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用於加熱流體的加熱裝置和加熱機構的製作方法

2023-05-22 17:02:01 2

用於加熱流體的加熱裝置和加熱機構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於裝入到流體管路中的加熱裝置(100)的加熱機構(10),所述加熱機構用於加熱流體並且具有至少一個加熱元件(12)、至少一個導熱元件(14)和至少兩個電觸頭(16),並且具有至少三個能夠與輸入接管(20)、輸出接管(30)和電接頭轉接器(40)的相對應的接口(22、32、42)連接的接口(22a、32a、42a),其中至少用於所述輸入接管的接口(22a)具有下述橫截面,所述橫截面相對於所述加熱機構(10)的縱向軸線傾斜、尤其傾斜45度的角度。
【專利說明】用於加熱流體的加熱裝置和加熱機構

【技術領域】
[0001]本發明涉及用於加熱流體的加熱裝置、尤其用於內燃機的曲軸箱通風的加熱裝置以及用於加熱裝置的加熱機構、輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器。

【背景技術】
[0002]公知的是,藉助布置在引導流體的管道上的加熱元件為穿過管道流動的流體、尤其氣體進行加熱。例如,內燃機中的加熱裝置防止漏氣(Blow-by-Gas)在從曲軸箱流入進氣系統的流入位置處發生凍結。這種穿流的漏氣是有可能會爆炸的混合物,它主要由燃料、油、水和空氣組成。
[0003]由EP I 772 613 Al已知一種用於流體、尤其氣體、優選曲軸箱排放氣體的加熱裝置,它具有引導流體的管道,帶有布置在引導流體的管道上的加熱元件。該加熱元件在此藉助與引導流體的管道連接的插頭經由彈簧元件固定。其中所述插頭可鬆脫或不可鬆脫地與引導流體的管道連接,由此將加熱元件以如下方式定位到引導流體的管道上,從而使得能夠直接地或間接地加熱引導流體的管道。為了讓加熱元件即使在振蕩嚴重的環境下、例如在機動車運行時仍然留在其位置上,經由彈簧元件將其壓入其位置。根據本發明,用於固定加熱元件的彈簧元件相對於插頭以如下方式定位,使得在組裝插頭和引導流體的管道時,插頭的接合方向垂直於由彈簧元件施加的作用力方向。插頭優選經由焊接法、卡扣法或者粘合法與引導流體的管道連接,其中連接的實現形式不再會影響彈簧力並且因此不再會影響作用於加熱元件上的壓緊力。


【發明內容】

[0004]本發明的任務是,實現一種用於加熱流體的裝置,其使得能夠低成本地製造用於內燃機上不同的局部的安裝情況的加熱裝置。
[0005]本發明的另一個任務是,實現用於這種加熱裝置的連接構件,其使得能夠低成本地製造用於內燃機上不同的局部的安裝情況的連接構件。
[0006]按照本發明的一個方面,前述任務通過一種用於裝入到流體管路中的加熱裝置的加熱機構得以解決,所述加熱機構用於加熱流體,其具有至少一個加熱元件、至少一個導熱元件和至少兩個電觸頭,並且具有至少三個能夠與輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器的相對應的接口連接的接口,其中至少用於輸入接管的接口具有下述橫截面,所述橫截面相對於加熱機構的縱向軸線傾斜、尤其傾斜45度的角度。
[0007]按照本發明的另一個方面,前述任務由用於加熱流體的模塊式的加熱裝置得以解決,所述加熱裝置包括加熱機構,其中所述加熱機構包括加熱元件、導熱元件和至少兩個電觸頭,具有至少一個用於與輸入接管連接的第一接口、用於與輸出接管連接的第二接口和用於與電接頭轉接器連接的第三接口,其中所述第一接口具有下述橫截面,該橫截面相對於加熱機構的由導熱元件的縱向延伸線限定的縱向成傾斜的角度、尤其45°的角度進行布置;所述加熱裝置還包括輸入接管,用於利用與第一接口相對應的接口導入流體;所述加熱裝置還包括輸出接管,用於利用與第二接口相對應的接口導出流體;並且所述加熱裝置還包括電接頭轉接器,具有與第三接口相對應的接口用於與加熱機構的加熱元件電接觸。
[0008]從後面的權利要求書、說明書和附圖中得到本發明的有利的構造方案和優點。
[0009]通過系統的模塊性能夠在批量生產新的加熱裝置時採用已經存在的單個組件,從而能夠在構造上靈活地卻成本特別低地生產製造所述加熱裝置。由於輸入接管的接口具有角度,使得能夠相對於加熱機構以不同的角度定位輸入接管,因此也能夠實現輸入接管和輸出接管之間不同的角度。在此特別有利的是45度的角度,藉助該角度幾乎能夠實現所有的連接角度。
[0010]提出一種具有用於連接構件的接口的加熱機構以及一種用於加熱流體的模塊式的加熱裝置。
[0011]所述加熱裝置包括用於加熱流體的加熱機構、輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器,所述加熱機構具有至少三個接口,其中一個是傾斜的。
[0012]如果所述加熱裝置例如用於內燃機的曲軸箱通風,那麼在輸入接管上連接曲軸箱通風系統的接頭管路,在輸出接管上連接接到進氣管上的接頭管路。所述電連接轉接器用於輸送加熱元件所需要的電功率。
[0013]在製造針對客戶特定的加熱裝置時,按照本發明能夠將像輸入接管、輸出接管、電接頭轉接器這樣的針對客戶特定的構件以合適的方式經由標準化的接口與標準化的加熱機構裝配到一起並且優選通過焊接接合。即使在加熱機構中,重要的構件、即加熱元件雖然在技術上一樣,但是完全有可能具有不同的電連接片。
[0014]用於加熱流體的加熱裝置的根據本發明的解決方案為功能相關且針對客戶特定的構件設置了一種模塊原理:所述加熱裝置在此包括輸入接管、輸出接管、電接頭轉接器和真正的具有加熱元件和導熱元件的加熱機構。因此,連接接管並不是從一開始就與加熱機構固定連接,而是能夠依據對加熱裝置的相應要求根據安裝情況經由相應的接口與加熱機構連接。有利的是,輸入接管及輸出接管的不同的並且針對客戶特定的變化方案能夠相互組合,其中所述變化方案具有不同的接頭幾何外形、不同的接頭轉接器變化方案和不同但卻具有全部一致的針對構件特定的接口的加熱機構組件。由此能夠對不同的、針對客戶特定的系列詢問做出迅速的反應。能夠使用功能相關的相同部件。能夠有利地考慮通過使用標準中間組件來實現自動化的解決方案。於是能夠通過使用相同部件有效地實現成本節約效果。根據本發明的用於按照模塊原理製造的加熱裝置使得能夠簡單並且迅速地適應特定的用途、例如曲軸箱排風系統。模塊式的構思使得能夠迅速地成批量生產,即使是在較晚的項目階段。於是即使在件數中等和少的情況下也能夠實現低的生產成本。
[0015]用於輸入接管的接口具有下述橫截面,該橫截面相對於加熱裝置的縱向成傾斜的角度、尤其45°的角度進行布置。其中加熱裝置的由輸出接管的布置方式限定的縱向相應於加熱機構的由導熱元件的縱向延伸線限定的縱向。以這種方式能夠根據內燃機上和/或機動車內的安裝情況有利地實現不同的進入角和接頭布置。由此能夠將輸入接管例如從一構件平面旋轉出去,如果對於接頭管路的入口幾何外形有利的話。
[0016]有利的是,輸入接管能夠在由接口限定的橫截面內圍繞中心軸線以任意的角度進行布置。於是,根據構造空間的情況,能夠實現接頭管路在加熱裝置上的任意的角度位置。
[0017]有利的是,輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器的接口能夠通過接合法、尤其通過粘合或焊接與加熱機構上其分別相對應的接口連接。因為這些構件優選由塑料或者至少由塑料注塑包封的構件構成,所以它們能夠方便地通過任何常用的塑料接合法連接。特別優選的是,在這裡使用粘合和焊接,其中在焊接接合法中,旋轉焊接或超聲波焊接已經證明非常有利。用於輸入接管及輸出接管的接口優選例如能夠採取旋轉焊接,而用於電接頭適配器的接口優選能夠採取超聲波焊接。
[0018]在一種有利的構造方案中,加熱元件能夠包含PTC元件(溫度係數為正的熱阻)。這些常用的加熱元件能夠成本低廉地被提供並且能夠用在各種各樣的構造形式中。於是,PTC加熱元件能夠例如共同注塑到加熱機構的殼體內。
[0019]因此,以符合目的的方式,整個加熱機構都通過用塑料注塑包封加熱元件、導熱元件和電觸頭得以實現。藉此實現一種緊湊的構件來作為加熱裝置的、帶有用於插件的模塊構件的標準化接口的、標準化的中央構件,所述插件能夠相應地具有針對客戶特定的實施方式。作為材料例如能夠使用聚醯胺,優選使用玻璃纖維強化的聚醯胺、例如PA6.6 GF35。這些材料優選也能夠用於輸入接管和輸出接管這些構件還有電接頭轉接器的殼體。
[0020]在一種有利的構造方式中,用於電接頭轉接器的接口能夠與縱向垂直地布置。因為穿流方向按照目的沿著加熱裝置的縱向軸線從輸入接管朝向輸出接管指向,所以在多種安裝情況下在構造空間技術上有利的是,電接頭轉接器從加熱裝置成直角地延伸開。在將加熱裝置裝配在內燃機上時,這種插接情形在大部分情況下在人體工程學方面有利。
[0021]有利的是,導熱元件能夠構造成空心的。這樣能夠讓熱量非常好地從加熱元件傳輸到導熱元件上並且從那裡傳輸到在空心導熱元件中流動的流體上,所述導熱元件例如是金屬管道,由於需要高的導熱能力優選是銅管。
[0022]以符合目的的方式,能夠在溫度調節的情況下運行加熱裝置。優選的是,經由PTC加熱元件實現溫度調節,其中PTC元件典型的電阻值在室溫下大約為8歐姆,然後在升溫至80攝氏度的過程中電阻值翻倍,然後在升溫至135攝氏度的過程中呈指數提升到千歐姆的範圍內。這樣能夠實施有效的溫度調節。
[0023]優選能夠將根據本發明的加熱裝置用於內燃機的曲軸箱通風。這樣能夠有利地針對不同的內燃機上不同的構造空間情況根據客戶情況來充分利用加熱裝置的單個構件的模塊原理的優點。
[0024]根據本發明的另一個方面,提出了一種用於所描述的加熱裝置的加熱機構,該加熱裝置包括加熱元件、導熱元件和至少兩個電觸頭,其中設置有至少三個與輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器的接口相對應的接口,在所述接口上面能夠布置輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器。在加熱機構上能夠經由標準化的接口安裝並接合不同的構件、如輸入接管、輸出接管、電接頭轉接器。於是,所述加熱機構就是用於加熱裝置的模塊構件(Baukasten )的中央標準化的構件。加熱機構的至少一個接口、也就是用於輸入接管的接口具有下述橫截面,該橫截面相對於加熱機構的由導熱元件的縱向延伸線限定的縱向軸線是傾斜的、尤其形成45°的角度。由此,能夠圍繞該接口的中心軸線以任意的角度布局布置輸入接管。
[0025]根據本發明的另一個方面,提出了一種用於加熱裝置的輸入接管,其包括用於與加熱機構連接的接口。因此該輸入接管能夠以不同的、針對客戶特定的構造形式實現並且與加熱機構接合形成加熱裝置。所述輸入接管的接口具有下述橫截面,該橫截面相對於輸入接管的縱向延伸線是傾斜的,尤其形成45°的角度。以這種方式能夠利用輸入接管在裝配到加熱機構上相對應的接口的同樣傾斜的橫截面上時相對於加熱裝置的縱向軸線實現不同的角度輸出。
[0026]根據本發明的另一個方面,提出了一種用於加熱裝置的輸出接管,其包括用於與加熱機構連接的接口。於是,所述輸出接管能夠以不同的、針對客戶特定的構造形式實現並且與加熱機構接合形成加熱裝置。
[0027]根據本發明的另一個方面,提出了一種用於加熱裝置的電接頭轉接器,所述電接頭轉接器包括用於與加熱機構連接的接口。因此,所述電接頭轉接器能夠以不同的針對客戶特定的構造形式來實現並且與加熱機構接合形成加熱裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]其他優點由下列【專利附圖】

【附圖說明】中得出。附圖中示出了本發明的多個實施例。附圖、說明書和權利要求書包含多個組合起來的特徵。本領域專業技術人員能夠符合目的的方式單個地觀察這些特徵並且組合成有意義的其他組合方案。
[0029]圖1示出了按照本發明的一種實施例的加熱裝置的透視圖;
圖2示出了加熱裝置的分解圖,包括按照本發明的一種實施例的加熱機構、輸入接管、輸出接管和電接頭轉接器;
圖3示出了按照本發明的一種實施例的加熱機構的透視圖;
圖4a、4b不出了輸入接管的兩種不同的實施例;
圖5a、5b不出了輸出接管的兩種不同的實施例;並且圖6a、6b示出了電接頭轉接器的兩種不同的實施例。
[0030]在附圖中,相同的或者同類的組件用相同的附圖標記表示。所述附圖僅僅示出示例並且不應被理解為受到限制。

【具體實施方式】
[0031]圖1示出了按照本發明的一種實施例的、已裝配的加熱裝置100的透視圖。用於加熱流體的加熱裝置100包括加熱機構10,其中該加熱機構包括加熱元件(在圖中不能看出)、導熱元件14和至少兩個電觸頭16 (未示出);所述加熱裝置還包括用於導入流體的輸入接管20,其具有用於與加熱機構10連接的接口 22;所述加熱裝置還包括用於導出流體的輸出接管30,其具有用於與加熱機構10連接的接口 32 ;並且所述加熱裝置還包括用於電接觸加熱元件12的電接頭轉接器40,其具有用於與加熱機構10連接的接口 42。在此,加熱機構10設置有至少三個與輸入接管20、輸出接管30和電接頭轉接器40的接口 22、32、42相對應的接口 22a、32a、42a,在所述這些接口上布置輸入接管20、輸出接管30和電接頭轉接器40。在圖1所示的加熱裝置100中,輸入接管20和輸出接管30沿著縱向軸線L延伸。用於輸入接管20的接口 22a具有一橫截面,該橫截面與加熱裝置的由輸出接管30的布置方式限定的縱向L成傾斜的角度、尤其45°的角度進行布置。因此,輸入接管20能夠圍繞中心軸線以任意角度布置在由接口 22a限定的橫截面內。在圖1中沿著縱向軸線L示出了所述輸入接管。用於電接頭轉接器40的接口 42a垂直於縱向L布置,從而使得電接頭轉接器40也垂直於加熱裝置100延伸開。導熱元件14以管道的形式構造成空心的,其中由於需要高的導熱能力優選能夠使用銅管。
[0032]加熱裝置出於能量效率的考慮優選能夠在溫度受調節的情況下運行並且通常用於內燃機的曲軸箱通風。
[0033]圖2示出了加熱裝置100的分解圖,包括按照本發明的一種實施例的加熱機構10、輸入接管20、輸出接管30和電接頭轉接器40。在該示圖中,能夠看出帶有其接口的模塊式加熱裝置100的不同的單個組件。這樣在加熱機構10上安置有接口 22a,所述接口相應於輸入接管20上的相對應的接口 22。同樣地,在加熱機構10上安置有接口 32a,所述接口相應於輸出接管30上的相對應的接口 32。並且在加熱機構10的下側上安置有接口 42a,所述接口相應於電接頭轉接器40上的相對應的接口 42。經由這些接口 22a、32a、42a能夠安裝不同的構件,這些構件具備相應的接口 22、32、42。由此,能夠為具有不同的接頭構件的加熱裝置有效地實施模塊原理或者說積木原理(Baukastenprinzip),並且能夠低成本並且迅速地實現不同的客戶要求。輸入接管20、輸出接管30和電接頭轉接器40的接口 22、32、42在此能夠通過接合法、尤其粘合或焊接與加熱機構10上其各自相對應的接口 22a、32a、42a連接。加熱機構10例如能夠通過用塑料注塑包封加熱元件12、導熱元件14和電觸頭16得以實現。輸入接管20的接口 22和加熱機構10的相對應的接口 22a分別相對於縱向軸線傾斜,從而使得輸入接管20能夠以不同的定向布置到加熱機構10上。尤其在角度為45度時,例如能夠平行地布置輸入接管20和輸出接管30,或者也能夠相互垂直地布置這兩個構件。
[0034]在圖3中示出了按照本發明的一種實施例的加熱機構10的透視圖。用於加熱裝置100的加熱機構10包括加熱元件12、導熱元件14和至少兩個電觸頭16,其中設置有至少三個與輸入接管20、輸出接管30和電接頭轉接器40的接口 22、32、42相對應的接口 22a、32a、42a,在所述這些接口上能夠布置輸入接管20、輸出接管30和電接頭轉接器40。至少一個接口 22a具有一橫截面,該橫截面相對於導熱元件14的縱向延伸線傾斜、尤其形成45°的角度。
[0035]在圖4a和4b中示出了輸入接管20的兩種不同的實施例。用於加熱裝置100的輸入接管20在此包括用於與加熱機構10連接的接口 22。接口 22在兩種實施方式中的實現方式是一樣的,區別僅僅在於輸入接管20的主體帶有連接法蘭。接口 22具有一橫截面,該橫截面相對於輸入接管20的縱向延伸線是傾斜的、尤其形成45°的角度,從而能夠在加熱機構10上圍繞著橫截面的中心軸線以不同的角度位置安裝輸入接管20。
[0036]在圖5a和5b中示出了輸出接管30的兩種不同的實施例。用於加熱裝置100的輸出接管30在此包括用於與加熱機構10連接的接口 32。這個接口 32在兩種實施方式中的實現方式是一樣的,區別僅僅在於輸出接管30的主體帶有連接法蘭。
[0037]在圖6a和6b中示出了電接頭轉接器40的兩種不同的實施例。用於加熱裝置100的電接頭轉接器40在此包括用於與加熱機構10連接的接口 42。這個接口 42在兩種實施方式中的實現方式是一樣的,區別僅僅在於用於配對插頭的本身的容納部。
【權利要求】
1.用於裝入到流體管路中的加熱裝置(100)的加熱機構(10),所述加熱機構用於加熱流體並且具有至少一個加熱元件(12)、至少一個導熱元件(14)和至少兩個電觸頭(16),並且具有至少三個能夠與輸入接管(20)、輸出接管(30)和電接頭轉接器(40)的相對應的接口(22、32、42)連接的接口(22a、32a、42a),其中至少用於所述輸入接管的接口(22a)具有下述橫截面,所述橫截面相對於所述加熱機構(10)的縱向軸線傾斜、尤其傾斜45度的角度。
2.用於裝入到流體管路中的加熱裝置(100)的輸入接管(20),所述輸入接管具有用於與按照權利要求1所述的加熱機構(10)連接的接口(22),其中所述接口(22)具有下述橫截面,所述橫截面相對於所述輸入接管(20)的縱向延伸線傾斜、尤其形成45°的角度。
3.用於裝入到流體管路中的加熱裝置(100)的輸出接管(30),所述輸出接管具有用於與按照權利要求1所述的加熱機構(10)連接的接口(32)。
4.用於裝入到流體管路中的加熱裝置(100)的電接頭轉接器(40),所述電接頭轉接器具有用於與按照權利要求1所述的加熱機構(10)連接的接口(42)。
5.用於製造裝入到流體管路中的加熱裝置(100)的模塊構件,具有: -至少一個用於加熱流體的加熱機構(10),所述加熱機構具有加熱元件(12)、導熱元件(14)和至少兩個電觸頭(16),還具有至少一個用於與輸入接管(20)連接的第一接口(22a)、用於與輸出接管(30)連接的第二接口(32a)和用於與電接頭轉接器(40)連接的第三接口(42a),其中所述用於輸入接管(20)的第一接口(22a)具有下述橫截面,所述橫截面相對於所述加熱機構(10)的縱向(L)成傾斜的角度、尤其45°的角度進行布置, -多個用於向加熱機構(10)導入流體的輸入接管(20),所述輸入接管具有與第一接口(22a)相對應的接口(22),所述接口具有下述橫截面,所述橫截面相對於所述輸入接管(20)的縱向(L)成傾斜的角度、尤其45°的角度布置, -多個電接頭轉接器(40),所述電接頭轉接器具有與第三接口相對應的接口(42),用於與所述加熱機構(10)連接並且電接觸所述加熱元件(14), 其中所述輸入接管(20)和所述輸出接管(30)分別具有構造不同的、用於與引導流體的管路連接的接口。
6.用於加熱流體的模塊式的加熱裝置(100),包括: -加熱機構(10),所述加熱機構具有加熱元件(12)、導熱元件(14)和至少兩個電觸頭(16),還具有至少一個用於與輸入接管(20)連接的第一接口(22a)、用於與輸出接管(30)連接的第二接口(32a)以及用於與電接頭轉接器(40)連接的第三接口(42a),其中所述第一接口(22a)具有下述橫截面,所述橫截面相對於所述加熱機構(10)的縱向(L)成傾斜的角度、尤其45°的角度布置, -輸入接管(20),所述輸入接管用於利用與所述第一接口( 22a)相對應的接口( 22)導入流體, -輸出接管(30),所述輸出接管用於利用與所述第二接口(32a)相對應的接口(32)導出流體, -電接頭轉接器(40),所述電接頭轉接器具有與第三接口相對應的接口(42),用於電接觸所述加熱元件(14)。
7.按照權利要求6所述的加熱裝置,其中所述輸入接管(20)能夠圍繞中心軸線以任意的角度布置在由所述接口(22a)限定的橫截面內。
8.按照權利要求6或7所述的加熱裝置,其中所述輸入接管(20)、輸出接管(30)和電接頭轉接器(40)的接口(22、32、42)能夠通過接合法、尤其粘合或焊接與所述加熱機構(10)上其各自相對應的接口(22a、32a、42a)連接。
9.按照權利要求6至8中任一項所述的加熱裝置,其中所述加熱機構(10)的用於電接頭轉接器(40)的接口(42a)與所述縱向(L)垂直地進行布置。
10.使用按照權利要求6至9中任一項所述的加熱裝置(100)的用途,用於內燃機的曲軸箱通風。
【文檔編號】H05B3/06GK104427664SQ201410444956
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】P.赫恩, U.米勒, T.倫克, R.韋爾納 申請人:曼 · 胡默爾有限公司

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