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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steueranordnung für elektrische
Heizeinrichtungen, insbesondere Heizelemente der Bauart, die mit
Radiatoren oder dergleichen verbunden sind, bereitgestellt in einem
System zum Abkühlen
der gleichen Steueranordnung.
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Ein
Beispiel einer solchen Steueranordnung ist in EP-B-0080428 gegeben.
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Von
elektrisch betätigten
Heizradiatoren ist allgemein bekannt, dass diese im Wesentlichen
einen Strahlkörper
umfassen, welcher eine Ölmasse enthält, die
in einem Wärmeaustauschkontakt
mit einem elektrischen Heizelement, das an der Basis des Radiators
angeordnet ist, in Kontakt steht. Die Stromversorgung zu diesem
elektrischen Heizelement wird thermostatisch durch eine elektronische
Schaltung gesteuert, die zumindest ein Element umfasst, das gewöhnlich aus
einem Triac besteht, um den Leistungsausgang zu steuern.
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Der
gesamte Satz an elektronischen Schaltungen, zusammen mit den verbundenen
Einstell- und Steuermitteln, wird in einem kastenähnlichen Schutzgehäuse gesammelt,
das, aufgrund von Gründen,
die nicht nur ästhetisch
sind, sondern auch praktisch, d.h. die auf das Reduzieren von Behinderungen
gezielt sind, benachbart zu dem elektrischen Heizelement oder dem
Strahlkörper
selbst angeordnet ist, d.h. in einer Position, in welcher die gesamte Steuereinrichtung
der Wärme
ausgesetzt ist und deshalb im Wesentlichen aufgeheizt wird.
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In
der Tat würde
das zuvor aufgeführte
Element zum Steuern des Leistungsausgangs es eher erforderlich machen,
entsprechend abgekühlt
zu werden, aufgrund der Tatsache, dass während des Betriebes es tatsächlich dazu
neigt zu überhitzen, und
solch ein Überhitzen
neigt wiederum dazu, drastisch die durchschnittliche Lebensdauer
davon zu verringern.
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Zusätzlich liegt
ein weiterer Nachteil, der mit den zuvor aufgeführten Steueranordnungen erfahren wurde,
in der Tatsache, dass diese Anordnungen gewöhnlich ungeschützt vor
Flüssigkeiten,
oder allgemeiner vor fremden Stoffen, sind, die auf diese tropfen
oder fallen und diese möglicherweise
kontaminieren oder schädigen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steueranordnung
für elektrische
Heizeinrichtungen und Vorrichtungen zu schaffen, die mit einem einfachen
und effektiven Kühlsystem
ausgestattet ist, welches es ermöglicht,
die zuvor aufgeführten
Nachteile, die mit dieser Art an Steueranordnungen verbunden sind,
und insbesondere mit den Leistungselektronikkomponentenbauteilen
davon, zu überwinden
oder zumindest im Wesentlichen zu verringern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch eine Steueranordnung für elektrische
Heizeinrichtungen mit Abkühlsystem, welches
die Eigenschaften, wie sie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt sind, einbindet.
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Ohnehin
können
die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung leichter
verstanden werden anhand der Beschreibung, die im Folgenden gegeben
ist, mittels einem rein nicht beschränkenden Beispiel mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
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1 eine
schematische, teilweise quer geschnittene Vorderansicht eines Radiators
ist, der mit einer Steueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
verbunden ist,
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2 eine
schematische, quer geschnittene, vergrößerte Seitenansicht der Steueranordnung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist und
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3 eine
Querschnittsansicht der Steueranordnung entlang der Linie A-A' nach 2 ist.
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In
Bezug auf die Figuren umfasst die Steueranordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung im Wesentlichen eine Schaltung (im Allgemeinen gekennzeichnet
bei 1 in 3), die ausgebildet ist, ein elektrisches
Heizelement 3 durch zumindest ein Element 2 anzusteuern,
d.h. zu steuern, welches bevorzugt einen Triac umfasst, um dessen
Leistungsausgang zu steuern.
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Das
elektrische Heizelement 3, zu welchem eine Leistung über ein
Kabel 7 zugeführt
werden kann, ist bevorzugt vom Typ einer Kartusche, ausgebildet,
um in einer eng abdichtenden Weise in einer Strahlvorrichtung 4 eingefügt zu werden,
welche von der Bauart sein kann, die eine Ölmenge beinhaltet oder dergleichen,
ausgebildet, um aufgeheizt zu werden durch das elektrische Heizelement
selber.
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Ein
Endteil 5 des elektrischen Heizelementes 3 ist
mit einem kastenähnlichen
Gehäuse 6 verbunden,
welches das Leistungssteuerelement 2 und die damit verbundene
Steuerschaltung 1 auf die Weise aufnimmt, die ausführlicher
weiter unten beschrieben wird.
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Wie
dies am besten in 1 und 2 dargestellt
ist, ist das kastenähnliche
Gehäuse 6 ausgebildet,
um in einer lateral gegenüberstehenden
Position in Bezug auf den Radiator 4 installiert zu werden, wobei
das elektrische Heizelement 3 mit der Schaltung 1 über den
Triac 2 elektrisch verbunden ist.
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In
einer grundsätzlich
per se bekannten Weise ist die Schaltung 1 auch mit Einstell-
oder Regulierelementen 8, 9 verbunden, die zum
Zugang an der Außenseite
des Gehäuses 6 bereitgestellt
sind und ausgebildet sind, um wahlweise die Temperatur und/oder
den Betriebsmodus der gesamten Heizvorrichtung 3 bis 6 einzustellen.
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Gemäß einem
ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst das Gehäuse 6 Öffnungen 10, 11,
die ausgebildet sind, um es zumindest einem Fluss an Umgebungsluft
zu ermöglichen,
in dem gleichen Gehäuse
zu zirkulieren, um so das Leistungssteuerelement 2 abzukühlen.
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Unter
Berücksichtigung
einer erhöhten
Effektivität,
sind die Öffnungen 10, 11 bevorzugt
korrespondierend zu dem Bodenteil beziehungsweise dem Oberteil des
Gehäuses 6 auf
solch eine Weise bereitgestellt, um die natürliche Zirkulation des zuvor aufgeführten Flusses
an Kühlluft
aufgrund eines Schichteffekts ("stack
effect") zu unterstützen. Es
ist natürlich
selbstverständlich,
dass der Fluss an Kühlluft
auch ein erzwungener sein kann, d.h. durch erzwungene Konvektion
hervorgerufen werden kann.
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In
jedem Fall wird gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung das Leistungssteuerelement 2,
gewöhnlich
ein Triac, an einer wärmeleitenden
Wand 12, die vertikal in dem Flussweg der Kühlluft angeordnet
ist, auf solch eine Weise angewendet, um tatsächlich einen Kühlradiator
für den Triac
zu bilden.
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Die
wärmeleitende
Wand 12, welche bevorzugt aus Metall ist und so geformt
werden kann, um eine im Wesentlichen J-förmigen oder U-förmigen Querschnitt
(3) aufzuweisen, erstreckt sich im Wesentlichen
vertikal in das Gehäuse 6 mit
einer großen äußeren Oberfläche 13 und
einer großen
inneren Oberfläche 14,
welche den Wärmesenkeffekt
unterstützt,
d.h. die Wärmedissipation
von dem Triac 2, wobei Letzteres natürlich in Kontakt mit der Oberfläche gemäß einer
beliebigen Anzahl an im Allgemeinen bekannten Verfahren angewendet
wird.
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Im
Verlauf von erschöpfenden
Experimenten, die in dieser Verbindung ausgeführt wurden, wurde herausgefunden,
dass ein optimaler Kühleffekt
erhalten wird, sowohl soweit der Triac und die elektronische Schaltung 1 an
einer geeigneten Platte betroffen sind, wenn die wärmeleitende
Wand 12 U-förmig oder
J-förmig
ist, und sich vertikal in das Gehäuse erstreckt, wie dies in 3 oder
symbolisch in 3A dargestellt ist.
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In
der zuvor aufgeführten
Ausbildung ist die wärmeleitende
Wand 12 mechanisch mit der inneren Oberfläche des
Gehäuses 6 verbunden,
um so einen im Wesentlichen isolierten Innenraum 15 zu
bilden, in welchem das Leistungssteuerelement 2 und zumindest
ein Teil der damit verbundenen Steuerschaltung 1 aufgenommen
sind. Solch eine mechanische Verbindung kann leicht korrespondierend
zu den umgebenden Grenzen der Wand 12 hergestellt werden, welche
ausgebildet sind, um mit entsprechenden Verbindungselementen, die
in dem Gehäuse 6 und bei 16, 17 und 19 entsprechend
gekennzeichnet sind, im Eingriff zu stehen in dem Beispiel, das
in der Fig. dargestellt ist. Insbesondere, um zu verhindern, dass Wärme von
dem elektrischen Heizelement 3 an die elektronische Schaltung,
die darüber
angeordnet ist, übermittelt
wird, ist am meisten bevorzugt eine geeignete, bevorzugt isolierende
untere Wand 19 vorgesehen, welche den Innenraum 15 von
dem elektrischen Heizelement 3, das darunter angeordnet
ist, trennt.
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Die
Steuerschaltung 1 ist bevorzugt durch Komponentenbauteile
gebildet, die an zumindest einer Leiterplatte 20 montiert
sind, welche wiederum vorteilhaft quer über den Innenraum 15 montiert
sein kann, um sich so zwischen gegenüberliegenden Teilen 21, 22 der
wärmeleitenden
Wand 12 zu erstrecken. Es ist natürlich möglich, dass diese Komponententeile
der Schaltung 1 unterschiedlich an jeder Seite der Leiterplatte 20 montiert
werden können.
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Es
wurde dennoch beobachtet, dass der beste Kühleffekt erhalten wird, wenn
der Triac und die anderen Komponenten der Leiterplatte 20 in
den Innenraum 15 zum Liegen kommen, da die Wärme, die
durch diese emittiert wird, transferiert wird und dissipiert wird
durch Abstrahlung über
den gesamten oder den größten Teil
der inneren Oberfläche
der wärmeleitenden
Wand 12.
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In
jedem Fall wird durch die Wand 12, die als Wärmesenke
wirkt, das Leistungssteuerelement 2 vorteilhaft und effektiv
abgekühlt
durch den Luftstrom, der in dem Gehäuse 6 durch die Öffnungen 10, 11 zirkuliert,
so dass die gesamte Steueranordnung sich als die zuverlässigste
und hinsichtlich ihrer Arbeitsweise konstante herausstellt.
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Zusätzlich ermöglicht die
im Wesentlichen umschließende
Form der Wand 12, dass eine Art Zelle gebildet wird, in
welcher im Wesentlichen das Leistungssteuerelement 2 und
die damit verbundene Steuerschaltung 1 isoliert sind von
der äußeren Umgebung,
wodurch das Risiko einer möglichen
versehentlichen Feuchtigkeits- oder Wasserdurchsickerung durch die Öffnungen 10, 11,
die geeignet sind, um Kurzschlussbedingungen und/oder Oxidierungsvorgänge von
elektrisch tätigen
Teilen zu erzielen, beschränkt
ist.