DE102011000765A1 - Heating device for, e.g. air conditioning apparatus of electric vehicle, has printed circuit board with several through holes for fluid such that heating element is indirectly or directly arranged with respect to through hole - Google Patents

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Abstract

The heating device (1) comprises heating element (4) which is arranged in a printed circuit board (2), for heating the fluid flow (10). The printed circuit board is arranged vertical to the direction of flow. Several through holes for the fluid are formed in the printed circuit board such that the heating element is indirectly or directly arranged with respect to the through hole. The through holes are formed as several different recess patterns.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für einen Fluidstrom, insbesondere einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Leiterplatte für eine derartige Heizeinrichtung.The invention relates to a heating device for a fluid flow, in particular a gas or liquid flow according to the preamble of claim 1 and a circuit board for such a heater.

Derartige Heizeinrichtungen werden beispielsweise zur Erwärmung von Dieselkraftstoff, von Luft, zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums oder für Raumheizgeräte im Haushalt verwendet.Such heaters are used for example for heating diesel fuel, air, for air conditioning of a vehicle interior or for space heaters in the home.

Die EP 1 036 930 B1 offenbart eine Heizeinrichtung für Dieselkraftstoff, bei dem ein Heizelement, im konkreten Fall ein PTC-Widerstandselement in einen Strömungspfad des Dieselkraftstoffs eingesetzt ist und von diesem direkt umspült ist. Die elektronische Steuerung für die PTC-Widerstandselemente, die zu einem oder mehreren Heizkreisen geschaltet sein können, liegt außerhalb des Dieselkraftstoffes in einem eigenen Gehäuse.The EP 1 036 930 B1 discloses a heating device for diesel fuel, in which a heating element, in the specific case, a PTC resistance element is inserted into a flow path of the diesel fuel and is surrounded by this directly. The electronic control for the PTC resistor elements, which may be connected to one or more heating circuits, is located outside of the diesel fuel in a separate housing.

Bei der Verwendung einer derartigen Heizeinrichtung als Zuheizer für eine Klimaanlage oder für ein Raumheizgerät sind die PTC-Widerstandselemente häufig thermisch und/oder elektrisch mit Heizlamellen kontaktiert, die zum Wärmeaustausch mit der zu erwärmenden Luft eine vergleichsweise große Wärmeaustauschfläche zur Verfügung stellen. In der EP 0 350 528 B1 der Anmelderin ist eine derartige Heizeinrichtung mit einer Vielzahl von PTC-Bausteinen als Heizelemente und damit kontaktierten Heizlamellen in Form mäanderförmig gebogenen Aluminiumbandmaterials offenbart.When using such a heater as a heater for an air conditioner or for a space heater, the PTC resistance elements are often thermally and / or electrically contacted with heating fins, which provide a comparatively large heat exchange surface for heat exchange with the air to be heated. In the EP 0 350 528 B1 the Applicant discloses such a heating device with a multiplicity of PTC components as heating elements and heating lamellae contacted therewith in the form of meander-shaped curved aluminum strip material.

Die DE 10 2009 033 988 A1 zeigt eine Heizeinrichtung zur Erwärmung eines Fluidstroms, bei dem PTC-Widerstandselemente in Kanälen eines Strangpressprofils aufgenommen sind, wobei das Profil im Bereich zwischen den quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Kanälen eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweist, die von dem Fluidstrom durchströmt sind. Der einstückige Strangpresskörper dient dabei einerseits zur Aufnahme der PTC-Widerstandselemente und andererseits zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche.The DE 10 2009 033 988 A1 shows a heater for heating a fluid flow, are accommodated in the PTC resistance elements in channels of an extruded profile, wherein the profile in the region between the transverse to the flow direction channels having a plurality of apertures, which are flowed through by the fluid flow. The one-piece extruded body serves on the one hand to receive the PTC resistor elements and on the other hand to increase the heat exchange surface.

Bei den beiden letztgenannten Lösungen ist die Steuerung seitlich in einem eigenen Gehäuse an die eigentlichen Heizelemente angesetzt. Diese kann auch an anderen Stellen montiert sein.In the latter two solutions, the controller is attached laterally in a separate housing to the actual heating elements. This can also be mounted in other places.

Nachteilig bei allen vorbeschriebenen Lösungen ist, dass diese Heizeinrichtungen einen sehr komplexen Aufbau haben, der zum einen einen erheblichen Bauraum erfordert und zum anderen nur mit hohem Aufwand hergestellt werden kann. Da insbesondere die Automobilindustrie stets bestrebt ist, Bauelemente bei verbesserter Funktion einfach und kostengünstig auszulegen, genügen diese Lösungen nicht immer den Anforderungen der Industrie.A disadvantage of all the above-described solutions is that these heaters have a very complex structure, which requires a considerable amount of space on the one hand and on the other hand can be made only with great effort. Since, in particular, the automobile industry is always anxious to design components with improved function simply and inexpensively, these solutions do not always meet the requirements of the industry.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung mit vereinfachtem Aufbau und eine Leiterplatte für solch eine Heizeinrichtung zu schaffen.In contrast, the present invention seeks to provide a heater with a simplified structure and a circuit board for such a heater.

Diese Aufgabe wird durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch eine für eine derartige Heizeinrichtung geeignete Leiterplatte gelöst.This object is achieved by a heating device with the features of claim 1 and by a suitable for such a heating circuit board.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist zur Erwärmung von gasförmigen oder flüssigen Fluidströmen geeignet und hat zumindest ein Heizelement, das im Fluidstrom angeordnet ist und beim Umströmen Wärme an diesen abgibt. Erfindungsgemäß ist das zumindest eine Heizelement auf einer Leiterplatte angeordnet, über die das Heizelement kontaktiert ist. Diese Leiterplatte hat Durchbrüche für den Fluidstrom, wobei diese derart ausgebildet sind, dass das Heizelement mittelbar oder unmittelbar vom Fluidstrom umströmt ist.The heating device according to the invention is suitable for heating gaseous or liquid fluid streams and has at least one heating element, which is arranged in the fluid flow and emits heat when flowing around it. According to the invention, the at least one heating element is arranged on a printed circuit board, via which the heating element is contacted. This circuit board has openings for the fluid flow, wherein these are formed such that the heating element is flowed around directly or indirectly by the fluid flow.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung hat die Leiterplatte damit im Unterschied zu herkömmlichen Lösungen eine Doppelfunktion – sie dient zum einen zur Stromversorgung und Ansteuerung des zumindest einen Heizelementes, des Weiteren dient sie als Strömungsleitelement, das direkt im Fluidstrom angeordnet ist und somit die Fluidströmung bestimmt und vorzugsweise so lenkt, dass die Heizelemente in einer für den Wärmeaustausch optimierten Weise umspült sind.In the solution according to the invention, the printed circuit board in contrast to conventional solutions has a dual function - it serves for a power supply and control of the at least one heating element, further serves as a flow guide, which is arranged directly in the fluid flow and thus determines the fluid flow and preferably so directs that the heating elements are lapped in a manner optimized for the exchange of heat.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Durchbrüche der Leiterplatte als Ausnehmungsmuster ausgeführt, das im Hinblick auf die optimale Strömungsführung, die gewünschte Wärmeverteilung und auch im Hinblick auf die Kontaktierung der auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauteile optimiert ist.In a further development of the invention, the apertures of the printed circuit board are designed as a recess pattern, which is optimized with regard to the optimum flow guidance, the desired heat distribution and also with regard to the contacting of the electronic components arranged on the printed circuit board.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die auf der Leiterplatte positionierten elektronischen Bauteile ebenfalls durch den Fluidstrom umströmt und somit gekühlt werden.Another essential advantage of the invention is that the electronic components positioned on the printed circuit board are likewise flowed around by the fluid flow and thus cooled.

Erfindungsgemäß kann es vorgesehen werden, wenn die Leiterplatte mit mehreren unterschiedlichen Ausnehmungsmustern ausgeführt ist, sodass eine Platzierung der Heizelemente und der Leiterbahnen und elektronischen Bauelemente durch Wahl des geeigneten Ausnehmungsmusters vereinfacht ist.According to the invention, it can be provided if the printed circuit board is designed with a plurality of different recess patterns, so that a placement of the heating elements and the printed conductors and electronic components is simplified by selecting the suitable recess pattern.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Leiterplatte nach der SMD-Technologie (Surface-Mounted-Device) bestückt und verlötet werden, wobei dann die Bauelemente einschließlich der Heizelemente im Wesentlichen auf einer Seite der Leiterplatte montiert sind. Die Bauelemente können dann relativ zur Strömung so positioniert werden, dass sie entweder stromaufwärts oder stromabwärts der Durchbrüche angeordnet sind. According to the invention it is preferred if the circuit board according to the SMD technology (surface-mounted device) are equipped and soldered, in which case the components including the heating elements are mounted substantially on one side of the circuit board. The devices may then be positioned relative to the flow to be located either upstream or downstream of the apertures.

Die Durchbrüche können beispielsweise als kreisförmige Bohrungen, Langlöcher, elliptische Ausnehmungen etc. ausgeführt sein.The breakthroughs can be performed, for example, as circular holes, slots, elliptical recesses, etc.

Bei einer Variante kann die Leiterplatte auch flexibel gestaltet sein, so sind unterschiedliche Bauformen für das Heizelement möglich.In a variant, the circuit board can also be designed flexibly, so different designs for the heating element are possible.

Bei einer Variante der Erfindung sind mehrere Heizelemente oder Heizelementgruppen mit unterschiedlicher Charakteristik vorgesehen, sodass diese beispielsweise in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in mehreren Heizkreisen ansteuerbar sind und somit unterschiedliche Leistungen abgeben.In a variant of the invention, a plurality of heating elements or heating element groups are provided with different characteristics, so that they can be controlled, for example, depending on the ambient temperature in several heating circuits and thus deliver different benefits.

Vorteilhafter Weise kann die elektronische Steuerung für die Heizelemente ebenfalls auf der Leiterplatte ausgebildet sein und dabei vom Fluidstrom umströmt werden, sodass auch die eigentliche Steuerung gekühlt wird. Dabei kann die gesamte Steuerung oder aber auch nur ein thermisch besonders beanspruchter Bereich der Steuerung in dem Fluidstrom angeordnet sein.Advantageously, the electronic control for the heating elements can also be formed on the circuit board and thereby flow around the fluid flow, so that the actual control is cooled. In this case, the entire control system or else only a region of the control unit subject to particular thermal stress can be arranged in the fluid flow.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fluidstrom Luft, die zur Klimatisierung des Innenraums oder aber auch zur Erwärmung von Antriebselementen, wie beispielsweise der Batterie eines Elektrofahrzeugs oder dergleichen verwendet wird.In a preferred embodiment of the invention, the fluid stream is air that is used for air conditioning the interior or even for heating drive elements, such as the battery of an electric vehicle or the like.

Die Leiterplatte wird vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung positioniert und kann vollständig oder abschnittsweise im Fluidstrom liegen.The circuit board is preferably positioned perpendicular to the flow direction and can be completely or partially in the fluid flow.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Heizelemente als PTC-Widerstandselemente ausgeführt sind.According to the invention it is preferred if the heating elements are designed as PTC resistor elements.

Wie bereits erwähnt, wird mit der vorliegenden Anmeldung auch eine Leiterplatte für eine derartige Heizeinrichtung abgedeckt. Diese Leiterplatte trägt die Heizelemente und ist mit einer Vielzahl von Durchbrüchen ausgeführt, die in dem Fluidstrom angeordnet sind und von diesem zum Wärmeaustausch mit dem Heizelement durchströmt werden.As already mentioned, the present application also covers a printed circuit board for such a heating device. This circuit board carries the heating elements and is designed with a plurality of openings which are arranged in the fluid flow and are flowed through by this for heat exchange with the heating element.

Die Durchbrüche der Leiterplatte können, wie erläutert, in einem oder in einer Vielzahl von Ausnehmungsmustern angeordnet sein.The breakthroughs of the circuit board can, as explained, be arranged in one or in a plurality of Ausnehmungsmustern.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:

1 eine stark schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung; 1 a highly schematic side view of a heater according to the invention;

2 eine Detaildarstellung der Heizeinrichtung gemäß 1 und 2 a detailed view of the heater according to 1 and

3 eine Leiterplatte der Heizeinrichtung aus 1. 3 a circuit board of the heater off 1 ,

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Heizeinrichtung für Zuluft einer Klimaanlage oder zur Temperierung eines Gasstroms erläutert. Dabei zeigt 1 in stark vereinfachter Darstellung eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1. Diese besteht im Prinzip aus einer Leiterplatte 2, auf der eine Vielzahl von Heizelementen, vorzugsweise PTC-Widerstandselemente 4 und sonstige, elektronische Bauelemente angeordnet sind, die über die Leiterplatte 2 kontaktiert sind. Die Bestückung der Leiterplatte 2 erfolgt im SMD-Verfahren. Dieses ist dem Fachmann hinreichend bekannt, sodass weitere Erläuterungen zur Funktion und den Vorteilen des SMD-Verfahrens entbehrlich sind. Gemäß der Darstellung in 1 sind die PTC-Widerstandselemente 4 vorzugsweise auf einer Großfläche der Leiterplatte 2 angeordnet. Die Ansteuerung der PTC-Bausteine 4 erfolgt über eine elektronische Steuerung 6, die eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen 8 aufweist, die ebenfalls an der Leiterplatte 2 angeordnet sind und über diese kontaktiert werden.The invention is explained below with reference to a heater for supply air of an air conditioner or for controlling the temperature of a gas stream. It shows 1 in a greatly simplified representation of a side view of the heater according to the invention 1 , This consists in principle of a printed circuit board 2 on which a plurality of heating elements, preferably PTC resistor elements 4 and other, electronic components are arranged, via the circuit board 2 are contacted. The assembly of the printed circuit board 2 takes place in the SMD process. This is sufficiently known to the person skilled in the art, so that further explanations of the function and the advantages of the SMD method are dispensable. As shown in 1 are the PTC resistor elements 4 preferably on a large surface of the circuit board 2 arranged. The control of the PTC blocks 4 via an electronic control 6 holding a variety of electronic components 8th also on the circuit board 2 are arranged and contacted via this.

Der zu erwärmende Fluidstrom ist in 1 mit Pfeilen 10 angedeutet. Demgemäß erstreckt sich die Leiterplatte 2 quer zur Strömungsrichtung, wobei die Strömungsrichtung von der im Wesentlichen unbestückten Seite der Leiterplatte 2 oder von der bestückten Seite der Leiterplatte 2 her erfolgen kann. Dementsprechend wird die Heizeinrichtung 1 in einen Strömungskanal eingesetzt, der so ausgebildet ist, dass die Leiterplatte 2 durchströmt wird.The fluid flow to be heated is in 1 with arrows 10 indicated. Accordingly, the circuit board extends 2 transverse to the flow direction, wherein the flow direction of the substantially unpopulated side of the circuit board 2 or from the populated side of the circuit board 2 can take place. Accordingly, the heater will 1 used in a flow channel which is formed so that the circuit board 2 is flowed through.

Zur Durchströmung der Leiterplatte 2 sind in dieser eine Vielzahl von Durchbrüchen ausgeführt. 2 zeigt einen Teil der Leiterplatte 2 im Bereich eines PTC-Bausteins 4 in einer Ansicht von links auf die Heizeinrichtung 1 gemäß 1. Man erkennt einen Ausriss der Leiterplatte 2 mit einem Durchbruch 12, der bei diesem Ausführungsbeispiel als kreisförmige Ausnehmung oder Bohrung ausgeführt ist. Im Bereich dieses Durchbruchs 12 ist ein PTC-Widerstandselement, im Folgenden PTC-Baustein 4 genannt, auf der Leiterplatte 2 angeordnet, sodass dieser vom Fluidstrom 10, der in der Darstellung gemäß 2 senkrecht zur Zeichenebene verläuft, umströmt wird. Dabei kann die Strömungsrichtung, wie oben erwähnt, von oben her in Blickrichtung erfolgen, wobei dann zunächst der PTC-Baustein 4 umströmt wird und der Fluidstrom dann durch den Durchbruch 12 hindurch geht. In diesem Fall liegt dann der PTC-Baustein stromaufwärts des Durchbruchs 12. Es ist jedoch ebenso möglich, die Strömungsrichtung umzukehren, sodass zunächst der Durchbruch 12 durchströmt wird und erst dann auf den stromabwärts des Durchbruchs 12 gelegenen PTC-Baustein 4 trifft.To flow through the circuit board 2 are executed in this a variety of breakthroughs. 2 shows a part of the circuit board 2 in the area of a PTC block 4 in a view from the left on the heater 1 according to 1 , You can see an eruption of the circuit board 2 with a breakthrough 12 which is designed in this embodiment as a circular recess or bore. In the area of this breakthrough 12 is a PTC resistor element, hereinafter PTC device 4 called, on the circuit board 2 arranged so that this from the fluid flow 10 , which in the representation according to 2 runs perpendicular to the plane, is flowed around. The flow direction, as mentioned above, can be done from above in the direction of view, in which case first the PTC module 4 is flowed around and the fluid flow then through the breakthrough 12 goes through it. In this case, then the PTC module is located upstream of the breakthrough 12 , However, it is also possible to reverse the flow direction, so first the breakthrough 12 is passed through and only then to the downstream of the breakthrough 12 located PTC module 4 meets.

Es ist auch möglich, die Leiterplatte schräg oder sogar parallel dem Luftstrom anzuordnen.It is also possible to arrange the printed circuit board obliquely or even parallel to the air flow.

Dabei ist es nicht notwendiger Weise erforderlich, dass jedem Durchbruch 12 ein PTC-Baustein zugeordnet ist – die Anzahl der Durchbrüche 12 und der PTC-Bausteine 4 kann durchaus unterschiedlich sein. In der Praxis wird die Anzahl und Form und die Relativanordnung der Durchbrüche 12 so ausgelegt sein, dass ein hinreichender Wärmeübergang von den PTC-Bausteinen 4 auf den Fluidstrom 10 gewährleistet ist. Selbstverständlich können anstelle der kreisförmigen Durchbrüche 12 auch andere Geometrien, beispielsweise Langlöcher, elliptische Ausbrüche, unregelmäßig geformte Durchbrüche, etc. verwendet werden, sodass genügend Spielraum verbleibt, den Strömungswiderstand und die Wärmeübertragung zu optimieren.It is not necessary that every breakthrough 12 a PTC block is assigned - the number of breakthroughs 12 and the PTC building blocks 4 can be quite different. In practice, the number and shape and the relative arrangement of the apertures 12 be designed so that a sufficient heat transfer from the PTC components 4 on the fluid flow 10 is guaranteed. Of course, instead of the circular breakthroughs 12 Other geometries, such as elongated holes, elliptical eruptions, irregular shaped breakthroughs, etc. are used, so that sufficient leeway remains to optimize the flow resistance and heat transfer.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leiterplatte 2, die mit drei unterschiedlichen Ausnehmungsmustern 14, 16, 18 ausgeführt ist. Diese Ausnehmungsmuster sind – wie vorstehend beschrieben – im Hinblick auf den Strömungswiderstand, auf die bestmögliche Wärmeübertragung und auch auf die Kontaktierung der Bauelemente 4, 8 im SMD-Verfahren optimiert. So ist beim Ausnehmungsmuster 14 eine Vielzahl von reihenförmig neben einander liegenden Durchbrüchen 12 vorgesehen, wobei die Durchbrüche jeweils in Vertikal- und in Horizontalrichtung fluchtend zueinander angeordnet sind. Beim Ausnehmungsmuster 16 sind die Durchbrüche 12 in benachbarten Reihen jeweils versetzt zueinander angeordnet. 3 shows an embodiment of a circuit board according to the invention 2 that with three different recess patterns 14 . 16 . 18 is executed. These recesses are - as described above - in terms of flow resistance, on the best possible heat transfer and also on the contacting of the components 4 . 8th optimized in the SMD process. So is the recess pattern 14 a plurality of rows of openings next to each other 12 provided, wherein the openings are arranged in alignment in the vertical and horizontal directions in each case. When recess pattern 16 are the breakthroughs 12 arranged in adjacent rows offset from each other.

Das Ausnehmungsmuster 18 zeigt eine Ausführung, bei der die Durchbrüche 12 ähnlich wie bei dem Ausnehmungsmuster 14 in Horizontal- und in Vertikalrichtung zu einander fluchtend angeordnet sind, wobei allerdings der Horizontalabstand h größer als der Vertikalabstand v ist. Selbstverständlich können auch andere, praktisch beliebige Ausnehmungsmuster vorgesehen werden, wobei die Geometrie der Durchbrüche durchaus unterschiedlich ausgeführt sein kann. Wie bereits erwähnt, ist es auch nicht erforderlich, dass jedem der Durchbrüche 12 ein PTC-Baustein 4 oder ein elektronisches Bauelement 8 zugeordnet ist.The recess pattern 18 shows an embodiment in which the breakthroughs 12 similar to the recess pattern 14 are arranged in alignment in the horizontal and vertical directions to each other, however, wherein the horizontal distance h is greater than the vertical distance v. Of course, other, virtually any recess pattern can be provided, the geometry of the apertures can be quite different. As mentioned earlier, it is also not required that any of the breakthroughs 12 a PTC module 4 or an electronic component 8th assigned.

Bei der in 1 dargestellten Ausführung ist auch die Steuerung 6 im Fluidstrom angeordnet, sodass die Bauelemente 8 gekühlt werden. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, beispielsweise bei der Erwärmung von leitenden Fluiden die Steuerung gekapselt auszubilden, sodass sie nicht in direktem Kontakt mit dem Fluidstrom gelangt.At the in 1 illustrated embodiment is also the controller 6 arranged in the fluid flow, so that the components 8th be cooled. In principle, however, it is also possible, for example in the heating of conductive fluids, to form the control in a sealed manner, so that it does not come into direct contact with the fluid flow.

Die Vorteile des vorbeschriebenen Systems liegen zum einen in einem kostengünstigen Aufbau, zum anderen erlaubt die Konstruktion der Leiterplatte 2 eine einfache und flexible Gestaltung des Wärmeübergangs durch Ausgestaltung der Durchbrüche 12 und deren Relativpositionierung zueinander und zu den Heizelementen.The advantages of the system described above are on the one hand in a cost-effective design, on the other hand allows the construction of the circuit board 2 a simple and flexible design of the heat transfer by design of the openings 12 and their relative positioning to each other and to the heating elements.

Die Leistung der Heizeinrichtung kann flexibel durch unterschiedliche Bestückung der Leiterplatte 2 im SMD-Verfahren an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.The performance of the heater can be flexible by different placement of the circuit board 2 be adapted to different requirements in the SMD process.

Die Anbindung an die Steuerung 6 ist sehr einfach, da die Leiterplatte sowohl die Heizelemente als auch die Steuerung trägt. Damit einher geht eine optimierte Kühlung der angekoppelten Elektronik.The connection to the controller 6 is very simple because the PCB carries both the heating elements and the controller. This is accompanied by optimized cooling of the coupled electronics.

Die Elektronik muss jedoch keinesfalls an der Leiterplatte 2 angeordnet sein, sondern kann prinzipiell auch, ähnlich wie beim eingangs beschriebenen Stand der Technik, in einem gesonderten Gehäuse auf einer eigenen Platine aufgenommen sein.However, the electronics do not have to be connected to the PCB 2 can be arranged, but in principle, similar to the prior art described above, be accommodated in a separate housing on a separate board.

Das Ausnehmungsmuster wird so angeordnet, dass der Fluidstrom gezielt gesteuert ist und dass auch einzelne Bereiche der Leiterplatte mehr oder weniger durchströmt und somit eine Temperaturverteilung im Fluidstrom eingestellt werden kann.The recess pattern is arranged so that the fluid flow is controlled in a controlled manner and that individual areas of the printed circuit board flow through more or less and thus a temperature distribution in the fluid flow can be adjusted.

Offenbart ist eine Heizeinrichtung für einen Fluidstrom und eine Leiterplatte für eine derartige Heizeinrichtung, bei der Heizelemente auf der Leiterplatte angeordnet sind, die ihrerseits Durchbrüche für den Fluidstrom aufweist.Disclosed is a heating device for a fluid flow and a printed circuit board for such a heater in which heating elements are arranged on the circuit board, which in turn has openings for the fluid flow.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Heizeinrichtungheater
22
Leiterplattecircuit board
44
PTC-WiderstandselementPTC resistive element
66
Steuerungcontrol
88th
Bauelementmodule
1010
Fluidstromfluid flow
1212
Durchbruchbreakthrough
1414
Ausnehmungsmusterrecess pattern
1616
Ausnehmungsmusterrecess pattern
1818
Ausnehmungsmusterrecess pattern

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1036930 B1 [0003] EP 1036930 B1 [0003]
  • EP 0350528 B1 [0004] EP 0350528 B1 [0004]
  • DE 102009033988 A1 [0005] DE 102009033988 A1 [0005]

Claims (16)

Heizeinrichtung für einen Fluidstrom, mit zumindest einem Heizelement (4), das im Fluidstrom (10) angeordnet ist und beim Umströmen Wärme an diesen abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Heizelement (4) auf einer Leiterplatte (2) angeordnet und über diese kontaktierbar ist, die Durchbrüche (12) für das Fluid hat, wobei diese derart ausgebildet sind, dass das Heizelement (4) mittelbar oder unmittelbar umströmt ist.Heating device for a fluid flow, with at least one heating element ( 4 ), which in the fluid stream ( 10 ) is arranged and emits heat when flowing around it, characterized in that the at least one heating element ( 4 ) on a printed circuit board ( 2 ) is arranged and contactable via these, the breakthroughs ( 12 ) for the fluid, wherein these are formed such that the heating element ( 4 ) is flowed around directly or indirectly. Heizeinrichtung, nach Patentanspruch 1, wobei die Durchbrüche (12) als Ausnehmungsmuster (14, 16, 18) ausgeführt sind.Heating device according to claim 1, wherein the breakthroughs ( 12 ) as a recess pattern ( 14 . 16 . 18 ) are executed. Heizeinrichtung nach Patentanspruch 2, wobei mehrere unterschiedliche Ausnehmungsmuster (14, 16, 18) an der Leiterplatte (2) ausgebildet sind.Heating device according to claim 2, wherein a plurality of different recess patterns ( 14 . 16 . 18 ) on the printed circuit board ( 2 ) are formed. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Leiterplatte (2) per SMD-Technik mit den Heizelementen (4) bestückt ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the printed circuit board ( 2 ) by SMD technology with the heating elements ( 4 ) is equipped. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Heizelement (4) stromaufwärts oder stromabwärts des jeweiligen Durchbruchs (12) angeordnet ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the heating element ( 4 ) upstream or downstream of the respective breakthrough ( 12 ) is arranged. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Durchbruch (12) als Bohrung, Langloch oder dergleichen ausgeführt ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the breakthrough ( 12 ) is designed as a bore, slot or the like. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei mehrere Heizelemente (4) mit unterschiedlicher Charakteristik, Kennlinie vorgesehen sind.Heating device according to one of the preceding claims, wherein a plurality of heating elements ( 4 ) with different characteristics, characteristic are provided. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine elektronische Steuerung ebenfalls auf der Leiterplatte (2) ausgebildet ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein an electronic control also on the circuit board ( 2 ) is trained. Heizeinrichtung nach Patentanspruch 8, wobei die Steuerung (6) zumindest abschnittsweise im Fluidstrom (10) positioniert ist.Heating device according to claim 8, wherein the controller ( 6 ) at least in sections in the fluid stream ( 10 ) is positioned. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Fluid gasförmig, vorzugsweise Luft ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the fluid is gaseous, preferably air. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Leiterplatte (2) etwa senkrecht zur Strömungsrichtung positioniert ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the printed circuit board ( 2 ) is positioned approximately perpendicular to the flow direction. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Leiterplatte (2) abschnittsweise im Fluidstrom (10) angeordnet ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the printed circuit board ( 2 ) in sections in the fluid stream ( 10 ) is arranged. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das zumindest eine Heizelement ein PTC-Widerstandselement (4) ist.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the at least one heating element is a PTC resistance element ( 4 ). Leiterplatte für eine Heizeinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Leiterplatte (2) Heizelemente (4) trägt und mit einer Vielzahl von Durchbrüchen (12) ausgeführt ist, die in einem Fluidstrom (10) angeordnet sind.Circuit board for a heating device, in particular according to one of the preceding claims, wherein the printed circuit board ( 2 ) Heating elements ( 4 ) and with a large number of breakthroughs ( 12 ) carried out in a fluid stream ( 10 ) are arranged. Heizeinrichtung nach Patentanspruch 14, wobei die Durchbrüche (12) in einem Ausnehmungsmuster oder in einer Vielzahl von Ausnehmungsmustern (14, 16, 18) angeordnet sind.Heating device according to claim 14, wherein the breakthroughs ( 12 ) in a recess pattern or in a plurality of recess patterns ( 14 . 16 . 18 ) are arranged. Leiterplatte nach Patentanspruch 15, wobei die Anzahl von Heizelementen (4) und Durchbrüchen (12) unterschiedlich ist.Printed circuit board according to claim 15, wherein the number of heating elements ( 4 ) and breakthroughs ( 12 ) is different.
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