DE102007003549A1 - Luftstromerwärmungsvorrichtung mit Heizvlies - Google Patents

Luftstromerwärmungsvorrichtung mit Heizvlies Download PDF

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Abstract

Luftstromerwärmungsvorrichtung für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Fahrzeugs, umfassend ein Heizelement, das in einem Luftströmungsbereich angeordnet ist und ein elektrisch leitfähiges Vlies umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine Zusatzheizeinrichtung und eine Fahrzeugheizungsanlage oder -klimaanlage, die die Luftstromerwärmungsvorrichtung umfasst. Die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Vlieses spart gegenüber bisherigen Lösungen Gewicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Luftstromerwärmungsvorrichtung für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Fahrzeugs.
  • Sie betrifft eine Vorrichtung mit einem elektrischen Heizelement. Elektrische Heizelemente finden in Heizungs- und Klimaanlagen von Fahrzeugen zunehmend Verwendung. Ein Grund hierfür ist die schnelle Reaktionszeit von elektrischen Heizelementen im Vergleich zu den langen Aufheizzeiten, die z. B. ein vom Kühlwasserkreislauf eines Verbrennungsmotors gespeistes Heizelement bietet. Ein weiterer Grund liegt darin, dass manche moderne Verbrennungsmotoren nur noch wenig Abwärme produzieren und schließlich ermöglichen elektrische Heizelemente auch eine differenzierte Temperierung von Fahrer-, Beifahrer- und Rücksitzbereich.
  • Bisher wurden als elektrische Heizelemente beispielsweise keramische Widerstände eingesetzt. Häufig werden die Keramikwiderstände mit metallischen Materialien verbunden, die die aktive Oberfläche des Heizelements vergrößern und damit dessen Wirkungsfähigkeit erhöhen. Die Heizelemente sind im Betrieb einem Luftstrom ausgesetzt, der z. B. innerhalb eines Lüftungskanals einer Heizungs- oder Klimaanlage geführt wird.
  • Ein solches Heizelement ist z. B. aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 510 381 A1 der Anmelderin bekannt. Das Heizelement bildet eine abschnittsweise Wandung eines Luftkanals, wodurch die in dem Luftkanal strömende Luft über der Länge des Heizelements erwärmt wird.
  • Die verwendeten Keramikwiderstände sind kostspielig und weisen ein hohes Gewicht auf. Ferner muss bei der Verwendung von Keramikwiderständen dafür Sorge getragen werden, dass diese nicht in der Nähe von temperaturanfälligen Materialien, wie z. B. den üblicherweise verwendeten Luftkanälen aus Kunststoff, angeordnet werden. Gegebenenfalls müssen auch entsprechende Vorkehrungen zur thermischen Isolierung gegenüber derartigen wärmeempfindlichen Materialien des Heizelements getroffen werden. Die vorliegende Erfindung bietet eine Alternative zu den bisher eingesetzten Keramikheizelementen oder vergleichbaren Heizelementen.
  • Die vorliegende Erfindung hat eine Luftstromerwärmungsvorrichtung, insbesondere für eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeugs zum Gegenstand, wobei die Luftstromerwärmungsvorrichtung ein Heizelement umfasst, das in einem Luftströmungsbereich angeordnet ist und ein elektrisch leitfähiges Vlies umfasst. Ein solches elektrisch leitfähiges Vlies kann beispielsweise Karbonfasern aufweisen, die als Leiterbahnen dienen. Werden die Karbonfasern von einem elektrischen Strom durchflossen, wird elektrische Energie in Wärme umgewandelt. Das elektrisch leitfähige Vlies kann so hergestellt sein, dass es ein geringes Eigengewicht aufweist und sehr flach ist. Durch die Verwendung von Karbonfasern sowie das geringe Eigengewicht kann mit dem elektrisch leitfähigen Vlies auch eine schnellere Aufheiz- und Abkühlzeit als mit metallischen Heizleitern oder auch Keramikheizelementen erreicht werden. Dadurch, dass das elektrisch leitfähige Vlies flach ist, kann es als Heizelement im Inneren eines Luftführungselements angeordnet sein, ohne das Strömungsverhalten der Luft, die durch das Luftführungselement strömt, übermäßig zu beeinflussen. Aufgrund des geringen Eigengewichts des elektrisch leitfähigen Vlieses spricht auch nichts dagegen, längere Wandabschnitte eines Luftführungselements mit dem elektrisch leitfähigen Vlies auszukleiden oder direkt in die Wandung einzuspritzen, um die für die Wärmeübertragung aktive Fläche zwischen Heizelement und Luft zu vergrößern. Hierzu trägt auch die Variabilität des elektrisch leitfähigen Vlieses bezüglich seiner elektrischen Eigenschaften bei. Z. B. kann der Flächenwiderstand typischerweise von 1 bis 1 kΩ/mm2 betragen. Das elektrisch leitfähige Vlies kann für elektrische Spannungen von 4 bis 400 V und elektrische Leistungen von bis zu 0,8 W/cm2 ausgelegt sein. Dies ermöglicht eine große Flexibilität bei der Gestaltung der als Heizelement dienenden Flächen. Die faserverstärkende Wirkung von C-Fasern sorgt dafür, dass das elektrisch leitfähige Vlies sich auch dann nicht auflöst oder zersetzt, wenn es einer Luftströmung ausgesetzt ist. Gegen lokale Beschädigungen in der Heizfläche ist ein elektrisch leitfähiges Vlies unempfindlich, da durch die Vliesstruktur eine Vielzahl von kleinen Leiterbahnen bereitgestellt wird und dadurch die elektrische Leitfähigkeit gesichert wird. Elektrisch leitfähige Vliese können derzeit eine Maximaltemperatur von ca. 180°C erreichen. Die Ent flammbarkeit hängt von dem Anteil des neben den Karbonfasern verwendeten Basismaterial ab, welches z. B. ein thermoplastischer Kunststoff sein kann. Durch variieren des Basismaterialanteils kann damit auch die Entflammbarkeit angepasst werden. Die Dicke des Vlieses beträgt ungefähr 30 μm.
  • Das elektrisch leitfähige Vlies kann ein Material umfassen, das einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Mit dieser Vorkehrung ist es möglich, das elektrisch leitfähige Vlies bezüglich seines Temperaturverhaltens geregelt auszugestalten. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Widerstand eines Materials mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) ab, wodurch die in dem Material umgesetzte Leistung jedoch zunimmt. Deshalb besteht Möglichkeit zur Temperaturregulierung über den elektrischen Verbraucher mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC), in diesem Fall das Heizelement, selbst, oder ein Messelement, z. B. einen NTC, parallel zu dem Heizelement zu schalten und in thermischem Kontakt mit dem Heizelement anzubringen.
  • Das elektrisch leitfähige Vlies kann in einem Rahmen angeordnet sein. Durch einen Rahmen wird die Formgebung des elektrisch leitfähigen Vlieses erleichtert. Ferner kann der Rahmen zur Befestigung des Vlieses an z. B. einem Luftführungselement verwendet werden mittels bekannter Befestigungstechniken, wie Verschrauben, Verkleben oder Verrasten. Das Vlies kann auch eine Form haben, wie sie die derzeit üblichen Wärmetauscherrippen aufweisen. Auch ermöglicht es ein Rahmen, mehrere Einzelvliese zu einem Heizelement zusammen zu fassen.
  • Das elektrisch leitfähige Vlies kann an Rippen angeordnet sein, die sich längs zu einer Strömungsrichtung eines die Luftstromerwärmungsvorrichtung durchquerenden Luftstroms erstrecken. Durch diese Ausgestaltung wird zum einen der Strömungswiderstand nur geringfügig erhöht und zum anderen eine Vergrößerung der Fläche erreicht, an der der Luftstrom mit dem elektrisch leitfähigen Vlies in Kontakt kommt.
  • Die Luftstromerwärmungsvorrichtung nach Anspruch 4 kann weiterhin ein elektrisch isolierendes Material umfassen, das zwischen den Rippen und dem elektrisch leitfähigen Vlies angeordnet ist. Mit dieser Ausgestaltung können die Rippen selbst aus einem elektrisch leitfähi gen Material bestehen, ohne dass dadurch die Funktionsfähigkeit des elektrisch leitfähigen Vlieses beeinträchtigt wird.
  • Die Luftstromerwärmungsvorrichtung kann weiterhin eine Wandung umfassen, die dafür ausgelegt ist, einen die Luftstromerwärmungsvorrichtung durchquerenden Luftstrom zu führen wobei das elektrisch leitfähige Vlies an der Wandung angeordnet oder eingespritzt ist. Eine derartige Ausgestaltung verringert den Strömungsquerschnitt nur geringfügig und führt somit nur zu geringen Strömungswiderständen. Da auch ein längerer Wandungsabschnitt mit dem elektrisch leitfähigen Vlies ausgekleidet sein kann, lässt sich auch hier eine genügend große Fläche für den Wärmeaustausch zwischen Heizelement und Luftstrom bereitstellen. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise in der Nähe von Austrittsdüsen verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im Zusammenhang mit bekannten Lösungen ist zu beachten, dass in der Nähe von Austrittsöffnungen Turbulenzen, die durch in den Luftstrom hineinragende Teile verursacht werden, zu störenden Geräuschen im Innenraum des Fahrzeugs führen können.
  • Das elektrisch leitfähige Vlies kann mäanderförmig angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich die aktive Fläche des Vlieses vergrößern. Außerdem weist das Vlies in dieser Anordnung auch eine Eigenstabiliät auf.
  • Das elektrisch leitfähige Vlies kann balgförmig angeordnet sein. Auch hier vergrößert sich die einem Luftstrom ausgesetzte aktive Oberfläche.
  • Das elektrisch leitfähige Vlies kann wabenförmig angeordnet sein. Eine derartige Ausgestaltung weist eine vergrößerte aktive Oberfläche auf und ist stabil.
  • Die Erfindung hat des Weiteren eine Luftstromerwärmungsvorrichtung, insbesondere für eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeugs zum Gegenstand, die ein Heizelement umfasst, das in einem Luftströmungsbereich angeordnet ist. Das Heizelement umfasst ein flächiges, elektrisch leitfähiges Material, das Wärme produziert, wenn es von einem elektrischen Strom durchflossen wird.
  • Die möglichen Ausgestaltungen, die für ein elektrisch leitfähiges Vlies beschrieben wurden, können auch mit dem flächigen, elektrisch leitfähigen Material umgesetzt werden.
  • Das flächige, elektrisch leitfähige Material kann gewebeartig, faserstrukturartig, filzartig oder dergleichen sein. Es ist auch denkbar, das flächige, elektrisch leitfähige Material als Beschichtung eines Trägermaterials aufzubringen.
  • Das flächige, elektrisch leitfähige Material kann rippenförmig, balgförmig, mäanderförmig oder wabenförmig ausgestaltet sein. Diese Ausgestaltungen vergrößern die aktive Fläche und erhöhen die Stabilität des Materials. Elektrische Anschlüsse können entlang von Kanten des flächigen, elektrisch leitfähigen Materials angeordnet sein. Beispielsweise kann einer der beiden Anschlüsse, die zur elektrischen Stromversorgung mindestens erforderlich sind, entlang einer ersten Kante angeordnet sein und der zweite Anschluss kann entlang einer entgegengesetzt gelegenen Kante des flächigen, elektrisch leitfähigen Materials angeordnet sein.
  • Die Erfindung hat auch eine Zusatzheizeinrichtung für eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeugs zum Gegenstand, die eine Luftstromerwärmungsvorrichtung umfasst, wie sie soeben beschrieben wurde und die benachbart zu einer Luftaustrittsöffnung der Heizungs- oder Klimaanlage angeordnet ist. Eine solche Zusatzheizeinrichtung erlaubt es, den an der entsprechenden Luftaustrittsöffnung austretenden Luftstrom unabhängig von den Luftströmen, die aus anderen Luftaustrittsöffnungen austreten, zu temperieren. Für Fahrer, Beifahrer und gegebenenfalls auch weitere Fahrgäste können somit unterschiedliche Temperaturzonen innerhalb eines Fahrzeugs bereitgestellt werden. Das elektrisch leitfähige Vlies, das als Heizelement in der Zusatzheizeinrichtung arbeitet, benötigt zur Energieversorgung lediglich einen elektrischen Anschluss.
  • Die Erfindung hat auch eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage für ein Fahrzeug zum Gegenstand, die eine Luftstromerwärmungsvorrichtung wie oben beschrieben umfasst.
  • In der nun folgenden beispielhaften Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, für die gilt:
  • 1 zeigt ein Heizelement aus einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Heizelement aus einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt ein Heizelement aus einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt ein aus mehreren Heizvliesen zusammengestelltes Heizelement.
  • 5a zeigt ein Heizelement aus einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5b zeigt ein Heizelement aus einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5c zeigt ein elektrisch leitfähiges Vlies oder Material eines Heizelement aus einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5d zeigt ein elektrisch leitfähiges Vlies oder Material eines Heizelement aus einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5e zeigt einen Ausschnitt eines elektrisch leitfähiges Vlies oder Material aus einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Kombination aus Wärmetauscherrippen und elektrisch leitfähigem Vlies.
  • 7 zeigt eine Luftstromerwärmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung.
  • 8 zeigt eine Vorderansicht der Luftstromerwärmungsvorrichtung von 7.
  • 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Luftstromerwärmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform einer Luftstromerwärmungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Bezugnahme auf das elektrisch leitfähige Vlies schließt stets auch eine Bezugnahme auf eine flächiges, elektrisch leitfähiges Material mit ein.
  • 1 zeigt ein Heizelement 10 von vorne mit einem mäanderförmig angeordneten elektrisch leitfähigen Vlies 11. Der Anschluss des elektrisch leitfähigen Vlieses 11 an eine elektrische Spannungsquelle geschieht über die Kontakte bzw. Anschlüsse 12 und 13.
  • In den 2 und 3 sind zwei weitere Ausführungsformen von Heizelementen 20 bzw. 30 zu sehen, die sich von dem Heizelement 10 aus 1 bezüglich ihrer Form unterscheiden. In 2 ist das elektrisch leitfähige Vlies 11 balgförmig angeordnet. In 3 ist das elektrisch leitfähige Vlies 11 in Form eines Schwalbenschwanzmusters angeordnet. Diese Formgebungen können zum Beispiel durch Falzen oder durch Tiefziehen des elektrisch leitfähigen Vlieses erreicht werden. Gegebenenfalls kann durch eine gleichzeitige oder anschließende Erwärmung des Vlieses eine Fixierung der Form erreicht werden, indem das thermoplastische Basismaterial durch die Wärme formbar gemacht wird.
  • Folgende Zahlenangaben vermitteln einen Eindruck der räumlichen Dimensionen und der in einem solchen Heizelement umgesetzten Leistung. Das elektrisch leitfähige Vlies kann in langen Streifen von 10 mm·1660 mm vorliegen. Daraus ergibt sich eine Gesamtfläche von 166 cm2. Wird als Heizleistung pro Flächeneinheit vereinfacht 1 Watt/cm2 angenommen, so ergibt sich eine Heizleistung von ungefähr 170 W pro Streifen des elektrisch leitfähigen Vlieses. Durch die Formgebungen in den 1 bis 3 lässt sich die Länge von 1660 mm auf Abmessungen reduzieren, die für automobile Heizungs- und Klimaanlagen geeignet sind, ohne die aktive Oberfläche wesentlich zu reduzieren. Die Hauptströmungsrichtung des Luftstroms ist in den 1 bis 3 üblicherweise senkrecht zur Zeichenebene.
  • 4 zeigt eine Anordnung 40 von fünf Heizelementen 10 aus 1. Alle Heizelemente 10 sind auf Seiten des Minuspols an einen elektrischen Sammelkontakt 42 angeschlossen, welcher wiederum mit Anschluss 12 verbunden ist. Auf Seiten des Pluspols sind alle Heizelemente an einen Sammelkontakt 41 angeschlossen, welcher mit dem Anschluss 13 verbun den ist. Ausgehend von den oben angegebenen Zahlen ergibt sich für diese Anordnung 40 eine Heizleistung von ungefähr 170 W/Heizelement·5 Heizelemente = 850 W.
  • 5a zeigt ein Heizelement 50a, bei welchem das elektrisch leitfähige Vlies auf Wärmetauscherrippen 51 angebracht ist. Die Wärmetauscherrippen 51 werden von einem Träger 52 gehalten. Die großflächigen Anschlüsse 12 und 13 sorgen für eine gleichmäßige Stromverteilung in dem elektrisch leitfähigen Vlies, um lokale Konzentrationen des Stromflusses durch das Vlies zu vermeiden.
  • 5b zeigt ein dem Heizelement 50a ähnliches Heizelement 50b, wobei die Anordnung der elektrischen Anschlüsse jedoch anders ausgestaltet ist. Der Träger 52 ist in 5b elektrisch isolierend. Ein erstes Kontaktband 53 ist mit dem elektrischen Anschluss 13 verbunden. Ein zweites Kontaktband 54 ist mit dem elektrischen Anschluss 12 verbunden. Die Kontaktbänder 53, 54 sind in diesem Beispiel an den Längsrändern des Vlieses befestigt worden, bevor das Vlies in die dargestellte balgförmige Form gebracht wurde. Die Kontaktbänder haben im Vergleich zum elektrisch leitfähigen Vlies einen geringen elektrischen Widerstand. Dadurch befindet sich befinden sich alle Punkte von jeweils einem der Kontaktbänder 53, 54 auf annähernd der gleichen elektrischen Spannung. Der Stromfluss in dem Vlies erfolgt entlang des mit I gekennzeichneten Pfeils. Es wird eine gleichmäßige Stromverteilung in dem Vlies erreicht.
  • Die Befestigung der Kontaktbänder an dem Vlies kann beispielsweise durch Einpressen, Nähen, oder Verschmelzen erfolgen.
  • 5c entspricht weitgehend 5d, wobei jedoch nur das elektrisch leitfähige Vlies 51c dargestellt ist. Anstelle der balgförmigen Form aus 5b weist das Vlies 51c in Figur 5c eine mäanderförmige Form auf. Auch hier sind Kontaktbänder 53, 54 vorhanden.
  • 5d stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei welcher das elektrisch leitfähige Vlies 51d wabenförmig angeordnet ist. Die Stromversorgung erfolgt über die zwei Kontakte 12, 13. Eine solche wabenförmige Struktur kann beispielsweise durch Nähen, Kleben oder Verschweißen erreicht werden.
  • 5e zeigt ebenfalls eine wabenförmige Struktur des elektrisch leitfähigen Vlieses, wobei hier für die Stromversorgung eine Anordnung gewählt wurde, die denjenigen aus den 5b und 5c ähnelt.
  • Die in den 5a bis 5e gezeigten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft angegeben, so wie sämtliche Figuren und die dazugehörigen Beschreibungen. Zum Beispiel kann die Anordnung der elektrischen Kontakte wie auch die Form des elektrischen Vlieses variieren.
  • 6 zeigt einen Querschnitt durch die Wärmetauscherrippen 51. Die grundlegende Formgebung wird durch ein Trägerteil 61 erreicht, welches üblichen Rippenelementen entsprechen kann. In 6 ist an einer Oberfläche des Trägerteils eine Schicht aus Isoliermaterial 62 angebracht bzw. aufgebracht. Über dieser Schicht aus Isoliermaterial 62 ist eine weitere Schicht 63 angeordnet, die aus elektrisch leitfähigem Vlies besteht. Die Schicht aus Isoliermaterial oder kurz Isolierschicht 62 ist nicht notwendig, wenn das Trägerteil 61 selber aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
  • 7 zeigt einen Abschnitt eines Luftführungselements 73, der mit einer Luftstromerwärmungsvorrichtung versehen ist. Die Luftstromerwärmungsvorrichtung umfasst ein elektrisch leitfähiges Vlies 74 und zwei Kontakte 71, 72. Das Vlies erstreckt sich senkrecht zur Luftströmungsrichtung, so dass das Vlies vom Luftstrom durchströmt wird. Die Kontakte 71, 72 dienen auch der Befestigung des Vlieses, indem das Vlies zwischen den Kontakten beispielsweise aufgespannt ist. Der Stromfluss in dem elektrisch leitfähigen Vlies erfolgt im Wesentlichen entlang des mit I bezeichneten Pfeils.
  • 8 zeigt eine Vorderansicht eines Abschnitts von einem Luftführungselement 73. Auch hier ist an der Innenseite des Luftführungselements 73 ein elektrisch leitfähiges Vlies 74 angebracht, welches von den zwei Kontakten 71, 72 mit elektrischem Strom versorgt wird. Jeder der beiden Kontakten 71, 72 ist oben und unten gekröpft oder abgerundet, um den Innenquerschnitt des Luftführungselements möglichst gut auszufüllen und Leckstellen zwischen Vlies und Innenwand zu vermeiden.
  • 9 zeigt eine weitere Variante einer Luftstromerwärmungsvorrichtung in einem Luftführungselement. Die Variante von 9 unterscheidet sich von derjenigen aus 8 dadurch, dass anstelle der Kontaktplatten 81, 82 nun lediglich Kontaktstreifen 91, 92 vorgesehen sind. Dadurch erwärmt sich das elektrisch leitfähige Vlies nahezu überall auf der Innenfläche des Luftführungselements 73 gleichmäßig, wodurch auch eine gleichmäßige Erwärmung des Luftstroms erreicht werden kann.
  • 10 zeigt eine weitere Variante einer Luftstromerwärmungsvorrichtung in einen Luftführungselement. Die Kontaktstreifen 101, 102 sind an derselben Wandung des Luftführungselements angebracht, wodurch der elektrische Anschluss vereinfacht wird. Der Stromfluss erfolgt gemäß den dargestellten und mit I bezeichneten Pfeilen, d. h. gegen den Uhrzeigersinn. Zwischen den Kontaktstreifen 101, 102 ist das elektrisch leitfähige Vlies an einer Lücke 103 unterbrochen, um einen direkten Stromfluss im Uhrzeigersinn vom Kontaktstreifen 101 zum Kontaktstreifen 102 zu verhindern. Gegebenenfalls kann in die Lücke 103 auch ein Abstandhalter eingefügt sein.
  • Die Luftstromerwärmungsvorrichtungen der 7 und 8 erreichen mit 75 cm2 aktiver Fläche ungefähr 75 W an Heizleistung und die Varianten der 9 und 10 haben eine aktive Fläche von ca. 180 cm2, wodurch sich die Heizleistung zu ungefähr 180 W ergibt. Dieser Unterschied wird hauptsächlich durch die zusätzliche Heizleistung der in den Figuren vertikal dargestellten Wandabschnitte verursacht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1510381 A1 [0004]

Claims (12)

  1. Luftstromerwärmungsvorrichtung, insbesondere für eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeugs, umfassend ein Heizelement, das in einem Luftströmungsbereich angeordnet ist und ein elektrisch leitfähiges Vlies umfasst.
  2. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitfähige Vlies ein Material umfasst, das einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist.
  3. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das elektrisch leitfähige Vlies an einem Rahmen angeordnet ist.
  4. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das elektrisch leitfähige Vlies an Rippen angeordnet ist, die sich längs zu einer Strömungsrichtung eines die Luftstromerwärmungsvorrichtung durchquerenden Luftstroms erstrecken.
  5. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin umfassend ein elektrisch isolierendes Material, das zwischen den Rippen und dem elektrisch leitfähigem Vlies angeordnet ist.
  6. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin umfassend eine Wandung, die dafür ausgelegt ist, einen die Luftstromerwärmungsvorrichtung durchquerenden Luftstrom zu führen, wobei das elektrisch leitfähige Vlies an der Wandung angeordnet oder in diese eingespritzt ist.
  7. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Vlies mäanderförmig angeordnet ist.
  8. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das elektrisch leitfähige Vlies balgförmig angeordnet ist.
  9. Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das elektrisch leitfähige Vlies wabenförmig angeordnet ist.
  10. Luftstromerwärmungsvorrichtung, insbesondere für eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeugs, umfassend ein Heizelement, das in einem Luftströmungsbereich angeordnet ist und ein flächiges, elektrisch leitfähiges Material umfasst, das Wärme produziert, wenn es von einem elektrischen Strom durchflossen wird.
  11. Zusatzheizeinrichtung für eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eine Fahrzeugs, umfassend eine Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die benachbart zu einer Luftaustrittsöffnung der Heizungs- oder Klimaanlage angeordnet ist.
  12. Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage für ein Fahrzeug, umfassend eine Luftstromerwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2217035A1 (de) * 2009-02-05 2010-08-11 MRL Industries, Inc. Präzisionsheizelement in Streifenform
DE102010033309A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Ingo Schehr Wärmetauscher-Lamellenmodul, Wärmetauscher und elektrisches Heizmodul

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102833888A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 上海华族实业有限公司 适用于压紧固定在ptc电加热器管散热条
DE102016210159A1 (de) 2016-06-08 2017-12-14 Mahle International Gmbh Rippenelement für einen Wärmeübertrager
EP3488663B1 (de) 2016-07-22 2020-09-30 DuPont Electronics, Inc. Dünnschicht-heizvorrichtung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2014940A1 (de) * 1969-04-01 1970-11-26 Electrotex Developments Ltd., Brighouse, Yorkshire (Großbritannien) Heizelement
DE2055927A1 (de) * 1970-11-13 1972-07-20 Schladitz Whiskers Ag Poröser, elektrisch leitender Gegenstand, insbesondere elektrisches Heizelement
DE2305105B2 (de) * 1973-02-02 1978-05-03 Sigri Elektrographit Gmbh, 8901 Meitingen Poröses Heizelement
DE2303389C2 (de) * 1972-01-24 1985-03-28 Rhône-Poulenc-Textile, Paris Elektrisch leitende Filze mit guten mechanischen Eigenschaften
EP1510381A1 (de) 2003-08-29 2005-03-02 Valeo Climatisation Elektrisches Heizelement für Lüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlagen
DE102004045668A1 (de) * 2003-10-31 2005-06-30 Behr Gmbh & Co. Kg Elektrisch beheizbare Kunststoffmatrix
DE202005008318U1 (de) * 2005-02-23 2005-08-11 Daimlerchrysler Ag Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Luftstroms, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102005001385B3 (de) * 2004-12-22 2006-08-24 Schütz GmbH & Co. KGaA Elektrisches Luftheizregister

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2026187A1 (de) * 1970-05-29 1971-12-09 Rocholl M Direktheizender elektrischer Flachheizkörper mit Flächenheizelementen als Wärmeenergiequelle
DE2627555A1 (de) * 1976-06-19 1977-12-22 Eichenauer Fa Fritz Elektrisches heizelement fuer gasfoermige medien
DE102005008596B3 (de) 2005-02-23 2006-05-24 Daimlerchrysler Ag Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Luftstroms insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102006045771A1 (de) * 2005-10-06 2007-04-12 Behr Gmbh & Co. Kg Heizungsanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2014940A1 (de) * 1969-04-01 1970-11-26 Electrotex Developments Ltd., Brighouse, Yorkshire (Großbritannien) Heizelement
DE2055927A1 (de) * 1970-11-13 1972-07-20 Schladitz Whiskers Ag Poröser, elektrisch leitender Gegenstand, insbesondere elektrisches Heizelement
DE2303389C2 (de) * 1972-01-24 1985-03-28 Rhône-Poulenc-Textile, Paris Elektrisch leitende Filze mit guten mechanischen Eigenschaften
DE2305105B2 (de) * 1973-02-02 1978-05-03 Sigri Elektrographit Gmbh, 8901 Meitingen Poröses Heizelement
EP1510381A1 (de) 2003-08-29 2005-03-02 Valeo Climatisation Elektrisches Heizelement für Lüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlagen
DE102004045668A1 (de) * 2003-10-31 2005-06-30 Behr Gmbh & Co. Kg Elektrisch beheizbare Kunststoffmatrix
DE102005001385B3 (de) * 2004-12-22 2006-08-24 Schütz GmbH & Co. KGaA Elektrisches Luftheizregister
DE202005008318U1 (de) * 2005-02-23 2005-08-11 Daimlerchrysler Ag Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Luftstroms, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2217035A1 (de) * 2009-02-05 2010-08-11 MRL Industries, Inc. Präzisionsheizelement in Streifenform
US8395096B2 (en) 2009-02-05 2013-03-12 Sandvik Thermal Process, Inc. Precision strip heating element
DE102010033309A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Ingo Schehr Wärmetauscher-Lamellenmodul, Wärmetauscher und elektrisches Heizmodul
WO2012016686A1 (de) 2010-08-04 2012-02-09 Ingo Schehr Wärmetauscher-lamellenmodul, wärmetauscher und elektrisches heizmodul

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