DE602004001033T2

DE602004001033T2 - Elektrisches Heizelement

Info

Publication number: DE602004001033T2
Application number: DE602004001033T
Authority: DE
Inventors: Bertrand Dupont
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2024-11-04
Also published as: EP1528838B1; ATE328458T1; EP1528838A3; EP1528838A2; DE602004001033D1; GB0325574D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Heizelement auf der Basis von PTC-Bauteilen (PTC = positiver Temperaturkoeffizient). Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Zusammenbauen eines derartigen Heizelements.
Ein elektrischer Heizkörper auf der Basis von PTC-Bauteilen ist auf eine solche Weise gefertigt, dass ein Druck auf beide Flächen des PTC-Bauteils angewendet wird, um einen guten elektrischen Kontakt und einen guten Wärmekontakt sicherzustellen. Einige dieser Heizelemente weisen einen Entwurf auf, bei dem das PTC-Bauteil in einem Rohr mit Isoliervorrichtungen eingeschlossen ist und eine sehr genaue Presspassung erfordert. Die gute Sache an diesem letzteren Zusammenbau ist, dass das Rohr geerdet ist und gegenüber zum Beispiel einem Heiz-, Lüftungs- und Klimamodul (HLK-Modul) in einem Kraftfahrzeug Isolierschutz bereitstellt. Nichtsdestotrotz ist der Nachteil, dass das Zusammenpassen der verschiedenen Bauteile schwierig sein kann und in einer schlechten Ausrichtung der PTC-Elemente innerhalb des Rohrs, das thermalen und elektrischen Kontakt beinhalten kann, resultieren kann. Zusätzlich dazu sind die Rippen, die Wärme an die Luft übertragen, aufgestapelt und erfordern einen komplexen Zusammenbauvorgang.
Eine weitere PTC-Heizvorrichtung ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 04258982 offenbart, die einen Heizkörper für eine Kopiermaschine beschreibt. Der Heizkörper weist ein PTC-Element auf, das direkt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Anschluss positioniert ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere der obigen Nachteile zu überwinden.
Die Erfindung stellt einen elektrischen Heizkörper wie in Anspruch 1 definiert bereit.
Ein Vorteil eines derartigen Heizelements ist, dass es eine minimale Anzahl an Stücken beinhaltet, während es immer noch gute Retention, guten elektrischen Kontakt zwischen dem oder jedem PTC-Bauteil und dem ersten und zweiten elektrischen Kontaktteil und guten Wärmekontakt bereitstellt. Ein weiterer Vorteil einer minimalen Anzahl an Stücken ist die Einfachheit des Zusammenbaus.
Die elektrischen Kontaktplatten können angepasst werden, um in Kontakt mit dem oder jedem PTC-Bauteil getrieben zu werden. Die Platten können zum Beispiel im Allgemeinen in der Richtung des oder jedes PTC-Bauteils gekrümmt oder auf eine solche Weise geformt sein, dass sie eine erhöhte Tendenz aufweisen, sich einer Kraft zu widersetzen, die wirken würde, um die Retention und den elektrischen Kontakt des oder jeden PTC-Bauteils zu reduzieren.
Das zweite elektrische Kontaktteil kann Verriegelungsmittel zum Verriegeln der elektrischen Kontaktplatten miteinander beinhalten.
Das oder jedes Rahmenteil kann durch das Aufweisen von Öffnungen, in denen das oder jedes PTC-Bauteil aufgenommen werden kann, angepasst sein, um das oder jedes PTC-Bauteil zu positionieren.
Die Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zum Zusammenbauen eines elektrischen Heizelements wie in Anspruch 3 definiert bereit.
Ein Heizelement gemäß der Erfindung ist besonders zur Verwendung in einem HLK-Modul eines Kraftfahrzeugs geeignet.
Die Erfindung wird nun mittels Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine Seitenansicht im Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines Heizelements gemäß der Erfindung während des Vorgangs des Zusammenbaus ist;
2 eine Perspektivansicht des in 1 gezeigten geerdeten Gehäuseteils in der „unterbrochenen" O-förmigen Position ist;
3 eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizelements ist;
4 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der in 3 gezeigten, teilweise zusammengebauten Ausführungsform, ist; und
5 eine Perspektivansicht der in 3 und 4 gezeigten, vollständig zusammengebauten Ausführungsform ist.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 beinhaltet eine erste Ausführungsform eines elektrischen Heizelements 1 gemäß der Erfindung ein erstes elektrisches Kontaktteil in Form eines Batteriekontaktstreifens 2, erste und zweite Rahmenteile 4, 6, eines auf jeder der entgegengesetzten Hauptseiten 13, 15 des Batteriekontaktstreifens 2, PTC-Elemente 8 (von denen nur eins in 1 identifizierbar ist) und ein zweites elektrisches Kontaktteil in der Form eines geerdeten Gehäuseteils 10.
Der Kontaktstreifen 2 kann jedes beliebige geeignete elektrisch leitfähige Material wie etwa Messing mit Zinn-Silber-Beschichtung beinhalten. Das erste und zweite Rahmenteil 4, 6 können jedes beliebige geeignete elektrisch isolierende Material, zum Beispiel Kunststoffmaterialien wie etwa PBT GF30, beinhalten. Das Gehäuseteil 10 kann jedes beliebige geeignete elektrisch leitfähige Material wie etwa Aluminium beinhalten.
Der Kontaktstreifen 2 ist in dem Sinn verlängert, dass er sich entlang einer senkrecht zu der Ebene aus 1 stehenden Achse erstreckt (wie in 2 gezeigt). Der erste und zweite Rahmenteil 4, 6 erstrecken sich auf ähnliche Weise und sind so angepasst, in diesem Fall mit passenden Merkmalen 12, 14, dass sie um den Kontaktstreifen 2 zusammen „klickpassen". In dem zusammengebauten elektrischen Heizelement 1 ist es ein Zweck der Rahmenteile 4, 6, das Gehäuseteil 10 von dem Kontaktstreifen 2 mit Abstand anzuordnen. Jedes der Rahmenteile 4, 6 ist außerdem entlang seiner Länge mit einer Reihe von Öffnungen 16, 18 versehen; das heißt längliche rechteckige Durchlässe, die sich von einer an den Batteriekontaktstreifen 2 angrenzenden Seite des entsprechenden Rahmenteils 4, 6 zu einer (dem Kontaktstreifen 2) gegenüberliegenden Seite 24, 26 erstrecken. Jede der Öffnungen 16, 18 ist bemessen, um ein PTC-Bauteil 8 aufzunehmen (in 1 ist nur eine der linken Öffnungen 16 mit einem darin genuteten PTC-Element 8 gezeigt). PTC-Bauteile 8 sind etwas tiefer als die Öffnungen 16, um bei A klar zum Zweck des Sicherstellens eines guten elektrischen Kontakts zwischen den PTC-Bauteilen und dem Gehäuseteil 10 hervorzustehen.
Das Gehäuseteil 10, das in 1 während des Vorgangs des Zusammenbaus des Heizelements 1 gezeigt ist, ist in dem zusammengebauten Element 1 im Allgemeinen O-förmig, ist aber so angepasst, in diesem Fall dadurch, dass es aus flexiblem, elastischen Material gefertigt ist, dass es die Handhabung des Gehäuseteils 10 zwischen einer „offenen" O-Form-Position und einer „geschlossenen" O-Form-Position ermöglicht. Das Gehäuseteil 10 weist obere Arme 28, 30 auf, die angepasst sind, um in dem zusammengebauten Heizelement zu überlappen, und sind mit einer Reihe von passenden Merkmalen 32, 34, in diesem Fall Einschnitte 32 und Vorsprünge 34, bereitgestellt, um das Gehäuseteil 10 in der „geschlossenen" O-Form zu verriegeln.
Eine elektrische Kontaktplatte wird durch jede der Hauptseiten 36, 38 des Gehäuseteils 10 bereitgestellt. In der „offenen" O-Form des Gehäuseteils 10 kann der Kontaktstreifen 2 mit den klickgepassten Rahmenteilen 4, 6 um ihn herum und den in den Rahmenteilen 4, 6 aufgenommenen PTC-Bauteilen zwischen den Kontaktplatten 36, 38 gleitbar aufgenommen oder eingefügt werden. In der „geschlossenen" O-Form des Gehäuseteils 10, in der die Kontaktplatten 36, 38 in der Tat miteinander verriegelt sind, werden der Kontaktstreifen 2, die Rahmenteile 4, 6 und die PTC-Bauteile 8 zwischen den Kontaktplatten 36, 38 gehalten.
Die Kontaktplatten 36, 38 in den zusammengebauten Heizelementen 1 neigen dazu, sich nach innen zu krümmen, das heißt, weg von dem Betrachter in Richtung der PTC-Bauteile 8 bei seitlichem Blick auf die Kontaktplatten 36, 38. Diese Tendenz zur Krümmung hat die Wirkung, das sie die Seiten 36, 38 in Kontakt mit den entsprechenden PTC-Bauteilen 8 treibt, wodurch eine Transversalkraft auf die PTC-Bauteile 8 angewendet wird (in der Tat werden sie zwischen die Kontaktplatten 36, 38 gequetscht), um sie zu halten und zu verhindern, dass sie sich quer bewegen, und um einen guten elektrischen Kontakt mit einem Kontaktstreifen 2 und dem Gehäuseteil 10 und guten Wärmekontakt zu fördern. Mit anderen Worten weisen die Kontaktplatten 36, 38 durch die Krümmung eine erhöhte Tendenz auf, sich einer Kraft zu widersetzen, die wirken würde, um die Retention, den elektrischen Kontakt der PTC-Bauteile 8 au reduzieren.
Unter Bezugnahme auf die 3, 4 und 5 unterscheidet sich eine zweite Ausführungsform eines Heizelements 1 gemäß der Erfindung von der ersten Ausführungsform darin, dass es zwei zweite elektrische Kontaktteile 10, 10' gibt, und dass jedes der Teile 10, 10' eine Seite 36, 38 aufweist, die eine Kontaktplatte bereitstellt. Die verbleibenden Teile sind die gleichen wie die unter Bezugnahme auf 1 und 2 gezeigten und sind auf ähnliche Weise nummeriert (obwohl das Rahmenteil 6 durch den Kontaktstreifen 2 von der Sicht verborgen ist).
Bezüglich des Zusammenbaus wird der Batteriekontaktstreifen 2 mit dem Rahmenteil 4 darauf zuerst auf einer Einrichtung (nicht gezeigt), die ausgerüstet ist, um das entsprechende Gehäuseteil 10 einzudrücken, platziert. Die PTC-Bauteile 8 werden dann positioniert, gefolgt von dem zweiten Gehäuseteil 10. Als Nächstes wird das erste Gehäuseteil 10 eingedrückt, wodurch der Druck der Verschiebung kontrolliert wird, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen den PTC-Bauteilen 8 mit dem Batteriekontaktstreifen 2 bzw. dem ersten Gehäuseteil 10 sicherzustellen. Der untere Zusammenbau wird um 180°umgedreht (tatsächlich gedreht), und der gleiche Vorgang wird wiederholt. Dieser Zusammenbauvorgang hat den Vorteil, dass sichergestellt wird, dass jedes Stück gut zusammengebaut ist.

Claims

Ein elektrisches Heizelement (1), das Folgendes beinhaltet: mindestens ein PTC-Bauteil (8); ein erstes elektrisches Kontaktteil (2), das gegenüberliegende Seiten aufweist; mindestens ein zweites elektrisches Kontaktteil (10, 10'), das mindestens zwei elektrische Kontaktplatten (36, 38) bereitstellt; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Rahmenteil (4) auf einer Seite des ersten elektrischen Kontaktteils (2) bereitgestellt ist und dass mindestens ein zweites Rahmenteil (6) auf der gegenüberliegenden Seite des ersten elektrischen Kontaktteils (2) bereitgestellt ist, und dass das erste und zweite oder jedes erste und zweite Rahmenteil (4, 6) angepasst sind, um das oder jedes PTC-Bauteil (8) zu positionieren; wobei das erste elektrische Kontaktteil (2), das erste und zweite oder jedes erste und zweite Rahmenteil (4, 6) und das oder jedes PTC-Bauteil (8) zwischen den mindestens zwei elektrischen Kontaktplatten (36, 38) gehalten werden.
Ein HLK-Modul eines Kraftfahrzeugs, das ein elektrisches Heizelement gemäß Anspruch 1 beinhaltet.
Ein Verfahren zum Zusammenbau eines elektrischen Heizelements, das die Bereitstellung von mindestens einem PTC-Bauteil (8), einem ersten elektrischen Kontaktteil (2), das gegenüberliegende Seiten aufweist, mindestens einem zweiten elektrischen Kontaktteil (10, 10'), das mindestens zwei elektrische Kontaktplatten (36, 38) aufweist, beinhaltet; gekennzeichnet durch die Bereitstellung von mindestens einem ersten Rahmenteil (4) auf einer Seite des ersten elektrischen Kontaktteils (2) und mindestens einem zweiten Rahmenteil auf der gegenüberliegenden Seite des elektrischen Kontaktteils (2), so dass das erste und zweite oder jedes erste und zweite Rahmenteil das oder jedes PTC-Bauteil positionieren, wobei das erste elektrische Kontaktteil (2), das erste und zweite oder jedes erste und zweite Rahmenteil (4, 6) und das oder jedes PTC-Bauteil zwischen den mindestens zwei elektrischen Kontaktplatten (36, 38) gehalten werden.
Ein HLK-Modul eines Kraftfahrzeugs, das ein elektrisches Heizelement beinhalte, welches gemäß Anspruch 3 zusammengebaut wurde.