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WO2008122362A1 - Elektrische heizvorrichtung, insbesondere für automobile - Google Patents

Elektrische heizvorrichtung, insbesondere für automobile Download PDF

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Publication number
WO2008122362A1
WO2008122362A1 PCT/EP2008/002357 EP2008002357W WO2008122362A1 WO 2008122362 A1 WO2008122362 A1 WO 2008122362A1 EP 2008002357 W EP2008002357 W EP 2008002357W WO 2008122362 A1 WO2008122362 A1 WO 2008122362A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
heating device
heating element
heating
panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/002357
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Luppold
Alexander Dauth
Hans-Peter Etzkorn
Rolf Merte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Original Assignee
Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Beru AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG, Beru AG filed Critical Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority to US12/594,236 priority Critical patent/US20110240631A1/en
Priority to DE112008000933T priority patent/DE112008000933A5/de
Priority to EP08734759A priority patent/EP2137468A1/de
Publication of WO2008122362A1 publication Critical patent/WO2008122362A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins

Definitions

  • Electric heating device in particular for automobiles
  • the invention relates to an electric heater.
  • a heating device which has a plurality of mutually parallel heating elements, which are filled with PTC heating elements.
  • PTC heating elements On the heating rods numerous heat-exchanging laminates are pushed by clamping, which connect the heating elements at the same time.
  • From one end of the heating rods leads out an electrical connection line, which is connected to the PTC heating elements.
  • the housing of the respective heating element serves as an electrical ground connection of the PTC elements
  • the known heating device has several disadvantages: the manufacture of the heating device requires many individual steps.
  • the heating elements are connected to the PTC
  • Equipped elements and then pressed to produce a good heat-conducting connection between the PTC elements and the housing of the heating elements.
  • the Slats are punched from sheet metal and pushed individually onto the heating rods.
  • the mechanical and heat-conducting connection of the slats with the heating elements is done by clamping. Therefore, the heat flow from the heating rods to the fins is limited by the small size of the contact points between the fins and the housing of the heating elements.
  • the medium to which the heat generated by the PTC heating elements is to be transferred is in the case disclosed in DE 101 02 671 A1 air serving for heating the interior of an automobile.
  • the air flows through the heater transversely to the heating rods and tangential to the fins.
  • the heat transfer is not particularly effective in the known heater. In order to still be able to transfer the desired heat output, many fins are arranged in close succession on the heating elements, which makes the production consuming.
  • an electric heating device with PTC heating elements for heating the interior of automobiles in which the heat exchanger is not formed from a plurality of individual lamellae, but from extruded profile sections, which by cross-section of a multi-chamber extruded profile are formed, wherein the many chambers are separated by thin walls.
  • extruded profile sections which by cross-section of a multi-chamber extruded profile are formed, wherein the many chambers are separated by thin walls.
  • Several mutually identical extruded sections are arranged at right angles to the extrusion direction side by side.
  • the PTC heating elements are located between each two adjacent extruded profile sections and are fixed by the fact that the extruded profile sections are clamped together in a common frame to form an assembly.
  • the air to which the heat generated by the PTC heating elements is to be transmitted flows through the extruded profile sections in the extrusion direction, tangentially to the surfaces of the many chambers formed in the extruded profile sections.
  • the heating device known from EP 1 370 117 A2 has less installation effort for the heat exchanger than in the case of DE 101 02 671 A1, the effectiveness of the heat transfer is not better than in the case of DE 101 02 671 A1.
  • the PTC heating elements, their leads and their electrical contact points are exposed to the influence of the air to which their heat is to be transferred, resulting in corrosion and increased contact resistance.
  • the present invention has for its object to improve the cost of manufacturing and heat transfer in an electrical heater of the type mentioned.
  • a heat output panel is used as the heat exchanger, which has holes through which the fluid to be heated can flow.
  • the heat generated by an electric heating element is delivered via the heat release panel to the fluid to be heated by the fluid flows through the holes of the heat output panel.
  • the heat output panel of a heating device according to the invention has an open cross section to the heating element and may be, for example, a cost-effective perforated plate.
  • the heat output panel of a heating device according to the invention can therefore be produced inexpensively.
  • recesses can also be embossed into the heat-dissipating panel, in which recesses or heating elements are arranged.
  • such depressions are not mandatory for an open cross-section since, for example, a flat heat-dissipating panel is also exposed to a heating element with an open cross section, namely a flat cross-section, positioned thereon.
  • the heating element of a heating device is a PTC heating element, which is electrically contacted at opposite contact surfaces, for example the top and bottom of a cuboid.
  • the heat output panel is facing a contact surface and may possibly also enclose one or more side surfaces of the heating element with its open cross section.
  • the second contact surface is remote from the heat output panel and not enclosed by it.
  • the heat output panel of a heating device according to the invention thus faces only one of the two contact surfaces of the heating element.
  • a heating device according to the invention also has the advantage that it can be easily assembled.
  • the heat dissipating panel has a flat or open cross-section to the heating element, the heating element can be easily positioned on the heat-dissipating panel, especially in embossed recesses, and even soldered directly to the heat-dissipating panel.
  • a complex introduction of heating elements in a housing can thus be avoided in a heater according to the invention.
  • the at least one heating element is arranged between two heat-dissipating panels.
  • the flow path on which the fluid to be heated can absorb the heat generated by the heating elements or the heating elements extends.
  • the use of two heat-dissipating panels therefore results in improved heat dissipation to the fluid flowing through the holes of the two heat-dissipating panels.
  • Figure 1 shows an embodiment of a heating device according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view of Figure 1 in the region of a hole
  • Figure 3 is a detail view of Figure 1, wherein one of the two heat-dissipating panels, between which the heating elements are arranged, is removed;
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a heating device according to the invention
  • Figure 5 is a detail view of another embodiment of a heating device according to the invention.
  • 6 shows a further embodiment of a heating device according to the invention in a side view;
  • Figure 7 is a sectional view of Figure 6;
  • Figure 8 is a further sectional view of Figure 6;
  • FIG 9 shows a further embodiment of a heating device according to the invention.
  • FIG 1 shows an embodiment of a heating device 1 according to the invention, which is particularly suitable as interior heating of a motor vehicle.
  • the heating device 1 has a heat release panel 2 in the form of a perforated plate, which has numerous holes 3, through which a stream of air to be heated flows.
  • the perforated plate 2 has more than 20, in particular more than 50, namely more than 100 holes 3 and is shown in Figure 1 in a plan view.
  • the heating device has a potential terminal 4 and a ground terminal 5 for conducting a heating current through PTC heating elements 6 of the heating device 1 shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of FIG. 1 along the section line AA in the region of a hole 3.
  • the structure of a heating device 1 in the region of the remaining zones 3 along the section line AA corresponds to the representation according to FIG.
  • the heating device 1 has two perforated plates 2, 7, between which the heating elements 6 are arranged.
  • the holes 3 of the opposite perforated plates 2, 7 are arranged in alignment.
  • the electrical heating elements 6 are annular PTC heating elements.
  • the heating elements 6 have an opening which is arranged in alignment with a hole 3 of the perforated plate 2, 7.
  • the two perforated plates 2, 7 are electrically connected to the connection 5 shown in FIG. 1, which is usually the ground connection. delt. Between the two perforated plates 2, 7 extends a contact tongue 8, which is connected to the terminal 4 also shown in Figure 1, which is usually the potential terminal.
  • the contact tongue 8 is contacted on both sides with heating elements 3, so that the contact tongue 8 is arranged between heating elements 3.
  • the contact tongue 8 is also provided with holes in the illustrated embodiment, which are arranged in alignment with the holes 3 of the perforated plates 2, 7, so that the heating device 1 can be flowed through by the air stream to be heated.
  • Figure 3 shows one of the perforated plates 2, 7 of the illustrated embodiment with heating elements 6 and the contact tongue 8.
  • the heat-dissipating panels 2, 7 are preferably made of aluminum or aluminum alloy or another good heat-conducting metal, such as copper or a copper alloy.
  • a solder paste for example by screen printing, is applied to a front side of a heat-emitting panel 2, 7. Subsequently, the heating elements 6 are positioned on the heat output panel. Subsequently, a contact tongue 8, was applied to the solder paste on both sides, placed on the heating elements 6. In a next step, a second layer of heating elements 6 is applied to the contact tongue 8. Subsequently, the second, also provided with solder paste heat output panel 7 is placed. The resulting composite is now soldered by heat treatment, for example in a reflow process. In this way, a good electrical and heat-conducting connection between the heat output panels 2, 7, the heating elements 6 and the contact tongue 8 is achieved.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a heating device 1.
  • the heating elements are arranged in tubular housings 10 which are arranged between two perforated plates 2, 7.
  • the perforated plates 2, 7 are soldered to the heating rods 10 in order to effect the best possible thermal contact.
  • the perforated plates 2, 7 no holes 3, to heat with the largest possible area to dissipate from the heating elements 10.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a heating device 1.
  • the heat release panels 2, 7 are latched by means of projections which form side walls of a chamber in which the heating elements are arranged.
  • both heat output panels 2, 7 carry two projections 12 and 13. It is also possible but only on one of the two heat output panels 2, 7 locking rails forming projections 12, 13 provide that engage in slots of the other heat output panels 2, 7 or on each heat delivery panel 2, 7 each have a projection 12, 13 which engages in a slot of the other perforated plate 2, 7, so that by merging the heat delivery panels 2, 7 an elongated chamber for one or more heating elements is formed.
  • a suitable heat-dissipating panel 2, 7 with strip-shaped projections can be formed, for example, by extrusion molding and subsequent punching of the openings 3.
  • Other options include deep drawing, embossing or milling a metal plate or a metal sheet.
  • both heat-dissipating panels 2, 7 each have a cross section open to the heating element in the region opposite the heating element, so that the heating elements can be easily positioned there and a chamber surrounding the heating elements only by joining the two heat output panels 2, 7 forms.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a heating device 1 in a side view.
  • the two heat-dissipating panels 2, 7 formed as perforated plates, between which the heating elements 6 are located, are connected in a form-fitting manner, namely by rivets 15.
  • the perforated plates 2, 7 stuck in a base 18, which also connects the perforated plates and holds together.
  • Figure 7 shows a sectional view of Figure 6.
  • the perforated plate 2, 7 of the illustrated embodiment has indentations 16, which facilitate the positioning of the PTC heating elements 6.
  • the impressions 16 and the PTC heating elements 6 are rectangular in this embodiment, but may also have any other shape.
  • FIG. 8 shows a detailed view of FIGS. 6 and 7, in which rivets 15 and a clamp 17 can be clearly seen.
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of a heating device 1.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 9 largely corresponds to the exemplary embodiment described with reference to FIG. It differs in that some holes of the perforated plate 3 are formed as elongated holes, which are connected at its edge with a metal surface 19, which is arranged transversely to the perforated plate plane.
  • the metal surface 19 was formed by bending out of the perforated plates 2, 7.
  • the metal surface 19 increases the area at which the heater 1 gives off heat to an air stream flowing through the holes 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung mit wenigstens einem elektrischen Heizelement (6) und wenigstens einem Wärmeabgabepanel (2, 7), das von einem zu erwärmenden Fluid durchströmbare Löcher (3) aufweist und wärmeleitend mit dem wenigstens einen Heizelement (6) verbundenen ist, wobei das Wärmeabgabepanel (2, 7) eine dem Heizelement (6) zugewandte Vorderseite und eine Rückseite aufweist, und wobei das Wärmeabgabepanel (2, 7) in einem dem Heizelement (6) gegenüberliegenden Bereich (10) einen zu dem Heizelement (6) hin offenen Querschnitt aufweist.

Description

Elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für Automobile
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung. Aus der DE 101 02 671 A1 ist eine Heizeinrichtung bekannt, die mehrere zueinander parallele Heizstäbe hat, welche mit PTC-Heizelementen gefüllt sind. Auf die Heizstäbe sind als Wärmeübertrager zahlreiche lamellenförmige Bleche klemmend aufgeschoben, welche die Heizstäbe zugleich miteinander verbinden. Aus einem Ende der Heizstäbe führt eine elektrische Anschlussleitung heraus, welche mit den PTC-Heizelementen verbunden ist. Das Gehäuse des jeweiligen Heizstabes dient als elektrischer Masseanschluss der PTC- Elemente
Die bekannte Heizvorrichtung hat mehrere Nachteile: Die Herstellung der Heizvor- richtung erfordert viele einzelne Schritte. Die Heizstäbe werden mit den PTC-
Elementen bestückt und dann verpresst, um eine gute wärmeleitende Verbindung zwischen den PTC-Elementen und dem Gehäuse der Heizstäbe herzustellen. Die Lamellen werden aus Blech gestanzt und einzeln auf die Heizstäbe geschoben. Die mechanische und wärmeleitende Verbindung der Lamellen mit den Heizstäben erfolgt durch Klemmung. Deshalb ist der Wärmefluss von den Heizstäben auf die Lamellen durch die geringe Größe der Berührungspunkte zwischen den Lamellen und dem Gehäuse der Heizstäbe begrenzt. Das Medium, auf welches die von den PTC- Heizelementen erzeugte Wärme übertragen werden soll, ist in dem in der DE 101 02 671 A1 offenbarten Fall Luft, welche zur Heizung des Innenraums eines Automobils dient. Die Luft durchströmt die Heizvorrichtung quer zu den Heizstäben und tangential zu den Lamellen. Die Wärmeübertragung ist bei der bekannten Heizvorrichtung nicht besonders wirkungsvoll. Um dennoch die gewünschte Wärmeleistung übertragen zu können, sind viele Lamellen in dichter Folge auf den Heizstäben angeordnet, was die Herstellung aufwendig macht.
Aus der EP 1 370 117 A2 ist eine elektrische Heizvorrichtung mit PTC- Heizelementen für die Beheizung des Innenraums von Automobilen bekannt, bei welcher der Wärmeübertrager nicht aus einer Vielzahl von einzelnen Lamellen gebildet ist, sondern aus Strangpressprofilabschnitten, welche durch Querteilen eines viele Kammern aufweisenden Strangpressprofils gebildet sind, wobei die vielen Kammern durch dünne Wände voneinander getrennt sind. Mehrere untereinander gleiche Strangpressprofilabschnitte sind rechtwinklig zur Strangpressrichtung nebeneinander angeordnet. Die PTC-Heizelemente liegen zwischen je zwei nebeneinander liegenden Strangpressprofilabschnitten und werden dadurch fixiert, dass die Strangpressprofilabschnitte in einem gemeinsamen Rahmen miteinander zu einer Baugruppe verspannt sind. Die Luft, auf welche die von den PTC-Heizelementen erzeugte Wär- me übertragen werden soll, durchströmt die Strangpressprofilabschnitte in der Strangpressrichtung, tangential zu den Oberflächen der in den Strangpressprofilabschnitten gebildeten vielen Kammern. Zwar ist der aus der EP 1 370 117 A2 bekannten Heizvorrichtung der Montageaufwand für den Wärmeübertrager geringer als im Falle der DE 101 02 671 A1 , die Wirksamkeit der Wärmeübertragung ist aber nicht besser als im Falle der DE 101 02 671 A1. Außerdem sind die PTC-Heizelemente, ihre Zuleitungen und ihre elektrischen Kontaktstellen dem Einfluss der Luft, auf welche ihre Wärme übertragen werden soll, ausgesetzt, was Korrosion und erhöhte Übergangswiderstände nach sich zieht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Heizvorrichtung der eingangs genannten Art den Aufwand für das Herstellen und die Wärmeübertragung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung wird als Wärmeübertrager ein Wär- meabgabepanel verwendet, das von dem zu erwärmenden Fluid durchströmbare Löcher aufweist. Die von einem elektrischen Heizelement erzeugte Wärme wird über das Wärmeabgabepanel an das zu erwärmende Fluid abgegeben, indem das Fluid durch die Löcher des Wärmeabgabepanels strömt.
Das Wärmeabgabepanel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung hat einen zu dem Heizelement hin offenen Querschnitt und kann beispielsweise ein kostengünstiges Lochblech sein. Im Gegensatz zu aufwendigen Strangpressprofilen, die einen das Heizelement umschließenden Querschnitt aufweisen, kann das Wärmeabgabepanel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung deshalb kostengünstig hergestellt werden. Bei einem Ausstanzend der Löcher können in das Wärmeabgabepanel auch Vertiefungen eingeprägt werden, in denen das oder die Heizelemente angeordnet werden. Derartige Vertiefungen sind für einen offenen Querschnitt aber nicht zwingend, da beispielsweise auch ein flaches Wärmeabgabepanel einem darauf positionierten Heizelement mit einem offenen Querschnitt, nämlich einem ebenen Quer- schnitt, zu gewandt ist.
Bevorzugt ist das Heizelement einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ein PTC Heizelement, das an gegenüberliegenden Kontaktflächen, beispielsweise Ober- und Unterseite eines Quaders, elektrisch kontaktiert wird. Das Wärmeabgabepanel ist dabei einer Kontaktfläche zugewandt und kann mit seinem offenen Querschnitt eventuell auch eine oder mehrer Seitenflächen des Heizelements umschließen. Die zweite Kontaktfläche ist aber von dem Wärmeabgabepanel abgewandt und nicht von ihm umschlossen. Das Wärmeabgabepanel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ist also nur einer der beiden Kontaktflächen des Heizelements zugewandt. Neben dem Vorteil einer kostengünstigen Herstellung ihrer Bestandteile hat eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung zudem den Vorteil, dass sie sich leicht montieren lässt. Da das Wärmeabgabepanel nämlich einen ebenen oder zu dem Heizelement hin offenen Querschnitt aufweist, kann das Heizelement leicht auf dem Wärmeabgabepanel positioniert werden, insbesondere in eingeprägten Vertiefungen, und sogar unmittelbar auf das Wärmeabgabepanel aufgelötet werden. Ein aufwendiges Einbringen von Heizelementen in ein Gehäuse kann somit bei einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung vermieden werden.
Bevorzugt ist das wenigstens ein Heizelement zwischen zwei Wärmeabgabepanelen angeordnet. Auf diese Weise verlängert sich der Strömungsweg, auf dem das zu erwärmende Fluid die von dem oder den Heizelementen erzeugte Wärme aufnehmen kann. Die Verwendung von zwei Wärmeabgabepanele führt deshalb zu einer ver- besserten Wärmeabgabe an das die Löcher der beiden Wärmeabgabepanele durchströmende Fluid.
Weitere Einzelheiten und Vorteile einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich- nungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszahlen gekennzeichnet. Es zeigen:
Figur 1 Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;
Figur 2 eine Schnittansicht zu Figur 1 im Bereich eines Lochs;
Figur 3 eine Detailansicht zu Figur 1 , wobei eines der beiden Wärmeabgabepanele, zwischen denen die Heizelemente angeordnet sind, entfernt ist;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung;
Figur 5 eine Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung; Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer Seitenansicht;
Figur 7 eine Schnittdarstellung zu Figur 6;
Figur 8 eine weitere Schnittdarstellung zu Figur 6; und
Figur 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrich- tung.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1 , die insbesondere als Innenraumbeheizung eines Kraftfahrzeugs geeignet ist. Die Heizvorrichtung 1 hat ein Wärmeabgabepanel 2 in Form eines Lochblechs, das zahl- reiche Löcher 3 aufweist, die von einem zu erwärmenden Luftstrom durchströmt werden. Das Lochblech 2 hat mehr als 20, insbesondere mehr als 50, nämlich über 100 Löcher 3 und ist in Figur 1 in einer Draufsicht gezeigt.
Die Heizvorrichtung hat einen Potentialanschluss 4 und einen Masseanschluss 5 um einen Heizstrom durch in den Figuren 2 und 3 gezeigte PTC-Heizelemente 6 der Heizvorrichtung 1 zu leiten.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht zu Figur 1 entlang der Schnittlinie AA im Bereich eines Lochs 3. Der Aufbau einer Heizvorrichtung 1 im Bereich der übrigen Lö- eher 3 entlang der Schnittlinie AA stimmt mit der Darstellung gemäß Figur 2 überein. Die Heizvorrichtung 1 hat zwei Lochbleche 2, 7, zwischen denen die Heizelemente 6 angeordnet sind. Die Löcher 3 der gegenüberliegenden Lochbleche 2, 7 sind dabei fluchtend angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den elektrischen Heizelementen 6 um ringförmige PTC-Heizelemente. Die Heizele- mente 6 weisen eine Öffnung auf, die fluchtend mit einem Loch 3 des Lochblechs 2, 7 angeordnet ist.
Die beiden Lochbleche 2, 7 sind elektrisch mit dem in Figur 1 dargestellten An- schluss 5 verbunden, bei dem es sich üblicherweise um den Masseanschluss han- delt. Zwischen den beiden Lochblechen 2, 7 erstreckt sich eine Kontaktzunge 8, die mit dem ebenfalls in Figur 1 dargestellten Anschluss 4 verbunden ist, bei dem es sich üblicherweise um den Potentialanschluss handelt. Die Kontaktzunge 8 ist beidseitig mit Heizelementen 3 kontaktiert, so dass die Kontaktzunge 8 zwischen Heizelemen- ten 3 angeordnet ist. Die Kontaktzunge 8 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit Löchern versehen, die fluchtend mit den Löchern 3 der Lochbleche 2, 7 angeordnet sind, so dass die Heizvorrichtung 1 von dem zu erwärmenden Luftstrom durchströmt werden kann.
Figur 3 zeigt eines der Lochbleche 2, 7 des dargestellten Ausführungsbeispiels mit darauf angebrachten Heizelementen 6 und der Kontaktzunge 8. Die Verwendung einer großen Zahl kleiner Heizelemente 6, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, führt zu einer großflächigen und sehr gleichmäßigen Wärmeabgabe.
Die Wärmeabgabepanele 2, 7 sind bevorzugt aus Aluminium oder Aluminiumlegierung oder einem anderen gut wärmeleitenden Metall, wie beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung. Zur Herstellung der Heizvorrichtung 1 wird auf eine Vorderseite eines Wärmeabgabepaneies 2, 7 eine Lotpaste, beispielsweise im Siebdruckverfahren, aufgetragen. Anschließend werden die Heizelemente 6 auf dem Wärmeab- gabepanel positioniert. Anschließend wird eine Kontaktzunge 8, auf die beidseitig Lotpaste aufgetragen wurde, auf die Heizelemente 6 aufgesetzt. In einem nächsten Schritt wird auf die Kontaktzunge 8 eine zweite Lage Heizelemente 6 aufgebracht. Anschließend wird das zweite, ebenfalls mit Lotpaste versehene Wärmeabgabepanel 7 aufgelegt. Der so entstandene Verbund wird nun durch Wärmebehandlung, bei- spielsweise in einem Reflow-Prozess, gelötet. Auf diese Weise wird eine gute elektrische und wärmeleitende Anbindung zwischen den Wärmeabgabepanelen 2, 7, den Heizelementen 6 und der Kontaktzunge 8 erreicht.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 1. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Heizelemente in Rohrgehäusen 10 angeordnet, die zwischen zwei Lochblechen 2, 7 angeordnet sind. Die Lochbleche 2, 7 sind mit den Heizstäben 10 verlötet, um einen möglichst guten Wärmekontakt zu bewirken. In einem an den Heizstäben 10 anliegenden Bereich 11 weisen die Lochbleche 2, 7 keine Löcher 3 auf, um mit einer möglichst großen Fläche Wärme von den Heizstäben 10 abführen zu können.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 1. Im Unterschied zu dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden bei diesem Aus- führungsbeispiel keine separaten Heizstäbe benötigt. Die Wärmeabgabepanele 2, 7 sind mittels Vorsprüngen verrastet, die Seitenwände einer Kammer bilden, in der die Heizelemente angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel tragen beide Wärmeabgabepanele 2, 7 jeweils zwei Vorsprünge 12 bzw. 13. Möglich ist es aber auch nur an einem der beiden Wärmeabgabepanele 2, 7 Rastschienen bildende Vorsprünge 12, 13 vorzusehen, die in Schlitze des anderen Wärmeabgabepaneies 2, 7 einrasten oder an jedem Wärmeabgabepanel 2, 7 jeweils einen Vorsprung 12, 13 vorzusehen, der in einen Schlitz des anderen Lochblechs 2, 7 einrastet, so dass durch Zusammenführen der Wärmeabgabepanele 2, 7 eine längliche Kammer für eines oder mehrere Heizelemente gebildet wird.
Ein geeignetes Wärmeabgabepanel 2, 7 mit leistenförmigen Vorsprüngen kann beispielsweise durch Strangpressen und anschließendes Ausstanzen der Öffnungen 3 gebildet werden. Weitere Möglichkeiten sind beispielsweise Tiefziehen, Prägen oder Fräsen einer Metallplatte oder eines Metallblechs.
Wichtig bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist, dass beide Wärmeabgabepanele 2, 7 jeweils in dem dem Heizelement gegenüberliegenden Bereich einem zu dem Heizelement hin offenen Querschnitt aufweisen, so dass die Heizelemente dort leicht positioniert werden können und sich eine die Heizelemente um- schließende Kammer erst durch Zusammenfügen der beiden Wärmeabgabepanele 2, 7 bildet.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 1 in einer Seitenansicht. Im Unterschied zu dem anhand der Figuren 1 bis 3 erläuterten Ausfüh- rungsbeispiel, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden als Lochbleche ausgebildeten Wärmeabgabepanele 2, 7, zwischen denen sich die Heizelemente 6 befinden, formschlüssig, nämlich durch Nieten 15, verbunden. Die Lochbleche 2, 7 stecken in einem Sockel 18, der die Lochbleche ebenfalls verbindet und zusammenhält. Figur 7 zeigt eine Schnittdarstellung zu Figur 6. Das Lochblech 2, 7 des dargestellten Ausführungsbeispiels weist Einprägungen 16 auf, die das Positionieren der PTC- Heizelemente 6 erleichtern. Die Einprägungen 16 und die PTC-Heizelemente 6 sind bei diesem Ausführungsbeispiel rechteckig, können jedoch auch eine beliebige ande- re Form haben. Nach dem Positionieren der PTC-Heizelemente 6 in den Einprägungen 16 wird das zweite Lochblech 7 auf das erste Lochblech 2 gelegt und mittels Nieten 15 und/oder Klammern 17 eine formschlüssige Verbindung der Lochbleche 2, 7 erzeugt. Figur 8 zeigt eine Detailansicht zu den Figuren 6 und 7, in der Nieten 15 und eine Klammer 17 deutlich zu sehen sind.
Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 1. Das in Figur 9 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem anhand von Figur 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es unterscheidet sich dadurch, dass einige Löcher des Lochblechs 3 als Langlöcher ausgebildet sind, die an ihrem Rand mit einer Me- tallfläche 19 verbunden sind, die quer zur Lochblechebene angeordnet ist. Die Metallfläche 19 wurde durch Ausbiegen aus den Lochblechen 2, 7 gebildet. Die Metallfläche 19 vergrößert die Fläche, mit der die Heizvorrichtung 1 Wärme an einen durch die Löcher 3 strömenden Luftstrom abgibt.
Bezugszahlen:
1 Heizvorrichtung
2 Wärmeabgabepanel
3 Löcher
4 Potentialanschluss
5 Masseanschluss
6 Heizelement
7 Wärmeabgabepanel
8 Kontaktzunge
10 Heizstab
11 lochfreier Bereich des Wärmeabgabepaneies
12 Rastvorsprung
13 Rastvorsprung
15 Niet
16 Einprägung
17 Klammer
18 Sockel
19 Metallfläche

Claims

Patentansprüche:
1. Heizvorrichtung mit wenigstens einem elektrischen Heizelement (6) und wenigs- tens einem Wärmeabgabepanel (2, 7), das von einem zu erwärmenden Fluid durchströmbare Löcher (3) aufweist und wärmeleitend mit dem wenigstens einen Heizelement (6) verbundenen ist, wobei das Wärmeabgabepanel (2, 7) eine dem Heizelement (6) zugewandte Vorderseite und eine Rückseite aufweist, und wobei das Wärmeabgabepanel (2, 7) in einem dem Heizelement (6) gegenüberliegen- den Bereich (10) einen zu dem Heizelement (6) hin offenen Querschnitt aufweist.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabepanel (2, 7) ein Lochblech ist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabepanel (2, 7) ein gelochtes Strangpressprofil ist.
4. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabepanel (2, 7) in dem Bereich (10), der dem Heizelement (6) gegenüberliegt, einen ebenen Querschnitt hat.
5. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Heizelement (6) mit dem Wärmeabgabepanel (2, 7) verlötet ist.
6. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Heizelement (6) zwischen zwei Wärmeabgabepanelen (2, 7) angeordnet ist.
7. Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmeabgabepanele (2, 7) formschlüssig miteinander verbunden sind.
8. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabgabepanele (2,7) miteinander verrastet oder vernietet sind.
9. Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wär- meabgabepanele (2, 7) mittels Vorsprüngen (12, 13) verrastet sind, die Seitenwände einer Kammer bilden, in der das wenigstens eine Heizelement (6) ange- ordnet ist.
10. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (3) der gegenüberliegenden Wärmeabgabepanele (2, 7) fluchtend angeordnet sind.
11. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Heizelement (6) eine Öffnung aufweist, die fluchtend mit einem Loch (3) des Wärmeabgabepanels (2, 7) angeordnet ist.
12. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Heizelement (6) in einer Vertiefung (16) des Wärmeabgabepanels (2, 7) angeordnet ist.
13. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das wenigstens eine Wärmeabgabepanel (2, 7) mit einem Gehäuse (10) verbunden ist, in dem das wenigstens eine Heizelement (6) angeordnet ist.
14. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest einige Löcher (3) des wenigstens einen Wärmeabgabepanels (2, 7) an ihrem Rand mit einer Metallfläche (19) verbunden sind, die quer zur Wärmeabgabepanelebene angeordnet ist.
15. Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Wärmeabgabepanelebene angeordnete Metallfläche (19) durch Ausbiegen aus dem Wärmeabgabepanel (2, 7) gebildet ist.
16. Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Wärmeabgabepanel (2, 7) mindestens 20, vorzugsweise mindestens 50, insbesondere mindestens 100, von dem zu erwärmenden Fluid durchströmbare Löcher (3) aufweist.
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