DE4013212A1 - Heating element for flowing medium - has metal body acting as heat exchanger arranged with slot-shaped pocket open or closed to outlet side - Google Patents

Heating element for flowing medium - has metal body acting as heat exchanger arranged with slot-shaped pocket open or closed to outlet side

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DE4013212A1
DE4013212A1 DE19904013212 DE4013212A DE4013212A1 DE 4013212 A1 DE4013212 A1 DE 4013212A1 DE 19904013212 DE19904013212 DE 19904013212 DE 4013212 A DE4013212 A DE 4013212A DE 4013212 A1 DE4013212 A1 DE 4013212A1
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Erhard Dr Lamprecht
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds

Abstract

The passage openings (2,3) of the metal body (1) are partially tapered at least in the inlet region. The metal body (1) is heated by at least two disc-shaped ceramic cold conductors (11), i.e. PTC resistances, fixed at the inside surfaces of the slot shaped pockets (4) of the metal body. A single pocket (4) open to the outlet side is provided with an additional opening (10) through which a leaf-type contact spring (7) is led in the inside of the pocket and between the disc shaped cold conductors (11) such that the cold conductors under the effect of the contact spring (7) are pressed against the respective inner surface of the pocket (4). USE/ADVANTAGE - Esp. for use in motor vehicles for heating air-fuel mixt. in cold start phase. Cold conductors protected to give increased reliability. Simple and cost effective prodn. also assembly.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizelement zum Erwärmen strömender Medien, bei dem als Wärmetauscher ein aus gut wärmeleitendem Metall gefertigter Metallkörper mit Durchlaßöffnungen dient, die - betrachtet in Strömungsrichtung - zumindest im Einlaßbereich teils verjüngt sind, wobei der Metallkörper durch mindestens zwei scheibenförmige keramische Kaltleiter (PTC-Widerstände) beheizt wird, die an den Innenflächen schlitzförmiger Taschen des Metallkörpers befestigt sind. The invention relates to a heating element for heating flowing media, in which a fabricated of good thermal conductivity metal metal body having passage openings serves as a heat exchanger, which - viewed in the flow direction - are partly tapered at least in the inlet region, wherein the metal body (by at least two disc-shaped ceramic cold conductor PTC resistors) is heated, which are attached to the inner surfaces of slit-shaped pockets of the metal body.

Die Verwendung von Kaltleitern zum Aufheizen strömender Medien ist bekannt. The use of PTC thermistors for heating flowing media is known. Ein Heizelement, das die obengenannten Merkmale aufweist, ist in der EP-PS 01 94 507 beschrieben. A heating element having the above features is described in EP-PS 01 94 507th

In der genannten Patentschrift besteht der Metallkörper des Heizelementes aus gut wärmeleitendem Metall und weist regel mäßig angeordnete Durchlaßöffnungen auf, deren Anteil am Ge samtvolumen weniger als 50% beträgt. In said patent consists of the metal body of the heating element of good thermal conductivity metal and has regularly arranged passage openings, whose share of the total volume Ge less than 50%. Wesentlich ist, daß die Kaltleiter durch einen Kleber am Metallkörper befestigt sind. It is essential that the thermistor are fixed by an adhesive to the metal body. Die keramischen Kaltleiter sind bevorzugt an gegenüberliegenden Teilen der Außenoberfläche des Metallkörpers angeklebt, even tuell aber auch in innerhalb des Metallkörpers vorhandenen Aus sparungen. The ceramic PTC resistors are preferably adhesively bonded to opposite parts of the outer surface of the metal body, but also cutting any savings in existing inside the metal body corner. Die Stromzuführung zu den äußeren, vom Metallkörper abgewandten Belegungen des Kaltleiters erfolgt dabei über als Metallfedern ausgebildete Kontakte. The current supply to the outer, facing away from the metal body assignments of the PTC thermistor is effected via contacts designed as metal springs.

Obwohl das bekannte Heizelement bereits in vielerlei Hinsicht den Anforderungen und Kriterien entspricht, die an ein solches Heizelement in der Praxis gestellt werden, weist es insgesamt doch ein unbefriedigendes Preis-/Leistungsverhältnis auf. Although the heating element known already in many ways meets the requirements and criteria to be met by such a heating element, in practice, it has a total but an unsatisfactory price / performance ratio. Dies hat seinen Grund darin, daß bei dem bekannten Heizelement zur Befestigung der Kaltleiter am Metallkörper ein leitfähiger Kle ber verwendet wird. The reason for this is that in the known heating element for fixing the PTC to the metal body, a conductive Kle is used over. Durch die im Betrieb auftretenden Tempera turwechselzyklen besteht die Gefahr von Rißbildungen in den üb lichen Kleberschichten. turwechselzyklen by the temperature occurring during operation there is a risk of cracking in the üb union adhesive layers. Zwar existieren elastischere Kleber, beispielsweise Silikonkleber, doch wird man bei deren Anwendung mit dem Problem einer sehr geringen Haftfestigkeit schon bei Raumtemperaturen konfrontiert. Although there are more elastic adhesive, such as silicone adhesive, but you are confronted in their application to the problem of a very low adhesive strength even at room temperatures. Zudem werden derartige Thermo plaste beim Aufheizen weich, so daß Heizsysteme mit höheren Ar beitstemperaturen nur zuverlässig realisiert werden können, wenn zusätzlich zur Klebung noch eine mechanische Fixierung der Kaltleiter erfolgt. Moreover, such thermal be plastering during heating soft so that heating systems with higher beitstemperaturen Ar can be realized only reliable if additionally carried out for bonding a mechanical fixation of the PTC thermistor. In der EP-PS 01 94 507 ist deshalb eine zu sätzliche Kontaktfeder vorgesehen, die einerseits elektrisch kontaktiert und andererseits eine mechanische Kraft auf die Kle bestelle ausübt. Therefore, in the EP-PS 01 94 507, a to additional contact spring is provided which exerts on the one hand electrically contacted and on the other hand, to order a mechanical force to the Kle.

Die mit der Verwendung eines Klebers in Zusammenhang stehenden Probleme verschärfen sich noch, wenn man Heizsysteme mit mög lichst hoher Leistungsauskoppelung herstellen will. With the use of an adhesive-related problems are exacerbated when one wants to produce heating systems with AS POSSIBLE high power decoupling. Das aus der EP-PS 01 94 507 bekannte Heizelement ist so konstruiert, daß nur eine einseitige Auskoppelung und Ausnutzung der von den Kaltleitern erzeugten Wärme erfolgt. The 01 94 507 heating element known from EP-PS is designed so that only a one-sided extraction and utilization of the heat generated by the PTC thermistors takes place. Die einseitige Auskoppe lung reduziert den Wirkungsgrad des Heizelementes. The unilateral Auskoppe development reduces the efficiency of the heating element. Bei gekleb ten Heizsystemen mit zweiseitiger Wärmeauskoppelung, wie sie beispielsweise in der EP-OS 02 82 085 beschrieben ist, muß zur Unterstützung des Klebers eine umklammernde Halterung des gesam ten Systems beispielsweise durch einen starren Kunststoffrahmen vorgesehen werden. In gekleb th heating systems with two-sided heat extraction, as described for example in EP-OS 02 82 085 a clinching fixture of GESAM th system must be provided for example by a rigid plastic frame for supporting the adhesive. Dies bedeutet einen sehr komplizierten und aufwendigen Aufbau des Heizelementes. This means a very complicated and expensive construction of the heating element.

Unnötig aufwendig sind bei dem aus der EP-PS 01 94 507 bekann ten Heizelement auch die Armaturen zur äußeren Befestigung. Needless-consuming are in the process of EP-PS 01 94 507 well-th heating element and the valves for external mounting. Aus Fig. 1 der genannten Patentschrift und anhand von im Handel be findlichen Mustern erkennt man, daß der eigentliche Metallkör per mit den Durchlaßöffnungen noch von einem massiven Metall rahmen umgeben ist, zu dem auch Laschen gehören. From Fig. 1 of that patent and based on commercially-sensitive samples be one realizes that the real Metallkör is surrounded by with the passage openings still frame from a solid metal, which also include tabs. Die Funktion dieses Metallrahmens liegt nur zum Teil darin, eine stabile Befestigungsmöglichkeit des Heizelementes innerhalb des Lei tungssystems bereitzustellen, durch das das zu erwärmende Medium geleitet wird. The function of this metal frame is only partially to provide a stable fixing ability of the heating element within the Lei processing system through which the medium to be heated is passed. In den Fällen, in denen die Kaltleiter an den vier Außenoberflächen des Metallkörpers befestigt sind, wird durch die Verwendung des Metallrahmens auch der Schutz der emp findlichen Kaltleiteroberflächen vor mechanischen und chemi schen Einflüssen des strömenden Mediums gewährleistet. In cases where the PTC thermistor are attached to the four outer surfaces of the metal body, and the protection of emp-sensitive PTC surfaces is guaranteed against mechanical and chemical influences rule of the flowing medium through the use of the metal frame. Dies gilt mit Sicherheit nicht mehr für die Ausführungsformen mit zur Auslaßseite hin offenen Taschen. This no longer applies for the embodiments with the outlet side open pockets with security.

In der Regel werden Kaltleiter als Scheiben oder in Form dünner Platten hergestellt, auf denen an zwei gegenüberliegenden großen Flächen sperrschichtfreie Metallelektroden aufgebracht werden, die unter anderem Silber und/oder Nickel enthalten können. In general, PTC thermistors are prepared as disks or in the form of thin plates, which are applied to the barrier layer free on two opposite large surfaces of metal electrodes include silver and / or may contain nickel. Be kannt und zu beachten ist, daß die Kaltleiterkeramik vor allem im Oberflächenbereich im Zusammenhang mit den Metallelektroden eine ausgeprägte Empfindlichkeit gegen gewisse äußere Einflüsse aufweist, denn nur durch eine gezielte Metallbeschichtung, bei der die Sperrschicht zwischen dem halbleitenden Kaltleitermate rial und dem metallischen Elektrodenmaterial abgebaut wird bzw. nicht entsteht, ist der PTC-Effekt wirksam. is be recognized and to be noted that the PTC-ceramic has a pronounced sensitivity to certain external influences, in particular in the surface region associated with the metal electrodes, because only by a specific metal coating, wherein the barrier layer between the semiconducting thermistor mate rial and the metallic electrode material is degraded or does not arise, the PTC effect is effective. Diese Metallbe schichtung muß daher, ebenso wie der Keramikkörper selbst, vor schädigenden Einflüssen bewahrt werden. must coating this Metal working henceforth, like the ceramic body itself, are protected from damaging influences. Das Problem des Schut zes der in den offenen Taschen befindlichen Kaltleiter ist in der EP-PS 01 94 507 nicht diskutiert worden. The problem of Schut zes the PTC thermistor located in the open pockets has not been discussed in the EP-PS 01 94 507th

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement zum Erwärmen strömender Medien, und zwar ins besondere ein bei Kraftfahrzeugen zur Erwärmung des Luft-Brenn stoff-Gemisches während der Kaltstartphase wirksames Heizele ment der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das eine höchst mögliche Auskoppelung der durch die Heizelemente abgegebenen Wärme gewährleistet, einen weitgehenden Schutz der Kaltleiter gegenüber dem zu erwärmenden Medium bietet, und das bei hoher Zuverlässigkeit eine einfache und kostengünstige Herstellung und Montage erlaubt. Therefore, the present invention has the object of providing a heating element for heating flowing media, namely in particular a case of motor vehicles for heating of the air-fuel material mixture during the cold start phase effective Heizele management of the aforementioned kind to provide the highest possible decoupling the delivered by the heating elements heat ensures provides extensive protection of the PTC thermistor against the medium to be heated, and which allows simple and economical manufacture and assembly with high reliability.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Heizelement der eingangs an gegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne zur Auslaßseite hin offene Tasche mit einer zur Man telfläche des Metallkörpers zusätzlichen Öffnung vorgesehen ist, durch die eine blattförmige Kontaktfeder ins Innere der Tasche und zwischen die scheibenförmigen Kaltleiter geführt ist, derart daß die Kaltleiter unter der Wirkung dieser Kontaktfeder gegen die jeweiligen Innenflächen der Tasche gedrückt werden. To achieve this object according to the invention at the beginning of the given type, the heating element is characterized in that a single open toward the outlet side bag with a telfläche to one of the metal body additional opening is provided, through which a leaf-shaped contact spring into the interior of the bag and between the disc-shaped PTC thermistors is performed in such a way that the PTC thermistor to be pressed under the action of the contact spring against the respective inner surfaces of the bag.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich durch Verzicht auf den bisher üblichen Kleber ein überraschend ein facher Aufbau des Heizelementes realisieren läßt. The invention is based on the finding that it is possible surprisingly realize a multiple structure of the heating element by dispensing with the usual adhesives. Das erfin dungsgemäße Heizelement ist durch eine besonders hohe mechani sche Kompaktheit charakterisiert. The dung OF INVENTION proper heating element is characterized by a particularly high mechanical specific compactness. Es hat sich gezeigt, daß der Anpreßdruck einer Kontaktfeder ausreicht, um eine schnelle Wärmeübertragung zwischen den Kaltleitern und dem Metallkörper beim Aufheizen des Systems sicherzustellen. It has been found that the contact pressure of a contact spring is sufficient to ensure a fast heat transfer between the cold conductors and the metal body during heating of the system. Dadurch, daß die Kontaktfeder durch eine seitliche Öffnung ins Innere des Metall körpers geführt ist, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Tasche auf einfache Weise mit entsprechenden Kunststoffen abgedichtet werden kann. Characterized in that the contact spring is guided through a lateral opening into the interior of the metal body, there is the additional advantage that the bag can be sealed in a simple manner with appropriate plastics. Dadurch kann ein vollständiger, zuver lässiger Schutz der Kaltleiter vor aggressiven Medien erreicht werden. This can achieve a complete, reli transparency protecting the PTC against aggressive media.

Ein weiterer Lösungsvorschlag der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche strömungsauslaßseitig durch den Metallkörper geschlossen ist in der Art, daß die Kaltleiter und die Kontaktfeder ausschließlich durch die zur Mantelfläche des Metallkörpers gekehrte Öffnung der Tasche in die Tasche einführbar sind, derart daß die Kaltleiter unter der Wirkung dieser Kontaktfeder gegen die jeweiligen Innenflächen der Tasche gedrückt werden. Another solution proposed by the object is according to the invention characterized in that the bag is strömungsauslaßseitig closed by the metal body in the way that the cold conductor and the contact spring can be introduced solely by the swept to the surface of the metallic body opening of the pocket into the pocket, so that the PTC thermistor are pressed under the effect of this contact spring against the respective inner surfaces of the bag.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Es zeigt It shows

Fig. 1 in teils geschnittener und gebrochender Darstellung eine Draufsicht (Einlaßseite) auf eine Ausführungs form nach der Erfindung, Fig. 1 in partly sectional and gebrochender representation of a plan view (the inlet side) of an execution form of the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Ausführungsform, Fig. 2 is a side view of this embodiment,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie II nach Fig. 1, Fig. 3 is a section according to line II of Fig. 1,

Fig. 4 das Detail II nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab. Fig. 4 shows the detail II of FIG. 1 in an enlarged scale.

In Fig. 1 ist ein Heizelement dargestellt, bei dem ein Metall körper 1 mittels eines Montageflansches 5 in einem Strömungs rohr 8 eingebaut ist. In Fig. 1, a heating element is shown, in which a metal body 1 tube 8 is installed by means of a mounting flange 5 in a flow. Im Metallkörper 1 befinden sich eine Rei he von kleinen und großen Durchlaßöffnungen 2 bzw. 3 . In the metal body 1, there are a Rei he of small and large passage openings 2 and 3 respectively. Eine sich nahezu über den gesammten Durchmesser des Metallkörpers 1 er streckende Tasche 4 ist zur Einlaßseite des Metallkörpers 1 hin durch einen strömungsgünstigen Steg verschlossen. A is he stretching bag 4 is closed almost over the entire diameter of the metal body 1 to the inlet side of the metal body 1 by a flow-web. Ferner sind zwei Anschlußstellen 6 , 7 vorgesehen, wovon eine der Stromzu führung 6 zum Metallkörper 1 dient, während die zweite das äußere Ende einer Kontaktfeder bildet. Further, two connection points 6, 7 are provided, of which one of the current-to guide 6 to the metal body 1 is used, while the second constitutes the outer end of a contact spring. Um die thermisch wirk same Oberfläche des Metallkörpers 1 zu erhöhen, sind in der Mantelfläche des Metallkörpers 1 Rillen 9 vorgesehen, durch die - zusätzlich zu den Durchlaßöffnungen 2 und 3 - das zu erwärmen de Medium strömt. In order to increase the thermally active same surface of the metal body 1, 1 grooves 9 are provided in the lateral surface of the metal body through which - flows to heat the de Medium - in addition to the passage openings 2 and 3. FIG.

Die Tasche 4 hat eine Öffnung 12 zur Auslaßseite hin. The pocket 4 has an opening 12 toward the outlet side. In Fig. 2 ist eine zur Mantelfläche des Metallkörpers 1 gerichtete Öff nung 10 der Tasche 4 erkennbar, durch welche die blattförmige Kontaktfeder 7 ins Innere der Tasche 4 und zwischen scheiben förmige Kaltleiter 11 geführt ist. In FIG. 2 directed to the surface of the metallic body 1 Publ voltage 10 of the bag 4 can be seen by which the leaf-shaped contact spring is guided into the interior of the pocket 4 and between slices shaped PTC thermistors 11 7.

Gemäß Fig. 3 befindet sich innerhalb des durch den Montageflansch 5 befestigten Metallkörpers 1 ein Hohlraum mit rechteckigem Querschnitt. FIG. 3 is located within the fixed mounting flange 5 through the metal body 1, a cavity with rectangular cross section. Die Tasche 4 ist, wie bereits beschrieben, mit einer seitlichen Öffnung 10 und mit einer Öffnung 12 zur Auslaß seite hin versehen. The bag 4 is, as already described, provided with a lateral opening 10 and with an opening 12 to the outlet side. Eingepaßt in die rechteckige Tasche 4 befin den sich zwei scheibenförmige Kaltleiter 11 , die jeweils eine Dicke von ca. 0,8 mm aufweisen und deren große Stirnflächen je weils ca. 2 cm 2 groß sind. Fitted into the rectangular bag 4 befin the two disc-shaped PTC thermistors 11, each having a thickness of approximately 0.8 mm and their large end faces each weils about 2 cm 2 in size. Zwischen die beiden Kaltleiter 11 ist die blattförmige Kontaktfeder 7 eingeführt. Between the two PTC thermistors 11, the leaf-shaped contact spring 7 is inserted. Sie paßt gerade in den schmalen, nur noch wenige Zehntel mm breiten Raum zwi schen den beiden Kaltleitern 11 , indem sie diese gegen die In nenflächen der Tasche 4 drückt. They just fit into the narrow, only a few tenths of a millimeter wide space Zvi rule the two thermistors 11 by pushing it against the nenflächen in his pocket. 4 Einmal eingeführt, gewährlei stet die flächenmäßig recht große klemmende Kontaktfeder einen mechanisch sicheren Zusammenhalt des Heizelementes. Once introduced, ensu terms of area, quite a large clamping contact spring stet a mechanically secure cohesion of the heating element.

In Fig. 4 ist eine kleine Durchlaßöffnung 2 im Metallkörper 1 , sowie ein Teil der Tasche 4 dargestellt. In FIG. 4, a small passage opening 2 on the metal body 1 and a portion of the bag 4 is shown. Ferner sind die beiden Kaltleiterscheiben 11 und die zwischen ihnen befindliche Kon taktfeder 7 angedeutet. Furthermore, the two thermistors 11 and the slices Kon located between them cyclically feather indicated 7 are. Diese ist durch die seitliche Öffnung 10 aus dem Metallkörper 1 herausgeführt, wobei sie vorteilhaf terweise nach ihrem Austritt aus der Öffnung umgebogen und mit einer Isolierung 13 versehen ist. This is led out through the side opening 10 from the metal body 1, wherein it is advantageously at after their exit from the aperture bent and is provided with an insulation. 13

Zum Schutz der Kaltleiter vor aggressiven Medien ist es günstig, die Tasche 4 mit einem geeigneten Kunststoffmaterial zu ver schließen. To protect the PTC against aggressive media, it is favorable, the pocket 4 end with a suitable plastic material to ver. Das Verschließen durch eine Dichtungsmasse hat auf die thermischen Eigenschaften des Heizelementes keinen Einfluß, da die Masse aufgrund ihrer hohen Viskosität nicht in die Ta sche 4 hineinfließt. The sealing by a sealant has, because the mass flows on the thermal properties of the heating element no influence due to their high viscosity is not in the specific Ta. 4 Der Verschluß durch eine Dichtungsmasse hat den zusätzlichen Vorteil, fertigungstechnisch besonders einfach durchführbar zu sein. The closure by a sealant has the added advantage of being manufactured especially easy to carry out. Es ist jedoch auch möglich, die Tasche 4 durch einen Spritzprozeß vollständig mit thermoplastischem Mate rial zu füllen. However, it is also possible to fill the bag 4 by a spray process entirely with thermoplastic mate rial. Dieses vollständige Vergießen erhöht durch die Bildung eines thermischen Nebenschlusses die Aufheizgeschwindig keit des Heizelementes, was sehr erwünscht ist. This full casting increased by the formation of a thermal shunt the Aufheizgeschwindig ness of the heating element, which is very desirable. Besonders wir kungsvoll und vorteilhaft ist es, die Vergußmasse mit einem Me talloxidpulver zu vermischen. We especially kung and advantageous to mix the grout with a talloxidpulver Me is. Geeignet ist beispielsweise das elektrisch isolierende aber eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisende Magnesiumoxid. Suitable is, for example, the electrically insulating but having a high thermal conductivity of magnesium oxide. Die durchgeführten Versuche haben eindeutig den beschleunigten Anstieg der Temperatur des Metall körpers gezeigt und sind damit ein Beweis für die verbesserte Wärmeauskoppelung der Kaltleiter. The tests carried out have clearly accelerated the increase in the temperature of the metal body shown and are thus evidence of the improved heat extraction of PTC. Die Meßdaten lassen erkennen, daß sich bei einer mit Magnesiumoxid vermischten Vergußmasse nach 10 bzw. 20 sec eine jeweils um ca. 15% höhere Temperatur als bei nicht vergossener Tasche erzielen läßt. The measured data show that magnesium oxide mixed with potting compound after 10 or 20 seconds can achieve higher by approximately 15% temperature than non-encapsulated pocket at a. Gegenüber der bisher üblichen einseitigen Wärmeauskoppelung ist dies ein er heblicher Fortschritt, der bei der vorliegenden Erfindung ohne die bekannten, mit der zweiseitigen Wärmeauskoppelung verbunde nen konstruktiven Nachteile, erreicht wird. Compared to the usual one-sided heat extraction, this is a he heblicher progress being achieved in the present invention without the known, bandaged with the two-sided heat extraction nen constructive disadvantages.

Vorteilhaft ist auch, daß das Abdichten oder Vergießen der Tasche 4 einen zusätzlichen Schutz der Kaltleiter 11 gegen eine Lageänderung in der Tasche 4 ergibt. It is also advantageous that the sealing or potting of the pocket 4 provides additional protection of the PTC thermistor 11 against a change in position in the pocket. 4

Die in Fig. 1 dargestellte spezielle Anordnung von kleinen Durch laßöffnungen 2 , welche dem Rand und großen Durchlaßöffnungen 3 , welche der Mittelebene des Metallkörpers 1 zugeordnet sind, läßt sich mit besonderem Vorteil in Kraftfahrzeugen anwenden. The illustrated in Fig. 1 specific arrangement of small through laßöffnungen 2 that the edge and large passage openings 3, which are assigned to the center plane of the metal body 1, can be applied with particular advantage in motor vehicles. Während der Kaltstartphase, dh solange der Motor noch nicht richtig warm ist, kommt es häufig zu einer unerwünschten Tröpf chenbildung des Luft-Brennstoff-Gemisches. During the cold start phase, ie when the engine is not really warm, there is often an undesirable Tröpf chenbildung of the air-fuel mixture. In dieser Phase wird das Heizelement mit Strom versorgt, um das Luft-Brennstoff-Ge misch zu erwärmen und damit die Tröpfchenbildung zu verhindern. In this phase the heating element is energized to heat the air-fuel-Ge mixed, thereby preventing the formation of droplets. Da das Heizelement hinter der Drosselklappe angeordnet ist und diese während der Kaltstartphase nur wenig geöffnet ist, strömt das zu erwärmende Luft-Brennstoff-Gemisch hauptsächlich durch die äußeren kleinen Durchlaßöffnungen 2 hindurch. Since the heating element is arranged behind the throttle valve, and this is only slightly open during the cold start phase, the air to be heated fuel mixture flows mainly through the outer small passage openings 2 therethrough. Aufgrund der dort relativ zum Durchsatz des strömenden Mediums großen Ober fläche wird das Medium ausreichend erwärmt. Due to the large there relative to the flow rate of the flowing medium upper surface, the medium is heated sufficiently. Später, wenn der Motor ausreichend warm ist und eine zusätzliche Erwärmung des Luft-Brennstoff-Gemisches nicht mehr notwendig ist, steht die Drosselklappe im Strömungsrohr fast waagerecht. Later, when the engine is warm and additional heating of the air-fuel mixture is no longer necessary, the throttle is almost horizontal in the flow tube. Aufgrund der in der Nähe der Mittelebene des Heizelementes befindlichen großen Durchlaßöffnungen 3 kann das Medium nun ohne weitere Maßnahmen das abgeschaltete Heizelement auf sehr strömungsgünstige Weise passieren. Due to the nearby the center plane of the heating element large passage openings 3, the medium can now pass through the heating element switched off in a very streamlined manner without further measures.

Claims (8)

  1. 1. Heizelement zum Erwärmen strömender Medien, bei dem als Wärmetauscher ein aus gut wärmeleitendem Metall gefertigter Me tallkörper ( 1 ) mit Durchlaßöffnungen ( 2 , 3 ) dient, die - be trachtet in Strömungsrichtung - zumindest im Einlaßbereich teils verjüngt sind, wobei der Metallkörper ( 1 ) durch mindestens zwei scheibenförmige keramische Kaltleiter ( 11 ) (PTC-Widerstände) beheizt wird, die an den Innenflächen schlitzförmiger Taschen ( 4 ) des Metallkörpers ( 1 ) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne, zur Auslaßseite hin offene Tasche ( 4 ) mit einer zur Mantelfläche des Metallkörpers ( 1 ) zusätzlichen Öff nung ( 10 ) vorgesehen ist, durch die eine blattförmige Kontaktfe der ( 7 ) ins Innere der Tasche ( 4 ) und zwischen die scheibenför migen Kaltleiter ( 11 ) geführt ist, derart daß die Kaltleiter ( 11 ) unter der Wirkung dieser Kontaktfeder ( 7 ) gegen die jewei ligen Innenflächen der Tasche ( 4 ) gedrückt werden. 1. Heating element for heating flowing media, in which a heat exchanger a fabricated of good thermal conductivity metal Me tallkörper (1) with passage openings (2, 3) is used, which - be seeks in the flow direction - are partly tapered at least in the inlet region, wherein the metal body ( 1) (by at least two disc-shaped ceramic cold conductor 11) (PTC) is heated, which (on the inner surfaces of slit-shaped pockets 4) of the metal body (1) are fixed, characterized in that a single, open toward the outlet side pocket (4 ) added with one (to the outer surface of the metal body 1) Publ voltage (10) is provided (through which a sheet-shaped Kontaktfe of (7) into the interior of pocket 4), and between the scheibenför-shaped cold conductor (11) is guided in such a way that the PTC thermistor (11) under the effect of this contact spring (7) are pressed against the inner surfaces of the bag then jewei (4).
  2. 2. Heizelement zum Erwärmen strömender Medien, bei dem als Wärmetauscher ein aus gut wärmeleitendem Metall gefertigter Me tallkörper ( 1 ) mit Durchlaßöffnungen ( 2 , 3 ) dient, die - be trachtet in Strömungsrichtung - zumindest im Einlaßbereich teils verjüngt sind, wobei der Metallkörper ( 1 ) durch mindestens zwei scheibenförmige keramische Kaltleiter ( 11 ) (PTC-Widerstände) beheizt wird, die an den Innenflächen schlitzförmiger Taschen ( 4 ) des Metallkörpers ( 1 ) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche ( 4 ) strömungsauslaßseitig durch den Metallkörper ( 1 ) geschlossen ist in der Art, daß die Kaltleiter ( 11 ) und die Kontaktfeder ( 7 ) ausschließlich durch die zur Mantelfläche des Metallkörpers ( 1 ) gekehrte Öffnung ( 10 ) der Tasche ( 4 ) in die Tasche ( 4 ) einführbar sind, derart daß die Kaltleiter ( 11 ) unter der Wirkung dieser Kontaktfeder ( 7 ) gegen die jeweiligen Innenflächen der Tasche ( 4 ) gedrückt werden. 2. Heating element for heating flowing media, in which a heat exchanger a fabricated of good thermal conductivity metal Me tallkörper (1) with passage openings (2, 3) is used, which - be seeks in the flow direction - are partly tapered at least in the inlet region, wherein the metal body ( 1) (by at least two disc-shaped ceramic cold conductor 11) (PTC resistor) will be heated, which are fixed (on the inner surfaces of slit-shaped pockets 4) of the metal body (1), characterized in that the pocket (4) strömungsauslaßseitig (through the metal body 1) is closed in such a way that the PTC thermistor (11) and the contact spring (7) swept exclusively by the (to the outer surface of the metal body 1) opening (10) of the pocket (4) into the pocket (4) can be inserted, such that the PTC thermistor (11) under the effect of this contact spring (7) are pressed against the respective inner surfaces of the pocket (4).
  3. 3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zu den Belegungen der Kaltleiter ( 11 ) einerseits ( 6 ) über den Metallkörper ( 1 ) und andererseits über die Kontaktfeder ( 7 ) erfolgt. 3. Heating element according to claim 1 or 2 characterized in that the current supply to the coatings of the PTC resistors (11) on one side (6) via the metal body (1) and on the other hand, via the contact spring (7).
  4. 4. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche ( 4 ) durch eine hochviskose elektrisch isolierende Dichtungsmasse verschlossen ist. 4. Heating element according to claim 1 or 2 characterized in that the pocket (4) is closed by a viscous electrically insulating sealing compound.
  5. 5. Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche ( 4 ) mit gut wärmeleitender und elektrisch isolierender Vergußmasse gefüllt ist. 5. Heating element according to claim 3, characterized in that the pocket (4) is filled with good heat-conducting and electrically insulating potting compound.
  6. 6. Heizelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse mindestens zum überwiegenden Teil Kunst stoff enthält. 6. Heating element according to claim 5, characterized in that the sealing compound contains plastic least for the most part.
  7. 7. Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse zur Erhöhung der thermischen Leitfähig keit mit einem Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, gefüllt ist. 7. Heating element according to claim 6, characterized in that the sealing compound for increasing the thermal conductivity ness is filled with a metal oxide, especially magnesium oxide.
  8. 8. Heizelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper ( 1 ) zylinderförmigen und die Durchlaßöff nungen ( 2 , 3 ) kreisrunde oder lamellenartige Querschnitte aufweisen, die zum Zylindermantel hin abnehmen. 8. Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the metal body (1) and the cylindrical Durchlaßöff Regulations (2, 3) circular or lamellar cross-sections which decrease towards the cylinder jacket.
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