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Die Erfindung betrifft einen Heizflansch für die Luftvorwärmung in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem mäanderförmig verlaufenden Heizband.
Die EP 1 348 861 A2 offenbart einen Heizflansch zum Vorwärmen von Luft in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine, mit einem mäanderförmig verlaufenden Heizband, wobei die Heizelemente so abgewickelt sind, dass Knicke entstehen, die für die gerichtete, vorbestimmte Lageänderung bei Längenzunahme der Schenkel des Heizbandes sorgt.
Weitere Heizflansche mit mäanderförmig gebogenen Heizbändern sind aus den Druckschriften DE 195 15 533 AI und EP 1 559 901 A2 bekannt.
Die einzelnen Schleifen jedes Heizbandes sind dabei so parallel zueinander angeordnet, dass sie einen möglichst geringen Strömungswiderstand für die durchströmende Luft erzeugen.
Insbesondere bei Ansaugrohren, in welchen eine Abgasrückführleitung einmündet, ist eine hohe Turbulenz zur Durchmischung der angesaugten Luft wünschenswert, um eine gleiche Versorgung der Zylinder mit rückgeführtem Abgas zu erzielen.
Eine derartige Durchmischung lässt sich allerdings mit herkömmlichen Heizflanschen nicht erreichen, da glatte Heizbänder wie Strömungsgleichrichter wirken und eine laminare Strömung begünstigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heizflansch der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auf möglichst einfache Weise eine hohe Turbulenz für die angesaugten Gase erreicht wird.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch ermöglicht, dass das Heizband zumindest eine Strömungsstörstelle aufweist, welche zumindest im Bereich einer stromaufund/oder stromabwältigen Kante des Heizbandes angeordnet sein kann. Die Strömungsstörstelle ist vorzugsweise durch eine lokale Unstetigkeit des Heizbandes, und/oder durch eine lokale Verformung des Heizbandes gebildet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Strömungsstörstelle als Störkante ausgebildet ist.
Das Heizband kann dabei mehrere Strömungsstörstellen aufweisen, welche gleichmässig oder ungleichmässig oder partiell verteilt am Heizband angeordnet sind.
Bei mehreren in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Heizungsbändern kann vorgesehen sein, dass jedes Heizband zumindest eine Strömungsstörstelle aufweist. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Heizflansch in einer Draufsicht, Fig. 2 ein Heizband in einem Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 das Heizband in einem Schnitt gemäss der Linie 111-111 in Fig. 1.
Der Heizflansch 1 umfasst einen Rahmen 2, an dessen Innenseiten Trägerelemente 3, 4 für ein mäanderförmig geformtes Heizband 5 angeordnet sind.
Mit Bezugszeichen 6 und 7 sind elektrische Anschlüsse für das Heizband 5 bezeichnet.
Fig. 1 zeigt den Heizflansch 1 in, bzw. entgegen der Strömungsrichtung der angesaugten Luft. Die einzelnen Lagen 5a des Heizbandes 5 sind im Wesentlichen parallel zueinander in einem definierten Abstand angeordnet, so dass die zugeführte Luft zwischen den Lagen 5a durchströmen kann. Bei herkömmlichen Heizflanschen wird dadurch eine gewisse Gleichrichtung der Luft erzeugt, was eine gute Durchmischung mit stromauf- oder stromabwärts des Heizflansches 1 zugeführten rückgefühlten Abgasen erschwert, bzw. verhindert. Um eine Durchmischung des rückgefühlten Abgases mit der angesaugten Luft auf einfache Weise zu erreichen, sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Heizflansch 1 Strömungsstörstellen 6 im Heizband 5 vorgesehen.
Die Strömungsstörstellen 6 sind als lokale Unstetigkeiten, beispielsweise durch lokale Verformungen des Heizbandes 5 ausgebildet, wobei vorteilhafterweise Störkanten 6a für die Strömung vorgesehen sein können. Die Strömungsstörstellen 6 können durch Pressen, Stanzen oder Prägen geformt sein. Dieser Arbeitsschritt wird beispielsweise durchgeführt, bevor das Heizband 5 mäanderförmig gebogen wird. Die Strömungsstörstellen 6 können gleichmässig, ungleichmässig oder partiell am Heizband 5 verteilt werden. Die Grösse der Strömungsstörstellen 6 ist von der gewünschten Wirkung abhängig. Diese kann durch Vorausberechnen oder im Versuch ermittelt werden.
Um eine hohe Turbulenz T der Strömung S und damit eine gute Durchmischung des rückgefühlten Abgases mit der zugeführten Luft zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Strömungsstörstellen 6 zumindest im Bereich der stromabwärtigen Kante 7 des Heizbandes 5 angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Strömungsstörstellen 6 aber auch im Bereich einer stromaufwältigen Kante des Heizbandes 5 vorgesehen sein.
Durch die optimale Durchmischung der Frischluft mit dem rückgeführten Abgas wird erreicht, dass die einzelnen Zylinder jeweils die gleiche Menge an rückgeführtem Abgas erhalten.
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The invention relates to a heating flange for air preheating in a suction pipe of an internal combustion engine, with at least one meandering heating strip.
EP 1 348 861 A2 discloses a heating flange for preheating air in a suction line of an internal combustion engine, with a meandering heating tape, wherein the heating elements are unwound so that kinks arise, which ensures the directional, predetermined change in position with increase in length of the legs of the heating tape ,
Further Heizflansche with meandering curved heating bands are known from the publications DE 195 15 533 AI and EP 1 559 901 A2.
The individual loops of each heating band are arranged parallel to one another in such a way that they produce the lowest possible flow resistance for the air flowing through.
Particularly in the case of intake pipes in which an exhaust gas recirculation line opens, high turbulence for mixing the intake air is desirable in order to achieve equal supply of the cylinders with recirculated exhaust gas.
However, such a mixing can not be achieved with conventional heating flanges, since smooth heating bands act as flow rectifiers and favor a laminar flow.
The object of the invention is to develop a heating flange of the type mentioned in such a way that in the simplest possible way, a high turbulence for the sucked gases is achieved.
According to the invention, this is made possible by the fact that the heating tape has at least one flow disturbance point which can be arranged at least in the region of an upstream and / or downstream edge of the heating tape. The Strömungsstörstelle is preferably formed by a local discontinuity of the heating tape, and / or by a local deformation of the heating tape.
It is particularly advantageous if the flow disturbance is designed as a disturbing edge.
The heating tape can have a plurality of flow disturbance points, which are arranged uniformly or non-uniformly or partially distributed on the heating tape.
In the case of a plurality of heating bands arranged one behind the other in the flow direction, it can be provided that each heating band has at least one flow disturbance location. The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS.
1 shows a heating flange according to the invention in a plan view, FIG. 2 shows a heating tape in a section along the line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 shows the heating tape in a section according to the line III-III in FIG. 1.
The heating flange 1 comprises a frame 2, on the inside of which carrier elements 3, 4 are arranged for a meander-shaped heating cable 5.
Reference numerals 6 and 7 electrical connections for the heating tape 5 are designated.
Fig. 1 shows the heating flange 1 in, or against the flow direction of the sucked air. The individual layers 5a of the heating tape 5 are arranged substantially parallel to one another at a defined distance, so that the supplied air can flow through between the layers 5a. In the case of conventional heating flanges, this produces a certain degree of rectification of the air, which impedes or prevents good mixing with sensed exhaust gases fed in upstream or downstream of the heating flange 1. In order to achieve a thorough mixing of the sensed exhaust gas with the intake air in the heating flange 1 shown in Fig. 1 Strömungsstörstellen 6 in the heating strip 5 are provided.
The flow disturbances 6 are formed as local discontinuities, for example by local deformations of the heating strip 5, wherein advantageously disturbing edges 6a may be provided for the flow. The flow disturbances 6 may be formed by pressing, stamping or stamping. This operation is performed, for example, before the heating tape 5 is bent meandering. The flow disturbance points 6 can be evenly, unevenly or partially distributed on the heating tape 5. The size of the flow disturbances 6 is dependent on the desired effect. This can be determined by prediction or in trial.
In order to achieve a high turbulence T of the flow S and thus a good mixing of the sensed exhaust gas with the supplied air, it is advantageous if the flow disturbance points 6 are arranged at least in the region of the downstream edge 7 of the heating strip 5. Additionally or alternatively, however, the flow disturbance points 6 can also be provided in the area of an upstream edge of the heating strip 5.
The optimum mixing of the fresh air with the recirculated exhaust gas ensures that the individual cylinders each receive the same amount of recirculated exhaust gas.