EP1353131B1 - Electric heater, especially for a vehicle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung, welche insbesondere für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet ist. Obwohl die Erfindung im Folgenden mit Hinblick auf den Einsatz an einem Kraftfahrzeug beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung auch für Heizprozesse an anderen Vorrichtungen eingesetzt werden kann.The invention relates to an electric heater, which is particularly suitable for use in a motor vehicle. Although the invention will be described below with a view to use on a motor vehicle, it should be noted that the electric heating device according to the invention can also be used for heating processes on other devices.
Elektrische Heizvorrichtungen finden heute verbreitet Anwendung, beispielsweise in Kraftfahrzeugen und Klimatisierungssystemen und dergleichen, um z. B. im Falle eines Kraftfahrzeugs den Fahrzeuginnenraum zu beheizen.Electric heaters are now widely used, for example in motor vehicles and air conditioning systems and the like, for. B. in the case of a motor vehicle to heat the vehicle interior.
Üblicherweise erfolgt die Beheizung des Fahrzeuginnenraums im wesentlichen über die Abwärme des Verbrennungsmotors, die an den Kühlkreislauf abgegeben wird. Von dort kann ein Teil der Abwärme über einen Wärmetauscher an die in den Fahrzeuginnenraum strömende Luft abgegeben werden.Usually, the heating of the vehicle interior takes place essentially via the waste heat of the internal combustion engine, which is delivered to the cooling circuit. From there, part of the waste heat can be released via a heat exchanger to the air flowing into the vehicle interior.
Die Abwärme des Motors steht allerdings erst dann voll zur Verfügung, wenn der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat, so dass die Heizung des Fahrzeuginnenraums über Abwärme des Motors, gerade zu Beginn von Fahrten, als unzureichend empfunden werden kann.However, the exhaust heat of the engine is fully available only when the engine has reached its operating temperature, so that the heating of the vehicle interior on exhaust heat of the engine, especially at the beginning of rides, can be perceived as insufficient.
Das Problem wird dadurch noch vergrößert, dass mit der Entwicklung von sparsameren Motoren weniger Abwärme anfällt, die zur Aufheizung des Fahrzeuginnenraums zur Verfügung steht.The problem is compounded by the fact that with the development of more economical engines less waste heat is generated, which is available for heating the vehicle interior.
Deshalb ist es im Stand der Technik bekannt geworden, Zusatzheizungen vorzusehen, die im Luftführungskanal eingesetzt werden und Wärme an die in den Fahrzeuginnenraum strömende Luft abgeben. Durch derartige Zusatzheizungen kann z. B. in der kalten Jahreszeit oder z. B. direkt nach Start des Kraftfahrzeugs bei (noch) kaltem Motor den Benutzern in erheblich kürzerer Zeit eine angenehme Raumtemperatur zur Verfügung gestellt werden.Therefore, it has become known in the art to provide additional heaters, which are used in the air duct and release heat to the air flowing into the vehicle interior. By such additional heaters z. B. in the cold season or z. B. directly after the start of the motor vehicle when (still) cold engine users in a considerably shorter time a pleasant room temperature can be provided.
So ist z. B. aus der
Derartige Steckverbindungen haben den Nachteil, dass der Kontakt zwischen Steuerungsvorrichtung und Heizelementen sich durch Vibrationen oder dergleichen mit der Zeit teilweise oder sogar vollständig lösen kann.Such connectors have the disadvantage that the contact between the control device and heating elements can be partially or even completely resolved by vibration or the like over time.
Ausgehend vom zitierten Stand der Technik ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher der elektrische Kontakt auch auf Dauer im wesentlichen gewährleistet ist.Starting from the cited prior art, therefore, the object of the present invention to provide a heating device is available, in which the electrical contact is ensured in the long term substantially.
Die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The electric heater according to the invention is the subject of
Die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung umfasst wenigstens eine Heizeinrichtung und wenigstens eine Leistungseinrichtung. Die Leistungseinrichtung ist über wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Kontaktmittel einer Kontakteinrichtung im elektrischen Kontakt mit der Heizeinrichtung. Die Kontakteinrichtung ist dabei derart gestaltet, dass eine feste Verbindung des ersten und des zweiten Kontaktmittels herstellbar ist.The electric heating device according to the invention comprises at least one heating device and at least one power device. The power device is in electrical contact with the at least one first and at least one second contact means of a contact device Heating device. The contact device is designed such that a firm connection of the first and the second contact means can be produced.
Eine feste Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktmittel der Kontakteinrichtung gewährleistet einen dauerhaften elektrischen Kontakt von Leistungseinrichtung und Heizeinrichtung. Eine solche feste Verbindung bietet eine deutlich verbesserte Kontaktierung und eine bessere Alterungsbeständigkeit und einen besseren Widerstand gegen Lösen bei Vibrationen.A fixed connection between the first and the second contact means of the contact device ensures a permanent electrical contact of power device and heater. Such a strong bond provides significantly improved contact and aging resistance and resistance to vibration release.
Dabei ist z. B. das erste Kontaktmittel dauerhaft elektrisch leitend mit einer Leistungseinrichtung verbunden und z. B. das zweite Kontaktmittel dauerhaft mit einer Heizeinrichtung. Eine feste Verbindung des ersten und des zweiten Kontaktmittels stellt dann eine elektrische Verbindung zwischen Leistungseinrichtung und Heizeinrichtung sicher.It is z. B. the first contact means permanently electrically connected to a power device and z. B. the second contact means permanently with a heater. A fixed connection of the first and the second contact means then ensures an electrical connection between the power device and the heater.
Durch die verbesserte Kontaktierung zwischen den Kontaktmitteln der Kontakteinrichtung wird außerdem eine Verbesserung des Übergangswiderstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktmittel der Kontakteinrichtung erzielt. Durch den geringeren elektrischen Übergangswiderstand wird auch der Leistungsverlust an der Kontakteinrichtung verringert. Dadurch stellt sich eine geringere Kontakttemperatur ein.Due to the improved contacting between the contact means of the contact device, an improvement of the contact resistance between the first and the second contact means of the contact device is also achieved. The lower electrical contact resistance also reduces the power loss at the contact device. This results in a lower contact temperature.
Durch die geringeren Verluste führt dies zu einem erhöhten Wirkungsgrad des Gesamtprozesses. Weiterhin bewirkt die verbesserte Kontaktierung eine erhöhte Ausfallsicherheit.Due to the lower losses, this leads to an increased efficiency of the overall process. Furthermore, the improved contacting causes increased reliability.
Die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung kann weiterhin die Lebensdauer einer elektrischen Heizvorrichtung erhöhen, da korrosionsbedingte Alterungen der Kontakteinrichtung weitgehend vermieden werden, denn durch die feste Verbindung der Kontaktmittel werden die Kontaktflächen der Kontaktmittel vor Umwelteinflüssen wie Staub und Feuchtigkeit im wesentlichen wirksam geschützt.The electric heater according to the invention can further increase the life of an electric heater, since corrosion-related aging of the contact device are largely avoided, because by the solid compound of Contact means, the contact surfaces of the contact means are protected against environmental influences such as dust and moisture substantially effective.
Außerdem ist die Verbindung der Kontakteinrichtung formschlüssig und starr herstellbar.In addition, the connection of the contact device is form-fitting and rigid.
Eine formschlüssig herstellbare Verbindung des ersten und des zweiten Kontaktmittels der Kontakteinrichtung ist sehr vorteilhaft, da formschlüssige Verbindungen alterungsbeständiger sind und sich im allgemeinen durch Vibrationen und dergleichen weniger schnell lösen lassen, als derartige kraftschlüssige Steckverbindungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.A form-fit producible connection of the first and second contact means of the contact device is very advantageous because positive connections are resistant to aging and generally less easily solved by vibration and the like, as such frictional connections, as are known in the art.
Die Verwendung einer starren Verbindung ist ebenfalls von Vorteil.The use of a rigid connection is also advantageous.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Verbindung an der Kontakteinrichtung des ersten und des zweiten Kontaktmittels lösbar ausgeführt. Eine lösbar ausgeführte Verbindung der Kontakteinrichtung ist vorteilhaft, da dadurch ein Austausch einzelner Heizeinrichtungen oder Leistungseinrichtungen ermöglicht wird, ohne dass es erforderlich ist, bei Defekt einer Heizeinrichtung oder Leistungseinrichtung die gesamte elektrische Heizvorrichtung auszutauschen.In a preferred development of the invention, the connection to the contact device of the first and the second contact means is designed to be detachable. A releasably designed connection of the contact device is advantageous because it allows an exchange of individual heaters or power devices, without it being necessary to replace the entire electric heater in case of failure of a heater or power device.
Ferner ist die Verbindung des ersten und des zweiten Kontaktmittels über wenigstens eine Befestigungseinrichtung herstellbar, welche einer Gruppe von Befestigungseinrichtungen entnommen ist, die Schraubeinrichtungen, Nieteinrichtungen und Hebelklemmeinrichtungen umfasst.Furthermore, the connection of the first and the second contact means can be produced via at least one fastening device which is taken from a group of fastening devices which comprises screw devices, riveting devices and lever clamping devices.
Bevorzugt ist wenigstens eine Befestigungseinrichtung oder im wesentlichen alle Befestigungseinrichtungen als Schraubeneinrichtung ausgeführt. Schraubeneinrichtungen haben viele Vorteile. Schraubeneinrichtungen sind nahezu beliebig oft lösbar und wiederbefestigbar, ohne dass die Festigkeit der Schraubverbindung nachlässt. Weiterhin haben Schraubeneinrichtungen den Vorteil, dass die Festigkeit der Verbindung über das Schraubmoment einstellbar ist, so dass genau definierte Verbindungskräfte herstellbar sind.Preferably, at least one fastening device or essentially all fastening devices is designed as a screw device. Screw devices have many advantages. Screw devices can be removed and refastened almost as often as desired, without the strength of the screw connection deteriorating. Furthermore, screw devices have the advantage that the strength of the connection via the screw torque is adjustable, so that precisely defined connection forces can be produced.
Im Vergleich dazu sind bei den im Stand der Technik bekannten Steckverbindungen die Verbindungskräfte abhängig von der Anzahl der erfolgten Verbindungen, da sich im allgemeinen die zusammengesteckten Teile mit der Zeit lockern können. Schraubverbindungen unterliegen solchen Alterungserscheinungen nicht.In comparison, in the connectors known in the prior art, the connection forces are dependent on the number of connections made, since in general the mated parts can loosen over time. Screw connections are not subject to such aging phenomena.
Nieteinrichtungen sind ebenfalls sehr vorteilhaft, da sie ebenfalls eine feste und zuverlässige Verbindung der beiden Kontaktmittel der Kontakteinrichtung erlauben. Eine Nieteinrichtung kann z. B. durch Aufbohren wieder getrennt werden. Dann kann durch Einsatz einer neuen Nieteinrichtung die Verbindung in gleichbleibender Qualität wieder hergestellt werden. Wie auch bei einer Schraubeneinrichtung ist die Verbindungskraft einer Nieteinrichtung einstellbar. Dies kann z. B. durch die Wahl der Länge der Nieteinrichtungen erfolgen (und auch des Durchmessers etc.).Riveting devices are also very advantageous because they also allow a firm and reliable connection of the two contact means of the contact device. A riveting can z. B. be separated again by drilling. Then, by using a new riveting the connection can be restored in a consistent quality. As with a screw device, the connection force of a riveting device is adjustable. This can be z. B. by the choice of the length of the riveting done (and also the diameter, etc.).
Ebenso ist es möglich, dass eine Hebelklemmeinrichtung oder dergleichen zur festen Verbindung des ersten und des zweiten Kontaktmittels eingesetzt wird. Mit einer Hebelklemmeinrichtung im Sinne dieser Erfindung ist hierbei eine Klemmeinrichtung zu verstehen, die durch Einsatz eines Hebels oder dergleichen eine verstärkte Klemmkraft ausübt. Vorzugsweise ist eine solche Hebelklemmeinrichtung derart ausgeführt, dass ein Exzenter oder dergleichen vorgesehen ist, so dass eine zuverlässige Sicherung gegen unabsichtliches Lösen durch Vibrationen oder dergleichen gewährleistet ist.It is also possible that a lever clamping device or the like is used for fixed connection of the first and the second contact means. With a lever clamping device in the context of this invention is in this case a clamping device to understand that exerts an increased clamping force by using a lever or the like. Preferably, such a lever clamping device is designed such that an eccentric or the like is provided, so that a reliable safeguard against unintentional release by vibrations or the like is ensured.
Mit derartigen Hebelklemmeinrichtungen kann zuverlässig und reproduzierbar eine bestimmte Klemmkraft aufgebracht werden. Durch Einstellung beispielsweise des Hebels oder der Abstände der zu klemmenden Teile kann die Klemmkraft genau eingestellt werden, so dass einerseits gewährleistet ist, dass die Klemmkraft genügend hoch ist und andererseits sichergestellt wird, dass eine Beschädigung der zu klemmenden Teile unterbleibt.With such lever clamping devices can be applied reliably and reproducibly a certain clamping force. By adjusting, for example, the lever or the distances of the parts to be clamped, the clamping force can be accurately adjusted so that on the one hand ensures that the clamping force is high enough and on the other hand ensures that damage to the clamped parts is omitted.
Auch derartige Klemmeinrichtungen sind sehr vorteilhaft. Im Unterschied zu den im Stand der Technik bekannten Steckverbindungen wird bei einer Hebelklemmeinrichtung nach Zusammenführen der zu klemmenden Teile eine genau definierte Kraft auf die zu klemmenden Teile aufgebracht, so dass die Kontaktmittel der Kontakteinrichtung fest und reproduzierbar fest verbunden werden.Such clamping devices are very advantageous. In contrast to the connectors known in the prior art, a precisely defined force is applied to the parts to be clamped in a lever clamping device after bringing together the parts to be clamped, so that the contact means of the contact device are firmly and reproducibly firmly connected.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Heizeinrichtung vorgesehen, welche einer Gruppe von Heizeinrichtungen entnommen ist, die Widerstandsheizeinrichtungen und PTC-Heizeinrichtungen umfasst.In a preferred development of the invention, at least one heating device is provided, which is taken from a group of heating devices which comprises resistance heating devices and PTC heating devices.
Keramische Heizelemente mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) sind bevorzugt, da diese durch ihre positive Temperaturkennlinie eine quasi eingebaute Sicherung aufweisen.Positive temperature coefficient (PTC) ceramic heating elements are preferred since they have a quasi-built-in fuse due to their positive temperature characteristic.
Deshalb ist es bevorzugt, dass wenigstens eine Widerstandsheizeinrichtung wenigstens eine PTC-Heizeinrichtung ist. Besonders bevorzugt sind im wesentlichen alle Heizeinrichtungen als PTC-Heizeinrichtung ausgeführt, wie sie z. B. in der
Bevorzugt ist auch, dass neben PTC-Heizeinrichtungen auch oder auch nur Widerstandsheizeinrichtungen vorgesehen sind.It is also preferred that in addition to PTC heaters also or only resistance heaters are provided.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Materialien für die Kontaktmittel derart ausgewählt, dass galvanische Korrosion im wesentlichen vollständig oder zumindest weitgehend vermieden wird.In a preferred embodiment of the invention, the materials for the contact means are selected such that galvanic corrosion is substantially completely or at least largely avoided.
Die Kontaktflächen des ersten und des zweiten Kontaktmittels sind in allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen derart aneinander angepasst, dass eine relativ große Kontaktfläche der beiden Kontaktmittel ermöglicht wird. Dabei können die Kontaktflächen konvex, konkav, eben oder sonst wie geformt sein, sofern gewährleistet ist, dass die beiden Kontaktmittel über einen wesentlichen Teil ihrer Fläche aneinander anliegen, wenn eine feste Verbindung der Kontakteinrichtung besteht.The contact surfaces of the first and of the second contact means are adapted to one another in all the embodiments described above in such a way that a relatively large contact surface of the two contact means is made possible. In this case, the contact surfaces may be convex, concave, flat or otherwise shaped, as long as it is ensured that the two contact means abut each other over a substantial part of their surface, if there is a firm connection of the contact device.
Eine derartige Flächen- und Formanpassung ist sehr vorteilhaft, da dadurch die Querschnittsfläche für den elektrischen Strom vergrößert wird. Dadurch wird die flächenbezogene Stromdichte verringert, was auch zu einer Verringerung des Übergangswiderstandes an der Kontakteinrichtung führt. Daraus folgt wiederum eine geringere Kontakteinrichtungstemperatur, und eine kleinere Verlustleistung an der Kontakteinrichtung, bzw. es kann bei gleichbleibender Stromdichte die Anzahl der Verbindungsstellen reduziert werden, was die Ausfallsicherheit erhöht.Such surface and shape matching is very advantageous because it increases the cross-sectional area of the electrical current. As a result, the area-related current density is reduced, which also leads to a reduction of the contact resistance at the contact device. This in turn results in a lower contact device temperature, and a smaller power loss at the contact device, or it can be reduced at a constant current density, the number of connection points, which increases the reliability.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Kontaktmittel der Kontakteinrichtung derart gestaltet, dass eine automatische Verbindung der beiden Kontaktmittel herstellbar ist. Zum Beispiel können die Kontaktmittel so geformt sein, dass bei einer als Schraubeneinrichtung (oder auch Nieteinrichtung) vorgesehenen Befestigungseinrichtung die Löcher für die Schraubeneinrichtung hinter den Kontaktmitteln so angeordnet sind, dass die Kontaktmittel und die Kontakteinrichtung insgesamt von ihrer äußeren Form so angeordnet sind, dass eine Einführung einer Schraube in die Löcher der Kontaktmittel einfach möglich.In a preferred embodiment of the invention, the contact means of the contact device are designed such that an automatic connection of the two contact means can be produced. For example, the contact means may be shaped such that in a fastening device provided as a screw device (or also riveting device) Holes for the screw means are arranged behind the contact means so that the contact means and the contact means are arranged in total of their outer shape so that an insertion of a screw in the holes of the contact means easily possible.
Das ist von Vorteil, da dadurch eine einfachere automatische Verbindung der Kontaktmittel und der Kontakteinrichtung ermöglicht wird. Werden komplizierte und vielschichtige Bewegungen und Handgriffe nötig, so wird eine automatische Verbindung der Kontaktmittel erschwert, was letztendlich zu höheren Herstellungskosten führt.This is advantageous because it allows a simpler automatic connection of the contact means and the contact device. If complicated and multi-layered movements and handles are necessary, an automatic connection of the contact means is made more difficult, which ultimately leads to higher production costs.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Mehrzahl von Heizeinrichtungen und/oder Leistungseinrichtungen vorgesehen, wobei für jede Heizeinrichtung eine Kontakteinrichtung vorgesehen sein kann.In a preferred development of the invention, a plurality of heating devices and / or power devices is provided, wherein a contact device can be provided for each heating device.
Vorzugsweise ist an wenigstens einer Heizungseinrichtung eine Wellrippeneinrichtung oder dergleichen vorgesehen, um den Wärmeübergang an das Heizmedium zu verbessern.Preferably, a corrugated fin device or the like is provided on at least one heating device in order to improve the heat transfer to the heating medium.
Vorzugsweise ist die elektrische Heizvorrichtung für den Betrieb mit einem Gas als Heizmedium und besonders bevorzugt für Luft als Heizmedium vorgesehen. Es ist allerdings auch möglich, dass die erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit einer Flüssigkeit als Heizmedium betrieben wird, an die die Heizleistung der Heizeinrichtung abgegeben wird.Preferably, the electric heater is provided for operation with a gas as the heating medium and more preferably for air as the heating medium. However, it is also possible that the heating device according to the invention is operated with a liquid as a heating medium to which the heating power of the heater is delivered.
Vorzugsweise umfasst wenigstens eine Leistungseinrichtung eine Steuereinrichtung, die die Wärmeleistung wenigstens einer Heizeinrichtung steuert. Besonders bevorzugt ist für im wesentlichen jede Leistungseinrichtung eine Steuereinrichtung vorgesehen.Preferably, at least one power device comprises a control device which controls the heat output of at least one heating device. Particularly preferably, a control device is provided for substantially every power device.
Dabei ist es möglich, dass beispielsweise ein Heizstrang, der aus mehreren Heizeinrichtungen besteht, gleichzeitig angesteuert wird und/oder dass jede einzelne Heizeinrichtung separat angesteuert wird. Eine separate Ansteuerung jeder einzelnen Heizeinrichtung erhöht die Regelungsmöglichkeiten der Heizvorrichtung und erlaubt eine genauere Justage an vorgegebene Bedingungen.It is possible that, for example, a heating system consisting of several heating devices is controlled simultaneously and / or that each individual heating device is controlled separately. A separate control of each heater increases the control options of the heater and allows a more accurate adjustment to predetermined conditions.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren dargestellt.Further advantages and possible applications of the present invention will now be described with reference to embodiments with reference to the figures.
Darin zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung in einer ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht vor Herstellung einer festen Verbindung;
- Fig. 2
- ein Paar Kontaktstellen in einer vergrößerten Darstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 bei geöffneter Verbindung; - Fig. 3
- die erfindungsgemäße Heizvorrichtung aus dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 bei geschlossener fester Verbindung; - Fig. 4
- eine feste Verbindung der Kontaktstellen gemäß
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung; - Fig. 5
- eine feste Verbindung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 6
- eine gelötete Verbindung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 7
- eine Steckverbindung aus dem Stand der Technik in geöffneter Stellung; und
- Fig. 8
- die Steckverbindung aus dem Stand der Technik gemäß
Fig. 7 in zusammengestecktem Zustand.
- Fig. 1
- an electrical heater according to the invention in a first embodiment in a perspective view before making a solid connection;
- Fig. 2
- a pair of contact points in an enlarged view according to the embodiment according to
Fig. 1 with open connection; - Fig. 3
- the heater according to the invention from the embodiment according to
Fig. 1 when the connection is closed; - Fig. 4
- a fixed connection of the contact points according to
Fig. 3 in an enlarged view; - Fig. 5
- a fixed connection of another embodiment of the present invention;
- Fig. 6
- a soldered connection according to another embodiment of the present invention;
- Fig. 7
- a connector of the prior art in the open position; and
- Fig. 8
- the connector of the prior art according to
Fig. 7 in mated condition.
Die in
Die Steuervorrichtung 4 weist Leistungseinrichtungen 5 in Form von Steuerelektroniken auf, die zur Ansteuerung der Heizelemente 3 des Heizblocks 2 dienen.The
Zur Beaufschlagung mit Leistung sind Kontaktstellen 6 an der Steuervorrichtung 4 vorgesehen. Die Kontaktstellen 6 der Steuervorrichtung werden mit den Kontaktstellen 7 des Heizblocks zusammengebracht und es wird eine feste Verbindung zwischen den Kontaktstellen 6 und 7 hergestellt.For application with power contact points 6 are provided on the
In
In
Die Schrauben 9 werden im Ausführungsbeispiel mit einem vorbestimmten und genügend hohen Drehmoment gespannt oder durchgebohrt, so dass ein Lösen durch Vibrationen beim Betrieb und dergleichen zuverlässig verhindert wird.The
Durch die Schraubenkraft bedingt, werden die kontaktierenden Kontaktbereiche der Kontaktelemente 6 und 7 aneinander gepresst, so dass eine große Kontaktfläche entsteht. Das führt dazu, dass die mittlere Stromdichte in den Kontaktflächen und der Übergangswiderstand an den Kontakteinrichtungen 8 relativ gering ist. Dadurch wird die Verlustleistung an den Übergangsstellen der Kontakteinrichtungen insgesamt verringert, so dass auch die Kontakttemperatur sinkt.Due to the bolt force, the contacting contact areas of the
Diese Maßnahmen erhöhen unter anderem auch die Lebensdauer der Verbindung und der Zusatzheizeinrichtung insgesamt, da mögliche Fehlerquellen vermieden werden.Among other things, these measures also increase the service life of the connection and the auxiliary heater as a whole, since possible sources of error are avoided.
Im Vergleich dazu ist in den
Außerdem sind die in Kontakt geratenen Flächen insgesamt relativ gering, da unter Umständen nur an der Knickstelle des Federblechs ein Kontakt entsteht.In addition, the areas in contact are relatively small overall, since under some circumstances, only at the kink of the spring plate, a contact.
Berücksichtigt man weiter noch die nachlassende Federwirkung bei aufeinander folgenden Steckungen, so ergibt sich insgesamt bei der im Stand der Technik bekannten Kontakteinrichtung eine relativ geringe Kontaktfläche, was zu einem relativ hohen Übergangswiederstand führt. Dadurch bedingt ist die Kontakttemperatur hoch und die Verlustleistung am Übergang groß.Taking into account still further the declining spring effect in successive connections, so there is a total of the contact device known in the prior art, a relatively small contact surface, resulting in a relatively high transition resistance. As a result, the contact temperature is high and the power loss at the transition large.
Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung 8 gemäß
Das in den
Bei dem in
Insbesondere ist der Heizblock mit den Heizelementen und die Steuervorrichtung mit den Leistungseinrichtungen identisch aufgebaut wie bei dem in
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß
Nieten haben den Vorteil, dass eine selbständige Lösung durch Vibration und dergleichen, wie sie bei Schrauben unter Umständen möglich ist, im wesentlichen ausgeschlossen ist. Sie ermöglichen es ebenfalls, dass eine bestimmte vordefinierte Kraft auf die Verbindung aufgegeben wird, obwohl diese Kraft bei Verwendung von Schrauben noch besser dosierbar ist.Rivets have the advantage that a separate solution by vibration and the like, as is possible in screws under circumstances, is substantially excluded. They also allow a certain predefined force to be applied to the connection, although this force can be better controlled using screws.
Durch die Aufbringung der Kraft auf die Kontaktelemente 6 und 7 bei der Herstellung der Nietverbindung werden die Kontaktelemente 6 und 7 zuverlässig aneinander gepresst, so dass eine großflächige Kontaktfläche vorliegt. Somit wird auch in diesem Ausführungsbeispiel ein geringer Übergangswiderstand und somit eine geringe Verlustleistung an der Kontakteinrichtung 8 gewährleistet.By applying the force to the
Die in
In allen Ausführungsbeispielen sind Wellrippen 12 an den Heizelementen 3 vorgesehen, um die Wärme abgebende Oberfläche zu vergrößern.In all embodiments,
Bei dem Ausführungsbeispiel gem.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß
Eine Lötverbindung ist ebenfalls relativ leicht wieder lösbar, indem die Kontaktstelle der Kontaktelementen 6 und 7 an der Lötverbindung 11 auf eine entsprechend angepasste Temperatur gebracht wird. Dadurch ist mit relativ geringem Aufwand ein beliebig häufiges Herstellen und Lösen der Kontaktverbindung zwischen den Kontaktelementen 6 und 7 herstellbar. Auch eine solche Verbindung ist verschleißfrei.A solder joint is also relatively easily detachable by the contact point of the
Zusammengefasst ergeben sich eine Reihe von Vorteilen bei Einsatz der erfindungsgemäßen Zusatzheizeinrichtung.In summary, there are a number of advantages when using the additional heater according to the invention.
Eine Alterung des Kontakts durch Korrosion, Feuchtigkeit, Staub und sonstige Verschmutzungen, wie es bei den im Stand der Technik bekannten Heizeinrichtungen gemäß
Insgesamt kann die Zahl der Teile reduziert werden, da die Kontaktierung verbessert ist. Dadurch wird eine bessere Ausfallsicherheit erzielt.Overall, the number of parts can be reduced because the contact is improved. This achieves better reliability.
Die Stromführung der Leistungselektronik oder des Heiznetzes ist so ausgelegt, dass sie die mechanische Belastung der Dehnung der verschiedenen Bauteile aufnehmen kann.The power supply of the power electronics or the heating network is designed so that it can absorb the mechanical stress of the expansion of the various components.
Vorzugsweise ist die Verbindung bei allen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung so gewählt, dass eine automatisierte Verbindung herstellbar ist. Deshalb sind die Verbindungsstellen im wesentlichen frei zugänglich, so dass durch eine unaufwendige automatische Montage die erfindungsgemäße Heizvorrichtung zusammengebaut werden kann.Preferably, the connection in all embodiments according to the present invention is selected so that an automated connection can be established. Therefore, the joints are essentially freely accessible, so that the heating device according to the invention can be assembled by an inexpensive automatic assembly.
Claims (10)
- Electric heating device (1) for a vehicle, comprising
at least one heating means (3) and
at least one power means (5) electrically connected to said heating means (3) by means of at least a first (6) and a second (7) contact device of a contact means (8),
characterized in that
said contact means (8) is configured such that a tight interconnection of said first (6) and second (7) contact devices is establishable, wherein
the contact areas of said first (6) and second (7) contact devices are adopted to each other to achieve a big contact surface (16) of the abutting contact areas which extends over a considerable part of the area of said contact devices (6, 7),
said interconnection of said contact devices at said contact means (8) is form-fitting and rigid, and
said interconnection is establishable by at least one fastening means which is selected from a group of fastening means comprising screwing means (9), rivet means (10) and clamping lever means (11). - Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that said at least one heating means (3) is selected from a group of heating means (3) comprising resistance heating means, PTC heating means and the like.
- Heating device according to claim 2, characterized in that at least one resistance heating means and at least one PTC heating means are provided.
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the materials of said contact devices (6, 7) are selected such that galvanic corrosion is avoided.
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that said contact devices (6, 7) of said contact means (8) are configured such that an automatic interconnection can be established.
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of heating means (3) and/or a plurality of power means (5) are provided, wherein preferably the number of power means (5) is equal to the number of heating means (3).
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that corrugated-fin means (12) are provided at at least one heating means (3).
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one power means (5) comprises a control means controlling the thermal output of at least one heating means (3).
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that one control means is provided for essentially every power means (5).
- Heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heating medium is a gas, and preferably air.
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