DE4206469C1 - Electrical heating element for heating gas-form media - has PTC elements arranged between metallic, strip-shaped heat conduction elements with several holes on upper surfaces turned away from PTC elements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zur Erwärmung von gasförmigen Medien dienendes, mit PTC-Elementen ausgerüstetes Heiz- Heizelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die DE-OS 31 19 302 A 1 ist es bekannt, die PTC- Elemente in einem rechteckigen Rahmen anzuordnen und mit­ tels leistenförmiger Abstrahlungsteile miteinander zu ver­ binden, wobei die Verbindung durch Kleben erfolgt.

Bei dieser Bauart ist die Anordnung jedoch dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wärmeableitelemente in Richtung der Durchströmkanale nebeneinander liegen, also Blök­ ke bilden, wie dies aus den Fig. 11 und 12 dieser Entgegenhaltung ersichtlich ist.

Durch die DE-OS 39 02 206 A1 ist es außerdem bekannt, die PTC-Elemente zwischen zwei leistenförmigen Kontaktteile einzulegen und diese dann mit einer Mehrzahl von Blech­ lamellen zu umgeben. Der Zusammenbau dieser Heizelemente gestaltet sich jedoch ziemlich aufwendig. Außerdem er­ folgt die Wärmeabfuhr asymmetrisch, da einerseits die Wärme an den PTC-Elementen unmittelbar über die metal­ lischen Kontaktteile, andererseits aber über Isoliertei­ le erfolgt.

Ähnliches gilt bezüglich der DE-OS 39 07 665 A1, die ein Heizelement offenbart, bei dem die Wandungen der Durchlaß­ kanäle für das zu beheizende Medium teilweise aus Isolier­ stoffen bestehen.

Schließlich offenbart die DE-OS 40 10 620 A1 noch ein Heiz­ element, bei dem die PTC-Elemente zwischen Metall-Leisten angeordnet sind, die frei nach oben und unten ragende Kühl­ stege aufweisen. Der genannte Aufbau wird durch eine Mehr­ zahl von seitlich angebrachten Federbügeln zusammengehalten, die allerdings mit ihrer Breitseite im durchströmenden Me­ dium liegen. Außerdem bilden die von den Metall-Leisten ge­ bildeten Kühlstege keine in ihrem Umfang geschlossenen Kanäle.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement für gasförmige Medien zu schaffen, das ei­ ne möglichst optimale Wärmeabgabe ermöglicht, einfach auf­ gebaut ist und auch in großen Längen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei diesem neuartigen Heizelement wird die in den PTC-Ele­ menten erzeugte Wärme gleichmäßig nach beiden Seiten abge­ führt. Die elektrische Isolierung erfolgt an den relativ kühlen Seiten der Wärmeableitelemente und beeinflußt so­ mit nicht die Selbstregelung der PTC-Elemente. Außerdem sind durch einfaches Anreihen mehrerer Heizelemente be­ liebig lange Ausführungsarten herstellbar.

Die Spannrahmen sind elektrisch neutral und können somit auch zur Befestigung des Heizelements selbst dienen. Dies gilt besonders auch für den Einbau in metallische Gehäuse.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des Heizelements,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II:II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Spannrahmen in Vorder- und Seitenan­ sicht,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem Wärmeableitele­ ment in größerem Maßstab.

Das dargestellte Heizelement besteht aus mehreren PTC-Ele­ menten 1, die zwischen zwei metallischen, leistenartigen Wärmeableitelementen 2 eingesetzt sind, aus je einer mit abgewinkelten Längskanten 11 über die Oberseite der Wärme­ ableitelemente 2 greifende aus Kunststoff oder Keramik be­ stehenden Isolierplatte 3 und aus mehreren, im Abstand zu­ einander angeordneten Spannrahmen 4, die um den genannten Aufbau 1 bis 3 herumgreifen, diesen zusammenhalten und da­ bei den erforderlichen Kontaktdruck zwischen den PTC-Ele­ menten 1 und den Wärmeableitelementen 2 sicherstellen.

Die genannten aus federndem Werkstoff gefertigten Spann­ rahmen 4 besitzen, wie insbesondere die Fig. 3 zeigt, oben und unten je eine Anpreßlippe 5, die sich bei der Montage mit Vorspannung gegen die Isolierplatte 3 legt und so den erforderlichen Preßdruck auf die Teile 1-3 erzeugt. Wie die Fig. 1 erkennen läßt, stehen die Spann­ rahmen 4 mit ihrer Schmalseite im Gasstrom und behindern diesen somit nur unwesentlich.

Der elektrische Anschluß des Heizelements erfolgt über die beiden Kontaktfahnen 6 und 7, die an den Wärmeab­ leitelementen 2 befestigt sind.

Die Wärmeableitelemente 2 haben eine Reihe von Durchläs­ sen 8, durch die das zu erwärmende Medium geleitet wird. Sie sind vorzugsweise als Alu-Stranggußteile gefertigt oder aber auch als Blechformteile hergestellt, wobei die äußere Form auch anders gestaltet werden kann.

Wie die Fig. 4 zeigt, können die Wandungen 9 der Durch­ lässe 8 der Wärmeableitelemente auch gewellt oder ge­ rippt sein, um so die wärmeableitende Oberfläche zu ver­ größern.

Die elektrische Verbindung der hintereinander angeordne­ ten Wärmeableitelemente 2 wird mit entsprechend geformten Metallklammern 10 hergestellt, so daß das Heizelement oh­ ne weiteres in beliebigen Längen gefertigt werden kann.

Ergänzend wird noch hinzugefügt, daß die PTC-Elemente durch entsprechend geformte Kunststoffteile in ihrer La­ ge zwischen den Wärmeableitelementen 2 zusätzlich fixiert werden können. Ebenso ist es, falls erforderlich, möglich, die PTC-Elemente mittels Silikon-Kautschuk feuchtigkeits­ dicht einzukapseln.

Claims (6)

1. Elektrisches, mit PTC-Elementen ausgerüstetes Heizele­ ment zur Erwärmung gasförmiger Medien, bei dem die PTC- Elemente zwischen leistenförmigen, aus Metall bestehen­ den Wärmeableitelementen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Vielzahl von Durchlässen (8) versehe­ nen Wärmeableitelemente (2) an ihren oberen, den PTC- Elementen (1) abgekehrten Flächen mit einem Isolierteil (3) überdeckt sind und dieser Aufbau (1 bis 3) mittels mehrerer, auf die Länge der Wärmeableitelemente (2) ver­ teilter, um diesen Aufbau (1 bis 3) herumgreifender Spann­ rahmen (4) zusammengepreßt ist.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierteil (3) eine aus Kunststoff oder Kera­ mik bestehende, mit abgewinkelten Längskanten (11) versehene Platte ist, die mit diesen Kanten (11) über die Oberseite der Wärmeableitelemente (2) greift.

3. Heizelement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß die zwischen den Wärmeableitelementen (2) befind­ lichen PTC-Elemente (1) mittels einer, vorzugsweise Si­ likon enthaltenden Vergußmasse, feuchtigkeitsdicht ein­ gekapselt sind.

4. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß mehrere Wärmeableitelemente (2) hintereinander an­ geordnet und durch metallische Verbindungselemente (10) miteinander verbunden sind.

5. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände (9) der Durchlässe (8) gewellt oder gerippt sind.

6. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem federnden Metall bestehenden Spann­ rahmen (4) mit vom Rahmen schräg abstehenden Anpreß­ lippen (5) versehen sind, die sich unter Vorspannung gegen die den Aufbau (1 bis 3) des Heizelements ab­ deckenden Isolierteile (4) legen.