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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Belüftens, Heizens und/oder Klimatisierens eines Kraftfahrzeugs und betrifft insbesondere elektrische Heizvorrichtungen zur Erwärmung eines Luftstroms, der eine Leitung einer Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs durchströmt.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine zusätzliche elektrische Heizvorrichtung, die mit mindestens einem Heizelement mit elektrischem Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) ausgestattet ist, das insbesondere beim Anlassen des Fahrzeugs bei kaltem Wetter rasch zusätzliche Wärme für einen Luftstrom erzeugen kann, der eine Leitung einer Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage durchströmt und dazu gebracht wird, in den Fahrgastraum des Fahrzeugs einzudringen. Eine derartige zusätzliche elektrische Heizvorrichtung kann die am Fahrzeug entnommene elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln, die in den Luftstrom abgegeben wird.
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Es sind derartige zusätzliche Heizvorrichtungen in Form eines Rahmens bekannt, der Heizelemente tragen kann, die die Luft erwärmen können, die unter der Wirkung eines elektrischen Potentials durch Wärmediffusion durch die Vorrichtung strömt. Der Rahmen weist ein Gehäuse zur Aufnahme von Heizelementen und mindestens eine Verbindungsschnittstelle auf, mit der die Heizelemente elektrisch mit einer elektrischen Versorgungsstelle des Fahrzeugs verbunden werden können. Die Heizelemente nehmen die Form von Stegen an, die in diesem Rahmen eingesetzt sind und aus Elektroden bestehen, die den elektrischen Strom zu Plättchen aus Keramikmaterialien mit PTC-Effekt und zu Wärmesenken leiten können, deren Funktion darin besteht, die Fläche für den Wärmeaustausch mit dem die Heizvorrichtung durchströmenden Luftstrom zu vergrößern. Die Wärmesenken können die Form von Rippen oder Zwischenlagen mit verschiedenen Formen und Abmessungen und z.B. die Form sinusförmig gefalteter Metallstreifen annehmen. Ein Heizelementaufbau kann somit eine PTC-Gruppe umfassen, die aus zwei zueinander parallelen Elektroden gebildet ist, die sich im Rahmen der Heizvorrichtung der Länge nach erstrecken und dabei eine Reihe von Steinen mit PTC-Effekt umklammern, sowie zwei Wärmesenken, die auf der einen und auf der anderen Seite dieser PTC-Gruppe angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung erstreckt sich jede Wärmesenke über die gesamte Länge des Rahmens und hat die Form eines Metallbands, das in regelmäßigen Abständen zusammengefaltet ist.
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Im Stand der Technik haben PTC-Gruppen aufgrund des nicht flexiblen und nicht formbaren Charakters der Steine mit PTC-Effekt den Nachteil, nur in Form von dünnen Plättchen mit unterschiedlichen Abmessungen in großer Menge verfügbar zu sein, so dass das Vorhandensein von Wärmesenken oder Zwischenlagen unerlässlich ist, um die Fläche für den Austausch zwischen dem Luftstrom und den Steinen mit PTC-Effekt zu vergrößern.
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Es ist bekannt, Wärmesenken über einen trockenen Kontakt mit den PTC-Gruppen zu verbinden. Diese Art der Anbindung erzeugt einen großen Kontaktwiderstand und verhindert die Optimierung der Wärmeleistung der Heizvorrichtung.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lösung zu diesem Problem zu bieten, indem eine alternative Struktur von Heizelementen vorgeschlagen wird, mit der es möglich ist, die Gruppen aus PTC-Steinen in Form von Plättchen wegzulassen und somit den Kontaktwiderstand mit den Wärmesenken zu eliminieren.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Heizelement für eine zusätzliche elektrische Heizvorrichtung zur Erwärmung eines Luftstroms, der sie in einer Leitung einer Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement aus einem selbstregelnden flexiblen Heizband mit PTC-Effekt, d.h. mit positivem Temperaturkoeffizienten besteht.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine zusätzliche elektrische Heizvorrichtung vorzuschlagen, in der das Heizelement aus einem selbstregelnden flexiblen Heizband besteht. Die vereinfachte Struktur des erfindungsgemäßen Heizelements ermöglicht die Anordnung auf verschiedene Weisen in dem von dem Aufnahmegehäuse begrenzten Volumen, das es aufnimmt, so dass die Wärmeleistung der zusätzlichen Heizvorrichtung verbessert und optimiert wird.
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Ein selbstregelndes flexibles Heizband mit PTC-Effekt wird nachfolgend ausführlicher beschrieben, es ist jedoch anzumerken, dass es eine nachgiebige Form hat und aus zwei parallelen Metallleitern besteht, die in einer semikristallinen Polymermatrix getaucht sind, die mit leitenden Partikeln, vorzugsweise Rußschwarz dotiert ist, so dass ein Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) gebildet wird.
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Erfindungsgemäß bildet die Außenhülle des flexiblen Bands die im Stand der Technik bekannten Wärmesenken, so dass es die Erfindung ermöglicht, die Elemente mit PTC-Effekt in die Wärmesenken zu integrieren.
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Das erfindungsgemäße Heizelement weist vorteilhafterweise mindestens eines der folgenden Merkmale auf, die einzeln oder in Kombination herangezogen werden:
- - das selbstregelnde flexible Heizband hat die Form eines Streifens;
das selbstregelnde flexible Heizband hat eine der folgenden Formen: eine Sinusform, insbesondere mit einer Periode und einer Spitze-Spitze-Amplitude, die gleichmäßig sind, eine geradlinige oder auch eine spiralartige Form.
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Ein weiterer Gegenstand der Vorrichtung ist eine zusätzliche elektrische Heizvorrichtung zur Erwärmung eines Luftstroms, der eine Leitung einer Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs durchströmt, mit mindestens einem Gehäuse zur Aufnahme mindestens eines Heizelements und mindestens einer Verbindungsschnittstelle, die dazu vorgesehen ist, das mindestens eine Heizelement mit einer aus dem Fahrzeug stammenden elektrischen Versorgungsstelle elektrisch zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement aus einem erfindungsgemäßen selbstregelnden flexiblen Heizband mit PTC-Effekt besteht, das Wärme erzeugen kann, wenn es mit der elektrischen Versorgungsstelle verbunden ist.
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Das selbstregelnde flexible Heizband kann in der zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung so angeordnet sein, dass sich der Streifen zumindest in einer Richtung erstreckt, die parallel zur Richtung des Luftstroms verläuft, der die zusätzliche elektrische Heizvorrichtung durchströmt.
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Das Gehäuse zur Aufnahme des mindestens einen Heizelements hat im Wesentlichen die Form eines Quaders und besteht aus zwei Hauptlängswänden, die eine Längsrichtung des Gehäuses definieren, und aus zwei zueinander parallelen Seitenwänden, wobei diese vier Wände zur mindestens einen Verbindungsschnittstelle senkrecht verlaufen.
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Die zusätzliche elektrische Heizvorrichtung weist vorteilhafterweise mindestens eines der folgenden Merkmale auf, die einzeln oder in Kombination herangezogen werden:
- das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt liegt auf einem im Wesentlichen flachen Haltegitter auf;
- das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt erstreckt sich in dem Aufnahmegehäuse hauptsächlich in Längsrichtung des Gehäuses, senkrecht zur Richtung des Luftstroms, der die elektrische Heizvorrichtung durchströmt;
- das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt liegt auf einem im Wesentlichen flachen Haltegitter auf, und das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt erstreckt sich in dem Gehäuse hauptsächlich in einer vertikalen und zur Längsrichtung des Gehäuses senkrechten Richtung senkrecht zur Richtung des Luftstroms, der die elektrische Heizvorrichtung durchströmt;
- das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt ist auf einem Haltegitter angeordnet, so dass es eine Sinusform mit gleichmäßiger Periode und gleichmäßiger Spitze-Spitze-Amplitude hat;
- das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt ist geradlinig auf einem Haltegitter angeordnet;
- das selbstregelnde flexible Heizband mit PTC-Effekt ist im Aufnahmegehäuse spiralförmig auf einem Haltegitter angeordnet.
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Die Heizvorrichtung kann mehrere Heizelemente aufweisen, die in Längsrichtung des Gehäuses innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, so dass eine erste Gruppe gebildet ist, die aus einem Stapel aus selbstregelnden flexiblen Heizbändern mit PTC-Effekt besteht, die jeweils auf einem Haltegitter aufliegen können.
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Die Vorrichtung kann ferner mehrere Heizelemente aufweisen, die eine zweite Gruppe bilden, die aus einem Stapel aus flexiblen Bändern besteht, wobei der Stapel zu dem Stapel aus flexiblen Bändern, die die erste Heizelementengruppe bilden, quer versetzt ist.
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Die erste und die zweite Heizelementengruppe können so angeordnet sein, dass sich die Heizelemente, die das zweite Heizelement bilden, hauptsächlich in einer Richtung erstrecken, die senkrecht zu der Richtung verläuft, in der sich hauptsächlich die Heizelemente erstrecken, die das erste Heizelement bilden.
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Alternativ können die erste und die zweite Heizelementengruppe so angeordnet sein, dass sich alle Heizelemente, die sie bilden, hauptsächlich in zueinander parallelen Richtung erstrecken. Auf diese Weise wird auf jeder Stufe des Stapels eine Doppelreihe aus parallelen flexiblen Bändern erhalten.
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In diesem Kontext können die flexiblen Bänder in Haupterstreckungsrichtung phasengleich angeordnet sein. Unter „phasengleich“ ist zu verstehen, dass die flexiblen Bänder, die auf ein und derselben Stufe des Stapels angeordnet sind und in Querrichtung nacheinander von einem Luftstrom durchströmt werden, übereinander angeordnet sind. Auf diese Weise liegen in Querrichtung, in der der Luftstrom dazu gebracht wird, die zusätzliche elektrische Heizvorrichtung zu durchströmen, die aufeinanderfolgenden Heizelemente hintereinander, so dass in dieser Querrichtung auf der gesamten Abmessung der Heizvorrichtung eine durchgehende Fläche gebildet ist.
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Die flexiblen Bänder können alternativ in Haupterstreckungsrichtung phasenverschoben angeordnet sein. Auf diese Weise sind in Querrichtung, in der der Luftstrom dazu gebracht wird, durch die zusätzliche elektrische Heizvorrichtung zu strömen, die aufeinanderfolgenden Heizelemente zueinander versetzt, so dass die Heizelemente der zweiten Gruppe quer durch die Bahn des Luftstroms liegen, wenn die Luft über die Heizelemente der ersten Gruppe hinaus geströmt ist.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch eine Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs, die mindestens eine Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Aspekte aufweist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher beim Lesen der ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend als veranschaulichende und nicht einschränkende Beispiele gegeben sind und sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehen, in denen das erfindungsgemäße Heizelement gezeigt ist, das in einer zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung zur Erwärmung eines Luftstroms angeordnet werden soll, der eine Leitung einer Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs durchströmt. Darin zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung, die quer durch eine Luftstromzirkulationsleitung aufgenommen werden kann und in die ein erfindungsgemäßes Heizelement eingesetzt ist;
- 2a und 2b eine Vorderansicht bzw. eine Schnittansicht eines selbstregelnden flexiblen Heizbands mit PTC-Effekt gemäß einem Aspekt der Erfindung;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung von Heizelementen in einer zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 von der Seite eine Hauptfläche eines Gehäuses zur Aufnahme von Heizelementen, die entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind, so dass eine sinusförmige Doppelreihe von selbstregelnden flexiblen Heizbändern mit PTC-Effekt gebildet ist, wobei die Reihen zueinander parallel verlaufen;
- 5 ähnlich 4 eine Hauptlängsfläche eines Gehäuses zur Aufnahme von Heizelementen, die entsprechend einer Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind, so dass auch hier eine sinusförmige Doppelreihe von selbstregelnden flexiblen Heizbändern mit PTC-Effekt gebildet wird, wobei die Reihen dieses Mal senkrecht zueinander ausgerichtet sind;
- 6a und 6b von der Seite eine Hauptlängsfläche eines Gehäuses zur Aufnahme von Heizelementen, die gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind, so dass eine geradlinige Doppelreihe von selbstregelnden flexiblen Heizbändern mit PTC-Effekt gebildet wird, wobei die Reihen parallel (6a) bzw. senkrecht (6b) ausgerichtet sind;
- 7a und 7b von der Seite eine Hauptlängsfläche eines Gehäuses zur Aufnahme von Heizelementen, die gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind, so dass eine spiralförmige Doppelreihe von selbstregelnden flexiblen Heizbändern mit PTC-Effekt gebildet wird, wobei die Reihen parallel (7a) bzw. längsverschoben (7b) ausgerichtet sind.
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Es ist notwendig anzumerken, dass die Figuren, auch wenn sie die Erfindung für ihre Umsetzung ausführlich darlegen, auch dazu dienen können, die Erfindung gegebenenfalls besser zu definieren. Es ist auch zu verstehen, dass die durch die Figuren veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung als nicht einschränkendes Beispiel gegeben sind. Dementsprechend können weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen zusätzlichen Heizvorrichtung realisiert werden, insbesondere durch Änderung der Anordnung der Heizelemente im Aufnahmegehäuse und besonders der Form, der Abmessung und der Richtung, die den selbstregelnden flexiblen Heizbändern mit PTC-Effekt verliehen werden.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird auf eine Ausrichtung Bezug genommen, die von den Längsachsen, den vertikalen Achsen und den Querachsen, wie sie willkürlich durch das insbesondere in den 1 und 3 dargestellte Achsenkreuz L, V, T definiert sind, abhängig ist.
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1 veranschaulicht eine zusätzliche Heizvorrichtung 1 oder einen elektrischen Kühlkörper, die bzw. der dazu vorgesehen ist, einen Luftstrom zu erwärmen, so dass rasch zusätzliche Wärme im Fahrgastraum des Fahrzeugs, insbesondere beim Anlassen des Fahrzeugs bei kaltem Wetter erzeugt wird. Die zusätzliche Heizvorrichtung 1, die gewöhnlich quer durch eine Hauptluftstromleitung der Heizungsanlage des Fahrzeugs angeordnet ist, besteht aus einem Gehäuse 2 zum Aufnehmen mindestens eines Heizelements 4 und aus einer Verbindungsschnittstelle 3, die dazu vorgesehen ist, das mindestens eine Heizelement 4 elektrisch mit einer aus dem Fahrzeug stammenden elektrischen Versorgungsquelle zu verbinden. Das Aufnahmegehäuse 2 weist zwei Hauptflächen 20 auf, die in einer längsverlaufenden und vertikalen Ebene definiert und in Querrichtung T voneinander beabstandet sind, wobei die Verbindungsschnittstelle an einem Längsende 21 des Aufnahmegehäuses angeordnet ist.
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Das Ziel der vereinfachten Darstellung der zusätzlichen Heizvorrichtung 1 ist die ausführliche Darstellung eines Heizelements 4, das aus einem selbstregelnden flexiblen Heizband 6 mit PTC-Effekt besteht, das auf einem im Wesentlichen flachen Haltegitter 5 aufliegt. Das Haltegitter 5 hat hier die Form einer Leiter mit Querstreben 50, an denen z.B. über eine Schweiß- oder Klebeverbindung Abschnitte des flexiblen Bands 6 befestigt sind.
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Das Heizelement 4 erstreckt sich hauptsächlich in Längsrichtung L des Gehäuses 2, wobei sich der durch das flexible Band gebildete Streifen außerdem in Querrichtung T des Gehäuses 2 in einer Richtung erstreckt, die parallel zu der Richtung des Luftstroms F (in den 1 und 3 zu sehen) verläuft, welcher dazu gebracht wird, die zusätzliche Heizvorrichtung 1 quer zu durchströmen. Bei diesem Anordnungsbeispiel ist das selbstregelnden flexible Heizband 6 in regelmäßigen Abständen zusammengefaltet, so dass es eine Sinusform mit einer Periode und einer Höhe oder mit einer Spitze-Spitze-Amplitude hat, die gleichmäßig sind.
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Die 2a und 2b veranschaulichen ein Beispiel für ein selbstregelndes flexibles Heizband 6 mit PTC-Effekt, wie es vorteilhafterweise zur Bildung eines Heizelements in zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtungen, die den Gegenstand eines Aspekt der Erfindung darstellen, verwendet wird.
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Das selbstregelnde flexible Heizband 6 besteht aus zwei parallelen Metallleitern 60, die in einer semikristallinen Polymermatrix 61 getaucht sind, die mit leitenden Partikeln, vorzugsweise mit Rußschwarz dotiert ist, so dass ein Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) gebildet ist. Die Gruppe ist auch mit einer elektrischen Isolierung 62 und einer Schutzhülle 63 versehen, die in 2a im Schnitt veranschaulicht sind, um einen Teil der Polymermatrix 61 und das Ende der Heizfäden, z.B. Kupfer-Nickel-Fäden, die die Metallleiter 60 bilden, sichtbar zu machen.
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Wenn das flexible Band 6 einer niedrigen Temperatur ausgesetzt ist, zieht sich die Polymermatrix zusammen, und die leitenden Kohlenstoffpartikel, die sie enthält, liegen nahe beieinander und begünstigen den Stromfluss, was dazu führt, dass der Widerstand sinkt und die Ausgangsleistung steigt. Dieser Vorgang erfolgt umgekehrt, wenn die Temperatur steigt. Die Polymermatrix 61 dehnt sich aufgrund der Molekülexpansion aus, und der Abstand zwischen den Kohlenstoffpartikeln steigt. Die Anzahl der elektrischen Pfade sinkt, der Widerstand steigt, und die von dem Band abgegebene Leistung sinkt. Auf diese Weise ist das flexible Band dadurch selbstregelnd, dass es die Ausgangsleistung steigern kann, wenn die durch die zusätzliche elektrische Heizleistung strömende Luft kalt ist, und die Ausgangsleistung senken kann, wenn die durchströmende Luft ausreichend warm ist und keinen hohen Wärmeaustausch erfordert.
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Es sind im Stand der Technik zusätzliche elektrische Heizvorrichtungen bekannt, die eine Leistung in einer Größenordnung von 1000 Watt bei einem aktiven Volumen nahe 200 mm*20 mm*80 mm abgeben können.
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3 und die nachfolgenden Figuren veranschaulichen Ausführungsformen, in denen die Heizelemente so angeordnet sind, dass die Abgabe einer Leistung in der Größenordnung von 1000 Watt für ein aktives Volumen nahe 200 mm*20 mm*80 mm ermöglicht wird.
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Um die Wärmeleistungen eines derartigen Volumens zu erreichen, indem ein erfindungsgemäßes flexibles Band 6 und insbesondere ein flexibles Standard-Band mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von weniger als 1 mm verwendet wird, das eine Wärmeleistung von 60 Watt pro Meter Band abstrahlen kann, ist es erforderlich, dem flexiblen Band 6 eine besondere Form zu verleihen, um die Länge des Bands pro Stufe zu steigern, oder die Anzahl der Stufen 7 an Heizelementen 4 in dem von dem Gehäuse 2 definierten Volumen anzupassen. Um somit eine Leistung nahe 1000 Watt zu erzeugen, wird versucht, 16,5 Meter Band in dem betrachteten Volumen anzuordnen. Eine insbesondere in den 3 und 4 gezeigte Lösung besteht darin, zehn Stufen 7 mit Doppelreihen von sinusförmigen flexiblen Bändern 6 mit einer Periode von 4 mm und einer Spitze-Spitze-Amplitude oder Höhe von 8 mm zu integrieren.
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3 veranschaulicht eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der die Heizelemente 4 alle im Gehäuse 2 in Längsrichtung L parallel in einer gleichmäßigen Anordnung angeordnet sind, bei der zwei Heizelementengruppen quer nebeneinander angeordnet sind. Jede Gruppe besteht aus einem vertikalen Stapel aus selbstregelnden flexiblen Heizbändern 6 mit PTC-Effekt. Unter einem vertikalen Stapel ist eine Schichtung aus flexiblen Bändern entlang der vertikalen Achse V zu verstehen, wobei diese Bänder ohne Querverschiebung übereinander ausgerichtet sind.
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Dadurch, dass diese beiden Gruppen nebeneinander liegen, wird auf jeder Stufe 7 aus flexiblen Bändern eine sinusförmige Doppelreihe aus flexiblen Bändern 6 erzeugt, die jeweils auf einem Haltergitter 5 liegen. Die Bändergruppen sind parallel zueinander angeordnet, so dass für eine gegebene Stufe festgestellt wird, dass das flexible Band der zweiten Heizelementengruppe in Querrichtung eine Projektion des flexiblen Bands der ersten Heizelementengruppe ist. In einer Vorderansicht, wie in 4 veranschaulicht ist, ist somit nur eine Heizelementengruppe zu sehen, da die zweite Heizelementengruppe hinter der ersten Gruppe versteckt ist.
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Bei dieser ersten Ausführungsform der Erfindung sind die flexiblen Bänder sinusförmig. Auf jeder Stufe 7 sind die flexiblen Bänder 6 derart ausgerichtet, dass die Spitzen jeder Sinuskurve phasengleich sind und sich in Querrichtung T des Aufnahmegehäuses 2 überlagern.
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Zur Vergrößerung der Austauschfläche mit dem Luftstrom, der die Heizvorrichtung 1 in Querrichtung T des Gehäuses 2 durchströmt, kann in einer hier nicht dargestellten Variante ein Längsversatz der flexiblen Bänder 6 der ersten Heizelementengruppe zur zweiten Heizelementengruppe, die auf ein und derselben Stufe 7 vorhanden sind, vorgesehen sein, so dass ihre Spitzen phasenverschoben und sogar in Phasenopposition sind. Es ist zu verstehen, dass eine der Beschränkungen bei den Anordnungskombinationen der flexiblen Bänder 6 von einer Stufe zur anderen mit einem möglichen Strömungsverlust des Luftstroms verbunden ist.
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5 veranschaulicht eine Variante der ersten Ausführungsform, bei der die Heizelemente 4 so in dem Gehäuse 2 angeordnet sind, dass ein orthogonales Rasternetz gebildet ist, das einerseits eine erste Gruppe aus zehn Heizelementen, die in Längsrichtung L des Gehäuses angeordnet sind, wobei jedes Heizelement dieser ersten Gruppe aus einem sinusförmigen selbstregelnden flexiblen Heizband 6 gebildet ist, das von einem Haltegitter 5 gehalten wird, und andererseits eine zweite Gruppe aus zehn Heizelementen umfasst, die in vertikaler Richtung V und senkrecht zur ersten Gruppe angeordnet sind, wobei jedes Heizelement aus einem sinusförmigen flexiblen Band 6 gebildet ist, das jeweils von einem Haltegitter 5 gehalten wird und vertikal angeordnet ist. Es ist zu verstehen, dass die Anzahl der Heizelemente der ersten und zweiten Gruppe sowie die Merkmale (Periode und Spitze-Spitze-Amplitude) der Sinuswellen von den Abmessungen des Aufnahmegehäuses 2 und der gewünschten Wärmeleistung abhängig sind.
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Die 6a und 6b veranschaulichen ein Gehäuse 2 zur Aufnahme von Heizelementen 4, die entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind, bei der die flexiblen Bänder 6 eine geradlinige Form haben. Bei dieser Ausgestaltung ist zu verstehen, dass zur Anpassung an die zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform der 3 bis 5 erläuterten Rechenmethode für die von der zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung abzugebende Wärmeleistung es erforderlich ist, die Anzahl der Stufen 7, die eine Doppelreihe aus flexiblen Bändern 6 aufweisen, die jeweils auf einem Haltegitter 5 aufliegen, zumindest auf vierzig zu erhöhen, um das Äquivalent von 16,5 Metern aus Bändern zu erhalten, die in dem oben definierten aktiven Volumen angeordnet sind.
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6a veranschaulicht eine Ausgestaltung, die derjenigen ähnlich ist, die mit 4 gezeigt ist, und bei der zwei erste Gruppen in Längsrichtung L des Gehäuses 2 integriert und zueinander parallel positioniert sind, so dass bei jeder Stufe 7 des Stapels eine geradlinige Doppelreihe aaus parallelen flexiblen Bändern 6 erhalten wird, die auf Haltegitter 5 aufliegen.
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6b veranschaulicht eine Ausgestaltung, die derjenigen ähnlich ist, die in 5 gezeigt ist, und bei der die Heizelemente 4 derart in dem Gehäuse 2 angeordnet sind, dass ein orthogonales Rasternetz gebildet ist, das eine erste Gruppe aus mindestens vierzig Heizelementen, die in Längsrichtung L angeordnet sind, und eine zweite Gruppe umfasst, die aus mindestens vierzig Heizelementen besteht, die in vertikaler Richtung V senkrecht zur ersten Gruppe angeordnet sind. Auch hier ist die Anzahl der Stufen 7 aus Heizelementen 4 der ersten und zweiten Gruppe von den Abmessungen des Aufnahmegehäuses 2 und der gewünschten Wärmeleistung abhängig.
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Die 7a und 7b veranschaulichen ein Gehäuse 2 zur Aufnahme von Heizelementen 4, die entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind, bei der die in Längsrichtung L des Gehäuses 2 eingesetzten flexiblen Bänder 6 eine Spiralform haben. Bei dieser Ausgestaltung ist zu verstehen, dass es für die Anpassung an die zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform der 3 bis 5 erläuterte Rechenmethode für die von der zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung abzugebende Wärmeleistung angebracht ist, einen Querstapel aus zwei flexiblen Bändern 6 zu bilden, die eine Länge in einer Größenordnung von 8 Metern erreichen, wobei jedes Band um sich selbst gewickelt ist.
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7a veranschaulicht eine Ausgestaltung, bei der die flexiblen Spiralbänder 6 quer aufeinander ausgerichtet sind, so dass sie sich in einer Querrichtung T des Aufnahmegehäuses 2 überlagern.
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7b veranschaulicht eine Ausgestaltung, mit der die Austauschfläche der flexiblen Bänder mit dem Luftstrom vergrößert werden kann, welcher die Heizvorrichtung in Querrichtung des Gehäuses 2 durchströmt, in der die beiden flexiblen Bänder 6 in Längsrichtung des Gehäuses 2 mit einem Versatzabstand d zueinander versetzt sind, so dass sie sich in Querrichtung T des Aufnahmegehäuses 2 nicht mehr überlagern.
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Unabhängig von der gewählten Ausführungsform kann der erfindungsgemäßen zusätzlichen Heizvorrichtung 1, die mindestens ein Heizelement 4 aufweist, das aus einem selbstregelnden flexiblen Heizband 6 mit PTC-Effekt besteht, eine (nicht gezeigte) Lüftungs-, Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs, die die Heizvorrichtung 1 aufweist, zugeordnet sein.
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Die vorangehende Beschreibung erläutert deutlich, wie es die Erfindung ermöglicht, die Ziele, die sich gesetzt hat, zu erreichen und insbesondere die Wärmeleistung der zusätzlichen Heizvorrichtungen für Kraftfahrzeuge zu optimieren, indem vorgeschlagen wird, darin PTC-Polymerheizelemente zu integrieren. Der flexible und bequeme Charakter der erfindungsgemäßen Heizelemente ermöglicht ihre Anordnung auf unterschiedliche Arten in dem von dem Aufnahmegehäuse begrenzten nützlichen Volumen und somit eine Optimierung der Austauschfläche zwischen den Heizelementen und dem durchströmenden Luftstrom. Die Anpassung der Form, der Abmessungen und der Positionierung der Heizelemente im Gehäuse ermöglicht eine einfache Anpassung der Dichte an Heizelementen und das Erreichen der bei der zusätzlichen Heizvorrichtung gewünschten Wärmeleistung.
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Die Erfindung ist nicht auf die in diesem Dokument als nicht einschränkende Beispiele spezifisch gegebenen Ausführungsformen beschränkt und erstreckt sich insbesondere auf alle gleichwertigen Mittel und auf alle technisch wirksamen Kombinationen dieser Mittel.
