DE10118600C2 - Elektrische Heizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung mit wenigstens einem mit einem elektrischen Heizelement in Wärmeübergang stehenden Wärmeübertra­ ger-Element gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Heizeinrichtungen sind aus der DE 299 22 946 U1 und der DE 199 11 547 A1 bekannt. Bei diesen bekannten Heizeinrichtungen sind abwechselnd mehrere Keramik-Heizelemente und Wärmeübertrager in einem Rahmen angeordnet. Bei der DE 299 22 946 U1 ist zwischen den Keramik- Heizelementen jeweils ein wellenförmig geripptes Federelement angeordnet, das die Pakete aus Heizelementen und Wärmeübertragern zu beiden Seiten nach außen federnd vorspannt und gleichzeitig elektrisch kontaktiert.

Bei der DE 199 11 547 A1 ist im mittleren Bereich ein Federelement ange­ ordnet, das die Pakete aus Heizelementen und Wärmeübertragern zu beiden Seiten nach außen vorspannt. Die elektrische Kontaktierung erfolgt separat.

Einzelne Merkmale der Unteransprüche sind für sich gesehen aus der DE 39 07 665 A1 und der DE 94 19 604 U1 bekannt. So zeigt erstere beispielsweise die Verwendung einer U-förmig gebogenen Feder in Verbindung mit einer aus meh­ reren Platten aufgebauten PTC-Heizeinrichtung. Aus zweiterer ist die Ausgestal­ tung eines Aufnahmeteils für ein PTC-Heizelement aus wärmefestem Kunststoff und das Vorsehen von Befestigungseinrichtungen zur Anbringung an einem be­ nachbarten Bauteil bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Heizeinrichtung zu schaffen, die bei vereinfachtem Aufbau auch eine vereinfachte Montage ermög­ licht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Kontaktfeder mit einem Schenkel in einer Nut der rahmenförmen Aufnahme gehalten ist und dadurch das Einklem­ men der elektrischen Heizelemente wesentlich erleichtert wird. Beim Stand der Technik muß das gesamte Paket aus Kontaktfedern und Heizelementen gleich­ zeitig unter Vorspannung in das rahmenförmige Aufnahmeteil eingebracht wer­ den, wodurch sich eine äußerst schwierige Handhabung ergibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontaktfeder als längliches durchgehendes Bauteil zur Kontaktierung mehrerer nebeneinander angeordneter Heizelemente dient.

Die Kontaktfeder ist bevorzugt im Querschnitt U-förmig mit zwei voneinander be­ anstandeten Schenkeln ausgebildet. Der mit dem Heizelemente in Kontakt ste­ hende Schenkel der Kontaktfeder ist bevorzugt an seinem freien Ende nach in­ nen auf den anderen Schenkel zu abgebogen, wodurch das Einführen der Kon­ taktfeder in das Aufnahmeteil erleichtert wird.

Das Aufnahmeteil besteht vorzugsweise aus einem hitzefesten Kunststoff. Die Herstellung aus Kunststoff erleichtert die Formgebung des Aufnahmeteils und verhindert den Abfluss von Wärme zum Rahmen.

Die Heizelemente sind bevorzugt als PTC-Heizelemente ausgebildet. Der Rah­ men weist vorzugsweise Befestigungseinrichtungen zur Anbringung an einem benachbarten Bauteil auf. Am Aufnahmeteil sind vorzugsweise an den dem Wär­ meübertrager-Element zugewandten Seiten Dichtlippen angeordnet, die mit dem Aufnahmeteil bevorzugt im Zweikomponenten-Verfahren hergestellt werden. Die Dichtlippen dienen zum Schutz der Heizelemente und der Kontaktfedern vor Feuchtigkeits-Einflüssen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer elektrischen Heizeinrichtung, die von einem Rahmen umgeben ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht der elektrischen Heizeinrichtung mit Halteelementen zur Befestigung an einem benachbarten Bauteil,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch eine Heizbaugruppe gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1, und

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht eines Wärmetauscher in einer alternativen Ausgestaltung.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete elektrische Heizeinrichtung wird gebil­ det von einem Rahmen 12 und mehreren in diesem aufgenommenen Heizbau­ gruppen. Jede Heizbaugruppe besteht aus einem Heizelement 14 mit einem Auf­ nahmeteil 18 aus Kunststoff, das zur Aufnahme mehrerer nebeneinander ange­ ordneter elektrischer Heizelemente 20 und einer Kontaktfeder 24 dient sowie ei­ nem Wärmeübertrager-Element V1 bzw. V2, welches in unmittelbarem Kontakt zu den Heizelementen 20 steht.

Am Rahmen 12 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, Halteelemente 16 angeordnet, die zur Befestigung an einem benachbarten Bauteil, bevorzugt an einer Klimabox eines Fahrzeugs, dienen. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch Clipsen.

Das Aufnahmeteil 18 ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig mit zwei Sei­ tenwänden und einer oberen Deckwand ausgebildet. Von der Innenseite der Seitenwände erstreckt sich im oberen Bereich ein Steg einwärts, der mit der obe­ ren Deckwand eine Nut 18A bildet, die zur Aufnahme eines Schenkels 24A der Kontaktfeder 24 dient.

Das Aufnahmeteil 18 weist weiterhin an den Innenseiten der Seitenwände zwei nach innen vorspringende Anschläge 18B auf, an die sich die Heizelemente 20 von unten her anlegen. In den Zwischenraum zwischen den Anschlägen 18B ragt der an seinem freien Ende leicht nach innen abgebogene Schenkel 24B der Kontaktfeder 24 hinein und drückt dadurch die Heizelemente 20 gegen das dar­ unter liegende Wärmeübertrager-Element V1 bzw. V2. Die Wärmeübertrager- Elemente V1 und V2 unterscheiden sich dadurch, dass im ersten Falle (V1, siehe Fig. 1) wellenförmige und im zweiten Falle (V2, siehe Fig. 4) wabenförmige Wärmeübertrager-Lamellen vorgesehen sind.

An den Unterseiten der Seitenwände des Aufnahmeteils 18 sind Dichtlippen 22 an den den Wärmeübertrager-Elementen V1 bzw. V2 zugewandten Innenseiten vorgesehen, die sich dichtend an die Außenkanten der Wärmeübertrager- Elemente anlegen. Die Dichtlippen 22 sind bei Ausbildung des Aufnahmeteils 18 als Kunststoffspritzteil vorzugsweise im Zweikomponenten-Verfahren mit herge­ stellt.

Die Kontaktfedern 24 dienen bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sowohl dem Andrücken der Heizelemente 20 an die Wärmeübertrager-Elemente V1 bzw. V2 als auch der elektrischen Kontaktierung der Heizelemente 20. Die Kontaktfe­ dern 24 werden dabei seitlich in das Aufnahmeteil 18 eingeschoben, so dass der Schenkel 24A in die Nut eingreift und der Schenkel 24B in den Zwischenraum zwischen den Anschlägen 18B hineinragt. Die Heizelemente 20 werden von der Unterseite gegen die Anschläge 18B angelegt, wobei sich ihre Oberseiten gleich­ zeitig gegen den über die Anschläge 18B nach unten vorspringenden Schenkel 24B anlegen. An die Unterseite der Heizelemente 20 schließt sich dann ein Wär­ meübertrager-Element V1 bzw. V2 an.

Mehrere derartige Heizbaugruppen, die jeweils von einem Aufnahmeteil 18 mit Heizelementen 20 und einer Kontaktfeder 24 sowie einem Wärmeübertrager- Element V1 bzw. V2 gebildet werden, werden übereinander in den Rahmen 12 eingesetzt. Der Rahmen 12 weist zu diesem Zweck nicht näher dargestellte An­ schläge auf. Durch die Federkraft der Kontaktfedern 24 werden nicht nur die Heizelemente 20 einer Heizbaugruppe elektrisch kontaktiert und gegen das be­ nachbarte Wärmeübertrager-Element gedrückt, sondern auch die Heizbaugrup­ pen innerhalb des Rahmens 12 gegeneinander und gegen den Rahmen 12 vor­ gespannt. Diese Vorspannung reicht im einfachsten Falle aus, um die Heizbau­ gruppen im Rahmen 12 zu sichern. Es können jedoch auch zusätzliche Befesti­ gungsmittel vorgesehen sein, wie beispielsweise ein auf den Rahmen 12 aufge­ setzter Abdeckrahmen, der an diesem durch Clipsen oder Schrauben befestigt wird.

Die Kontaktfedern 24 stehen seitlich mit nicht dargestellten elektrischen Kontak­ ten in Verbindung, die in den Seitenwänden des Rahmens 12 vorgesehen sind. Die elektrische Heizeinrichtung dient als Ergänzungs- oder Zusatzheizung, die bevorzugt in eine Klimabox eines Fahrzeugs integriert wird. Die Heizeinrichtung dient zum Ausgleich von Wärme-Defiziten, insbesondere beim Starten des Mo­ tors oder im Kurzstreckenverkehr.

Bezugszeichenliste

10

Heizeinrichtung

12

Rahmen

14

Heizelement

16

Halteelement

18

Aufnahmeteil

18

A Nut (in

18

)

18

B Anschlag

20

Heizelement

22

Dichtlippe

24

Kontaktfeder

24

A Schenkel (von

24

)

24

B Schenkel (von

24

)
V1 Wärmeübertrager-Element
V2 Wärmeübertrager-Element

Claims (9)

1. Elektrische Heizeinrichtung (10) mit wenigstens einem mit einem elektri­ schen Heizelement (20) in Wärmeübergang stehenden Wärmeübertra­ ger-Element (V1, V2), mit einem Rahmen (12) zur Aufnahme des Heize­ lements (20) und des Wärmeübertrager-Elements (V1, V2), mit wenig­ stens einem Feder-Element zum Andrücken des Heizelements (14) und des Wärmeübertrager-Elements (V1, V2) sowie mit einer elektrischen Kontaktierungs-Einrichtung für das Heizelement (20), wobei das Feder- Element und die Kontaktierungs-Einrichtung von einer Kontaktfeder (24) als einem gemeinsamen Bauteil gebildet werden und wobei jeweils ein Heizelement oder mehrere Heizelemente (20) und ein Wärmeübertrager- Element (V1 bzw. V2) gemeinsam mit einem Aufnahmeteil (18) eine Heizbaugruppe bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel (24A) der Kontaktfeder (24) mit einer längs verlaufenden Nut (18A) des Aufnahmeteils (18) in Eingriff steht.

2. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (24) als längliches durchgehendes Bauteil zur Kontaktierung mehrerer nebeneinander angeordneter Heizelemente (20) dient.

3. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (24) im Querschnitt U- förmig mit zwei voneinander beabstandeten Schenkeln (24A, 24B) aus­ gebildet ist.

4. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (18) aus einem hitze­ festen Kunststoff besteht.

5. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Kontakt mit dem Heizelement (20) stehende Schenkel (24B) der Kontaktfeder (24) an seinem freien Ende nach innen auf den anderen Schenkel (24A) zu abgebogen ist.

6. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (20) als PTC- Heizelemente ausgebildet sind.

7. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (12) Befestigungseinrich­ tungen (16) zur Anbringung an einem benachbarten Bauteil aufweist.

8. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Aufnahmeteil (18) an den dem Wärmeüber­ trager-Element zugewandten Seiten Dichtlippen (22) angeordnet sind.

9. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (22) mit dem Aufnahmeteil (18) im Zweikomponen­ ten-Verfahren hergestellt werden.