DE102015110666A1

DE102015110666A1 - Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE102015110666A1
Application number: DE102015110666.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Müller; Kevin Kohn
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-07-03
Also published as: DE102015110666B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (10) zur konvektiven Erwärmung eines Hohlraums, insbesondere zum Erwärmen eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs, mit: einem flächigen Grundkörper (12), und einer Mehrzahl von elektrischen Heizabschnitten (20), die an dem Grundkörper (12) ausgebildet sind, wobei der Grundkörper (12) eine Mehrzahl von erhabenen Vorsprüngen (18) aufweist, die abschnittsweise eine Oberfläche des Grundkörpers bilden, und wobei die Heizabschnitte (20) in Ausnehmungen (28) zwischen den Vorsprüngen (18) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zur konvektiven Erwärmung eines Hohlraums, insbesondere zum Erwärmen eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs, mit einem flächigen Grundkörper und einer Mehrzahl von elektrischen Heizabschnitten, die an dem Grundkörper ausgebildet sind.
Derartige Heizvorrichtungen dienen dazu, Luft an einer Oberfläche konvektiv zu erwärmen, um einen Hohlraum und insbesondere einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs zu erwärmen.
Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, flächige Heizelemente zu verwenden, um Oberflächen von Räumen und insbesondere Oberflächen von Innenräumen von Fahrzeugen zu erwärmen, wobei elektrische Heizelemente an den Oberflächen ausgebildet sind, um eine konvektive Erwärmung der Luft in dem Innenraum zu ermöglichen. Eine derartige Heizvorrichtung ist beispielsweise bekannt aus der DE 20 2011 104 749 U1 .
Die maximale Temperatur derartiger Heizvorrichtungen für Gebäude oder für Innenräume von Fahrzeugen ist wegen der Verletzungsgefahr beim Berühren der Heizoberfläche üblicherweise auf ca. 40 °C beschränkt. Nachteilig dabei ist es, dass die flächenspezifische Heizleistung derartiger Heizvorrichtungen dadurch begrenzt ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung zur konvektiven Erwärmung eines Hohlraums bereitzustellen, die einen zuverlässigen Berührungsschutz aufweist und gleichzeitig eine erhöhte flächenspezifische Heizleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Heizvorrichtung dadurch gelöst, dass der Grundkörper eine Mehrzahl von erhabenen Vorsprüngen aufweist, die abschnittsweise eine Oberfläche des Grundkörpers bilden, wobei die Heizabschnitte in Ausnehmungen zwischen den Vorsprüngen angeordnet sind.
Dadurch, dass die Heizabschnitte zwischen den Vorsprüngen angeordnet sind und die Vorsprünge die Oberfläche des Grundkörpers bilden, ist eine direkte Berührung der Heizabschnitte nicht möglich, so dass keine Verletzungsgefahr besteht und die Temperatur der Heizabschnitte höher eingestellt werden kann. Dadurch kann eine höhere flächenspezifische Heizleistung bereitgestellt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird somit vollständig gelöst.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Vorsprünge Oberflächenabschnitte des Grundkörpers, die gegenüber den Heizabschnitten erhaben ausgebildet sind.
Dadurch kann zuverlässig eine Berührung der Heizabschnitte vermieden werden, da die Vorsprünge des Grundkörpers einen Berührungsschutz bilden.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Heizabschnitte elektrische Kontakte aufweisen.
Dadurch ist eine einfache elektrische Kontaktierung und eine entsprechende elektrische Erwärmung möglich.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Heizabschnitte eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen, die in den Ausnehmungen angeordnet ist.
Dadurch können die Heizabschnitte mit technisch geringem Aufwand in den Ausnehmungen angeordnet werden.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die elektrisch leitfähige Beschichtung als elektrisch leitfähiger Lack, insbesondere als Heizlack, ausgebildet ist.
Dadurch kann mit technisch geringem Aufwand der Lack im flüssigen Zustand in den Ausnehmungen angeordnet werden und bildet nach der Aushärtung einen festen Heizabschnitt, der eine erhöhte mechanische Stabilität bietet.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ausnehmungen langgestreckt ausgebildet.
Dadurch kann durch den Heizabschnitt eine langgestreckte Heizleitung bereitgestellt werden, die mit technisch geringem Aufwand elektrisch kontaktiert werden kann.
Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn der Grundkörper eine Mehrzahl von langgestreckten Ausnehmungen aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind.
Dadurch kann eine flächig ausgebreitete Erwärmung erzielt werden, wodurch die Heizleistung der Heizvorrichtung insgesamt erhöht werden kann.
Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn eine erste Mehrzahl von parallelen Ausnehmungen schräg zu einer zweiten Mehrzahl von parallelen Ausnehmungen angeordnet ist. Mit anderen Worten kreuzen die langgestreckten Ausnehmungen und die darin aufgenommenen Heizabschnitte einander, so dass ein Raster oder ein Gitter von Heizabschnitten gebildet wird.
Dadurch kann die flächenspezifische Heizleistung weiter erhöht werden und gleichzeitig die Heizabschnitte mit technisch geringem Aufwand elektrisch kontaktiert werden.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Vorsprünge in parallelen Reihen an der Oberfläche des Grundkörpers ausgebildet sind. Mit anderen Worten sind die Vorsprünge in Reihen und Spalten rasterförmig an dem Grundkörper ausgebildet.
Dadurch kann ein zuverlässiger Berührungsschutz bereitgestellt werden, da die Vorsprünge an der Oberfläche einen direkten Kontakt zu den Heizabschnitten verhindern.
Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ein zuverlässiger Berührungsschutz bereitgestellt werden, da die Vorsprünge eine Oberfläche des Grundkörpers bilden und gleichzeitig kann durch die Anordnung der Heizabschnitte zwischen den Vorsprüngen eine erhöhte Heizleistung bereitgestellt werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer Heizvorrichtung zur konvektiven Erwärmung von Hohlräumen; und
2 eine schematische Draufsicht der Heizvorrichtung aus 1.
In 1 ist eine Heizvorrichtung zur konvektiven Erwärmung eines Hohlraums in einer schematischen Schnittansicht dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Die Heizvorrichtung 10 weist einen flächigen Grundkörper 12 auf, der eine vordere Oberfläche 14 und eine rückseitige Oberfläche 16 der Heizvorrichtung 10 bildet. Der Grundkörper 12 weist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 18 auf, die abschnittsweise die vordere Oberfläche 14 bilden bzw. an denen die vordere Oberfläche 14 ausgebildet ist.
Zwischen den Vorsprüngen 18 ist jeweils ein elektrischer Heizabschnitt 20 ausgebildet, die dazu ausgebildet sind, Wärme 22 an die Umgebungsluft abzugeben. Die Heizabschnitte 20 sind elektrisch mit Kontakten 24, 26 verbunden, um eine elektrische Kontaktierung der Heizabschnitte 20 zu ermöglichen und entsprechend elektrische Leistung den Heizabschnitten 20 zuzuführen.
Die Heizabschnitte 20 sind in Ausnehmungen 28 oder Vertiefungen 28 zwischen den Vorsprüngen 18 ausgebildet. Die Heizabschnitte 20 weisen jeweils eine Heizoberfläche 30 auf, die zwischen den Vorsprüngen 18 angeordnet ist und entsprechend die Wärme 22 abstrahlt bzw. abgibt. Die Abschnitte der vorderen Oberfläche 14, die durch die Vorsprünge 18 gebildet sind, sind erhaben gegenüber den Heizoberflächen 30 der Heizabschnitte 20. Dadurch kann eine Berührung der Heizoberflächen 30 durch einen Benutzer verhindert werden, da eine direkte Berührung lediglich der vorderseitigen Oberflächenabschnitte 14 an den Vorsprüngen 18 möglich ist. Dadurch kann eine Temperatur der Heizabschnitte 20 höher eingestellt werden, ohne dass bei einer Berührung Verletzungsgefahr besteht und es kann entsprechend eine höhere spezifische Heizleistung durch die Heizabschnitte 20 bereitgestellt werden. Dadurch ist eine verbesserte und schnellere Erwärmung der Umgebungsluft durch die Heizvorrichtung 10 möglich.
Die Heizabschnitte 20 sind als elektrisch leitfähige Beschichtung 20 ausgebildet, die vorzugsweise als Heizlack ausgebildet ist. Dadurch kann die Beschichtung bzw. der Heizlack 20 im flüssigen Zustand in die Ausnehmungen 28 oder Vertiefungen 28 eingebracht bzw. eingefüllt werden und elektrisch mit den elektrischen Kontakten 24, 26 verbunden werden und bildet nach Aushärtung stabile Heizabschnitte der Heizvorrichtung 10.
Die Vorsprünge 18 sind rasterförmig in Reihen und Spalten an dem Grundkörper 12 ausgebildet, wobei die Ausnehmungen als langgestreckte Gräben zwischen den Vorsprüngen 18 in dem Grundkörper 12 ausgebildet sind und weisen vorzugsweise senkrechte Schnittpunkte auf, wie es im Weiteren näher erläutert ist.
Ein Abstand zwischen den Vorsprüngen 18 und eine Breite der Vorsprünge 18 bzw. der Ausnehmungen 28 beeinflusst die flächenspezifische Heizleistung der Heizvorrichtung 10, so dass durch den Abstand der Vorsprünge 18 und die Breite der Ausnehmungen 28 bzw. die Breite der Vorsprünge 18 die flächenspezifische Heizleistung definiert werden kann.
Um einen zuverlässigen Berührungsschutz gewährleisten zu können, ist die Breite der Ausnehmungen 28 kleiner als 0,5 cm.
An der rückseitigen Oberfläche 16, die der vorderen Oberfläche 14 gegenüberliegend an dem Grundkörper 12 ausgebildet ist, ist ein Montageabschnitt gebildet, der dazu dient, die Heizvorrichtung 10 flächig an einer Innenwand eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs zu montieren.
In 2 ist eine schematische Draufsicht der Heizvorrichtung 10 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
Die Vorsprünge 18 sind in dieser Ausführungsform quadratisch ausgebildet und in Spalten und Reihen angeordnet, wobei die langgestreckten Ausnehmungen 28 die Vorsprünge 18 voneinander trennen und entsprechend parallel und orthogonal zueinander ausgerichtet sind. In den Ausnehmungen 28 sind die Heizabschnitte 20 als elektrisch leitfähige Beschichtungen bzw. als Heizlack ausgebildet und mit den elektrischen Kontakten 24, 26 elektrisch kontaktiert. Da die Heizabschnitte 20 als elektrisch leitfähige Beschichtung ausgebildet sind, sind lediglich zwei elektrische Kontakte 24, 26 zur Kontaktierung der Heizabschnitte 20 notwendig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202011104749 U1 [0003]

Claims

Heizvorrichtung (10) zur konvektiven Erwärmung eines Hohlraums, insbesondere zum Erwärmen eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs, mit: – einem flächigen Grundkörper (12), und – einer Mehrzahl von elektrischen Heizabschnitten (20), die an dem Grundkörper (12) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) eine Mehrzahl von erhabenen Vorsprüngen (18) aufweist, die abschnittsweise eine Oberfläche des Grundkörpers bilden, wobei die Heizabschnitte (20) in Ausnehmungen (28) zwischen den Vorsprüngen (18) angeordnet sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18) Oberflächenabschnitte (14) des Grundkörpers (12) bilden, die gegenüber den Heizabschnitten (20) erhaben ausgebildet sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizabschnitte (20) elektrische Kontakte (24, 26) aufweisen.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizabschnitte (20) eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen, die in den Ausnehmungen (28) angeordnet ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Beschichtung als elektrisch leitfähiger Lack ausgebildet ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (28) langgestreckt ausgebildet sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper eine Mehrzahl von langgestreckten Ausnehmungen (28) aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Mehrzahl von parallelen Ausnehmungen (28) schräg zu einer zweiten Mehrzahl von parallelen Ausnehmungen (28) angeordnet ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18) in parallelen Reihen an der Oberfläche (14) ausgebildet sind.