EP0379873B1

EP0379873B1 - Apparatus for heating gases

Info

Publication number: EP0379873B1
Application number: EP90100249A
Authority: EP
Inventors: Roland Starck
Original assignee: Fritz Eichenauer GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1990-01-06
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2010-01-06
Also published as: DE59007782D1; DE3902206A1; JP2718764B2; US4990748A; EP0379873A2; EP0379873A3; JPH02207480A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen von Gasen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for heating gases according to the preamble of claim 1.

Derartige Heizvorrichtungen sind bisher als Drahtheizkörper und Rohrheizkörper bekannt geworden. Bei Drahtheizkörpern sind die Heizdrähte über weite Strecken derart freigeführt, daß die Luft und ein Gas zwischen ihnen hindurchstreichen und erwärmt werden können. Bei Rohrheizkörpern ist der Heizdraht im Inneren eines Rohres eingebettet in eine Isoliermasse eingelegt. Um Luft oder Gas zu erwärmen, müssen die Rohre mit Wärmeabgabelamellen versehen sein. Dies geschieht zum Teil dadurch, daß die Lamellen einstückig mit dem Rohrmantel ausgebildet sind. Alternativ wurden geschlitzte Rohre vorgesehen, die durch Aufweiten gegen aufsitzende Lamellen gedrückt wurden, um so eine feste Verbindung zu schaffen, wobei in das aufgeweitete geschlitzte Rohr der eigentliche Rohrheizkörper eingesetzt wurde. Rohrheizkörper wurden zum Teil durch Wendeln umwickelt. Bei einer weiteren Ausbildung wird der Rohrheizkörper durch Profilblechstreifen gebildet, die durch Falznähte miteinander verbunden sind und als sich in Längsrichtung des Rohrheizkörpers erstreckende Rippen seitlich von diesem abstehen. Da hier die Rippen nicht senkrecht zur Achse des Rohrheizkörpers stehen, kann nur eine unbefriedigende Wärmeabgabe erreicht werden. Bei einer weiteren Ausführung eines Rohrheizkörpers zur Lufterwärmung sind sich senkrecht zu dessen Achse erstreckende Lamellen mit einem äußeren Mantel verschweißt, der auf ein die Heizdrähte enthaltendes Keramikteil nachträglich durch Einpressen oder Festwalzen aufgedrückt wird. Schließlich wurde schon vorgeschlagen, die Rohrheizkörper mit einem Überzug zu umgeben, der einstückig mit Rippen ausgeformt ist.Such heaters have been known as wire radiators and tubular heaters. In the case of wire radiators, the heating wires are guided over long distances in such a way that the air and a gas can pass between them and be heated. In tubular radiators, the heating wire is embedded in an insulating compound inside a tube. To heat air or gas, the pipes must be provided with heat dissipation fins. This is done in part by the fact that the fins are formed in one piece with the tubular jacket. Alternatively, slotted pipes were provided, which were pressed against spreading fins by widening in order to create a firm connection, the actual tubular heating element being inserted into the expanded slotted pipe. Tubular heating elements were partially wrapped by coils. In a further embodiment, the tubular heating element is formed by profiled sheet metal strips which are connected to one another by folded seams and which project laterally from the tubular heating element in the longitudinal direction of the ribs. Since the fins are not perpendicular to the axis of the tubular heater, only an unsatisfactory heat emission can be achieved. In a further embodiment of a tubular heating element for air heating, fins extending perpendicular to the axis thereof are welded to an outer jacket which is subsequently pressed onto a ceramic part containing the heating wires by being pressed in or deep-rolling. Finally, it has already been proposed to surround the tubular heating element with a coating which is formed in one piece with ribs.

Seit einiger Zeit werden selbststabilisierende Heizkörper mit PTC-Elementen als Wäremerzeugungselement vorgesehen. Im Gegensatz zu den Widerstandsheizkörpern, die ihre Wärme aufgrund der angelegten Leistung und ihres im wesentlichen konstanten Widerstandes erzeugen, ist bei den PTC-Elementen die Wärmeerzeugung von deren Temperatur abhängig, sinkt mit höherer Temperatur und damit davon abhängig, wie effektiv die zunächst erzeugte Wärme abgeführt wird. PTC-Elemente wurden bisher zum Erhitzen von Flüssigkeiten oder festen Körpern, wie bei Lötkolben oder auch Curlern, eingesetzt.For some time now, self-stabilizing radiators with PTC elements have been provided as the heat generating element. In contrast to the resistance radiators, which generate their heat due to the power applied and their essentially constant resistance, the heat generation in the PTC elements depends on their temperature, decreases with a higher temperature and thus on how effectively the heat generated initially is dissipated becomes. So far, PTC elements have been used to heat liquids or solid bodies, such as with soldering irons or curlers.

Die DE-A-28 45 965 zeigt ein elektrisches Widerstandsheizelement mit nebeneinander in Reihe (aber elektrisch parallel geschaltet) angeordneten PTC-Elementen, die auf ihren Oberseiten mit Metallisierungen versehen sind, auf denen Kontaktplatten aufgelegt werden können, durch die ein elektrischer Kontakt herstellbar ist. Zur Isolierung können Isolierplatten aufgelegt werden. Zum lediglich vorübergehenden Zusammenhalt der Anordnung sind im Schnitt U-förmige Randleisten vorgesehen, die seitlich auf die vorstehend beschriebene Anordnung aufgeschoben werden und diese dadurch zusammenhalten. Diese Anordnung ist zum Einsatz in einem elektrischen Gerät vorgesehen.DE-A-28 45 965 shows an electrical resistance heating element with PTC elements arranged next to one another in series (but electrically connected in parallel), which are provided on their upper sides with metallizations on which contact plates can be placed, by means of which an electrical contact can be produced . For insulation insulating plates can be put on. For the only temporary cohesion of the arrangement, U-shaped edge strips are provided in section, which are pushed laterally onto the arrangement described above and thereby hold them together. This arrangement is intended for use in an electrical device.

Die DE-A-22 20 775 zeigt einen elektrischen Rippen-Rohrheizkörper. Sie zeigt damit einen herkömmlichen Rohrheizkörper, auf dem Rippen oder Lamellen aufgesetzt sind. Dieser Rohrheizkörper weist keine PTC-Elemente, keine Kontaktplatten und keine Isolierauflagen und demgemäß auch keinen Rahmen auf, in den PTC-Elemente eingelegt sein können. Der Gegenstand des Anspruchs 1 unterscheidet sich zumindestens durch diese Merkmale vom Gegenstand der DE-A-22 20 775 und ist damit aus diesem Grunde auch gegenüber dieser Druckschrift neu.DE-A-22 20 775 shows an electric finned tubular heater. It shows a conventional tubular heater with ribs or fins on it. This tubular heating element has no PTC elements, no contact plates and no insulation pads and accordingly also no frame in which PTC elements can be inserted. The subject matter of claim 1 differs from the subject matter of DE-A-22 20 775 at least by these features and is therefore also new compared to this document for this reason.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erhitzen von Gasen, insbesondere Luft, der eingangs genannten Art mit PTC-Elementen als Heizelementen zu schaffen, die eine effektive Wärmeabgabe an die die Vorrichtung umgebende Luft oder ein Gas sicherstellt, so daß eine hinreichende Heizleistung erreicht wird.Proceeding from this, the invention has for its object to provide a device for heating gases, especially air, of the type mentioned with PTC elements as heating elements, which ensures effective heat dissipation to the air surrounding the device or a gas, so that a sufficient heating power is achieved.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, the stated object is achieved in a device of the type mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1.

Es ist zu beachten, daß PTC-Elemente bekannterweise nicht einen festen, konstanten Widerstand haben und demgemäß ihre in Wärme umgesetzte elektrische Leistung nicht ausschließlich von der Spannung abhängt, sondern auch von ihrer Temperatur, wobei bei niederer Temperatur eine höhere umgesetzte Leistung erreicht wird als bei höherer Temperatur. Es ist daher eben anzustreben, daß die Temperatur der PTC-Elemente niedrig gewählt wird. Bei hoher Temperatur erhöhen die PTC-Elemente ihren Widerstand, reduzieren damit die umgesetzte Leistung; sie sind selbststabilisierend.It should be noted that PTC elements are known not to have a fixed, constant resistance and, accordingly, their electrical power converted into heat is dependent not only on the voltage, but also on their temperature, one at low temperature higher implemented performance is achieved than at higher temperature. The aim should therefore be that the temperature of the PTC elements is chosen to be low. When the temperature is high, the PTC elements increase their resistance, thus reducing the implemented power; they are self-stabilizing.

Dies beachtet die erfindungsgemäße Lösung.This takes into account the solution according to the invention.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Erwärmungseinheit auf der Basis eines PTC-Elements mit Wärmeabgabelamellen versehen werden, die einerseits zuverlässig fest aufsitzen, um eine hinreichende Wärmeabführung von der eigentlichen Erwärmungseinheit zu den Wärmeabgabelamellen und von diesen an die umgebende Luft zu erzielen, andererseits bei Temperaturänderungen entstehende Dimensionsänderungen hinreichend ausgleicht, so daß dauerhaft ein fester Sitz der Wärmeabgabelamellen auf der eigentlichen Erwärmungseinheit sichergestellt ist. Dieser wird im übrigen noch dadurch verstärkt, daß die Andruckkraft der Erwärmungseinheit gegen die Wärmeabgabelamellen bei Temperaturerhöhung in natürlicher Weise verstärkt wird. In bevorzugter Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erhitzen von Gasen dadurch ausgebildet, daß die Lamellen die Erwärmungseinheit umgebende Durchbrüche aufweisen, die durch zwei einander gegenüberliegende, aus der Ebene der Lamellen herausgebogene Laschen begrenzt sind, die in ihrem Verbindungsbereich zum Lamellenkörper einen Abstand aufweisen, der der Höhe der Erwärmungseinheit entspricht, während der lichte Abstand der Enden der Laschen geringer ist als die Höhe der Erwärmungseinheit. Durch diese Ausgestaltung wird ein einfacher bevorzugter Klemmsitz erzielt, der die vorstehend dargelegten Vorteile in ausgezeichneter Weise sicherstellt.By means of the configuration according to the invention, a heating unit based on a PTC element can be provided with heat release fins which, on the one hand, sit securely firmly in order to achieve sufficient heat dissipation from the actual heating unit to the heat release fins and from them to the surrounding air, and on the other hand arise when the temperature changes Compensates for changes in dimension sufficiently so that a permanent fit of the heat-emitting fins on the actual heating unit is ensured. This is further reinforced by the fact that the pressing force of the heating unit against the heat output fins is increased in a natural way when the temperature rises. In a preferred embodiment, the device according to the invention for heating gases is formed in that the lamellae have openings surrounding the heating unit, which are delimited by two opposite lugs which are bent out of the plane of the lamellae and which are at a distance from the lamella body in their connecting region corresponds to the height of the heating unit, while the clear distance between the ends of the tabs is less than the height of the heating unit. This configuration achieves a simple, preferred clamping fit, which ensures the advantages set out above in an excellent manner.

In weiterer Ausbildung kann vorgesehen sein, daß die Lamellen Sicken aufweisen, wobei insbesondere die Sicken senkrecht zu den Laschen gerichtet sind. Die Ausgestaltung stabilisiert die Wärmeabgabelamellen und verhindert insbesondere ein Flattern oder Schwingen derselben bei hindurchstreichender Luft, insbesondere wenn diese durch Zwangskonvektion durch die Lamellen gedrückt wird, wobei mit dem Schwingen der Lamellen eine hierdurch bedingte Geräuschentwicklung vermieden wird.In a further embodiment it can be provided that the lamellae have beads, in particular the beads being directed perpendicular to the tabs. The design stabilizes the heat-dissipating fins and in particular prevents fluttering or swinging of the same when air is flowing through, in particular if this is forced through the fins by forced convection, with the resulting flapping avoiding noise caused by the flapping.

In bevorzugter Weise ist das Aufnahmeteil als U-Profil ausgebildet, wobei weiterhin auf der Isolierauflage, die in der Regel aus relativ bruchempfindlichem Material, wie Metalloxyden, besteht, Abdeckplatten aufliegen, so daß die Laschen der Lamellen einerseits unmittelbar auf diesen Abdeckplatten, andererseits auf dem Steg des U-Profils anliegen und beide unter Zwischenlage der Isolierplatten sowie des PTC-Elements gegeneinanderdrücken. Lamellen, Aufnahmeteil und Abdeckplatte bestehen dabei vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wie insbesondere federhartem Aluminium einer Härte von F28 mit einer Temperaturbeständigkeit von über 400° Celsius.Preferably, the receiving part is designed as a U-profile, with cover plates resting on the insulating pad, which usually consists of relatively fragile material, such as metal oxides, so that the tabs of the slats on the one hand directly on these cover plates, on the other Fit the web of the U-profile and press both against each other with the interposition of the insulating plates and the PTC element. Slats, receiving part and cover plate are preferably made of aluminum or an aluminum alloy, such as in particular spring-hard aluminum with a hardness of F28 with a temperature resistance of over 400 ° Celsius.

Vorzugsweise sind die PTC-Elemente durch einen Rahmenteil an ihren Schmalseiten umgeben, der Querstege aufweist, die die PTC-Elemente auf Abstand zueinander hält. Weiterhin besteht vorzugsweise die Isolierauflage aus einzelnen Isolierplatten, deren Breite der Rahmenbreite und deren Länge im wesentlichen der der PTC-Elemente zuzüglich der Querstegbreite des Rahmenteils entspricht, so daß die Isolierauflageteile in Längsrichtung aneinander anschließen. Die Abdeckplatten entsprechen im wesentlichen in ihrer Überdeckung den Isolierauflagen. Durch diese Unterteilung von Abdeckplatten und Isolierauflagen entsprechend den PTC-Elementen wird ein guter Andruck über die Länge der einzelnen Abschnitte durch die aufgepreßten Lamellen erreicht.The PTC elements are preferably surrounded by a frame part on their narrow sides, which has transverse webs which keep the PTC elements at a distance from one another. Furthermore, the insulating pad preferably consists of individual insulating plates, the width of which corresponds to the frame width and the length of which essentially corresponds to that of the PTC elements plus the transverse web width of the frame part, so that the insulating pad parts adjoin one another in the longitudinal direction. The cover plates correspond essentially to the insulation pads in their coverage. Through this subdivision of cover plates and insulating pads according to the PTC elements, good pressure is achieved over the length of the individual sections by the pressed-on slats.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht eine Vorrichtung mit einem Halteteil für PTC-Elemente mit einem Isolierrahmen und mindestens einer Kontaktplatte vor, bei der die Kontaktplatte fest mit dem Isolierrahmen verbunden ist. Um ein zuverlässiges Halten der PTC-Elemente bei der Handhabung zu erreichen, reicht ein die PTC-Elemente an ihren Schmalseiten umgebender Isolierrahmen nicht aus, da, selbst wenn von unten eine Unterlage gegen diesen gehalten wird, wie beispielsweise eine Kontaktplatte, die Gefahr besteht, daß Isolierrahmen und Unterlagen relativ zueinander verrutschen, so daß wiederum ein einzelner PTC-Stein aus dem Rahmen herausfallen kann. Die Erfindung sieht in dieser Weiterbildung daher vor, daß die Kontaktplatte und der Isolierrahmen fest miteinander verbunden sind. Fest heißt hier, daß diese in einer Weise miteinander verbunden sind, daß sie nicht ohne größeren Aufwand gelöst werden können, insbesondere sich nicht zufällig voneinander lösen oder relativ zueinander verschieben können. Grundsätzlich könnte auch eine Verschraubung vorgesehen sein. In bevorzugter Ausgestaltung ist aber vorgesehen, daß die Kontaktplatte im Bereich einer ihrer Stirnseiten mit dem Isolierrahmen vernietet ist. Die fest angebrachte Kontaktplatte ist dabei einseitig des Rahmens angeordnet, so daß die einzelnen PTC-Elemente oder -Steine von der gegenüberliegenden Seite in das Rahmenteil eingelegt werden können und am Hindurchfallen durch die Kontaktplatte gehindert werden. Anschließend kann auf die der fest mit dem Rahmen verbundenen Kontaktplatte gegenüberliegenden Seite des Rahmens und der eingelegten PTC-Elemente das weitere Kontaktelement, wie eine weitere Kontaktplatte oder aber ein Profil-Kontaktkörper mit U-Querschnitt, aufgelegt werden, woraufhin dann zum weiteren Zusammenbau, nämlich gegebenenfalls Auflegen von Isolierplatten auf die Kontaktplatte, diese Isolierkörper schützende weitere Abdeckelemente, wie stabilen Abdeckplatten etc., aufgelegt werden können.A preferred development provides a device with a holding part for PTC elements with an insulating frame and at least one contact plate, in which the contact plate is firmly connected to the insulating frame. In order to reliably hold the PTC elements during handling, an insulating frame surrounding the PTC elements on their narrow sides is not sufficient, since even if a base is held against it from below, such as a contact plate, there is a risk that that the insulating frame and documents slip relative to each other, so that a single PTC block can fall out of the frame. The invention sees in this Training therefore before that the contact plate and the insulating frame are firmly connected. Here, fixed means that these are connected to one another in such a way that they cannot be solved without great effort, in particular cannot accidentally detach from one another or move relative to one another. In principle, a screw connection could also be provided. In a preferred embodiment, however, it is provided that the contact plate is riveted to the insulating frame in the region of one of its end faces. The fixed contact plate is arranged on one side of the frame so that the individual PTC elements or stones can be inserted into the frame part from the opposite side and prevented from falling through the contact plate. Subsequently, the further contact element, such as a further contact plate or a profile contact body with a U-cross section, can be placed on the side of the frame and the inserted PTC elements opposite the fixed contact plate, whereupon for further assembly, namely if necessary, placing insulating plates on the contact plate, these additional protective elements, such as stable covering plates, which protect the insulating body, can be placed.

In weiterer Ausbildung sieht das Halteteil vor, daß eine Anschlußlasche mit der Kontaktplatte vernietet ist und/oder daß eine Anschlußlasche einstückig mit der Kontaktplatte ausgebildet ist. Wenn die Kontaktplatte schon fest mit dem Isolierrahmen verbunden ist, so ist es sinnvoll, dann auch eine Anschlußlasche, nämlich die mit der Kontaktplatte in Verbindung stehende, einstückig mit dieser auszubilden und/oder ebenfalls fest mit dem Isolierrahmen zu verbinden, wie zu vernieten.In a further embodiment, the holding part provides that a connecting lug is riveted to the contact plate and / or that a connecting lug is formed in one piece with the contact plate. If the contact plate is already firmly connected to the insulating frame, it makes sense to then also form a connecting lug, namely the one connected to the contact plate, in one piece with it and / or also to firmly connect it to the insulating frame, such as riveting.

Wenn ein relatives Verschwenken von Rahmen und Kontaktplatte auch durch zwei Niete vermieden werden könnte, die entweder in einem Endbereich nebeneinander oder jeweils an einem Endbereich angeordnet sind, so ist es vorteilhaft, das Ende der Kontaktplatte, das nicht fest mit dem Isolierrahmen verbunden ist, zwar gegen ein Verschwenken und zusätzlich auch ein Ausknicken aus seiner Ebene zu schützen, nicht aber ebenfalls vollständig festzulegen, so daß das Ende Ausgleichsbewegungen ausführen kann, beispielsweise unter Andruckkräften sowie Temperaturänderungen. Um dies zu erreichen, sieht eine weitere äußerst bevorzugte Ausgestaltung vor, daß am der festen Verbindung zwischen Kontaktplatte und Isolierrahmen entgegengesetzte Ende des Isolierrahmens ein sich aus der Ebene desselben erhebender Bügel ausgebildet ist, der das der Befestigungsstelle entgegengesetzte Ende der Kontaktplatte übergreift, wobei insbesondere die Kontaktplatte zwischen ihren Endbereichen frei ist.If a relative pivoting of the frame and the contact plate could also be avoided by means of two rivets which are arranged either next to one another in an end region or in each case at an end region, it is advantageous for the end of the contact plate that is not firmly connected to the insulating frame is to be protected against pivoting and also buckling out of its plane, but not also to be completely fixed, so that the end can carry out compensatory movements, for example under pressure forces and temperature changes. In order to achieve this, another extremely preferred embodiment provides that at the end of the insulating frame opposite the fixed connection between the contact plate and the insulating frame, a bracket rising from the plane of the same is formed, which overlaps the end of the contact plate opposite the fastening point, in particular the Contact plate between its end areas is free.

Um ein Nachgeben der Kontaktplatte unter Andruckkräften, die beim weiteren Zusammenbau eines PTC-Heizkörpers ausgeübt werden, einen guten Wärmeübergang sicherzustellen und damit zur Erreichung eines solchen, sieht eine weitere äußerst bevorzugte Ausgestaltung vor, daß die Kontaktplatte aus flexiblem Blech besteht. In diesem Falle zeichnet sich eine bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, daß die Kontaktplatte zum Rahmenteil hin konvex gebogen und vorgespannt ist. Hierdurch wird auch bei lokal und nicht über die gesamte Länge des Rahmens und der Kontaktplatte ausgeübten Kräfte, sondern wesentlich im Mittelbereich wirkenden Kräfte, ein hinreichendes Andrücken und damit ein hinreichend guter Kontakt zischen Kontaktplatte und PTC-Elementen über die gesamte Länge erzielt.In order to ensure that the contact plate yields under pressure forces that are exerted during the further assembly of a PTC radiator, to ensure good heat transfer and thus to achieve such, another extremely preferred embodiment provides that the contact plate consists of flexible sheet metal. In this case, a preferred embodiment is characterized in that the contact plate is convexly bent and prestressed towards the frame part. As a result, even in the case of forces exerted locally and not over the entire length of the frame and the contact plate, but rather forces acting essentially in the central region, sufficient pressure and thus a sufficiently good contact between the contact plate and PTC elements are achieved over the entire length.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß in der Nähe der Befestigungsstelle auf der der Kontaktplatte zugewandten Seite des Rahmens sich aus der Ebene desselben erstreckende Nocken vorgesehen sind. Hierdurch können auf der dem Rahmen abgewandten Seite der Kontaktplatte aufliegende Isolierplatten gegen ein axiales Verschieben gehalten werden. Eine andere bevorzugte Ausbildung sieht vor, daß der Rahmen Querstege aufweist. Hierdurch werden die einzelnen PTC-Elemente jeweils in einzelnen Ausnehmungen im Rahmenteil individuell eingefaßt und aufgenommen.A further development provides that in the vicinity of the fastening point on the side of the frame facing the contact plate, cams extending from the plane thereof are provided. In this way, insulating plates lying on the side of the contact plate facing away from the frame can be held against axial displacement. Another preferred embodiment provides that the frame has cross bars. As a result, the individual PTC elements are each in individual recesses in the frame part individually bordered and added.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Figur 1: Einen senkrechten Längsschnitt durch eine Erhitzungsvorrichtung entsprechend I-I der Fig.4;
Figur 2: in perspektivischer Darstellung ein Halteteil für PTC-Elemente, wie es bei der Erhitzungsvorrichtung gemäß Fig.1 eingesetzt ist;
Figur 3: einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung entsprechend III-III der Fig.4;
Figur 4: einen vertikalen Querschnitt entsprechend IV-IV in Fig.1;
Figur 5: einen Schnitt durch eine Lamelle entsprechend V-V der Fig.6; und
Figur 6: einen Blick auf eine Lamelle entsprechend dem Pfeil VI der Fig.5.

Further advantages and features of the invention result from the claims and from the following description, in which an embodiment of the invention is explained in detail with reference to the drawing. It shows:

Figure 1: A vertical longitudinal section through a heating device according to II of Figure 4;
Figure 2: a perspective view of a holding part for PTC elements, as used in the heating device according to Figure 1;
Figure 3: a horizontal section through the device according to III-III of Figure 4;
Figure 4: a vertical cross section corresponding to IV-IV in Fig.1;
Figure 5: a section through a lamella corresponding to VV of Figure 6; and
Figure 6: a view of a slat according to arrow VI of Fig.5.

Die Erhitzungsvorrichtung 1 weist ein Aluminium-U-Profil 2 auf, das vorzugsweise eine Härte F28 und eine Temperaturbeständigkeit von über 400° Celsius hat. An einem Ende 3 des U-Profils 2 ist auf dessen Außenwandung 4 eine Anschlußlasche 6 befestigt, z.B. angelötet oder punktgeschweißt.The heating device 1 has an aluminum U-profile 2, which preferably has a hardness F28 and a temperature resistance of over 400 ° Celsius. At one end 3 of the U-profile 2, a connecting tab 6 is attached to the outer wall 4, e.g. soldered or spot welded.

Im U-Profil 2 liegt ein Halteteil 11, wie es im Detail in der Fig.2 dargestellt ist. Das Halteteil 11 weist ein Rahmenteil 12 aus Isoliermaterial, wie Rayton, auf. Das Rahmenteil 12 wird aus Längsschenkeln 13, an deren Stirnseiten ausgebildete Querschenkel 14,15, sowie im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Querstegen 16, gebildet. Weiterhin weist es nach einer Stirnseite 17 einen sich aus seiner Ebene erhebenden U-förmigen Bügel 18 auf, der mit seinen Schenkeln 19 einstückig an den Längsschenkeln 13 des Rahmenteils 12 ausgebildet ist, während ein Steg 21 sich quer über die Breite des Rahmenteils 12 erstreckt. Über das Rahmenteil 12 erstreckt sich eine Kontaktplatte 22. Die Kontaktplatte 22 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Federblech ausgebildet. Sie ist also flexibel und nachgiebig. Sie ist im der Stirnseite 17 abgewandten Endbereich 23 des Rahmenteils 12 fest mit diesem verbunden, beispielsweise mittels eines Niets 24 mit diesem vernietet. Gleichzeitig kann eine weitere Anschlußlasche 26 mitvernietet sein. Die Anschlußlasche könnte auch einstückig mit der Kontaktplatte 22 ausgebildet sein. An seiner der Anschlußlasche 26 abgewandten Stirnseite 27 greift die Kontaktplatte 22 unter den Steg 21 des Bügels 18 und wird an diesem Ende 27 derart durch den Bügel 18 gehalten. Die Kontaktplatte 22 ist vorzugsweise zum Rahmen 12 hin konvex vorgebogen und damit vorgespannt. Der Rahmen 12 weist im Bereich seines Endes 23 auf der gleichen, der Kontaktplatte 23 zugewandten Seite, auf der auch der Bügel 18 sitzt, auf seinen Längsschenkeln 13 zwei Nocken 28 auf, die in Längsrichtung auf die Kontaktplatten, auf dessen dem Rahmen abgewandter Seite aufgelegte Isolierteile zwischen den Nocken 28 und dem Bügel 18 in Längsrichtung festhalten.In the U-profile 2 is a holding part 11, as shown in detail in Figure 2. The holding part 11 has a frame part 12 made of insulating material such as Rayton. The frame part 12 is formed from longitudinal legs 13, on the end faces of which are formed transverse legs 14, 15, and in the exemplary embodiment shown from transverse webs 16. Furthermore, after an end face 17, it has a U-shaped bracket 18 rising from its plane, which is integrally formed with its legs 19 on the longitudinal legs 13 of the frame part 12, while a web 21 extends across the width of the frame part 12. A contact plate 22 extends over the frame part 12. In the exemplary embodiment shown, the contact plate 22 is designed as a spring plate. So it is flexible and compliant. In the end region 23 of the frame part 12 facing away from the end face 17, it is firmly connected to the latter, for example riveted to it by means of a rivet 24. At the same time, a further connecting tab 26 can also be riveted. The connection tab could also be formed in one piece with the contact plate 22. On its end 27 facing away from the connecting lug 26, the contact plate 22 engages under the web 21 of the bracket 18 and is held at this end 27 in this way by the bracket 18. The contact plate 22 is preferably convexly bent toward the frame 12 and is thus prestressed. The frame 12 has in the region of its end 23 on the same side facing the contact plate 23, on which the bracket 18 is also seated, on its longitudinal legs 13 two cams 28 which in the longitudinal direction rest on the contact plates on the side facing away from the frame Hold the insulating parts in the longitudinal direction between the cams 28 and the bracket 18.

In den durch die Schenkel 13,14,15 und die Stege 16 begrenzten Ausnehmungen 29 des Rahmens 12 sind PTC-Elemente 31 (Figuren 1,3,4) eingesetzt. Auf der Kontaktplatte 22 liegen einzelne Isolierteile 32 auf, die insgesamt eine Isolierauflage bilden. Die Isolierteile 32 haben im wesentlichen eine den PTC-Elementen 31 entsprechende Länge. Ihre Breite entspricht dem lichten Abstand der Schenkel 7 des U-Profils 2. Die Isolierteile bestehen vorzugsweise aus mit wärmeleitendem, elektrisch-isolierendem Metalloxyd, wie beispielsweise Magnesium-, Barium- oder vorzugsweise Aluminiumoxyd. Auf den Isolierteilen 32 liegen weiterhin stabile Abdeckplatten 33, beispielsweise aus Aluminium, auf, deren Breite und Länge der Breite und Länge der Isolierteile 32 entspricht. Die Höhe der Anordnung aus PTC-Element 31, Kontaktplatte 22 und Isolierteil 32 liegt wenig unterhalb der lichten Länge der Schenkel 7 des U-Profils 2, während die Höhe der vorgenannten Teile zuzüglich der Höhe der Abdeckplatte 33 wenig oberhalb der genannten lichten Länge der Schenkel 7 liegt.PTC elements 31 (FIGS. 1, 3, 4) are inserted into the recesses 29 of the frame 12 delimited by the legs 13, 14, 15 and the webs 16. On the contact plate 22 there are individual insulating parts 32, which form an overall insulating layer. The insulating parts 32 essentially have a length corresponding to the PTC elements 31. Their width corresponds to the clear distance between the legs 7 of the U-profile 2. The insulating parts are preferably made of heat-conducting, electrically-insulating Metal oxide, such as magnesium, barium or preferably aluminum oxide. Stable cover plates 33, for example made of aluminum, continue to rest on the insulating parts 32, the width and length of which correspond to the width and length of the insulating parts 32. The height of the arrangement of PTC element 31, contact plate 22 and insulating part 32 is slightly below the clear length of the legs 7 of the U-section 2, while the height of the aforementioned parts plus the height of the cover plate 33 is slightly above the clear length of the legs 7 lies.

Auf der vorstehend beschriebenen Erwärmungseinheit sitzen reibschlüssig Lamellen 41 zur Wärmeabgabe an die umgebende Luft oder das umgebende Gas auf. Die Lamellen 41 weisen hierzu einen Durchbruch 42 auf, der u.a. durch zwei gegenüberliegende Laschen 43 begrenzt wird, die aus der Hauptebene der Lamellen 41 herausgebogen sind. Im Übergangsbereich 44 der Laschen 43 zum Hauptteil der Lamellen 41 beträgt der Abstand A derselben mindestens die Höhe der Erwärmungseinheit aus Schenkel 8 des U-Profils 2, eines PTC-Elements 31, der Kontaktplatte 22, des Isolierteils 32 und der Abdeckplatte 33, während der lichte Abstand D der Stirnseiten 46 der Laschen 43 unterhalb der Höhe der vorbeschriebenen Anordnung und damit unterhalb des Abstandes A liegt, solange die Lamelle 41 noch nicht über die vorstehend definierte Erwärmungseinheit geschoben ist. Die Lamellen 41 bestehen aus Aluminiumblech. Zur Versteifung weisen sie parallel zu den Längsrändern 47 Versteifungssicken 48 auf, die aus der Hauptebene der Lamellen 41 herausgeprägt sind. Hierdurch wird einerseits die Wärmeabgabefläche weiterhin geringfügig erhöht, wesentlich ist aber, daß durch diese Versteifung verhindert wird, daß die Lamellen bei durchströmender Luft flattern können, was zu einer Geräuschentwicklung führen könnte. Die Lamellen sind aufgrund der angegebenen Bemaßung reibschlüssig über die Erwärmungseinheit geschoben und sitzen auf dieser klemmschlüssig auf. Dadurch, daß neben den einzelnen PTC-Elementen 31 auch die Isolierplatten 32 und die Abdeckplatten 33 unterteilt ausgebildet sind, wird mittels der Lamellen 41 ein guter Wärmekontakt zwischen den PTC-Elementen 31 und einerseits dem Schenkel 8 des U-Profils 2 sowie andererseits über die Kontaktplatte 22 mit dem Isolierteil 32 und den darüberliegenden Abdeckplatten 33 erzielt. Durch den Klemmsitz werden die Laschen 43 mit ihrer der Erwärmungseinheit zugewandten Seite 49 weitgehend flächig gegen die Oberseite der Abdeckplatte 33 bzw. die Außenseite des Schenkels 8 gedrückt und liegen an diesen Teilen an, so daß auch ein sicherer Wärmeübergang auf die Lamellen und eine Wärmeabgabe an die Luft sichergestellt ist. Weiterhin bedingen die aus der Ebene der Lamellen 41 herausgebogenen Laschen 46 eine zwangsläufige Abstandhaltung der Lamellen zueinander, bilden also Abstandhalter, so daß vermieden wird, daß die Lamellen eng aneinander anliegen, vielmehr diese immer einen definierten Relativabstand erhalten. Während im übrigen in der Fig.1 nur zwei auf der Erwärmungseinheit aufsitzende Lamellen dargestellt sind, sitzen tatsächlich eine Vielzahl von Lamellen 41 auf dieser nebeneinander auf, so daß ein Heizregister mit einer Vielzahl von Lamellen 41 gebildet wird.Lamellas 41 are frictionally seated on the heating unit described above for giving off heat to the surrounding air or gas. For this purpose, the slats 41 have an opening 42 which is delimited, inter alia, by two opposite tabs 43 which are bent out of the main plane of the slats 41. In the transition area 44 of the tabs 43 to the main part of the slats 41, the distance A is at least the height of the heating unit from leg 8 of the U-profile 2, a PTC element 31, the contact plate 22, the insulating part 32 and the cover plate 33, during the Clearance D of the end faces 46 of the tabs 43 lies below the height of the arrangement described above and thus below the distance A, as long as the lamella 41 has not yet been pushed over the heating unit defined above. The slats 41 consist of aluminum sheet. For stiffening, they have stiffening beads 48 parallel to the longitudinal edges 47, which are embossed out of the main plane of the slats 41. On the one hand, this increases the heat dissipation surface slightly, but it is essential that this stiffening prevents the fins from fluttering when air flows through them, which could lead to noise. Due to the specified dimensions, the slats are pushed frictionally over the heating unit and sit on it with a clamp. Characterized in that, in addition to the individual PTC elements 31, the insulating plates 32 and the cover plates 33 are also divided good contact between the PTC elements 31 and, on the one hand, the leg 8 of the U-section 2 and, on the other hand, the contact plate 22 with the insulating part 32 and the cover plates 33 lying above them is achieved by means of the slats 41. By means of the clamp fit, the tabs 43, with their side 49 facing the heating unit, are pressed largely flat against the top of the cover plate 33 or the outside of the leg 8 and are in contact with these parts, so that there is also a reliable heat transfer to the fins and heat emission the air is assured. Furthermore, the tabs 46 bent out of the plane of the lamellae 41 inevitably keep the lamellae at a distance from one another, that is to say they form spacers, so that it is avoided that the lamellae lie closely against one another, rather they always have a defined relative distance. While only two fins sitting on the heating unit are shown in FIG. 1, a multiplicity of fins 41 are actually seated on this side by side, so that a heating register with a plurality of fins 41 is formed.

Der Zusammenbau der gesamten Anordnung geschieht folgendermaßen:The entire arrangement is assembled as follows:

Zunächst wird das Halteteil 11 aus Rahmenteil 12 und Kontaktplatte 22 durch festes Miteinanderverbinden (Nieten) der beiden Teile und gleichzeitiges Festnieten der Anschlußlasche 26 hergestellt. In dieses Teil werden dann von der der Kontaktplatte 22 abgewandten Seite die PTC-Elemente 31 in das Rahmenteil 12 eingelegt, wobei sie durch die fest mit dem Rahmenteil 12 verbundene Kontaktplatte 22 gehalten und an einem Hindurchfallen gehindert werden. Anschließend wird auf die der Kontaktplatte 22 abgewandte Seite des Rahmenteils 12 der im Schnitt U-förmige Profilkörper aufgesetzt, wobei die Innenseite seines Stegs 8 zur Anlage an den PTC-Elementen 31 gelangt und die Schenkel 7 den Rahmen 12, insbesondere dessen Längsschenkel 13 sowie die Abdeckplatte 22, seitlich übergreifen. Sodann wird die so weit erstellte Einheit um 180° gedreht, so daß der Steg 8 des Profilteils 2 nach unten gelangt und nun das Halteteil 11 und die im Rahmen 12 einliegenden PTC-Elemente trägt, während die Schenkel 7 das Halteteil 11 nach oben überragen. Zwischen die Schenkel 7 werden dann auf die Kontaktplatte 22 die Isolierplatten 32 und auf diese die Abdeckplatten 33 aufgelegt. Anschließend wird auf die insoweit zusammengestellte Einheit die Lamellen 4 aufgeschoben, die aufgrund ihrer Klemmseiten dann eine fest Anordnung bewirken, die nicht mehr auseinanderfallen kann.First of all, the holding part 11 is produced from the frame part 12 and the contact plate 22 by firmly connecting (riveting) the two parts together and simultaneously riveting the connecting tab 26. In this part, the PTC elements 31 are then inserted into the frame part 12 from the side facing away from the contact plate 22, wherein they are held by the contact plate 22 firmly connected to the frame part 12 and prevented from falling through. Subsequently, the section of the U-shaped profile body is placed on the side of the frame part 12 facing away from the contact plate 22, the inside of its web 8 coming into contact with the PTC elements 31 and the legs 7 the frame 12, in particular its longitudinal leg 13 and the Cover plate 22, reach over to the side. Then the unit created so far is rotated by 180 °, so that the web 8 of the profile part 2 comes down and now carries the holding part 11 and the PTC elements lying in the frame 12, while the legs 7 protrude above the holding part 11. The insulating plates 32 and the cover plates 33 are then placed on the contact plate 22 between the legs 7. Subsequently, the slats 4 are pushed onto the unit assembled to this extent, which due to their clamping sides then bring about a fixed arrangement which can no longer fall apart.

Claims

Apparatus for heating gases, particularly air, with a heating unit having at least one PTC element (31), at least one contact plate (22) for the at least one PTC element (31) and at least one insulating support (32) covering the contact plate (22), characterized in that the at least one PTC element (31) is inserted in a receptacle part surrounded by at least one insulating frame (12), that the at least one contact plate (22) extends over the at least one frame (12) and that on the thus formed heating unit (31,22,32) are mounted in clamping manner laminations (41) for heat dissipation.
Apparatus according to claim 1, characterized in that the laminations (41) have openings (42) surrounding the heating unit (31,22,32) and which are bounded by two facing tongues (42) bent out of the plane of the laminations (41) and which have a spacing in the connecting area with respect to the lamination body (41) which corresponds to the height of the heating unit (31,22,32,33), whilst the internal spacing (B) of the ends (46) of the tongues (43) is smaller than the height of the heating unit.
Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the laminations have reinforcing fins (48).
Apparatus according to claim 3, characterized in that the reinforcing fins are directed perpendicular to the tongues (43).
Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the reception part (2) is a U-profile.
Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that cover plates (33) rest on the insulating support (32).
Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the U-profile (2), cover plates (33) and/or laminations (41) are made from aluminium or an aluminium alloy.
Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the insulating support is of metal oxide.
Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the frame (12) is made from Rayton.
Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the frame (12) is an insulating frame.
Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the contact plate (22) is firmly connected to the insulating material frame (12).
Apparatus according to claim 11, characterized in that the contact plate (22) is rivetted to the frame (12) in the vicinity of one of its front faces.
Apparatus according to claim 12, characterized in that a connecting tongue (26) is rivetted to the contact plate (22).
Apparatus according to any one of the claims 11 to 13, characterized in that a connecting tongue (26) is constructed in one piece with the contact plate (22).
Apparatus according to any one of the claims 11 to 13, characterized in that on the end of the frame (12) opposite to the firm connection between the contact plate (22) and the frame (12) is constructed a member (18) raised from the plane thereof and which engages over the end (27) of the contact plate (22) opposite to the fixing point.
Apparatus according to any one of the claims 11 to 15, characterized in that the contact plate (22) is free between its end regions.
Apparatus according to any one of the claims 11 to 16, characterized in that the contact plate (22) is made from flexible sheet metal.
Apparatus according to any one of the claims 11 to 17, characterized in that the contact plate (22) is bent convexly towards the frame (12) and pretensioned.
Apparatus according to any one of the claims 11 to 18, characterized in that in the vicinity of the fixing point on the side of the frame (12) facing the contact plate (22) are provided lugs (28) extending from the plane thereof.
Apparatus according to any one of the claims 1 to 19, characterized in that the frame (12) has transverse webs (16).
Apparatus according to any one of the claims 1 to 20, characterized in that in the case of at least two PTC elements (31) between the insulating support and the laminations (41), there are cover plates (33) adapted to the shape of and corresponding to the number of the PTC elements (31).
Apparatus according to any one of the claims 1 to 21, characterized in that in the case of at least two PTC elements (31) the insulating support comprises insulating parts (32) whose number and shape correspond to the PTC elements (31).
Apparatus according to any one of the claims 1 to 22, characterized in that in the case of at least two PTC elements (31) the contact plate (22) comprises parts corresponding to the shape and number of the PTC elements (31).