用于加热流体的加热装置和加热机构的制作方法

用于加热流体的加热装置和加热机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于装入到流体管路中的加热装置（100）的加热机构（10），所述加热机构用于加热流体并且具有至少一个加热元件（12）、至少一个导热元件（14）和至少两个电触头（16），并且具有至少三个能够与输入接管（20）、输出接管（30）和电接头转接器（40）的相对应的接口（22、32、42）连接的接口（22a、32a、42a），其中至少用于所述输入接管的接口（22a）具有下述横截面，所述横截面相对于所述加热机构（10）的纵向轴线倾斜、尤其倾斜45度的角度。
【专利说明】用于加热流体的加热装置和加热机构

【技术领域】
[0001]本发明涉及用于加热流体的加热装置、尤其用于内燃机的曲轴箱通风的加热装置以及用于加热装置的加热机构、输入接管、输出接管和电接头转接器。

【背景技术】
[0002]公知的是，借助布置在引导流体的管道上的加热元件为穿过管道流动的流体、尤其气体进行加热。例如，内燃机中的加热装置防止漏气(Blow-by-Gas)在从曲轴箱流入进气系统的流入位置处发生冻结。这种穿流的漏气是有可能会爆炸的混合物，它主要由燃料、油、水和空气组成。
[0003]由EP I 772 613 Al已知一种用于流体、尤其气体、优选曲轴箱排放气体的加热装置，它具有引导流体的管道，带有布置在引导流体的管道上的加热元件。该加热元件在此借助与引导流体的管道连接的插头经由弹簧元件固定。其中所述插头可松脱或不可松脱地与引导流体的管道连接，由此将加热元件以如下方式定位到引导流体的管道上，从而使得能够直接地或间接地加热引导流体的管道。为了让加热元件即使在振荡严重的环境下、例如在机动车运行时仍然留在其位置上，经由弹簧元件将其压入其位置。根据本发明，用于固定加热元件的弹簧元件相对于插头以如下方式定位，使得在组装插头和引导流体的管道时，插头的接合方向垂直于由弹簧元件施加的作用力方向。插头优选经由焊接法、卡扣法或者粘合法与引导流体的管道连接，其中连接的实现形式不再会影响弹簧力并且因此不再会影响作用于加热元件上的压紧力。


【发明内容】

[0004]本发明的任务是，实现一种用于加热流体的装置，其使得能够低成本地制造用于内燃机上不同的局部的安装情况的加热装置。
[0005]本发明的另一个任务是，实现用于这种加热装置的连接构件，其使得能够低成本地制造用于内燃机上不同的局部的安装情况的连接构件。
[0006]按照本发明的一个方面，前述任务通过一种用于装入到流体管路中的加热装置的加热机构得以解决，所述加热机构用于加热流体，其具有至少一个加热元件、至少一个导热元件和至少两个电触头，并且具有至少三个能够与输入接管、输出接管和电接头转接器的相对应的接口连接的接口，其中至少用于输入接管的接口具有下述横截面，所述横截面相对于加热机构的纵向轴线倾斜、尤其倾斜45度的角度。
[0007]按照本发明的另一个方面，前述任务由用于加热流体的模块式的加热装置得以解决，所述加热装置包括加热机构，其中所述加热机构包括加热元件、导热元件和至少两个电触头，具有至少一个用于与输入接管连接的第一接口、用于与输出接管连接的第二接口和用于与电接头转接器连接的第三接口，其中所述第一接口具有下述横截面，该横截面相对于加热机构的由导热元件的纵向延伸线限定的纵向成倾斜的角度、尤其45°的角度进行布置；所述加热装置还包括输入接管，用于利用与第一接口相对应的接口导入流体；所述加热装置还包括输出接管，用于利用与第二接口相对应的接口导出流体；并且所述加热装置还包括电接头转接器，具有与第三接口相对应的接口用于与加热机构的加热元件电接触。
[0008]从后面的权利要求书、说明书和附图中得到本发明的有利的构造方案和优点。
[0009]通过系统的模块性能够在批量生产新的加热装置时采用已经存在的单个组件，从而能够在构造上灵活地却成本特别低地生产制造所述加热装置。由于输入接管的接口具有角度，使得能够相对于加热机构以不同的角度定位输入接管，因此也能够实现输入接管和输出接管之间不同的角度。在此特别有利的是45度的角度，借助该角度几乎能够实现所有的连接角度。
[0010]提出一种具有用于连接构件的接口的加热机构以及一种用于加热流体的模块式的加热装置。
[0011]所述加热装置包括用于加热流体的加热机构、输入接管、输出接管和电接头转接器，所述加热机构具有至少三个接口，其中一个是倾斜的。
[0012]如果所述加热装置例如用于内燃机的曲轴箱通风，那么在输入接管上连接曲轴箱通风系统的接头管路，在输出接管上连接接到进气管上的接头管路。所述电连接转接器用于输送加热元件所需要的电功率。
[0013]在制造针对客户特定的加热装置时，按照本发明能够将像输入接管、输出接管、电接头转接器这样的针对客户特定的构件以合适的方式经由标准化的接口与标准化的加热机构装配到一起并且优选通过焊接接合。即使在加热机构中，重要的构件、即加热元件虽然在技术上一样，但是完全有可能具有不同的电连接片。
[0014]用于加热流体的加热装置的根据本发明的解决方案为功能相关且针对客户特定的构件设置了一种模块原理:所述加热装置在此包括输入接管、输出接管、电接头转接器和真正的具有加热元件和导热元件的加热机构。因此，连接接管并不是从一开始就与加热机构固定连接，而是能够依据对加热装置的相应要求根据安装情况经由相应的接口与加热机构连接。有利的是，输入接管及输出接管的不同的并且针对客户特定的变化方案能够相互组合，其中所述变化方案具有不同的接头几何外形、不同的接头转接器变化方案和不同但却具有全部一致的针对构件特定的接口的加热机构组件。由此能够对不同的、针对客户特定的系列询问做出迅速的反应。能够使用功能相关的相同部件。能够有利地考虑通过使用标准中间组件来实现自动化的解决方案。于是能够通过使用相同部件有效地实现成本节约效果。根据本发明的用于按照模块原理制造的加热装置使得能够简单并且迅速地适应特定的用途、例如曲轴箱排风系统。模块式的构思使得能够迅速地成批量生产，即使是在较晚的项目阶段。于是即使在件数中等和少的情况下也能够实现低的生产成本。
[0015]用于输入接管的接口具有下述横截面，该横截面相对于加热装置的纵向成倾斜的角度、尤其45°的角度进行布置。其中加热装置的由输出接管的布置方式限定的纵向相应于加热机构的由导热元件的纵向延伸线限定的纵向。以这种方式能够根据内燃机上和/或机动车内的安装情况有利地实现不同的进入角和接头布置。由此能够将输入接管例如从一构件平面旋转出去，如果对于接头管路的入口几何外形有利的话。
[0016]有利的是，输入接管能够在由接口限定的横截面内围绕中心轴线以任意的角度进行布置。于是，根据构造空间的情况，能够实现接头管路在加热装置上的任意的角度位置。
[0017]有利的是，输入接管、输出接管和电接头转接器的接口能够通过接合法、尤其通过粘合或焊接与加热机构上其分别相对应的接口连接。因为这些构件优选由塑料或者至少由塑料注塑包封的构件构成，所以它们能够方便地通过任何常用的塑料接合法连接。特别优选的是，在这里使用粘合和焊接，其中在焊接接合法中，旋转焊接或超声波焊接已经证明非常有利。用于输入接管及输出接管的接口优选例如能够采取旋转焊接，而用于电接头适配器的接口优选能够采取超声波焊接。
[0018]在一种有利的构造方案中，加热元件能够包含PTC元件(温度系数为正的热阻)。这些常用的加热元件能够成本低廉地被提供并且能够用在各种各样的构造形式中。于是，PTC加热元件能够例如共同注塑到加热机构的壳体内。
[0019]因此，以符合目的的方式，整个加热机构都通过用塑料注塑包封加热元件、导热元件和电触头得以实现。借此实现一种紧凑的构件来作为加热装置的、带有用于插件的模块构件的标准化接口的、标准化的中央构件，所述插件能够相应地具有针对客户特定的实施方式。作为材料例如能够使用聚酰胺，优选使用玻璃纤维强化的聚酰胺、例如PA6.6 GF35。这些材料优选也能够用于输入接管和输出接管这些构件还有电接头转接器的壳体。
[0020]在一种有利的构造方式中，用于电接头转接器的接口能够与纵向垂直地布置。因为穿流方向按照目的沿着加热装置的纵向轴线从输入接管朝向输出接管指向，所以在多种安装情况下在构造空间技术上有利的是，电接头转接器从加热装置成直角地延伸开。在将加热装置装配在内燃机上时，这种插接情形在大部分情况下在人体工程学方面有利。
[0021]有利的是，导热元件能够构造成空心的。这样能够让热量非常好地从加热元件传输到导热元件上并且从那里传输到在空心导热元件中流动的流体上，所述导热元件例如是金属管道，由于需要高的导热能力优选是铜管。
[0022]以符合目的的方式，能够在温度调节的情况下运行加热装置。优选的是，经由PTC加热元件实现温度调节，其中PTC元件典型的电阻值在室温下大约为8欧姆，然后在升温至80摄氏度的过程中电阻值翻倍，然后在升温至135摄氏度的过程中呈指数提升到千欧姆的范围内。这样能够实施有效的温度调节。
[0023]优选能够将根据本发明的加热装置用于内燃机的曲轴箱通风。这样能够有利地针对不同的内燃机上不同的构造空间情况根据客户情况来充分利用加热装置的单个构件的模块原理的优点。
[0024]根据本发明的另一个方面，提出了一种用于所描述的加热装置的加热机构，该加热装置包括加热元件、导热元件和至少两个电触头，其中设置有至少三个与输入接管、输出接管和电接头转接器的接口相对应的接口，在所述接口上面能够布置输入接管、输出接管和电接头转接器。在加热机构上能够经由标准化的接口安装并接合不同的构件、如输入接管、输出接管、电接头转接器。于是，所述加热机构就是用于加热装置的模块构件(Baukasten )的中央标准化的构件。加热机构的至少一个接口、也就是用于输入接管的接口具有下述横截面，该横截面相对于加热机构的由导热元件的纵向延伸线限定的纵向轴线是倾斜的、尤其形成45°的角度。由此，能够围绕该接口的中心轴线以任意的角度布局布置输入接管。
[0025]根据本发明的另一个方面，提出了一种用于加热装置的输入接管，其包括用于与加热机构连接的接口。因此该输入接管能够以不同的、针对客户特定的构造形式实现并且与加热机构接合形成加热装置。所述输入接管的接口具有下述横截面，该横截面相对于输入接管的纵向延伸线是倾斜的，尤其形成45°的角度。以这种方式能够利用输入接管在装配到加热机构上相对应的接口的同样倾斜的横截面上时相对于加热装置的纵向轴线实现不同的角度输出。
[0026]根据本发明的另一个方面，提出了一种用于加热装置的输出接管，其包括用于与加热机构连接的接口。于是，所述输出接管能够以不同的、针对客户特定的构造形式实现并且与加热机构接合形成加热装置。
[0027]根据本发明的另一个方面，提出了一种用于加热装置的电接头转接器，所述电接头转接器包括用于与加热机构连接的接口。因此，所述电接头转接器能够以不同的针对客户特定的构造形式来实现并且与加热机构接合形成加热装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0028]其他优点由下列【专利附图】

【附图说明】中得出。附图中示出了本发明的多个实施例。附图、说明书和权利要求书包含多个组合起来的特征。本领域专业技术人员能够符合目的的方式单个地观察这些特征并且组合成有意义的其他组合方案。
[0029]图1示出了按照本发明的一种实施例的加热装置的透视图；
图2示出了加热装置的分解图，包括按照本发明的一种实施例的加热机构、输入接管、输出接管和电接头转接器；
图3示出了按照本发明的一种实施例的加热机构的透视图；
图4a、4b不出了输入接管的两种不同的实施例；
图5a、5b不出了输出接管的两种不同的实施例；并且图6a、6b示出了电接头转接器的两种不同的实施例。
[0030]在附图中，相同的或者同类的组件用相同的附图标记表示。所述附图仅仅示出示例并且不应被理解为受到限制。

【具体实施方式】
[0031]图1示出了按照本发明的一种实施例的、已装配的加热装置100的透视图。用于加热流体的加热装置100包括加热机构10，其中该加热机构包括加热元件(在图中不能看出)、导热元件14和至少两个电触头16 (未示出)；所述加热装置还包括用于导入流体的输入接管20，其具有用于与加热机构10连接的接口 22;所述加热装置还包括用于导出流体的输出接管30，其具有用于与加热机构10连接的接口 32 ;并且所述加热装置还包括用于电接触加热元件12的电接头转接器40，其具有用于与加热机构10连接的接口 42。在此，加热机构10设置有至少三个与输入接管20、输出接管30和电接头转接器40的接口 22、32、42相对应的接口 22a、32a、42a，在所述这些接口上布置输入接管20、输出接管30和电接头转接器40。在图1所示的加热装置100中，输入接管20和输出接管30沿着纵向轴线L延伸。用于输入接管20的接口 22a具有一横截面，该横截面与加热装置的由输出接管30的布置方式限定的纵向L成倾斜的角度、尤其45°的角度进行布置。因此，输入接管20能够围绕中心轴线以任意角度布置在由接口 22a限定的横截面内。在图1中沿着纵向轴线L示出了所述输入接管。用于电接头转接器40的接口 42a垂直于纵向L布置，从而使得电接头转接器40也垂直于加热装置100延伸开。导热元件14以管道的形式构造成空心的，其中由于需要高的导热能力优选能够使用铜管。
[0032]加热装置出于能量效率的考虑优选能够在温度受调节的情况下运行并且通常用于内燃机的曲轴箱通风。
[0033]图2示出了加热装置100的分解图，包括按照本发明的一种实施例的加热机构10、输入接管20、输出接管30和电接头转接器40。在该示图中，能够看出带有其接口的模块式加热装置100的不同的单个组件。这样在加热机构10上安置有接口 22a，所述接口相应于输入接管20上的相对应的接口 22。同样地，在加热机构10上安置有接口 32a，所述接口相应于输出接管30上的相对应的接口 32。并且在加热机构10的下侧上安置有接口 42a，所述接口相应于电接头转接器40上的相对应的接口 42。经由这些接口 22a、32a、42a能够安装不同的构件，这些构件具备相应的接口 22、32、42。由此，能够为具有不同的接头构件的加热装置有效地实施模块原理或者说积木原理(Baukastenprinzip),并且能够低成本并且迅速地实现不同的客户要求。输入接管20、输出接管30和电接头转接器40的接口 22、32、42在此能够通过接合法、尤其粘合或焊接与加热机构10上其各自相对应的接口 22a、32a、42a连接。加热机构10例如能够通过用塑料注塑包封加热元件12、导热元件14和电触头16得以实现。输入接管20的接口 22和加热机构10的相对应的接口 22a分别相对于纵向轴线倾斜，从而使得输入接管20能够以不同的定向布置到加热机构10上。尤其在角度为45度时，例如能够平行地布置输入接管20和输出接管30，或者也能够相互垂直地布置这两个构件。
[0034]在图3中示出了按照本发明的一种实施例的加热机构10的透视图。用于加热装置100的加热机构10包括加热元件12、导热元件14和至少两个电触头16，其中设置有至少三个与输入接管20、输出接管30和电接头转接器40的接口 22、32、42相对应的接口 22a、32a、42a，在所述这些接口上能够布置输入接管20、输出接管30和电接头转接器40。至少一个接口 22a具有一横截面，该横截面相对于导热元件14的纵向延伸线倾斜、尤其形成45°的角度。
[0035]在图4a和4b中示出了输入接管20的两种不同的实施例。用于加热装置100的输入接管20在此包括用于与加热机构10连接的接口 22。接口 22在两种实施方式中的实现方式是一样的，区别仅仅在于输入接管20的主体带有连接法兰。接口 22具有一横截面，该横截面相对于输入接管20的纵向延伸线是倾斜的、尤其形成45°的角度，从而能够在加热机构10上围绕着横截面的中心轴线以不同的角度位置安装输入接管20。
[0036]在图5a和5b中示出了输出接管30的两种不同的实施例。用于加热装置100的输出接管30在此包括用于与加热机构10连接的接口 32。这个接口 32在两种实施方式中的实现方式是一样的，区别仅仅在于输出接管30的主体带有连接法兰。
[0037]在图6a和6b中示出了电接头转接器40的两种不同的实施例。用于加热装置100的电接头转接器40在此包括用于与加热机构10连接的接口 42。这个接口 42在两种实施方式中的实现方式是一样的，区别仅仅在于用于配对插头的本身的容纳部。
【权利要求】
1.用于装入到流体管路中的加热装置(100)的加热机构(10)，所述加热机构用于加热流体并且具有至少一个加热元件(12)、至少一个导热元件(14)和至少两个电触头(16)，并且具有至少三个能够与输入接管(20)、输出接管(30)和电接头转接器(40)的相对应的接口(22、32、42)连接的接口(22a、32a、42a)，其中至少用于所述输入接管的接口(22a)具有下述横截面，所述横截面相对于所述加热机构(10)的纵向轴线倾斜、尤其倾斜45度的角度。
2.用于装入到流体管路中的加热装置(100)的输入接管(20)，所述输入接管具有用于与按照权利要求1所述的加热机构(10)连接的接口(22)，其中所述接口(22)具有下述横截面，所述横截面相对于所述输入接管(20)的纵向延伸线倾斜、尤其形成45°的角度。
3.用于装入到流体管路中的加热装置(100)的输出接管(30)，所述输出接管具有用于与按照权利要求1所述的加热机构(10)连接的接口(32)。
4.用于装入到流体管路中的加热装置(100)的电接头转接器(40)，所述电接头转接器具有用于与按照权利要求1所述的加热机构(10)连接的接口(42)。
5.用于制造装入到流体管路中的加热装置(100)的模块构件，具有: -至少一个用于加热流体的加热机构(10)，所述加热机构具有加热元件(12)、导热元件(14)和至少两个电触头(16)，还具有至少一个用于与输入接管(20)连接的第一接口(22a)、用于与输出接管(30)连接的第二接口(32a)和用于与电接头转接器(40)连接的第三接口(42a)，其中所述用于输入接管(20)的第一接口(22a)具有下述横截面，所述横截面相对于所述加热机构(10)的纵向(L)成倾斜的角度、尤其45°的角度进行布置， -多个用于向加热机构(10)导入流体的输入接管(20)，所述输入接管具有与第一接口(22a)相对应的接口(22)，所述接口具有下述横截面，所述横截面相对于所述输入接管(20)的纵向(L)成倾斜的角度、尤其45°的角度布置， -多个电接头转接器(40)，所述电接头转接器具有与第三接口相对应的接口(42)，用于与所述加热机构(10)连接并且电接触所述加热元件(14)， 其中所述输入接管(20)和所述输出接管(30)分别具有构造不同的、用于与引导流体的管路连接的接口。
6.用于加热流体的模块式的加热装置(100)，包括: -加热机构(10)，所述加热机构具有加热元件(12)、导热元件(14)和至少两个电触头(16)，还具有至少一个用于与输入接管(20)连接的第一接口(22a)、用于与输出接管(30)连接的第二接口(32a)以及用于与电接头转接器(40)连接的第三接口(42a)，其中所述第一接口(22a)具有下述横截面，所述横截面相对于所述加热机构(10)的纵向(L)成倾斜的角度、尤其45°的角度布置， -输入接管(20)，所述输入接管用于利用与所述第一接口( 22a)相对应的接口( 22)导入流体， -输出接管(30)，所述输出接管用于利用与所述第二接口(32a)相对应的接口(32)导出流体， -电接头转接器(40)，所述电接头转接器具有与第三接口相对应的接口(42)，用于电接触所述加热元件(14)。
7.按照权利要求6所述的加热装置，其中所述输入接管(20)能够围绕中心轴线以任意的角度布置在由所述接口(22a)限定的横截面内。
8.按照权利要求6或7所述的加热装置，其中所述输入接管(20)、输出接管(30)和电接头转接器(40)的接口(22、32、42)能够通过接合法、尤其粘合或焊接与所述加热机构(10)上其各自相对应的接口(22a、32a、42a)连接。
9.按照权利要求6至8中任一项所述的加热装置，其中所述加热机构(10)的用于电接头转接器(40)的接口(42a)与所述纵向(L)垂直地进行布置。
10.使用按照权利要求6至9中任一项所述的加热装置(100)的用途，用于内燃机的曲轴箱通风。
【文档编号】H05B3/06GK104427664SQ201410444956
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】P.赫恩, U.米勒, T.伦克, R.韦尔纳 申请人:曼 · 胡默尔有限公司