DE102013226542A1

DE102013226542A1 - heater

Info

Publication number: DE102013226542A1
Application number: DE102013226542.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kästle; Wolfgang Seewald; Karl-Gerd Krumbach; Michael Kohl
Original assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Heizelemente (90, 99, 104, 122, 138, 150) aufweisenden elektrischen Heizeinheit (86, 96, 102, 118, 136, 146) und einer Wellrippen (76, 78, 95, 97, 109, 111, 132, 134, 144, 148, 154) aufweisenden Wellrippenanordnung (92, 98, 106, 120, 146, 148), wobei die Wellrippen (76, 78, 95, 97, 109, 111, 132, 134, 144, 148, 154) einen deformierbaren und/oder deformierten Radius (88, 108) ausbilden, wodurch zwischen den Heizelementen (90, 99, 104, 122, 138, 150) und den Wellrippen (76, 78, 95, 97, 109, 111, 132, 134, 144, 148, 154) eine große Anlagefläche (79, 114, 128, 142) ausgebildet ist.The invention relates to a heating device, in particular for a motor vehicle, having an electrical heating unit (86, 96, 102, 118, 136, 146) having heating elements (90, 99, 104, 122, 138, 150) and a corrugated fin (76, 78 , 95, 97, 109, 111, 132, 134, 144, 148, 154) corrugated fin assembly (92, 98, 106, 120, 146, 148), wherein the corrugated fins (76, 78, 95, 97, 109, 111 , 132, 134, 144, 148, 154) form a deformable and / or deformed radius (88, 108), whereby between the heating elements (90, 99, 104, 122, 138, 150) and the corrugated fins (76, 78, 95, 97, 109, 111, 132, 134, 144, 148, 154) a large contact surface (79, 114, 128, 142) is formed.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a heating device, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

In Kraftfahrzeugen werden Heizvorrichtungen typischerweise als elektrische Zuheizer in verbrauchsarmen Verbrennungsmotoren, bei Plug-In/Range Extendern und Elektroantrieben beispielsweise für die Kabinenheizung benötigt. Die elektrischen Zuheizer werden vorwiegend in der Startphase und bei niedrigen Außentemperaturen benötigt und sind gut geeignet, da die elektrische Leistung sofort in spürbare Wärme umgesetzt werden kann. Die elektrischen Zuheizer für verbrauchsarme Verbrennungsmotoren sind in der Regel luftseitige elektrische Zuheizer, die vom Niederspannungs-Bordnetz mit 13 V gespeist werden. Der elektrische Zuheizer weist typischerweise mindestens ein Heizelement und Wellrippen auf. Als Heizelement sind PTC-Heizelemente (PTC: Positive Temperature Coefficient) und Widerstandsheizelemente mit Widerstandsbahnen bekannt.In motor vehicles, heaters are typically needed as electric heaters in low-consumption internal combustion engines, plug-in / range extenders, and electric drives, for example, for cabin heating. The electric heaters are mainly needed in the starting phase and at low outside temperatures and are well suited because the electrical power can be immediately converted into noticeable heat. The electric heaters for low-consumption internal combustion engines are usually air-side electric heaters, which are supplied by the low-voltage electrical system with 13 V. The electric heater typically has at least one heating element and corrugated fins. As a heating element PTC heating elements (PTC: Positive Temperature Coefficient) and resistance heating elements with resistance paths are known.

In Hybridfahrzeugen und/oder rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen (E-Fahrzeugen) ist der Stellenwert der elektrischen Zuheizer bedeutender, da in diesem kein konventioneller Kühlmittelheizkörper vorhanden ist. Es werden typischerweise elektrische Zuheizer mit einer Leistung von größer 3 W benötigt. Die Hybrid- und/oder E-Fahrzeuge weisen hierbei typischerweise eine Bordspannung von höher als 60 V auf, teilweise sogar höher als 300 V. Der elektrische Zuheizer wird hierbei meistens aufgrund der hohen geforderten Heizleistung mit der hohen Spannung des Bordnetzes betrieben, um die Stromstärke möglichst gering halten zu können. Deshalb ist ein sicherer Berührungsschutz notwendig, um eine Gefährdung im Betrieb und/oder bei der Wartung ausschließen zu können. Deshalb müssen alle elektrisch leitenden und von außen berührbaren Teilkomponenten des elektrischen Heizers potentialfrei sein.In hybrid vehicles and / or purely electric vehicles (electric vehicles), the importance of the electric heater is more significant, since there is no conventional coolant heater in this. Electric heaters with a power of greater than 3 W are typically required. The hybrid and / or electric vehicles in this case typically have an on-board voltage of higher than 60 V, in some cases even higher than 300 V. The electric heater is here mostly operated due to the high required heating power with the high voltage of the electrical system to the current to be able to keep as low as possible. Therefore, a secure contact protection is necessary to be able to exclude a hazard during operation and / or maintenance. Therefore, all electrically conductive and accessible from the outside sub-components of the electric heater must be potential-free.

Die DE 10 2007 027 922 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer PTC-Heizvorrichtung. Die Heizvorrichtung weist eine Mehrzahl von PTC-Stäben auf, wobei jeder PTC-Stab ein eingebautes PTC-Element aufweist, welches Wärme erzeugt, wenn es mit elektrischem Strom versorgt wird. Ferner weist die Heizvorrichtung eine Mehrzahl von Wärmeanstrahlfinnen auf, welche an beiden Seiten der PTC-Stäbe entlang einer Längsrichtung davon angebracht sind, sowie ein oberes und ein unteres Gehäuse in dem die PTC-Stäbe angeordnet sind, wobei die Wärmeanstrahlfinnen mittels wärmeleitendem Klebstoff mit den PTC-Stäben verbunden sind.The DE 10 2007 027 922 A1 describes a method of manufacturing a PTC heater. The heater has a plurality of PTC bars, each PTC bar having a built-in PTC element that generates heat when supplied with electrical power. Further, the heater has a plurality of heat radiation fins mounted on both sides of the PTC rods along a lengthwise direction thereof, and upper and lower casings in which the PTC rods are disposed, the heat radiation fines having the PTC through heat-conductive adhesive Rods are connected.

Die WO 2005/049350 A1 beschreibt ein PTC-Element-Modul und einen Zuheizer mit einem PTC-Element-Modul für ein Kraftfahrzeug. Der Zuheizer weist ein PTC-Element-Modul mit einem PTC-Element auf, eine Wärmefinnenanordnung, die jeweils parallel zu beiden Seiten des PTC-Element-Moduls angeordnet sind, positive und negative Anschlüsse, die parallel zu den Wärmefinnenanordnung angeordnet sind, und ein Gehäuse, in dem die PTC-Element-Module und die Wärmefinnenanordnung aufgenommen sind. Ferner sind Isolationselemente vorgesehen, eine „⊃”-förmige oder rechteckförmige Gestalt aufweisen.The WO 2005/049350 A1 describes a PTC element module and a heater with a PTC element module for a motor vehicle. The heater has a PTC element module with a PTC element, a heat-finned assembly disposed respectively parallel to both sides of the PTC element module, positive and negative terminals arranged in parallel with the heat-finnable assembly, and a housing in which the PTC element modules and the heat-finned arrangement are accommodated. Furthermore, insulation elements are provided which have a "⊃" -shaped or rectangular shape.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Heizvorrichtung zu schaffen.It is the object of the invention to provide an improved heating device.

Dies wird mit einer Heizvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This is achieved with a heating device having the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer, Heizelemente aufweisenden, elektrischen Heizeinheit und einer, Wellrippen aufweisenden, Wellrippenanordnung, wobei die Wellrippen einen deformierten oder deformierbaren Radius ausbilden, wobei zwischen den Heizelementen und den Wellrippen eine große Anlagefläche ausgebildet ist.An embodiment of the invention relates to a heating device, in particular for a motor vehicle, having an electrical heating unit having heating elements and a corrugated fin arrangement having corrugated fins, wherein the corrugated fins form a deformed or deformable radius, wherein a large contact surface is formed between the heating elements and the corrugated fins is.

Bevorzugt weist ist die große Anlagefläche der Wellrippen einen flächigen Abschnitt auf.Preferably, the large contact surface of the corrugated fins has a flat section.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Heizvorrichtung ist der deformierte oder deformierbare Radius ein Kontaktradius mit r_T > 0.5 mm. Ein großer Kontaktradius mit r_T > 0.5 ermöglicht die Ausbildung einer großen, flächigen Anlagefläche.In a preferred embodiment of the heating device, the deformed or deformable radius is a contact radius with r _T > 0.5 mm. A large contact radius with r _T > 0.5 allows the formation of a large, flat contact surface.

Die Wellrippen können bevorzugt als Trapez-Rippe ausgebildet sein. Alternativ können die Wellrippen als Omega-Rippe ausgebildet sein. Hierbei können die Trapez-Rippe und/oder die Omega-Rippe bevorzugt bei der Montage der Wellrippe mit dem Heizelement durch Kontaktdruck gebildet werden. Alternativ kann die Wellrippe auch vor der Montage als Trapez-Rippe und/oder die Omega-Rippe ausgebildet sein.The corrugated ribs may preferably be formed as a trapezoidal rib. Alternatively, the corrugated ribs may be formed as omega rib. In this case, the trapezoidal rib and / or the omega-rib may preferably be formed during the assembly of the corrugated fin with the heating element by contact pressure. Alternatively, the corrugated rib may also be formed prior to assembly as a trapezoidal rib and / or the omega rib.

Das Heizelement der Heizvorrichtung kann als ein PTC-Heizelement ausgebildet sein. Alternativ kann das Heizelement als ein Widerstands-Heizelement, bevorzugt als ein Dickschichtwiderstands-Heizelement ausgebildet sein. Hierbei weist das Widerstandsheizelement bevorzugt Widerstandsbahnen auf, die auf einem Keramikträger angeordnet sind, insbesondere auf einem Al₂O₃-Keramikträger angeordnet sind.The heating element of the heating device can be designed as a PTC heating element. Alternatively, the heating element may be formed as a resistance heating element, preferably as a thick-film resistance heating element. In this case, the resistance heating element is preferred Resistance paths, which are arranged on a ceramic carrier, in particular on an Al ₂ O ₃ ceramic carrier are arranged.

Die Heizvorrichtung kann eine Niedervolt-Heizeinheit oder eine Hochvolt-Heizeinheit aufweisen. Eine Niedervolt-Heizeinrichtung arbeitet bei Spannungen < 60 V, eine Hochvolt-Heizeinheit kann bei einer Spannung von > 60 V arbeiten.The heater may comprise a low-voltage heating unit or a high-voltage heating unit. A low-voltage heater operates at voltages <60 V, a high-voltage heating unit can operate at a voltage of> 60 V.

Bevorzugt weist die Heizvorrichtung ein Kontaktelement und/oder ein Isolationselement auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die große Anlagefläche der Wellrippen als Kontaktfläche fungieren. Hierdurch kann die große Anlagefläche direkt auf das beispielsweise PTC-Heizelement angeordnet sein.The heating device preferably has a contact element and / or an insulation element. In a preferred embodiment, the large contact surface of the corrugated fins can act as a contact surface. As a result, the large contact surface can be arranged directly on the example PTC heating element.

Bevorzugt kann eine Fixierung der Wellrippe durch ein Verspannen der Wellrippe mit dem Heizelement realisiert werden. Durch das Verspannen kann zusätzlich zum Fixieren ein hoher Kontaktdruck aufgebaut werden, der den deformierbaren Radius der Wellrippe vergrößert und den deformierten Radius mit der großen Anlagefläche erzeugt.Preferably, a fixation of the corrugated fin can be realized by a bracing of the corrugated fin with the heating element. By clamping, in addition to fixing a high contact pressure can be built, which increases the deformable radius of the corrugated fin and generates the deformed radius with the large contact surface.

Die Wellrippenanordnung weist bevorzugt eine hohe Steifigkeit auf. Hierdurch kann verhindert werden, dass ein Bruch oder ein Verbiegen der Isolationsschicht, bevorzugt einer Isolationskeramik, bei einer mechanischen Spannung, die auf die Heizeinheit ausgeübt wird, auftritt. Insbesondere eine Omega-Rippe weist eine hohe Steifigkeit auf.The corrugated fin arrangement preferably has a high rigidity. This makes it possible to prevent breakage or bending of the insulating layer, preferably an insulating ceramic, from occurring at a mechanical stress which is exerted on the heating unit. In particular, an omega-rib has a high rigidity.

Bevorzugt kann eine Fixierung der Wellrippe an dem Heizelement jeweils mittels Kleben erfolgen. Alternativ kann ein Verspannen mittels einer Feder verwendet werden. Eine Fixierung der Wellrippen und/oder der Heizelemente kann mittels Verkleben und/oder Spannen durchführbar sein.Preferably, a fixing of the corrugated fin on the heating element can be carried out in each case by means of gluing. Alternatively, clamping by means of a spring may be used. A fixation of the corrugated ribs and / or the heating elements can be carried out by means of gluing and / or clamping.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass mittels geeigneter Auswahl der Wellrippen eine verbesserte Heizvorrichtung geschaffen wird. Die Wellrippen, die bevorzugt aus einem Blech verformt werden, insbesondere aus einem Aluminiumblech, weisen aufgrund der großen Anlagefläche der Wellrippe eine bessere Kontaktfläche zu dem Heizelement auf. Die große Anlagefläche kann hierbei mittels einem deformierbaren Radius von r_T > 0,5 mm realisiert werden, der im Montageprozess deformiert werden kann. Dabei ist ein deformierter Radius in der Heizvorrichtung an der Schnittstelle zwischen Wellrippe und Heizelement entstanden. Durch die Deformierung hat sich bevorzugt eine ebene, im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Heizelementes ausgebildete, Fläche an der Wellrippe ausgebildet. Die große Anlagefläche stellt eine Fläche dar, die Abmessungen von einigen mm in der Breite multipliziert mit den Abmessungen einer Rippenlänge, die sich aus einer Rippentiefe ergibt, ergibt.The invention is based on the idea that by means of a suitable selection of the corrugated fins an improved heating device is provided. The corrugated ribs, which are preferably deformed from a sheet, in particular from an aluminum sheet, have due to the large contact surface of the corrugated fin on a better contact surface to the heating element. The large contact surface can be realized here by means of a deformable radius of r _T > 0.5 mm, which can be deformed in the assembly process. In this case, a deformed radius has arisen in the heater at the interface between corrugated fin and heating element. As a result of the deformation, a flat surface formed essentially parallel to the surface of the heating element has preferably formed on the corrugated fin. The large contact surface represents an area that gives dimensions of a few mm in width multiplied by the dimensions of a rib length resulting from a rib depth.

Durch die große Anlagefläche ist der Wärmeübergang zwischen dem Heizelement und der Wellrippe verbessert. Dies ist ein Vorteil gegenüber den im Stand der Technik verwendeten V-Wellrippen mit einer punktförmigen Auflagefläche, die aufgrund des deutlich kleineren Radius r_T < 0,5 mm bedingt ist. Die Wellrippe mit dem deformierten Radius weist ebenfalls eine hohe Eigenstabilität und Festigkeit auf. Durch den deformierten Radius der Wellrippe können Unebenheiten der Gegenkontaktfläche, insbesondere einer der Wellrippe zugewandten Oberfläche des Heizelementes ausgeglichen werden. Weisen die Wellrippen herstellungsbedingt einen Radius > 0,5 mm auf, kann bei der Montage durch Kontaktdruck die Anlagefläche mit einem ebenen Flächenelement ausgeformt werden. Somit kann eine Trapez-Rippe erste nach der Montage der Heizeinheit entstehen. Der Kontaktdruck kann bevorzugt durch Federdruck oder durch ein Verkleben der Wellrippen mit dem Heizelement erreicht werden. Es können aber auch Wellrippen verwendet werden, die bereits herstellungsbedingt als Trapez-Rippen ausgebildet sind und auch bereits vor der Montage der Heizeinheit eine ebene Anlagefläche aufweisen.Due to the large contact surface of the heat transfer between the heating element and the corrugated fin is improved. This is an advantage over the V-corrugated fins used in the prior art with a punctiform bearing surface, which is due to the much smaller radius r _T <0.5 mm. The corrugated fin with the deformed radius also has high intrinsic stability and strength. The deformed radius of the corrugated rib unevenness of the mating contact surface, in particular one of the corrugated fin facing surface of the heating element can be compensated. If the corrugated ribs have a radius of> 0.5 mm due to their production, the contact surface can be formed with a flat surface element during assembly by contact pressure. Thus, a trapezoidal rib first arise after assembly of the heating unit. The contact pressure can preferably be achieved by spring pressure or by gluing the corrugated ribs to the heating element. But it can also be used corrugated fins, which are already formed due to manufacturing as trapezoidal ribs and even before mounting the heating unit have a flat contact surface.

In der Ausführungsform als Niedervolt-Heizvorrichtung kann die Heizeinheit bevorzugt ein Kontaktblech aufweisen. In der Ausführungsform als Hochvolt-Heizeinheit kann ein Hüllrohr vorgesehen sein, welches das Heizelement und ein elektrisches Isolationselement umschließt. Die den Wellrippen zugewandte Oberfläche kann ein elektrisch isolierendes Material sein, insbesondere beispielsweise eine Isolationskeramik. Insbesondere in dieser Ausführungsform ist die große Anlagefläche der Wellrippen vorteilhaft, da der schlechtere Wärmeleitwert der Isolationskeramik im Vergleich zum Aluminium durch die große Anlagefläche ausgeglichen werden kann und ein guter Wärmeübergang zwischen Wellrippen und Heizelement hergestellt werden kann. Die Ausbildung zur Omega-Rippe kann die Anlagefläche zusätzlich vergrößern. Der Vorteil hierbei ist, dass selbst bei der Niedervolt-Heizeinheit auf eine Kontaktelektrode verzichtet werden kann. Die Wellrippen können sowohl in einer Ausführungsform mit Kiemen als auch einer mit einer Tiefenwellung eingesetzt werden. Durch die Tiefenwellung kann eine zusätzliche Vergrößerung des Wärmeübergangs erfolgen.In the embodiment as a low-voltage heating device, the heating unit may preferably have a contact plate. In the embodiment as a high-voltage heating unit, a cladding tube may be provided, which encloses the heating element and an electrical insulation element. The surface facing the corrugated ribs may be an electrically insulating material, in particular, for example, an insulating ceramic. In particular, in this embodiment, the large contact surface of the corrugated fins is advantageous because the inferior thermal conductivity of the insulating ceramic compared to aluminum can be compensated by the large contact surface and a good heat transfer between corrugated fins and heating element can be produced. The training to omega rib can increase the contact surface in addition. The advantage here is that even with the low-voltage heating unit can be dispensed with a contact electrode. The corrugated ribs can be used both in one embodiment with gills and one with a deep corrugation. Due to the deep undulation, an additional enlargement of the heat transfer can take place.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.Further advantageous embodiments are described by the following description of the figures and by the subclaims.

Kurze Beschreibung der Figuren der ZeichnungBrief description of the figures of the drawing

Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:Hereinafter, the invention will be based on at least one embodiment explained in more detail with reference to the figures of the drawing. In a schematic representation:

1 eine Klimaanlage mit einem elektrischen Heizer, 1 an air conditioner with an electric heater,

2 einen elektrischen Heizer gemäß dem Stand der Technik, 2 an electrical heater according to the prior art,

3 einen elektrischen Heizer mit einem Heizelement gemäß dem Stand der Technik, 3 an electric heater with a heating element according to the prior art,

4 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Heizers gemäß dem Stand der Technik, 4 another embodiment of an electrical heater according to the prior art,

5 eine weitere Ausführungsform des Heizers gemäß dem Stand der Technik, 5 a further embodiment of the heater according to the prior art,

6 eine weitere Ausführungsform des Heizers gemäß dem Stand der Technik, 6 a further embodiment of the heater according to the prior art,

7 eine weitere Ausführungsform des Heizers gemäß dem Stand der Technik, 7 a further embodiment of the heater according to the prior art,

8 unterschiedliche Rippenformen einer Wellrippe des Heizers gemäß dem Stand der Technik und eines Heizers gemäß der Erfindung im Vergleich, 8th different rib shapes of a corrugated fin of the heater according to the prior art and a heater according to the invention in comparison,

9 eine Rippe auf einem Kontaktblech gemäß der Erfindung, 9 a rib on a contact plate according to the invention,

10 eine Rippe, die auf einem Heizelement angeordnet ist, gemäß der Erfindung, 10 a rib disposed on a heating element according to the invention,

11 eine Rippe, die auf einem Hüllrohr angeordnet ist, gemäß der Erfindung, 11 a rib disposed on a cladding tube according to the invention,

12 eine Rippe, die direkt auf einem Isolator angeordnet ist, gemäß der Erfindung, 12 a rib disposed directly on an insulator according to the invention,

13 eine Rippe, die auf einer Heizkeramik angeordnet ist, gemäß der Erfindung, 13 a rib disposed on a heating ceramic according to the invention,

14 ein Heizelement mit einer Rippe, die auf einer Heizkeramik angeordnet ist, gemäß der Erfindung, 14 a heating element with a rib, which is arranged on a ceramic heater, according to the invention,

15 einen Ausschnitt des Heizelementes von 15, 15 a section of the heating element of 15 .

16 Ausführungsformen von Heizelementen gemäß der Erfindung. 16 Embodiments of heating elements according to the invention.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Klimaanlage 10 mit einer elektrischen Heizvorrichtung 12, insbesondere für ein Kraftfahrzeug 14, von dem ein Motorraum 16, in dem die Komponenten der Klimaanlage 12 angeordnet sind, und Symbole 18 dargestellt sind, die die Heizung im nicht dargestellten Fahrzeuginnenraum bezeichnen. Die Klimaanlage 12 weist unter anderem einen Verdampfer 20, einen Heizkörper 22, einen Ventilator 24 sowie die elektrische Heizvorrichtung 12 auf. Außenluft, die durch einen Pfeil 26 dargestellt ist, gelangt in den Verdampfer 20 und verlässt diesen als kalte Luft, die durch einen Pfeil 28 dargestellt ist. Die kalte Luft 28 wird in der elektrischen Heizvorrichtung 12 erwärmt und über den Heizkörper 22 als warme Luft, die mit Pfeilen 30 bezeichnet ist, in ein Strömungskanalsystem 32 geleitet und in diesem zu einem Austrittsbereich 34 im Fahrzeuginnenraum geleitet. 1 shows a schematic representation of an air conditioner 10 with an electric heater 12 , in particular for a motor vehicle 14 of which an engine room 16 in which the components of the air conditioner 12 are arranged, and symbols 18 are shown, which designate the heater in the vehicle interior, not shown. The air conditioner 12 has, among other things, an evaporator 20 , a radiator 22 , a fan 24 as well as the electric heater 12 on. Outside air, by an arrow 26 is shown, enters the evaporator 20 and leaves this as cold air, through an arrow 28 is shown. The cold air 28 is in the electric heater 12 heated and over the radiator 22 as warm air, with arrows 30 is designated, in a flow channel system 32 directed and in this to an exit area 34 in the vehicle interior.

2 betrifft eine elektrische Heizvorrichtung 35 gemäß dem Stand der Technik. Die Heizvorrichtung 35 weist eine Heizeinheit 36 und Wellrippen 38 auf, wobei die Heizeinheit 36 Heizelemente 40 aufweist, die beispielsweise als PTC-Heizelemente ausgebildet sein können. Die Heizelemente 40 sind in verschiedenen Ausführungsformen gemäß dem Stand der Technik in den nachfolgenden 3 bis 7 näher beschrieben. 2 relates to an electric heater 35 according to the prior art. The heater 35 has a heating unit 36 and corrugated ribs 38 on, with the heating unit 36 heating elements 40 has, which may be formed for example as PTC heating elements. The heating elements 40 are in various embodiments according to the prior art in the following 3 to 7 described in more detail.

Die Wellrippen 38 können optional mit einer Bekiemung ausgebildet sein. Ein Heiznetz 42 aus Heizelementen 36 ist in einem Rahmen 44 angeordnet und in diesem fixiert und befestigt, indem die Heizeinheit 36 über eine Feder gespannt oder geklebt ist. Die dargestellte Heizvorrichtung 35 kann eine Niedervolt-Heizeinrichtung sein, die typischerweise mit einer Spannung von kleiner 60 V betrieben wird.The corrugated ribs 38 can optionally be designed with a belt. A heating network 42 from heating elements 36 is in a frame 44 arranged and fixed in this and fixed by the heating unit 36 stretched or glued over a spring. The heater shown 35 may be a low-voltage heater, which is typically operated at a voltage of less than 60V.

3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Heizeinheit 36 gemäß dem Stand der Technik. Die in der rechten Hälfte der 3 dargestellte Ausführungsform 46 ist eine Niedervolt-Heizeinheit 46 für eine Anschlussspannung < 60 V. Die in der linken Hälfte der 3 dargestellte Ausführungsform 48 betrifft eine Hochvolt-Heizeinheit 48 für eine Anschlussspannung > 60 V. Beide Ausführungsformen 46 und 48 weisen PTC-Heizelemente auf. 3 shows a schematic representation of an embodiment of the heating unit 36 according to the prior art. The in the right half of the 3 illustrated embodiment 46 is a low-voltage heating unit 46 for a terminal voltage <60 V. The in the left half of the 3 illustrated embodiment 48 relates to a high-voltage heating unit 48 for a terminal voltage> 60 V. Both embodiments 46 and 48 have PTC heating elements.

Zunächst soll die Niedervolt-Heizeinheit 46 beschrieben werden. Die Heizeinheit 46 weist Wellrippen 50 und Heizelemente 52 auf. Die Heizeinheit 46 ist aus abwechselnd angeordneten Wellrippen 50 und zwischen den Wellrippen 50 angeordneten Heizelementen 52 ausgebildet. Zwischen einer der Wellrippen 50 und dem benachbarten Heizelement 52 ist jeweils ein Kontaktblech 54 angeordnet, so dass das jeweilige Heizelement 52 beidseitig von Kontaktblechen 54 umgeben ist. Die Wellrippe 50 ist im oberen Teil von 3 in Schnittdarstellung gezeigt. Die Wellrippe 50 ist bevorzugt aus Aluminium hergestellt und weist die Form aneinandergereihter „Vs” auf, weshalb diese auch als V-Rippe 50 bezeichnet wird. Die V-Rippe 50 zeichnet sich durch einen kleinen steifen Radius r aus und bildet eine kleine, punktförmige Anlagestelle aus. Die kleine Anlagestelle wird mittels dem Kontaktblech 54 ausgeglichen, das die Anlagestelle der V-Rippe 50 zu dem Heizelement 52 vergrößert. Das Kontaktelement 54 ist ein Kontaktblech 54 und typischerweise aus Aluminium gefertigt, wobei das Aluminium einen Wärmeleitwert von ungefähr 200 mW/mK aufweist. Das Heizelement 52 weist typischerweise einen Wärmeleitwert von ungefähr 20 W/mK auf.First, the low-voltage heating unit 46 to be discribed. The heating unit 46 has corrugated ribs 50 and heating elements 52 on. The heating unit 46 is made of alternating corrugated ribs 50 and between the corrugated ribs 50 arranged heating elements 52 educated. Between one of the corrugated ribs 50 and the adjacent heating element 52 is in each case a contact plate 54 arranged so that the respective heating element 52 on both sides of contact plates 54 is surrounded. The corrugated rib 50 is in the upper part of 3 shown in section. The corrugated rib 50 is preferably made of aluminum and has the shape of juxtaposed "Vs", which is why this also as a V-rib 50 referred to as. The V-rib 50 characterized by a small stiff radius r and forms a small, punctiform contact point. The small investment site is using the contact plate 54 balanced, that is the abutment of the V-rib 50 to the heating element 52 increased. The contact element 54 is a contact plate 54 and typically made of aluminum, wherein the aluminum has a thermal conductivity of about 200 mW / mK. The heating element 52 typically has a thermal conductivity of about 20 W / mK.

Die Hochvolt-Helzeinheit 48 weist im Gegensatz dazu, eine elektrische Isolation 56 und ein, das Heizelement 52 und die Isolation 56 umgebendes Hüllrohr 58 auf, welches als Schutzhülle fungiert. Die dazugehörige Wellrippe 50 ist ebenfalls als V-Rippe 50 ausgebildet und weist ebenso einen kleinen, steifen Radius r auf. Bei der Hochvolt-Heizeinheit 48 ist das Kontaktelement 54 zwischen der Isolation 56 und dem Heizelement 52 angeordnet. Der Radius r liegt direkt an dem Hüllrohr 58 an. Die Isolation 56 kann als Isolationsschicht, Isolationsfolie mit einem Wärmeleitwert von 5 W/mK oder als Isolationskeramik mit einem Wärmeleitwert von ungefähr 20 W/mK ausgeführt sein. Das Hüllrohr 58 ist typischerweise aus Aluminium mit einem Wärmeleitwert von ungefähr 200 W/mK gefertigt.The high voltage Helze unit 48 in contrast, has an electrical insulation 56 and a, the heating element 52 and the isolation 56 surrounding cladding 58 on, which acts as a protective cover. The associated corrugated rib 50 is also a V-rib 50 formed and also has a small, rigid radius r. For the high-voltage heating unit 48 is the contact element 54 between the isolation 56 and the heating element 52 arranged. The radius r is directly on the cladding tube 58 at. The isolation 56 can be designed as an insulating layer, insulation film with a thermal conductivity of 5 W / mK or as insulating ceramic with a thermal conductivity of about 20 W / mK. The cladding tube 58 is typically made of aluminum with a thermal conductivity of about 200 W / mK.

Die Fixierung der Wellrippe 50 an dem Kontaktelement 56 bei der Niedervolt-Heizeinheit 46 und an dem Hüllrohr 58 bei der Hochvolt-Heizeinheit 48 ist jeweils mittels Verklebung realisiert, wie dies in 4 dargestellt ist.The fixation of the corrugated rib 50 on the contact element 56 at the low-voltage heating unit 46 and on the cladding tube 58 at the high-voltage heating unit 48 is realized by gluing, as in 4 is shown.

4 stellt die Niedervolt-Heizeinheit 46 und die Hochvolt-Heizeinheit 48 dar. Beim Prozess des Verklebens zur Fixierung der Wellrippe 50 an dem Kontaktelement 54 oder dem Hüllrohr 58 wird ein Kleber 60 genau, insbesondere Orts-genau, an einer Anlagefläche 62 oder Kontaktstelle 62 positioniert, danach wird die Wellrippe 50 auf das Kontaktblech 54 oder das Hüllrohr 58 je nach Ausführungsform vorzugsweise gepresst. Der Kleber 60 verteilt sich in einer dünnen Kleberschicht 64 zwischen der Wellrippe 50 und dem Kontaktblech 54. Die Kleberschicht 64 kann hierbei kleine Unebenheiten des Kontaktbleches 54 ausgleichen. 4 provides the low-voltage heating unit 46 and the high-voltage heating unit 48 In the process of gluing to fix the corrugated fin 50 on the contact element 54 or the cladding tube 58 becomes an adhesive 60 exactly, in particular location-accurate, on a contact surface 62 or contact point 62 positioned, then the corrugated fin 50 on the contact plate 54 or the cladding tube 58 preferably pressed depending on the embodiment. The glue 60 spreads in a thin layer of adhesive 64 between the corrugated rib 50 and the contact sheet 54 , The adhesive layer 64 this can be small bumps of the contact plate 54 compensate.

5 zeigt die verbundene Wellrippe 50 mit der ausgebildeten Kleberschicht 64 etwas vergrößert. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Problematisch ist bei dieser Anordnung, dass das Kontaktblech 54 notwendig ist, um die Wärme aus der PTC-Keramik 52 zu leiten, wobei das Kontaktblech 54 sozusagen als Verteilungsblech fungiert. Ferner ist die Auflagefläche 62 der V-Rippe 50 auf dem Kontaktblech 54 aufgrund des kleinen Radius von r < 0.5 mm sehr klein. Dies stellt sehr hohe Anforderungen an die Ebenheit des Kontaktelementes 54 oder des Hüllrohres 58 im Bereich der Kontaktstelle 62. Durch den steifen Radius, kann auch keine Vergrößerung der Anlagefläche zwischen Wellrippe 50 und Kontaktelement 54 oder am Hüllrohr 58 an der Kontaktstelle 62 ausgebildet werden. Beispielsweise Spalten oder Unebenheiten sind nur partiell mit Kleber 60 zu füllen, so dass die Anlagefläche 62 an der Kontaktstelle oftmals noch verringert wird. Bei der Hochvolt-Heizeinheit 48 ist ferner problematisch, dass dieses zerquetscht werden kann, wenn der Anpressdruck zur Fixierung der Wellrippe 50 am Hüllrohr 58 zu groß gewählt werden muss, um die Verklebung zu realisieren. Dies wiederum kann dazu führen, dass nur eine punktuelle Anlagefläche 62 entsteht. 5 shows the connected corrugated rib 50 with the formed adhesive layer 64 slightly enlarged. Identical parts are provided with the same reference numerals. The problem with this arrangement is that the contact plate 54 necessary to remove the heat from the PTC ceramic 52 to conduct, with the contact plate 54 acts as a distribution plate, so to speak. Furthermore, the support surface 62 the V-rib 50 on the contact plate 54 very small due to the small radius of r <0.5 mm. This places very high demands on the flatness of the contact element 54 or the cladding tube 58 in the area of the contact point 62 , Due to the stiff radius, no increase in the contact surface between the corrugated fin 50 and contact element 54 or on the cladding tube 58 at the contact point 62 be formed. For example, gaps or bumps are only partial with glue 60 to fill, leaving the contact surface 62 At the contact point is often still reduced. For the high-voltage heating unit 48 is also problematic that this can be crushed when the contact pressure for fixing the corrugated fin 50 on the cladding tube 58 must be chosen too large to realize the bond. This, in turn, can result in only a punctiform bearing surface 62 arises.

6 und 7 zeigen in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer Heizeinheit 65 als Dickschichtwiderstands-Heizelement 66 mit einer Dickschichtwiderstandsbahn 68. Das Heizelement 66 weist ein, an einem Rippenprofil 70 angeordnetes Verteilungsblech 72 auf, welches zur direkten Wärmeabfuhr von einer Isolationskeramik 74 auf dem Rippenprofil 70 dient. Oben links in 6 ist das Heizelement 66 mit zwei Rippenprofilen 70 dargestellt. Daneben ist das Rippenprofil 70 in schräger Darstellung gezeigt. Eine Draufsicht auf die Widerstandsbahn 68 mit der Isolation 74 ist auf der rechten Seite der 6 gezeigt. Hier ist auch ein erster Anschluss 73 und ein zweiter Anschluss 75 zum Anschließen der Heizeinheit 66 eingezeichnet. In der oberen Darstellung des Heizelementes 66 ist zu erkennen, dass auf einer der Isolationskeramiken 74 die elektrischen Widerstandsbahnen 68 aufgebracht sind. Die Isolationskeramik 74 dient ebenfalls zur Isolation des Heizelementes 66 nach außen. 6 and 7 show a schematic representation of an embodiment of a heating unit 65 as a thick-film resistor heating element 66 with a thick film resistor 68 , The heating element 66 indicates, on a rib profile 70 arranged distribution plate 72 on, which for the direct heat dissipation of an insulating ceramic 74 on the rib profile 70 serves. Top left in 6 is the heating element 66 with two rib profiles 70 shown. Next to it is the ribbed profile 70 shown in an oblique view. A top view of the resistance track 68 with the isolation 74 is on the right side of the 6 shown. Here is also a first connection 73 and a second connection 75 for connecting the heating unit 66 located. In the upper illustration of the heating element 66 it can be seen that on one of the isolation ceramics 74 the electrical resistance paths 68 are applied. The insulation ceramics 74 also serves to insulate the heating element 66 outward.

Problematisch ist an dieser Ausführungsform der Heizeinheit 65, dass das Verteilerblech 72 notwendig ist, um Wärme aus der Heizkeramik 74 zu leiten. Die Wärmeleitung der Isolationskeramik 74 beträgt hierbei ungefähr 20 W/mK. Die Wellrippe 68 des Rippenprofils 70 hat aufgrund des kleinen Radius r nur eine sehr geringe Anlagefläche zum als Kontaktblech 72 fungierenden Verteilerblech 72. Dadurch kann es zu lokalen Überhitzungen der Heizkeramik 74 und zu Thermospannungen kommen. Insgesamt wird eine zu inhomogene Temperatur-Verteilung auf der Isolationskeramik erreicht und dadurch kann es zu einem Bruch der Isolationskeramik 74 und/oder der Heizkeramik 74 als Ganzes kommen, falls noch mechanische Spannungen auftreten sollten. Allgemein ist somit eine auftretende mechanische Beanspruchung der Heizeinheit 65 sehr problematisch. Die Wellrippe 68 der Rippenstruktur 70 mit dem kleinen Radius bietet hierbei wenig Festigkeit, um eine Verbiegung der Heizkeramik 74 zu verhindern.The problem with this embodiment of the heating unit 65 that the distributor plate 72 is necessary to heat from the ceramic heater 74 to lead. The heat conduction of the insulation ceramic 74 this is about 20 W / mK. The corrugated rib 68 of the rib profile 70 has due to the small radius r only a very small contact surface for contact plate 72 acting distributor plate 72 , This can lead to local overheating of the ceramic heater 74 and come to thermoelectric voltages. Overall, an inhomogeneous temperature distribution is achieved on the ceramic insulation and this may cause a breakage of the ceramic insulation 74 and / or the ceramic heater 74 come as a whole, if still mechanical stresses should occur. General is thus an occurring mechanical stress of the heating unit 65 very problematic. The corrugated rib 68 the rib structure 70 with the small radius this offers little strength to a bending of the ceramic heater 74 to prevent.

8 zeigt in Schnittdarstellung eine Zusammenstellung einer Wellrippe 50 nach dem Stand der Technik, einer Trapez-Rippe 76 gemäß der Erfindung und einer Omega-Rippe 78 gemäß der Erfindung. Ferner zeigt 8 die V-Rippe 50, die Trapez-Rippe 76 und die Omega-Rippe 78 jeweils auf der Kontaktstelle 54 im Stand der Technik und einer Kontaktfläche 79 für die Ausführungsform gemäß der Erfindung. Im Stand der Technik ist die Kleberschicht 64 auf dem kompletten Kontaktelement 54 ausgebildet. Bei der Trapez-Rippe 76 gemäß der Erfindung hingegen, ist jeweils zwischen zwei Flächenelementen 80 der Trapez-Rippe 76 eine Kleberbahn 82 angeordnet. Das jeweils dazwischenliegende Flächenelement 80 liegt plan an einer Kontaktfläche 84 an. Somit ist ein direkter Kontakt der Trapez-Rippe 76 mit dem Kontaktelement 79 ermöglicht. Die Kontaktfläche 84 kann hierbei ein Kontaktblech 84 aus Aluminium sein oder alternativ direkt ein PTC-Heizelement 90 aus Keramik in einer Niedervolt-Ausführungsform der Heizeinheit 86 gemäß der Erfindung, die in 9 dargestellt ist. In einer Hochvolt-Ausführungsform ist die Kontaktfläche 84 direkt auf der Isolationskeramik oder auf der Heizkeramik ausgebildet. 8th shows a sectional view of a compilation of a corrugated fin 50 according to the prior art, a trapezoidal rib 76 according to the invention and an omega-rib 78 according to the invention. Further shows 8th the V-rib 50 , the trapeze rib 76 and the omega rib 78 each at the contact point 54 in the prior art and a contact surface 79 for the embodiment according to the invention. In the prior art is the adhesive layer 64 on the complete contact element 54 educated. At the trapezoid rib 76 according to the invention, however, is in each case between two surface elements 80 the trapezoid rib 76 a glue train 82 arranged. The respective intermediate surface element 80 lies flat on a contact surface 84 at. Thus, a direct contact of the trapezoidal rib 76 with the contact element 79 allows. The contact surface 84 this can be a contact plate 84 aluminum or alternatively directly a PTC heating element 90 made of ceramic in a low-voltage embodiment of the heating unit 86 according to the invention, in 9 is shown. In a high voltage embodiment, the contact surface is 84 formed directly on the insulating ceramic or on the ceramic heater.

Die Trapez-Rippe 76 und die Omega-Rippe 78 weisen beide einen großen Radius r_T auf, wobei der Radius r_T deformiert ist. Die Wellrippe 76, 78 gemäß der Erfindung weist hierbei im unverbauten Zustand einen deformierbaren Radius 88 auf. Der deformierbare Radius 88 im verbauten Zustand in der Heizeinheit 86 weist hierbei bevorzugt das ebene Flächenelement 80 auf. Im Herstellungsverfahren der Heizeinheit 86 kann der deformierbare Radius 88 durch eine externe Feder an das Heizelement 90 verspannt werden oder auch verklebt werden, wie dies in 8 dargestellt ist. Durch einen angewendeten Anpressdruck wird ein Ausgangsradius der Wellrippe 76, 78 so verformt, dass der deformierte Radius 88 ausgebildet wird.The trapezoid rib 76 and the omega rib 78 both have a large radius r _T , wherein the radius r _{T is} deformed. The corrugated rib 76 . 78 according to the invention in this case has a deformable radius in the uninstalled state 88 on. The deformable radius 88 when installed in the heating unit 86 here preferably has the planar surface element 80 on. In the manufacturing process of the heating unit 86 can be the deformable radius 88 by an external spring to the heating element 90 be clamped or glued, as in 8th is shown. By applying a contact pressure is an output radius of the corrugated fin 76 . 78 deformed so that the deformed radius 88 is trained.

9 zeigt die Heizeinheit 86 in zwei unterschiedlichen Schnittebenen. Die linke Hälfte von 9 zeigt die Heizeinheit 90 als Schnittdarstellung in der xy-Ebene eines Rippenprofils 92 und die rechte Hälfte von 9 zeigt die Heizeinheit 90 in einer Ebene senkrecht zu der xy-Ebene, in der Trapez-Rippen 76 und Omega-Rippen 78 erkennbar sind. Die Rippenanordnung 92 weist optional eine Bekiemung auf. Im rechten Teil von 9 ist im rechten Ausschnitt für die Trapez-Rippe 76 und die Omega-Rippe 78, die bereits zu der Darstellung in 8 beschriebene große Anlagefläche 80 ausgebildet. Eine Kleberfläche 94 ist jeweils außerhalb der Anlagefläche 80 ausgebildet. Im Fall der Trapez-Rippe 76 ist die Kleberfläche 94 jeweils zwischen den Anlageflächen 80 ausgebildet. Im Falle der Omega-Rippe 78 liegen die Anlageflächen 80 jeweils nebeneinander. Der Kleber ist außerhalb der Anlageflächen 80 als Kleberfläche 94 am rechten und linken Rand der Omega-Rippe 78 angeordnet. Die Omega-Rippe 78 weist im Vergleich zur Trapez-Rippe 76 insgesamt eine größere Anlagefläche 80 auf. Hierbei hat das Kontaktelement 84 oder das Kontaktblech 84 nicht mehr die Funktion eines Wärmeverteilungsblechs, sondern dient der elektrischen Kontaktierung der Heizeinheit 86 Das Heizelement 90 ist beispielsweise ein PTC-Heizelement 90. Die Heizeinheit 86 in der in 9 dargestellten Ausführungsform ist eine Niedervolt-Heizeinheit 86. 9 shows the heating unit 86 in two different cutting planes. The left half of 9 shows the heating unit 90 as a sectional view in the xy plane of a rib profile 92 and the right half of 9 shows the heating unit 90 in a plane perpendicular to the xy plane, in the trapezoidal ribs 76 and omega ribs 78 are recognizable. The rib arrangement 92 Optionally has a belt. In the right part of 9 is in the right neckline for the trapezoidal rib 76 and the omega rib 78 that already became the representation in 8th described large contact surface 80 educated. A glue surface 94 is in each case outside the contact surface 80 educated. In the case of the trapezoid rib 76 is the glue surface 94 each between the contact surfaces 80 educated. In the case of the omega rib 78 are the contact surfaces 80 each next to each other. The glue is outside the contact surfaces 80 as a glue surface 94 on the right and left edges of the omega rib 78 arranged. The omega rib 78 shows in comparison to the trapezoidal rib 76 altogether a larger contact area 80 on. Here, the contact element 84 or the contact sheet 84 no longer the function of a heat distribution plate, but serves the electrical contacting of the heating unit 86 The heating element 90 is for example a PTC heating element 90 , The heating unit 86 in the in 9 illustrated embodiment is a low-voltage heating unit 86 ,

10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizeinheit 96 in zwei unterschiedlichen Schnittebenen. Die linke Hälfte von 10 zeigt die Heizeinheit 96 als Schnittdarstellung in der xy-Ebene eines Rippenprofils 98 und die rechte Hälfte von 10 zeigt die Heizeinheit 96 in einer Ebene senkrecht zu der xy-Ebene, in der Trapez-Rippen 76 und Omega-Rippen 78 erkennbar sind. Die Heizeinheit 96 weist kein Kontaktelement auf. Die Trapez-Rippe 76 bildet die Kontakfläche 80 direkt an einem Heizelement 99 aus. Die Rippe 76 und/oder 78 dient hierbei als Wärme-Verteilungselement und als eine Kontaktelektrode 100. Durch die stabile Form der Trapez-Rippe 76 und der Omega-Rippe 78 können diese die Funktion des Kontaktbleches übernehmen. Die Heizeinheit 96 weist kein Kontaktelement auf. Die Rippen 76 und/oder 78 werden hierbei direkt elektrisch kontaktiert. 10 shows a further embodiment of a heating unit 96 in two different cutting planes. The left half of 10 shows the heating unit 96 as a sectional view in the xy plane of a rib profile 98 and the right half of 10 shows the heating unit 96 in a plane perpendicular to the xy plane, in the trapezoidal ribs 76 and omega ribs 78 are recognizable. The heating unit 96 has no contact element. The trapezoid rib 76 forms the contact surface 80 directly on a heating element 99 out. The rib 76 and or 78 serves as a heat distribution element and as a contact electrode 100 , Due to the stable shape of the trapezoidal rib 76 and the omega rib 78 These can take over the function of the contact plate. The heating unit 96 has no contact element. Ribs 76 and or 78 are contacted directly electrically.

11 zeigt in schematischer Darstellung eine Heizeinheit 102 in einer Darstellung in xy-Ebene (linker Teil von 11) und einer Ebene senkrecht zur xy-Ebene (rechter Teil von 11). Die Heizeinheit 102 ist eine Ausführungsform einer Hochvolt-Heizeinheit 102 mit einem Heizelement 104, einer Rippenanordnung 106, einem Hüllrohr 108, einer Isolation 110, die als Isolationsschicht oder Isolationsfolie ausgebildet sein kann, und einem Kontaktelement 112, das zwischen dem Heizelement 104 und der Isolation 110 angeordnet ist. Eine Anlagefläche 114 ist wie in den Ausführungsbeispielen von 9 und 10 als große Anlagefläche 114 ausgebildet und liegt direkt am Hüllrohr 108 an. Eine Kleberbahn 116 ist außerhalb der Anlageflächen 114 ausgebildet und optional. Als Kleber kann beispielsweise ein Silikonkleber verwendet werden. Die Heizeinheit 102 zeichnet sich dadurch aus, dass die Anlagefläche 114 zwischen dem Hüllrohr 108 und einem deformierten Rippenradius 118 ausgebildet ist. Hierdurch kann eine verbesserte Wärmeauskopplung vom Heizelement 104, welches bevorzugt ein PTC-Heizelement 104 ist, erreicht werden. Die Wärmeauskopplung erfolgt hierbei vom PTC-Element 104 über das Kontaktelement 112, die Isolation 110, das Hüllrohr 108 auf die Rippe 76 oder 78 je nach verwendeter Rippe 76 (Trapez-Rippe) oder 78 (Omega-Rippe), Eine Kleberbahn 116 ist nur in den Leerräumen zwischen den Anlageflächen 114 erkennbar. Es kann auch komplett auf den Kleber verzichtet werden. Hierbei wird eine Feder zur Fixierung der Rippe 76 oder 78 an dem Hüllrohr 108 eingesetzt. Hierbei kann durch ein Zusammenschieben der Trapez-Rippe 76, eine Omega-Rippe 78 mit vergrößerter Anlagefläche 114 realisiert werden. Hierbei kann auch ein Nachteil überwunden werden, der bei im Stand der Technik verwendeten V-Rippen 38 oder 50 vorhanden ist, und trotz Verquetschung des Hüllrohrs 108 eine flächige Anlage der Rippe 76 oder 78 auf dem Hüllrohr 108 erreicht werden. Das Hüllrohr 108 bildet die Kontaktfläche zu der Rippe 76 oder der Rippe 78 aus. 11 shows a schematic representation of a heating unit 102 in a representation in xy plane (left part of 11 ) and a plane perpendicular to the xy plane (right part of 11 ). The heating unit 102 is an embodiment of a high-voltage heating unit 102 with a heating element 104 , a rib arrangement 106 , a cladding tube 108 , an isolation 110 , which may be formed as an insulating layer or insulation film, and a contact element 112 that is between the heating element 104 and the isolation 110 is arranged. An investment area 114 is as in the embodiments of 9 and 10 as a large investment area 114 formed and lies directly on the cladding tube 108 at. A glue train 116 is outside the contact surfaces 114 trained and optional. As an adhesive, for example, a silicone adhesive can be used. The heating unit 102 is characterized by the fact that the contact surface 114 between the cladding tube 108 and a deformed rib radius 118 is trained. This allows an improved heat extraction from the heating element 104 , which preferably a PTC heating element 104 is to be achieved. The heat extraction takes place here by the PTC element 104 over the contact element 112 , the isolation 110 , the cladding tube 108 on the rib 76 or 78 depending on the rib used 76 (Trapezoid rib) or 78 (Omega rib), A glue train 116 is only in the voids between the contact surfaces 114 recognizable. It can also be completely dispensed with the glue. This is a spring for fixing the rib 76 or 78 on the cladding tube 108 used. This can be achieved by pushing together the trapezoidal rib 76 , an omega-rib 78 with enlarged contact surface 114 will be realized. This can also overcome a disadvantage be used in the V-ribs used in the prior art 38 or 50 is present, and despite squeezing the cladding tube 108 a flat plant of the rib 76 or 78 on the cladding tube 108 be achieved. The cladding tube 108 forms the contact surface with the rib 76 or the rib 78 out.

12 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Hochvolt-Heizeinheit 118 in Darstellung in einer xy-Ebene (oberer Teil von 12) und in einer Darstellung senkrecht zur xy-Ebene (unterer Teil von 12). Eine Rippenanordnung 120 ist abwechselnd mit einem Heizelement 122 angeordnet. Das Heizelement 122 weist ein PTC-Heizelement 122 mit einem Kontaktelement 124 und einer elektrischen Isolation 126 auf. Eine Anlagefläche 128 ist direkt auf einer Oberfläche der Isolation 126 angeordnet. Optional kann ein Kleber 130 außerhalb der Anlageflächen 128 vorgesehen sein, um die Rippenanordnung 120 am Heizelement 122 zu fixieren. Die Rippenanordnung 120 kann eine Trapez-Rippe 132 und/oder eine Omega-Rippe 134 aufweisen. Insbesondere in der Heizeinheit 118 mit der Omega-Rippe 134 kann auf das Kontaktelement 124 verzichtet werden. Hier kann die Omega-Rippe 134 als Wärme-Verteilungsblech fungieren. 12 shows a schematic representation of another embodiment of a high-voltage heating unit 118 in representation in an xy-plane (upper part of 12 ) and in a representation perpendicular to the xy plane (lower part of 12 ). A rib arrangement 120 is alternating with a heating element 122 arranged. The heating element 122 has a PTC heating element 122 with a contact element 124 and an electrical insulation 126 on. An investment area 128 is directly on a surface of the insulation 126 arranged. Optionally, an adhesive 130 outside the contact surfaces 128 be provided to the rib assembly 120 on the heating element 122 to fix. The rib arrangement 120 can be a trapezoid rib 132 and / or an omega rib 134 exhibit. Especially in the heating unit 118 with the omega rib 134 can on the contact element 124 be waived. Here's the omega rib 134 act as a heat distribution plate.

13 zeigt eine Hochvolt-Heizeinheit 136 mit einem Dickschichtwiderstands-Heizelement 138, welches von einer elektrischen Isolation 140 zumindest bereichsweise umgeben ist. Das Isolationselement 140 ist bevorzugt ein Keramik-Isolationselement 140. Eine Anlagefläche 142 einer Trapez-Rippe 144 oder einer Omega-Rippe 146 ist direkt auf dem Isolationselement 140 angeordnet. Da die Anlagefläche 142 der Trapez-Rippe 144 und der Omega-Rippe 146 flächig ausgebildet sind, kann auf ein Wärmeverteilungsblech verzichtet werden. Die flächige Ausbildung der Anlagefläche 142 und eine hohe Steifigkeit der Trapez-Rippe 142 und/oder der Omega-Rippe 144 kann ein Verbiegen und/oder einen Bruch der Isolationskeramik 140 auch bei mechanischer Beanspruchung der Heizeinheit 138 verhindern. Die Heizeinheit 138 weist eine optimierte Anzahl von wenigen Bauelementen auf. 13 shows a high-voltage heating unit 136 with a thick-film resistor heating element 138 which is of electrical insulation 140 is surrounded at least in certain areas. The isolation element 140 is preferably a ceramic insulation element 140 , An investment area 142 a trapezoid rib 144 or an omega-rib 146 is directly on the insulation element 140 arranged. Because the contact surface 142 the trapezoid rib 144 and the omega rib 146 are flat, can be dispensed with a heat distribution plate. The planar formation of the contact surface 142 and a high rigidity of the trapezoidal rib 142 and / or the omega rib 144 may be a bending and / or a break of the insulating ceramic 140 even with mechanical stress on the heating unit 138 prevent. The heating unit 138 has an optimized number of few components.

14 zeigt in schematischer Darstellung in einer perspektivischen Ansicht eine Heizeinheit 146 mit einer Wellrippenanordnung 148, insbesondere einer Trapez-Rippenanordnung 148 zu beiden Seiten einer Heizkeramik 150 mit Anschlusselementen 152. Der untere Teil von 14 zeigt die Heizkeramik 150 der Heizeinheit 146 ohne Rippenanordnung 148. In einer nicht dargestellten Heizvorrichtung gemäß der Erfindung sind bevorzugt Heizeinheiten 146 und Heizkeramiken 150 abwechselnd angeordnet. 14 shows a schematic representation in a perspective view of a heating unit 146 with a corrugated fin arrangement 148 , in particular a trapezoidal rib arrangement 148 on both sides of a ceramic heater 150 with connection elements 152 , The lower part of 14 shows the ceramic heater 150 the heating unit 146 without rib arrangement 148 , In a heater, not shown, according to the invention are preferably heating units 146 and heating ceramics 150 arranged alternately.

15 zeigt im oberen Teil eine Draufsicht auf die Heizeinheit 136 von 14. Im unteren Teil von 15 ist eine Anordnung von Wellrippen 154 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der mittlere Teil von 15 zeigt einen Ausschnitt der Anordnung von Wellrippen 154 in vergrößerter Darstellung. Jede Wellrippe 154 weist eine Höhe 156, die mit R_H bezeichnet ist, und eine Breite 158, die mit R_D bezeichnet ist, sowie eine Rippentiefe 160, die mit R_T bezeichnet ist, auf. Die Rippe 154 ist tiefengewellt, d. h. die Rippe 154 weist eine Tiefenwellung 162 auf und umfasst keine Kiemen. Durch die Tiefenwellung 162 kann der Wärmeübergang zwischen der Rippe 154 und der Luft erhöht werden. Die Wellrippe 154 ist hierbei nach der Luftführung ausgerichtet, wobei die Luft entlang oder im Wesentlichen parallel zur Rippentiefe 160 an der Wellrippe 154 vorbeistreifen kann. 15 shows in the upper part of a plan view of the heating unit 136 from 14 , In the lower part of 15 is an arrangement of corrugated ribs 154 shown in perspective view. The middle part of 15 shows a section of the arrangement of corrugated ribs 154 in an enlarged view. Every corrugated rib 154 has a height 156 , which is denoted by R _H , and a width 158 , which is denoted by R _D , as well as a rib depth 160 , which is denoted by R _T on. The rib 154 is deep-wavy, ie the rib 154 has a deep undulation 162 on and does not include gills. Through the deep undulation 162 can the heat transfer between the rib 154 and the air can be increased. The corrugated rib 154 is aligned here according to the air guide, wherein the air along or substantially parallel to the rib depth 160 at the corrugated rib 154 can pass by.

16 zeigt die Hochvolt-Heizeinheit 146 in Seitenansicht (oben) und als Draufsicht (Mitte und unten). Beidseitig der Heizkeramik 150 ist jeweils eine Wellrippe 154, die die Rippenanordnung 148 ergibt, angeordnet. Die Rippenhöhe 156 steht hierbei im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Erstreckungsrichtung der Heizkeramik 150. In der Draufsicht (Mitte und unten) der Heizeinheit 146 ist die Tiefenwellung 162 der Rippe 154 erkennbar. Die Rippe kann mechanisch verspannt (Mitte) oder verklebt (unten) sein, um die Rippe 154 an der Heizkeramik 150 zu fixieren. Durch die hohe Steifigkeit der Rippe 154, die sowohl als Trapez-Rippe 132 oder als Omega-Rippe 134 ausgeführt sein kann, ist ein Bruch der Heizkeramik 150 auch bei mechanischen Spannungen verhindert. Durch die hohe Auflagefläche der großen Anlagefläche 128 können keine lokalen Temperaturunterschiede auf der Keramik 150 auftreten. Die Wärme kann gleichmäßig verteilt werden. Hierdurch können Thermospannungen verhindert werden. 16 shows the high-voltage heating unit 146 in side view (top) and as a top view (middle and bottom). Both sides of the ceramic heater 150 is each a corrugated rib 154 holding the rib arrangement 148 results, arranged. The rib height 156 is in this case substantially perpendicular to the plane of the extension direction of the ceramic heater 150 , In the top view (middle and bottom) of the heating unit 146 is the deep undulation 162 the rib 154 recognizable. The rib can be mechanically strained (center) or glued (bottom) to the rib 154 at the heating ceramics 150 to fix. Due to the high rigidity of the rib 154 Both as a trapeze rib 132 or as omega-rib 134 can be executed, is a fraction of the ceramic heater 150 prevented even with mechanical stresses. Due to the high contact surface of the large contact surface 128 can not local temperature differences on the ceramic 150 occur. The heat can be distributed evenly. This thermoelectric voltages can be prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007027922 A1 [0004]
WO 2005/049350 A1 [0005]

Claims

Heating device, in particular for a motor vehicle, with a, heating elements ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ) having electrical heating unit ( 86 . 96 . 102 . 118 . 136 . 146 ), and one, corrugated ribs ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ), corrugated rib arrangement ( 92 . 98 . 106 . 120 . 146 . 148 ), characterized in that the corrugated ribs ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) a deformable and / or deformed radius ( 88 . 108 ), wherein between the heating elements ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ) and the corrugated ribs ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) a large contact surface ( 79 . 114 . 128 . 142 ) is trained.

Heating device according to claim 1, characterized in that the large contact surface ( 79 . 114 . 128 . 142 ) of corrugated ribs ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) a planar section ( 80 ) having.

Heating device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the deformable and / or the deformed radius ( 88 . 108 ) a contact radius ( 88 . 108 ) with r _T > 0.5 mm.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the corrugated fin ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) as trapezoidal rib ( 76 . 95 . 109 . 132 . 144 ) is trained.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the corrugated fin ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) as omega rib ( 78 . 97 . 111 . 134 . 148 ) is trained.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heating element ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ) a PTC heating element ( 90 . 99 . 104 . 122 . 150 ).

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the at least one heating element ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ) a resistance heating element ( 138 . 150 ), in particular a thick-film resistance heating element ( 138 ) is.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating unit ( 86 . 96 . 102 . 118 . 136 . 146 ) a low-voltage heating unit ( 86 . 96 ) or a high-voltage heating unit ( 102 . 118 . 136 . 146 . 150 ).

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the one contact element ( 79 . 84 . 112 . 124 ) and an isolation element ( 110 . 126 . 140 ) are provided.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that an insulation element ( 110 . 126 . 140 ) is provided.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformed radius ( 88 . 108 ) by clamping the corrugated ribs ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) with the heating element ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ), for example by means of a spring, is malleable.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the corrugated fins ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) have a high rigidity.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a fixation of the corrugated fins ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) and / or the heating elements ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ) Is executable by gluing.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a fixation of the corrugated fins ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) Is executable by gluing.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a fixation of the corrugated fins ( 76 . 78 . 95 . 97 . 109 . 111 . 132 . 134 . 144 . 148 . 154 ) and / or the heating elements ( 90 . 99 . 104 . 122 . 138 . 150 ) can be realized by gluing and / or bracing.