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