DE102004043699A1

DE102004043699A1 - Hochbeständiger Aufbau einer elektrischen Erwärmungsvorrichtung

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Publication number: DE102004043699A1
Application number: DE200410043699
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kariya Oya; Junji Kariya Moriwaki; Yosinori Kariya Akiyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2005-06-09

Abstract

Es wird ein dauerhafter Aufbau einer elektrischen Erwärmungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe, Halterahmen und Seitenrahmen umfasst. Die Halterahmen und die Seitenrahmen definieren einen vollständigen rechteckigen Rahmen, in dem die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe gehalten wird. Die Halterahmen sind in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Anstoß mit isolierenden Platten platziert, die auf oberen und unteren Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe platziert sind. Die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe ist aus Heizkörperrippenbaugruppen, Elektrodenplatten, Erwärmungselement-Halteplatten usw. gebildet. Die elektrische Erwärmungsvorrichtung weist ebenso Federklemmen auf, die die Halterahmen zusammen einspannen bzw. arretieren, um die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe über die isolierenden Platten zu umklammern, die in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Anstoß mit den Halterahmen sind. Dieser Aufbau dient zur Minimierung der Belastungskonzentration auf die isolierenden Platten, wobei somit die allmähliche Verformung der isolierenden Platten vermieden wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen verbesserten Aufbau einer elektrischen Erwärmungsvorrichtung oder Heizvorrichtung, die mit Erwärmungselementen bzw. Heizelementen versehen ist, wie bspw. Thermistoren eines Typs mit einem positiven Temperaturkoeffizienten bzw. Kaltleitern, und insbesondere eine derartige elektrische Erwärmungsvorrichtung, die eine hohe Beständigkeit bzw. Stabilität aufweisen.

In 17 ist ein herkömmlicher Aufbau einer elektrischen Erwärmungsvorrichtung gezeigt. Bspw. ist in dem Japanischen Patent Nr. 3274234 ein ähnlicher Erwärmungsvorrichtungsaufbau für einen Heizkörper bzw. Radiator offenbart.

Die elektrische Erwärmungsvorrichtung 9 umfasst im Wesentlichen erste und zweite Halterahmen 91 und 92, Seitenrahmen 93 und 94 sowie eine Heizvorrichtungsbaugruppe 95, die von den Rahmen 91, 92, 93 und 94 gehalten wird.

Die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 ist aus Heizkörperrippenbaugruppen 951, elektrischen Erwärmungselementen 952 und Elektrodenplatten 953 gebildet, die so gelegt sind, dass sie sich einander in der veranschaulichten Weise überdecken bzw. überlappen. Die ersten und zweiten Halterahmen 91 und 92 erstrecken sich in eine seitliche Richtung der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95. Die Seitenrahmen 93 und 94 erstrecken sich in eine vertikale Richtung der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95.

Federbleche bzw. Federstreifen 910 und 920 sind zwischen dem ersten Halterahmen 91 und einer oberen Oberfläche der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 sowie zwischen dem zweiten Halterahmen 92 und einer unteren Oberfläche der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 angeordnet, um Federdrücke zu erzeugen, die auf die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 in eine Richtung f wirken.

Beim Zusammenbau der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 9 werden die ersten und zweiten Halterahmen 93 und 94 gegen die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 gepresst, um die Federbleche 910 und 920 elastisch zu verformen. Als nächstes werden die Seitenrahmen 93 und 94 mit den ersten und zweiten Halterahmen 91 und 92 fest zusammengefügt, damit durch die Federbleche 910 und 920 erzeugten Federdrücke konstant auf die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 ausgeübt werden, wodurch die Heizkörperrippenbaugruppe 951, die Erwärmungselemente 952 und die Elektrodenplatten 953 vertikal in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Anschlag miteinander befestigt bzw. eingespannt sind.

Bei einem Betrieb wird den Erwärmungselementen 952 über die Elektrodenplatten 953 elektrischer Strom zugeführt, um eine thermische Energie zu erzeugen, die wiederum zu den Heizkörperrippenbaugruppen 951 übertragen wird, so dass ein durch die Heizkörperrippenbaugruppen strömendes Medium, wie bspw. Luft, erwärmt wird. Es ist somit empfehlenswert, dass die Heizkörperrippenbaugruppe 951, die Erwärmungselemente 952 und die Elektrodenplatten 953 hinsichtlich der thermischen Übertragung zwischen ihnen in engem Kontakt miteinander platziert werden. Die elektrische Erwärmungsvorrichtung 9 ist ausgelegt, eine derartige thermische Übertragung mittels der Federbleche 910 und 920 zu verbessern, die die Heizkörperrippenbaugruppe 951, die Erwärmungselemente 952 und die Elektrodenplatte 953 gemeinsam umklammern.

Die elektrische Erwärmungsvorrichtung 9 kann ebenso isolierende Platten aufweisen, die zwischen den ersten und zweiten Halterahmen 91 und 92 und der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 angeordnet sind. Dieser Aufbau ist jedoch dazu gedacht, der Schwierigkeit zu begegnen, dass die Federbleche 910 und 920 teilweise in Anschlag mit den ersten und zweiten Halterahmen 91 und 92 und der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 platziert sind, was in einer Belastungskonzentration bei derartigen Angrenzungen führt.

Üblicherweise wird die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 auf bis zu 150 bis 170°C erwärmt. Die isolierenden Platten, die an die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 95 angrenzen, werden auf eine ähnliche Temperatur erwärmt. Dies fördert die allmähliche Verformung der isolierenden Platten, die aus der Belastungskonzentration darauf entsteht, was zu Rissen oder einen Bruch hiervon führen kann.

Um die mechanische Stärke zu vergrößern, können die isolierenden Platten eine vergrößerte Dicke aufweisen. Dies hat jedoch eine unerwünschte Vergrößerung des Gesamtgewichts der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 9 zur Folge.

Zusätzlich können die isolierenden Platten aus Aluminium hergestellt sein, das gegenüber der allmählichen Verformung widerstandsfähig ist. Die Verwendung von Aluminium hat eine Vergrößerung der Herstellungskosten der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 9 zur Folge.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist folglich eine prinzipielle Aufgabe der Erfindung, die Schwierigkeiten gemäß dem Stand der Technik zu vermeiden.

Weiterhin ist eine Aufgabe der Erfindung, einen hochbeständigen Aufbau einer elektrischen Erwärmungsvorrichtung bereitzustellen, die der mechanischen Verformung widersteht, die aus der Belastungskonzentration entsteht.

Diese Aufgaben werden durch eine elektrische Erwärmungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine elektrische Erwärmungsvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: (a) eine Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe, die aus Rippenheizkörpern, elektrischen Erwärmungselementen und Elektrodenplatten zur Zufuhr von elektrischem Strom zu den Erwärmungselementen gebildet ist, die so gelegt sind, dass sie sich einander in einer ersten Richtung überdecken, wobei die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe erste Enden, die in einer ersten Richtung entgegengesetzt zueinander sind, und zweite Enden aufweist, die in einer zweiten Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist, entgegengesetzt zueinander sind, wobei die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe ebenso eine erste und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die in einer zugehörigen Tiefe-Richtung entgegengesetzt zueinander sind und durch die ein zu erwärmendes Medium durch die Rippenheizkörper hindurchgeht, (b) isolierende Platten, die auf den ersten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe platziert sind, (c) einen ersten und einen zweiten Halterahmen, die jeweils in Anschlag von im Wesentlichen den vollständigen zugehörigen Oberflächen mit Oberflächen der isolierenden Platten platziert sind, und (d) Federklemmen, die zur Erzeugung von Pressdrücken wirken, die auf die ersten und zweiten Halterahmen wirken, um die Rippenheizkörper, die Erwärmungselemente, die Elektrodenplatten, die isolierenden Platten sowie die ersten und zweiten Halterahmen gemeinsam einzuspannen.

Die ersten und zweiten Halterahmen sind, wie es vorstehend beschrieben ist, in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Kontakt mit den isolierenden Platten platziert, womit die Belastungskonzentration, die aus dem Federdruck der Klemmen auf die isolierenden Platten entsteht, minimiert wird, wodurch die allmähliche Verformung der isolierenden Platten vermieden wird. Dies ergibt eine verbesserte Beständigkeit bzw. Haltbarkeit der elektrischen Erwärmungsvorrichtung und ermöglicht es hinsichtlich der Verringerung von Herstellungskosten der elektrischen Erwärmungsvorrichtung ebenso, dass die isolierenden Platten aus einem Harz hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dienen die Federklemmen ebenso als Seitenrahmen, die in Anschlag mit den zweiten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe platziert sind. Dieser Aufbau hat eine Verringerung der Herstellungskosten der elektrischen Erwärmungsvorrichtung sowie der Zeit, die zum Zusammenbau der elektrischen Erwärmungsvorrichtung erforderlich ist, zur Folge.

Die elektrische Erwärmungsvorrichtung umfasst ferner Seitenrahmen, die Oberflächen aufweisen, die den zweiten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe gegenüberliegen. Die Oberflächen weisen Vorsprünge auf, die in die ersten und zweiten Halterahmen angebracht werden, um feste Verbindungen mit den ersten und zweiten Halterahmen zu bilden. Dieser Aufbau beseitigt jeden Vorsprung der Seitenrahmen, d.h. er ermöglicht, dass die Tiefe bzw. Dicke der Seitenrahmen verkleinert wird. Dies ermöglicht es, dass ein durch die Erwärmungsvorrichtung belegter Platz, wie bspw. eine Öffnung eines Luftkanals einer Klimaanlage, verkleinert wird, wodurch die Montagefähigkeit der elektrischen Erwärmungsvorrichtung verbessert wird.

Die Seitenrahmen sind bei den ersten und zweiten Halterahmen angebracht, um die zweiten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe durch die Federklemmen abzudecken.

Die Seitenrahmen weisen eine Breite auf, wie sie in einer Richtung definiert ist, in der das Medium durch die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe hindurchgeht, die kleiner oder gleich derjenigen der ersten und zweiten Halterahmen ist.

Jeder der ersten und zweiten Halterahmen ist aus einem Hohlleistenelement mit offenen Enden hergestellt, das Löcher aufweist, die zu einer Richtung hin geöffnet sind, in der die ersten und zweiten Hauptoberflächen zueinander entgegengesetzt sind. Die Vorsprünge der Seitenrahmen gehen durch die offenen Enden der ersten und zweiten Halterahmen hindurch und greifen in die Löcher ein, um die festen Verbindungen zwischen den Seitenrahmen und den ersten und zweiten Halterahmen zu bilden. Dieser Aufbau vereinfacht eine problemlose Installation der Seitenrahmen und der Halterahmen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung ist aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung und der beigefügten Zeichnung besser ersichtlich, die jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele verwendet werden sollten, sondern lediglich zum Zwecke der Erläuterung und des Verständnisses dienen.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine elektrische Erwärmungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
2 ein Vorderansicht der elektrischen Erwärmungsvorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist,
3 eine perspektivische Darstellung, die eine Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe der elektrischen Erwärmungsvorrichtung gemäß 1 zeigt,
4 eine perspektivische Darstellung, die eine Federklemme zeigt, die die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe gemäß 3 einspannt,
5(a) eine Veranschaulichung, die eine Federklemme zeigt, die für eine Installation in Halterahmen gedehnt ist,
5(b) eine Veranschaulichung, die einen Schritt zum Einfügen der Federklemme gemäß 5(a) zeigt,
5(c) eine Veranschaulichung, die die Federklemme gemäß den 5(a) und 5(b) zeigt, nachdem sie in Halterahmen eingepasst ist,
6 eine perspektivische Darstellung, die eine Halteplatte zeigt, bei der die Erwärmungselemente gehalten werden,
7 eine Teildarstellung, die einen Endabschnitt der Halteplatte gemäß 6 zeigt,
8 eine Schnittansicht, die entlang Linien A-A in 7 entnommen ist,
9(a) eine Vorderansicht, die eine Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe und Seitenrahmen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
9(b) eine Unteransicht von 9(a),
10 eine Seitenansicht, die einen Seitenrahmen zeigt, der an eine linke Seite von Halterahmen einer Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe anzubringen ist,
11 eine Vorderansicht von 10,
12 eine Draufsicht von 10,
13 eine Seitenansicht, die einen Seitenrahmen zeigt, der bei einer rechten Seite von Halterahmen einer Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe anzubringen ist,
14 eine Vorderansicht von 13,
15 eine Draufsicht von 13,
16 eine Teilvorderansicht, die eine Federklemme zeigt, die in Halterahmen eingebaut ist, und
17 eine Vorderansicht, die eine herkömmliche elektrische Erwärmungsvorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in mehreren Darstellungen betreffen, insbesondere auf 1 bis 3 ist eine elektrische Erwärmungsvorrichtung bzw. Heizvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, die eine Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3, die aus einer Schichtung von Heizkörperrippenbaugruppen 32 hergestellt ist, elektrische Erwärmungselemente 330, Elektrodenplatten bzw. -bleche 31 zur Zufuhr von elektrischem Strom zu den Erwärmungselementen 330, eine erste isolierende Platte bzw. Blech 391 und eine zweite isolierende Platte bzw. Blech 392 umfasst. Die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 weist, wie es eindeutig in 3 gezeigt ist, obere und untere Endoberflächen 301 und 302, die in einer vertikalen Richtung der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 330 entgegengesetzt zueinander sind, Seitenoberflächen 303 und 304 und Vorder- und Hinterflächen 305 und 306 auf. Ein Medium, wie bspw. zu erwärmende Luft, geht durch die Heizkörperrippenbaugruppen 32 in einer Richtung von der Vorderfläche 305 zu der Hinterfläche 306 hindurch.
Die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 wird durch erste und zweite Halterahmen 21 und 22, die im Wesentlichen jeweils in Anschlag bzw. in Angrenzung von gesamten zugehörigen Seitenoberflächen mit denjenigen der ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 platziert sind, fest gehalten.
Die elektrische Erwärmungsvorrichtung 2 umfasst ebenso ein Paar von metallischen Federklemmen 1, die die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 umklammern, um nach innen gerichtete Federdrücke zu erzeugen, die zum Halten oder Umklammern der Heizkörperrippenbaugruppen 32 der Erwärmungselemente 330 der Elektrodenplatten 31 und der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 wirken. Die Federklemmen 1 dienen ebenso als Seitenrahmen der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3.
In einem Betrieb werden die Erwärmungselemente 330 elektrisch aktiviert, um eine Wärmeenergie zu erzeugen, die wiederum zu den Heizkörperrippenbaugruppen 32 übertragen wird. Das erwärmte Medium (bspw. Luft) strömt von der Vorderfläche 305 zu der Hinterfläche 306 der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3. Wenn es durch die Heizkörperrippenbaugruppen 32 hindurchgeht, wird das erwärmte Medium der Wärme von den Heizkörperrippenbaugruppen 32 ausgesetzt und seine Temperatur erhöht sich.
Die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 wird, wie es aus den 1, 2 und 3 ersichtlich ist, aus der ersten isolierenden Platte 391, der Elektrodenplatte 31, der Heizkörperrippenbaugruppe 3, einer Halteplatte 33, in der die Erwärmungselemente 330 gehalten werden, der Elektrodenplatte 31, der Heizkörperrippenbaugruppe 32 ... der Heizkörperrippenbaugruppe 32 und der zweiten isolierenden Platte 392 gebildet, die gelegt sind, um sich einander in dieser Reihenfolge zu überlagern bzw. zu überlappen. Genauer gesagt umfasst die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 fünf Elektrodenplatten 31, fünf Heizkörperrippenbaugruppen 32 und vier Halteplatten 33, von denen jedes vier darin gehaltene Erwärmungselemente 330 aufweist.
Die metallischen Federklemmen 1 werden bei den ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 und den Seitenoberflächen 303 und 304 eingerastet. Seitenrahmen 23 und 24 werden in die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 von außerhalb der metallischen Federklemmen 1 eingebaut.
Jede der Heizkörperrippenbaugruppen 32 wird aus zwei L-förmigen Rahmen 321 und 322 sowie einer gewellten Rippe oder Lamelle 320 gebildet. Die gewellte Rippe 320 wird in eine Kammer eingepasst, die von den L-förmigen Rahmen 321 und 322 umgeben ist, die durch Verspannen oder Löten verbunden werden. Die L-förmigen Rahmen 321 und 322 und die gewellte Rippe 320 werden aus einem Aluminiummaterial hergestellt.
Jedes der Erwärmungselemente 330 wird durch eine Temperaturkoeffizientenempfindlichkeits-Platte (PTC-Platte) realisiert, die aus einem Barium-Titanat-Halbleiterporzellan hergestellt ist.
Jede der Halteplatten 33, in denen die Erwärmungselemente 330 gehalten sind, wird, wie es in 1, 6, 7 und 8 eindeutig gezeigt ist, aus einem H-förmigen Leistenkörper 331, einem Endansatzstück 333, das sich von einem Ende des Leistenkörpers 331 erstreckt, und einem abschließenden Ansatzstück 334, das sich von dem anderen Ende des Leistenkörpers 331 erstreckt, gebildet. Das abschließende Ansatzstück 334 wirkt, um einen Verbindungselementanschluss 331 von einer der Elektrodenplatten 31 zu halten, wie es nachstehend ausführlich beschrieben ist. Die Ansatzstücke 333 und 334 weisen eine kleinere Breite als der Leistenkörper 331 auf. Der Leistenkörper 331 weist vier darin ausgebildete Öffnungen 332 auf, in die die Erwärmungselemente 330 eingepasst werden.
Jede der Halteplatten 33 weist, wie es aus 8 ersichtlich ist, eine H-Form im Querschnitt auf, um Nuten bzw. Schlitze bei entgegengesetzten zugehörigen Hauptoberflächen auszubilden, die sich entlang der Länge der Halteplatte 33 erstrecken. Genauer gesagt weist die Halteplatte 33 Seitenflansche 339 auf, die die Heizkörperrippenbaugruppe 32 und die Elektrodenplatte 31 fest halten.
Jede der Elektrodenplatten 31 ist aus einer metallischen Leiste hergestellt und weist einen Anschluss 311 auf, der sich mit einem von Steckerhülsen- oder Steckdosen-Anschlüssen 261 koppelt oder verbindet, wie es nachstehend beschrieben ist. Die Elektrodenplatte 31 ist aus Messing hergestellt.
Die erste isolierende Platte 391 wirkt, wie es in 1 gezeigt ist, um zwischen der Elektrodenplatte 31 einer obersten der Heizkörperrippenbaugruppen 32 und dem ersten Halterahmen 21 elektrisch zu isolieren. Die zweite isolierende Platte 392 wirkt, um zwischen der Elektrodenplatte 31 einer untersten der Heizkörperrippenbaugruppen 32 dem zweiten Halterahmen 22 elektrisch zu isolieren. Die erste isolierende Platte 391 ist aus einer C-Kanal-Leiste hergestellt, die zum Halten der Elektrodenplatte 31 dient. Auf ähnliche weise ist die zweite isolierende Platte 392 aus einer C-Kanal-Leiste hergestellt, die zum Halten der Heizkörperrippenbaugruppe 32 dient. Die ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 sind aus einem Harzmaterial, wie bspw. Nylon oder PPS-Harz, hinsichtlich sowohl einer elektrischen als auch einer thermischen Isolation hergestellt.
Jeder der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 ist, wie es in 1 eindeutig gezeigt ist, aus einer C-Kanal-Leiste hergestellt, die einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 weisen Endöffnungen 213, 214, 223 bzw. 224 auf, die ausgerichtet sind, die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 seitlich zu öffnen. Die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 weisen in zugehörigen Seitenwänden ausgebildete, rechteckige Löcher 217, 218, 227 und 228 auf, in die mit Widerhaken versehene Krallen 235 und 245 der Seitenrahmen 23 und 24 eingreifen. In 1 sind die Löcher 217, 218, 227 und 228, die bei den Seiten der Hinterfläche 306 der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 ausgebildet sind, zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
Die Seitenrahmen 23 und 24, wie sie vorstehend beschrieben sind, decken die metallischen Federklemmen 1 ab und greifen fest in die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 ein. Der linke Seitenrahmen 23 ist aus einer C-Kanal-Leiste hergestellt und weist die mit Widerhaken versehenen Krallen 235 auf, die sich über die metallische Federklemme 1 erstrecken, um in die Löcher 217 des ersten Halterahmens 21 und die Löcher 227 des zweiten Halterahmens 22 einzurasten.
Der rechte Seitenrahmen 24 weist Flansche 241, die bei zugehörigen Enden ausgebildet sind, und die mit Widerhaken versehenen Krallen 245 auf, die sich über die metallische Federklemme 1 erstrecken, um in die Löcher 218 des ersten Halterahmens 21 und die Löcher 228 des zweiten Halterahmens 22 einzurasten. Der Seitenrahmen 24 weist ebenso Schlitze 249 auf, durch die die Anschlüsse 311 der Elektrodenplatten 31 hindurchgehen. Der Seitenrahmen 24 weist ebenso in einer zugehörigen Seitenwand ausgebildete Anschlussschlitze 240 auf, durch die die Steckdosenanschlüsse 261 hindurchgehen und sich mit den Anschlüssen 311 der Elektrodenplatten 31 koppeln.
Der Seitenrahmen 24 weist ebenso ein Schutzgehäuse 25 auf, das mit einem Hauptkörper des Seitenrahmens 24 verbunden ist, um die Steckdosenanschlüsse 261 abzudecken.
Die Steckdosenanschlüsse 261 weisen Leitungen oder Führungen 262 auf, die sich mit Steckerbuchsen 263 und 264 koppeln, in die Stecker eingeführt werden, die sich von einer (nicht gezeigten) externen Stromquelle erstrecken.
Die metallischen Federklemmen 1 dienen ebenso als Seitenrahmen, die sich entlang den Seitenwänden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 erstrecken. Jeder der Federklemmen 1 ist, wie es eindeutig in 4 und 5(a) bis 5(c) gezeigt ist, durch einen C-förmigen Rahmen gebildet, der aus ersten und zweiten Klemmarmen 11 und 12 sowie einem Trägerstreifen 10 gebildet ist, der eine Verbindung mit den ersten und zweiten Klemmarmen 11 und 12 aufweist. Die Trägerstreifen 10 sind in einem Teilanschlag mit den Seitenoberflächen 303 und 304 der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 angeordnet. Die ersten und zweiten Klemmarme 11 und 12 jeder Klemme 1 sind, wie es eindeutig in 5(c) gezeigt ist, in Kanälen der ersten und zweiten Halterahmen 21 bzw. 22 eingepasst oder befestigt. Die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 sind, wie es vorstehend beschrieben ist, aus C-Kanal-Leisten gebildet und weisen die Endöffnungen 213, 214, 223 und 224 auf. Das Einbauen bzw. Befestigen der Klemmarme 11 und 12 jeder der Federklemmen 1 in den ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 wird erreicht, indem die Vorderenden der Klemmarme 11 und 12 in die Endöffnungen 213 und 223 (oder 214 und 224) der ersten und zweiten Halterahmen 21 bzw. 22 eingeführt werden.
Die ersten und zweiten Klemmarme 11 und 12 umfassen, wie es aus den 4 bis 5(c) ersichtlich ist, leicht wellige Basisabschnitte 111 und 121, Endabschnitte 113 und 123, die sich von den Basisabschnitten 111 und 121 erstrecken, sowie V-förmige Biegungen 112 und 122, die zwischen den Basisabschnitten 111 und 121 sowie den Endabschnitten 113 bzw. 123 ausgebildet sind. Die Biegungen 112 und 122 richten die Endabschnitte 113 und 123 nach außen hin aus.
Das Einpassen der Federklemmen 1 in die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 wird erreicht, indem die Klemmarme 11 und 12 in die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 eingeführt werden, um die Biegungen 112 und 122 elastisch in Anschlag mit den Oberflächen der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 zu bringen, wodurch die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 vertikal eingespannt wird, wie es in 1 gezeigt ist.
Jede der metallischen Federklemmen 1 ist, wie es vorstehend beschrieben ist, aus einem C-förmigen Rahmen gebildet, der die ersten und zweiten Klemmarme 11 und 12 sowie den Trägerstreifen 10 umfasst. Der Trägerstreifen 10 ist, wie es eindeutig aus 4 ersichtlich ist, aus einem rechteckigem Ring gebildet. Die Klemmen 1 werden aus einem Federstahl, wie bspw. SK5, hergestellt.
Die Basisabschnitte 111 und 121 jeder der Klemmen 1 sind nach innen gekrümmt und mit den Endabschnitten 113 und 123 über die V-förmigen Biegungen 112 und 122 gekoppelt. Die Endabschnitte 113 und 123 erstrecken sich gerade nach außen.
Nachstehend ist der Zusammenbau der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 2 beschrieben.
Zuerst werden die Heizelemente 330, wie es in 1 veranschaulicht ist, in den Halteplatten 33 eingebaut. Als nächstes werden die erste isolierende Platte 391, die elektrische Platte 31, die Heizkörperrippenbaugruppe 32, die Halteplatte 33, die Elektrodenplatte 31, die Heizkörperrippenbaugruppe 32 ... die Heizkörperrippenbaugruppe 32 und die zweite isolierende Platte 392 so gelegt, dass sie sich einander in dieser Reihenfolge überdecken.
Bei der vorstehend beschriebenen Verarbeitung werden die Heizkörperrippenbaugruppen 32 und die Elektrodenplatten 31 in den Nuten (d.h. den Kanälen) der Halteplatten 33 und der ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 gehalten oder eingepasst.
Nachfolgend werden die metallischen Federklemmen 1 nach außen ausgedehnt, wie es in den 5(a) und 5(b) veranschaulicht ist, bis der Abstand L0 zwischen den Biegungen 112 und 122 der Klemmarme 11 und 12 erreicht ist. Der Abstand L0 ist größer als der Abstand L1 zwischen den Innenwänden 219 und 229 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22.
Die Klemmarme 11 und 12 der Federklemmen 1 werden, wie es in 5(b) gezeigt ist, in die Endöffnungen 212, 213, 214, 223 und 224 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 von außerhalb der Seitenoberflächen 303 und 304 eingeführt. Wenn die Federklemmen 1 keiner Belastung unterworfen sind, ist der Abstand L0 zwischen den Biegungen 112 und 124 kleiner als der Abstand L1 zwischen den Innenwänden 219 und 229. Somit wird, wenn die Federklemmen 1 in die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 eingerastet sind, um die Biegungen 112 und 122 in Anschlag mit den Innenwänden 219 und 229 zu bringen, ein elastischer Druck erzeugt, um die Innenwände 219 und 229 in gegenüberliegende Richtungen zu drücken, um die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 fest zu umklammern.
Abschließend werden die Seitenrahmen 23 und 24 in die Seitenoberflächen 303 und 304 der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 von außerhalb der Federklemmen 1 eingebaut bzw. eingepasst. Das Einpassen des Seitenrahmens 24 wird so erreicht, dass die Anschlüsse 311 der Elektrodenplatten 31 durch die Schlitze 249 hindurchgehen, um Verbindungen mit den Steckdosenanschlüssen 261 herzustellen, die innerhalb des Schutzgehäuses 25 angeordnet sind.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird das Einklemmen bzw. Arretieren der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3, der ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 sowie der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 mit den nach innen gerichteten, elastischen Pressdrücken bzw. Komprimierungsdrücken erreicht, die durch die Federklemmen 1 erzeugt werden und auf die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 von außen in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Kontakt mit den ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 ausgeübt werden, wodurch die Belastungskonzentration auf die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3, die ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 sowie die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 minimiert wird. Dies verhindert die allmähliche Verformung der isolierenden Platten 391 und 392, wodurch die Stabilität der mechanischen Stärke der isolierenden Platten 391 und 392 sichergestellt ist, um die Dauerhaftigkeit bzw. Beständigkeit der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 2 zu verbessern. Das Vermeiden der allmählichen Verformung erlaubt es, dass die ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 aus preiswerten Materialien hergestellt werden, wie bspw. einem Harz, was eine Verringerung der Gesamtherstellungskosten der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 2 zur Folge hat, und ermöglicht es ebenso, dass die ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 dünner gemacht werden, was es ermöglicht, dass die elektrische Erwärmungsvorrichtung 2 kompakt und von geringem Gewicht ist.
Nachstehend ist die elektrische Erwärmungsvorrichtung 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, die Aufbauten von Seitenrahmen 23 und 24 aufweist, wie es in 9(a) bis 16 veranschaulicht ist.
Der Seitenrahmen 23 ist, wie es in den 10 bis 12 veranschaulicht ist, in seinem Aufbau im Wesentlichen identisch zu dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der Seitenrahmen 23 ist durch eine C-Kanal-Leiste gebildet, die aus Nylon 66 hergestellt ist. Der Seitenrahmen 23 weist die vier mit Widerhaken versehenden Krallen 235 auf, die sich zu der Seitenoberfläche 303 der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 erstrecken und in die Löcher 217 und 227 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 einzupassen sind.
Jede der mit Widerhaken versehenen Krallen 235 ist, wie es eindeutig in den 10 und 12 gezeigt ist, aus einem rechteckigen Körper 236 und einem Widerhaken 237 gebildet, der nach außen von einer Seitenwand des Körpers 236 herausragt. Der Widerhaken 237 greift in eines der Löcher 217 und 227 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 ein, um eine feste Verbindung des Seitenrahmens 23 mit den ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 zu bilden. Die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 weisen ebenso Löcher auf, die bei der Seite der Hinterfläche 306 der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 ausgebildet sind und die in der Zeichnung zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen sind.
Der Seitenrahmen 23 weist, wie es in 9(b) gezeigt ist, eine Breite d1 auf, die kleiner oder gleich der Breite einer Baugruppe der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3, der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 und der Federklemmen 1 ist. Eine maximale Breite dieser Baugruppe ist die Breite des ersten Halterahmens 21, die durch d2 in der Zeichnung bezeichnet ist. Genauer gesagt ist die Breite d1 kleiner als die Breite d2.
Der rechte Seitenrahmen 24 ist, wie es in den 13 bis 15 gezeigt ist, aus dem rechteckigen Körper 242 und den Flanschen 241 gebildet, die sich nach außen von dem Körper 242 erstrecken. Der Körper 242 weist die vier mit Widerhaken versehenen Krallen 245 auf, die sich von der Innenwand 248 erstrecken, um in die Löcher 218 des ersten Halterahmens 21 und die Löcher 228 des zweiten Halterahmens 22 einzurasten. Der Körper 242 weist ebenso die Schlitze 249 auf, durch die die Anschlüsse 311 der Elektrodenplatten 31 hindurchgehen. Der Körper 242 weist ebenso die in einer zugehörigen Seitenwand ausgebildeten Anschlussschlitze 240 auf, durch die die Steckdosenanschlüsse 261 hindurchgehen und sich mit den Anschlüssen 311 der Elektrodenplatten 31 koppeln.
Jede der mit Widerhaken versehenen Krallen 245 ist, wie es eindeutig in 15 gezeigt ist, aus einem rechteckigen Körper 247 und einem Widerhaken 246 gebildet, der von einer Seitenendwand des Körpers 247 herausragt. Der Widerhaken 246 greift in eines der Löcher 218 und 228 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 ein, um eine feste Verbindung des Seitenrahmens 24 mit den ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 zu bilden. Wenn die Widerhaken 246 in die Löcher 218 und 228 eingepasst sind, ragen die Flansche 241 in großem Umfang von einem Zusammenbau der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 und der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 vertikal hervor, wie es in 9(a) veranschaulicht ist, aber der Körper 242 ragt nicht von diesem Zusammenbau hervor.
Der Seitenrahmen 24 weist ebenso das Schutzgehäuse 25 auf, das mit dem Körper 242 verbunden ist, um die Steckdosenanschlüsse 261 abzudecken, wie es in 1 veranschaulicht ist. Die Steckdosenanschlüsse 261 weisen Leitungen 262 auf, die sich mit den Steckerbuchsen 263 und 264 koppeln, in die Stecker eingeführt werden, die sich von einer externen Stromquelle erstrecken.
Nachstehend ist der Zusammenbau der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 2 beschrieben.
Zuerst werden die Erwärmungselemente 330 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel in den Halteplatten 33 eingebaut. Als nächstes werden die erste isolierende Platte 391, die elektrische Platte 31, die Heizkörperrippenbaugruppe 32, die Halteplatte 33, die Elektrodenplatte 31, die Heizkörperrippenbaugruppe 32 ... die Heizkörperrippenbaugruppe 32 und die zweite isolierende Platte 392 so gelegt, dass sie sich einander in dieser Reihenfolge überdecken.
Bei der vorstehend beschriebenen Verarbeitung werden die Heizkörperrippenbaugruppen 32 und die Elektrodenplatten 31 in den Nuten (d.h. den Kanälen) der Halteplatten 33 und der ersten und zweiten isolierenden Platten 391 und 392 gehalten oder eingepasst.
Nachfolgend werden die metallischen Federklemmen 1 nach außen ausgedehnt, wie es in den 5(a) und 5(b) veranschaulicht ist, bis der Abstand L0 zwischen den Biegungen 112 und 122 der Klemmarme 11 und 12 erreicht ist.
Die Klemmarme 11 und 12 der Federklemmen 1 sind, wie es in 5(b) gezeigt ist, in die Endöffnungen 213, 214, 223 und 224 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 von außerhalb der Seitenoberflächen 303 und 304 eingeführt. Wenn die Federklemmen 1 keiner Belastung unterzogen sind, ist der Abstand L0 zwischen den Biegungen 112 und 122 kleiner als der Abstand L1 zwischen den Innenwänden 219 und 229. Somit wird, wenn die Federklemmen 1 in die ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 eingerastet sind, um die Biegungen 112 und 122 in Anstoß mit den Innenwänden 219 und 229 zu bringen, ein elastischer Druck erzeugt, um die Innenwände 219 und 229 in gegenüberliegende Richtungen zu drücken, um die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe 3 zu umklammern.
Der Seitenrahmen 23 ist, wie es in 16 gezeigt ist, in die Endöffnungen 213 und 223 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 von außerhalb der Federklemme 1 eingeführt, um die mit Widerhaken versehenen Krallen 235 (d.h. die Widerhaken 237) in Eingriff mit den Löchern 217 und 227 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 zu bringen. Auf ähnliche Weise wird der Seitenrahmen 24 in die Endöffnungen 214 und 224 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 von außerhalb der Federklemme 1 eingeführt, um die mit Widerhaken versehenen Krallen 245 (d.h. die Widerhaken 246) in Eingriff mit den Löchern 218 und 228 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 zu bringen.
Schließlich wird die Schutzabdeckung 25 mit dem Seitenrahmen 24 verbunden, so dass die Anschlüsse 311 der Elektrodenplatten 31 durch die Schlitze 249 des Seitenrahmens 24 hindurchgehen, um Verbindungen mit den Steckdosenanschlüssen 261 herzustellen.
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Verbindungen der Seitenrahmen 23 und 24 mit den ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 mit dem festen Eingriff der mit Widerhaken versehenen Krallen 235 und 245 in die Löcher 217, 218, 227 und 228 der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 erreicht. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass die Seitenrahmen 23 und 24 in der Breite verkleinert werden, so dass sie nicht von den Oberflächen der ersten und zweiten Halterahmen 21 und 22 in der Breite-Richtung hervorragen. Dies ermöglicht es, dass ein von der Erwärmungsvorrichtung belegter Platz, wie bspw. eine Öffnung eines Kanals einer Klimaanlage, verkleinert wird, wodurch die Anbringbarkeit der elektrischen Erwärmungsvorrichtung 2 verbessert wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis hiervon zu vereinfachen, ist es ersichtlich, dass die Erfindung auf verschiedene Weise verkörpert werden kann, ohne das Prinzip der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung so verstanden werden, dass alle möglichen Ausführungsbeispiele und Modifikationen hinsichtlich der gezeigten Ausführungsbeispiele umfasst sind, die verkörpert werden können, ohne das Prinzip der Erfindung zu verlassen, wie es in den beigefügten Patentansprüchen angegeben ist.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist ein hochdauerhafter Aufbau einer elektrischen Erwärmungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe, Halterahmen und Seitenrahmen umfasst. Die Halterahmen und die Seitenrahmen definieren einen vollständigen rechteckigen Rahmen, in dem die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe gehalten wird. Die Halterahmen sind in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Anstoß mit isolierenden Platten platziert, die auf oberen und unteren Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe platziert sind. Die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe ist aus Heizkörperrippenbaugruppen, Elektrodenplatten, Erwärmungselement-Halteplatten usw. gebildet. Die elektrische Erwärmungsvorrichtung weist ebenso Federklemmen auf, die die Halterahmen zusammen einspannen bzw. arretieren, um die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe über die isolierenden Platten zu umklammern, die in einem Oberfläche-auf-Oberfläche-Anstoß mit den Halterahmen sind. Dieser Aufbau dient zur Minimierung der Belastungskonzentration auf die isolierenden Platten, wobei somit die allmähliche Verformung der isolierenden Platten vermieden wird.

Claims

Elektrische Erwärmungsvorrichtung mit: einer Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe, die aus Rippenheizkörpern, elektrischen Erwärmungselementen und Elektrodenplatten zur Zufuhr von elektrischem Strom zu den Erwärmungselementen gebildet ist, die so gelegt sind, dass sie einander in einer ersten Richtung überdecken, wobei die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe erste Enden aufweist, die entgegengesetzt zueinander in der ersten Richtung sind, und zweite Enden aufweist, die entgegengesetzt zueinander in einer zweiten Richtung sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist, wobei die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe ebenso eine erste und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die in einer zugehörigen Tiefe-Richtung entgegengesetzt zueinander sind und durch die ein zu erwärmendes Medium durch die Rippenheizkörper hindurchgeht, isolierenden Platte, die auf den ersten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe platziert sind, einem ersten und einem zweiten Halterahmen, die jeweils in Anschlag von im Wesentlichen zugehörigen gesamten Oberflächen mit Oberflächen der isolierenden Platten platziert sind und Federklemmen, die zur Erzeugung von Pressdrücken arbeiten, die auf die ersten und zweiten Halterahmen wirken, um die Rippenheizkörper, die Erwärmungselemente, die Elektrodenplatten, die isolierenden Platten und die ersten und zweiten Halterahmen zusammen in der ersten Richtung einzuspannen.
Elektrische Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Federklemmen ebenso als Seitenrahmen dienen, die in Anschlag mit den zweiten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe platziert sind.
Elektrische Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit Seitenrahmen, die Oberflächen aufweisen, die den zweiten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe gegenüberliegen, wobei die Oberflächen Vorsprünge aufweisen, die in den ersten und zweiten Halterahmen angeordnet werden, um feste Verbindungen mit den ersten und zweiten Halterahmen zu bilden.
Elektrische Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Seitenrahmen bei den ersten und zweiten Halterahmen so angebracht sind, dass die zweiten Enden der Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe durch die Federklemmen abgedeckt werden.
Elektrische Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Seitenrahmen eine Breite aufweisen, wie sie in einer Richtung definiert ist, in der das Medium durch die Erwärmungsvorrichtungsbaugruppe hindurchgeht, die kleiner oder gleich derjenigen der ersten und zweiten Halterahmen ist.
Elektrische Erwärmungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei jeder der ersten und zweiten Halterahmen aus einem Hohlleistenelement mit offenen Enden hergestellt ist, das Löcher aufweist, die sich in eine Richtung öffnen, in der die ersten und zweiten Hauptoberflächen zueinander entgegengesetzt sind, und wobei die Vorsprünge der Seitenrahmen durch die offenen Enden der ersten und zweiten Halterahmen hindurchgehen und in die Löcher eingreifen, um die festen Verbindungen zwischen den Seitenrahmen und den ersten und zweiten Halterahmen zu bilden.