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Die Erfindung geht aus von einem Lamellenelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Herstellung eines Lamellenelements.
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Für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, insbesondere solchen mit verbrauchsoptimierten Verbrennungsmotoren, werden Heizvorrichtungen zum Beheizen von einem Innenraum und einem Motor des Kraftfahrzeugs verwendet. Derartige Heizvorrichtungen sind allerdings auch für andere Einsatzzwecke in einem weiten Anwendungsgebiet geeignet, beispielsweise im Bereich von Hausinstallationen (Raumklimatisierung), Industrieanlagen und dergleichen. Üblicherweise weisen derartige Heizvorrichtungen, insbesondere solche mit PTC-Heizelementen (positive temperature coefficient, positiver Temperaturkoeffizient, Kaltleiter), Lamellenelemente auf, die zur Wärmeableitung eingesetzt sind. Unterstützt wird die Wärmeableitung der Lamellenelemente durch einen die Lamellenelemente umströmenden Luftstrom, der von einem Gebläse erzeugt wird.
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Aus der
EP 1 327 834 A1 ist eine Heizvorrichtung mit Lamellenelementen bzw. Wellrippenelementen bekannt. Ein jeweiliges Lamellenelement hat eine Vielzahl von über Lamellenbögen bzw. Verbindungsabschnitte miteinander verbundener Lamellen. Lamellenbögen einer Seite des Lamellenelements sind an einem Radiatorblech befestigt. Über das Radiatorblech ist das Lamellenelement des Weiteren in seiner Längsrichtung gehaltert. Mit dem Radiatorblech ist das Lamellenelement lagefixiert und zwar sowohl in seiner Längs- als auch in seiner Querrichtung. Hierdurch kann es vergleichsweise einfach in die Heizvorrichtung montiert werden. Bei dieser Lösung ist nachteilig, dass zur Lagefixierung des Lamellenelements ein zusätzliches Bauteil, nämlich das Radiatorblech, benötigt wird.
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In der
EP 2 022 293 B1 ist eine weitere Heizvorrichtung offenbart. Diese hat ein Lamellenelement, das eine Vielzahl von über Verbindungsabschnitte miteinander verbundener Lamellen aufweist. Benachbarte Verbindungsabschnitte sind zur Erhöhung einer Steifigkeit des Lamellenelements miteinander verlötet. Das Verlöten des Lamellenelements führt nachteilig zu einem hohen Herstellungsaufwand.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lamellenelement zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar, vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltet und einfach montierbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lamellenelements zu schaffen.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich des Lamellenelements gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein Lamellenelement bzw. eine Wellrippe als mäanderförmig gebogenes Band ausgebildet. In Bandrichtung gesehen hat das Lamellenelement wechselweise einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden von zwei Lamellen und eine Lamelle. Vorzugsweise ist das Lamellenelement bei der Herstellung über eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten oder über alle Verbindungsabschnitte oder im Wesentlichen alle Verbindungsabschnitte mit einer Presskraft zur plastischen Verformung von zumindest der kraftbeaufschlagten Verbindungsabschnitte beaufschlagt. Alternativ oder zusätzlich zur Presskraftbeaufschlagung sind Lamellen von zumindest einer Teilmenge der Lamellen oder alle Lamellen mit einer oder mehreren Sicken versehen.
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Die Beaufschlagung mit der Presskraft führt bei der Herstellung dazu, dass eine Steifigkeit des Lamellenelements deutlich erhöht ist. Somit kann beispielsweise auf das im eingangs erläuterten Stand der Technik vorgesehene Radiatorblech bzw. auf ein Verlöten der Verbindungsabschnitte verzichtet werden, um das Lamellenelement einfach montieren zu können. Ein Einbringen von Sicken in Lamellen führt ebenfalls zu einer deutlichen Erhöhung einer Steifigkeit des Lamellenelements. Ist ein Lamellenelement bei der Herstellung mit einer Presskraft beaufschlagt und hat es zusätzlich Sicken, so führt diese Kombination zu einer überragend hohen Steifigkeit. Des Weiteren führt die Beaufschlagung des Lamellenelements bei der Herstellung mit der Presskraft zu einer planaren Oberfläche im Bereich seiner Verbindungsabschnitte, womit Unebenheiten ausgeglichen werden können. Dies ist äußerst vorteilhaft zum Ansetzen von beispielsweise PTC-Heizelementen, da eine Kontakt- bzw. Anlagefläche zwischen den PTC-Heizelementen und dem Lamellenelement im Wesentlichen eben ist. Hierdurch ist des Weiteren eine hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit zwischen den PTC-Elementen und dem Lamellenelement geschaffen.
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Mit den Verbindungsabschnitten sind vorzugsweise zwei zueinander beabstandete Funktionsseiten des Lamellenelements gebildet, zwischen denen die Lamellen angeordnet sind. Bei der Herstellung des Lamellenelements wird dieses dann gleichzeitig von beiden Funktionsseiten her mit der Presskraft von außen beaufschlagt.
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Zusätzlich zur Presskraft über die Verbindungsabschnitte kann das Lamellenelement bei der Herstellung in Längsrichtung mit einer weiteren Kraft, insbesondere einer Haltekraft zum Halten des Lamellenelements oder einer Presskraft zum Stauchen des Lamellenelements, beaufschlagt sein. Diese weitere Kraft ist dann etwa in eine parallel zu den Funktionsflächen verlaufende Richtung gerichtet. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme eine Steifigkeit des Lamellenelements noch weiter erhöht werden kann und/oder das Lamellenelement bei der Herstellung sicher gehalten werden kann. Außerdem kann ein Abstand zwischen den Verbindungsabschnitten der Funktionsseiten verringert werden, womit das Lamellenelement eine kompakte Ausgestaltung aufweist.
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Vorzugsweise sind zumindest die Verbindungsabschnitte durch die Beaufschlagung mit der über die Verbindungsabschnitte beaufschlagten Presskraft plastisch umgeformt.
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Beispielsweise werden die Verbindungsabschnitte durch die Beaufschlagung mit der Presskraft von einer gekrümmten Form in eine zumindest abschnittsweise ebene Form umgeformt. Somit werden die die Lamellen verbindenden Scheitel planiert. Eine Stauchung der Verbindungsabschnitte kann bei durch die Presskraftbeaufschlagung über die Verbindungsabschnitte beispielsweise zwischen 0,2 und 0,5mm liegen.
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Es ist denkbar, dass die Beaufschlagung der Verbindungsabschnitte mit der Presskraft derart erfolgt, dass auch die Lamellen etwas plastisch deformiert werden.
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Im Übergangsbereich zwischen einem jeweiligen Verbindungsabschnitt und dem mit diesem verbundenen Lamellen kann ein Radius vorgesehen sein. Hierdurch ist zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten ein Aufnahmeraum ausgebildet, in dem beim Verkleben von beispielsweise PTC-Heizelementen mit dem Lamellenelement Klebstoff verdrängt werden kann. Hierdurch ist eine bessere Stromeinleitung ermöglicht und eine Fertigung optimiert.
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Vorzugsweise hat eine Lamelle zusammen mit ihren beiden Verbindungsabschnitten in einer Durchströmungsrichtung des Lamellenelements gesehen eine etwa Z-Form.
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Bevorzugterweise sind die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbundenen Lamellen mit ihren vom Verbindungsabschnitt entfernten Endabschnitten aneinander angenähert. Zusätzlich oder alternativ können die Endabschnitte aneinander anliegen. Durch die aneinander angenäherten oder aneinander anliegenden Endabschnitte der Lamellen können darin eingebrachte Sicken von jeweils benachbarten Lamellen abschnittsweise ineinander tauchen, wodurch sich die Lamellen über ihre Sicken dann gegenseitig übergreifen. Dies führt zu einer zusätzlichen Stabilität des Lamellenelements.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung haben zumindest die Lamellen der Teilmenge oder alle Lamellen drei Sicken. Diese können etwa gleich ausgestaltet sein. Des Weiteren können sie sich über einen Großteil der Lamelle erstrecken.
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Mit Vorteil sind zumindest in die Lamellen der Teilmenge oder in alle Lamellen jeweils von ihrer einen Seitenfläche her eine erste Sicke und von ihrer anderen Seitenfläche her eine zweite Sicke oder zwei zweite Sicken eingebracht. Diese wechselseitigen Vertiefungen führen zu einer zusätzlichen Erhöhung der Steifigkeit des Lamellenelements.
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Eine jeweilige Sicke erstreckt sich vorzugsweise etwas parallel zu einer Längskante ihrer Lamelle. Diese Ausgestaltung und Anordnung der Sicken hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, um eine Steifigkeit des Lamellenelements zu steigern.
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Die Sicken können jeweils vorrichtungstechnisch einfach länglich ausgebildet sein und beispielsweise etwas zu den Verbindungsabschnitten beabstandet sein. Bei einer Mehrzahl von Sicken in einer Lamelle sind diese dann etwa in Parallelabstand zueinander. Ein Abstand zwischen den Sicken ist dabei vorzugsweise im Wesentlichen gleich. Es ist denkbar, dass sich bei drei Sicken die mittlere Sicke ihre Längsflanken mit den seitlichen Sicken teilt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest in den Lamellen der Teilmenge oder in alle Lamellen zwei seitliche Sicken von einer Seitenfläche her und eine mittlere Sicke von der anderen Seitenfläche her in diese eingebracht.
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Bevorzugterweise sind die Sicken derart ausgebildet, dass jeweils zwischen zwei benachbarten Lamellen ein Strömungsquerschnitt in Durchströmungsrichtung gesehen im Wesentlichen gleich bleibt. Das heißt, das in einer Ebene, die sich etwa parallel zu den Funktionsseiten des Lamellenelements durch die Lamellen erstreckt, ein Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Lamellen im Wesentlich gleich ist. Hierdurch wird ein Druckverlust bei einer Durchströmung eines Fluids durch das Lamellenelement vermieden.
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Zur Vermeidung der Veränderung des Strömungsquerschnitts des Lamellenelements aufgrund der Sicken sind vorzugsweise die Sicken bei jeder Lamelle etwa in einer gleichen Position eingebracht. Auswölbungen von Sicken gleicher Position haben dann eine gleiche Orientierung. Somit bleibt durch die im Wesentlichen gleich ausgestalteten und gleich angeordneten Sicken des Lamellenelements der Strömungsquerschnitt in der Durchströmungsrichtung des Fluids zwischen zwei benachbarten Lamellen im Wesentlichen gleich.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenelements mit folgenden Schritten vorgesehen:
- – In einem ersten Schritt wird ein Band zu dem Lamellenelement bzw. zu der Wellrippe umgeformt. Die Umformung erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass in Richtung des Bands gesehen wechselweise der Verbindungsabschnitt und die Lamelle ausgebildet sind. Die Verbindungsabschnitte können hierbei vorzugsweise abschnittsweise nach außen gekrümmt sein.
- – In einem weiteren Schritt kann das Lamellenelement über die Verbindungsabschnitte in Richtung der Lamellen von beiden Seiten des Lamellenelements her mit einer äußeren, insbesondere großflächigen Presskraft zur plastischen Verformung, insbesondere aller Verbindungsabschnitte, beaufschlagt werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann mit wenigen und einfachen Verfahrensschritten ein Lamellenelement hergestellt werden, das eine hohe Steifigkeit aufweist und somit im Unterschied zum Stand der Technik kein zusätzliches Radiatorblech oder eine Verlötung von Verbindungsabschnitten benötigt.
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Alternativ ist für den weiteren Schritt denkbar, dass die Verbindungsabschnitte einer jeweiligen Seite des Lamellenelements nacheinander mit der Presskraft in Richtung der Lamellen beaufschlagt werden, was zu einer kontinuierlichen Fertigung führen würde. Es ist weiter denkbar, dass jeweils zumindest zwei gegenüberliegende Verbindungsabschnitte hierbei etwa gleichzeitig mit der Presskraft beaufschlagt sein können. Diese kontinuierliche Fertigung erfolgt beispielsweise über zwei Walzen, zwischen denen das Lamellenelement, nachdem es zur Wellrippe umgeformt wurde, hindurchgeführt wird.
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Zum Einbringen von Sicken in das Lamellenelement wird das Band vorzugsweise vor dem Legen zur Wellrippe geprägt.
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Wie vorstehend bereits erläutert, wird das Band derart umgeformt, dass die Verbindungsabschnitte vor der Beaufschlagung des Lamellenelements mit der Presskraft zumindest abschnittsweise gekrümmt sind. Die Verbindungsabschnitte erstrecken sich somit in Bandrichtung gesehen jeweils etwa entlang einer Kurve. Die Beaufschlagung der Presskraft über die Verbindungsabschnitte erfolgt dann vorzugsweise derart, dass die gekrümmten Verbindungsabschnitte abgeflacht werden und das Lamellenelement somit planiert ist.
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Etwa gleichzeitig bzw. zumindest abschnittsweise synchron zum Beaufschlagen des Lamellenelements mit der Presskraft von den Verbindungsabschnitten her kann dieses in Längsrichtung mit einer Kraft, insbesondere Presskraft, zum Stauchen beaufschlagt sein, um eine Steifigkeit weiter zu erhöhen. Alternativ ist denkbar, dass die in Längsrichtung auf das Lamellenelement wirkende Kraft eine Haltekraft ist, die vor und/oder etwa gleichzeitig zum Beaufschlagen des Lamellenelements mit der Presskraft aufgebracht wird. Somit kann das Lamellenelement durch die Haltekraft längsfixiert werden und anschließend über die Verbindungsabschnitte verpresst werden beziehungsweise kann das Lamellenelement in Längsrichtung zusammengedrückt werden und in ihrer definierten Länge festgehalten (fixiert) werden und anschließend über die Verbindungsabschnitte verpresst werden. Ein Werkzeug zur Herstellung des Lamellenelements wird dann in der Endposition geeignet fixiert bevor die Presskraft über die Verbindungsabschnitte aufgebracht wird.
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Zusätzlich oder Alternativ zur Längsfixierung kann das Lamellenelement vor und/oder gleichzeitig zu der Beaufschlagung mit der Presskraft von beiden Seiten her querfixiert sein. Die Querfixierung erfolgt in Querrichtung, das heißt etwa in Durchströmungsrichtung des Lamellenelements beziehungsweise in Richtung der vom Lamellenelement festgelegten Breite. Durch die Querfixierung wird ein „seitliches herausspringen“ des gestauchten Lamellenelements aus dem Werkzeug zur Herstellung vermieden.
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Nach dem Beaufschlagen des Lamellenelements mit der Presskraft kann zumindest auf einer Funktionsseite des Lamellenelements ein Heizelement, insbesondere ein PTC-Heizelement, angeordnet werden. Das Heizelement wird hierbei vorzugsweise mit dem Lamellenelement verklebt oder verklemmt.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Lamellenelement gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 einem vergrößerten Ausschnitt des Lamellenelements aus 1,
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3 in einer perspektivischen Darstellung das noch nicht vollständig gefertigte Lamellenelement,
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4 einem vergrößerten Ausschnitt des Lamellenelements aus 3,
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5 in einer perspektivischen Darstellung eine Lamellenelementanordnung,
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6 in einem vergrößerten Ausschnitt die Lamellenelementanordnung aus 5 mit einem Ausbruch und
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7 in einer schematischen Darstellung ein Werkzeug zum Beaufschlagen des Lamellenelements mit einer Presskraft.
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Gemäß 1 ist das Lamellenelement 1 mäanderförmig ausgestaltet. Es ist aus einem gelegten Band hergestellt, wobei in Bandrichtung abwechselnd eine Lamelle 2 und ein Verbindungsabschnitt 4 ausgebildet sind. Die Verbindungsabschnitte 4 des Lamellenelements 1 bilden dann eine erste und zweite Funktionsseite 6 bzw. 8 des Lamellenelements 1.
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Gemäß 2 ist das Lamellenelement 1 derart ausgestaltet, dass jeweils Endabschnitte 10a, 10b von jeweils zwei benachbarten Lamellen 2a, 2b, die vom Verbindungsabschnitt 4 dieser Lamellen 2a, 2b beabstandet sind, aneinander anliegen oder zumindest angenähert sind. Benachbarte Lamellen 2a, 2b nähern sich somit ausgehend von ihrem Verbindungsabschnitt 4 aneinander an.
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Das Lamellenelement 1 wird bei der Herstellung von beiden Funktionsseiten 6 und 8 her über seine Verbindungsabschnitte 4 mit einer flächigen Presskraft beaufschlagt, die etwa normal zu den Funktionsseiten 6 und 8 wirkt. Hierdurch werden die Verbindungsabschnitte 4 plastisch umgeformt und haben jeweils einen eine etwa ebene Außenfläche 12 aufweisenden Flachabschnitt 14. Die Außenflächen 12 der Verbindungsabschnitte 4 auf einer jeweiligen Funktionsseite 6 bzw. 8 spannen dann jeweils eine Ebene auf. Die Flachabschnitte 14 erstrecken sich jeweils über die gesamte Breite des Lamellenelements 1 in einer Durchströmungsrichtung 16 gesehen. Eine Breite der Flachabschnitte 14 quer zur Durchströmungsrichtung 16 gesehen ist im Wesentlichen konstant. Eine jeweilige Lamelle 2 ist mit ihrem jeweiligen Verbindungsabschnitt 4 über einen gekrümmten Abschnitt 18a bzw. 18b verbunden. Ein jeweiliger gekrümmter Abschnitt 18a und 18b erstreckt sich ausgehend vom Flachabschnitt 14 zum jeweiligen Endabschnitt 10b bzw. 10a der Lamellen 2a bzw. 2b. Durch die ausgehend vom Flachabschnitt 14 hin zu den Lamellen 2 gekrümmten Abschnitte 18a und 18b ist jeweils zwischen zwei benachbarten Verbindungsabschnitten 4a und 4b ein Aufnahmeraum 20 ausgebildet. Wird beispielsweise ein PTC-Heizelement auf die Funktionsseite 6 und/oder 8 über einen Klebstoff angebracht, so kann dieser Klebstoff in die Aufnahmeräume 20 zwischen den Verbindungsabschnitten 4 verdrängt werden.
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In eine jeweilige Lamelle 2 sind drei Sicken 22, 24 und 26 eingebracht. Diese sind jeweils länglich ausgestaltet und erstrecken sich im Parallelabstand zur Längskante 28 der Lamelle 2, in der sie eingebracht sind. Die Sicken 22 bis 26 sind zueinander beabstandet. Alternativ ist denkbar, dass benachbarte Sicken 22 bis 26 einer Lamelle 2 sich ihre Längsflanken 30a bis 30d teilen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sicken 22 bis 26 in Durchströmungsrichtung 16 gesehen gleichmäßig voneinander beabstandet. Die Sicken 22 und 26 sind dabei in einem Außenbereich der Lamelle 2 eingebracht und die Sicke 24 ist zwischen diesen Sicken 22 und 26 mittig der Lamelle 2 ausgebildet. Ein Abstand der Sicken, in Durchströmungsrichtung 16 gesehen, zueinander entspricht etwa dem Abstand der äußeren Sicken 22 und 26 zu ihrer benachbarten Längskante 28 bzw. 32. Die Sicken 22 bis 26 enden vorzugsweise jeweils vor dem Verbindungsabschnitt 4 ihrer Lamelle 2. Allerdings ist denkbar, dass die Sicken 22 bis 26 sich in einen oder beide Verbindungsabschnitte 4 ihrer Lamelle 2 erstrecken. Des Weiteren ist denkbar, dass sie sich zusätzlich in einen oder beide Flachabschnitte 14 des Verbindungsabschnitts 4 ihrer Lamelle 2 erstrecken.
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Die zwei äußeren Sicken 22 und 26 einer jeweiligen Lamelle 2 sind von einer ersten Seitenfläche 34 und die mittlere Sicke 24 von der anderen Seitenfläche 36 her eingebracht. Die Sicken 22 und 26 haben somit eine Auswölbung, die etwa entgegengesetzt orientiert zur Auswölbung der mittleren Sicke 24 ist.
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Die Ausgestaltung einer jeweiligen Sicke 22 bis 26 wird anhand der mittleren Sicke 24 in 2 näher erläutert. Eine jeweilige Sicke 24 hat einen Sickengrund 38. Von diesem aus erstrecken sich etwa V-förmig zueinander die Längsflanken 30b und 30c, wobei ihr Abstand sich mit zunehmender Entfernung vom Sickengrund 38 vergrößert. Neben den Längsflanken 30b und 30c hat die Sicke 24 zwei Querflanken 40a und 40b, die sich ebenfalls ausgehend vom Sickengrund 38 V-förmig zueinander erstrecken, wobei ihr Abstand mit zunehmender Entfernung vom Sickengrund 38 größer wird. Die benachbarten Längs- und Querflanken 30b, 30c, 40a, 40b sind jeweils über eine gekrümmte Flanke 42 miteinander verbunden. Die Sicken 22 und 26 sind somit jeweils etwa schalenförmig ausgestaltet.
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Die Sicken 22 und 26 einer jeweiligen Lamelle 2 sind im Wesentlichen gleich ausgestaltet und auch gleich bei den jeweiligen Lamellen 2 positioniert. Im Bereich der aneinander anliegenden oder angenäherten Endabschnitte 10a und 10b von benachbarten Lamellen können die Sicken 22 bis 26 der einen Lamelle 2a in die Sicken 22 bis 26 der anderen Lamelle 2b abschnittsweise eintauchen. Eine relative Verschiebung der Lamellen 2a und 2b insbesondere in Durchströmungsrichtung 16 wird somit erschwert, wodurch eine Steifigkeit des Lamellenelements 1 erhöht ist.
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Gemäß 3 ist das Lamellenelement 1 vor der Beaufschlagung mit einer Presskraft über seine Verbindungsabschnitte 4 gezeigt. Gemäß 4 sind die Verbindungsabschnitte 4 hierbei jeweils gekrümmt ausgestaltet. Im Querschnitt gesehen erstrecken sie sich hierbei jeweils etwa abschnittsweise umlaufend um einen Kreis.
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Zur Herstellung des Lamellenelements 1 werden in ein Band, das insbesondere aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, besteht, die Sicken 22 bis 26 für jede Lamelle 2 eingebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch einen Prägevorgang. Anschließend wird das Band gebogen, womit es dann etwa die Ausgestaltung gemäß der 3 und 4 aufweist. Durch die Sicken 22 bis 26 in 4 hat das Lamellenelement 1 im Vergleich zu einem Lamellenelement ohne Sicken eine äußerst hohe Steifigkeit. Die Steifigkeit kann weiter erhöht werden, wenn das Lamellenelement 1 von seinen Funktionsseiten 6 und 8, siehe 4, flächig mit einer Presskraft beaufschlagt wird, wodurch die Verbindungsabschnitte plastisch verformt werden und die Gestalt gemäß 2 erreichen. Die in 4 beispielhaft mit einem Pfeil gekennzeichneten Presskräfte 44 und 46 sind etwa quer zur Durchströmungsrichtung 16 gerichtet und weisen aufeinander zu. Vorzugsweise gleichzeitig zur Beaufschlagung des Lamellenelements mit den Presskräften 44 und 46 wird es in Längsrichtung über seine Stirnseiten 48 und 50 gemäß 3 beaufschlagt, um ein Auseinandertriften der Lamellen 2 bei der Kraftbeaufschlagung mit den Presskräften 44 und 46 zu vermeiden. Zusätzlich kann das Lamellenelement 1 über die Stirnseiten 48 und 50 noch gestaucht werden, also in Längsrichtung plastisch umgeformt werden.
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Gemäß 5 ist eine Lamellenelementanordnung 52 dargestellt. Diese hat zumindest ein Lamellenelement 1, das mit Heizelementen 54 bis 58 fest verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Lamellenelementanordnung 52 ein weiteres Lamellenelement 1a auf. Die PTC-Heizelemente 54 bis 58 sind dann über ihre Großflächen mit einer jeweiligen Funktionsseite 6, 8, siehe 1, des Lamellenelements 1 bzw. 1a verbunden. Hierbei wird auf die Großflächen der PTC-Heizelemente und/oder auf die mit diesen zu verbindenden Funktionsseiten 6, 8 der Lamellenelemente 1, 1a Klebstoff aufgebracht und anschließend die zu verbindenden Teile 54 bis 58, 1 und 1a zueinander angeordnet. Überschüssiger Klebstoff kann dann in die Aufnahmeräume 20, von denen in der 5 beispielhaft zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind, verdrängt werden.
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In dem Ausbruch in 6 ist ein Strömungsquerschnitt zwischen den Lamellen 2 erkennbar. Eine Schnittebene des Ausbruchs erstreckt sich etwa in Parallelabstand zur Funktionsseite 6 bzw. 8 des Lamellenelements 1 mittig durch dieses. Hierbei ist erkennbar, dass in einer sich parallel zu den Funktionsseiten 6 und 8 erstreckenden Ebene, die die Lamellen 2 schneidet, ein Abstand zwischen zwei benachbarten Lamellen 2a, 2b im Wesentlichen gleich bleibt, wodurch wiederum der Strömungsquerschnitt zwischen zwei benachbarten Lamellen 2a und 2b im Wesentlichen gleich bleibt. Dies erfolgt dadurch, dass die Sicken 22 bis 26 einer jeweiligen Lamelle im Wesentlichen gleich ausgestaltet und auch im Wesentlichen gleich bzgl. ihrer Lamelle positioniert sind. Diese Ausgestaltung ist für die Erzielung eines niedrigen Differenzdrucks im Betrieb (mit Durchströmung) vorteilhaft.
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Gemäß 7 ist beispielhaft ein Werkzeug 60 zum Beaufschlagen des Lamellenelements 1 mit den Presskräften dargestellt. Das Werkzeug 60 hat zwei im Querschnitt gesehen L-förmig ausgestaltete Werkzeugteile 62 und 64. Ein jeweiliges Werkzeugteil 62 und 64 hat einen ersten Schenkel 66 und einen zweiten Schenkel 68. Das Lamellenelement 1 liegt dann zur Kraftbeaufschlagung mit seiner einen Funktionsseite 6 am Schenkel 66 des einen Werkzeugteils 62 und mit seiner anderen Funktionsseite 8 am Schenkel 66 des anderen Werkzeugteils 64 an. Ein jeweiliger Schenkel 66 hat hierbei eine etwa ebene Anlagefläche 70, die derart ausgestaltet ist, dass das Lamellenelement im Wesentlichen mit seiner gesamten Funktionsseite 6 bzw. 8 an diesen Anlageflächen 70 anliegen kann. Des Weiteren liegt das Lamellenelement 1 mit seiner einen Stirnseite 48 am Schenkel 68 des einen Werkzeugteils 62 und mit seiner anderen Stirnseite 50 an dem Schenkel 68 des anderen Werkzeugteils 64 an. Die Schenkel 68 haben hierfür jeweils eine sich etwa senkrecht zur Anlagefläche 70 ihres jeweiligen Werkzeugteils 62 bzw. 64 erstreckende Anlagefläche 72. Die Anlageflächen 72 sind dabei derart ausgestaltet, dass die Stirnseiten 48 und 50 des Lamellenelements 1 großflächig an diesen anliegen können. Die Werkzeugteile 62 und 64 sind dabei derart zueinander beabstandet, dass sie sich während des Umformprozesses des Lamellenelements 1 nicht berühren. Zum Umformen des Lamellenelements 1 werden dann die Werkzeugteile 62 und 64 aufeinander zu bewegt. Somit werden zum Abflachen der Verbindungsabschnitte 4, siehe 1, die Schenkel 66 der Werkzeugteile 62 und 64 relativ zueinander derart verschoben, dass ein Abstand zwischen diesen verringert wird. Gleichzeitig werden die Schenkel 68 relativ zueinander verschoben und zwar derart, dass ein Abstand zwischen diesen verringert wird, um das Lamellenelement 1 zu stauchen. Alternativ ist denkbar, die Schenkel 68 erst im Anschluss an die Relativverschiebung der Schenkel 66 oder vor der Relativverschiebung der Schenkel 66 zu verschieben. Des Weiteren ist alternativ denkbar, dass die Schenkel 68 einen gleichbleibenden Abstand beibehalten, wodurch sie lediglich das Lamellenelement 1 bei der Umformung über die Schenkel 66 abstützen. Im letzteren Fall ist denkbar, dass das Lamellenelement 1 vor der Abstützung über die Schenkel 66 von diesen gestaucht wird.
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Um das Lamellenelement 1 auch in Querrichtung abzustützen und/oder zu stauchen, kann das Werkzeug 60 oder die Werkzeugteile 62 und 64 entsprechende Anlageflächen aufweisen.
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Offenbart ist ein Lamellenelement, das Lamellen aufweist, die einstückig über Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind. Zur Erhöhung einer Steifigkeit wird das Lamellenelement von seinen Verbindungsabschnitten her etwa in Richtung der Lamellen mit einer Presskraft bei der Herstellung beaufschlagt, womit zumindest die Verbindungsabschnitte plastisch verformt werden. Zusätzlich oder alternativ sind in einigen oder allen Lamellen Sicken eingebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a
- Lamellenelement
- 2, 2a, 2b
- Lamelle
- 4, 4a, 4b
- Verbindungsabschnitt
- 6
- Funktionsseite
- 8
- Funktionsseite
- 10a, 10b
- Endabschnitt
- 12
- Außenfläche
- 14
- Flachabschnitt
- 16
- Durchströmungsrichtung
- 18a, 18b
- gekrümmter Abschnitt
- 20
- Aufnahmeraum
- 22
- Sicke
- 24
- Sicke
- 26
- Sicke
- 28
- Längskante
- 30a, 30b, 30c, 30d
- Längsflanken
- 32
- Längskante
- 34
- Seitenfläche
- 36
- Seitenfläche
- 38
- Sickengrund
- 40a, 40b
- Querflanke
- 42
- gekrümmte Flanke
- 44
- Presskraft
- 46
- Presskraft
- 48
- Stirnseite
- 50
- Stirnseite
- 52
- Lamellenelementanordnung
- 54
- Heizelement
- 56
- Heizelement
- 58
- Heizelement
- 60
- Werkzeug
- 62
- Werkzeugteil
- 64
- Werkzeugteil
- 66
- Schenkel
- 68
- Schenkel
- 70
- Anlagefläche
- 72
- Anlagefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1327834 A1 [0003]
- EP 2022293 B1 [0004]
