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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine positive Temperaturkoeffizienten-
(nachfolgend als „PTC" bezeichnet) Stabbaugruppe
und einen Vorwärmer
für ein
Fahrzeug, der ersteres einschließt, und im Speziellen eine
PTC-Stabbaugruppe, in der eine Kopplungskraft zwischen einem Elektrodenanschluss
und einem Isolator erhöht
wird, eine Kopplungsposition zwischen einem PTC-Element und einem
Wärmeübertragungsblock
genau festgelegt werden kann und Gas, das zum Zeitpunkt der Erwärmung der PTC-Elemente
erzeugt wird, nach außen
abgegeben werden kann; und einen Vorwärmer für ein Fahrzeug, der so aufgebaut
ist, dass Wärme,
die von den PTC-Elementen erzeugt wird, nicht nach außen übertragen
wird, sondern gleichmäßig nur
an eine Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe übertragen
wird und enger Kontakt zwischen einer PTC-Stabbaugruppe und der
Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe
verbessert wird.
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Ein übliches
Fahrzeug hat eine Heizvorrichtung zum Heizen des Fahrzeuginnenraums
oder Entfernen von Feuchtigkeit oder Frost auf einer Windschutzscheibe
des Fahrzeugs mittels Wärmeenergie des
Kühlwassers,
das durch Wärme
geheizt wird, die von einem Motor des Fahrzeugs erzeugt wird.
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Da
das Kühlwasser,
das um den Motor herum fließt,
nachdem der Motor gestartet wird, in der Heizvorrichtung in den
Heizer eingeführt
wird, dauert es eine ziemlich lange Zeit, das Kühlwasser zu erwärmen und
anschließend
das Fahrzeuginnere zu heizen. Demzufolge besteht das Problem, dass
ein Fahrer und/oder Passagier(e) für eine bestimmte Zeitdauer
im kalten Fahrzeuginnenraum verbleiben müssen, nachdem der Motor gestartet
wurde.
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Um
das Problem zu lösen,
legt die koreanische Offenlegungsschrift 10-2004-0089570 eine Vorrichtung
zum Aufnehmen der Keramikheizelemente wie PTC-Elemente offen. Zur
weiteren Lösung
des Problems wird eine Heizstabbaugruppe und ein Vorwärmer, der
diese beinhaltet (koreanische Patentanmeldung 10-2004-0031176) vorgeschlagen.
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Nachfolgend
wird der Stand der Technik des oben genannten technischen Bereichs
mit Bezug auf die dazugehörigen
Zeichnungen kurz beschrieben.
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1 ist eine perspektivische
Ansicht eines Elektrodenanschlusses und eines Isolators, die in
einer herkömmlichen
Vorrichtung zum Aufnehmen der PTC-Elemente verwendet werden, und 2 ist eine Schnittdarstellung
der herkömmlichen
Vorrichtung zum Aufnehmen von PTC-Elementen.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt, umfasst die herkömmliche
Vorrichtung zum Aufnehmen der PTC-Elemente einen Isolator 1 hergestellt
aus einem elektrisch isolierenden Material und einen Elektrodenanschluss 2,
der in den Isolator 1 eingebaut und mit diesem gekoppelt
ist.
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Der
Isolator 1 ist mit Aussparungen 3 ausgestattet,
in die die PTC-Elemente 8 platziert werden, um in Kontakt
mit dem Elektrodenanschluss 2 zu kommen, und mit Halterungen 1.1,
die an dessen beiden seitlichen Enden längs ausgebildet sind. Eine Längsnut 1.2 ist
in einer inneren Fläche
jeder Halterung 1.1 ausgebildet und ein Teil des Elektrodenanschlusses 2 auf
der Seite eines Ableitungsansatzes 2.1 dessen ist vollständig von
einer Isolatorummantelung 1.3 umgeben. Die Halterungen 1.1 sind
miteinander durch Querrippen 1.4 verbunden, die in bestimmten
regelmäßigen Abständen in
Längsrichtung von
einander getrennt sind und zueinander parallel angeord net sind.
Mehrere Zapfen 4 sind an den inneren Seitenflächen der
Halterungen 1.1 und der Querrippen 1.4 bereitgestellt.
Wenn die PTC-Elemente 8 in die Aussparungen 3 platziert
werden, werden die Zapfen 4 gegen die Seitenflächen der
PTC-Elemente gepresst, um die PTC-Elemente 8 zu fixieren.
Haken 5, die in gegensätzlichen
Längsrichtungen
herausragen, sind an einer Seite des Isolators 1 gegenüber der
Isolatorummantelung 1.3 ausgebildet, so dass der Isolator 1 an
der Heizvorrichtung befestigt werden kann, und der Isolator wird
in ein Profilrohr 10 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird,
um zu verhindern, dass der Elektrodenanschluss 2 mit dem
Profilrohr 10 in Kontakt kommt, ein Isolierstreifen 9 mit
einer Seitenfläche
der Kontaktplatte gegenüber
einer Seitenfläche,
mit der die PTC-Elemente 8 in Kontakt sind, gekoppelt.
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In
der herkömmlichen
Vorrichtung zum Aufnehmen der PTC-Elemente, die wie oben beschrieben aufgebaut
ist, besteht die Gefahr des Freigebens der Kopplung des Isolators 1 mit
dem Elektrodenanschluss 2, da der Isolator 1 und
die Elektrodenendableitungsplatte 2 miteinander durch Reibungskraft
zwischen beiden verbunden sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
dass durch Eintreten von Staub oder anderen Fremdkörpern in
den Raum zwischen dem Isolator 1 und dem Profilrohr 10 eine
Fehlfunktion auftreten kann.
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Darüber hinaus
hat die herkömmliche
Vorrichtung zur Aufnahme der PTC-Elemente einen Aufbau, bei dem
Gas, das zum Zeitpunkt der Erwärmung der
PTC-Elemente erzeugt wird, nicht nach außen abgegeben werden kann.
In diesem Aufbau erweitert sich bei der Erzeugung von Gas eine Lücke zwischen dem
Isolator 1 und dem Elektrodenanschluss 2 und bildet
einen bestimmten Zwischenraum und durch diesen Zwischenraum wird
Gas abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird durch das Abgeben des Gases durch
den Zwischenraum ein Geräusch
erzeugt.
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Da
die PTC-Elemente 8 in der herkömmlichen Vorrichtung zur Aufnahme
der PTC-Elemente nur mit einer Seite des Elektrodenanschlusses 2 verbunden
sind, besteht des Weiteren das Problem, dass die Wärme nicht
gleichmäßig übertragen
werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung soll die oben erwähnten Probleme lösen. Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine PTC-Stabbaugruppe
bereitzustellen, in der ein Elektrodenanschluss ausgebildet ist,
die mit einem Isolator durch ein Doppelspritzgussverfahren fest
verbunden wird, und in der die Kopplungspositionen der PTC-Elemente
und der Wärmeübertragungsblöcke durch
Bereitstellen von Halterungselementen zum Fixieren der PTC-Elemente
und der Wärmeübertragungsblöcke genau
festgelegt werden können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine PTC-Stabbaugruppe
bereitzustellen, in der Halterungselemente zum Fixieren der PTC-Elemente
oder Wärmeübertragungsblöcke leicht
ausgebildet werden können,
und in der Gas, das zum Zeitpunkt der Erwärmung der PTC-Elemente erzeugt
wird, durch Ausbilden von Durchbrechungen in den Halterungselemente
nach außen
abgegeben werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Vorwärmer
für ein
Fahrzeug bereitzustellen, der so aufgebaut ist, dass Wärme, die
von den PTC-Elementen
erzeugt wird, nicht nach außen
abgegeben wird, sondern gleichmäßig lediglich
an eine Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe übertragen
wird und enger Kontakt zwischen einer PTC-Stabbaugruppe und der
Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe
verbessert wird.
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Zum
Erzielen der Aufgaben der vorliegenden Erfindung umfasst eine positive
Temperaturkoeffizient- (PTC-) Stabbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Elektrodenanschluss, in dem mehrere Paare von Durchbrechungen
in einem vorgegebenen Intervall in Längsrichtung ausgebildet sind,
die voneinander vertikal getrennt sind; einen Isolator, der ein
Paar Kopplungselemente enthält,
das längs
an das obere und untere Ende des Elektrodenanschlusses gekoppelt
ist, und erste und zweite Halterungselemente, die an Stellen an
beiden Flächen
des Elektrodenanschlusses platziert sind, an denen die Paare der
Durchbrechungen ausgebildet sind, wobei die ersten und zweiten Halterungselemente
miteinander durch die Durchbrechungen verbunden sind; PTC-Elemente und Wärmeübertragungsblöcke, die jeweils
zwischen angrenzenden Paaren erster Halterungselemente und zwischen
angrenzenden Paaren zweiter Halterungselemente gekoppelt sind, so
dass sie mit dem Elektrodenanschluss kontaktiert werden können; einen
ersten PTC-Stab,
der in der Form eines Kanals mit vorgegebener Länge aufgebaut ist, um den Elektrodenanschluss,
den Isolator, die PTC-Elemente und die Wärmeübertragungsblöcke aufzunehmen;
und einen zweiten PTC-Stab mit gleicher Länge wie der erste PTC-Stab,
der mit dem ersten PTC-Stab
gekoppelt ist, um einen offenen Abschnitt des ersten PTC-Stabs abzudecken.
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Ein
Vorwärmer
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst mehrere PTC-Stabbaugruppen, die wie oben beschrieben
aufgebaut sind; eine oder mehrere Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen,
die gekoppelt sind, um in engem Kontakt mit beiden Seiten jeder
der PTC-Stabbaugruppen
zu stehen; ein Paar Rahmen, das an die Außenflächen der äußersten Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen gekoppelt
ist; ein erstes Gehäuse und
ein zweites Gehäuse,
die mit beiden Längsenden
einer Kombination der PTC-Stabbaugruppen, der Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen
und der Rahmen gekoppelt sind; und Gehäu seanschlüsse, die in den Gehäusen bereitgestellt
sind, und als Kathodenanschlüsse
dienen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den dazugehörigen
Zeichnungen hervor, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Elektrodenanschlusses und eines Isolators
ist, die in einer herkömmlichen
Vorrichtung zum Aufnehmen von PTC-Elementen verwendet werden;
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2 eine
Schnittdarstellung der herkömmlichen
Vorrichtung zum Aufnehmen der PTC-Elemente ist;
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3 eine
perspektivische Einzelbilddarstellung der PTC-Stabbaugruppe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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4 bis 6 perspektivische
Ansichten sind, die Vorgänge
der Herstellung eines Anschlusses eines Elektrodenanschlusses, der
in der ersten Ausführungsform
beinhaltet ist, folgerichtig zeigen;
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7 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Seitenfläche einer Kombination des Elektrodenanschlusses
und eines Isolators zeigt, die in der ersten Ausführungsform
beinhaltet sind;
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8 eine
perspektivische Ansicht ist, die die andere Seitenfläche der
Kombination des Elektrodenanschlusses und des Isolators zeigt, die
in der ersten Ausführungsform
beinhaltet sind;
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9 eine
Schnittdarstellung des Elektrodenanschlusses und des Isolators entlang
der Linie A-A in 4 ist;
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10 eine
Schnittdarstellung des Elektrodenanschlusses und des Isolators entlang
der Linie B-B in 4 ist;
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11 eine
perspektivische Einzelbilddarstellung der PTC-Stabbaugruppe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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12 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Seitenfläche einer Kombination eines
Elektrodenanschlusses und eines Isolators zeigt, die in der zweiten
Ausführungsform
beinhaltet sind;
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13 eine
perspektivische Ansicht ist, die die andere Seitenfläche der
Kombination des Elektrodenanschlusses und des Isolators zeigt, die
in der zweiten Ausführungsform
beinhaltet sind;
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14 eine
perspektivische Einzelbilddarstellung eines Elektrodenanschlusses
und eines Isolators einer PTC-Stabbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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15 eine
perspektivische Einzelbilddarstellung eines Vorwärmers für ein Fahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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16 bis 18 perspektivische
Einzelbilddarstellungen der Kopplungspositionen der PTC-Elemente
und der Wärmeübertragungsblöcke in den
jeweiligen PTC-Stabbaugruppen sind, die in dem Vorwärmer für ein Fahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten sind;
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19 eine
Ansicht ist, die einen gekoppelten Zustand eines ersten Gehäuses und
der PTC-Stabbaugruppen darstellt, der in dem Vorwärmer für ein Fahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten ist;
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20 eine
perspektivische Schnittansicht des Gehäuses ist, das in dem Vorwärmer gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt wird; und
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21 eine
Schnittdarstellung des Gehäuses
ist, die eine Kopplungsstruktur der Gehäuseanschlüsse zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die dazugehörigen Zeichnungen
beschrieben.
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3 ist
eine perspektivische Einzelbilddarstellung einer PTC-Stabbaugruppe
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und 4 bis 6 sind
perspektivische Ansichten, die Vorgänge der Herstellung eines Anschlusses
eines Elektrodenanschlusses, der in der ersten Ausführungsform
beinhaltet ist, folgerichtig zeigen.
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Wie
in 3 gezeigt, umfasst die PTC-Stabbaugruppe 1000 gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung einen ersten PTC-Stab 100, der in
der Form eines Kanals aufgebaut ist, im Querschnitt und mit einer
vorgegebenen Länge,
und einen zweiten PTC-Stab 200 mit gleicher Länge wie der
erste PTC-Stab 100 und gekoppelt mit dem ersten PTC-Stab 100,
um einen offenen Abschnitt des ersten PTC-Stab abzudecken.
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Zu
dem Zeitpunkt, zu dem der erste und der zweite PTC-Stab 100 und 200 miteinander
gekoppelt werden, wird zwischen beiden ein Raum 110 mit
einem rechteckige Querschnitt bereitgestellt und ein Elektrodenanschluss 300,
ein Isolator 400, PTC-Elemente 500 und Wärmeübertragungsblöcke 600 werden
in den Raum 111 aufgenommen.
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Die
Länge des
Elektrodenanschlusses 300 ist länger als die der ersten und
zweiten PTC-Stäbe 100 und 200.
Ein Anschluss 310 ist an einem vorderen Ende des Elektrodenanschlusses
ausgebildet und Durchbrechungen 320 sind in einem vorgegebenen
Intervall in dem Elektrodenanschluss ausgebildet. Der Anschluss 310 ist
in die Form einer Krampe gebogen und ragt über die vorderen Enden der
ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 hinaus.
Die Breite des vorderen Endes des Elektrodenanschlusses 300,
an dem der Anschluss 310 ausgebildet ist, ist größer als
die eines Zwischenabschnitts des Elektrodenanschlusses. Wie in 4 bis 6 gezeigt, sind
die oberen und unteren Seiten des Elektrodenanschlusses nach innen
gefaltet und das gefaltete Ende des Elektrodenanschlusses ist dann
in der Form einer Krampe gebogen, um den Anschluss 310 auszubilden.
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Die
Dicke des Anschlusses 310, der wie oben beschrieben aufgebaut
ist, ist zwei mal so groß wie
der Zwischenabschnitt des Elektrodenanschlusses 300, damit
die Festigkeit des Anschlusses 310 erhöht werden kann. Demzufolge
besteht der Vorteil darin, dass der Anschluss einen elektrischen
Strom in dem Zustand, in dem der Anschluss mit einem Anschlussstück oder
einem Gehäuse
verbunden ist, stabiler übertragen
kann.
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Hier
werden die Durchbrechungen 320, die in dem Elektrodenanschluss 300 ausgebildet
sind, zum Fixieren des Isolators 400 an den Elektrodenanschluss 300 durch
Doppelspritzgussverfahren verwendet, zwei Durchbrechungen in vertikalem
Abstand voneinander bilden ein Paar, und mehrere Paare von Durchbrechungen
sind in dem vorgegebenen Intervall in der Längsrichtung des Elektrodenanschlusses 300 angeordnet.
Des Weiteren können
die Durchbrechungen 320 in Form eines länglichen Lochs bereitgestellt
werden, um eine Kopplungsstärke
zwischen dem Elektrodenanschluss 300 und dem Isolator 400 zu
erhöhen
und das Einspritzen und den Fluss eines Spritzgussmaterials zu erleichtern,
wenn ein Doppelspritzgussverfahren durchgeführt wird.
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Unter
den Durchbrechungen 320 ist eine Durchbrechung 322 an
der Seite des Anschlusses 310 in der Form eines Vierecks
bereitgestellt, die sich von den anderen Durchbrechungen unterscheidet. Diese
Durchbrechung 322 soll die Kopplungskraft zwischen dem
Elektrodenanschluss 300 und dem Isolator 400 maximieren.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Seitenfläche einer Kombination des Elektrodenanschlusses
und eines Isolators zeigt, die in der ersten Ausführungsform
beinhaltet sind, 8 ist eine perspektivische Ansicht,
die die andere Seitenfläche der
Kombination des Elektrodenanschlusses und des Isolators zeigt, die
in der ersten Ausführungsform
beinhaltet sind und 9 und 10 sind
Schnittdarstellungen des Elektrodenanschlusses und des Isolators
jeweils entlang der Linien A-A und B-B in 7.
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Wie
in diesen Figuren gezeigt, wird der Isolator 400 verwendet
um zu verhindern, dass der Elektrodenanschluss 300 in Kontakt
mit den ersten und zweiten PTC-Stäben 100 und 200 kommt
und dass Staub und andere Fremdkörper
in den Raum 110 gelangen, der durch Kopplung der ersten
und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 ausgebildet
wird.
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Der
Isolator 400 umfasst ein Paar Kopplungselemente 410,
die längs
an die unteren und oberen Enden des Elektrodenanschlusses 300 gekoppelt
sind, und erste und zweite Halterungselemente 422 und 424,
die an Stellen an beiden Flächen des
Elektrodenanschlusses 300 angeordnet sind, an denen die
Paare der Durchbrechungen 320 ausgebildet sind. Die ersten
und zweiten Halterungsele mente 422 und 424 sind
mit einander durch das Paar Durchbrechungen 320 verbunden.
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Wie
oben beschrieben, wird der Isolator 400 mit dem Elektrodenanschluss 300 durch
das Doppelspritzgussverfahren gekoppelt und vergrößerte Abschnitte 432 und 434 sind
jeweils an beiden Längsenden
des Isolators 400 ausgebildet. Das Paar vergrößerter Abschnitte 432 und 434 wird
in engen Kontakt mit den äußeren Flächen beider
Längsenden
jedes der ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 gebracht
und an diese gekoppelt, um die Kopplungspositionen der ersten und
zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 zu
führen.
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Entsprechend
ist der Elektrodenanschluss 300 mit den ersten und zweiten
PTC-Stäben 100 und 200 so
gekoppelt, dass der Elektrodenanschluss durch bestimmte Abstände von
den Innenflächen
der ersten und zweiten PTC-Stäbe
entfernt ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die Durchlässe 442 und 444 auf
beiden Flächen
jeder der vergrößerten Abschnitte 432 und 434 bereitgestellt.
Eine detaillierte Beschreibung dessen folgt später.
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Mehrere
erste und zweite Halterungselemente 422 und 424 sind
in einem vorgegebenen Intervall in der Längsrichtung des Elektrodenanschlusses 300 ausgebildet.
Der Abstand zwischen den benachbarten Halterungselementen 422 und 424 ist
mit dem Abstand zwischen den gepaarten Durchbrechungen 320 identisch.
Das heißt,
die ersten und zweiten Halterungselemente 422 und 424 sind
an Stellen ausgebildet, die denen der Durchbrechungen 320 entsprechen.
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Zu
diesem Zeitpunkt werden die Durchlässe 446 in der Nähe der oberen
und unteren Enden des ersten Halterungselements 442 ausgebildet
und ein Durchlass 448 wird zwischen den gepaarten zweiten Halterungselementen 424 ausgebildet.
Anders gesagt wird das erste Halte rungselement 422 so ausgebildet,
dass die oberen und unteren Enden des ersten Halterungselements
von den jeweiligen Kopplungselementen 410 entfernt sind
und somit die Durchlässe 446 zwischen
den oberen und unteren Enden des ersten Halterungselements und des
Kopplungselements bereitgestellt werden. Die zweiten Halterungselemente 424 sind
so ausgebildet, dass sie sich vertikal von den Kopplungselementen 410 ausdehnen, und
der Durchlass 448 wird zwischen den gepaarten zweiten Halterungselementen
bereitgestellt. Die Durchlässe 446 und 448,
die an den ersten und zweiten Halterungselementen 422 und 424 bereitgestellt sind,
werden später
beschrieben.
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Entsprechend
wird kein Kopplungszustand zwischen dem Isolator 400 und
dem Elektrodenanschluss 300 umgesetzt, bis die Abschnitte
des Isolators, die durch die Durchbrechungen 320 eindringen, gebrochen
sind. Weiterhin, da das erste Halterungselement 422 und
das Paar Halterungselemente 424 miteinander durch die längliche
Durchbrechung 320 gekoppelt sind, besteht der Vorteil darin,
dass es leicht ist, ein Spritzgussmaterial einzuspritzen, und die
Halterungselemente können
Längen
aufweisen, die kleiner sind als die herkömmlicher Halterungselemente
und daher in genauen Formen spritzgegossen werden können.
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Währenddessen
werden die PTC-Elemente 500 und die Wärmeübertragungsblöcke 600 mit
beiden Flächen
des Isolators 400 gekoppelt, das heißt jeweils zwischen den benachbarten
ersten Halterungselementen 422 und den benachbarten Paaren zweiter
Halterungselemente 424. Die PTC-Elemente 500 und
die Wärmeübertragungsblöcke 600 sind
gekoppelt, um in Kontakt mit dem Elektrodenanschluss 300 zu
sein.
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Zu
diesem Zeitpunkt werden, um zu verhindern, dass die Kopplungspositionen
der PTC-Elemente 500 und der Wärme übertragungsblöcke 600 mit
einander vertauscht werden, die Kopplungselemente 410 so
ausgebildet, dass sich die vertikalen Breiten der freiliegenden
Abschnitte beider Flächen des
Elektrodenanschlusses 300 von einander unterscheiden. Anders
ausgedrückt,
die Breite eines Abschnittes, auf dem das PTC-Element 500 platziert werden
soll, unterscheidet sich von der Breite eines Abschnittes, auf dem
die Wärmeübertragungsblöcke 600 platziert
werden sollen. Dementsprechend gibt es keinen Fall, in dem die Kopplungspositionen
der PTC-Elemente 500 und der Wärmeübertragungsblöcke 600 miteinander
vertauscht werden.
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In
dieser Ausführungsform
wird, wie in 10 gezeigt, eine Stufe an der
Innenfläche
des Isolators 400 so ausgebildet, dass die Breite eines freiliegenden
Abschnitts des Elektrodenanschlusses in einer Fläche des Isolators 400,
in dem der Wärmeübertragungsblock 600 platziert
werden soll, kleiner ist als die Breite eines freiliegenden Abschnitts
des Elektrodenanschlusses in einer anderen Fläche des Isolators. Dies ist
jedoch nur für
darstellende Zwecke und auf Wunsch des Anwenders kann eine umgekehrte
Anordnung ausgebildet werden.
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Die
Durchlässe 442-448,
die an den vergrößerten Abschnitten 432 und 434 bereitgestellt
sind, und die ersten und zweiten Halterungselemente 422 und 424 des
Isolators 400, die wie oben beschrieben aufgebaut sind,
entlassen erzeugtes Gas aus dem Elektrodenanschluss 300,
den PTC-Elementen 500 und den Wärmeübertragungsblöcken 600 nach
außen,
wenn Wärme
von den PTC-Elementen 500 erzeugt wird. Die Durchlässe verursachen
Räume,
die durch Paare der ersten und zweiten Halterungselemente 422 und 424 bestimmt
sind, die sich benachbart in Längsrichtung
des Isolators 400 befinden, um mit dem Äußeren zu kommunizieren. Das
heißt,
das Gas, das in den Räumen
erzeugt wird, die durch die ersten und zweiten Halterungselemente 422 und 424 definiert
sind, über
die Durchlässe 446 und 448 nach außen entlassen
wird, die bei den ersten und zweiten Halterungselementen 422 und 424 und
den Durchlässen 442 und 444 der
vergrößerten Abschnitte 432 und 434 bereitgestellt
werden. Durch den oben beschriebenen Aufbau können durch das Gas verursachte
Verformungen der Kopplungselemente 410 verhindert werden.
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11 ist
eine perspektivische Einzelbilddarstellung der PTC-Stabbaugruppe
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 12 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Seitenfläche einer Kombination eines
Elektrodenanschlusses und eines Isolators zeigt, die in der zweiten Ausführungsform
beinhaltet sind und 13 ist eine perspektivische
Ansicht, die die andere Seitenfläche der
Kombination des Elektrodenanschlusses und des Isolators zeigt, die
in der zweiten Ausführungsform beinhaltet
sind.
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Wie
in 11 bis 13 gezeigt,
umfasst eine PTC-Stabbaugruppe 1000 gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen ersten PTC-Stab 100, der
in der Form eines Kanals im Querschnitt aufgebaut ist und eine vorgegebene Länge aufweist,
und einen zweiten PTC-Stab 200, der die gleiche Länge wie
der erste PTC-Stab 100 aufweist
und mit dem ersten PTC-Stab 100 so gekoppelt ist, dass
er einen offenen Abschnitt des ersten PTC-Stabs abdeckt, einen Elektrodenanschluss 300, einen
Isolator 400, PTC-Stabelemente 500 und Wärmeübertragungsblöcke 600.
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Wie
oben beschrieben ist der Aufbau der PTC-Stabbaugruppe gemäß der zweiten
Ausführungsform
identisch mit dem der PTC-Stabbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform,
außer
dass der Raum der vergrößerten Abschnitte 432 und 434, der
an beiden Längsenden
des Isolators 400 ausgebildet ist, in der zweiten Ausführungsform
anders ist als der in der ersten Ausführungsform. Entsprechend werden
in der zweiten Ausführungsform
nur die vergrößerten Abschnitte
des Isolators beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform
unterscheiden.
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Der
Isolator 400 umfasst ein Paar Kopplungselemente 410,
die längs
an die unteren und oberen Enden des Elektrodenanschlusses 300 gekoppelt
sind, und erste und zweite Halterungselemente 422 und 424,
die an Stellen an beiden Flächen des
Elektrodenanschlusses 300 angeordnet sind, an denen die
Paare der Durchbrechungen 320 ausgebildet sind. Die ersten
und zweiten Halterungselemente 422 und 424 sind
miteinander durch das Paar Durchbrechungen 320 verbunden.
Des Weiteren werden die vergrößerten Abschnitte 432 und 434 jeweils
an beiden Längsenden
des Isolators 400 ausgebildet und der Isolator 400 ist
mit dem Elektrodenanschluss 300 durch ein Doppelspritzgussverfahren
gekoppelt.
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Unter
den vergrößerten Abschnitten 432 und 434 ist
der erste vergrößerte Abschnitt 432 in
der Nähe
des Anschlusses 310 des Elektrodenanschlusses 300 ausgebildet,
um eine offene Fläche
aufzuweisen, durch die eine Seitenfläche der Anschlusselektrode 300 freigelegt
ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Fixierungsloch 324 an
einem Abschnitt des Elektrodenanschlusses 300 ausgebildet,
der dem ersten vergrößerten Abschnitt 432 entspricht,
und ein Fixierungsvorsprung 326 wird an einer Fläche des
ersten vergrößerten Abschnitts 432 ausgebildet,
der dem Fixierungsloch entspricht, so dass der Fixierungsvorsprung
durch das Fixierungsloch 324 durchgehen kann. Der Fixierungsvorsprung 326 wird
in das Fixierungsloch 324 eingeführt und eingerastet, so dass der
erste vergrößerte Abschnitt 432 und
der Elektrodenanschluss 300 mit einander gekoppelt werden können.
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Währenddessen
wird unter den vergrößerten Abschnitten 432 und 434 der
zweite vergrößerte Abschnitt 434 an
der anderen Seite gegenüber
dem ersten vergrößerten Abschnitt 432 ausgebildet,
um die gleiche Querschnittform wie die gekoppelten ersten und zweiten
PTC-Stäbe 100 und 200 aufzuweisen. Demzufolge
ist es möglich,
da die hinteren Enden des ersten PTC-Stabs 100 und des
zweiten PTC-Stabs 200 durch den zweiten vergrößerten Abschnitt 434 hermetisch
versiegelt sind, ein Feuer zu verhindern, das durch Eintreten von
Staub oder anderen Fremdkörpern
durch ein hinteres Ende der PTC-Stabbaugruppe 1000 und
nachfolgenden Kontakt dessen mit den PTC-Elementen 500 auftreten könnte.
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14 ist
eine perspektivische Einzelbilddarstellung eines Elektrodenanschlusses
und eines Isolators einer PTC-Stabbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 14 gezeigt, ist in der PTC-Stabbaugruppe 1000 gemäß der dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung jedes der Halterungselemente 422 lösbar mit
den zweiten Halterungselementen 424 eines Isolators 400 gekoppelt,
so dass ein Elektrodenanschluss 300 mit dem Isolator 400 montiert
werden kann.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird jedes der Halterungselemente 422 mit
Kopplungslöchern 426 ausgebildet,
die den Durchbrechungen 320 des Elektrodenanschlusses 300 entsprechen,
und jedes der zweiten Halterungselemente 424 ist mit einem
Kopplungsvorsprung 428 ausgebildet, der durch die Durchbrechung 320 geht
und in dem Kopplungsloch 426 eingerastet wird. In dieser
Ausführungsform
können
die Stellen, an denen das Kopplungsloch 426 und der Kopplungsvorsprung 428 ausgebildet
sind, nach Wahl des Anwenders mit einander vertauscht werden, obwohl
in dieser Ausführungsform
das Kopplungsloch 426 in dem ersten Halterungselement 422 ausgebildet
ist und der Kopplungsvorsprung 428 in der zweiten Halterungsvorrichtung 424 ausgebildet ist.
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Wenn
das erste Halterungselement 422 und die zweiten Halterungselemente 424 lösbar mit
einander gekoppelt werden wie oben beschrieben, können der
Elektrodenanschluss 300 und der Isolator 400 getrennt
hergestellt werden. Des Weiteren, da ein Kopplungszustand zwischen
dem Isolator 400 und dem Elektrodenanschluss 300 ohne
Beschädigen
des Isolators 400 umgesetzt werden kann, besteht ein Vorteil
darin, dass deren Wartung leicht durchgeführt werden kann.
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15 ist
eine perspektivische Einzelbilddarstellung eines Vorwärmers für ein Fahrzeugs
gemäß der vorliegenden
Erfindung und 16 bis 18 sind
perspektivische Einzelbilddarstellungen der Kopplungspositionen
der PTC-Elemente und der Wärmeübertragungsblöcke in den
jeweiligen PTC-Stabbaugruppen, die in dem Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten sind.
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Wie
in 15 gezeigt, umfasst der Vorheizer für ein Fahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung mehrere PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C,
die parallel zueinander in Längsrichtung
angeordnet sind; Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000, die
mit beiden Seiten jeder der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C in
Kontakt gebracht und gekoppelt werden; Kathodenanschlüsse 3000,
von denen jeder zwischen benachbarten Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 platziert
ist; ein Paar der Rahmen 4000 und 5000, die jeweils
an die äußeren Seitenflächen der äußersten
Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 gekoppelt
sind; und ein erstes Gehäuse 6000 und
ein zweites Gehäuse 7000,
die jeweils an beide Längsenden
einer Kombination der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C,
die Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000,
die Kathodenanschlüsse 3000 und
die Rahmen 4000 und 5000 gekoppelt sind.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird Wärme
die von den PTC-Elementen (500 in 3) erzeugt
wird, die in den PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C installiert
sind, an die Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 übertragen,
um Luft zu erwärmen,
die durch die Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 geht.
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Wenn
der Vorwärmer
für ein
Fahrzeug so aufgebaut ist, dass Wärme, die von den PTC-Elementen
(500 in 3) erzeugt wird, nicht nach
außen übertragen
wird, sondern nur an die Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 übertragen wird,
die im Inneren angeordnet sind, kann die Effizienz des Vorwärmers verbessert
werden. Demzufolge werden, wie in 17 gezeigt,
PTC-Elemente 500A und Wärmeübertragungsblöcke 600A abwechselnd an
beiden Flächen
der PTC-Stabbaugruppe 1000A montiert, die sich an einer
mittleren Position befindet, so dass Wärme gleichmäßig in beide seitlichen Richtungen übertragen
werden kann. Zusätzlich
werden, wie in 16 und 18 gezeigt,
PTC-Elemente 500B und 500C auf Flächen der
PTC-Stabbaugruppen 1000B und 1000C montiert,
die zum Inneren des Vorwärmers
für ein
Fahrzeug zeigen, und Wärmeübertragungsblöcke 600B und 600C werden
auf Flächen
der PTC-Stabbaugruppen 1000B und 1000C montiert,
die zum Äußeren des
Vorwärmers
für ein Fahrzeug
zeigen.
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Zu
diesem Zeitpunkt haben die PTC-Elemente 500A bis 500C vorzugsweise
einen bestimmten Abstand von den Gehäusen 6000 und 7000,
um zu vermeiden, dass Wärme
durch die Gehäuse 6000 und 7000 nach
außen
gestrahlt wird.
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Die
Kopplungspositionen der PTC-Elemente 500A bis 500C und
der Wärmeübertragungsblöcke 600A bis 600C sind
jedoch nicht darauf beschränkt und
können
nach Wahl des Anwenders optional geändert werden.
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Andererseits
sind zum Verhindern, dass Wärme,
die an die Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 übertragen
wird, durch die Rahmen 4000 und 5000 nach außen übertragen
wird, Verstärkungsnuten 4200 und 5200 an
den Kontaktflächen der
Rahmen 4000 und 5000 und der Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 längs ausgebildet, um
einen Kontaktbereich zwischen jedem der Rahmen 4000 und 5000 und
der entsprechenden Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe 2000 zu
minimieren.
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Wenn
die Verstärkungsnuten 4200 und 5200 wie
oben beschrieben ausgebildet sind, wird der Kontaktbereich zwischen
jedem der Rahmen 4000 und 5000 und der entsprechenden
Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe 2000 verringert,
was zu einer geringeren Wärmeübergangszahl
führt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Innere der Verstärkungsnuten 4200 und 5200 mit
Luft gefüllt
ist, etwas Wärme
in den Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 an die
Rahmen 4000 und 5000 durch die Luft übertragen.
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Da
Luft jedoch eine sehr geringe Wärmeübergangszahl
hat, kann die Menge an Wärme,
die durch Luft übertragen
wird, als vernachlässigbare Menge
angesehen werden.
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Die
PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C und die Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000,
die durch Wärme
erwärmt
werden, die von den PTC-Elementen erzeugt wird, werden ausgedehnt und
drücken
dann die Rahmen 4000 und 5000, die an beide äußeren Längsseiten
der Kombination daraus gekoppelt sind, nach außen. Demzufolge können sich
die Rahmen 4000 und 5000, deren Längsenden mit
den Gehäusen 6000 und 7000 gekoppelt
sind, an deren Zwischenabschnitten nach außen wölben. Wenn die Rahmen 4000 und 5000 gewölbt werden, besteht
das Problem, dass der Kopplungszustand der jeweiligen Komponenten,
die zwischen den Rahmen 4000 und 5000 angebracht
sind, verschoben werden kann.
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Entsprechend
sind die Rahmen 4000 und 5000, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, so ausgebildet, dass die Zwischenabschnitte
deren Flächen,
die in Kontakt mit den Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 gebracht
werden, schräg
in Richtung der Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 herausragen.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen
geraden Rahmen werden die Rahmen 4000 und 5000,
deren Zwischenabschnitte schräg
nach innen hervorragen, viel weniger gewölbt, obwohl sie Druck ausgesetzt
werden, der von der Ausdehnung der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C und
der Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 resultiert.
Da die Verstärkungsnuten 4200 und 5200 als
Rippen zum Verhindern der Wölbung
in den Rahmen 4000 und 5000 dienen, die in der
vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, besteht der Vorteil darin,
dass die Rahmen kaum Verformung auf Grund einer äußeren Kraft ausgesetzt sind.
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Darüber hinaus
können,
obwohl die zusätzlichen
Kathodenanschlüsse 3000 in
dieser Ausführungsform
zwischen den Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 bereitgestellt
sind, die Rahmen 4000 und 5000 aufgebaut sein,
die Funktion eines Kathodenanschlusses 3000 ohne den Kathodenanschluss 3000 auszuüben. Wenn
die Rahmen 4000 und 5000 als Kathodenanschlüsse 3000 dienen,
bestehen die Vorteile darin, dass die innere Struktur des Vorwärmers für ein Fahrzeug
vereinfacht wird und die Herstellungskosten verringert werden können.
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Die
Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 sind
mit beiden Seitenflächen
jeder der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C gekoppelt. Da
die Menge der Wärme,
die von einer Seite der PTC-Stabbaugruppe erzeugt wird, an der die PTC-Elemente
montiert sind, größer ist
als die Menge der Wärme,
die von der anderen Seite der PTC-Stabbaugruppe erzeugt wird, an der die
Wärmeübertragungsblöcke montiert
sind, sind mehrere Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 längs an der
Seite der PTC-Stabbaugruppe gestapelt, an der die PTC-Elemente montiert
sind, und Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000,
deren Anzahl kleiner ist als die Anzahl der Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000,
die an der Seite der PTC-Stabbaugruppen gekoppelt sind, sind an
der anderen Seite der PTC-Stabbaugruppe gekoppelt, an der kein PTC-Element
montiert ist. In dieser Ausführungsform
sind zwei Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000 an
einer Seite der PTC-Stabbaugruppe gekoppelt, an der die PTC-Elemente
montiert sind, und eine Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe 2000 ist
an der anderen Seite der PTC-Stabbaugruppe gekoppelt, an der die
Wärmeübertragungsblöcke montiert
sind. Doch die Anzahl der Wärmestrahlungslamellen-Baugruppen 2000,
die an eine Seite jeder der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C gekoppelt
werden sollen, ist nicht darauf beschränkt und kann nach Wahl des
Anwenders beliebig geändert
werden.
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19 ist
eine Ansicht, die einen gekoppelten Zustand eines ersten Gehäuses und
der PTC-Stabbaugruppen darstellt, der in dem Vorwärmer für ein Fahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten ist.
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Die
jeweiligen PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C des
Vorwärmers
eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung weisen verschiedene Lagen der PTC-Elemente und der Wärmeübertragungsblöcke darin
auf. Werden daher die PTC-Stabbaugruppen mit dem ersten Gehäuse 6000 an
verschiedenen Positionen gekoppelt, gibt es Probleme, die darin
bestehen, dass die Effizienz des Vorwärmers verringert oder der Vorwärmer gestört wird.
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Um
diese Probleme zu vermeiden, sind die PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C so
ausgebildet, dass sich die Längen
der gebogenen Abschnitte der Anschlüsse 310A bis 310C von
einander unterscheiden. Entsprechend wird in dem ersten Gehäuse 6000 der
Abstand zwischen jedem der Kopplungsanschlüsse 6100 bis 6300,
an die die Anschlüsse 310A bis 310c gekoppelt
werden sollen, und jeder der Platzierungsaussparungen 6400 bis 6600 zum
Aufnehmen der vergrößerten Abschnitte 432A bis 432C so bestimmt,
dass er der Länge
der gebogenen Abschnitte jedes der Anschlüsse 310A bis 310C entspricht.
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Entsprechend
kann jede der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C nur
an einer vorgesehenen Position gekoppelt werden, wodurch das Auftreten
einer Verwechslung beim Zusammenbau der PTC-Stabbaugruppen 1000A und 1000C vermieden wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird jede der PTC-Stabbaugruppen 1000A bis 1000C auf
eine Art gekoppelt, dass jeder der vergrößerten Abschnitte 423A bis 432C vollständig in
das Gehäuse 6000 eingefügt wird.
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Da
der Vorwärmer
für ein
Fahrzeug, der die PTC-Stabbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst, im Hinblick auf die Grundvorgänge identisch mit einem herkömmlichen
Vorwärmer
ist, außer
dass sich entsprechende Komponenten im Aufbau unterscheiden, wird
auf eine detaillierte Beschreibung seiner Grundvorgänge verzichtet.
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20 ist
eine perspektivische Schnittansicht des Gehäuses, das in dem Vorwärmer gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt wird, und 21 ist
eine Schnittdarstellung des Gehäuses,
die eine Kopplungsstruktur der Gehäuseanschlüsse zeigt.
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Wie
in 20 und 21 gezeigt,
umfasst das erste Gehäuse 6000,
das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, Gehäuseanschlüsse 6700, von
denen jedes eine Ende in das erste Gehäuse 6000 eingebettet
ist, und das gebogene Platten 6800 hat, die in Kontakt
mit einem Ende des ersten PTC-Stabs 100 oder des zweiten
PTC-Stabs 200 gebracht werden, die in das erste Gehäuse 6000 eingeführt werden.
Wenn die Gehäuseanschlüsse 6700, die
in Kontakt mit den ersten und zweiten PTC-Stäben 100 und 200 gebracht
werden sollen, so bereitgestellt werden, dienen die gesamten ersten
und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 als
Kathodenanschlüsse,
und somit besteht ein Vorteil darin, dass es nicht nötig ist,
einen zusätzlichen
Kathodenanschluss bereitzustellen.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird ein Abschnitt der Gehäuseanschlüsse 6700, der in dem
ersten Gehäuse 6000 eingebettet
ist, mit Verschlussvorsprüngen 6900 ausgebildet,
die in dem ersten Gehäuse 6000 einrasten,
so dass der Gehäuseanschluss 6700 nicht aus
dem Gehäuse 6000 herausrutschen
kann. Zu diesem Zeitpunkt wird jeder der Verschlussvorsprünge 6900 so
ausgebildet, dass er eine spitz zulaufende Spitze aufweist und in
eine Richtung geneigt ist, in die der Gehäuseanschluss 6700 zurückgezogen wird.
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Wie
oben beschrieben kann in der PTC-Stabbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Kopplungskraft zwischen einem Elektrodenanschluss
und dem Isolator erhöht
werden, indem der Elektrodenanschluss ganzheitlich mit dem Isolator
durch ein Doppelspritzgussverfahren ausgebildet wird.
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Darüber hinaus
bestehen Vorteile darin, dass es möglich ist, die Kopplungspositionen
der PTC-Elemente und der Wärmeübertragungsblöcke deutlich
zu definieren, indem die Halterungselemente auf dem Isolator bereitgestellt
werden, dass Gas, das zum Zeitpunkt der Erwärmung der PTC-Elemente entsteht,
nach außen
abgegeben werden kann, indem die Durchlässe in den vergrößerten Abschnitten und
Halterungselementen des Isolators ausgebildet werden, und demzufolge
ist es möglich,
Geräusche zu
entfernen, die in einem Fall erzeugt werden, in dem Gas durch eine
Lücke zwischen
einem Isolator und einem Elektrodenanschluss nach dem Stand der Technik
entweicht.
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Des
Weiteren hat der Vorwärmer
für ein Fahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung Vorteile, die darin bestehen, dass Wärme, die von den PTC-Elementen
erzeugt wird, nicht nach außen übertragen
wird, sondern gleichmäßig in das
Innere des Vorwärmers übertragen
wird, dass Kopplungskräfte der
jeweiligen Komponenten, die zwischen den Rahmen platziert sind,
erhöht
werden und enger Kontakt zwischen der PTC-Stabbaugruppe und der
Wärmestrahlungslamellen-Baugruppe
verbessert wird.
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Obwohl
der Aufbau und die Kopplungsstruktur der PTC-Stabbaugruppe und des Vorwärmers für ein Fahrzeug,
der diese beinhaltet, gemäß der bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung oben stehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben
wurden, haben diese nur darstellende Funktion. Der Fachmann wird
verstehen, dass verschiedene Änderungen
und Anpassungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geltungsbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.