DE102009057749A1

DE102009057749A1 - Radiatorelement, Zuheizer und Verfahren zum Herstellen eines Radiatorelementes

Info

Publication number: DE102009057749A1
Application number: DE200910057749
Authority: DE
Inventors: Clemens David; Rupert Jäger
Original assignee: DBK David and Baader GmbH
Current assignee: DBK David and Baader GmbH
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-06-16

Abstract

Offenbart sind ein Radiatorelement für einen Zuheizer, ein mit derartigen Radiatorelementen ausgeführter Zuheizer und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Radiatorelementes. Erfindungsgemäß besteht jedes Radiatorelement aus einer Vielzahl von Radiatorprofilsegmenten, die mit zwei Schenkeln und einem diese verbindenden Mittelteil ausgeführt sind. Diese Radiatorprofilsegmente werden entlang ihrer Schenkel zu einem Radiatorelement verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radiatorelement für einen Zuheizer, einen mit derartigen Radiatorelementen ausgeführten Zuheizer und ein Verfahren zum Herstellen von Radiatorelementen.
Zuheizer werden unter anderem zur Lufterhitzung in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, zur Erwärmung von Kraftstoff, insbesondere Diesel in einer Filterpatrone eines Verbrennungsmotors oder bei industriellen Lufterhitzern mit Leistungen von mehr als 10 kW verwendet. Im Zuge der Verbreitung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren hoher Energieeffizienz oder mit Alternativantrieben (Wasserstoff-/Elektroantrieb) wird der Bedarf an derartigen Heizern weiter ansteigen, da diese Antriebe nicht genügend Abwärme generieren, die eine Beheizung des Kraftfahrzeugs oder technischer Komponenten ermöglicht.
Der Grundaufbau eines Zuheizers für Kraftfahrzeuge ist in der EP 0 350 528 B1 der Anmelderin beschrieben. Diese Druckschrift offenbart einen PTC-Luftheizer für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei zur Erzeugung von Wärme PTC-Widerstandselemente verwendet werden, die aufgrund ihres mit der Temperatur ansteigenden Widerstands selbstregelnde Eigenschaften haben, so dass eine Überhitzung des PTC-Luftheizers relativ einfach verhindert werden kann. Die PTC-Widerstände sind bei der bekannten Lösung thermisch mit Radiatorelementen verbunden, die aus mäanderförmig gebogenem Bandmaterial mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium bestehen. Über diese Radiatorelemente wird die von den PTC-Widerständen abgegebene Wärme an die Umgebung, beispielsweise an die Radiatorelemente um- oder durchströmende Luft abgegeben. Dementsprechend wird angestrebt, diese Radiatorelemente mit einer möglichst großen Wärmeaustauschfläche auszuführen. Bei dieser bekannten Lösung ist es wichtig, dass die Radiatorelemente und die PTC-Widerstände hinreichend thermisch kontaktiert sind, um eine möglichst hohe effektive Leistung bereit zu stellen. Diese thermische Kontaktierung wird durch Federelemente erzielt, die an einem Rahmen abgestützt sind und das Paket bestehend aus Radiatorelementen und PTC-Widerstandselementen mit einer Vorspannung beaufschlagen. Diese ist so ausgelegt, dass sie über den gesamten Temperaturbereich (Umgebungstemperatur bei nicht angesteuertem Zuheizer und Maximaltemperatur (bis 200°C)) eine hinreichende Federvorspannung aufbringen kann. Die Federelemente und das genannte Paket sind klemmend in den Rahmen eingesetzt, wobei dieser aus zwei Rahmenteilen besteht, die miteinander verrastet sind.
In der EP 1 407 907 B1 ist ein Zuheizer offenbart, bei dem Widerstandselement und Radiatorelement einstückig ausgebildet sind. Bei dieser bekannten Lösung ist das integrierte Widerstands- und Radiatorelement aus einem Kunststoffmaterial mit PTC-Eigenschaften hergestellt, wobei beispielsweise Propylen oder EVA verwendet werden kann, das mit Ruß zur Verbesserung der Leitfähigkeit versetzt ist.
In der EP 1 967 398 A1 ist ein PTC-Zuheizer offenbart, bei dem anstelle der eingangs beschriebenen lamellenförmigen Radiatorelemente Stanz-Biegeteile verwendet werden, die durch Strömungsöffnungen für das aufzuwärmende Medium eingebracht werden und die anschließend U-förmig gebogen und mit den PTC-Widerstandselementen kontaktiert werden. Auch bei dieser Lösung ist ein erheblicher vorrichtungs- und fertigungstechnischer Aufwand erforderlich.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Radiatorelement mit hinreichender Wärmeaustauschfläche und einen mit derartigen Radiatorelementen ausgeführten Zuheizer zu schaffen. Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines einfach aufgebauten Radiatorelementes bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Radiatorelement durch die Merkmale des Patentanspruches 1, im Hinblick auf den Zuheizer durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 10 und im Hinblick auf das Verfahren mit der Merkmalskombination des Patentanspruches 12 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist das Radiatorelement aus einer Vielzahl von Radiatorprofilsegmenten zusammen gesetzt, die jeweils zwei in etwa parallel verlaufende Schenkel haben, zwischen denen sich ein eine Radiatorfläche ausbildendes Mittelteil erstreckt. Die Radiatorprofilsegmente sind entlang ihrer Schenkel zu dem Radiatorelement verbunden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Herstellung eines derartigen Radiatorelementes, indem zunächst ein Profilkörper mit zwei Schenkeln und einem dazu angestellten Mittelteil aus einem Bandmaterial gefertigt wird. In einem anschließenden Verfahrensschritt wird der Profilkörper in eine Vielzahl von Radiatorprofilsegmente aufgetrennt und diese dann zu dem Radiatorelement entlang der Schenkel verbunden.
Die erfindungsgemäße Lösung mit einer Vielzahl von im Wesentlichen identischen Radiatorprofilsegmenten ermöglicht es, das Radiatorelement durch Anpassung der Anzahl von Radiatorprofilsegmenten und Auslegung der Geometrie der sehr einfach herstellbaren Radiatorprofilsegmente in optimaler Weise an unterschiedliche Aufgabenstellungen anzupassen, so dass beispielsweise der Durchströmungswiderstand und/oder die Wärmeaustauschfläche optimiert ist.
Durch das Zusammenfügen der Vielzahl von Radiatorprofilsegmenten kann das Radiatorelement mit einer sehr hohen Steifigkeit ausgeführt werden, so dass keine zusätzlichen Verstärkungen, wie beim Stand der Technik erforderlich sind.
Dieses erfindungsgemäße Radiatorelement übernimmt eine Doppelfunktion, da es zum einen zur thermischen und zum anderen zur elektrischen Kontaktierung mit den PTC-Widerstandselementen verwendet wird.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schenkel jedes Radiatorprofilsegmentes jeweils mit einer Kröpfung versehen, so dass ein Auflageabschnitt für das benachbarte Radiatorprofilsegment ausgeführt ist und im zusammengesetzten Zustand die einzelnen Schenkel der Radiatorprofilsegmente bündig hintereinander liegend verlaufen, so dass sich zwei vergleichsweise glatte, doppelschichtige Längsflächen ergeben.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann diese Längsfläche durch ein zusätzliches Deckblech oder Deckmaterial gebildet werden, das mit den einander nicht überlappenden Schenkeln verbunden ist.
Zur Optimierung des Wärmeübergangs vom Widerstandselement zum Radiatorelement oder zur Verschlechterung des Wärmeübergangs (Isolation) zu benachbarten Bauelementen können die Deckbleche mit unterschiedlichen Wandstärken ausgeführt sein.
Die Verbindung der Radiatorprofilsegmente untereinander oder der Radiatorprofilsegmente mit den genannten Deckblechen kann beispielsweise durch Löten, Schweißen oder Kleben erfolgen.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das sich zwischen den Schenkeln erstreckende Mittelteil V-förmig oder in sonstiger Weise schräg angestellt zu den Schenkeln ausgeführt, so dass das Radiatorprofilsegment als Federelement wirkt, indem das Mittelteil elastisch verformt wird. Diese federnde Ausgestaltung des Radiatorprofilsegmentes kann ausgenutzt werden, um über den gesamten Betriebstemperaturbereich des Zuheizers eine hinreichende Flächenpressung zwischen PTC-Widerstandselement und Radiatorelementen zu gewährleisten.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung sind im Mittelteil Sicken oder Durchbrüche ausgeführt, die zum einen die Turbulenz des den Zuheizer durchströmenden Mediums erhöhen und zum anderen einen Temperaturausgleich quer zur Durchströmungsrichtung gewährleisten.
Zur Lagefixierung des Widerstandselementes können an den Radiatorprofilsegmenten Haltelaschen vorgesehen werden, die bei der Montage nach oben gebogen werden, um das Widerstandselement abschnittsweise zu umgreifen.
Die elektrische Kontaktierung des Radiatorelementes erfolgt jeweils über ein Kontaktierungsstück, das an ein endseitiges Radiatorprofilsegment angesetzt wird.
Dieses Kontaktierungsstück kann mit einer Bohrung für einen Niet, einer Düse für eine Schraube oder einer Kontaktzunge zum Herstellen einer Steckverbindung ausgeführt sein.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Zuheizers 1 in Durchströmungsrichtung gesehen;
2 eine geschnittene Teildarstellung des Zuheizers aus 1;
3 eine teilweise Einzeldarstellung eines Radiatorelementes des Heizers aus 1;
4, 5 und 6 Varianten eines Radiatorelementes;
7, 8, 9 Möglichkeiten der Kontaktierung derartiger Radiatorelemente;
10 ein Detail A aus 2;
11 ein Detail B aus 2 und
12 ein Detail C aus 2.
1 zeigt eine Vorderansicht eines Zuheizers 1 in Durchströmungsrichtung gesehen. Dieser Zuheizer 1 hat eine Vielzahl von Radiatorelementen 2, die gemeinsam mit in 1 nicht sichtbaren PTC-Widerstandselementen zu einem Paket 4 geschichtet sind und in einem Rahmen 6 aufgenommen sind. Dieser spannt das Paket 4 derart, dass die Radiatorelemente 2 mit einer hinreichenden Vorspannung gegen die später erläuterten PTC-Widerstandselemente gedrückt werden. Diese Federwirkung wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine besondere Formgebung der Radiatorelemente 2 bewirkt – dies wird anhand der 3, 5 und 6 im Folgenden erläutert. Diese besondere Ausgestaltung der Radiatorelemente 2 ist auch Gegenstand der parallel hinterlegten Anmeldung, deren Offenbarung zur vorliegenden Anmeldung zu zählen ist.
Der Rahmen 6 hat an seinem in 1 rechten Endabschnitt eine Anschlussleiste, aus der Kontaktzungen 8, 10, 12 seitlich heraus ragen, über die Heizkreise des Zuheizers 1 individuell ansteuerbar sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Heizkreise realisiert, wobei der Masseanschluss nicht dargestellt ist. Der Rahmen 6 besteht gemäß 2 aus zwei Rahmenteilen 14, 16, die jeweils eine gitterförmige Struktur mit einer Vielzahl von im Parallelabstand zueinander stehenden Längsrippen 18 und zwei Vertikalrippen 20 hat, die parallel zu Seitenwangen 22, 23, 25, 26 (23, 25 in 1 nicht sichtbar) verlaufen. Diese Seitenwangen 22, 24 sind gemäß 2, die einen Schnitt entlang der Linie D-D in 1 zeigt, über an jeweils einem Rahmenteil 14, 16 ausgebildete Längsabdeckungen 26, 28; 30, 32 verbunden, die jeweils nur einen Teilbereich der Längsseite der Radiatorelemente 2 überstrecken. Wie insbesondere aus 2 hervor geht, verlaufen die genannten PTC-Widerstandselemente 34 in der durch die Querstreben 18 aufgespannten Ebene, so dass entsprechend in 1 die PTC-Widerstandselemente durch die Querstreben 18 überdeckt sind – im Schnitt gemäß 2 jedoch teilweise sichtbar werden.
Der Aufbau der Radiatorelemente 2 wird nunmehr anhand der 3 bis 9 erläutert.
3 zeigt eine Teildarstellung eines Radiatorelementes 2, wie es bei einem Zuheizer 1 gemäß 1 verwendbar ist. Im Unterschied zum eingangs beschriebenen Stand der Technik sind diese Radiatorelemente nicht aus Bandmaterial mäanderförmig gefaltet, sondern bestehen aus einer Vielzahl von im weitesten Sinn W-förmigen Radiatorprofilsegmenten 36a, 36b, 36c, ..., die form- oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Löten oder dergleichen miteinander verbunden sind. Jedes Radiatorprofilsegment 36 besteht im Wesentlichen aus einem Mittelteil 38, das in zwei parallel zueinander verlaufende Schenkel 40, 42 übergeht. Das Mittelteil 38 ist V-förmig angewinkelt, wobei der Winkel relativ flach ist. Gemäß der Einzelheit D ist jeder Schenkel 40, 42 im Abstand zum Mittelteil 38 angekröpft, so dass ein Endabschnitt 44 nach oben (Ansicht nach 3) hin gegenüber den sich an das Mittelteil 38 anschließenden Auflageabschnitt 45 des Schenkels 40 versetzt ist. Beim Zusammensetzen der einzelnen Radiatorprofilsegmente 36 liegen die jeweiligen Endabschnitte 44 der benachbarten Radiatorprofilsegmente 36 bündig aneinander, wobei jeweils ein Endabschnitt 40 des einen Segmentes 36a auf dem Auflageabschnitt 45 des Schenkel 40, 42 des anderen Segmentes 36b aufliegt und stirnseitig an den Endabschnitt 44 dieses anderen Profilsegmentes 36b anstößt, so dass die Endabschnitte 44 aller Radiatorprofilsegmente 36 bündig zueinander verlaufen. Durch diese Überlappung wird eine vergleichsweise homogene, glatte, aus zwei Schichten bestehende Deckfläche 46, 48 ausgebildet.
Durch das V-förmig ausgebildete Mittelteil 38 wird eine gewisse Federwirkung des Radiatorelementes 4 bereit gestellt, so dass dieses mit einer Vorspannung eingebaut werden kann, über die die thermische und elektrische Kontaktierung zu den Widerstandselementen 34 gewährleistet ist.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem diese Federwirkung nicht vorhanden ist. Bei dieser Variante sind die Mittelteile 38 rechtwinklig zu den Schenkeln 40, 42 ausgeführt, so dass die Radiatorprofilsegmente 36 jeweils als U-Profil ausgeführt sind. Auch bei dieser Variante überlappen die benachbarten Schenkel 40, 42 einander.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die einzelnen Radiatorprofilsegmente 36a, 36b, 36c, ... mit ihren Schenkeln 40, 42 einander nicht überlappen sondern hintereinander liegend auf Stoß angeordnet sind und jeweils von einem zusätzlichen Deckblech bzw. einer Deckschicht 50, 52 überdeckt und mit dieser verbunden sind. Diese Deckschicht 50, 52 ist vorzugsweise aus leitendem Material ausgeführt und kann – je nach konstruktiven Erfordernissen – mit unterschiedlichen Wandstärken ausgeführt sein, so dass – wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 dargestellt ist – eine Längsseite des Radiatorelementes 4 mit einem stärkeren Deckblech 50 überdeckt ist, als es bei der anderen Längsseite der Fall ist. Mit dieser Sandwich-Konstruktion können die Radiatorprofilsegmente 36 sowohl in der dargestellten M-Form als auch in der U-Form ausgeführt sein. Selbstverständlich können die Radiatorprofilsegmente 36 auch mit anderen, eine gewisse Federwirkung bereit stellenden Profilen (beispielsweise ein Z-Profil, gekrümmte Mittelflächen, etc.) ausgeführt werden.
Die durch die überlappenden Schenkel 40, 42 oder durch die Deckbleche 50, 52 bewirkte Zweischichtigkeit verbessert den Wärmeübergang und die Steifigkeit des Radiatorelementes 2.
Zur Verbesserung der Verwirbelung des aufzuheizenden Mediums und zum Wärmeaustausch quer zur Durchströmungsrichtung können die Radiatorprofilsegmente 36 – vorzugsweise im Bereich der Mittelteile 38 – mit Durchbrüchen oder Sicken 54 ausgeführt werden, die beispielsweise durch einen Stanz-/Biegevorgang ausgebildet werden.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sicken 54 durch teilweise Herausbiegen von Blechlamellen ausgebildet. Im Hinblick auf die Durchströmung wäre das Ausbilden der Sicken 54 mittels Durchstanzen günstiger, dieses Durchstanzen lässt sich jedoch nur mit relativ hohem fertigungstechnischen Aufwand realisieren, so dass die dargestellten Sicken 54 mit ausgebogenen Blechlamellen bevorzugt sind.
Die Herstellung dieser aus einer Vielzahl von hintereinander gesetzten Radiatorprofilsegmenten 36 bestehenden Radiatorelemente 2 ist besonders einfach, wenn zunächst ein Profilkörper mit dem gewünschten Profil – d. h. beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 mit dem dargestellten M-Profil oder gemäß 4 mit dem dargestellten U-Profil ausgeführt wird und dann von diesem vergleichsweise langen Profilkörper die Radiatorprofilsegmente 36 abgetrennt werden. Diese werden dann in der dargestellten Weise aneinander gesetzt.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 kann beispielsweise auch dadurch hergestellt werden, indem der Profilkörper zunächst durch Schweißen ausgebildet wird und dann durch einen Biegevorgang eingefaltet wird, um das V-förmige Mittelteil 38 herzustellen.
Die 7, 8 und 9 zeigen Möglichkeiten der Kontaktierung der Radiatorelemente 2, die somit eine Dreifachfunktion erfüllen – zum einen stellen sie die Wärmeaustauschfläche zur Abgabe der Wärme der PTC-Widerstandselemente 34 zur Verfügung, zum anderen dienen sie zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Widerstandselemente 34 und zum Aufbringen einer Federvorspannung.
Anhand der 7, 8 und 9 werden unterschiedliche Möglichkeiten der Kontaktierung an das Bordnetz oder mit der nicht dargestellten, an den Rahmen 6 angesetzten Steuerelektronik erläutert.
7 zeigt eine Variante, bei der auf das endseitige Radiatorprofilsegment 36z ein U-förmiges Kontaktelement 56 angesetzt, das beispielsweise mit dem gekröpften Endabschnitt 44 dieses Radiatorprofilsegmentes 36 überlappt und damit verbindbar ist und an seinem vertikalen Mittelteil eine Bohrung 58 zum Vernieten mit einer Strom- oder Massezuführung hat.
8 zeigt eine Möglichkeit, die beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 realisiert ist. Dabei wird an die endseitigen Radiatorprofilsegmente 36z ein etwa U-förmiges Kontaktelement 56 angesetzt, an dem beispielsweise die genannte Kontaktzunge 8 ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung des Radiatorelementes 2 erstreckt.
9 zeigt schließlich eine Lösung, bei der das U-förmige, an das endseitige Radiatorprofilsegment 36z angesetzte Kontaktelement 56 eine Düse 60 zum Verschrauben mit einer Masse-/Stromzuführung hat.
Ein Vorteil der Radiatorelemente 2 besteht darin, dass diese durch Veränderung der Anzahl der Radiatorprofilsegmente 36 sehr einfach an unterschiedliche Baulängen anpassbar sind, wobei auch die Breite (in Durchströmungsrichtung) durch Variation der einzelnen Segmente sehr einfach veränderbar ist.
Prinzipiell ist es auch möglich, in einem Paket 4 Radiatorprofilsegmente 36 gemäß 3 (mit Federwirkung) und gemäß 4 (ohne Federwirkung) miteinander zu kombinieren, so dass bei einfachem Aufbau noch eine hinreichende Federwirkung gewährleistet ist.
Einige Details des Rahmens 6 werden anhand der 10, 11 und 12 näher erläutert. 10 zeigt das Detail A des Schnitts gemäß 2. Man erkennt die beiden Längsabdeckungen 26, 28 der beiden Rahmenteile 14, 16, die die in Strömungsrichtung vorne und hinten gelegenen Längsabschnitte der Schenkel 40 überdecken. In dem Schnitt sieht man des Weiteren die gemäß dem Detail D in 3 oben liegenden Endabschnitte 44 der einzelnen Radiatorprofilsegmente 36 des Radiatorelementes 2 und die von den Endabschnitten 44 jeweils überdeckten, in 10 lediglich als Schnittkante dargestellten Auflageabschnitte 45 des jeweils anderen Radiatorprofilsegmentes 36. Sehr deutlich zu sehen sind auch die Sicken 54 mit den heraus gebogenen Blechelementen, die die Turbulenz erhöhen und einen Temperaturausgleich in Querrichtung ermöglichen.
Gemäß dem Detail A in 10 sind an den Längskanten der Radiatorprofilsegmente 36 jeweils übereinander liegende Verbindungslaschen 62, 64 ausgebildet, die sich bei der Montage zunächst in der Ebene der Schenkel 40 bzw. 42 (am unteren Endabschnitt sind entsprechende Verbindungslaschen 62, 64 vorgesehen) erstrecken. Gemäß 10 und 1 sind im Übergangsbereich der Vertikalrippen 20 bzw. der Seitenwangen 22, 24 bzw. 23, 25 am Rahmen 6 rechteckförmige Aussparungen 66 ausgebildet, durch die jeweils eine Anlageschulter 68 ausgebildet wird. Beim Montieren des Zuheizers 1 werden die beiden Verbindungslaschen 62, 64 mittels eines von der Stirnseite (Durchströmungsrichtung) her in die Aussparung 66 eingesetzten Stempels nach oben gebogen (Crimpen), so dass die Rahmenteile 14, 16 und die Radiatorelemente 2 form- und kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann weiter verbessert werden, wenn die Anlageschulter 68 etwas schräg nach innen zu den Schenkeln 40, 42 angestellt ist, so dass die Verbindungslaschen 62, 64 um mehr als 90° umgebogen werden müssen und so eine Verbindung auch in Vertikalrichtung vorliegt. Gemäß der Darstellung in 1 sind derartige Crimpverbindungen an der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Stirnseite des Zuheizers 1 und – wie bereits ausgeführt – im Übergangsbereich der Vertikalrippen 20 und der beiden Seitenwangen 22, 24 (23, 25) ausgebildet. Anstelle dieser Crimp- oder Biegeverbindung können auch geeignete, hochfeste Rastelemente zur Verbindung ausgeführt werden.
Zur Verbesserung der Verbindung im Bereich der Seitenwangen 24, 25 können auf diesen Bereich nicht dargestellte Seitenabdeckungen aufgeschoben werden, die mit den Seitenwangen in Form einer Schwalbenschwanzverbindung die beiden Rahmenteile 14, 16 zusammen halten.
Gemäß 10 sind an den Vertikalrippen 20 und auch an den Seitenwangen 22, 24 (23, 25) (nicht dargestellt) nach innen, aufeinander zuweisende Pins 70, 72 ausgeführt, die im Bereich der Längsrippen 18 in die Lücke zwischen zwei übereinander liegenden Radiatorelementen 2a, 2b (siehe 10) eintauchen. Diese Lücke bildet einen Raum 74, in dem die in 10 nicht dargestellten PTC-Widerstandselemente aufgenommen sind. Diese werden durch die beiden abschnittsweise in diesen Raum 74 eintauchenden Pins 70, 72 lagefixiert. Derartige Pins können in jeder, von den PTC-Widerstandselementen besetzten Ebene des Zuheizers 1 ausgeführt sein. Dementsprechend sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Ebenen mit mehreren Pin-Paaren 70, 72 ausgeführt.
Im Bereich zwischen den beiden Rahmenteilen 14, 16 sind gemäß 11 Zuganker 76, 78 ausgebildet, die sich von den einander gegenüber liegenden Vertikalstreben 20 aus oder von den Seitenwangen 22, 24 (23, 25) aus aufeinander zu erstrecken. Diese Zuganker 76, 78 haben einander wechselseitig hintergreifende Hinterschneidungen 80, 82, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als sägezahnartiges Profil ausgeführt sind und die sich ebenfalls in den Raum 74 zwischen zwei benachbarten Radiatorelementen 2 hinein erstrecken und eine äußerst zugfeste Verrasterung ausbilden, die ein Auseinanderbewegen der Rahmenteile 14, 16 nach der Montage verhindern und zusätzlich zu den Pins 70, 72 zur Lageorientierung der auch in 11 nicht sichtbaren PTC-Widerstandselemente 34 dienen.
Der Überlappungsbereich der beiden Zuganker 76, 78 entspricht beim dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa der Hälfte des Abstands A zwischen den vorderen und hinteren Seitenwangen 20.
12 zeigt schließlich das Detail C gemäß 2. Man sieht das geschnittene PTC-Widerstandselement 34, das zwischen die beiden Radiatorelemente 2a, 2b eingeklemmt ist und mit diesen thermisch und elektrisch kontaktiert ist. Die zuvor beschriebenen Längsrippen 18 sind zu den Widerstandselementen 34 hin konifiziert und bestimmen deren Lage in Strömungsrichtung. Wie oben ausgeführt, wird die Lage quer zur Strömungsrichtung durch die Pins 70, 72 und die Zuganker 76, 78 bestimmt, so dass die Widerstandselemente 34 zuverlässig lagefixiert sind. Durch die V-förmige Ausgestaltung der Mittelteile 38 der Radiatorprofilsegmente 36 können diese mit Vorspannung mit dem Rahmen 6 verbunden sein, so dass durch diese Vorspannung die elektrische Kontaktierung und die thermische Kontaktierung auch bei hohen Temperaturunterschieden (Raumtemperatur und Betriebstemperatur) gewährleistet ist.
Beim erfindungsgemäßen Zuheizer können Radiatorelemente mit V-förmigen Mittelteilen und U-förmigen Mittelteilen geschichtet werden, wobei die mit V-förmigen Mittelteilen ausgeführten Radiatorelemente die genannte Federwirkung bereit stellen, während die mit U-förmigen Mittelteilen einen vergleichsweise großen Durchströmungsquerschnitt mit minimalem Durchströmungswiderstand gewährleisten.
Offenbart sind ein Radiatorelement für einen Zuheizer, ein mit derartigen Radiatorelementen ausgeführter Zuheizer und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Radiatorelementes. Erfindungsgemäß besteht jedes Radiatorelement aus einer Vielzahl von Radiatorprofilsegmenten, die mit zwei Schenkeln und einem diese verbindenden Mittelteil ausgeführt sind. Diese Radiatorprofilsegmente werden entlang ihrer Schenkel zu einem Radiatorelement verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Zuheizer
2: Radiatorelement
4: Paket
6: Rahmen
8: Kontaktzunge
10: Kontaktzunge
12: Kontaktzunge
14: Rahmenteil
16: Rahmenteil
18: Längsrippe
20: Vertikalrippe
22: Seitenwange
23: Seitenwange
24: Seitenwange
25: Seitenwange
26: Längsabdeckung
28: Längsabdeckung
30: Längsabdeckung
32: Längsabdeckung
34: Widerstandselement
36: Radiatorprofilsegment
38: Mittelteil
40: Schenkel
42: Schenkel
44: Endabschnitt
45: Auflageabschnitt
46: Deckfläche
48: Deckfläche
50: Deckblech
52: Deckblech
54: Sicke
56: Kontaktelement
58: Bohrung
60: Düse
62: Verbindungslasche
64: Verbindungslasche
66: Aussparung
68: Anlageschulter
70: Pin
72: Pin
74: Raum
76: Zuganker
78: Zuganker
80: Hinterschneidung
82: Hinterschneidung

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 0350528 B1 [0003]
EP 1407907 B1 [0004]
EP 1967398 A1 [0005]

Claims

Radiatorelement für einen Zuheizer, mit einer Vielzahl von Radiatorprofilsegmenten (36) mit zwei in etwa parallel verlaufenden Schenkeln (40, 42), zwischen denen sich ein eine Radiatorfläche bildendes Mittelteil (38) erstreckt, wobei die Radiatorprofilsegmente (36) im Bereich ihrer Schenkel (40, 42) miteinander verbunden sind.
Radiatorelement nach Patentanspruch 1, wobei die Schenkel (40, 42) gekröpft sind, so dass ein Schenkel des benachbarten Radiatorprofilsegmentes in den gekröpften Bereich (45) eintaucht.
Radiatorelement nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Schenkel (40, 42) einer Stirnfläche durch ein Deckblech (50, 52) überdeckt sind.
Radiatorelement nach Patentanspruch 3, wobei die Deckbleche (50, 52) der beiden Stirnflächen unterschiedliche Wandstärken besitzen.
Radiatorelement nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, wobei die Verbindung der Schenkel (40, 42) der Radiatorprofilsegmente (36) oder die Verbindung der Deckbleche (50, 52) mit den Schenkeln (40, 42) durch Löten, Schweißen oder Kleben erfolgt.
Radiatorelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Mittelteil (38) schräg zu den Schenkeln (40, 42), vorzugsweise V-förmig ausgebildet ist.
Radiatorelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Mittelteil (38) Sicken (54) ausgebildet sind.
Radiatorelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit seitlichen Haltelaschen zur Lagefixierung eines Widerstandselements.
Radiatorelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einem an ein endseitiges Radiatorprofilsegment (36) angesetzten Kontaktierungsstück (56).
Zuheizer mit mehreren Radiatorelementen (2) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche.
Zuheizer nach Patentanspruch 10, wobei Radiatorelemente (2) mit V-förmigem Mittelteilen (38) und mit geradem Mittelteilen (38) geschichtet übereinander angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Radiatorelementes (2) mit den Schritten: – Herstellen eines Profilkörpers mit zwei Schenkeln (40, 42), die durch ein Mittelteil (38) verbunden sind; – Auftrennen des Profilkörpers in eine Vielzahl von Radiatorprofilsegmenten (36) und – Verbinden der Radiatorprofilsegmente (36) entlang ihrer Schenkel (40, 42).
Verfahren nach Patentanspruch 12, wobei der Profilkörper zunächst U-förmig ausgebildet ist und dann in die V-Form gestaucht wird.