FUEL HEATER FOR A DIESEL ENGINE

Abstract: 1. A heating device for the diesel fuel of an internal combustion engine, having annular contact plates (8, 9) wich are disposed in a housing (1) and serve for the transmission of heat and between wich a plurality of disc-shaped PTC elements (10) are disposed and held bearing against the contact plates (8,9) by a spring device (11), characterised in that the PTC elements (10) are formed with a centre hole (10a), that the contact plates (8, 9) are provided with corresponding apertures (8a, 9a), that the housing (1) comprises retention pins (13) which penetrate through the centre holes (10a) in the PTC element (10) and the apertures (8a, 9a) in the contact plates (8, 9) and that the spring device (11) is disposed at the side of one of the contact plates remote from the PTC elements and is positioned and located by the retention pins 513).

Description: Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Um bei Dieselmotoren den Kaltstart zu erleichtern, sind Heizeinrichtungen entwickelt worden, mit denen der Dieselkraftstoff beim Start des Motors elektrisch aufgeheizt wird. Diese Heizeinrichtungen sind gewöhnlich im Einlassbereich des Kraftstoff-Filters vorgesehen. Eine solche Heizeinrichtung ist beispielsweise aus der US PS 44 06 785 bekannt. Sie besteht aus zwei gut wärmeleitenden ringförmigen Kontaktplatten, zwischen denen scheibenförmige PTC-Elemente angeordnet sind, die als temperaturabhängiger elektrischer Widerstand dienen. Um eine gute elektrische Kontaktgabe zwischen den als elektrische Elektroden dienenden Kontaktplatten und den PTC-Elementen sicherzustellen, ist zwischen die PTC-Elemente und eine der Kontaktplatten ein Federring eingeben tet, der sich an der Kontaktplatte und den PTC-Elementen mit ausgebogenen Federkrallen abstützt. Eine weitere ähnliche Heizvorrichtung ist aus der US-PS 43 87 691 bekannt. Diese bekannten Heizeinrichtungen leiden an dem Nachteil, dass der Wärmeübergang von dben PTC-Elementen nur zu der einen Kontaktplatte, auf denen sie unmittelbar aufliegen, gut ist und die andere Kontaktplatte, die von dem PTC-Elementen durch die Federeinrichtung getremt ist, nur mässig ist. Ausserdem reagieren die PTC-Elemente sehr empfindlich auf die scharfen Kanten der Feder-Elemente und können durch auf temperaturbedingte Verschiebebewegungen und Stossbelastungen, wie sie an Motoren und in Kraftfahrzeugen üblich sind, Schaden leiden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine verbesserte Wärmeübertragung gewährleistet Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst Durch die unmittelbare Einbettung der PTC-Elemente zwischen die beiden wärmeübertragenden Kontaktplatten ohne eine dazwischenliegende Federeinrichtung wird ein guter Wärmeübergang von den PTC-Elementen auf die Kontaktplatten sichergestellt. Dadurch, dass die PTC-Elemente mit einem Mittelloch ausgebildet sind, das von einem Haltestift durchsetzt ist, sind sie gegen Verschiebungen gesichert, so dass die Kontaktplatten auf ihrer gesamten Fläche eben ausgebildet werden konr.er. und nicht, wie beispielsweise bei der Ausführungsfcrm nach der US-PS 43 87 691 in muldenförmigen Vertiefun- gen anzuordnen sind, die die Kontaktgabe beeinflussen. Die PTC-Elemente liegen mit ihrer gesamten Fläche bir.- dig an den Kontaktplatten an, wodurch ihre empfindlichen Oberflächen auch bei starken Temperaturänderungen und Stössen ausreichend geschützt sind. Ein weiterer ganz entscheidender Vorteil der vorliegenden Heizeinrichtung gegenüber bekannten Heizeinrichtungen liegt darin, daB-das Volumen zwischen den Kontatssatten sehr niedrig liegt, wodurch die Heizeinrichtung bereits we neige Sekunden nach ihrem Einschalten Dieselkraftstoff mit ausreichender Temperatur zur Verfügung stellt. Sie spricht also sehr schnell an,-wodurch das Kaltstartverhalten wesentlich verbessert wird. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nicht einfach zu handhaben ist bei den vorliegenden Heizeinrichtungen die Stromversorgung der PTC-Elemente. In der bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 2 sind die elektrischen Kontakte unmittelbar aus dem Material der Kontaktplatten geformt. Dies führt zu einer sehr einfachen Konstruktion, die darüberhinaus elektrisch sehr zuverlässig ist. Der Gegenstand des Anspruchs 3, der eine Weiterbildung des Anspruchs 2 darstellt, führt zu einer stossunempfindlichen Halterung der elektrischen Kontakte. Die im Anspruch 4 angegebene Federeinrichtung führt zu einem gleichmässigen Anpressdruck der Kontaktplatten an die PTC-Elemente. Anspruch 5 beinhaltet eine einfache Ausführungsform der Federeinrichtung. Anspruch 6 gibt, insbesondere zusammen mit Anpruch 5 eine einfache und sichere Halterung sämtlicher Einzelteile der Heizeinrichtung an. Anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Diesel #krafts%off-Filter mit darin integrier ter Heizeinrichtung; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Heizeinrich tung nach Fig, 1, und Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Heiz einrichtung nach den Fig. 1 und 2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtung in ein Kraftstoff-Filter integriert. Das Filter besteht aus einem Gehäuse 1, in das eine Filterpatrone 2 in ein abnehmbares Unterteil 3 eingesetzt ist. Die Kraftstoffzuleitung 4 und der Kraftstoffauslass 5 sitzen in einem Deckel 6, der auf dem oberen Teil des Gehäuses 1 befestigt ist. Das Mittelteil 7 des Gehäuses 1 weist eine ringförmige Ausnehmung auf, in der die Heizeinrichtung legt, Sie besteht aus einer oberen Kontaktplatte 8, einer unteren Kontakplatte 9, vier dazwischen angeordneten PTC-Elementen 10 und einer Federscheibe 11. In der ringförmigen Ausnehmung des Mittelteils 7 des Gehäuses 1 sind vier um jeweils 900 gegeneinander v#ersetzte Anschläge 12 vorgesehen, aus denen Haltestifte 13 herausragen, in die Schrauben 14 eingesetzt sind. Die obere Kontakplatte 8 die untere Kontaktplatte 9. alle vier PTC-Elemente 10 und die Federscheibe 11 weiser.Öffnungen 8a,9a und 10a auf,durch die die Haltes7;ifte 13 treten. die obere Kontaktplatte 8 liegt auf den Anschlägen 12 auf. Auf ihr liegen die vier PTC-Elemente 10, an die sich die untere Kontaktplatte 9 anschliesst. Die Fe derscheibe 11, die durch die Schrauben 14 auf die Haltestifte 13 gedrückt wird, weist benachbart zu jeder ihrer Durchgangsöffnungen, die von den Haltestiften 13 durchsetzt ist, jeweils zwei nach oben ragende Ausbiegungen 15 auf, die die beiden Kontakplatten 8 und 9 und die ETC-Elesente fest miteinander verspannen. Dabei ist die Federscheibe 11 durch die Schrauben 14 fest auf die Stirnfläche der Haltestifte 13 aufgeschraubt, wodurch sie eine definierte Lage erhält und der Anpressdruck der Kontaktplatten 8 und 9 und der dazwischenliegenden PTC-Elemente 10 lediglich durch die Vorspannkraft der Ausbiegungen 15 in der Federscheibe 11 erreicht wird. Um die PTC-Elemente 10 mit elektrischer Spannung zu versorgen, sind an die Kontaktplatten 8 und 9 elektrische Buchsenkontakte 16 angeformt. Zu diese Zweck sind Randbereiche der Kontaktplatten 8 und 9 ausgeschnitten und zu Buchsenkontakten 16 gerollt. Die Buchsenkontakte 16 sind also aus dem, Material der Kontaktplatten 8 bzw. 9 geformt. Zum Einsatz in die Buchsenkontakte 16 dienen zylindrische Stiftkontakte 17, die eine Mittelrippe 18 aufweisen, mit denen sie in den Mittelteil 7 des Gehäuses 1 eingesetzt, beispielsweise eingepresst oder eingeleimt, sind. Nach aussen ragen die Stiftkontakte 17 mit stiftförmigen Anschlusskontaktenden 19 heraus. Im folgenden wird die Wirkungsweise der Heizeinrichtung und des damit integrierten Filters näher beschrieben. Durch die Kraftstoffzuleitung 4 gelangt Dieseltreibstoff in den Deckel 6 der Helzeinriehtung und fliesst durch eine Durchlassöffnung 20 in der Deckfläche 21 des Mittelteils 7 in den Bereich der Heizeinrichtung. Er gelangt somit an die Aussenfläche der oberen Kontaktplatte 8 un umströmt diese, bis er zu einer in der oberen Kontaktplatte 8 befindlichen Durchlassöffnung 21 gelangt. Durch diese Durchlassöffnung 21 erreicht der Kraftstoff den Rau. zwischen der: beiden Kontaktplatten 8 und 9 und umströmt dabei die PTC-Elemente 10. Der Raum neben dem Buchsenkontakt 16 der unteren Kontaktplatte 9 dient als weitere Durchlassöffnung für den Kraftstoff zum Bereich der Federscheibe 11, den der Kraftstoff durch die Off- nungen 22 die durch die Ausbiegungen 15 entstanden sind, durchsetzt. Daraufhin gelangt der Kraftstoff in die Filterpatrone 2, die er durch entsprechend ausgebildete öffnungen 23 durchsetzt, um in einen Mittelkanal 24 zu gelangen, in der der Kraftstoffauslass 5 endet. Beim Starten des Motors, der an diese Heiz-Filter-Einrichtung angeschlossen ist, wird gleichzeitig Spannung an die PTC-Elemente 10 angelegt. Diese erwärmen in wenigen Sekunden den im Bereich der Heizeinrichtung befindlichen Kraftstoff auf eine Temperatur, die es ihm erlaubt, durch die Filterpatrone 2 zu treten. Dabei wird zunächst nur der obere, von warmem Kraftstoff erreichte Bereich der Filterpatrone 2 von Kraftstoff urchflossen, der auf kurzem Weg den Kraftstoffauslass erreicht und zum Motor gelangt. Kritisch für kalten Kraftstoff ist nur der Bereich der Filterpatrone, der den Durchfluss von kaltem Kraftstoff behindert. Die weiter unten liegenden Bereiche der Filterpatrone werden im Betrieb des Motors nach und nach aufgeheizt, um ihre volle Funktionsfähigkeit im Laufe des Betriebs zu erhalten. Die beiden Kontaktplatten 8 und 9 bestehen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Aluminium bzw. ei ner Aluminiumlegierung. die selbst eine relativ gerin Ke Wärmekapazität aufweist und einen ausgezeichneten nrmeleituert besitzt. Die Federscheibe 11 besteht aus federstahl. Die PTC-Elemente sind von üblicher Bauart nd besitzen eine Dicke von 1 bis 2 mm. Der Mittelteil des Gehäuses besteht aus Kunststoff, vorzugsweise Poly äthylen, in das die beiden Stiftkontakte 17 mit gutem mechanischen Kontakt einbettbar sind.

Claims: Heizeinrichtung für den Dieselkraftstoff eines Ver brennungsmotors Patentansprüche 1. Heizeinrichtung für den Dieselkraftstoff eines Ver brennungsmotors, mit in einem Gehäuse (1) angeordneten ringförmigen, der Wärmeübertragung dienenden Kontaktplatten (8,9), zwischen denen mehrere scheibenförmige PTC-Elemente (10) angeordnet und durch eine F#edereinrichtung (11) in Anlage an den Kontaktplatten (8,9) gehalten sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die PTC-Elemente (10) mit einem Mittelloch (10a) ausgebildet sind, dass die Kontaktplatten (9,10) mit entsprechenden Durchbrüchen (8a, 9a) versehen sind, dass das Gehäuse (1) die Mittellöcher (10a) der PTC-Elemente (10) und die Durchbrüche (usa, 9a) in den Kontaktplatten (8,9) durchdringende Haltestifte (13) aufweist, und dass sich die Federeinrichtung (12) zwischen den Haltestiften (13) und einer der Kontaktplatten (9) auf der den PTC-Elementen (10) abgekehrten Seite der Kontaktplat te ( 9 ) abstützt. 2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kontaktplatten (8,9) in ihren Randbereichen eingeschnitten sind und in diesem Bereich elektrische Kontakte (16) unmittelbar aus dem Material der Kontaktplatten (8,9) geformt sind. 3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrischen Kontakte als Buchsenkontakte (16) ausgebildet sind, und dass entsprechende Stiftkontakte (17) in das angrenzende Gehäuse (1) eingebettet sind, die mit Anschlusskontaktenden (19) aus dem Gehäuse (1) herausragen. 4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Federeinrichtung (11) als Federplatte ausgebildet ist, die den Haltestift (13) umgreift und wenigstens zwei federnde Ausbiegungen (15) aufweist, mit denen sie sich an der Kontaktplatte (9) abstützt. 5. Heizeinrichtung nach Anspruch tl, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Federeinrichtung als für alle PTC-Elemente (10) gemeinsame Federscheibe (11) ausgebildet ist, die eine der Zahl der PTC-Elemerte (10) entsprechende Anzahl von öffnungen (11a) mit dazu benachbarten Ausbiegungen (15) aufweist. 6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur gemeinsamen Lagerung der Kontaktplatten (8,9), der PTC-Elemente (10) und der Federeinrichtung (11) Schrauben (14) vorgesehen sind, die in die Haltestifte (13) eingesetzt sind.

Inventors: BOHLANDER, FRANZ, BUCHLAUB, NORBERT, Bohländer, Franz
Applicants: DAVID + BAADER - DBK - SPEZIALFABRIK ELEKTRISCHER APPARATE UND HEIZWIDERSTANDE - GMBH
Application year: 1984
Main classification: F02M31
IPC codes: B01D35, F02B3, F02M31, F02M37, H05B3