffgehäuses 80 befinden,
elektrisch kontaktiert. Das in 3 dargestellte
PTC-Element 24 ist auf einem Wärmeverteiler 26 aufgenommen,
der in der Regel aus Aluminium gefertigt ist und durch dessen flächige
Erstreckung eine Erwärmung des gesamten Kunststoffgehäuses 80 des
Fördermoduls 30 erreicht werden soll. Bezugszeichen 82 beschreibt Halteöffnungen,
an denen der Wärmeverteiler 26, welcher in der
Regel ein Aluminiumbauteil darstellt, bei Beginn der Umspritzung
in Position gehalten wird.
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Der
Darstellung gemäß 4 ist eine weitere Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
unter Verwendung eines additiviertem, PTC-Verhalten aufweisendem
Kunststoffmaterials zu entnehmen.
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Das
in 4 dargestellte Fördermodul 30 umfasst
ebenfalls das Kunststoffgehäuse 80. In dieses
ist das additivierte, PTC-Verhalten aufweisende Kunststoffmaterial 50 eingespritzt.
Dieses wiederum umfasst den ersten elektrischen Anschluss 60 sowie den
zweiten elektrischen Anschluss 62, die an Ober- und Unterseite
aus dem Kunsthoffgehäuse 80 des Fördermoduls 30 gemäß der
Darstellung in 4 herausgeführt sind.
Die beiden elektrischen Kontakte 60, 62 sind – ähnlich
wie in der Ausführungsvariante gemäß 2 – als
blanke Leiter ausgebildet, die an einer Einbettung 68 mit
ihren blanken Enden in das additivierte, PTC-Verhalten aufweisende
Kunststoffmaterial 50 eingebettet sind.
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Wie
aus der Darstellung gemäß 4 hervorgeht,
können ein oder beide elektrische Anschlüsse 60 beziehungsweise 62 – in 4 der
zweite elektrische Kontakt – in Form eines Steckers 92 ausgebildet
werden. Mit Bezugszeichen 90 ist eine Aufschmelzkante bezeichnet,
die sich beim Wärmeeintrag aufgrund ihrer geringen Masse
verflüssigt und eine Abdichtung der elektrischen Kontaktierung
bildet.
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Aus
der Darstellung gemäß 4 geht des weiteren
hervor, dass die elektrischen Anschlüsse 60, 62 anstelle
metallischer Leiter 66 mit einem blanken Ende auch als
Metallzungen 94 ausgebildet sein können, wobei
ein Ende der Metallzunge 94 im Bereich des Steckers 92 liegt
und das andere an der Einbettung 68 in das additivierte-
PTC-Verfahren aufweisende Kunststoffmaterial 50 eingelassen
ist.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung, bei der Heizung, Rücklaufleitung und Saugleitung
ein Bauteil aus Elastomermaterial darstellen.
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Wie
der Darstellung 5 entnommen werden kann, stellen
die Rücklaufleitung 104, die Saugleitung 106 und
die hier gitterförmig ausgebildete Heizung 118 ein
Bauteil da, welches aus dem additiviertem, PTC-Verhalten aufweisenden
Kunststoffmaterial gefertigt ist. Wie der Verlegung der Rücklaufleitung 104 und
der Saugleitung 106 gemäß der Darstellung in 5 entnommen
werden kann, sind die Leitungen 104 und 106 äußerst
flexibel. Werden die Rücklaufleitung 104 und die
Saugleitung 106 mit einer Scheuerummantelung umgeben, so
können diese auch innerhalb des Tanks 10 verdrillt
werden. So lässt sich ein Kunststoffgebilde aus Rücklaufleitung 104 und
der Saugleitung 106 und eine zum Beispiel gitterförmig
ausgebildete Heizung 118 schaffen, welches als ein Bauteil
an die unterschiedlichsten Tankhöhen angepasst werden kann,
was die Teilevielfalt im Gegensatz zur Lösung der starr
ausgebildeten Sauglanze gemäß der Darstellung
in 1 erheblich herabsetzt.
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5 zeigt
des weiteren, dass die Rücklaufleitung 104 mit
dem zweiten elektrischen Anschluss 62 kontaktiert ist,
während die Saugleitung 106 am Deckel 100 des
Tanks 10 durch den ersten elektrischen Anschluss 60 kontaktiert
ist. Die elektrischen Verbindungen erstrecken sich in Form von Litzen 108 durch
das additivierte, PTC-Verhalten aufweisende Kunststoffmaterial bis
zur hier gitterförmig ausgebildeten Heizung 118,
die im Bereich des Tankbodens 18 des gefrierfähigen
Reduktionsmittel 16 aufnehmenden Tanks 10 angeordnet
ist. Im Bereich der hier gitterförmig ausgebildeten Heizung 118 verläuft
ein Quersteg 120, von dem sich zum Beispiel in vertikaler
Richtung nach oben und unten einzelne Gitterfortsätze 122 erstrecken
können. Neben der in 5 dargestellten,
in Gitterform ausgebildeten Heizung 118 kann diese selbstverständlich
auch in anderen Geometrien ausgebildet sein. Vorteilhaft ist eine möglichst
große Oberfläche um einen möglichst hohen
Wärmeeintrag in das gefrorene Reduktionsmittel 16,
welches in Eisform 110 vorliegt einzubringen. Aus der Darstellung
gemäß 5 geht hervor, dass im Bereich
der hier in Gitterform ausgebildeten Heizung 118 zwischen
der Rücklaufleitung 104 und der Saugleitung 106 ein
Bereich mit flüssiger Phase 112 gebildet ist,
der an beiden Seiten durch in Eisform 110 vorliegendes
gefrierfähiges Reduktionsmittel 16 begrenzt ist.
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Im
Bereich der flüssigen Phase 112 liegen in der
in 5 dargestellten Ausführungsvariante auch die
Rücklauföffnung 114 der Rücklaufleitung 104 beziehungsweise
die Zulauföffnung 116 der Saugleitung 106 der
Sauglanze 14.
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Der
Vorratstank 10 gemäß der Darstellung
in 5 ist an der Oberseite durch den Deckel 100 unter
Zwischenschaltung einer Dichtung 102 abgedichtet.
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Durch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung
wird die Problematik umgangen, die sich bei bisher dargestellten
Lösungen einer Beheizung eines Tanks dadurch ergeben haben,
dass die elektrischen Leitungen beim Eintritt in die Heizungen abzudichten sind.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
handelt es sich um zwei Elastomerrohre, d. h. die Rücklaufleitung 104 und
die Saugleitung 106 die unmittelbar durch den Steg 120 die
hier in Gitterform ausgebildete Heizung 118 bilden. Des
weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Lösung die Problematik umgangen werden, wonach bei Abbruch
der Beheizung infolge einer Kavität um die Heizung, der
Rücklauf nicht mehr entlang der beheizten Sauglanze den
Weg nach unten findet. Beide Elastomerrohre, d. h. sowohl die Rücklaufleitung 104 der Saugleitung 106 beinhalten
eingespritzte metallische Leiter, siehe Bezugszeichen 108 in 5,
die den Strom in Richtung der im Bereich des Tankbodens 18 angeordneten
Heizung 118 transportieren. Die metallischen Leiter, die
wiederum blank im Elastomer eingelassen sind, enden kurz vor der
im Bereich des Tankbodens 18 angeordneten Heizung 118,
die in der Ausführungsvariante gemäß 5 gitterförmig
ausgebildet ist. Dadurch entsteht keine Strombremse in dem aus additivertem,
PTC-Verhalten aufweisenden Kunststoffmaterial. Durch diese Lösung
ist gewährleistet, dass das additivierte, PTC-Verhalten
aufweisende Kunststoffmaterial in der Rücklaufleitung 104 sowie
der Saugleitung 106 nicht unmittelbar in die Sättigung
gerät und somit der Stromfluss zur Heizung 118 beschränkt
würde. Die elektrische Kontaktierung an den elektrischen
Anschlüssen 60, 62 kann analog zu der
in 4 und 2 dargestellten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung
erfolgen.
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Im
Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführungsvariante
der Sauglanze 14 ist die in 5 dargestellte
Ausführungsvariante mit Rücklaufleitung 104,
Saugleitung 106 und zwischen diesen integrierte Heizung 118 sehr
biegsam und elastisch. Dies hat zur Folge, dass die Rücklaufleitung 104 und
die Saugleitung 106 ineinander verschlungen werden können
und somit eine gemeinsame, längere Ausführung
alle Tankhöhen abdecken kann, was eine Einheitslösung
begünstigt. Zur gegenseitigen elektrischen Isolation der
Rücklaufleitung 104 beziehungsweise der Saugleitung 106 beim
Verdrillen, werden diese mit Scheuerschläuchen versehen. Diese übernehmen
ihrerseits eine elektrischen Isolation, andererseits verhindern
sie den Abtrieb an den Außenseiten der Schläuche
auf Grund der im Betreib des Fahrzeuges auftretenden Schwingbewegungen.
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Der
Darstellung gemäß 6 ist ein
Schnittverlauf durch die Saugleitung gemäß der
Darstellung in 5 entlang des Schnittverlaufes
VI-VI zu entnehmen.
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6 zeigt,
dass in die Sauglanze 14 beziehungsweise die Saugleitung 106 eine
Saugbohrung 124 eingebracht ist. Zentrisch zu dieser verläuft
das Material, d. h. additivierte, PTC-Verhalten aufweisende Kunststoffmaterial
der Saugleitung 106 die Litze 108 wie in 5 im
Schnitt dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0982884
A2 [0002, 0002]
