DE10201262B4 - resistance - Google Patents

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Abstract

Widerstandsheizelement (12) für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Wabenkörper (16) aus Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten, der von einem zu erwärmenden Wärmeträger durchströmt werden kann, bei dem der Wabenkörper (16) mit mindestens zwei Waben (18, 20) ausgebildet ist, die elektrisch parallel geschaltet und zugleich in Strömungsrichtung (A) des Wärmeträgers in Reihe angeordnet sind, und bei dem zwischen den beiden Waben (18, 20) ein Kontaktblech (36) vorgesehen ist, um Kontaktflächen (30) beider Waben (18, 20) an gegenüberliegenden Stirnseiten elektrisch zu kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (32, 34, 36) bei einem Einbrennen der Kontaktflächen (26, 28, 30) an den Stirnseiten der Waben (18, 20) mit den Kontaktflächen (26, 28, 30) stoffschlüssig verbunden worden ist.resistance (12) for a vehicle air conditioner with a honeycomb body (16) made of resistance material with a positive temperature coefficient, that of a to be heated Flowed through heat transfer medium can, in which the honeycomb body (16) is formed with at least two honeycombs (18, 20) which are electrically connected in parallel and at the same time in the flow direction (A) of the heat carrier in Row are arranged, and in which between the two honeycombs (18, 20) a contact plate (36) is provided to contact surfaces (30) both honeycombs (18, 20) on opposite Contact faces electrically, characterized in that the contact plate (32, 34, 36) is burned when the contact surfaces (26, 28, 30) on the end faces of the honeycombs (18, 20) with the contact surfaces (26, 28, 30) cohesively has been connected.

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Description

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Die Erfindung betrifft ein Widerstandsheizelement für eine Fahrzeug-Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bezüglich eines derartigen Widerstandsheizelements wird US 4 448 173 als nächstliegender Stand der Technik betrachtet. Ferner betrifft die Erfindung ein Heizgerät, eine Klimaanlage und ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Widerstandsheizelement.The invention relates to a resistance heating element for a vehicle air conditioning system according to the preamble of claim 1. With respect to such a resistance heating element US 4,448,173 considered as the closest prior art. Furthermore, the invention relates to a heater, an air conditioner and a vehicle with a corresponding resistance heating element.

Widerstandsheizelemente aus Widerstandsmaterial mit einem positiven Temperaturkoeffizienten werden bei elektrischen Heizgeräten von Fahrzeug-Klimaanlagen verwendet, um einen flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger unabhängig von einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs aufheizen zu können. Zum Aufheizen wird der Wabenkörper des Widerstandsheizelementes vom Wärmeträger durchströmt. Derartige Widerstandsheizelemente regeln bei Erreichen einer bestimmten Grenztemperatur durch Ansteigen des Widerstandes ihre Leistung selbsttätig ab. Diese Eigenschaft kann ideal für Heizanwendungen genutzt werden.resistance heating elements made of resistive material with a positive temperature coefficient with electric heaters of vehicle air conditioning used to be a liquid or gaseous Heat carrier independent of to heat an internal combustion engine of the vehicle. To the The honeycomb body will heat up Resistance heating element flows through the heat transfer medium. such Resistance heating elements regulate when a certain limit temperature is reached by increasing the resistance their power automatically. This property may be ideal for Heating applications are used.

Widerstandsheizelemente mit einer Wabenstruktur, die von einem flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger durchströmt werden können, sollen zu einer effizienten Erwärmung des Wärmträgers führen. Zum Erwärmen ist eine gewisse Strömungslänge des Wärmeträgers durch das Widerstandsheizelement erforderlich. Die Wabenstruktur muss also eine gewisse Dicke aufweisen, damit die Strömungslänge gewährleistet ist.resistance heating elements with a honeycomb structure through which a liquid or gaseous heat transfer medium flows can, should contribute to efficient warming lead the heat carrier. To the Heat is a certain flow length of the Heat carrier through the resistance heating element required. The honeycomb structure must So have a certain thickness, so that the flow length is guaranteed.

Um den Wärmeträger-Strömungswiderstand der Wabenstruktur gering zu halten, müssen deren Wände möglichst dünn ausgeführt werden.Around the heat transfer flow resistance of Keep honeycomb structure low, their walls must be as possible be performed thin.

Bei Widerstandsheizelementen, die ohne Wabenstruktur aus einem massiven Block gestaltet sind, sind bisher zum Kontaktieren an zwei voneinander abgewandten Stirnseiten je Kontaktflächen aus Silberleitpaste durch einen Einbrennvorgang angebracht worden. Diese Art der standardmäßigen Kontaktierung wird als „Stirnkontaktierung" bezeichnet.at Resistance heating elements, without a honeycomb structure of a solid Block are designed to date for contacting at two of each other opposite end faces per contact surfaces of silver conductive paste a baking process has been installed. This type of standard contacting is referred to as "end contact".

Widerstandsheizelemente weisen nur eine begrenzte Leitfähigkeit mit einem kleinsten erreichbaren spezifischen Widerstand von etwa 10 Ohm·cm auf. Daher ist bei relativ dicken Widerstandsheizelementen mit Stirnkontaktierung und einer Wabenstruktur der elektrische Widerstand hoch. Es wird nur wenig elektrische Leistung in Wärme umgesetzt. Dünne Wände der Wabenstruktur führen zu einer weiteren Zunahme des elektrischen Widerstandes und damit zu einer weiteren Verringerung der umgesetzten elektrischen Leistung. Die Stirnkontaktierung eignet sich daher grundsätzlich nicht für Widerstandsheizelemente mit einer Wabenstruktur. Darüber hinaus führt bei der Stirnkontaktierung eine Stirnseite Pluspotential, mit der Gefahr, dass gegenüber dem Massepotential des zugehörigen Gehäuses ein Kurzschluss auftritt.resistance heating elements have only a limited conductivity with a smallest achievable resistivity of about 10 ohms cm. Therefore, with relatively thick resistance heating elements with Stirnkontaktierung and a honeycomb structure, the electrical resistance is high. It will only little electrical power converted into heat. Thin walls of the Lead honeycomb structure to a further increase in electrical resistance and thus to further reduce the converted electrical power. The front contact is therefore not suitable for resistance heating elements with a honeycomb structure. About that leads out at the end contacting a front side plus potential, with the Danger that opposite the Ground potential of the associated housing a short circuit occurs.

Bei Widerstandsheizelementen mit einer durchströmten Wabenstruktur, die eine hohe Heizleistung aufweisen sollen, wird als Ausweg mit der sogenannten „Innenkontaktierung" gearbeitet. Diese Art der Kontaktierung ist aus DE 100 12 675 A1 bekannt, gemäß der an den Innenflächen der Wabenstruktur Elektrodenschichten aus Silberleitlack aufgebracht sind, mittels denen ein Heizstrom im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung eines Wärmeträgers durch die Wände der Wabenstruktur geschickt wird.In the case of resistance heating elements with a throughflowed honeycomb structure, which are intended to have a high heating power, the solution used is the so-called "internal contacting." This type of contacting is lacking DE 100 12 675 A1 known, according to which are applied to the inner surfaces of the honeycomb electrode layers of silver conductive paint, by means of which a heating current is sent substantially perpendicular to the flow direction of a heat carrier through the walls of the honeycomb structure.

Die Innenkontaktierung führt aufgrund der großen Innenflächen einer Wabenstruktur zu einem enorm hohen Verbrauch an Silberleitlack und damit zu hohen Material- und Fertigungskosten. Darüber hinaus ist die zuverlässige Kontaktierung der Elektrodenschichten innen in den einzelnen Zellen der Wabenstruktur nur schwierig zu realisieren und mit hohen Kosten verbunden. Lösungen, wie sie in DE-OS 30 16 725 oder DE 198 04 496 A1 vorgeschlagen werden, können nicht überzeugen. Da bei diesen Lösungen Plus- und Massepotential an der Stirnseite der Wabenstruktur nahe beieinander liegen, besteht die Gefahr von Kurzschlüssen durch Schmutz und vagabundierende Metallteile, wie beispielsweise Schrauben oder Muttern. Der Stromfluss senkrecht durch die Wände der Wabenstruktur ist bei verschiedenen Wanddicken der Wabenstruktur verschieden, was hinsichtlich der zu garantierenden Spannungsfestigkeit äußerst kritisch sein kann.Due to the large inner surfaces of a honeycomb structure, the internal contacting leads to an extremely high consumption of silver conductive paint and thus to high material and manufacturing costs. In addition, the reliable contacting of the electrode layers inside the individual cells of the honeycomb structure is difficult to realize and involves high costs. Solutions as they are in DE-OS 30 16 725 or DE 198 04 496 A1 can not be convinced. Since in these solutions plus and ground potential at the front of the honeycomb structure are close to each other, there is a risk of short circuits due to dirt and stray metal parts, such as screws or nuts. The flow of current perpendicularly through the walls of the honeycomb structure is different for different wall thicknesses of the honeycomb structure, which can be extremely critical in terms of the voltage stability to be guaranteed.

Aus DE 42 30 848 C1 ist es grundsätzlich bekannt, blockartige Vielschichtkaltleiter gestapelt anzuordnen.Out DE 42 30 848 C1 In principle, it is known to arrange stacked multilayer cold conductors stacked.

Aus JP 02129887 A ist ein Widerstandsmaterial aus Silizium- und Titancarbiden und -siliziden bekannt, bei dem gewellte Lagen einer halbleitenden Keramik mit solchen aus Metall oder graphithaltigen Stoffen abwechseln, die als Stromzuführungen dienen sollen. Ein solches Widerstandsmaterial weist einen mit steigender Spannung abnehmenden Widerstand auf und ermöglicht daher nicht die oben erwähnte selbsttätige Abregelung der Leistung.Out JP 02129887 A is a resistive material of silicon and titanium carbides and silicides known in which alternate wavy layers of a semiconducting ceramic with those of metal or graphite-containing materials, which are to serve as power leads. Such a resistance material has a decreasing with increasing voltage resistance and therefore does not allow the above-mentioned automatic reduction of the power.

Zugrundeliegende Aufgabeunderlying task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem eingangs genannten Widerstandsheizelement mit Wabenstruktur vorzusehen, bei dem die erforderliche Heizleistung auf kostengünstige und prozesssichere Weise bereitgestellt werden kann.The invention is based on the object to provide a vehicle with a honeycomb resistance heating element mentioned above, in which the required heating power can be provided in a cost effective and reliable manner.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem eingangs genannten Widerstandsheizelement gelöst, bei dem der Wabenkörper mit mindestens zwei Waben ausgebildet ist, die elektrisch parallel geschaltet und zugleich in Strömungsrichtung des Wärmeträgers in Reihe angeordnet sind. Ferner ist die Aufgabe mit einem Heizgerät für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einem derartigen Widerstandsheizelement, einer Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem solchen Heizgerät und mit einem Fahrzeug mit einer derartigen Klimaanlage gelöst.These Task is according to the invention with a dissolved at the beginning of resistance element, wherein the honeycomb body with at least two honeycombs is formed, which are electrically connected in parallel and at the same time in the flow direction of the heat carrier in Row are arranged. Furthermore, the object is with a heater for a vehicle air conditioning with such a resistance heating element, an air conditioning system for a vehicle with such a heater and solved with a vehicle with such an air conditioner.

Erfindungsgemäß wird ein bisher beispielsweise 10 mm dicker Wabenkörper durch zwei Waben mit je 5 mm Dicke ersetzt, die elektrisch parallel geschaltet, strömungstechnisch jedoch in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise kann der elektrische Widerstand pro Wabe halbiert und dadurch die Gesamtleistung insgesamt vervierfacht werden. Bei Bedarf kann die Anzahl einzelner elektrisch parallel geschalteter, in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend angeordneter Waben auf mehr als zwei erhöht sein. Sinnvoll ist insbesondere eine gerade Anzahl von Waben, denn damit ergibt sich, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, eine vorteilhafte Möglichkeit der Kontaktierung der Waben.According to the invention is a So far, for example, 10 mm thick honeycomb body by two honeycomb with each 5 mm thickness replaced, electrically connected in parallel, fluidic however, are connected in series. In this way, the electrical resistance halved per honeycomb and quadrupled overall performance become. If necessary, the number of individual can be electrically parallel switched, in the flow direction consecutively arranged honeycombs may be increased to more than two. meaningful is in particular an even number of honeycomb, because it gives itself, as explained below will be an advantageous way of Contacting the honeycombs.

Die Kontaktierung zwischen den beiden Waben wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Kontaktbleches zu einem Pluspol geführt, welches zwischen den beiden Waben vorgesehen ist, um die Kontaktfläche/n beider Waben an den gegenüberliegenden Stirnseiten elektrisch zu kontaktieren. Ein solches Kontaktblech ist also zwischen den beiden Waben geklemmt oder eingebrannt und damit ohne weitere Befestigung mit diesen elektrisch leitend verbunden.The Contact between the two honeycomb according to the invention with the help a contact plate led to a positive pole, which between the two Honeycomb is provided to the contact surface / s of both honeycomb on the opposite end faces to contact electrically. Such a contact plate is so between the two honeycomb clamped or burned and thus without further attachment electrically connected to these.

Zwischen den Kontaktblechen und den Kontaktflächen an den Waben werden ferner erfindungsgemäß dauerhaft elektrisch leitende Verbindungen geschaffen, indem das jeweilige Kontaktblech bei einem Einbrennen von Kontaktflächen an den Stirnseiten der Waben mit den Kontaktflächen stoffschlüssig verbunden wird.Between the contact plates and the contact surfaces on the honeycomb are further according to the invention permanently created electrically conductive connections by the respective Contact plate at a burn-in of contact surfaces on the front sides of the Honeycomb with the contact surfaces cohesively connected becomes.

Die erfindungsgemäße Lösung führt zu einer hohen Leistungsausbeute bei einem gleichzeitig verhältnismäßig geringen Materialverbrauch. Sie ermöglicht das Vorsehen von sehr dünnen Wandstärken, ohne dass die Gefahr von Spannungsdurchbrüchen an zu dünnen Wänden besteht oder eine große Menge an Silberleitlack zum Kontaktieren erforderlich wäre.The inventive solution leads to a high Power output at a simultaneously relatively low material consumption. It allows the provision of very thin Wall thicknesses, without the risk of voltage breakthroughs on too thin walls or a large amount would be required to Silberleitlack for contacting.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungadvantageous Further developments of the invention

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die mindestens zwei Waben aneinander anliegend angeordnet. Auf diese Weise kann zwischen den beiden Waben mit allein einer einzelnen Kontakteinrichtung eine Kontaktierung an beiden Waben ausgebildet werden. Alternativ können zwei Waben aneinander angelegt werden, die je mit einer eigenen Kontakteinrichtung, beispielsweise in Gestalt einer eingebrannten Kontaktfläche aus Silberleitlack versehen sind. Diese Gestaltung stellt eine prozesssichere Kontaktierung der gesamten Stirnflächen beider Waben sicher, auch wenn diese aufgrund von Fertigungstoleranzen unebene oder geneigte Stirnseiten aufweisen sollten.at an advantageous embodiment of the invention, the at least two honeycomb arranged adjacent to each other. This way you can between the two honeycombs with only a single contact device a contact on both honeycombs are formed. alternative can two honeycombs are put together, each with its own Contact device, for example in the form of a burned contact area are made of silver conductive paint. This design provides a process-reliable Contacting the entire end faces of both honeycomb safe, too if these are uneven or inclined due to manufacturing tolerances Should have end faces.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die mindestens zwei Waben mit je einer in einem Querschnitt zur Strömungsrichtung des Wärmeträgers gleichartigen Wabenstruktur ausgebildet sind, wobei die Wabenstrukturen insbesondere deckungsgleich an einander anliegend angeordnet sind. Solche Waben lassen sich in hoher Stückzahl herstellen und können nachfolgend für die beiden Waben individualisiert werden. Deckungsgleich angeordnete Waben weisen einen besonders geringen Strömungswiderstand für den Wärmeträger auf. Alternativ können die Waben derart zu einander angeordnet werden, dass ein gewünschter Strömungswiderstand gezielt eingestellt wird.Further It is advantageous that the at least two honeycombs with one each in a cross section to the flow direction the heat carrier similar honeycomb structure are formed, wherein the honeycomb structures in particular congruent are arranged adjacent to each other. Such honeycombs can be in large quantities produce and can below for the two honeycombs are individualized. Coincidentally arranged Honeycombs have a particularly low flow resistance for the heat transfer medium. Alternatively you can the honeycombs are arranged to each other such that a desired flow resistance is targeted.

Die Kontaktierung der erfindungsgemäßen Waben erfolgt vorteilhaft, indem jede Wabe an ihren zur Strömungsrichtung des Wärmeträgers im Wesentlichen senkrechten Stirnseiten mit je einer Kontaktfläche ausgebildet ist. Eine solche Kontaktierung entspricht im Wesentlichen der herkömmlichen Stirnkontaktierung. Diese Art der Kontaktierung kann erfindungsgemäß verwendet werden, weil durch die parallel geschalteten Waben der elektrische Widerstand des gesamten Wabenkörpers verringert bzw. seine Gesamtleistung erhöht wird. Es kann also erfindungsgemäß mit verhältnismäßig dünnen Wandstärken in den einzelnen Waben gearbeitet werden, ohne dass eine Innenkontaktierung erforderlich ist.The Contacting the honeycomb according to the invention is done advantageously by each honeycomb at its to the flow direction of the heat carrier in the Essentially vertical end faces each formed with a contact surface is. Such contacting essentially corresponds to the conventional one Front contact. This type of contacting can be used according to the invention be because of the parallel honeycomb electrical Resistance of the entire honeycomb body reduced or its overall performance is increased. It can therefore according to the invention with relatively thin wall thicknesses in the individual honeycombs are worked without an internal contact is required.

Die Kontaktierung zwischen den beiden Waben erfolgt ferner vorteilhaft mit Hilfe einer einzelnen Kontaktfläche für beide Waben, die insbesondere durch Einbrennen mit den beiden Waben verbunden ist. Die gemeinsame Kontaktfläche kann vor dem Einbrennen auf einer der Waben aufgebracht werden und nachfolgend kann die zweite Wabe an die aufgebrachte Kontaktfläche angelegt werden, um sie mit der ersten Wabe in nur einem Arbeitsgang zu verbinden.The Contacting between the two honeycomb is also advantageous using a single contact surface for both honeycombs, in particular by Branding is connected with the two honeycombs. The common contact surface can be applied to one of the honeycomb prior to baking and subsequently the second honeycomb can be applied to the applied contact surface to connect them to the first honeycomb in just one operation.

Um einen Kurzschluss der Kontaktflächen mit einem umliegenden, auf Massepotential gelegten Gehäuse zu verhindern, sollte die Kontaktfläche zwischen den Waben mit einem Pluspol einer Stromversorgung des Widerstandsheizelementes verbunden sein. Die voneinander abgewandten Stirnseiten des Wabenkörpers sind dann mit einem Massepol zu verbinden. Sie sind also gleich gepolt wie das umliegende Gehäuse. Das Kontaktieren dieser Massepole kann durch Kontaktfedern erfolgen, die zwischen dem Wabenkörper und dem Gehäuse gehaltert sind.Around a short circuit of the contact surfaces with prevent a surrounding, grounded housing, should be the contact surface between the honeycomb with a positive pole of a power supply of the resistance heating element be connected. The opposite end faces of the honeycomb body are then connect to a ground pole. So you are the same polarity like the surrounding housing. Contacting these ground poles can be done by contact springs, between the honeycomb body and the housing are held.

Das vorgesehene Kontaktblech ist vorteilhaft im Bereich von Öffnungen der Wabenstrukturen der beiden Waben ebenfalls mit mindestens einer Öffnung versehen, um eine möglichst widerstandsarme Strömung des Wärmeträgers durch den Wabenkörper zu gewährleisten. Das Kontaktblech ist insbesondere im gesamten Bereich der Öffnungen der Wabenstruktur mit einer einzelnen großflächigen Öffnung gestaltet, so dass ein aufwändiges Stanzen und in Deckung Bringen von einer Vielzahl von Öffnungen des Kontaktbleches mit den Öffnungen der Waben vermieden ist.The provided contact sheet is advantageous in the range of openings the honeycomb structures of the two honeycomb also provided with at least one opening, one as possible low-resistance flow of the heat carrier through the honeycomb body to ensure. The contact plate is in particular in the entire region of the openings designed the honeycomb structure with a single large-area opening, so that a consuming Punching and covering bring from a variety of openings of the Contact sheet with the openings the honeycomb is avoided.

Das Kontaktblech ist vorteilhaft von außen für eine elektrische Kontakteinrichtung, beispielsweise einen Stecker, zugänglich, indem es mit einer nach außen abstehenden Lasche zum elektrischen Kontaktieren gestaltet ist.The Contact plate is advantageous from the outside for an electrical contact device, For example, a plug, accessible by connecting it with a Outside protruding tab is designed for electrical contact.

Das Kontaktieren der voneinander abgewandten Stirnseiten des Wabenkörpers geschieht auf besonders einfache Weise mit mindestens einem klammerartigen Kontaktblech, welches je zwei Waben umgreift und die Kontaktflächen an diesen Stirnseiten elektrisch kontaktiert. Alternativ oder zusätzlich können klammerartige Kontaktbleche vorgesehen sein, welche sich an einem Gehäuse des Widerstandsheizelements abstützen und die Waben gegeneinander pressen.The Contacting the opposite end faces of the honeycomb body happens on particularly simple manner with at least one clip-type contact plate, which embraces two honeycombs and the contact surfaces on these end faces electrically contacted. Alternatively or additionally, clip-like contact sheets be provided, which is attached to a housing of the resistance heating element support and press the honeycombs against each other.

Die Kontaktierung mit umgreifenden klammerartigen Kontaktblechen kann auch verwendet werden, um eine größere Anzahl von Waben je paarweise zu kontaktieren. So können beispielsweise vier aufeinanderfolgende Waben mit Hilfe von drei klammerartigen Kontaktblechen kontaktiert werden. Zwei klammerartige Kontaktbleche greifen je an den voneinander abgewandten Massepolen der Waben eins und zwei sowie drei und vier an. Das dritte klammerartige Kontaktblech greift an den Pluspolen zwischen den Waben eins und zwei sowie drei und vier ein. Der gesamte Wabenkörper muss nachfolgend lediglich an einer der beiden aneinander anliegenden ersten beiden Kontaktbleche als Massepol und an dem dritten Kontaktblech als Pluspol kontaktiert werden.The Contacting with encompassing clamp-like contact plates can Also used to get a larger number of honeycombs in pairs to contact. So can For example, four consecutive honeycombs using three be contacted clamp-like contact plates. Two clamp-like Contact plates each engage at the mutually remote ground poles the honeycomb one and two, and three and four. The third bracket-like Contact sheet engages at the plus poles between the honeycombs one and the other two as well as three and four. The entire honeycomb body must subsequently only one of the two adjoining first two contact plates as Massepol and contacted on the third contact plate as positive pole become.

Alternativ oder zusätzlich kann das jeweilige Kontaktblech krallenartig an einer Stirnseite der Wabe in Öffnungen von deren Wabenstruktur eingreifen, um es zu befestigen und einen elektrischen Kontakt zur Wabe herzustellen.alternative or additionally can the respective contact plate like a claw on a front page the honeycomb in openings from their honeycomb intervene to secure it and a make electrical contact with the honeycomb.

An einem Kontaktblech können vorteilhaft mehrere Waben nebeneinander angeordnet sein, um mit einfachen Mitteln ein Waben-Array herzustellen.At a contact plate can Advantageously, several honeycomb be juxtaposed to with simple means to produce a honeycomb array.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Waben aus Gruppen von Waben mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen derart ausgewählt, dass die elektrischen Widerstände von mindestens zwei Waben aufeinander abgestimmt sind. Bei der Fertigung von Waben aus Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten treten aus fertigungstechnischen Gründen unweigerlich Abweichungen bei den elektrischen Widerständen der einzelnen Waben auf. Sortiert man die Waben mit abweichenden elektrischen Widerständen nun nach Widerstandsklassen, beispielsweise in niedrig, mittel und hoch, so kann nachfolgend eine geschickte Paarung von Waben gebildet werden, um den gesamten Widerstand des entstehenden Wabenkörpers auf den gewünschten Wert abzustimmen. Zum Beispiel führen die Paarungen niedrig-hoch und mittel-mittel zu Wabenkörpern mit nahezu gleichen Gesamtwiderständen. Mit diesem Verfahren können die Widerstandsabweichungen von paarweise angeordneten, verklebten oder gebrannten Wabenkörpern um durchschnittlich 30 % verringert werden.at a further advantageous embodiment of the invention are the Honeycombs of groups of honeycombs with different electrical resistances such selected, that the electrical resistances are matched by at least two honeycombs. In the production honeycomb of resistance material with a positive temperature coefficient For manufacturing reasons, deviations inevitably occur at the electrical resistances of the individual honeycombs. Sort the honeycombs with different ones electrical resistances now according to resistance classes, for example in low, medium and high, so below a skillful pairing of honeycombs formed Be up to the entire resistance of the resulting honeycomb body the wished Value to vote. For example, lead the mating low-high and medium-medium to honeycomb bodies with almost the same total resistance. With this method can the resistance deviations of paired, glued or fired honeycomb bodies be reduced by an average of 30%.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizgerätes für eine Fahrzeug-Klimaanlage anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:following is an embodiment of a heater according to the invention for a vehicle air conditioning with the attached schematic drawings closer explained. It shows:

1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Heizgerätes und 1 a partial perspective view of a heater according to the invention and

2 den Schnitt II–II in 1. 2 the section II-II in 1 ,

Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispielsdetailed Description of the embodiment

In 1 ist ein Heizgerät 10 veranschaulicht, bei dem ein Widerstandsheizelement 12 mit positivem Temperaturkoeffizienten von Luft als Wärmeträger durchströmt und dabei aufgeheizt wird. Die erwärmte Luft dient nachfolgend zum Erwärmen eines nicht dargestellten Fahrgastraumes eines Fahrzeugs, in das das Heizgerät 10 eingebaut ist.In 1 is a heater 10 illustrates where a resistance heating element 12 flows through with positive temperature coefficient of air as the heat transfer medium and is heated. The heated air is subsequently used to heat a passenger compartment of a vehicle, not shown, into which the heater 10 is installed.

Das Widerstandsheizelement 12 des Heizgerätes 10 ist in einem Gehäuse 14 aus Kunststoff gehaltert.The resistance heating element 12 of the heater 10 is in a housing 14 made of plastic.

Wie in 2 näher veranschaulicht ist, umfasst das Widerstandsheizelement 12 insbesondere einen insgesamt quaderförmigen Wabenkörper 16, der im Gegensatz zu herkömmlichen Wabenkörpern 16 von Widerstandsheizelementen 12 mit positivem Temperaturkoeffizienten zweigeteilt ist. Der Wabenkörper 16 weist eine erste Wabe 18 und eine zweite Wabe 20 auf, die elektrisch parallel geschaltet sind, in Strömungsrichtung A des Wärmeträgers Luft aber in Reihe angeordnet sind.As in 2 is further illustrated, comprises the resistance heating element 12 in particular a generally cuboid honeycomb body 16 , in contrast to conventional honeycomb bodies 16 of resistance heating elements 12 is divided into two parts with a positive temperature coefficient. The honeycomb body 16 has a first honeycomb 18 and a second honeycomb 20 on, which are electrically connected in parallel, in the flow direction A of the heat carrier air but are arranged in series.

Die Waben 18 und 20 weisen je in Strömungsrichtung A eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen 22 bzw. 24 auf, die regelmäßig über je eine Quaderfläche der Waben 18 und 20 verteilt sind. Mit diesen Öffnungen 22 und 24 sind die Wabenstrukturen der Waben 18 und 20 ausgebildet. Die Wabenstrukturen der Waben 18 und 20 sind so angeordnet, dass sie deckungsgleich aneinander anliegen und mit den Öffnungen 22 und 24 Strömungskanäle für die Luft als Wärmeträger ausgebildet sind, die sich im wesentlichen geradlinig von einer Stirnseite des Wabenkörpers 16 zu dessen anderer Stirnseite erstrecken.The honeycomb 18 and 20 each have a plurality of through openings in the flow direction A. 22 respectively. 24 on, regularly on each a square surface of the honeycomb 18 and 20 are distributed. With these openings 22 and 24 are the honeycomb structures of the honeycomb 18 and 20 educated. The honeycomb structures of the honeycombs 18 and 20 are arranged so that they abut congruently with each other and with the openings 22 and 24 Flow channels for the air are formed as a heat carrier, which is substantially rectilinearly from an end face of the honeycomb body 16 extend to the other end face.

An den genannten Quaderflächen, d.h. an den Stirnseiten der quaderförmigen Waben 18 und 20 sind je Kontaktflächen 26, 28 und 30 in Gestalt einer eingebrannten Leitlackschicht, hier in Gestalt einer Silberleitlackschicht, ausgebildet. Die Kontaktfläche 28 befindet sich in der Mitte des Wabenkörpers 16 zwischen den beiden Waben 18 und 20, welche aneinander anliegend angeordnet sind und durch das Einbrennen der Silberleitlackschicht oder einen Lötvorgang an der Kontaktfläche 28 stoffschlüssig miteinander verbunden worden sind.On the aforementioned rectangular surfaces, ie on the front sides of the cuboid honeycomb 18 and 20 are each contact surfaces 26 . 28 and 30 in the form of a baked Leitlackschicht, here in the form of a Silberleitlackschicht formed. The contact surface 28 is located in the middle of the honeycomb body 16 between the two honeycombs 18 and 20 which are arranged adjacent to each other and by the burning of the silver conductive ink layer or a soldering process at the contact surface 28 are cohesively connected to each other.

Die Kontaktflächen 26, 28 und 30 dienen zum Zuführen von elektrischem Strom zum piezokeramischen Material mit positivem Temperaturkoeffizienten der Waben 18 und 20. Sie können als Stirnkontaktierung kostengünstig hergestellt werden.The contact surfaces 26 . 28 and 30 serve to supply electric current to the piezoceramic material having a positive temperature coefficient of the honeycombs 18 and 20 , They can be produced inexpensively as a front contact.

Zum Anschließen einer nicht dargestellten Stromquelle an den Kontaktflächen 26, 28 und 30 sind Kontaktbleche 32, 34 und 36 vorgesehen, von denen die Kontaktbleche 32 und 34 klammerartig ausgebildet sind und den Rand des quaderförmigen Wabenkörpers 16 von einer seiner Stirnseiten zur abgewandten Stirnseite umfassen. Das Kontaktblech 32 ist ferner mit einem Kontaktlaschenabschnitt 38 versehen, der das Gehäuse 14 durchsetzt und an einem Massepol anzuschließen ist.For connecting a power source, not shown, to the contact surfaces 26 . 28 and 30 are contact sheets 32 . 34 and 36 provided, of which the contact plates 32 and 34 are formed like a clip and the edge of the cuboid honeycomb body 16 from one of its end faces to the opposite end face comprise. The contact sheet 32 is further provided with a contact tab portion 38 provided the housing 14 interspersed and to connect to a ground pole.

Das Kontaktblech 32 ist in der Mitte des Wabenkörpers 16 zwischen den beiden Waben 18 und 20 vor dem Einbrennen der Kontaktfläche 30 eingelegt worden und durch das Einbrennen mit den Waben 18 und 20 verbunden worden. Das Verbinden kann auch nach dem Einbrennen noch durch Verlöten geschehen. Das Kontaktblech 36 weist einen nicht dargestellten Rahmenabschnitt auf, der sich im wesentlichen am äußeren Rand zwischen den Waben 18 sowie 20 erstreckt und der eine verhältnismäßig großflächige Öffnung freigibt. Die Öffnung stellt sicher, dass der Strömungsweg der Luft als Wärmeträger durch die Öffnungen 22 und 24 offen ist. An den Rahmenabschnitt schließt ein Kontaktlaschenabschnitt 40 an, der ebenfalls das Gehäuse 14 durchsetzt und an den ein Pluspol anzuschließen ist.The contact sheet 32 is in the middle of the honeycomb body 16 between the two honeycombs 18 and 20 before baking the contact surface 30 been inserted and by baking with the honeycomb 18 and 20 been connected. The connection can also be done by soldering after firing. The contact sheet 36 has a frame portion, not shown, which is located substantially at the outer edge between the honeycomb 18 such as 20 extends and which releases a relatively large opening area. The opening ensures that the flow path of the air as a heat transfer medium through the openings 22 and 24 is open. To the frame portion includes a contact tab portion 40 on, which is also the case 14 interspersed and to connect to a positive pole.

Die Kontaktbleche 32 und 34 weisen darüber hinaus je einen Federabschnitt 42 bzw. 44 auf, mittels denen der Wabenkörper 16 im Gehäuse 14 federnd gespannt gehaltert ist. An der dem Wabenkörper 16 zugewandten Innenseite der Kontaktbleche 32 und 34 ist je eine Isolierfolie 46 bzw. 48 eingelegt, um einen Kurzschluss zwischen den Kontaktblechen 32 und 34 gegenüber dem Kontaktblech 36 sicher zu verhindern. Auf die Isolierfolien 46 und 48 kann gegebenenfalls verzichtet werden, indem der Silberleitlack an der Kontaktfläche 30 und der Rahmenabschnitt des Kontaktblechs 36 derart ausgebildet sind, dass ein elektrischer Kontakt am Rand des Wabenkörpers 16 prozesssicher verhindert ist.The contact sheets 32 and 34 moreover each have a spring section 42 respectively. 44 on, by means of which the honeycomb body 16 in the case 14 is held springy taut. At the the honeycomb body 16 facing inside of the contact plates 32 and 34 is ever an insulating film 46 respectively. 48 inserted to a short circuit between the contact plates 32 and 34 opposite the contact plate 36 safe to prevent. On the insulating films 46 and 48 may optionally be omitted by the silver conductive paint on the contact surface 30 and the frame portion of the contact sheet 36 are formed such that an electrical contact on the edge of the honeycomb body 16 is reliably prevented.

Das Gehäuse 14 ist aus zwei schalenförmigen Gehäusehälften 50 und 52 aufgebaut, in denen über die Fläche der Öffnungen 22 und 24 des Wabenkörpers 16 je eine im wesentlichen quadratische Öffnung 54 bzw. 56 für den Eintritt und Austritt von Luft als Wärmeträger ausgebildet ist. In den Ecken der Öffnungen 54 und 56 sind je Stützecken im Gehäuse 14 ausgebildet, mittels denen der Wabenkörper 16 von den Kontaktblechen 32 und 34 im Gehäuse 14 gehalten ist.The housing 14 is made of two shell-shaped housing halves 50 and 52 constructed in which over the area of the openings 22 and 24 of the honeycomb body 16 each a substantially square opening 54 respectively. 56 is designed for the entry and exit of air as a heat transfer medium. In the corners of the openings 54 and 56 are each support corners in the housing 14 formed, by means of which the honeycomb body 16 from the contact sheets 32 and 34 in the case 14 is held.

1010
Heizgerätheater
1212
Widerstandsheizelementresistance
1414
Gehäusecasing
1616
Wabenkörperhoneycombs
1818
erste Wabefirst honeycomb
2020
zweite Wabesecond honeycomb
2222
Öffnungenopenings
2424
Öffnungenopenings
2626
Kontaktflächecontact area
2828
Kontaktflächecontact area
3030
Kontaktflächecontact area
3232
Kontaktblechcontact sheet
3434
Kontaktblechcontact sheet
3636
Kontaktblechcontact sheet
3838
KontaktlaschenabschnittContact tab portion
4040
KontaktlaschenabschnittContact tab portion
4242
Federabschnittspring section
4444
Federabschnittspring section
4646
Isolierfolieinsulation
4848
Isolierfolieinsulation
5050
Gehäusehälftehousing half
5252
Gehäusehälftehousing half
5454
Öffnungopening
5656
Öffnungopening
5858
Stützeckensupporting Angles
AA
Strömungsrichtung des Wärmeträgersflow direction the heat carrier

Claims (14)

Widerstandsheizelement (12) für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Wabenkörper (16) aus Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten, der von einem zu erwärmenden Wärmeträger durchströmt werden kann, bei dem der Wabenkörper (16) mit mindestens zwei Waben (18, 20) ausgebildet ist, die elektrisch parallel geschaltet und zugleich in Strömungsrichtung (A) des Wärmeträgers in Reihe angeordnet sind, und bei dem zwischen den beiden Waben (18, 20) ein Kontaktblech (36) vorgesehen ist, um Kontaktflächen (30) beider Waben (18, 20) an gegenüberliegenden Stirnseiten elektrisch zu kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (32, 34, 36) bei einem Einbrennen der Kontaktflächen (26, 28, 30) an den Stirnseiten der Waben (18, 20) mit den Kontaktflächen (26, 28, 30) stoffschlüssig verbunden worden ist.Resistance heating element ( 12 ) for a vehicle air conditioner with a honeycomb body ( 16 ) of resistance material with a positive temperature coefficient, which can be flowed through by a heat transfer medium to be heated, wherein the honeycomb body ( 16 ) with at least two honeycombs ( 18 . 20 ) is formed, which are electrically connected in parallel and at the same time in the flow direction (A) of the heat carrier in series, and in which between the two honeycomb ( 18 . 20 ) a contact plate ( 36 ) is provided to contact surfaces ( 30 ) of both honeycombs ( 18 . 20 ) electrically contact on opposite end faces, characterized in that the contact plate ( 32 . 34 . 36 ) at a burn-in of the contact surfaces ( 26 . 28 . 30 ) on the end faces of the honeycomb ( 18 . 20 ) with the contact surfaces ( 26 . 28 . 30 ) has been bonded cohesively. Widerstandsheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Waben (18, 20) aneinander anliegend angeordnet sind.Resistance heating element according to claim 1, characterized in that the at least two honeycombs ( 18 . 20 ) are arranged adjacent to each other. Widerstandsheizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Waben (18, 20) mit je einer in einem Querschnitt zur Strömungsrichtung (A) des Wärmeträgers gleichartigen Wabenstruktur ausgebildet sind, wobei die Wabenstrukturen insbesondere deckungsgleich an einander anliegend angeordnet sind.Resistance heating element according to claim 1 or 2, characterized in that the at least two honeycombs ( 18 . 20 ) are each formed with one in a cross section to the flow direction (A) of the heat carrier honeycomb similar structure, wherein the honeycomb structures are arranged in particular congruent to each other. Widerstandsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wabe (18, 20) an ihren zur Strömungsrichtung (A) des Wärmeträgers im wesentlichen senkrechten Stirnseiten mit je einer Kontaktfläche (26, 28, 30) ausgebildet ist.Resistance heating element according to one of claims 1 to 3, characterized in that each honeycomb ( 18 . 20 ) at their to the flow direction (A) of the heat carrier substantially vertical end faces each having a contact surface ( 26 . 28 . 30 ) is trained. Widerstandsheizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Waben (18, 20) eine einzelne Kontaktfläche (30) für beide Waben (18, 20) ausgebildet ist, die insbesondere durch Einbrennen mit den beiden Waben (18, 20) verbunden ist.Resistance heating element according to claim 4, characterized in that between the two honeycombs ( 18 . 20 ) a single contact surface ( 30 ) for both honeycombs ( 18 . 20 ) is formed, in particular by baking with the two honeycombs ( 18 . 20 ) connected is. Widerstandsheizelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche/n (26, 28) an gegenüberliegenden Stirnseiten beider Waben (18, 20) mit einem Pluspol einer Stromversorgung des Widerstandsheizelements (12) zu verbinden ist.Resistance heating element according to claim 4 or 5, characterized in that the contact surface / n ( 26 . 28 ) on opposite end faces of both honeycombs ( 18 . 20 ) with a positive pole of a power supply of the resistance heating element ( 12 ) is to be connected. Widerstandsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (36) im Bereich von Öffnungen (22, 24) der Wabenstrukturen der beiden Waben (18, 20) mindestens eine Öffnung aufweist, insbesondere im gesamten Bereich der Öffnungen (22, 24) der Wabenstruktur mit einer einzelnen großflächigen Öffnung gestaltet ist.Resistance heating element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact plate ( 36 ) in the region of openings ( 22 . 24 ) of the honeycomb structures of the two honeycombs ( 18 . 20 ) has at least one opening, in particular in the entire region of the openings ( 22 . 24 ) of the honeycomb structure is designed with a single large-area opening. Widerstandsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (32, 34, 36) mit einer nach außen abstehenden Lasche (38, 40) zum elektrischen Kontaktieren gestaltet ist.Resistance heating element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contact plate ( 32 . 34 . 36 ) with an outwardly projecting tab ( 38 . 40 ) is designed for electrical contact. Widerstandsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein klammerartiges Kontaktblech (32, 34) vorgesehen ist, welches je zwei Waben (18, 20) umgreift und die Kontaktflächen (26, 28) an voneinander abgewandten Stirnseiten elektrisch kontaktiert.Resistance heating element according to one of claims 1 to 8, characterized in that a clamp-like contact plate ( 32 . 34 ) is provided, which each two honeycomb ( 18 . 20 ) and the contact surfaces ( 26 . 28 ) electrically contacted at opposite end faces. Widerstandsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech krallenartig an einer Stirnseite der Wabe (18, 20) in Öffnungen (22, 24) von deren Wabenstruktur eingreift.Resistance heating element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the contact plate like a claw on a front side of the honeycomb ( 18 . 20 ) in openings ( 22 . 24 ) of the honeycomb structure engages. Widerstandsheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Kontaktblech mehrere Waben (18, 20) nebeneinander angeordnet sind.Resistance heating element according to one of claims 1 to 10, characterized in that on a contact plate more honeycomb ( 18 . 20 ) are arranged side by side. Heizgerät (10) für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Widerstandsheizelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.Heater ( 10 ) for a vehicle air conditioning system with a resistance heating element ( 12 ) according to one of claims 1 to 11. Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Heizgerät (10) nach Anspruch 12.Air conditioning system for a vehicle with a heater ( 10 ) according to claim 12. Fahrzeug mit einem Heizgerät (10) nach Anspruch 13.Vehicle with a heater ( 10 ) according to claim 13.
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