DE19604218A1 - Heizgerät mit einem PTC-Element und einem Profilkontaktkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät mit einem PTC-Element als Widerstandsheizelement, das wärmeleitend in eine Aufnahme eines Profilkontaktkörpers aus wärmeleitendem Material eingesetzt ist.

Derartige Heizgeräte sind durch die DE 29 02 909 und die DE 80 26 584 U1 bekannt und sind vorzugsweise als Schaltschrank-Heizgeräte verwendet worden. Bei diesen bekannten Heizgeräten ist die abgegebene Wärmeleistung in der Regel begrenzt. Wird die Heizleistung erhöht, besteht die Gefahr, daß der Profilkontaktkörper zumindest an manchen Stellen zu heiß wird und daher eine Gefahr beim Berühren darstellt. Außerdem benötigt das Heizgerät einen größeren Raumbedarf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Heizgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem bei optimaler Raumausnutzung ein Maximum an abgegebener Wärmeleistung erzielt wird, ohne daß eine Überhitzung der zugänglichen Flächen des Profilkontaktkörpers auftritt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß daß der Profilkontaktkörper eine rechteckförmige Profilkammer für das PTC-Element aufweist, die von mehreren, koaxial zueinander angeordneten Profilringen umgeben ist und daß die Profilkammer und die Profilringe über Abstandsstege in wärmeleitender Verbindung miteinander stehen, die an der Profilkammer und den Profilringen umfangsseitig gleichmäßig verteilt, jedoch von der Profilkammer zu den Profilringen jeweils symmetrisch gegeneinander versetzt sind.

Bei dieser Ausgestaltung des Profilkontaktkörpers wird ein Maximum von Abstrahlflächen erreicht. Durch die versetzte Kopplung von Profilkammer und Profilringen werden jedoch lange Wege bis zum äußersten Profilring erzielt, so daß dieser sich nicht übermäßig aufheizen kann.

Ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß der äußere Profilring über wärmeleitende Verbindungsstellen und Stege mit Abschlußwänden verbunden sind, die einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt umschließen, dann können mehrere Profilkontaktkörper aneinandergereiht werden, um die Wärmeabgabe zu erhöhen, wobei jeder Profilkontaktkörper ein PTC-Element aufnehmen kann.

Die Abstrahlfläche läßt sich auf einfache Weise dadurch noch vergrößern, daß die Profilkammer auf ihrer Außenwandung und die Profilringe auf ihren Innen- und/oder Außenwandungen mit umfangsseitig verteilten Rippen versehen sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Abstandsstege der Profilkammer und der Profilringe jeweils im Winkel von 90° angeordnet und aufeinanderfolgend im Winkel von 45° gegeneinander versetzt sind.

Die Herstellung des Profilkontaktkörpers läßt sich dadurch vereinfachen, daß die Profilkammer und der folgende Profilring einen ersten Profilabschnitt bilden, während jeweils zwei aufeinanderfolgende Profilringe einen weiteren Profilabschnitt bilden, wobei der letzte Profilabschnitt mit den Abschlußwänden versehen ist. Die wärmeleitende Verbindung der einzelnen Profilabschnitte wird dabei dadurch sichergestellt, daß die Profilabschnitte umfangsseitig Abstandsstege tragen und darüber mit den jeweils folgenden Profilabschnitten durch festen Preßsitz verbunden sind.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß in die Außenwände längsgerichtete Schraubkanäle und/oder T-förmige Verbindungsnuten eingeformt sind. Auf diese Weise werden Befestigungs- und Erweiterungsmöglichkeiten für das Heizgerät geschaffen.

So kann mittels in die T-förmigen Aufnahmenuten eingerasteter Befestigungselemente das Heizgerät z. B. an einer genormten Hutschiene angebracht werden. Andererseits kann unter Ausnützung der Schraubkanäle der Außenwände erreicht werden, daß an einer Stirnseite des Profilkontaktkörpers ein Heizregister und/oder ein Ventilator angebracht ist. Dabei ist zur besseren Wärmeabfuhr vorgesehen, daß in inneren Profilabschnitte an den Stirnseiten gegenüber dem äußeren Profilabschnitt des Profilkontaktkörpers zurückgesetzt sind.

Die wärmeleitende Verbindung des PTC-Elementes mit der Profilkammer nach einer Ausgestaltung dadurch erreicht, daß mittels zweier gegeneinander verstellbarer Befestigungskeile ein im Querschnitt rechteckförmiges PTC-Element an einer breiten Profilseite der Profilkammer verspannbar ist.

Die Heizleistung läßt sich dadurch erhöhen, daß mittels zweier gegeneinander verstellbarer Befestigungskeile zwei im Querschnitt rechteckförmige PTC-Elemente an den beiden schmalen Profilseiten der Profilkammer verspannbar sind.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt einen aus drei Profilabschnitten zusammengesetzten Profilkontaktkörper,

Fig. 2 ein aus zwei Befestigungsteilen zusammengesetztes Befestigungsmittel zur Festlegung eines rechteckförmigen PTC-Elementes in der Profilkammer des Profilkontaktkörpers nach Fig. 1 in der entspannten Stellung,

Fig. 3 das Befestigungsmittel nach Fig. 2 in der gespannten Stellung,

Fig. 4 den an einer genormten Hutschiene befestigten Profilkontaktkörper,

Fig. 5 ein mit Heizregister und Ventilator erweitertes Heizgerät und

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung ein Befestigungselement zur Anbringung des Heizgerätes an der Hutschiene.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist für den Profilkontaktkörper ein kompliziertes Profil verwendet. Um diesen leichter herstellen zu können, ist der Profilkontaktkörper 100, wie Fig. 2 erkennen läßt, in drei Profilabschnitte A,B und C aufgeteilt. Die Aufnahme 15 für das PTC-Elementes ist rechteckförmig, wobei die Schmalseiten an die Breite des im Querschnitt rechteckförmigen PTC-Elementes angepaßt sind, während die breiteren Profilseiten der Aufnahme 15 mit Absätzen versehen sind, die eine Ausnehmung für ein PTC-Element bilden. Die Profilkammer 14 ist rechteckförmig, trägt auf der Außenwandung Rippen und ist in den Eckbereichen über Abstandselemente 13 mit einem Profilring 10 einstückig verbunden. Der Profilring 10 trägt auf seiner Außenwandung Rippen 11 und umfangsseitig vier Abstandselemente 12, die im Winkel von 90° zueinander angeordnet, jedoch gegenüber den Abstandselementen 13 der Profilkammer 14 jeweils um 45° versetzt sind. Auf diese Weise bilden sich von der Profilkammer 14 zum Profilring 20 des Profilabschnittes B lange Wege. Die Abstandsstege 12 des Profilringes 10 stützen sich im festen Preßsitz und daher gut wärmeleitend an dem Profilring 20 des Profilabschnittes B ab. Der Profilring 20 trägt auf der Innen- und Außenwandung Rippen 21 und 22, die die Abstrahlfläche des Profilkontaktkörpers 100 weiter vergrößern. Der Profilring 20 steht über Abstandsstege 23 direkt mit dem Profilring 24 in Verbindung. Dabei sind die beiden Profilabschnitte A und B so ineinandergeschoben und verpreßt, daß die im Winkel von 90° zueinander umfangsseitig verteilten Abstandsstege 23 gegenüber den Abstandsstegen 12 des Profilringes 10 jeweils um 45° versetzt sind. Mit den Abstandsstegen 23 ist der Profilring 24 einstückig verbunden, der auf seiner Außenwandung Rippen 25 und Abstandsstege 26 trägt. Die im Winkel vom 90° angebrachten Abstandsstege 26 sind gegenüber den Abstandsstegen 23 jeweils um 45° versetzt, so daß sich vom Profilabschnitt A über den Profilabschnitt B zum Profilring 30 des Profilabschnittes C wiederum gleich lange Wege bilden. Die Abstandsstege 26 stützen sich unter festem Preßsitz an der Innenwandung des Profilringes 30 ab, der auf der Innen- und Außenwandung mit die Oberfläche vergrößernden Rippen 31 und 32 versehen ist. Über Abstandsstege 33 ist der Profilring 34 angeformt, die bis zu den Abschlußwänden 36 verlängert sind. Die Abschlußwände 36 stehen mittig auch direkt mit dem Profilring 34 in Verbindung. Die Abstandsstege 33 stehen im Winkel von 90° zueinander und sind gegenüber den Abstandsstegen 26 des Profilringes 24 um jeweils 45° versetzt, wenn die Profilabschnitte B und C ineinandergepreßt sind.

Die Abschlußwände 36 umschließen einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt und bringen ein Optimum an Abstrahlfläche, wobei gleichzeitig die Wege von der Profilkammer 14 zu den Abschlußwänden 36 sehr lange sind und eine überhöhte Aufheizung derselben verhindert ist. Es läßt sich leicht erreichen, daß die Temperatur der Abschlußwände 36 unter 80°C bleibt. In die Abschlußwände 36 sind Schraubkanäle 37 eingeformt, so daß wie Fig. 5 zeigt, erforderlichenfalls ein Heizregister 60 und/oder ein Ventilator 70 an eine Stirnseite des Profilkontaktkörpers 100 z. B. mittels Befestigungsschrauben 55 und Flügelmuttern 56 angeschraubt werden können. Es können auch T-förmige Nuten 38 und 39 in die Abschlußwände 36 eingeformt werden, in die Befestigungselemente 50 nach Fig. 6 eingerastet oder eingeschoben werden können. Die ausgestanzten und ausgebogenen Rastfedern 52 und 53 dienen zur Rastbefestigung des Heizgerätes an einer genormten Hutschiene 40, wie die Fig. 4 und 5 zeigen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrößertem Maßstab ein aus zwei Befestigungsteilen 41 und 45 zusammengesetztes Befestigungsmittel zum wärmeleitenden Festlegen eines im Querschnitt rechteckförmigen PTC-Elementes in der Aufnahme 15 der Profilkammer 14. Die beiden Befestigungskeile 41 und 45 liegen mit entgegengesetzt geneigten Keilflächen 43 aufeinander und sind mittels einer Verstellschraube aus der entspannten Stellung nach Fig. 2 in die gespannte Stellung nach Fig. 3 verstellbar. Die Verstellschraube ist in einem Steg 42 des Befestigungskeils 41 geführt und in eine Gewindeaufnahme 47 des Befestigungskeils 45 eingeschraubt. Die Gewindeaufnahme 47 ist in einen Endblock 46 des Befestigungskeils 45 eingebracht, der in einer zugeordneten Aussparung des Befestigungskeils 41 verstellbar ist. Am anderen Ende trägt der Befestigungskeil 41 einen Block 44, der in einer Aussparung des Befestigungsteils 45 verstellbar ist, die von dem Steg 48 und der Anschlagfläche 49 begrenzt ist. Damit sind die beiden Endstellungen der Befestigungsteile 41 und 45 festgelegt. Wie die Fig. 3 zeigt, wird der Abstand der Außenseiten der Befestigungskeile 41 und 45 in der gespannten Stellung vergrößert.

Ist das PTC-Element in die Ausnehmung der breiten Profilseite 17 eingelegt, dann kann es mit den Befestigungskeilen 41 und 45 daran verspannt werden, wenn sich der Außenabstand des in die Aufnahme 15 eingeführten Befestigungsmittels senkrecht zu der breiten Profilseite 17 ändert.

Werden zwei PTC-Elemente an den Schmalseiten 16 der Aufnahme 15 anliegend eingebracht, dann können beide mittels des Befestigungsmittels nach Fig. 2 und 3 daran verspannt werden. Das Befestigungsmittel nach Fig. 2 und 3 wird so eingeführt, daß es zwischen die beiden PTC-Elemente zu liegen kommt und seine Abmessung beim Verspannen senkrecht zu den Schmalseiten 16 der Aufnahme 15 ändert. Mit einfachen Verbindungsmitteln können derartige Heizgeräte unter Ausnützung der Schraubaufnahme auch aneinandergereiht und so die Heizleistung und Wärmeabstrahlung stufenweise erhöht werden.

Claims (11)

1. Heizgerät mit einem PTC-Element als Widerstandsheizelement, das wärmeleitend in eine Aufnahme eines Profilkontaktkörpers aus wärmeleitendem Material eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilkontaktkörper (100) eine rechteckförmige Profilkammer (14) für das PTC-Element aufweist, die von mehreren, koaxial zueinander angeordneten Profilringen (10, 20, 24, 30, 34) umgeben ist und
daß die Profilkammer (14) und die Profilringe (10, 20, 24, 30, 34) über Abstandsstege (13, 12, 23, 26, 33) in wärmeleitender Verbindung miteinander stehen, die an der Profilkammer (14) und den Profilringen (10, 20, 24, 30, 34) umfangsseitig gleichmäßig verteilt, jedoch von der Profilkammer (14) zu den Profilringen (10, 20, 24, 30, 34) jeweils symmetrisch gegeneinander versetzt sind.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Profilring (34) über wärmeleitende Verbindungsstellen und Stege (33) mit Abschlußwänden (36) verbunden sind, die einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt umschließen.

3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkammer (14) auf ihrer Außenwandung und die Profilringe (10, 20, 24, 30, 34) auf ihren Innen- und/oder Außenwandungen mit umfangsseitig verteilten Rippen (11, 21, 22, 31, 32) versehen sind.

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstege (13, 12, 23, 24, 33) der Profilkammer (14) und der Profilringe (10, 20, 24, 34) jeweils im Winkel von 90° angeordnet und aufeinanderfolgend im Winkel von 45° gegeneinander versetzt sind.

5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkammer (14) und der folgende Profilring (10) einen ersten Profilabschnitt (A) bilden, während jeweils zwei aufeinanderfolgende Profilringe (20, 24; 30, 34) einen weiteren Profilabschnitt (B, C) bilden, wobei der letzte Profilabschnitt (C) mit den Abschlußwänden (36) versehen ist.

6. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilabschnitte (A, B) umfangsseitig Abstandsstege (12, 26) tragen und darüber mit den jeweils folgenden Profilabschnitten (B, C) durch festen Preßsitz verbunden sind.

7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenwände (36) längsgerichtete Schraubkanäle (37) und/oder T-förmige Verbindungsnuten (38, 39) eingeformt sind.

8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zweier gegeneinander verstellbarer Befestigungskeile (41, 43) ein im Querschnitt rechteckförmiges PTC-Element an einer breiten Profilseite (17) der Profilkammer (14) verspannbar ist.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zweier gegeneinander verstellbarer Befestigungskeile (41, 43) zwei im Querschnitt rechteckförmige PTC-Elemente an den beiden schmalen Profilseiten (16) der Profilkammer (14) verspannbar sind.

10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Profilabschnitte (A, B) an den Stirnseiten gegenüber dem äußeren Profilabschnitt (C) des Profilkontaktkörpers (100) zurückgesetzt sind.

11. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite des Profilkontaktkörpers (100) ein Heizregister (60) und/oder ein Ventilator (70) angebracht ist.