DE102014114983A1

DE102014114983A1 - Elektrische Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE102014114983A1
Application number: DE102014114983.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Dowling; Peter Mitchell; Gearoid Pierce; George McCarthy; Kevin Dukes
Original assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: US9982911B2; US20160109153A1; DE102014114983B4; CN105526708A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit einem Heizstab (3) und Wärmeableitern (4), die zwischen gegenüber liegenden Flanschen (10) des Heizstabs (3) gehalten sind. Die Wärmeableiter (4) sind von den Flanschen (10), die seitlich gegen die Wärmeableiter (4) drücken, eingeklemmt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Heizvorrichtung mit wenigstens einem Heizstab und an den Heizstäben befestigten Wärmeableitern. Eine elektrische Heizvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der DE 10 2012 109 801 A1 bekannt.
Derartige Heizvorrichtungen werden zum Beheizen des Innenraums von Automobilen verwendet. Die Heizvorrichtungen erwärmen einen Luftstrom, der an den Wärmeableitern vorbeiströmt und in den Innenraum des Fahrzeugs geblasen wird.
Die aus der DE 10 2012 109 801 A1 bekannte Heizvorrichtung weist Heizstäbe und als Wärmeableiter Wellbleche auf, die zwischen Flanschen des Heizstabs gehalten sind. Flanschabschnitte, die durch Einschnitte in den Flanschen definiert sind, sind umgebogen, um die Wärmeableiter zu greifen und zu halten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie eine elektrische Heizvorrichtung, die ein effizientes Beheizen des Innenraums eines Fahrzeugs ermöglicht, mit geringeren Kosten produziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß haben die Heizstäbe Flansche. Die Flansche verlaufen in Längsrichtung der Heizstäbe. Jeder Wärmeableiter ist zwischen zwei solchen Flanschen angeordnet. Um die Wärmeableiter an Ort und Stelle zu halten, sind die Flansche aufeinander zugebogen, so dass sie seitlich gegen die Wärmeableiter drücken. Auf diese Weise werden die Wärmeableiter von den Flanschen eingeklemmt.
Die Wärmeableiter können aus Wellblech sein. Mit Wellblech kann ein mäanderförmiger Wärmeableiter mit einer Folge von Bergen und Täler kostengünstig geschaffen werden. Dies ermöglicht eine große Kontaktfläche mit Luft, die durch ein solches Tal strömt. Wärmeableiter aus Wellblech werden bevorzugt zwischen Flanschen eines Heizstabs so platziert, dass die Flansche an die Kanten oder Schmalseiten des Metallblechs angrenzen. Anstelle von Wellblech ist es beispielsweise auch möglich extrudierte oder gegossene Wärmeableiter zu verwenden.
Bevorzugt werden die Flansche im Wesentlichen entlang ihrer gesamten Länge oder der gesamten Länge der Wärmeableiter zueinander hingebogen.
Bevorzugt ist der Heizstab zwischen den Flanschen mit einem Füllmaterial bedeckt, das die Wärmeableiter mit dem Heizstab verbindet. Das Füllmaterial verbessert den Wärmefluss von dem Heizstab zu den Wärmeableitern, indem guter elektrischer Kontakt hergestellt wird. Das Füllmaterial kann ein Klebstoff oder eine Wärmeleitpaste sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
1 zeigt eine elektrische Heizvorrichtung.
2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Heizvorrichtung.
3 zeigt eine Detaillansicht von 1.
Die Heizvorrichtung weist mehrere Heizstäbe 3 und Wärmeableiter 4 auf. Die Heizstäbe können Rohre sein, die wenigstens einen Heizwiderstand enthalten, beispielsweise ein PTC Element. Ein vorderes Ende der Heizstäbe 3 steckt in einer Halterung 1, ein hinteres Ende in einer Halterung 2.
Das vordere Ende der Heizstäbe 3 wird zum elektrischen Anschluss verwendet. Ein Kontaktblech 6 ragt aus dem vorderen Ende der Heizstäbe 3 heraus. Das Kontaktblech 6 kontaktiert den Heizwiderstand oder die Heizwiderstände des Heizstabs 3 und ist elektrisch von einem umgebenden Gehäuse isoliert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Rohrgehäuse der Heizstäbe 3 als Masseanschluss verwendet. Die Heizstäbe 3 sind deshalb durch ein Kontaktblech 5 gesteckt, das an einer Unterseite der Halterung 1 angeordnet sein kann. Möglich ist es auch, ein zweites Kontaktblech für jeden Heizstab 1 vorzusehen, das aus dem vorderen Ende des Gehäuses wie das Kontaktbleck 6 herausragt.
Wie 3 zeigt, werden die Wärmeableiter 4 zwischen Flanschen 10 der Heizstäbe 3 gehalten. Die Flansche 10 erstrecken sich durchgehend in Längsrichtung der Heizstäbe 3 und klemmen die Wärmeableiter 4, die zwischen den gegenüberliegenden Flanschen 10 angeordnet sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel drücken die Flansche entlang der gesamten Länge der Wärmeableiter 4 seitlich gegen die Wärmeableiter. Der Herstellungsprozess ist einfacher, wenn die Flansche entlang ihrer gesamten Länge einwärts gebogen werden, obwohl die Wärmeableiter 4 auch sicher gehalten werden können, wenn nur ein kürzerer Abschnitt der Flansche 10 nach innen gebogen wird, um die Wärmeableiter 4 zu klemmen.
Die Flansche 10 können so stark gegen die Wärmeableiter 4 gedrückt werden, dass die Wärmeableiter 4 plastisch deformiert werden, beispielsweise so, dass die Flansche 10 Vertiefungen in den Wärmeableitern 4 bewirken. Die Flansche 10 werden um einen Winkel nach innen gebogen, der bevorzugt weniger als 30 Grad beträgt.
Die Wärmeableiter 4 können aus Wellblech sein, beispielsweise aus Aluminium. Die Flansche 10 erstrecken sich durchgehend an der jeweiligen lateralen Kante der Heizstäbe, sind also nicht in Abschnitte zerschnitten.
Zwischen den Flanschen 10 ist der Heizstab 3 mit einem Füllmaterial 8 bedeckt, das den thermischen Kontakt zwischen den Wärmeableitern 4 und dem Heizstab 3 verbessert. Das Füllmaterial kann beispielsweise ein Klebstoff oder eine Wärmeleitpaste sein.
Eine Heizvorrichtung wie das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel kann hergestellt werden, indem man einen Heizstab 3 nimmt, der Flansche 10 aufweist, welche sich in Längsrichtung des Heizstabs 3 erstrecken. Ein Wärmeableiter 4 wird dann zwischen zwei solchen Flanschen 10 platziert und durch Krimpen an dem Heizstab befestigt; d. h. indem die Flansche 10 aufeinander zugebogen werden, so dass diese seitlich gegen die Wärmeableiter 4 drücken. Die Flansche 10 können mit einer solchen Kraft nach innen gebogen werden, dass sie die Wärmeableiter 4 erkerben. In diesem Fall werden die Wärmeableiter durch die Flansche plastisch verformt. Die Flansche 10 können dann die Wärmeableiter 4 durch eine Kombination aus Klemmen und formschlüssigem Eingriff der Flansche 10 in die Einkerbungen halten. Es ist auch möglich, dass die Flansche 10 keine Verformung der Wärmeableiter 4 bewirken und diese nur klemmend halten.
Den Heizstab 3 kann man erhalten, indem ein Rohrgehäuse hergestellt wird, das Flansche 10 aufweist, und dann eine oder mehrere Heizwiderstände in dem Rohrgehäuse angeordnet werden. Das Rohrgehäuse kann durch Strangpressen hergestellt werden, wie in der DE 10 2006 018 784 A1 beschrieben. Der Widerstand oder die Widerstände können in dem Rohrgehäuse zusammen mit einem Kontaktblech 5 und einer Isolationsschicht zum Isolieren des Kontaktblechs von dem Gehäuse platziert werden. Das Rohrgehäuse kann verpresst werden, um den thermischen Kontakt zwischen dem Gehäuse und dem Widerstand oder den Widerständen zu verbessern. Bevorzugt erfolgt ein eventueller Verpressschritt bevor die Wärmeableiter 4 an dem Heizstab 3 befestigt werden.
Das Kontaktblech 5 hat eine Kontaktseite, welche den Heizwiderstand oder die Heizwiderstände kontaktiert. Bevorzugt ist diese Kontaktseite einer Heizstabseite zugewandt, an der ein Wärmeableiter 4 angeordnet ist. Zum Verpressen kann Kraft zwischen den Flanschen einwirken. Die Heizwiderstände können keramische PTC Heizelemente sein, beispielsweise aus Bariumtitanat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012109801 A1 [0001, 0003]
DE 102006018784 A1 [0021]

Claims

Elektrische Heizvorrichtung mit einem Heizstab (3) und Wärmeableitern (4), die zwischen gegenüber liegenden Flanschen (10) des Heizstabs (3) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableiter (4) von den Flanschen (10), die seitlich gegen die Wärmeableiter (4) drücken, geklemmt werden.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableiter (4) aus Wellblech sind.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (10) gegen Schmalseiten des Blechs drücken.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab zwischen den Flanschen mit einem Füllmaterial (8) bedeckt ist, das die Wärmeableiter (4) thermisch mit dem Heizstab (3) kontaktiert.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (8) ein Klebstoff oder eine Wärmeleitpaste ist.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableiter (4) durch die gegen sie drückenden Flansche (10) plastisch verformt sind.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (10) in Einkerbungen der Wärmeableiter (4) eingreifen.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (10) im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Wärmeableiter (4) seitlich gegen die Wärmeableiter (4) drücken.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableiter (10) Vertiefungen aufweisen, die durch die gegen die Wärmeableiter (4) drückenden Flansche (10) bewirkt wurden.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Heizstäbe (3) nebeneinander und Wärmeableiter (4) zwischen ihnen angeordnet sind.