DE102014211251A1 - Supply module for an exhaust aftertreatment system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Versorgungsmodul (10) zur Förderung eines Betriebs-/Hilfsstoffes eines Abgasnachbehandlungssystems. Das Versorgungsmodul (10) umfasst einen Trägerkörper (24) an dem ein Förderaggregat (16) und ein Filter (12) aufgenommen sind. Auf dem Trägerkörper (24) ist ein topfförmiges Heizelement (56) angeordnet, das ein Reservoir (66) für den Betriebs-/Hilfsstoff bildet.The invention relates to a supply module (10) for conveying an operating / auxiliary substance of an exhaust aftertreatment system. The supply module (10) comprises a carrier body (24) on which a delivery unit (16) and a filter (12) are accommodated. On the support body (24) a pot-shaped heating element (56) is arranged, which forms a reservoir (66) for the operating / auxiliary material.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht sich auf ein Versorgungsmodul für ein Abgasnachbehandlungssystem, mit welchem ein Betriebs-/Hilfsstoff, insbesondere ein Reduktionsmittel dem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. The invention relates to a supply module for an exhaust aftertreatment system, with which an operating / auxiliary material, in particular a reducing agent is supplied to the exhaust gas line of an internal combustion engine.

DE 10 2013 217 333 A1 betrifft einen Im-Tank-Filter und ein für diesen geeignetes Filtermedium. Der Im-Tank-Filter dient der Filterung einer Flüssigkeit und weist eine erste Filterseite und eine zweite Filterseite auf. Zwischen diesen ist ein Aufnahmeraum angeordnet, ferner ist über einen Anschluss gefilterte Flüssigkeit aus dem Aufnahmeraum ableitbar. Zum Bilden eines Gehäuses ist eine ringförmige Umfangswand vorgesehen, welche die erste Filterseite und die zweite Filterseite umschließt, wobei zumindest eine Filterseite ein plissiertes Filtermedium aufweist. DE 10 2013 217 333 A1 relates to an in-tank filter and a suitable filter medium for this. The in-tank filter is used to filter a liquid and has a first filter side and a second filter side. Between these, a receiving space is arranged, also filtered via a terminal liquid from the receiving space can be derived. To form a housing, an annular peripheral wall is provided, which encloses the first filter side and the second filter side, wherein at least one filter side has a pleated filter medium.

DE 10 2013 222 288 A1 bezieht sich auf ein Versorgungsmodul zur Förderung eines Betriebs-/Hilfsstoffes. Ein Versorgungsmodul zur Förderung eines Betriebs-/Hilfsstoffes, insbesondere eines gefrierfähigen Reduktionsmittels für ein Abgasnachbehandlungssystem umfasst ein Trägerteil, an dem ein Förderaggregat und ein Filter aufgenommen sind. Das Filter stellt eine Halterung für eine dieses im Wesentlichen umschließende Heizung dar. Der Filterkörper des Filters umfasst eine erste und eine zweite Gehäusehälfte. Die Heizung wird durch eine Anzahl von Heizdrahtwindungen gebildet. Das Filter ist auf einer Aufsatzfläche eines topfförmig ausgebildeten Trägerteiles positioniert. DE 10 2013 222 288 A1 refers to a supply module for the promotion of an operating / auxiliary substance. A supply module for conveying an operating / auxiliary substance, in particular a freezable reducing agent for an exhaust gas aftertreatment system, comprises a carrier part, on which a delivery unit and a filter are accommodated. The filter constitutes a support for a substantially enclosing heater. The filter body of the filter comprises a first and a second housing half. The heater is formed by a number of Heizdrahttwindungen. The filter is positioned on a top surface of a cup-shaped carrier part.

Das Filter des Versorgungsmodules hat die Aufgabe, den Urschmutz sowie den zusätzlich während der Nachtankvorgänge eingebrachten Schmutz zu filtern, um sensible Bauteile, beispielsweise das Förderaggregat sowie das den Betriebs-/Hilfsstoff in den Abgastrakt eindosierende Dosiermodul zu schützen. Die Hauptschmutzbeladung über die Lebensdauer des Filters entsteht durch den eingebrachten Schmutz beim Nachtanken (zumindest 75 %). Da das Filter für die Lebensdauer des Versorgungsmoduls ausgelegt werden soll, muss dessen Kapazität entsprechend hoch sein, um diese Anforderung zu erfüllen. Dadurch und durch den nur begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum bedingt ergibt sich ein relativ hoher Filteraufbau. Um das Filter gemäß DE 10 2013 222 288 A1 ist ein Widerstandsheizer in Gestalt eines Heizdrahtes mit konstantem Querschnitt gewickelt, der die Aufgabe hat, in gefrorenem Zustand im Filterinneren eingeschlossenes Reduktionsmedium einerseits sowie das das Filter umgebende Tankvolumen andererseits aufzutauen. Um Bauteile und Kosten zu sparen sowie eine effiziente Heizleistung sicherzustellen, wird in der Lösung gemäß DE 10 2013 222 288 A1 der Stützkörper für die Heizdrahtwindungen der Widerstandsheizung der Filterkörper des Filters genutzt. Durch die beschriebenen Anforderungen an das Filter und an den Heizdraht, der auslegungsbedingt eine Länge von mehr als 3 m aufweist, ergeben sich Betriebszustände für die Filterheizungskombination in Abhängigkeit vom Füllstand des Betriebs-/Hilfsstoffes im Vorratstank. Bei dem Betriebs-/Hilfsstoff handelt es sich insbesondere um ein gefrierfähiges Reduktionsmittel, beispielsweise Harnstoff oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung, die bei Außentemperaturen von unter –11°C gefriert. The filter of the supply module has the task to filter the original dirt as well as the additionally introduced during Nachankvorgänge dirt to protect sensitive components, such as the delivery unit as well as the dosing / metering the operating / excipient in the exhaust system dosing. The main dirt load over the life of the filter is caused by the introduced dirt during refueling (at least 75%). Since the filter is to be designed for the service life of the supply module, its capacity must be correspondingly high in order to meet this requirement. As a result, and due to the limited space available results in a relatively high filter design. To the filter according to DE 10 2013 222 288 A1 is a resistance heater wound in the form of a heating wire with a constant cross-section, which has the task of thawing in the frozen state inside the filter enclosed reducing medium on the one hand and the surrounding the filter tank volume on the other. In order to save components and costs as well as to ensure an efficient heating performance, the solution according to DE 10 2013 222 288 A1 used the support body for the heating wire windings of the resistance heating of the filter body of the filter. Due to the described requirements for the filter and the heating wire, the design has a length of more than 3 m, resulting in operating conditions for the filter heater combination depending on the level of the operating / auxiliary material in the storage tank. The operating / auxiliary substance is, in particular, a freezable reducing agent, for example urea or a urea-water solution, which freezes at outside temperatures below -11 ° C.

Die sich ergebenden Betriebszustände in Abhängigkeit der Füllhöhe des Betriebs-/Hilfsstoffes im Vorratstank zwischen „vollständig mit Flüssigkeit bedeckt“ und „nur im trägernahen Bereich mit Flüssigkeit bedeckt“ oder auch „vollständig an Luft liegend“. The resulting operating conditions as a function of the filling level of the operating / auxiliary substance in the storage tank between "completely covered with liquid" and "only in the region close to the liquid covered with liquid" or "completely lying in the air".

Im Falle einer nur teilweisen oder gar keiner Flüssigkeitsbedeckung des Filters und der Heizung mit dem gefrierfähigen Reduktionsmittel im Vorratstank, kommt es zu einer starken Temperaturerhöhung freiliegender Heizdrahtbereiche. Die Ursache dafür ist eine zu hohe lokale Energieabgabe, die nicht an die Umgebung abgegeben werden kann. Um Bauteilbeschädigungen des Filters sowie des Trägerteiles durch unzulässig hohe Temperaturen zu vermeiden, wird bei der Lösung gemäß DE 10 2013 222 288 A1 die Heizleistung durch ein Steuergerät vermindert. Die damit verbundene Reduzierung der Heizleistung führt jedoch zu einer Verschlechterung des Auftauverhaltens in diesen Betriebszuständen.In the case of only partial or no liquid coverage of the filter and the heating with the freezable reducing agent in the storage tank, there is a strong increase in temperature of exposed Heizdrahtbereiche. The reason for this is too high a local energy output that can not be released to the environment. In order to avoid component damage to the filter and the support member by inadmissibly high temperatures, is in the solution according to DE 10 2013 222 288 A1 the heating power is reduced by a control unit. However, the associated reduction in heating power leads to a deterioration of the thawing behavior in these operating conditions.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Versorgungsmodul zur Förderung eines Betriebs-/Hilfsstoffes eines Abgasnachbehandlungssystems vorgeschlagen, welches einen Trägerkörper aufweist, an dem ein Förderaggregat und ein Filter aufgenommen sind. Auf dem Trägerkörper befindet sich ein topfförmig konfiguriertes Heizelement, welches ein Reservoir zur Aufnahme eines Vorrates von Betriebs-/Hilfsstoff bildet. According to the invention, a supply module for conveying an operating / auxiliary substance of an exhaust aftertreatment system is proposed, which has a carrier body, on which a delivery unit and a filter are accommodated. On the carrier body is a cup-shaped configured heating element, which forms a reservoir for receiving a stock of operating / auxiliary material.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird eine Kombination eines Widerstandsheizelementes zusammen mit einer das Versorgungsmodul nahezu voll umschließende Topfstruktur erreicht. Anstelle einzelner Heizdrahtwindungen wird ein eine relativ große Oberfläche aufweisendes Heizelement vorgeschlagen, welches eine Topfwand umfasst, in welche Heizdrähte oder Stanzgitter eingebettet sein können. Andererseits besteht die Möglichkeit, die Topfwand als Stahlband zu fertigen und die Topfwand über elektrische Anschlüsse mit einem Steuergerät zu verbinden. As a result of the solution proposed according to the invention, a combination of a resistance heating element together with a pot structure almost completely enclosing the supply module is achieved. Instead of individual heating wire windings, a heating element having a relatively large surface is proposed, which comprises a pot wall in which heating wires or stamped grid can be embedded. On the other hand, it is possible to manufacture the pot wall as a steel strip and connect the pot wall via electrical connections with a control unit.

In vorteilhafter Weise ist die Topfwand des topfförmigen Heizelementes als Edelstahlband oder als Stahlband einstückig ausgebildet und an einer Stoßfuge gefügt. Advantageously, the pot wall of the pot-shaped heating element is formed as a stainless steel band or as a steel strip in one piece and joined to a butt joint.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Topfwand des topfförmigen Heizelementes als Kunststoffumspritzung auszubilden, in die ein oder mehrere Heizdrähte oder Stanzgitter eingebettet sein können, so dass ein ein geschlossenes Reservoir bildendes topfförmiges Bauteil erhalten wird. Alternatively, it is possible to form the pot wall of the pot-shaped heating element as a plastic encapsulation, in which one or more heating wires or stamped grid can be embedded, so that a cup-shaped component forming a closed reservoir is obtained.

Anstelle einer einstückigen Ausbildung der Topfwand des topfförmigen Heizelementes besteht die Möglichkeit, die Topfwand aus einer ersten Topfhälfte und einer zweiten Topfhälfte, die jeweils separate Bauteile darstellen, zu fügen. Instead of a one-piece design of the pot wall of the cup-shaped heating element, it is possible to add the pot wall of a first half pot and a second half pot, each representing separate components.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird die Topfwand des topfförmigen Heizelementes in einer Topfhöhe ausgebildet, die im Wesentlichen einer Bauhöhe des Förderaggregates entspricht, welches von der Topfwand umschlossen ist. Die Topfwand wird auf der Oberseite des Trägerkörpers angeordnet, auf der auch das den Betriebs-/Hilfsstoff fördernde Förderaggregat aufgenommen ist. Entspricht die Topfhöhe im Wesentlichen beispielsweise der Bauhöhe des Förderaggregates, welches ebenfalls auf der Oberseite des Trägerkörpers aufgenommen ist, wird durch die Topfwand ein wirkungsvoller Schwappschutz geschaffen. So lassen sich Schwappbewegungen bei Bergfahrten bzw. bei hohen Beschleunigungen des Fahrzeugs verkraften, wobei gewährleistet ist, dass stets ein Restvolumen des Betriebs-/Hilfsstoffes im Ansaugbereich des Förderaggregates verbleibt, so dass es an diesem zu keinen Druckeinbrüchen kommt. Zusätzlich verhindert das topfförmige Heizelement im Heizbetrieb das Wegfließen aufgetauten Mediums in einen noch gefrorenen Tankbereich. In an advantageous embodiment of the proposed solution according to the invention, the pot wall of the cup-shaped heating element is formed in a pot height, which substantially corresponds to a height of the delivery unit, which is enclosed by the pot wall. The pot wall is arranged on the upper side of the carrier body, on which also the operating / auxiliary material-promoting delivery unit is accommodated. Corresponds to the pot height substantially, for example, the height of the delivery unit, which is also received on the top of the carrier body, an effective Schwappschutz is created by the pot wall. Thus, sloshing movements when driving uphill or at high accelerations of the vehicle can cope, it being ensured that always a residual volume of the operating / auxiliary substance remains in the intake of the delivery unit, so that there is no pressure drops on this. In addition, the cup-shaped heating element prevents the thawed medium flowing away in a still frozen tank area in heating mode.

In vorteilhafter Weise umschließt die Topfwand des topfförmigen Heizelementes einen als Kreissegment ausgeführten Filterkörper. Die Krümmung des Kreissegmentes entspricht der Krümmung der Topfwand; ferner kann der Filterkörper hinsichtlich seiner Höhe so dimensioniert werden, dass dessen Höhe im Wesentlichen der Topfhöhe entspricht. Weiterhin kann der Filterkörper ebenfalls direkt in das topfförmige Heizelement integriert werden, was zu einer weiteren Bauraum-, Kosten- und Bauteileinsparung führt.In an advantageous manner, the pot wall of the cup-shaped heating element surrounds a filter body designed as a circular segment. The curvature of the circle segment corresponds to the curvature of the pot wall; Furthermore, the filter body can be dimensioned in terms of its height so that its height substantially corresponds to the pot height. Furthermore, the filter body can also be integrated directly into the cup-shaped heating element, which leads to a further space, cost and component savings.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Versorgungsmodul wird insbesondere in einem Abgasnachbehandlungssystem verwendet zur Förderung und Beheizung eines gefrierfähigen Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstoff-Lösung oder einer Harnstoff-Wasser-Lösung zur Reduktion von NOx-Bestandteilen im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine. The supply module proposed according to the invention is used in particular in an exhaust gas aftertreatment system for conveying and heating a freezable reducing agent, in particular a urea solution or a urea-water solution for the reduction of NO x components in the exhaust gas of an internal combustion engine.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zur Ausbildung des Versorgungsmoduls für ein Abgasnachbehandlungssystem vermeidet insbesondere kritische, d.h. zu hohe Bauteiltemperaturen die bei freiliegenden Widerstandsheizungen, die nicht von einem Medium benetzt sind, auftreten können. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann aufgrund der großen Oberfläche des topfförmigen Heizelementes die gesamte zur Verfügung stehende elektrische Leistung im Heizbetrieb genutzt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung des topfförmigen Heizelementes ist eine signifikante Erhöhung der Heizoberfläche zur Erhöhung des Kontaktbereiches mit dem zu erwärmenden Betriebs-/Hilfsstoff realisierbar. Die gesamte pro Heizvorgang auftaubare Menge des Betriebs-/Hilfsstoffes im Vorratstank kann erhöht werden. Durch die Topfwand des topfförmigen Heizelementes wird ein geschlossenes Flüssigkeitsreservoir realisiert, welches oberhalb des Versorgungsmoduls liegt und ein verbessertes Auftau- und Dosierbereitschaftsverhalten sowie einen Schwappschutz bei Schräglagen und Beschleunigung des Fahrzeugs bietet. Aufgrund des sehr einfachen Aufbaus des erfindungsgemäß vorgeschlagenen topfförmigen Heizelementes, lassen sich die Kosten reduzieren durch Vereinfachung des Aufbaus sowie durch eine einfache Montage des Heizelementes auf der Oberseite des Trägerkörpers des Versorgungsmoduls. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich des Weiteren der zur Verfügung stehende Bauraum in optimaler Weise zur Bereitstellung eines geschlossenen Reservoirs für aufzutauenden Betriebs-/Hilfsstoff ausnutzen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird zum einen durch die deutlich größere Ausdehnung des topfförmigen Heizelementes dessen Oberfläche vergrößert, wodurch sich die lokale Leistung der Heizung verringert. Die lokale Leistung der Heizung kann derart eingestellt werden, dass die maximal an Luft erreichbare Temperatur des topfförmigen Heizelementes kritische Bauteilgrenztemperaturen nicht überschreitet. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung vermieden werden, die Heizleistung insgesamt zu reduzieren, um unzulässig hohe Temperaturen an einzelnen Bauteilen zu verringern. Es kann vielmehr die gesamte vom Steuergerät zur Verfügung gestellte Heizleistung verwendet und zum Auftauen des Betriebs-/Hilfsstoffes eingesetzt werden. Durch die größere Ausdehnung des eine große Oberfläche aufweisenden topfförmigen Heizelementes werden nun auch Bereiche des Vorratstankes erreicht, die mit lokal begrenzten Heizelementen nicht erreicht werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die maximale Auftaumenge in einem Vorratstank zu erhöhen. The inventively proposed solution for the formation of the supply module for an exhaust aftertreatment system avoids in particular critical, i. component temperatures that are too high that can occur with exposed resistance heaters that are not wetted by a medium. Due to the solution proposed by the invention, the entire available electrical power can be used in heating operation due to the large surface of the cup-shaped heating element. By inventively proposed embodiment of the cup-shaped heating element, a significant increase in the heating surface to increase the contact area with the operating / auxiliary material to be heated is realized. The total defrostable per heating process amount of the operating / auxiliary substance in the storage tank can be increased. Through the pot wall of the cup-shaped heating element, a closed liquid reservoir is realized, which is above the supply module and provides improved defrosting and Dosierbereitschaftsverhalten and a Schwappschutz at slopes and acceleration of the vehicle. Due to the very simple structure of the cup-shaped heating element proposed according to the invention, the costs can be reduced by simplifying the structure and by a simple mounting of the heating element on the top of the carrier body of the supply module. By the solution proposed according to the invention, furthermore, the available installation space can be optimally utilized for providing a closed reservoir for thawing operating / auxiliary substance. By the proposed solution according to the invention on the one hand by the significantly larger extent of the cup-shaped heating element increases its surface, whereby the local power of the heater is reduced. The local power of the heater can be adjusted such that the maximum achievable in air temperature of the pot-shaped heating element does not exceed critical component limit temperatures. Furthermore, it can be avoided by the proposed solution according to the invention to reduce the total heating power to reduce inadmissible high temperatures of individual components. Rather, the entire heating power provided by the control unit can be used and used for thawing the operating / auxiliary substance. Due to the greater extent of the pot-shaped heating element having a large surface, areas of the storage tank are now also reached which are not achieved with locally limited heating elements. This makes it possible to increase the maximum Auftaumenge in a storage tank.

Weiterhin ist das topfförmige Heizelement so ausgebildet, dass dies umlaufend im Vorratstank ausgebildet ist und eine 360°-Verteilung der Heizleistung ermöglicht. Damit kann eine Vergrößerung des Wirkbereiches des topfförmigen Heizelementes erreicht werden, wobei sich der Wirkbereich nach innen in Richtung auf das Versorgungsmodul erstreckt und nach außen hin in Richtung des Versorgungstankes. Durch die topfförmige Konfiguration des Heizelementes wird eine Wärmeabstrahlung in horizontale Richtung ebenfalls signifikant verbessert, was zur Vermeidung kaminartiger Kavitäten führt. Furthermore, the cup-shaped heating element is designed so that this is formed circumferentially in the storage tank and allows a 360 ° distribution of the heating power. Thus, an enlargement of the effective range of the cup-shaped heating element can be achieved, wherein the effective range extends inwards in the direction of the supply module and towards the outside in the direction of the supply tank. Due to the pot-shaped configuration of the heating element, a heat radiation in the horizontal direction is also significantly improved, which leads to the avoidance of chimney-like cavities.

Durch das topfförmige Heizelement werden zwei weitere Aufgaben erfüllt: zum einen wird beim Auftauen des Betriebs-/Hilfsstoffs der flüssige Betriebs-/Hilfsstoff im Inneren des Versorgungsmoduls gehalten. Ein Abfließen in einen noch gefrorenen Tankbereich wird verhindert. Zum anderen wird zusätzlich bei Schwappbewegungen und Bergfahrten bzw. hohen Beschleunigungen des Fahrzeugs ein Restvolumen im Ansaugbereich des Förderaggregates des Versorgungsmoduls gehalten, so dass Druckeinbrüche bei der Förderung des Betriebs-/Hilfsstoffes vermieden werden. The cup-shaped heating element fulfills two further tasks: first, the thawing of the operating / auxiliary substance keeps the liquid operating / auxiliary substance inside the supply module. A drain into a still frozen tank area is prevented. On the other hand, a residual volume in the intake of the delivery unit of the supply module is held in addition to sloshing and mountain driving or high acceleration of the vehicle so that pressure drops in the promotion of the operating / auxiliary material can be avoided.

Es besteht die Möglichkeit, durch Integration von Sensoren in das topfförmige Heizelement eine Bauteilüberwachung zu realisieren, was zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit sowie zu einer Verbesserung der Steuerung des topfförmigen Heizelementes genutzt werden kann. Des Weiteren kann in einer vorteilhaften Ausführungsvariante eine thermische Kontaktierung des topfförmigen Heizelementes mit mindestens einem Heizleiter durch einen Verguss oder durch einen bei Wärmezufuhr expandierenden Kunststoff nach der Montage erreicht werden. So könnte beispielweise mindestens ein Heizdraht oder mindestens ein Heizleiter mit einer Folie beschichtet werden, welche sich bei Wärmeeinwirkung einmalig ausdehnt und auf diese Weise montagebedingte Arbeits- und Luftspalte ausgleicht, d.h. schließt. Dadurch lässt sich eine weitere Reduzierung thermischer Verluste erreichen. Aufgrund der beidseitigen Wärmeabstrahlung des topfförmigen Heizelementes nach innen in Richtung auf das Versorgungsmodul und nach außen auf die dieses umgebenden Vorratstank, ist ein effektiver Wärmeeintrag sowie eine wesentlich bessere Auftauleistung erzielbar. Es kann eine sich um 360° erstreckende umlaufende Wärmeabstrahlung erreicht werden, wobei diese im Wesentlichen horizontal verläuft. Wird ein Filterkörper integriert, kann eine Filter-Heiztopf-Kombination realisiert werden. Werden topfförmige Heizelemente aus Kunststoffmaterial, insbesondere aus HDPE gefertigt, so kann das topfförmige Heizelement direkt mit einem Versorgungsmodul, welches ebenfalls aus HDPE gefertigt ist, stoffschlüssig verbunden werden. It is possible to realize a component monitoring by integration of sensors in the pot-shaped heating element, which can be used to increase the reliability and to improve the control of the cup-shaped heating element. Furthermore, in an advantageous embodiment variant, a thermal contacting of the cup-shaped heating element with at least one heating conductor can be achieved by encapsulation or by a plastic which expands upon heat supply after assembly. Thus, for example, at least one heating wire or at least one heating conductor could be coated with a film which expands once when exposed to heat and thus compensates assembly-related working and air gaps, i. closes. This makes it possible to achieve a further reduction of thermal losses. Due to the two-sided heat radiation of the cup-shaped heating element inwardly in the direction of the supply module and outwardly on the surrounding storage tank, an effective heat input and a much better Auftauleistung can be achieved. It can be achieved by 360 ° extending circumferential heat radiation, which extends substantially horizontally. If a filter body integrated, a filter-heater combination can be realized. If cup-shaped heating elements made of plastic material, in particular made of HDPE, so the pot-shaped heating element can be directly connected to a supply module, which is also made of HDPE, cohesively.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben:With reference to the drawing, the invention will be described in more detail below:

Es zeigt:It shows:

1 die perspektivische Ansicht eines Versorgungsmoduls eines Abgasnachbehandlungssystems, 1 the perspective view of a supply module of an exhaust aftertreatment system,

2 die Anbindung des Versorgungsmoduls gemäß der Darstellung in 1 an einen Vorratstank im Bereich des Tankbodens, 2 the connection of the supply module as shown in 1 to a storage tank in the area of the tank bottom,

3 eine perspektivische Draufsicht auf ein topfförmiges Heizelement, 3 a perspective top view of a cup-shaped heating element,

4.1 bis 4.4 schematische Darstellungen von Ausführungsalternativen der Topfwand, 4.1 to 4.4 schematic representations of alternative embodiments of the pot wall,

5 ein topfförmiges Heizelement als Kunstkörper mit aufgebrachtem Filtermaterial und um dieses gewickelte Heizdrähten und 5 a pot-shaped heating element as an artificial body with applied filter material and wound around this heating wires and

6 eine Verbindung von Heizdrähten mit einem HDPE-Topf durch Verguss oder durch ein bei Wärmezufuhr expandierendes Material. 6 a combination of heating wires with a HDPE pot by encapsulation or by a heat-expanding material.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß 1 ist ein Versorgungsmodul 10 zu entnehmen, das einen quaderförmig ausgebildeten Filter 12 aufweist. Das Versorgungsmodul 10 umfasst ferner ein Förderaggregat 16 mit welchem angesaugter Betriebs-/Hilfsstoff über einen hydraulischen Anschluss 26 einem in 1 nicht dargestellten Dosiermodul eines Abgasnachbehandlungssystems zuführt. Des Weiteren umfasst das Versorgungsmodul 10 gemäß der perspektivischen Darstellung in 1 eine Heizung 18, die mehrere Heizdrahtwindungen 20 aufweist, die um einen Filterkörper des Filters 12 herumgewickelt sind. Das Filter 12 und das Förderaggregat 16 sind auf der Oberseite eines Trägerkörpers 24, welcher beispielsweise als Spritzgusskunststoffbauteil gefertigt ist, aufgenommen. Die Heizung 18, mehrere Heizdrahtwindungen 20 umfassend, ist über elektrische Anschlüsse 22 elektrisch kontaktiert und mit einem in 1 nicht dargestellten Steuergerät verbunden. Neben dem hydraulischen Anschluss 26 umfasst der Trägerkörper 24 weitere Anschlussstecker 28. The representation according to 1 is a supply module 10 to remove that a cuboid filter 12 having. The supply module 10 further comprises a delivery unit 16 with which sucked operating / auxiliary material via a hydraulic connection 26 one in 1 not shown dosing of an exhaust aftertreatment system supplies. Furthermore, the supply module includes 10 according to the perspective view in 1 a heater 18 that has multiple filament windings 20 which surrounds a filter body of the filter 12 are wrapped around. The filter 12 and the delivery unit 16 are on top of a carrier body 24 , which is made for example as injection molded plastic component, added. The heating system 18 , several filament windings 20 comprehensive, is via electrical connections 22 electrically contacted and with an in 1 not shown control unit connected. In addition to the hydraulic connection 26 includes the carrier body 24 further connection plugs 28 ,

2 zeigt wie das in 1 in perspektivischer Draufsicht dargestellte Versorgungsmodul an einen Vorratstank, insbesondere im Bereich von dessen Tankboden angebunden ist. 2 shows like that in 1 shown in perspective plan view supply module is connected to a storage tank, in particular in the region of the tank bottom.

2 zeigt, dass das Versorgungsmodul 10 von der Unterseite her am Tankboden 32 eines Vorratstanks 30 montiert wird. Im Inneren des Vorratstanks 30 ist durch Bezugszeichen 34 ein Flüssigkeitspegel angedeutet, bis zu dem der Vorratstank 30, ausgehend vom Tankboden 32, mit einem gefrierfähigen Betriebs-/Hilfsstoff, im vorliegenden Falle Harnstoff oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung, befüllt. ist. Der Flüssigkeitspegel 34 gemäß der Darstellung in 2 reicht im Vorratstank 30 nur bis zu einer bestimmten Höhe. Der Flüssigkeitspegel 34 definiert dadurch an der Heizung 18, die um das Filter 12 in Form von Heizdrahtwindungen 20 gewickelt ist, einen unbenetzten Bereich 36. Im unbenetzten Bereich 36 liegen die Heizdrahtwindungen 20 der Heizung 18 frei. Hier liegt kein Medium vor, an welches die Heizleistung abgegeben werden könnte. Unterhalb des Flüssigkeitspegels 34 wird ein benetzter Bereich 38 definiert, innerhalb dessen die einzelnen Heizdrahtwindungen 20 der Heizung 18 vom Betriebs-/Hilfsstoff benetzt sind, der die von der Heizung 18 zur Verfügung gestellte Heizleistung aufnimmt. 2 shows that the supply module 10 from the bottom of the tank bottom 32 one storage tanks 30 is mounted. Inside the storage tank 30 is by reference numerals 34 a liquid level indicated, to which the storage tank 30 , starting from the bottom of the tank 32 , with a freezable operating / excipient, in the present case urea or a urea-water solution, filled. is. The liquid level 34 as shown in 2 is enough in the storage tank 30 only up to a certain height. The liquid level 34 defined by the heater 18 that around the filter 12 in the form of Heizdrahttwindungen 20 Wrapped is an unwetted area 36 , In the unwetted area 36 are the Heizdrahtwindungen 20 the heater 18 free. Here there is no medium to which the heating power could be delivered. Below the liquid level 34 becomes a wetted area 38 defined, within which the individual Heizdrahttwindungen 20 the heater 18 are wetted by the operating / auxiliary material, that of the heating 18 provided heating power absorbs.

Aus der Darstellung der 2 ergibt sich des Weiteren, dass sich an der Unterseite des Trägerkörpers 24 des Versorgungsmoduls 10 der hydraulische Anschluss 26 sowie Anschlussstecker 28 zur elektrischen Kontaktierung der Heizung 18 befinden. From the representation of 2 also results that on the underside of the carrier body 24 of the supply module 10 the hydraulic connection 26 as well as connector 28 for electrical contacting of the heater 18 are located.

3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines topfförmig ausgebildeten Heizelementes, welches auf der Oberseite des Trägerkörpers des Versorgungsmodules angeordnet ist. 3 shows a perspective view of a cup-shaped heating element, which is arranged on the upper side of the carrier body of the supply module.

3 zeigt, dass gemäß dieser Lösung das Förderaggregat 16, welches sich auf der Oberseite des Trägerkörpers 24 befindet, von einem topfförmigen Heizelement 56 umschlossen ist. Das topfförmige Heizelement 56 wird durch eine umlaufende Topfwand 58 gebildet. Die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 umschließt einen als Kreissegment 52 ausgebildeten Filterkörper 50 des Filters 12. Die Bauhöhen der Topfwand 58 und die des Filterkörpers 50 entsprechen im Wesentlichen einander. In vorteilhafter Weise entspricht die Krümmung, in der der Filterkörper 50 als Kreissegment ausgeführt ist der Krümmung, den die Topfwand 58 aufweist. 3 shows that according to this solution, the delivery unit 16 , which is on the top of the carrier body 24 located, by a cup-shaped heating element 56 is enclosed. The cup-shaped heating element 56 is by a circumferential pot wall 58 educated. The pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 encloses you as a circle segment 52 trained filter body 50 of the filter 12 , The heights of the pot wall 58 and the filter body 50 essentially correspond to each other. Advantageously, the curvature corresponds to that of the filter body 50 executed as a circle segment is the curvature of the pot wall 58 having.

Die Topfwand 58 stellt das topfförmige Heizelement 56 dar, in welches ein oder mehrere Heizdrähte ein oder mehrere Stanzgitter aufgenommen sein können. Idealerweise wird die Topfwand 58 als Stahlband oder Edelstahlband ausgeführt. Die Topfwand 58 kann auch als Kunststoffumspritzung (vgl. Darstellung gemäß 4) ausgebildet sein, in welche mindestens ein Heizdraht und mindestens ein Stanzgitter eingebettet sein kann. Aus 3 geht hervor, dass das topfförmige Heizelement 56 derart auf der Oberseite des Trägerkörpers 24 des Versorgungsmoduls 10 angebracht ist, das im Innenbereich ein nahezu geschlossenes Reservoir 66 entsteht, in welchem ein Vorrat von gefrierfähigem Betriebs-/Hilfsstoff bevorratet werden kann. Bevorzugt wird die Topfwand 58 als Edelstahlband oder auch als Stahlband einstückig gefertigt. Das topfförmige Heizelement 56 kann durch mindestens einen Heizdraht, mindestens ein Heizband oder ein sonstiges gezogenes Profil dargestellt werden. Allen diesen Ausführungsvarianten des topfförmigen Heizelementes 56 ist gemeinsam, dass dies auch mit einer geeigneten Isolierung aus Kunststoff darstellbar sind. Das topfförmige Heizelement 56 wird nicht durch ein Trennverfahren, wie beispielsweise dem Stanzen hergestellt, so dass Verschnitt und eine damit einhergehende Materialvergeudung vermieden werden können. Die Topfwand 58 wird bevorzugt aus einem Bandmaterial von einer Spule hergestellt, so dass ein Verschnitt durch Bearbeitungsverfahren nicht anfällt. An der in 3 dargestellten Stoßfuge 60 werden die beiden Enden der Topfwand 58 beispielsweise durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren miteinander verbunden. Durch diese Vorgehensweise können unterschiedliche Geometrien von topfförmigen Heizelementen 56 ohne Materialverschnitt einfach und kostengünstig hergestellt werden.The pot wall 58 represents the cup-shaped heating element 56 in which one or more heating wires can be accommodated one or more stamped grid. Ideally, the pot wall 58 designed as steel strip or stainless steel strip. The pot wall 58 can also be used as plastic extrusion coating (cf. 4 ), in which at least one heating wire and at least one stamped grid can be embedded. Out 3 shows that the pot-shaped heating element 56 such on the top of the carrier body 24 of the supply module 10 attached, the inside of an almost closed reservoir 66 arises, in which a stock of freezer operating / auxiliary material can be stored. The pot wall is preferred 58 manufactured as a stainless steel strip or as a steel strip in one piece. The cup-shaped heating element 56 can be represented by at least one heating wire, at least one heating tape or another drawn profile. All these variants of the cup-shaped heating element 56 is common that they can be displayed with a suitable plastic insulation. The cup-shaped heating element 56 is not produced by a separation process, such as punching, so that waste and consequent waste of material can be avoided. The pot wall 58 is preferably made of a strip material of a coil, so that a waste does not accumulate by processing method. At the in 3 shown butt joint 60 be the two ends of the pot wall 58 For example, connected by a cohesive joining process. This procedure allows different geometries of cup-shaped heating elements 56 be easily and inexpensively manufactured without material waste.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 aus zwei separaten schalenförmigen Topfhälften 78 bzw. 80 herzustellen. Die beiden Topfhälften 78, 80 wären an den Stoßstellen, d.h an sich ergebenden Stoßfugen 60 ebenfalls durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren, wie beispielsweise dem Laserschweißen oder dem Reibschweißen oder dergleichen miteinander verbindbar. Die Herstellung des topfförmigen Heizelementes 56 kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial wie HDPE oder dergleichen erfolgen. Dadurch können stoffschlüssige Fügeverfahren, wie beispielsweise das Ultraschallschweißen eingesetzt werden. Durch diese Fertigungsverfahren wird ein zweiteiliger Topf erhalten mit einem gekammerten Heizbereich sowie der Möglichkeit, Sensoren in dieses Material unmittelbar bei der Herstellung einzubringen, d.h. einzubetten oder zu vergießen. Alternatively, there is the possibility of the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 from two separate cup-shaped pot halves 78 respectively. 80 manufacture. The two pot halves 78 . 80 would be at the joints, ie resulting butt joints 60 also by a cohesive joining method, such as laser welding or friction welding or the like connected to one another. The production of the cup-shaped heating element 56 For example, can be made of a plastic material such as HDPE or the like. As a result, cohesive joining methods, such as ultrasonic welding can be used. By this manufacturing method, a two-piece pot is obtained with a chambered heating area and the ability to introduce sensors in this material immediately during manufacture, ie embed or shed.

Aus der perspektivischen Draufsicht auf das topfförmige Heizelement 56 ergibt sich, dass dieses eine relativ große Oberfläche aufweist, die mit ihrer Innenseite 62 das nahezu geschlossene Reservoir 66 begrenzt. Aufgrund der Größe der Oberfläche besteht ein großer Kontaktbereich mit dem im geschlossenen Reservoir bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoff, so dass sich der im geschlossenen Reservoir 66 befindende Betriebs-/Hilfsstoff vollumfänglich beheizt werden kann. Aufgrund der Größe der Oberfläche der Topfwand 58 kann die lokale Leistung des topfförmigen Heizelementes 56 hingegen verringert werden. Diese kann in der Art und Weise eingestellt werden, dass die maximal an Luft erreichbare Temperatur des topfförmigen Heizelementes 56 keine kritischen Bauteilgrenztemperaturen erreicht oder gar überschreitet. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung des topfförmigen Heizelementes kann die gesamte vom Steuergerät des Abgasnachbehandlungssystems zur Verfügung gestellte Heizleistung verwendet und zum Auftauen des gefrierfähigen Betriebs-/Hilfsstoffes genutzt werden. Durch die größere Ausdehnung des Heizelementes, d.h. des topfförmigen Heizelementes 56, d.h. durch dessen stark vergrößerte Oberfläche in Gestalt der Topfwand 58 können nun auch Bereiche beheizt werden, die sich mit lokal begrenzten Heizelementen nicht oder nur schwierig erreichen ließen. From the perspective top view of the cup-shaped heating element 56 It turns out that this has a relatively large surface, with its inside 62 the almost closed reservoir 66 limited. Due to the size of the surface, there is a large contact area with the stored in the closed reservoir operating / auxiliary material, so that in the closed reservoir 66 operating / auxiliary material can be fully heated. Due to the size of the surface of the pot wall 58 can the local power of the cup-shaped heating element 56 however, be reduced. This can be adjusted in the manner that the maximum achievable in air temperature of the cup-shaped heating element 56 no critical component limit temperatures reached or even exceeds. By the inventively proposed solution of the cup-shaped heating element, the entire provided by the control unit of the exhaust aftertreatment system available heating power can be used and thawing the freezing operating / auxiliary material. Due to the greater extent of the heating element, ie the cup-shaped heating element 56 , ie by its greatly enlarged surface in the form of the pot wall 58 Now it is also possible to heat areas that are difficult or impossible to reach with locally limited heating elements.

Des Weiteren geht aus der Darstellung gemäß 3 hervor, dass die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 in einer Topfhöhe 72 ausgebildet ist, die im Wesentlichen der Bauhöhe des Förderaggregates 16 des Versorgungsmoduls 10 entspricht. Durch die Topfhöhe 72 und auch natürlich abhängig vom Durchmesser des topfförmigen Heizelementes 56 wird maßgeblich das nahezu geschlossene Reservoir 66 bestimmt, in dem der zu fördernde bzw. aufzutauende oder in flüssigem Zustand zu haltende Vorrat von Betriebs-/Hilfsstoff bevorratet wird. Furthermore, from the illustration according to 3 forth that the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 in a pot height 72 is formed, which is substantially the height of the delivery unit 16 of the supply module 10 equivalent. Through the pot height 72 and of course, depending on the diameter of the cup-shaped heating element 56 becomes the nearly closed reservoir 66 determines, in which the stock to be conveyed or thawed or kept in a liquid state of operational / auxiliary material is stored.

Die Topfhöhe 72 bewirkt des Weiteren, dass bei Schwappbewegungen des flüssigen Betriebs-/Hilfsstoffes innerhalb des geschlossenen Reservoirs 66, die bei Bergfahrten oder bei hohen Beschleunigungen eines Fahrzeugs auftreten können, stets ein Restvolumen des flüssigen Betriebs-/Hilfsstoffes im Ansaugbereich des Förderaggregates 16 verbleibt, so dass Druckeinbrüche vermieden werden. Das topfförmige Heizelement 56 bzw. dessen Topfwand 58 werden bevorzugt aus einem leitfähigen Material, insbesondere bandförmigem Edelstahlmaterial gefertigt, so dass der notwendige elektrische Widerstand des topfförmigen Heizelementes 56 über die Gesamtlänge des topfförmigen Heizelementes entlang des Randes 70 sichergestellt ist.The pot height 72 causes further, that in sloshing movements of the liquid operating / auxiliary material within the closed reservoir 66 , which may occur when driving uphill or at high accelerations of a vehicle, always a residual volume of the liquid operating / auxiliary substance in the intake of the delivery unit 16 remains, so that pressure drops are avoided. The cup-shaped heating element 56 or its pot wall 58 are preferably made of a conductive material, in particular band-shaped stainless steel material, so that the necessary electrical resistance of the cup-shaped heating element 56 over the total length of the pot-shaped heating element along the edge 70 is ensured.

Aus der perspektivischen Ansicht gemäß 3 ergibt sich zudem, dass der bevorzugt als Kunststoffspritzgussbauteil hergestellte Trägerkörper 24 des Versorgungsmodules 10 eine umlaufende Dichtfläche 68 aufweist. Entlang der Dichtfläche 68 wird das Versorgungsmodul 10 von der Unterseite mit einem Tankboden 32 des Vorratstankes 30 (vergleiche Darstellung gemäß 2) gefügt. Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass ein weiteres Kunststoffbauteil, an welchem die Anschlussstecker 28 bzw. der hydraulische Anschluss 26 ausgebildet sind, mittels ein oder mehrerer Verbindungen 54 beispielsweise Spannbügel oder Spannclipse mit dem Trägerkörper 24 des Versorgungsmoduls 10 lösbar verbunden ist. From the perspective view according to 3 also results that the carrier body preferably produced as a plastic injection molded component 24 of the supply module 10 a circumferential sealing surface 68 having. Along the sealing surface 68 becomes the utility module 10 from the bottom with a tank bottom 32 of the storage tank 30 (compare illustration according to 2 ). From the illustration according to 3 shows that another plastic component to which the connector 28 or the hydraulic connection 26 are formed by means of one or more compounds 54 For example, clamp or clamping clips with the carrier body 24 of the supply module 10 is detachably connected.

Den Darstellungen gemäß der 4.1 bis 4.4 sind Ausführungsvarianten der Topfwand des topfförmigen Heizelementes zu entnehmen. The representations according to the 4.1 to 4.4 Variations of the pot wall of the cup-shaped heating element can be seen.

Anstelle eines Bandabschnittes eines Stahlbandes oder eine Edelstahlbandes besteht auch die Möglichkeit, die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 als Kunststoffspritzgusshybridbauteil zu fertigen. Aus der schematischen Schnittdarstellung gemäß 4.1 geht hervor, dass in eine Kunststoffumspritzung 76 eine Anzahl von Heizdrähten 74 eingebettet sein kann, so dass sich besagtes Hybridbauteil, eben jene Kunststoffumspritzung 76 und die Heizdrähte 74 umfassend, ergibt. Entsprechend der Anzahl der in die Kunststoffumspritzung 76 eingebetteten Heizdrähte 74 lässt sich die Heizleistung bzw. die beheizbare Oberfläche der Topfwand 58 einstellen. An der Innenseite 62 der Topfwand 58 gibt diese dann die eingespeiste Heizleistung an den im nahezu geschlossenen Reservoir 66 bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoff ab. Instead of a band section of a steel strip or a stainless steel band there is also the possibility of the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 as a plastic injection hybrid component. From the schematic sectional view according to 4.1 it turns out that in a plastic extrusion 76 a number of heating wires 74 can be embedded so that said hybrid component, just those plastic extrusion 76 and the heating wires 74 comprehensively. According to the number of plastic injection 76 embedded heating wires 74 can the heating power or the heatable surface of the pot wall 58 to adjust. On the inside 62 the pot wall 58 this then gives the fed heating power to the almost closed reservoir 66 stocked up operational / auxiliary material.

4.2 bis 4.4 zeigen zusätzliche Ausführungsvarianten der Topfwand des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Heizelementes. 4.2 to 4.4 show additional embodiments of the pot wall of the inventively proposed heating element.

So ist beispielsweise der 4.2 zu entnehmen, dass in die Topfwand 58 mindestens ein Heizdraht 74 integriert ist, der als Stanzgitter ausgeführt ist. Der mindestens eine Heizdraht 74 ist von einer Kunststoffumspritzung 76 umgeben. Die Topfwand 58 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen topfförmigen Heizelementes 56 realisiert sowohl eine Wärmeabstrahlung zur Innenseite 62 hin in Richtung auf das Versorgungsmodul 10 als auch eine Wärmeabstrahlung in Richtung auf die Außenseite 64 hin in Richtung des Vorratstankes. Die Wärmeabstrahlung erfolgt im Wesentlichen in horizontale Richtung. Der Darstellung gemäß 4.3 ist eine weitere Ausführungsvariante der Topfwand 58 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen topfförmigen Heizelementes 56 zu entnehmen. In dieser Ausführungsvariante sind die einzelnen Heizdrähte 74, die von der Kunststoffumspritzung 76 umgeben sind, als gezogene Profile 82 ausgeführt. Hier erfolgt die Wärmestrahlung ebenfalls im Wesentlichen in horizontale Richtung über die Innenseite 62 in Richtung des Versorgungsmodules 10 sowie über die Außenseite 64 in Richtung auf den Vorratstank. For example, the 4.2 to take that into the pot wall 58 at least one heating wire 74 integrated, which is designed as a punched grid. The at least one heating wire 74 is from a plastic extrusion 76 surround. The pot wall 58 the pot-shaped heating element proposed according to the invention 56 realizes both a heat radiation to the inside 62 towards the utility module 10 as well as a heat radiation towards the outside 64 towards the storage tank. The heat radiation is essentially in the horizontal direction. The representation according to 4.3 is another embodiment of the pot wall 58 the pot-shaped heating element proposed according to the invention 56 refer to. In this embodiment, the individual heating wires 74 that by the plastic extrusion 76 are surrounded, as drawn profiles 82 executed. Here, the heat radiation also takes place substantially in the horizontal direction on the inside 62 in the direction of the supply module 10 as well as over the outside 64 towards the storage tank.

4.4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Gestaltung der Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56. Gemäß dieser Ausführungsvariante sind die in die Kunststoffumspritzung 76 der Topfwand 58 eingelassenen Heizdrähte 74 beidseits von einer Folie 84 überdeckt. Bei der Zufuhr von Wärme, angedeutet durch den Pfeil 86 in 4.4 nimmt die Folie 84 einen expandierten Zustand an und geht in eine expandierte Folie 88 über. Durch das Expandieren der ursprünglich flachen Folie 84 zur expandierten Folie 88 werden Luftspalte und Montagespalte geschlossen, so dass ein verbesserter Wärmeübergang, ausgehend von den Heizdrähten 74 in Richtung auf die Innenseite 62 bzw. der Außenseite 64 der Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 realisiert werden kann. 4.4 shows a further embodiment of the design of the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 , According to this embodiment, the are in the plastic extrusion 76 the pot wall 58 sunken heating wires 74 on both sides of a foil 84 covered. In the supply of heat, indicated by the arrow 86 in 4.4 takes the foil 84 an expanded state and goes into an expanded film 88 above. By expanding the originally flat foil 84 to the expanded film 88 Air gaps and mounting gaps are closed, allowing improved heat transfer, starting from the heating wires 74 towards the inside 62 or the outside 64 the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 can be realized.

5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen topfförmigen Heizelementes. 5 shows a further embodiment of the inventively proposed pot-shaped heating element.

Gemäß dieser Ausführungsvariante ist das topfförmige Heizelement 56, welches einen Grundkörper darstellt, an seiner Innenseite 62 und an seiner Außenseite 64 mit einem Filtermaterial 90 beschichtet. Um die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 gemäß der Ausführungsvariante in 5 verlaufen umwickelte Heizdrähte 92. Die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 ist auf dem Trägerkörper 24 aufgenommen, der über mindestens eine Verbindung 54, die beispielsweise als Verclipsung ausgebildet sein kann, mit einem Flanschteil verbunden ist, von welchem aus sich der hydraulische Anschluss 26 und mindestens ein elektrischer Anschlussstecker 28 aus in radiale Richtung erstreckt. An der Oberseite des Trägerkörpers 24 befindet sich eine umlaufende Dichtfläche 68. Wie aus der perspektivischen Darstellung gemäß 5 des Weiteren hervorgeht, umschließt die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 das Förderaggregat 16 des Versorgungsmodules 10. Durch die Topfwand 58 des topfförmigen Heizelementes 56 gemäß der Ausführungsvariante nach 5 erfolgt eine Wärmeabstrahlung sowohl in horizontaler Richtung auf die Innenseite 62 als auch in horizontaler Richtung zur Außenseite 64 hin. According to this embodiment, the cup-shaped heating element 56 , which represents a basic body, on its inside 62 and on its outside 64 with a filter material 90 coated. Around the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 in accordance with the embodiment in 5 run wrapped heating wires 92 , The pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 is on the carrier body 24 received, which is connected via at least one connection 54, which may be formed, for example, as Verclipsung, with a flange, from which the hydraulic connection 26 and at least one electrical connector 28 extends in the radial direction. At the top of the carrier body 24 there is a circumferential sealing surface 68 , As shown in the perspective view 5 further, encloses the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 the delivery unit 16 of the supply module 10 , Through the pot wall 58 the cup-shaped heating element 56 according to the embodiment according to 5 a heat radiation takes place both in the horizontal direction on the inside 62 as well as in the horizontal direction to the outside 64 out.

6 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsvariante des topfförmigen Heizelementes. 6 shows a section through a further embodiment of the cup-shaped heating element.

6 zeigt, dass das topfförmige Heizelement 56 an seiner Außenseite eine Verrippung 102 aufweist. Die Verrippung 102 wird durch in Umfangsrichtung umlaufende Stege gebildet, zwischen welche jeweils eine Windung des Heizdrahtes 74 eingelegt ist. Die Heizdrähte 74 können in die Kunststoffumspritzung 76 eingebettet sein und/oder von einer mit Bezugszeichen 94 gekennzeichneten Kunststoffabdeckung überdeckt sein. In die Kunststoffumspritzung 76 gemäß der Ausführungsvariante in 6 kann mindestens ein Temperatursensor 96 eingelassen sein, über welchen die Temperatur in der Kunststoffumspritzung 76 und damit auf die Temperaturen der Topfwand 58 an der Innenseite 62 und an der Außenseite 64 zurückgeschlossen werden kann. Wie aus der Darstellung gemäß 6 weiter hervorgeht, befinden sich an den Fügestellen 98 bzw. 100 Kontaktstellen zwischen dem topfförmigen Heizelement 56 und seiner Kunststoffabdeckung 94. Diese Fügestellen werden bevorzugt als stoffschlüssige Fügestellen ausgebildet, die beispielsweise im Wege des Ultraschallschweißens hergestellt werde können. In der in 6 dargestellten Ausführungsvariante sind die Heizdrähte 74 thermisch durch Vergießen oder durch Vergussmaterial von einer Kunststoffumspritzung 76 umgeben oder können beispielsweise über die in Zusammenhang mit 4 dargestellte Folie 84 umgeben sein, die bei Zufuhr von Wärme expandiert und Montage- bzw. Luftspalte schließt. 6 shows that the pot-shaped heating element 56 on its outside a ribbing 102 having. The ribbing 102 is formed by circumferentially circumferential webs, between which in each case one turn of the heating wire 74 is inserted. The heating wires 74 can in the plastic extrusion 76 be embedded and / or by one with reference numerals 94 be covered plastic cover marked. In the plastic extrusion 76 in accordance with the embodiment in 6 can be at least one temperature sensor 96 be admitted, over which the temperature in the plastic extrusion 76 and thus on the temperatures of the pot wall 58 on the inside 62 and on the outside 64 can be concluded. As shown in the illustration 6 further, are located at the joints 98 respectively. 100 Contact points between the cup-shaped heating element 56 and its plastic cover 94 , These joints are preferably formed as cohesive joints, which can be made for example by means of ultrasonic welding. In the in 6 embodiment shown are the heating wires 74 thermally by casting or by potting of a plastic extrusion 76 surrounded or can, for example, related to 4 represented film 84 be surrounded, which expands upon supply of heat and closes assembly or air gaps.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereiches eine Vielzahl von Abwandlungen möglich,, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013217333 A1 [0002] DE 102013217333 A1 [0002]
  • DE 102013222288 A1 [0003, 0004, 0004, 0006] DE 102013222288 A1 [0003, 0004, 0004, 0006]

Claims (18)

Versorgungsmodul (10) zur Förderung eine Betriebs-/Hilfsstoffes eines Abgasnachbehandlungssystems mit einem Trägerkörper (24), an dem ein Förderaggregat (16) und ein Filter (12) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerkörper (24) ein topfförmiges Heizelement (56) angeordnet ist, welches ein Reservoir (66) für den Betriebs-/Hilfsstoff bildet.Supply module ( 10 ) for promoting an operating / auxiliary substance of an exhaust aftertreatment system with a carrier body ( 24 ) to which a delivery unit ( 16 ) and a filter ( 12 ), characterized in that on the carrier body ( 24 ) a pot-shaped heating element ( 56 ), which is a reservoir ( 66 ) forms for the operating / auxiliary substance. Versorgungsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Heizelement (56) eine Topfwand (58) aufweist, die als Edelstahlband oder als Stahlband ausgeführt ist.Supply module according to claim 1, characterized in that the pot-shaped heating element ( 56 ) a pot wall ( 58 ), which is designed as a stainless steel strip or as a steel strip. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfwand (58) als Kunststoffumspritzung (76) beschaffen ist, in die mindestens ein Heizdraht (74), ein Stanzgitter oder mindestens ein gezogenes Profil (82) oder eine bei einmaliger Erwärmung expandierte Folie (84, 88) zur Überbrückung von Montage- oder Luftspalten zur Verbesserung der thermischen Kontaktierung aufgenommen ist.Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the pot wall ( 58 ) as plastic extrusion ( 76 ), into which at least one heating wire ( 74 ), a stamped grid or at least one drawn profile ( 82 ) or a film which has been expanded once ( 84 . 88 ) is included for bridging assembly or air gaps to improve the thermal contact. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfwand (58) aus einem Stück Bandmaterial gefertigt und an einer Stoßfuge (60) gefügt ist. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the pot wall ( 58 ) made of a piece of strip material and at a butt joint ( 60 ) is added. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfwand (58) als eine erste Topfhälfte (78) und als eine zweite Topfhälfte (80) ausgeführt ist und die beiden Topfhälften (78, 80) eine geschlossene Heizkammer bilden. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the pot wall ( 58 ) as a first pot half ( 78 ) and as a second pot half ( 80 ) and the two pot halves ( 78 . 80 ) form a closed heating chamber. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfwand (58) des topfförmigen Heizelementes (56) in einer Topfhöhe (72) ausgebildet ist, die im Wesentlichen einer Bauhöhe des Förderaggregates (16) entspricht, das von der Topfwand (58) umschlossen ist. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the pot wall ( 58 ) of the pot-shaped heating element ( 56 ) in a pot height ( 72 ) is formed, which is substantially a height of the delivery unit ( 16 ), that of the pot wall ( 58 ) is enclosed. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfwand (58) einen als Kreissegment (52) ausgeführten Filterkörper (50) umschließt.Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the pot wall ( 58 ) one as a circle segment ( 52 ) executed filter body ( 50 ) encloses. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Krümmung des Kreissegments (52) einer Krümmung der Topfwand (58) und eine Höhe des Filterkörpers (50) im Wesentlichen einer Topfhöhe (72) entsprechen. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that a curvature of the circular segment ( 52 ) a curvature of the pot wall ( 58 ) and a height of the filter body ( 50 ) substantially a pot height ( 72 ) correspond. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kunststoffumspritzung (76) der Topfwand (58) mindestens ein Stanzgitter eingelassen ist. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that in the plastic extrusion ( 76 ) of the pot wall ( 58 ) At least one stamped grid is inserted. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Topfhälften (78, 80) stoffschlüssig miteinander gefügt sind. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the two pot halves ( 78 . 80 ) are joined together materially. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Heizkammer ein drahtförmiges Heizelement, ein Heizdraht, ein bandförmiges Heizelement, ein gezogenes Profil (82) oder ein Stanzgitter eingelassen ist, welches von einer Kunststoffumspritzung (76) umspritzt ist oder als gewickelter Heizdraht (74) eine Topfwand (58) des topfförmigen Heizelementes (56) umschließt.Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that in a heating chamber, a wire-shaped heating element, a heating wire, a band-shaped heating element, a drawn profile ( 82 ) or a stamped grid is embedded, which of a plastic extrusion ( 76 ) or as wound heating wire ( 74 ) a pot wall ( 58 ) of the pot-shaped heating element ( 56 ) encloses. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Topfwand (58) des topfförmigen Heizelementes (56) mindestens ein Sensor, insbesondere ein Temperatursensor (96) eingebettet ist. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that in the pot wall ( 58 ) of the pot-shaped heating element ( 56 ) at least one sensor, in particular a temperature sensor ( 96 ) is embedded. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrähte (74) oder ein bandförmiges Heizelement oder ein gezogenes Profil (82) oder ein Stanzgitter im Inneren der Topfwand (58) des topfförmigen Heizelementes (56) unter Einschluss einer wärmeexpandierenden Folie (84, 88) zur besseren thermischen Kontaktierung in die Topfwand (58) eingebettet sind.Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the heating wires ( 74 ) or a band-shaped heating element or a drawn profile ( 82 ) or a punched grid inside the pot wall ( 58 ) of the pot-shaped heating element ( 56 ) including a heat-expanding film ( 84 . 88 ) for better thermal contacting in the pot wall ( 58 ) are embedded. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrähte (74) oder ein bandförmiges Heizelement oder ein gezogenes Profil (82) oder ein Stanzgitter im Inneren der Topfwand (58) des topfförmigen Heizelementes (56) mit einem Verguss zur besseren thermischen Kontaktierung in die Topfwand (58) eingebettet sind. Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the heating wires ( 74 ) or a band-shaped heating element or a drawn profile ( 82 ) or a punched grid inside the pot wall ( 58 ) of the pot-shaped heating element ( 56 ) with a potting for better thermal contact in the pot wall ( 58 ) are embedded. Versorgungmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (62) und an der Außenseite (64) der Topfwand (58) des topfförmigen Heizelementes (56) ein Filtermaterial (90) angeordnet ist.Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that on the inside ( 62 ) and on the outside ( 64 ) of the pot wall ( 58 ) of the pot-shaped heating element ( 56 ) a filter material ( 90 ) is arranged. Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Heizdraht (74) oder ein bandförmiges Heizelement oder ein gezogenes Profil (82) oder ein Stanzgitter sich durch die Topfwand (58) in 360° umlaufend durch das topfförmige Heizelement (56) erstreckt.Supply module according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heating wire ( 74 ) or a band-shaped heating element or a drawn profile ( 82 ) or a punched grid through the pot wall ( 58 ) in 360 ° through the cup-shaped heating element ( 56 ). Versorgungsmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Heizelement (56) mit dem Filtermaterial (90) eine Heizer-Filter-Kombination darstellt.Supply module according to one of the preceding claims, characterized that the pot-shaped heating element ( 56 ) with the filter material ( 90 ) represents a heater-filter combination. Verwendung des Versorgungsmodules (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Abgasnachbehandlungssystem zur Förderung und Beheizung eines gefrierfähigen Betriebs-/Hilfsstoffes, insbesondere eines Reduktionsmittels wie Harnstoff oder einer Harnstoff-Wasser-Lösung.Use of the supply module ( 10 ) according to one of claims 1 to 17 in an exhaust aftertreatment system for conveying and heating a freezable operating / auxiliary substance, in particular a reducing agent such as urea or a urea-water solution.
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