DE102009025474C5

DE102009025474C5 - PTC-Heizstab-Anordnung und PTC-Heizgerät

Info

Publication number: DE102009025474C5
Application number: DE102009025474.9A
Authority: DE
Inventors: Jae Chan Lim; Man Ju Oh; Duck Chae Jun; Tae Soo Sung
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; KB Autotech Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; KB Autotech Co Ltd; Kia Corp
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: CN101754500A; KR20100064597A; JP2010135717A; KR101076191B1; CN101754500B; US8895898B2; DE102009025474A1; US20100140245A1; DE102009025474B4; JP5280884B2

Abstract

Stab-Anordnung (100) mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), aufweisend:
ein kanalförmiges Stab-Gehäuse (110) mit einer offenen Seite und Flanschen (111), die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen;
ein PTC-Element (180), dessen untere Fläche in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses (110) ist;
einen Elektroden-Anschluss (170), der von den Flanschen (111) umgeben ist, der in Kontakt mit der oberen Fläche des PTC-Elements (180) ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses (110) derart untergebracht ist, dass sich der Elektroden-Anschluss (170) unter die Flansche (111) erstreckt;
einen Isolator (120), der an einer nicht in Kontakt mit dem PTC-Element (180) stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses (170) angebracht ist; und
einen Radiator (200), der zwischen die Flansche (111) des Stab-Gehäuses (110) eingesetzt ist und in direktem Kontakt ist mit dem Isolator (120) des Elektroden-Anschlusses (170).

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung 10-2008-0123102 vom 5. Dezember, 2008, deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug für alle Zwecke hierin miteinbezogen ist.
Durch die Erfindung werden eine Stab-Anordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) und ein PTC-Heizgerät mit derselben, und insbesondere eine PTC-Stab-Anordnung geschaffen, bei der PTC-Elemente und ein Elektroden-Anschluss mit darauf montiertem Isolator in einem kanalförmigen Stab-Gehäuse untergebracht sind, das eine offene Seite hat, die nach außen gerichtet ist. Ein Radiator ist in direktem Kontakt mit einer Fläche des Stab-Gehäuses, um die Wärme zu leiten, und ein anderer Radiator ist in direktem Kontakt mit einer Fläche des Isolators, der an einer Außenfläche des Elektroden-Anschlusses montiert ist, um die Wärme zu leiten, sodass der leere Raum in dem Innenraum des Stab-Gehäuses minimiert wird, die Wärmeübertragungs-Effizienz erhöht wird, und die Anordnung dank der einfachen Struktur und der Reduktion der Anzahl der Teile leicht herstellbar ist, und ein PTC-Heizgerät geschaffen, bei dem ein Radiator, der in Kontakt mit einem Stab-Gehäuse ist, und ein anderer Radiator, der in Kontakt mit einem Isolator eines Elektroden-Anschlusses ist, in Kontakt miteinander sind und mit gegenüberliegenden Flächen der PTC-Stab-Anordnung gekuppelt sind, sodass die Wärmeübertragungs-Effizienz bezüglich der Radiatoren erhöht ist und die gesamte Energie-Effizienz und die Leistung verbessert sind.
Ein Kraftfahrzeug ist mit einer Klimaanlage ausgerüstet, um den Kraftfahrzeug-Innenraum abwechselnd mit kalter und warmer Luft zu versorgen. Im Sommer wird die Klimaanlage betrieben, um kalte Luft zu bereitzustellen. Im Winter wird ein Heizgerät betrieben, um warme Luft bereitzustellen.
Allgemein basiert das Heizgerät auf einem Heiz-System, in dem das Kühlmittel, das beim Zirkulieren durch den Motor erwärmt wird, die Wärme mit der Luft mittels eines Radiators austauscht, sodass der Innenraum des Kraftfahrzeugs mit erwärmter Luft versorgt wird. Dieses Heiz-System hat hohe Energie-Effizienz, weil es die in dem Motor erzeugte Wärme nutzt.
Jedoch dauert es im Winter einige Zeit, bis der Motor nach dem Start Wärme erzeugt. Deshalb ist die Heizung nicht sofort nach dem Start verfügbar. Aus diesem Grund läuft oft der Motor leer für eine vorbestimmte Zeit vor dem Fahrtantritt, bis der Motor erwärmt ist, um die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen für die Heizung. Dieses Leerlaufen des Motors verursacht Energieverschwendung und Umweltverschmutzung.
Um dieses Problem zu vermeiden, wird ein Verfahren zum Heizen des Innenraums des Kraftfahrzeugs mittels eines separaten Vorheizgeräts für eine vorbestimmte Zeit verwendet, während der Motor warmläuft. Ein herkömmliches Heizgerät mit einer Heizspule heizt effektiv dank einer hohen Wärmemenge, jedoch werden seine Teile oft repariert und ausgetauscht wegen einer kurzen Lebensdauer der Heizspule.
Aus diesem Grund wurde in letzter Zeit ein Heizgerät mit einem Element mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) entwickelt. Dieses PTC-Heizgerät hat niedrige Feuergefahr und kann dank einer langen Lebensdauer einen halbpermanenten Einsatz garantieren.
Wie 1 zeigt, weist ein PTC-Vorheizgerät PTC-Stab-Anordnungen 10, von denen jeder ein PTC-Element hat, Radiator-Anordnungen 20, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der zugehörigen PTC-Stab-Anordnungen 10 paarweise parallel angeordnet sind, und Kathoden-Anschlüsse 30 auf, die zwischen den Radiator-Anordnungen 20 parallel angeordnet sind. Das PTC-Vorheizgerät weist ferner Rahmen 40 und 50, die auf einander gegenüberliegenden Außenseiten eines Kupplungsblocks montiert sind, in dem die PTC-Stab-Anordnungen 10, Radiator-Anordnungen 20 und Kathoden-Anschlüsse 30 miteinander gekuppelt sind, und Gehäuse 60 und 70 auf, die mit einander gegenüberliegenden Längsenden eines Kupplungsblocks gekuppelt sind, in dem die PTC-Stab-Anordnungen 10, Radiator-Anordnungen 20, Kathoden-Anschlüsse 30 und die Rahmen 40 und 50 miteinander gekuppelt sind.
Wie 2 und 3 zeigen, ist das untere Stab-Gehäuse 11 kanalförmig und dient als eine Art Behälter. Ein Isolator 12 ist auf dem Boden des unteren Stab-Gehäuses 11 angeordnet, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Der Isolator 12 ist aus einem nichtleitenden Material hergestellt, wie Nylon, und besitzt gute Wärmeleitfähigkeit.
Ein Anodenanschluss 17 ist an dem Isolator 12 in einer Längsrichtung befestigt und aus einem Metall hergestellt, wie Kohlenstoffstahl oder Aluminium. PTC-Elemente 18 sind auf dem Anoden-Anschluss 17 angebracht, sind auf dem Isolator 12 befestigt und werden betrieben, um Wärme zu erzeugen. Ferner ist ein oberes Stab-Gehäuse 19 auf den PTC-Elementen 18 angebracht und mit dem unteren Stab-Gehäuse 11 gekuppelt. Elektrischer Strom fließt zu jedem Kathoden-Anschluss 30 über das untere und das obere Gehäuse 11 bzw. 19.
Jedoch hat eine PTC-Stab-Anordnung mit dieser Struktur Probleme dadurch, dass viele Teile zusammengebaut werden, weil die Isolatoren 12 separat erforderlich sind, dass die Form jedes Teils kompliziert ist, was einen Zusammenbauvorgang schwierig macht, und dass seine Dicke groß ist. Deshalb steigt der Wärmeisolierungs-Effekt, was die Wärmeübertragung verschlechtert. Ferner ist aus struktureller Sicht das untere Stab-Gehäuse 11 nicht in direktem Kontakt mit den PTC-Elementen 18 und Luft existiert zwischen den Teilen, sodass die Wärmeübertragungs-Effizienz der PTC-Elemente vermindert wird. Wegen der Expansion der inneren Luft, verursacht durch Erwärmen werden die Teile voneinander getrennt, sodass die Luft herausdringt, wenn das Vorheizgerät gestartet wird, sodass Lärm verursacht wird und die Leistung sinkt.
Die vorstehend offenbarten Informationen sind nur zur Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung vorgesehen und sollen nicht als eine Würdigung oder eine Art Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik ausmachen, der einem Fachmann bekannt ist.
DE 37 89 723 T2 offenbart ein Temperaturschutzgerät mit einem polymeren PTC-Element. WO 2005/049350 A1 offenbart ein PTC-Element-Modul und einen Vorheizer, der mit einem solchen Modul versehen ist. Weitere PTC-Elemente/Anordnungen sind zum Beispiel bekannt aus DE 9003832 U1 , DE 3902205 A1 , DE 102007032896 A1 , DE 10360159 A1 , DE 3883119 T2 , DE 112007002642 T5 , EP 1515588 A1 , KR1020050025368 A und US 5270521 A .
Die Erfindung stellt eine Stabanordnung gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug-Heizgerät nach Anspruch 5 und ein PTC-Heizgerät für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 6 bereit. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Verschiedene Aspekte der Erfindung sind darauf gerichtet, eine Stab-Anordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) bereitzustellen, bei der PTC-Elemente und ein Elektroden-Anschluss mit darauf montiertem Isolator in einem kanalförmigen Stab-Gehäuse untergebracht sind, das eine offene Seite hat, die nach außen gerichtet ist. Ein Radiator ist in direktem Kontakt mit einer Fläche des Stab-Gehäuses, um die Wärme zu leiten, und ein anderer Radiator ist in direktem Kontakt mit einer Fläche des Isolators, der an einer Außenfläche des Elektroden-Anschlusses montiert ist, um die Wärme zu leiten, sodass der leere Raum in dem Innenraum des Stab-Gehäuses minimiert wird, die Wärmeübertragungs-Effizienz erhöht wird, und die Anordnung dank der einfachen Struktur und der Reduktion der Anzahl der Teile leicht herstellbar ist.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung stellen ein PTC-Heizgerät bereit, bei dem ein Radiator, der in Kontakt mit einem Stab-Gehäuse ist, und ein anderer Radiator, der in Kontakt mit einem Isolator eines Elektroden-Anschlusses ist, in Kontakt miteinander sind und mit gegenüberliegenden Flächen der PTC-Stab-Anordnung gekuppelt sind, sodass die Wärmeübertragungs-Effizienz bezüglich der Radiatoren erhöht ist und die gesamte Energie-Effizienz und die Leistung verbessert sind.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann die PTC-Stab-Anordnung ein Stab-Gehäuse, das eine offene kanalförmige Seite und Flansche aufweist, die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen, ein PTC-Element, dessen untere Fläche in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses ist, und einen Elektroden-Anschluss aufweisen, der von den Flanschen umgeben ist, der in Kontakt mit oberen Flächen des PTC-Elements ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses untergebracht ist. Hier kann ein Isolator an einer nicht in Kontakt mit dem PTC-Element stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses angebracht sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind die PTC-Elemente und der Elektroden-Anschluss, an dem der Isolator angebracht ist, in dem kanalförmigen Stab-Gehäuse untergebracht, das die offene Seite hat, die nach außen gerichtet ist, und ein Radiator kann in direktem Kontakt mit einer Fläche des Stab-Gehäuses sein, um die Wärmeleiten zu können, und ein anderer Radiator ist in direktem Kontakt mit einer Fläche des Isolators, der an der Außenfläche des Elektroden-Anschlusses angebracht ist, um die Wärme leiten zu können, sodass die PTC-Stab-Anordnung den leeren Raum in dem Innenraum des Stab-Gehäuses minimiert, die Wärmeübertragungs-Effizienz erhöht, und dank einer einfachen Struktur und der Reduktion der Anzahl der Teile leicht herstellbar ist.
Ferner sind ein Radiator, der in Kontakt mit dem Stab-Gehäuse ist, und ein anderer Radiator, der in Kontakt mit dem Isolator des Elektroden-Anschlusses ist, in Kontakt und gekuppelt mit einander gegenüberliegenden Flächen der PTC-Stab-Anordnung, sodass das PTC-Heizgerät die Wärmeübertragungs-Effizienz bezüglich der Radiatoren erhöht und die gesamte Energie-Effizienz und die Leistung verbessert.
Ein Aspekt der Erfindung ist auf eine Stab-Anordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten gerichtet, die ein kanalförmiges Stab-Gehäuse, das eine offene Seite und Flansche aufweist, die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen, ein PTC-Element, dessen untere Fläche in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses ist, einen Elektroden-Anschluss, der von den Flanschen umgeben ist, der in Kontakt mit der oberen Fläche des PTC-Elements ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses untergebracht ist, und einen Isolator aufweist, der an einer nicht in Kontakt mit dem PTC-Element stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses angebracht ist.
Ein Radiator ist zwischen den Flanschen des Stab-Gehäuses fixiert und ist dadurch fest in Kontakt mit dem Isolator, der an der Außenfläche des Elektroden-Anschluss angebracht ist. Der Isolator kann eine anodisierte Isolierschicht aufweisen. Der Isolator kann einen Isolierfilm aufweisen, der an der Außenfläche des Elektroden-Anschlusses angebracht ist. Das Stab-Gehäuse kann Fixierungs-Vorsprünge aufweisen, die von den einander gegenüberliegenden Rändern seiner unteren Fläche nach unten abstehen, um zu ermöglichen, dass der Radiator zwischen die Fixierungs-Vorsprünge eingesetzt werden kann. Ein Kraftfahrzeug-Heizgerät kann eine der oben beschriebenen Stab-Anordnungen mit positivem Temperaturkoeffizienten aufweisen.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf ein Heizgerät mit positivem Temperaturkoeffizienten mit einer PTC-Stab-Anordnung für ein Kraftfahrzeug gerichtet, die ein kanalförmiges Stab-Gehäuse, das eine offene Seite und Flansche aufweist, die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen, ein PTC-Element, dessen untere Fläche in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses ist, einen Elektroden-Anschluss, der von den Flanschen umgeben ist, der in Kontakt mit der oberen Fläche des PTC-Elements ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses untergebracht ist, und einen Isolator aufweisen kann, der an einer nicht in Kontakt mit dem PTC-Element stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses angebracht ist. Das Heizgerät weist ferner Radiatoren, die zwischen den Flanschen des Stab-Gehäuses fixiert sind und dadurch fest in Kontakt mit dem Isolator des Elektroden-Anschlusses sind, und ein oberes und ein unteres Gehäuse auf, die mit dem oberen und dem unteren Längsende der PTC-Stab-Anordnung und der Radiatoren gekuppelt sind.
Das Stab-Gehäuse kann Fixierungs-Vorsprünge aufweisen, die von den einander gegenüberliegenden Rändern seiner unteren Fläche nach unten abstehen, und jeder der Radiatoren ist zwischen den Fixierungs-Vorsprüngen fixiert, sodass er fest in Kontakt mit der unteren Fläche des Stab-Gehäuses ist.
Die Methoden und die Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben auch andere Merkmale und Vorteile, die detaillierter aus den begleitenden Figuren ersichtlich sind bzw. dort ausgeführt werden, die in diese Beschreibung einbezogen sind und die zusammen mit der Beschreibung der Erfindung dazu dienen, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

1 ist eine schematische Explosionsansicht, die ein beispielhaftes PTC-Vorheizgerät für ein Kraftfahrzeug zeigt.
2 ist eine schematische Explosionsansicht, die die Form einer beispielhaften PTC-Stab-Anordnung zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die eine beispielhafte PTC-Stab-Anordnung zeigt.
4 ist eine schematische Explosionsansicht, die die Struktur einer beispielhaften PTC-Stab-Anordnung gemäß der Erfindung zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die die interne Struktur einer beispielhaften PTC-Stab-Anordnung gemäß der Erfindung zeigt.

Nun werden die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert, deren Beispiele aus den begleitenden Figuren ersichtlich und unten beschrieben sind. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit beispielgebenden Ausführungsformen beschrieben wird, ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung auf jene beispielgebende Ausführungsformen zu beschränken. Ganz im Gegenteil beabsichtigt die Erfindung nicht nur die beispielgebenden Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen zu umfassen, die im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein können.
In verschiedenen Ausführungsformen weist eine Stab-Anordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) ein kanalförmiges Stab-Gehäuse 110 mit einer offenen Seite und Flanschen 111, die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen, PTC-Elemente 180, deren untere Flächen in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses 110 sind, und einen Elektroden-Anschluss 170 auf, der von den Flanschen 111 umgeben ist, der in Kontakt mit den oberen Flächen der PTC-Elemente 180 ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses 110 untergebracht ist. Ein Isolator 120 ist an einer nicht in Kontakt mit den PTC-Elementen 180 stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses 170 angebracht.
4 ist eine schematische Explosionsansicht, die die Struktur einer PTC-Stab-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zeigt. 5 ist eine Schnittansicht, die die interne Struktur einer PTC-Stab-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
Wie 4 zeigt, weist die PTC-Stab-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ein Stab-Gehäuse 110 mit einer offenen kanalförmigen Seite, PTC-Elemente 180, deren untere Flächen in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses 110 sind, und einen Elektroden-Anschluss 170 auf, der in Kontakt mit oberen Flächen der PTC-Elemente 180 ist und der einen Isolator 120 an seiner Außenfläche angebracht aufweist.
Wie 4 zeigt, ist das Stab-Gehäuse 110 an seiner oberen Fläche kanalförmig offen und weist Flansche 111 auf, die von seiner einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen. Die PTC-Elemente 180 sind platziert und in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses 110. Der Elektroden-Anschluss 170 ist in dem Innenraum des Stab-Gehäuses 110 montiert, in Kontakt mit der oberen Fläche jedes PTC-Elements 180. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kathoden-Anschluss 170 von den Flanschen umgeben, die von einander gegenüberliegenden Rändern des Stab-Gehäuses 110 nach innen abstehen, und ist somit untergebracht und befestigt in dem Innenraum des Stab-Gehäuses 110. Ferner ist ein Isolator 120 an einer nicht in Kontakt mit den PTC-Elementen 180 stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses 170 angebracht, sodass der Elektroden-Anschluss 170 von dem Stab-Gehäuse 110 elektrisch isoliert ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist daher die PTC-Stab-Anordnung so konfiguriert, dass die PTC-Elemente 180 und der Elektroden-Anschluss 170 untergebracht und in dem Innenraum des Stab-Gehäuses 110 durch die Flansche 111 der einander gegenüberliegenden Ränder des Stab-Gehäuses 110 befestigt sind, wobei das Stab-Gehäuse 110 eher kanalförmig mit einer offenen Seite ist, als einstückig und rohrförmig oder geschlossen und geteilt in einen oberen und einen unteren Teil.
Wie 5 zeigt, ist der Elektroden-Anschluss 170 von dem Stab-Gehäuse 110 mittels des Isolators 120 elektrisch isoliert, ohne direkten Kontakt mit dem Stab-Gehäuse 110 zu haben, und die PTC-Elemente 180 sind in Kontakt mit der Innenfläche des Stab-Gehäuses 110, sodass der elektrische Strom von dem Elektroden-Anschluss 170 zu den PTC-Elementen 180 fließt. Im Detail fließt der elektrische Strom von einer externen Quelle von dem Elektroden-Anschluss 170 zu dem Stab-Gehäuse 110 über die PTC-Elemente 180, die in Kontakt mit dem Elektroden-Anschluss 170 stehen. In diesem Vorgang erzeugen die PTC-Elemente 180 elektrisch Wärme.
Somit ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung die PTC-Stab-Anordnung von den existierenden Anordnungen dadurch verschieden, dass der Elektroden-Anschluss 170 von dem Stab-Gehäuse 110 isoliert ist und dass ein separater Isolator, an dem die PTC-Elemente 180 angebracht sind, nicht erforderlich ist. Also werden der Elektroden-Anschluss 170 und die PTC-Elemente 180, die mit dem Elektroden-Anschluss 170 in Kontakt sind, von den Flanschen 111 des Stab-Gehäuses 110 in den Innenraum des Stab-Gehäuses 110 gedrückt und mit dem Innenraum gekuppelt, und der Elektroden-Anschluss 170 ist mittels eines Isolators 120 isoliert, der an die Außenfläche des Anschlusses in einfacher Struktur montiert ist.
In dieser Weise ist die PTC-Stab-Anordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wegen ihrer einfachen Struktur einfach herstellbar, hat eine reduzierte Anzahl von Teilen und reduzierte resultierende Herstellungskosten, und steigert die Wärmeübertragungs-Effizienz, weil die Teile in solch einer Weise miteinander gekuppelt sind, dass der leerer Raum in dem Innenraum des Stab-Gehäuses 110 minimiert ist.
Genauer ist, wie 5 zeigt, die Außenfläche des Elektroden-Anschlusses 170 über den Isolator 120 für einen direkten Kontakt nach außen offen, da die PTC-Elemente 180 und der Elektroden-Anschluss 170 in dem Innenraum des Stab-Gehäuses 110 untergebracht sind, dessen eine Seite offen ist. Somit ist das PTC-Heizgerät so konfiguriert, dass ein Radiator 200 in direktem Kontakt mit der oberen Fläche des Isolators ist, der an der Außenfläche des Elektroden-Anschlusses 170 montiert ist, und mit dieser oberen Fläche gekuppelt ist. Dieses PTC-Heizgerät überträgt die Wärme von den PTC-Elementen 180 zu den Radiatoren 200 auf Basis der Wärmeleitung, sodass die Wärmeübertragungs-Effizienz sehr verbessert ist.
Im Detail wird, wie 5 zeigt, die von den PTC-Elementen 180 erzeugte Wärme zu dem Stab-Gehäuse 110 durch die untere Fläche jedes PTC-Elements 180 übertragen und zu dem Elektroden-Anschluss 170 und dem Isolator 120 durch die obere Fläche jedes PTC-Elements 180 übertragen. Anschließend wird die Wärme zu dem Radiator 200 übertragen, der in Kontakt mit dem Isolator 120 steht. In dieser Weise wird die von den PTC-Elementen 180 erzeugte Wärme zu den Radiatoren 200 übertragen, die in Kontakt und mit einander gegenüberliegenden Seiten der PTC-Stab-Anordnung über die untere Fläche und die obere Fläche jedes PTC-Elements 180 gekuppelt sind. Somit ist die Wärmeübertragungs-Effizienz des PTC-Heizgeräts mit dieser Struktur weiter verbessert.
Wie 5 zeigt, weist das Stab-Gehäuse 110 vorzugsweise Fixierungs-Vorsprünge 112 auf, die von den einander gegenüberliegenden Rändern seiner unteren Fläche nach unten abstehen. Somit kann der Radiator 200 zwischen die Fixierungs-Vorsprünge 112 leicht eingesetzt werden, wie 5 zeigt. Ferner sind die Flansche 111 des Stab-Gehäuses 110 vorzugsweise so konfiguriert, dass der Radiator 200 zwischen die Flansche 111 leicht eingesetzt werden kann. Also dienen die Flansche 111 des Stab-Gehäuses 110 als Mittel zum Fixieren des Elektroden-Anschlusses 170 in dem Innenraum des Stab-Gehäuses sowie zum Fixieren des Radiators 200.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist der Isolator 120 vorzugsweise aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt, und der Elektroden-Anschluss 170 kann so konfiguriert sein, dass seine Isolierfläche anodisiert ist, um eine Isolierschicht zu bilden. Alternativ kann ein separater klebender Isolierfilm an der Isolierfläche des Elektroden-Anschlusses 170 angebracht sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung weist die PTC-Stab-Anordnung 100 bei dem oben beschriebenen PTC-Heizgerät die PTC-Elemente 180 und den Elektroden-Anschluss 170 auf, die an dem Stab-Gehäuse 110 montiert sind, das die offene Seite hat, die nach außen gerichtet ist. Der Radiator 200 ist zwischen den Flanschen 111 des Stab-Gehäuses 110 fixiert und ist dadurch fest in Kontakt mit dem Isolator 120, der an der Außenfläche des Elektroden-Anschluss 170 angebracht ist. Das obere und das untere Gehäuse 60 bzw. 70 sind mit dem oberen und dem unteren Längsende der PTC-Stab-Anordnung 100 und des Radiators 200 gekuppelt (1).
Wie oben beschrieben, weist das Stab-Gehäuse 110 vorzugsweise die Fixierungs-Vorsprünge 112 auf, die von den einander gegenüberliegenden Rändern seiner unteren Fläche nach unten abstehen, und der Radiator 200 ist zwischen den Fixierungs-Vorsprüngen 112 fixiert, sodass er fest in Kontakt mit der unteren Fläche des Stab-Gehäuses 110 ist.
Wie oben beschrieben, leitet dieses PTC-Heizgerät die von den PTC-Elementen 180 erzeugte Wärme zu den Radiatoren 200 über die untere und die obere Fläche jedes PTC-Elements 180, sodass seine Wärmeübertragungs-Effizienz gesteigert ist und somit die gesamte Energie-Effizienz verbessert ist.
Aus praktischen Gründen werden in der Beschreibung und für die genaue Definition in den Patentansprüchen die Begriffe „oben“ bzw. „obere“, „unten“ bzw. „untere“, „vordere“ bzw. „hintere“, „innerhalb“, usw. verwendet, um die Merkmale der beispielgebenden Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen von solchen Merkmalen in den Figuren zu beschreiben.

Claims

Stab-Anordnung (100) mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), aufweisend: ein kanalförmiges Stab-Gehäuse (110) mit einer offenen Seite und Flanschen (111), die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen; ein PTC-Element (180), dessen untere Fläche in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses (110) ist; einen Elektroden-Anschluss (170), der von den Flanschen (111) umgeben ist, der in Kontakt mit der oberen Fläche des PTC-Elements (180) ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses (110) derart untergebracht ist, dass sich der Elektroden-Anschluss (170) unter die Flansche (111) erstreckt; einen Isolator (120), der an einer nicht in Kontakt mit dem PTC-Element (180) stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses (170) angebracht ist; und einen Radiator (200), der zwischen die Flansche (111) des Stab-Gehäuses (110) eingesetzt ist und in direktem Kontakt ist mit dem Isolator (120) des Elektroden-Anschlusses (170).
PTC-Stab-Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Stab-Gehäuse (110) Fixierungs-Vorsprünge (112) aufweist, die von den einander gegenüberliegenden Rändern seiner unteren Fläche nach unten abstehen, um zu ermöglichen, dass ein Radiator (200) zwischen die Fixierungs-Vorsprünge (112) eingesetzt werden kann.
PTC-Stab-Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Isolator (120) eine anodisierte Isolierschicht aufweist.
PTC-Stab-Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Isolator (120) einen Isolierfilm aufweist, der an der Außenfläche des Elektroden-Anschlusses (170) angebracht ist.
Kraftfahrzeug-Heizgerät, das eine PTC-Stab- Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
PTC-Heizgerät für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine PTC-Stab-Anordnung (100), die aufweist: ein kanalförmiges Stab-Gehäuse (110) mit einer offenen Seite und mit Flanschen (111), die von dessen einander gegenüberliegenden Rändern nach innen abstehen, ein PTC-Element (180), dessen untere Fläche in Kontakt mit dem Innenboden des Stab-Gehäuses (110) ist, einen Elektroden-Anschluss (170), der von den Flanschen (111) umgeben ist, der in Kontakt mit der oberen Fläche des PTC-Elements (180) ist und der in dem Innenraum des Stab-Gehäuses (110) derart untergebracht ist, dass sich der Elektroden-Anschluss (170) unter die Flansche (111) erstreckt; und einen Isolator (120), der an einer nicht in Kontakt mit dem PTC-Element (180) stehenden Außenfläche des Elektroden-Anschlusses (170) angebracht ist; Radiatoren (200), die zwischen den Flanschen (111) des Stab-Gehäuses (110) fixiert sind und dadurch fest in direktem Kontakt mit dem Isolator (120) des Elektroden-Anschlusses (170) sind; und ein oberes und ein unteres Gehäuse, die mit dem oberen und dem unteren Längsende der PTC-Stab-Anordnung (100) und der Radiatoren (200) gekuppelt sind.
PTC-Heizgerät gemäß Anspruch 6, wobei das Stab-Gehäuse (110) Fixierungs-Vorsprünge (112) aufweist, die von den einander gegenüberliegenden Rändern seiner unteren Fläche nach unten abstehen, wobei die Radiatoren (200) zwischen den Fixierungs-Vorsprüngen (112) fixiert sind und dadurch fest in Kontakt mit der unteren Fläche des Stab-Gehäuses (110) sind.