DE102013225628A1

DE102013225628A1 - Vorrichtung zum Kontaktieren von Wärmeübertragerelementen mit Batteriemodulen eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102013225628A1
Application number: DE201310225628
Authority: DE
Inventors: Stephan Koester; Andreas Emmerich; Igor Kindt; Felix Girmscheid
Original assignee: Halla Visteon Climate Control Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2014-06-18
Also published as: KR101563405B1; KR20140078558A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) zum Kontaktieren von Wärmeübertragerelementen (8) mit Batteriemodulen (6) eines Kraftfahrzeuges. Die Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) weist mindestens ein Federelement (9) mit einem Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘) sowie ein Trägerelement (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) auf. Das Trägerelement (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) ist dabei über den Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘) mit dem Federelement (9) verbunden angeordnet. Das Federelement (9) ist mit dem Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘) einteilig ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontaktieren von Wärmeübertragerelementen mit Batteriezellen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeuges.
Die in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzten Batterien mit großer Kapazität dienen zum Speichern elektrischer Energie. Mehrere jeweils eine prismatische Form aufweisende Batteriezellen, auch als elektrochemische Speicherzellen bezeichnet, sind dabei zu einem Batteriemodul gestapelt zusammengefasst und verspannt. Die Energie wird der Batterie bei Elektrofahrzeugen durch den Anschluss an eine Stromversorgungsquelle zugeführt. Bei Hybridfahrzeugen kann Energie zudem während der Bremsvorgänge des Fahrzeuges zurückgewonnen werden.
Im Betrieb, das heißt beim Laden oder Entladen beziehungsweise bei der Entnahme der gespeicherten Energie aus der Batterie, erhitzen sich die Batteriezellen. Es wird Wärme freigesetzt. Die Batterie sollte beim Entladen und Laden mit einer optimalen Temperatur betrieben werden. Dabei ist die entstehende und freigesetzte Wärme abzuführen, da eine erhöhte Betriebstemperatur zu einer sehr starken thermischen Belastung der Batteriezellen führt. Auf Grund der eingeschränkten Temperaturbeständigkeit der Batterien müssen diese aktiv gekühlt werden. Geeignete Medien zur Kühlung der Batterie sind zum Beispiel Kältemittel und Kühlmittel, welche in Kreisläufen zirkulieren. Die Kühlung der als Wärmequelle anzusehenden Batterie erhöht deren Lebensdauer. Die Temperaturen der gekühlten Batterie sollten dabei lediglich innerhalb eines begrenzten Bereiches variieren. Die Temperaturspreizungen zwischen einzelnen Batteriezellen sollten möglichst gering sein.
Für den Betrieb bei einer optimalen Betriebstemperatur der Batterien der Elektrofahrzeuge ist aber nicht nur die entstehende Wärme abzuführen, sondern gleichfalls bei zu geringer Umgebungstemperatur, insbesondere beim Starten, der kalten Batterie Wärme zuzuführen. Die herkömmlich in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien weisen einen engen Temperaturbereich auf, in welchem der Betrieb möglich ist. Bei niedrigen Temperaturen der Batteriezellen, insbesondere bei Temperaturen bis 0 °C, muss die elektrische Leistung der Batterie reduziert werden, um eine Schädigung der Zellen zu verhindern. Im Temperaturbereich unterhalb von 0 °C ist auch das Laden der Batterien nicht möglich. Mit ansteigender Betriebstemperatur steigt der elektrische Wirkungsgrad der Lithium-Ionen-Batterien an. Bei Temperaturen oberhalb von 40°C setzt jedoch eine erhöhte Alterung der Batteriezellen ein, die bei Temperaturen von über 50°C sogar zur Beschädigung der Batteriezellen führen kann.
Aus dem Stand der Technik zur Kühlung der Batterie sind zum Beispiel die Verwendung der durch die Fahrzeugklimatisierung abgekühlten Luft oder die Anbindung des Batteriekühlsystems an das Klimatisierungssystem des Fahrzeuges bekannt. Zum einen ist es möglich, die Batterie direkt mit Kältemittel und zum anderen mittels eines Sekundärkreislaufes des Klimatisierungssystems zu kühlen. Bei direkter Kühlung wird der Wärmeübertrager zur Aufnahme der innerhalb der Batterie entstehenden Wärme mit Kältemittel beaufschlagt. Bei der Kühlung mit einem Sekundärkreislauf könnte die im Wärmeübertrager der Batterie aufgenommene Wärme in einem zweiten Wärmeübertrager an das Klimatisierungssystem des Fahrzeuges abgeführt werden. Als umlaufender Wärmeträger ist zum Beispiel Wasser oder Glykol einsetzbar.
So wird in der DE 10 2006 010 063 A1 eine Kühleinrichtung für Batterien, insbesondere für Hybridantriebe von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Die Kühleinrichtung weist ein Basisgehäuse zur aufrechtstehenden Halterung und bodenseitigen Flüssigkeitskühlung einer Mehrzahl einzelner stabförmiger Batteriezellen auf. Das druckdicht und explosionsgeschützt ausgebildete Basisgehäuse umfasst einen abgeschlossenen und flüssigkeitsdichten Kühlmittelraum mit einem Einlass und einem Auslass für eine Kühlflüssigkeit. Das einheitliche Basisgehäuse ist dabei aufgrund der insbesondere an die Batteriezellen angepassten Form und Strömungskanäle des Kühlmittels unflexibel, aufwändig zu fertigen und mit hohen Herstellungskosten verbunden.
Aus der DE 10 2010 038 681 A1 geht eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem aus mehreren Speicherzellen ausgebildeten Energiespeichermodul hervor. Die Speicherzellen sind am Boden thermisch mit einer Kühlanordnung kontaktiert. Die Kühlanordnung weist Flachrohre auf, welche durch eine Federanordnung an den Boden der Speicherzellen gepresst werden. Die Federanordnung ist dabei zwischen einem Gehäuseboden und den Flachrohren angeordnet und stützt sich an dem Gehäuseboden ab. Der Gehäuseboden ist in Bezug zum Energiespeichermodul fixiert. Die Federanordnung umfasst dabei eine Anzahl an Federelementen, wobei ein Federelement jeweils ein zugeordnetes Flachrohr der Kühlanordnung an den Boden der Speicherzellen presst. Die aus Kunststoff oder Metall gefertigten Federelemente weisen in einem Schnitt quer zur Längsrichtung federnde Beine auf, welche sich an dem Gehäuseboden abstützen und bei Verformung eine in Richtung des zugeordneten Flachrohrs oder der Speicherzellen wirkende Kraft erzeugen.
Die zum Stand der Technik gehörenden Systeme zur Wärmeübertragung zwischen Wärmeübertragerelementen und Zellen der Batterie eines Kraftfahrzeuges sind entweder mit einer an die spezielle Form der Zellen angepassten einheitlichen Gestalt und damit nicht variabel ausgebildet, aufwändig zu fertigen und mit hohen Herstellungskosten verbunden oder weisen Wärmeübertragerelemente auf, welche direkt mit den Batteriezellen verklebt oder über starre Strukturen an die Zellmodule über Verschraubungen angepresst angeordnet sind. Mit den Batteriezellen verklebte Wärmeübertragerelemente sind oftmals unlösbar verbunden und damit unflexibel. Insbesondere verschraubt ausgebildete Systeme zum Anpressen der Wärmeübertragerelemente an die Batteriezellen sind sehr massiv und weisen ein hohes Gewicht auf. Wärmeübertrager und Batteriezellen müssen bei der Montage zudem in einem zusätzlichen Verfahrensschritt separat verschraubt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kontaktieren von Wärmeübertragerelementen zur Temperierung einer aus Speicherzellen ausgebildeten Batterie in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug, bereitzustellen, welche einen minimalen Bauraum aufweist und in Verbindung mit den Wärmeübertragerelementen innerhalb der Batterie eine sehr homogene Temperaturverteilung gewährleistet. Die Vorrichtung soll dabei vergleichsweise große Toleranzen von Wärmeübertragerelementen und Bauraum ausgleichen. Durch einen Verzicht auf zusätzliche Schritte soll der montagebedingte Aufwand bei der Installation im Fahrzeug minimal sein. Die Wärmeübertragerelemente sollen zur Gewichtsoptimierung, auch bei sehr großen oder langgestreckten Wärmeübertragungsflächen, filigran und leicht deformierbar ausbildbar sein und im montierten Zustand von der Vorrichtung stabilisiert werden. Dünnwandig ausgebildete Wärmeübertragungsflächen sollen durch Verformung bei der Montage die negative Form der zu temperierenden Flächen der Batteriezellen aufweisen, sodass auf zusätzliche, die Wärmeübertragung verbessernde Elemente, wie Wärmeleitpasten oder Wärmeleitfolien, verzichtet werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Kontaktieren von Wärmeübertragerelementen mit Batteriemodulen eines Kraftfahrzeuges gelöst. Die Vorrichtung weist mindestens ein Federelement mit einem Aufnahmeabschnitt auf. Die Wärmeübertragerelemente und die Vorrichtung zum Kontaktieren der Wärmeübertragerelemente mit den Batteriemodulen sind Komponenten einer Anordnung zur Temperierung und zur Halterung von elektrochemischen Energiespeichern beziehungsweise elektrischen Speicherzellen. Bei dem elektrochemischen Energiespeicher kann es sich insbesondere um Ni/MeH- oder Li-lon-Zellen handeln. Mehrere Speicherzellen sind dabei zu einem Batteriemodul verbunden, welche wiederum in ihrer Gemeinsamkeit die Batterie ergeben.
Nach der Konzeption der Erfindung weist die Vorrichtung ein Trägerelement auf. Das Trägerelement ist dabei über den Aufnahmeabschnitt mit dem Federelement verbunden angeordnet. Das Federelement ist mit dem Aufnahmeabschnitt einteilig ausgebildet. Unter einer einteiligen Ausbildung ist eine aus einem Werkstoff gefertigte Einheit aus dem Federelement mit dem Aufnahmeabschnitt zu verstehen. Die einteilige Ausbildung umfasst gleichfalls die Ausbildung einer unlösbaren Einheit.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, die Wärmeübertragerelemente der Anordnung zur Temperierung der Batterie bei minimalem Bauraumbedarf mit einer über der Fläche gleichmäßigen Anpresskraft von unten an die Bodenfläche der Batterie oder des einen beziehungsweise der mehreren Batteriemodule zu pressen.
Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement mit einem Profil zur Aufnahme des Aufnahmeabschnittes auf der Unterseite und zur Aufnahme des Wärmeübertragerelementes auf der Oberseite derart ausgebildet, dass das Wärmeübertragerelement fest mit dem Trägerelement und das Trägerelement fest mit dem Aufnahmeabschnitt sowie dem Federelement verbindbar ist. Das Trägerelement wird dabei einerseits mit dem Wärmeübertragerelement und andererseits mit dem Aufnahmeabschnitt sowie dem Federelement bevorzugt mittels Clip-Verbindungen untereinander verrastet beziehungsweise verclipst.
Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement auf der Unterseite mit dem Aufnahmeabschnitt und auf der Oberseite mit dem Wärmeübertragerelement verklebt. Damit sind das Wärmeübertragerelement fest mit dem Trägerelement und das Trägerelement fest mit dem Aufnahmeabschnitt sowie dem Federelement verbunden. Die Klebeverbindung zwischen einerseits dem Trägerelement und dem Wärmeübertragerelement und andererseits zwischen dem Trägerelement und dem Aufnahmeabschnitt sowie dem Federelement wird bevorzugt mit jeweils einem Doppelklebeband hergestellt.
Die Vorrichtungen mit dem Trägerelement und dem mit dem Aufnahmeabschnitt einteilig ausgebildeten Federelement sind gemäß den alternativen Ausgestaltungen der Erfindung vorteilhaft jeweils zweiteilig und zweistückig ausgebildet. Unter einer zweistückigen Ausbildung ist eine lösbare Einheit aus dem Federelement mit Aufnahmeabschnitt als erstes Stück und dem Trägerelement als zweites Stück zu verstehen. Unter einer zweiteiligen Ausbildung ist zu verstehen, dass das Federelement mit dem Aufnahmeabschnitt und das Trägerelement aus zwei verschiedenen Werkstoffen gefertigt sein können. Alternativ sind auch gleiche Werkstoffe verwendbar.
Nach einer dritten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement mit dem Aufnahmeabschnitt sowie dem Federelement derart verbunden, dass die Vorrichtung als ein Zwei-Komponenten-Element, das heißt zweiteilig, und einstückig ausgebildet ist.
Unter einer einstückigen Ausbildung ist dabei eine unlösbare Einheit zu verstehen, während die zweiteilige Ausbildung bedeutet, dass das Federelement mit dem Aufnahmeabschnitt und das Trägerelement aus zwei verschiedenen Werkstoffen gefertigt ist. Eine derartige zweiteilige aber einstückige Vorrichtung wird bevorzugt mittels des Verfahrens der Co-Extrusion hergestellt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das Federelement mit dem Aufnahmeabschnitt und das Trägerelement einteilig, das heißt aus einem Werkstoff und unlösbar, ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Oberseite des Trägerelementes ein Heizelement derart vorgesehen, dass das Heizelement zwischen dem Wärmeübertragerelement und dem Trägerelement positioniert ist. Das Heizelement ist bevorzugt in dem Trägerelement integriert angeordnet. Das Trägerelement weist dabei vorteilhaft eine Ausformung auf, in welcher das Heizelement eingebettet ist. Die Ausformung ist mit einer Tiefe ausgebildet, welche der Dicke beziehungsweise der Höhe des Heizelementes entspricht, um an der Oberseite des Trägerelementes eine fluchtende Fläche auszubilden. Damit ist das im Querschnitt zur Längsrichtung im Wesentlichen rechteckig ausgebildete Heizelement an drei Seiten vom Trägerelement umschlossen, sodass die Wärme lediglich über die mit dem Wärmeübertragerelement in Kontakt stehende Fläche abgegeben wird. Das Trägerelement ist bevorzugt aus einem Material zur Wärmedämmung, beispielsweise einem Kunststoff, ausgebildet. Von Vorteil ist, dass das Heizelement in Längsrichtung die Länge der Vorrichtung aufweist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Federelement sowie der Aufnahmeabschnitt aus einem Kunststoff oder aus einem Metall ausgebildet, während das Trägerelement ebenfalls aus einem Kunststoff oder aus einem Metall gefertigt ist. Einteilig und damit auch einstückig ausgebildete Vorrichtungen sind dann entweder aus einem Metall oder aus einem Kunststoff hergestellt. Zweiteilig und einstückig, das heißt unlösbar, oder zweistückig, das heißt lösbar, ausgebildete Vorrichtungen sind aus zwei verschiedenen Werkstoffen, beispielsweise aus einem Metall und einem Kunststoff oder aus zwei unterschiedlichen Metallen beziehungsweise zwei unterschiedlichen Kunststoffen, herstellbar.
Die Wandstärke des aus Kunststoff ausgebildeten Trägerelementes liegt bevorzugt im Bereich von 1,5 mm bis 6 mm. Die Wandstärke des aus Kunststoff ausgebildeten Federelementes weist vorteilhaft Werte im Bereich von 0,4 mm bis 2,0 mm auf. Die Wandstärke des aus Metall ausgebildeten Federelementes liegt dagegen bevorzugt im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung mit den Federelementen, dem Aufnahmeabschnitt sowie dem Trägerelement symmetrisch zu einer Symmetrieebene ausgebildet. Alternativ können die Federelemente, der Aufnahmeabschnitt sowie das Trägerelement auch asymmetrisch angeordnet sein.
Die Federelemente sind bevorzugt als zwei federnde Schenkel ausgebildet, welche an einem Ende jeweils an den Seitenrändern des Aufnahmeabschnittes mit dem Aufnahmeabschnitt oder im mittleren Bereich des Aufnahmeabschnittes, das heißt bei symmetrischer Ausbildung der Vorrichtung im Bereich der Symmetrieebene, mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden sind. Die distalen Enden der federnden Schenkel sind dabei als lose Enden ohne Verbindung zu anderen Komponenten ausgebildet. Nach einer alternativen Ausgestaltung sind die distalen Enden der Federelemente miteinander verbunden, sodass die Federelemente in Verbindung mit dem Aufnahmeabschnitt beziehungsweise dem Trägerelement im Querschnitt eine geschlossene Form aufweisen.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

– sehr geringer Bauraum, insbesondere in der Höhe,
– sehr geringes Gewicht,
– gleichmäßige Kontaktierung des Wärmeübertragers beziehungsweise der Wärmeübertragerelemente mit den Batteriemodulen,
– konstante Anpressung der Wärmeübertragerelemente an die Batteriemodule auch bei großen maßlichen Toleranzen zwischen Wärmeübertragerelement und Bauraum, damit sehr homogene Temperaturverteilung innerhalb der Batterie durch guten Wärmeübergang,
– minimaler produktionsbedingter und montagebedingter Aufwand, damit kostengünstig,
– integrierte Wärmedämmung für das Wärmeübertragerelement sowie
– optional integrierbare Heizelemente.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
1: Batterieanordnung mit Vorrichtungen zum Verspannen von Wärmeübertragerelementen innerhalb eines Gehäuses,
2: Vorrichtung zum Anpressen eines Wärmeübertragerelementes an ein Batteriemodul,
3a: Vorrichtung mit aufliegendem Wärmeübertragerelement und integriertem Heizelement,
3b: Vorrichtung mit aufliegendem Wärmeübertragerelement und dazwischen angeordneten Heizelementen,
4: Vorrichtung mit aufliegendem Wärmeübertragerelement und dazwischen angeordnetem Doppelklebeband,
5: Vorrichtung mit einem als Schwalbenschwanz-Profil ausgebildeten Trägerelement,
6: Vorrichtung mit einem mit Clip-Verbindungen ausgebildeten Trägerelement,
7: mittels Co-Extrusion hergestelltes Zwei-Komponenten-Element als Vorrichtung mit aufliegendem Wärmeübertragerelement,
8: Querschnitte von einteilig ausgebildeten Vorrichtungen aus Kunststoff,
9: Querschnitt einer Vorrichtung zur Aufnahme einer Mehrzahl von parallel angeordneten Wärmeübertragerelementen und
10: Querschnitte von Vorrichtungen aus Metall.
In 1 ist eine Batterieanordnung 2 mit Vorrichtungen 1 zum Verspannen von Wärmeübertragerelementen 8 innerhalb eines Gehäuses 3 mit einem Gehäuseboden 4 dargestellt. Die Vorrichtungen 1 können auch als Klemmvorrichtungen bezeichnet werden. Das ebenfalls innerhalb des Gehäuses 3 angeordnete Batteriemodul 6 steht in thermischem Kontakt mit den Wärmeübertragerelementen 8, welche mit ihrer Wärmeübertragungsfläche 12 direkt an der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 anliegen. Da sowohl das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 6 als auch die Wärmeübertragerelemente 8 bevorzugt aus einem sehr gut wärmeleitenden Material ausgebildet sind, beispielsweise aus Aluminium, ist ein guter Wärmedurchgang gewährleistet. Damit werden die Temperaturen an der Außenseite des Batteriemoduls 6, insbesondere an der Bodenfläche 7, sehr gut vergleichmäßigt. Eventuell auftretende Temperaturunterschiede durch Vorgänge innerhalb des Batteriemoduls 6 werden ausgeglichen.
Die von einem Wärmeträger, beispielsweise einem Kältemittel, durchströmten Wärmeübertragerelemente 8 eines Wärmeübertragers führen die beim Betrieb des Batteriemoduls 6, das heißt beim Be- oder Entladen, entstehende Wärme ab und sorgen damit dafür, dass die Batterie eine bestimmte Höchsttemperatur nicht übersteigt, um die Lebensdauer zu verlängern. Der die Wärme von der Batterie abführende Wärmeträger strömt dabei durch die an der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 angeordneten, beispielsweise als Flachrohre mit einer nach oben in Richtung des Batteriemoduls 6 ausgerichteten ebenen Wärmeübertragungsfläche 12 ausgebildeten Wärmeübertragerelemente 8. Unter Flachrohren sind dabei Leitungen zum Durchführen von Fluiden, beispielsweise Kältemittel oder Kühlmittel, mit einem zumeist rechteckigen Querschnitt zu verstehen. Der Querschnitt weist dabei zwei unterschiedlich lange Seiten auf und kann an den Grenzlinien der Seitenflächen beispielsweise rechtwinklig, abgerundet oder abgeschrägt ausgebildet sein. Das Flachrohr weist bevorzugt eine Mehrzahl an sich in Längsrichtung des Flachrohres erstreckenden Einzelleitungen auf, welche mittels Stegen voneinander getrennt sind. Die Wärmeübertragerelemente 8 können alternativ auch als flacher, horizontal angeordneter Wärmeübertrager in Form einer dünnen Platte oder als eine Kombination aus einer Anordnung mehrerer flacher, nicht runder Rohre mit je mindestens einer ebenen, nach oben in Richtung des Batteriemoduls 6 ausgerichteten Wärmeübertragungsfläche 12 ausgebildet sein.
Das Batteriemodul 6 ist in Bezug auf das Gehäuse 3 mit dem Gehäuseboden 4 unbeweglich und starr angeordnet. Die sich gegen den Gehäuseboden 4 stützenden Vorrichtungen 1 werden bei der Montage des Batteriemoduls 6 innerhalb des Gehäuses 3 gegen den Gehäuseboden 4 gedrückt und damit verspannt. Bei der Montage der Batterieanordnung 2 werden die Batteriemodule 6 auf Block mit dem Gehäuse 3 verschraubt. Dabei wird unterhalb des Batteriemoduls 6 ein in der Höhe definierter Bauraum 5 ausgebildet, in welchem die Wärmeübertragerelemente 8 mit den verformten und verspannten Vorrichtungen 1 angeordnet sind. Die Wärmeübertragerelemente 8 werden gleichzeitig mit dem Zusammenbau der Batterieanordnung 2 ohne weitere Verfahrensschritte durch Verpressen montiert. Mittels der Reibung, insbesondere der Haftreibung, zwischen dem Gehäuseboden 4 und dem sich darauf abstützenden Federelement 9 sowie zwischen der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 und den Wärmeübertragungsflächen 12 der Wärmeübertragerelemente 8 werden die Wärmeübertragerelemente 8 gegen Verrutschen fixiert. Die Batterieanordnung 2 weist dabei zwei parallel und beabstandet zueinander angeordnete Wärmeübertragerelemente 8 auf, welche mit Hilfe der Vorrichtungen 1 mit der ebenen Wärmeübertragungsfläche 12 an die Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 angepresst werden. Die sich in Längsrichtung der Wärmeübertragerelemente 8 erstreckenden Vorrichtungen 1 liegen einerseits an den Wärmeübertragerelementen 8 an und stehen andererseits auf dem Gehäuseboden 4 auf. Die Vorrichtungen 1 können dabei entweder als kurze, in Längsrichtung der rohrförmigen Wärmeübertragerelemente 8 in Reihe hintereinander angeordnete Abschnitte oder als durchgehende Schiene ausgebildet sein. Damit ist eine beliebige Anordnung der Wärmeübertragerelemente 8 in Verbindung mit den Vorrichtungen 1 zum Anpressen der Wärmeübertragerelemente 8 an das Batteriemodul 6 gewährleistet. Mittels der Vorrichtungen 1 lassen sich die Wärmeübertragerelemente 8 somit über eine beliebige Länge an die Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 anpressen.
Die mit den Wärmeübertragerelementen 8 verspannten Vorrichtungen 1 sind nebeneinander, das heißt parallel zueinander, geschaltet. Der Gehäuseboden 4 wird als Begrenzung des Bauraumes 5 unter der Belastung der verspannten Vorrichtungen 1 ausgelenkt und wirkt somit als eine zu den Vorrichtungen 1 seriell angeordnete Feder. Die Auslenkung des Gehäusebodens 4 wird dabei durch die Vorrichtungen 1, insbesondere durch die Federelemente 9 der Vorrichtungen 1, ausgeglichen.
Die jeweils aus Federelementen 9, einem Aufnahmeabschnitt 10 und einem Trägerelement 11 ausgebildeten Vorrichtungen 1 zum Anpressen der Wärmeübertragerelemente 8 an das Batteriemodul 6 sind in 2 vergrößert dargestellt. Das Trägerelement 11 ist über einen Aufnahmeabschnitt 10 mit dem Federelement 9 verbunden. Der Verbindungsbereich zwischen dem Aufnahmeabschnitt 10 und dem Trägerelement 11 ist als ebene Fläche ausgebildet. Der flächige Kontakt der Wärmeübertragungsfläche 12 der Wärmeübertragerelemente 8 mit der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 wird somit mittels der ebenen Flächen zwischen dem Aufnahmeabschnitt 10 und dem Trägerelement 11 sowie dem Trägerelement 11 und dem Wärmeübertragerelement 8 gewährleistet. Die durch die Verspannung der Vorrichtung 1 wirkende Kraft wird gleichmäßig auf die Wärmeübertragerelemente 8 übertragen.
Um die Auslenkung des Gehäusebodens 4 durch die Vorrichtungen 1, insbesondere durch die Federelemente 9 der Vorrichtungen 1, im montierten Zustand der Batterieanordnung 2 auszugleichen, ist eine gegenseitige Abstimmung von Federelement 9 und Gehäuse 3, insbesondere Gehäuseboden 4, von Vorteil. Die für den Vorgang der Wärmeübertragung erforderlichen Eigenschaften, wie zum Beispiel die benötigte Flächenpressung zwischen Wärmeübertragerelement 8 und der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6, sind über verschiedene Parameter, wie Material sowie Geometrie von Federelement 9 und Trägerelement 11, frei einstellbar. Mit Hilfe der Vorrichtung 1 wird zwischen der Wärmeübertragungsfläche 12 des Wärmeübertragerelementes 8 und der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 eine Flächenpressung mit Werten größer als 20 kPa erzeugt.
Die mit dem Aufnahmeabschnitt 10 verbundenen Federelemente 9 sind als symmetrisch angeordnete federnde Schenkel ausgebildet und stehen auf dem Gehäuseboden 4 auf. Die Schenkel sind dabei im Wesentlichen in senkrechter Richtung zur Längsrichtung der Vorrichtungen 1 oder Wärmeübertragerelemente 8, auch als Profilrichtung bezeichnet, ausgerichtet. Unter der Profilrichtung ist dabei die Richtung zu verstehen, welche im montierten Zustand der Batterieanordnung 2 vom Gehäuseboden 4 zum Batteriemodul 6 angeordnet ist. Die gesamte Vorrichtung 1 ist gemäß 2 mit den Federelementen 9, dem Aufnahmeabschnitt 10 sowie dem Trägerelement 11 symmetrisch zu einer nicht dargestellten Symmetrieebene, welche in der Profilrichtung angeordnet ist, ausgebildet. Nach einer alternativen Ausgestaltung sind die Federelemente 9, der Aufnahmeabschnitt 10 und das Trägerelement 11 in Profilrichtung nicht symmetrisch, sondern asymmetrisch angeordnet. Damit lässt sich die Vorrichtung vorteilhaft auch bei innerhalb des Bauraumes 5 auftretenden Hindernissen leicht installieren. Mit der asymmetrischen Ausbildung in Kombination mit den als kurze, in Längsrichtung der rohrförmigen Wärmeübertragerelemente 8 in Reihe hintereinander angeordneten Abschnitten der Vorrichtung 1 wird die Flexibilität des Einsatzes der Vorrichtungen 1 zum Anpressen der Wärmeübertragerelemente 8 an das Batteriemodul 6 weiter erhöht.
Infolge der bei der Verspannung der Vorrichtung 1 zwischen dem Gehäuseboden 4 und dem Wärmeübertragerelement 8 auch abhängig von der Höhe des Bauraumes 5 auftretenden Verformung der als federnde Schenkel ausgebildeten Federelemente 9 wird die in Profilrichtung wirkende Kraft erzeugt und über den Aufnahmeabschnitt 10 und das Trägerelement 11 gleichmäßig auf die Wärmeübertragerelemente 8 übertragen. Mit Hilfe der Vorrichtungen 1 sind dabei mögliche Ausdehnungen beim Betrieb der Batteriemodule 6 unter Sicherstellung einer hinreichenden flächigen Berührung der Wärmeübertragerelemente 8 mit der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 unter Zunahme der erzeugten Kraft kompensierbar.
Die vorteilhaft eine Bauhöhe im Bereich von 8 mm bis 30 mm aufweisende Vorrichtung 1 kann beispielsweise entweder einteilig oder zweiteilig beziehungsweise als Zwei-Komponenten-Element ausgebildet sein. Bei der einteiligen Ausbildung der Vorrichtung 1 sind das Federelement 9 mit dem Aufnahmeabschnitt 10 und das Trägerelement 11 bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt. Bei der zweiteiligen Ausbildung der Vorrichtung 1 sind das Federelement 9 mit dem Aufnahmeabschnitt 10 bevorzugt aus einem Metall und das Trägerelement 11 bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt.
Das Trägerelement 11 dient an den nicht funktionalen Flächen der Wärmeübertragerelemente 8 vorteilhaft als Wärmedämmung gegenüber einem metallisch ausgebildeten Federelement 9 und damit auch dem Gehäuse 3 oder der Umgebung. Die Dicke beziehungsweise die Wandstärke des Trägerelementes 11 aus Kunststoff für die Wärmedämmung liegt im Bereich von 1,5 mm bis 6 mm.
Nach einer alternativen Ausführungsform ist die Vorrichtung 1 mit einem Heizelement ausgebildet. Dabei kann das Trägerelement 11 entweder im oberen Bereich eine Ausformung zur Aufnahme des Heizelementes 13, beispielsweise einer elektrischen Widerstandsheizung, aufweisen oder mit einem auf der Oberseite angeordneten Heizelement 13 abschließen. 3a zeigt die Vorrichtung 1 mit einem im oberen Bereich des Trägerelementes 11 integrierten Heizelement 13. Aus 3b geht eine Vorrichtung 1 mit einem auf der Oberseite des Trägerelementes 11 angeordneten Heizelement 13 hervor. Jeweils abschließend ist auf dem Trägerelement 11 beziehungsweise dem Heizelement 13 ein Wärmeübertragerelement 8 angeordnet, sodass das Heizelement 13 zwischen dem Trägerelement 11 und dem aufliegenden Wärmeübertragerelement 8 ausgerichtet ist.
Das Heizelement 13 kann dabei jeweils einteilig, gemäß 3a, oder mehrteilig, beispielsweise zweiteilig gemäß 3b, ausgebildet sein. Für die Beheizung des Batteriemoduls 6 ergeben sich damit Vorteile bezüglich der Kosten, des Gewichtes und der Qualität, da der Wärmeleitpfad der Wärmeübertragerelemente 8 nutzbar ist und auf sonstige Mittel zur Kontaktierung des Heizelementes 13 mit der Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 verzichtet werden kann. Die von den Heizelementen 13 im Bedarfsfall abgegebene Wärme wird an der Unterseite von den Wärmeübertragerelementen 8 aufgenommen und über die Seitenwände beziehungsweise die die Einzelleitungen voneinander trennenden Stege des Flachrohres an die Oberseite geleitet und von der Oberseite der Wärmeübertragerelemente 8 an die Bodenfläche 7 des Batteriemoduls 6 übertragen.
4 zeigt die Vorrichtung 1 mit einem aufliegenden Wärmeübertragerelement 8 und dazwischen angeordnetem Doppelklebeband 15. Mittels des Doppelklebebandes 15 zwischen der Unterseite des Trägerelementes 11 und dem Aufnahmeabschnitt 10 werden der Aufnahmeabschnitt 10 und die Federelemente 9 fest mit dem Trägerelement 11 verbunden. Mittels des Doppelklebebandes 15 zwischen der Oberseite des Trägerelementes 11 und dem Wärmeübertragerelement 8 wird das Wärmeübertragerelement 8 an der Vorrichtung 1 fixiert.
In 5 ist die Vorrichtung 1‘ mit einem Trägerelement 11‘ mit einem in der Form eines Schwalbenschwanz ausgebildeten Profil 14 dargestellt. Das in den 1 bis 3 dargestellte Trägerelement 11 mit einem rechteckigen Querschnitt ist dabei an den Seitenflächen mit dem Profil 14 erweitert. Das Profil 14 ist dabei bevorzugt nicht über die gesamte Länge der Vorrichtung 1', sondern lediglich abschnittsweise ausgebildet. Die Anordnung des Profils 14 ist an die Geometrie der Batteriemodule 6, insbesondere deren Bodenflächen 7, anpassbar. Das Schwalbenschwanzprofil 14 dient auf der Unterseite des Trägerelementes 11‘ zur Aufnahme und zum Einrasten des Aufnahmeabschnittes 10. Der Aufnahmeabschnitt 10 und die Federelemente 9 sind damit fest mit dem Trägerelement 11‘ verbunden. Auf der Oberseite dient das Schwalbenschwanzprofil 14 des Trägerelementes 11‘ zur Aufnahme und zum Einrasten des Wärmeübertragerelementes 8. Das Wärmeübertragerelement 8 ist damit fest mit dem Trägerelement 11‘ verbunden. Das Trägerelement 11‘ ist mit einem zusätzlichen Heizelement 13, gemäß 3a oder 3b, ausführbar.
6 zeigt eine Vorrichtung 1‘‘ mit einem als Profil 16a, 16b ausgebildeten Trägerelement 11‘‘. Das in den 1 bis 3 dargestellte Trägerelement 11 mit einem rechteckigen Querschnitt ist dabei mit dem Profil in Form von Clip-Verbindungen 16a, 16b erweitert. Die Clip-Verbindungen 16a, 16b sind bevorzugt nicht über die gesamte Länge der Vorrichtung 1‘‘, sondern lediglich abschnittsweise ausgebildet. Die Anordnung der Clip-Verbindungen 16a, 16b sind an die Geometrie der Batteriemodule 6, insbesondere deren Bodenflächen 7, anpassbar. Die Clip-Verbindung 16a an der Unterseite des Trägerelementes 11‘‘ dient zur Aufnahme und zum Einrasten des Aufnahmeabschnittes 10. Der Aufnahmeabschnitt 10 und die Federelemente 9 sind damit fest mit dem Trägerelement 11‘‘ verbunden. Das Trägerelement 11‘‘ weist von der Unterseite hervorragende Ausformungen auf, an dessen äußeren Kanten die Clip-Verbindung 16a angeordnet ist. Die Clip-Verbindung 16a ist derart ausgestaltet, dass der im Wesentlichen als ebene Fläche ausgebildete Aufnahmeabschnitt 10 in einer bestimmten Richtung in die Clip-Verbindung 16a einschiebbar ist und einrastet. Eine relative Bewegung entgegen der zum Einrasten bestimmten Bewegung wird nach dem Einrasten blockiert.
Die Clip-Verbindung 16b an der Oberseite des Trägerelementes 11‘‘ dient zur Aufnahme und zum Einrasten des Wärmeübertragerelementes 8. Das Wärmeübertragerelement 8 ist damit fest mit dem Trägerelement 11‘‘ verbunden. Das Trägerelement 11‘‘ weist von den Seitenflächen in Richtung der Oberseite hervorragende Ausformungen auf, an dessen äußeren Kanten die Clip-Verbindung 16b angeordnet ist. Auch die Clip-Verbindung 16b ist dabei derart ausgestaltet, dass das Wärmeübertragerelement 8 in einer bestimmten Richtung in die Clip-Verbindung 16b einschiebbar ist und einrastet. Eine relative Bewegung entgegen der zum Einrasten bestimmten Bewegung wird nach dem Einrasten blockiert.
Vor dem endgültigen Zusammenbau der Batterieanordnung 2 lassen sich mit Hilfe des Trägerelementes 11, 11‘ die Wärmeübertragerelemente 8 fest mit den Vorrichtungen 1‘, 1‘‘ verbinden, um damit die endgültige Montage innerhalb des Gehäuses 3 zu erleichtern. Das Trägerelement 11‘, 11‘‘ gemäß 5 oder 6 ist mit einem zusätzlichen Heizelement 13, gemäß 3a oder 3b, ausführbar.
Aus 7 geht ein mittels Co-Extrusion hergestelltes Zwei-Komponenten-Element mit einem Aufnahmeabschnitt 10‘‘‘ als Vorrichtung 1‘‘‘ mit aufliegendem Wärmeübertragerelement 8 hervor. Im Unterschied zu den Vorrichtungen 1‘, 1‘‘ werden bei der mittels Co-Extrusion hergestellten Vorrichtung 1‘‘‘ die Federelemente 9 beziehungsweise der Aufnahmeabschnitt 10‘‘‘, welcher auch als Verbindungsbereich 10‘‘‘ der Co-Extrusion bezeichnet wird, und das Trägerelement 11‘‘‘ schon bei der Herstellung als zweiteiliges aber einstückiges Element aus zwei Werkstoffen im Verbindungsbereich 10‘‘‘ fest und unlösbar miteinander gekoppelt. Der Verbindungsbereich 10‘‘‘ entspricht dabei dem Bereich des sich an die freiliegenden Federelemente 9 anschließenden, innerhalb des Trägerelementes 11‘‘‘ integrierten Abschnittes, welcher aus demselben Material wie die Federelemente 9 ausgebildet ist.
Bei der Extrusion oder dem Strangpressen werden die festen bis dickflüssigen härtbaren Massen unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung, auch als Düse, Profildüse oder Matrize bezeichnet, herausgepresst. Dabei entstehen Profile mit dem Querschnitt der Öffnung in beliebiger Länge. Unter der Co-Extrusion ist das Zusammenführen von artgleichen oder fremdartigen Werkstoffen vor dem Verlassen der Profildüse zu verstehen. Demzufolge können die Federelemente 9 und das Trägerelement 11‘‘‘ der Vorrichtung 1‘‘‘ aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen in einem gemeinsamen Verfahrensschritt gefertigt werden und abweichende Werkstoffeigenschaften aufweisen. Dabei weisen die Federelemente 9 vorteilhaft die mechanischen Eigenschaften von Metall und das Trägerelement 11‘‘‘ die Eigenschaften von Kunststoff, bezüglich Gewicht und Wärmeleitfähigkeit, auf.
In den 8a bis 8h und 9 sind Querschnitte von einteilig ausgebildeten Vorrichtungen 1 aus Kunststoff dargestellt, wobei die Federelemente 9, der Aufnahmeabschnitt 10 und das Trägerelement 11 aus einem gleichen Kunststoff oder zum Beispiel beim Verfahren mittels Co-Extrusion aus verschiedenen Kunststoffen ausgebildet sind. Die Trägerelemente 11 weisen an den Seitenflächen jeweils eine Clip-Verbindung 16b zum Einrasten eines, gemäß 8a bis 8g und 8i bis 8k, oder mehrerer parallel angeordneter Wärmeübertragerelemente, gemäß 8h und 9, auf. An der Oberseite der Trägerelemente 11, das heißt der zum Wärmeübertragerelement hin ausgerichteten Seite, sind Ausformungen zur Aufnahme von Heizelementen ausbildbar. Die Ausformungen können alternativ auch als Isolation zur Umgebung dienen. Die Federelemente 9 sind gemäß der 8b, 8c, 8e bis 8g und 8k als zwei federnde Schenkel ausgebildet, welche im mittleren Bereich, das heißt im Bereich der Symmetrieebene, oder gemäß den 8a, 8h, bis 8j an den Seitenrändern, mit dem Aufnahmeabschnitt 10 beziehungsweise dem Trägerelement 11 verbunden sind. Alternativ kann das Federelement 9 auch derart ausgebildet sein, dass die federnden Schenkel an ihren Enden miteinander verbunden sind und im Querschnitt eine geschlossene Form bilden, was aus 8d hervorgeht Die als Schenkel ausgebildeten Federelemente 9 können zudem unterschiedliche Formen aufweisen, wie beispielsweise gebogen, aus zwei mittels einem gebogenen Abschnitt verbundenen geraden Abschnitten, aus untereinander verbundenen gebogenen Abschnitten oder aus zickzackartig verbundenen geraden Abschnitten.
Die aus Kunststoff ausgebildeten Federelemente 9 weisen eine Materialstärke im Bereich von 0,4 mm bis 2,0 mm auf und werden bevorzugt mittels Extrusion hergestellt. Für kurze Bauformen der Vorrichtung 1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘ ist auch das Spritzgussverfahren zur Herstellung geeignet. Als Kunststoffmaterialien für die Federelemente werden bevorzugt Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM) oder Polybutylenterephthalat (PBT) mit einem Glasfaseranteil im Bereich von 0 bis 30% sowie Elastomere verwendet.
Bevorzugte Kunststoffmaterialien für das Trägerelement 11 sind Polyethylen (PE), Low Density Polyethylen (LDPE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) in harter oder weicher Ausführung, Elastomere, Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM) oder Polybutylenterephthalat (PBT) mit einem Glasfaseranteil im Bereich von je 0 bis 30%.
In den 10a bis 10f sind Querschnitte von einteilig, gemäß 10a bis 10e, und zweistückig, gemäß 10f, ausgebildeten Vorrichtungen 1 aus Metall gezeigt, wobei die Federelemente 9, der Aufnahmeabschnitt 10 und das Trägerelement 11 bei der einteiligen Ausführungsform einstückig ausgebildet sind.
Die Federelemente 9 sind jeweils als zwei federnde Schenkel ausgebildet, welche im mittleren Bereich, das heißt im Bereich der Symmetrieebene, mit dem Aufnahmeabschnitt 10 beziehungsweise dem Trägerelement 11 verbunden sind. Die als Schenkel ausgebildeten Federelemente 9 weisen die Form aus zwei mittels eines gebogenen Abschnittes verbundenen geraden Abschnitten oder zwei direkt miteinander verbundenen geraden Abschnitten auf. Der Aufnahmeabschnitt 10 beziehungsweise das Trägerelement 11 ist jeweils als gerader Abschnitt ausgebildet.
Die aus Metall ausgebildeten Federelemente 9 weisen eine Materialstärke im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm auf und werden bevorzugt mittels Rollumformung hergestellt. Für einfache Konturen aufweisende Vorrichtungen 1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘ ist auch das Kanten zur Herstellung geeignet. Als Metalle für die Federelemente 9 werden bevorzugt Federstähle und hochlegierte Federedelstähle verwendet.
Das Trägerelement 11 weist in der zweistückigen Ausführungsform der Vorrichtung 1, 1‘, 1‘‘ Mittel zum Halten der Federelemente 9, wie das Schwalbenschwanzprofil 14, das Doppelklebeband 15, den Verbindungsbereich 10‘‘‘ der Co-Extrusion und Clip-Verbindungen 16a und in der einteiligen Ausführungsform der Vorrichtung 1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘ Mittel zum Halten und Stabilisieren der Wärmeübertragerelemente 8, wie das Schwalbenschwanzprofil 14, das Doppelklebeband 15 und Clip-Verbindungen 16b auf.
Bezugszeichenliste

1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘: Vorrichtung
2: Batterieanordnung
3: Gehäuse
4: Gehäuseboden
5: Bauraum
6: Batteriemodul
7: Bodenfläche des Batteriemoduls 6
8: Wärmeübertragerelement
9: Federelement
10: Aufnahmeabschnitt
10‘‘‘: Aufnahmeabschnitt, Verbindungsbereich der Co-Extrusion
11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘: Trägerelement
12: Wärmeübertragungsfläche des Wärmeübertragerelementes 8
13: Heizelement
14: Profil, Schwalbenschwanzprofil
15: Doppelklebeband
16a, 16b: Profil, Clip-Verbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006010063 A1 [0006]
DE 102010038681 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) zum Kontaktieren von Wärmeübertragerelementen (8) mit Batteriemodulen (6) eines Kraftfahrzeuges, aufweisend mindestens ein Federelement (9) mit einem Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘), dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerelement (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) ausgebildet ist, wobei – das Trägerelement (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) über den Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘) mit dem Federelement (9) verbunden angeordnet ist und – das Federelement (9) mit dem Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘) einteilig ausgebildet ist.
Vorrichtung (1‘, 1‘‘) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11‘, 11‘‘) mit einem Profil (14, 16a, 16b) zur Aufnahme des Aufnahmeabschnittes (10) auf der Unterseite und zur Aufnahme des Wärmeübertragerelementes (8) auf der Oberseite ausgebildet ist, sodass das Wärmeübertragerelement (8) fest mit dem Trägerelement (11‘, 11‘‘) und das Trägerelement (11‘, 11‘‘) fest mit dem Aufnahmeabschnitt (10) sowie dem Federelement (9) verbindbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) auf der Unterseite mit dem Aufnahmeabschnitt (10) und auf der Oberseite mit dem Wärmeübertragerelement (8) verklebt ist, sodass das Wärmeübertragerelement (8) fest mit Trägerelement (11) und das Trägerelement (11) fest mit dem Aufnahmeabschnitt (10) sowie dem Federelement (9) verbunden ist.
Vorrichtung (1‘‘‘) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11‘‘‘) mit dem Aufnahmeabschnitt (10‘‘‘) sowie dem Federelement (9) derart verbunden ist, dass die Vorrichtung (1‘‘‘) als ein Zwei-Komponenten-Element und eine einstückige Einheit ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) mit dem Aufnahmeabschnitt (10) und das Trägerelement (11) einteilig ausgebildet sind.
Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des Trägerelementes (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) ein Heizelement (13) derart vorgesehen ist, dass das Heizelement (13) zwischen dem Wärmeübertragerelement (8) und dem Trägerelement (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) angeordnet ist.
Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Federelement (9) sowie der Aufnahmeabschnitt (10, 10‘‘‘) aus einem Kunststoff oder aus einem Metall und – das Trägerelement (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) aus einem Kunststoff oder aus einem Metall ausgebildet sind.
Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des aus Kunststoff ausgebildeten Trägerelementes (11, 11‘, 11‘‘, 11‘‘‘) im Bereich von 1,5 mm bis 6 mm liegt.
Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des aus Kunststoff ausgebildeten Federelementes (9) im Bereich von 0,4 mm bis 2,0 mm liegt.
Vorrichtung (1, 1‘, 1‘‘, 1‘‘‘) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des aus Metall ausgebildeten Federelementes (9) im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm liegt.