EP1681906B1

EP1681906B1 - Abgedichteter Heizkörper

Info

Publication number: EP1681906B1
Application number: EP20050000743
Authority: EP
Inventors: Leonhard Vetter; Didier Lehmann
Original assignee: DBK David and Baader GmbH
Current assignee: DBK David and Baader GmbH
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: DE502005000629D1; EP1681906A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Heizkörper mit einem Hohlkörperprofil aus Metall und mit einem in dem Hohlkörper durch Verpressen fixierten Heizelement. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Heizkörper, die in feuchter Umgebung einsetzbar sind.
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 573 691 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines PTC-Heizkörpers bekannt, bei dem ein Strangpressprofil eine Grundfläche und eine Deckfläche sowie zwei Schmalseiten aufweist und die Schmalseiten mit nach außen gekrümmten Abschnitten versehen sind, die beim Pressen so verformt werden, dass einerseits ihr Krümmungsradius reduziert wird und andererseits ihre Position mit Bezug auf eine Symmetrieachse des Querschnitts nach außen geneigt ist. Derartige Heizkörper bieten den Vorteil, dass sie einfach und reproduzierbar herstellbar sind und der Wärmeübergang zwischen dem PTC-Element und dem Hohlkörper optimal einstellbar ist. Bei den bekannten PTC-Heizkörpern wird das PTC-Element zur elektrischen Isolation und zum Schutz gegenüber Umwelteinflüssen in eine schlauchförmige Isolationsfolie eingehüllt.
Für verschiedene Anwendungen ist nunmehr eine erhöhte Feuchtigkeitsbeständigkeit derartiger Profilheizungen erforderlich. Hierzu müssen die offenen Enden mit geeigneten Dichtstoffen verschlossen werden. Insbesondere muss vor allem die Kabeldurchführung an einem Ende des Profils entsprechend abgedichtet werden. Eine bekannte Lösung stellt das Vergießen der beiden Enden mittels verschiedener Vergussmassen, unter anderem Silikonkautschuk, dar und ist beispielsweise im Zusammenhang mit einem Bremswiderstand in der DE 100 23 272 C1 gezeigt. Hier werden beide Gehäuseenden gleichermaßen zunächst mit einer Verschlussplatte verschlossen, auf die eine Vergussmasseschicht aus einem expandierenden Kitt aufgebracht wird, dessen Volumen sich mit dem Aushärten vergrößert. Damit wird der dichte Verschluss des Bremswiderstands sowie eine Verringerung von Schwundrissen angestrebt. Ein zusätzliche Silikonharzschicht dient dem Versiegeln der Vergussmasseschicht.
Diese Lösung ist aber herstellungstechnisch sehr aufwändig und daher kostenintensiv. Auch besteht das Problem, dass in Folge von Fehlstellen, wie Lufteinschlüssen, die angestrebte Dichtigkeit, z. B. gemäß IP 67, nicht erreicht werden kann. Dabei bedeutet die Schutzart IP 67 nach DIN 40050 (IEC 529, VDE 0470 bzw. EN 60529), gemäß der ersten Kennziffer bezüglich des Berührungs- und Fremdkörperschutzes, dass das Bauelement gegen Staubeintritt geschützt ist, und gemäß der zweiten Kennziffer, die den Schutzumfang gegenüber Eindringen von Wasser bezeichnet, dass bei kurzzeitigem Eintauchen ein ausreichender Schutz gewährleistet ist. In der DE 100 23 272 C1 wird beispielsweise nur ein Strahlwasserschutz, d. h. die Schutzart IP 65, erreicht.
Im Zusammenhang mit rohrförmigen elektrischen Heizpatronen sind feuchtigkeitsdichte Anschlüsse bekannt, bei denen eine mit den Anschlusskabeln verbundene Tülle, zusammen mit einer Keramikscheibe, in das offene Ende der Heizpatrone eingeschoben und anschließend der Mantel durch Walzen oder Hämmern verjüngt wird, um einen feuchtigkeitsdichten Abschluss zu erreichen. Eine derartige Dichtvorrichtung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 1 690 679 bekannt. Ein ähnlicher rohrförmiger abgedichteter Heizkörper ist außerdem aus der DE 24 16 620 C3 bekannt. Der Nachteil dieser Lösungen besteht allerdings in einer vergleichsweise aufwändigen Montagetechnik, die darüber hinaus aufgrund der mechanischen Beanspruchungen für empfindlichere Heizelemente, wie beispielsweise PTC-Heizelemente, nicht anwendbar ist.
Die US-Patentschrift 4,822,980 offenbart eine Heizvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, in der Öffnung der Seitenwand eines Kompressors eingebaut zu werden, bei der ein PTC-Thermistor in einem Aluminiumgehäuse angeordnet ist und mit einem magnesiumoxidgefüllten Silikonkautschuk vergossen ist. Zum Abstützen der Drähte und zum optischen Abdecken des Heizelements sind Abdeckkappen aufgesteckt.
Die US-Patentschrift 4,352,008 offenbart eine elektrische Heizvorrichtung mit einem PTC-Heizelement, das in einer Öffnung eines Radiators eingebaut ist und von einem thermisch leitfähigen Material, vorzugsweise Silikonkautschuk, vergossen ist. Es ist jedoch bei dieser Heizvorrichtung nirgendwo eine Dichtung vorgesehen, sondern der Silikonkautschuk wird in die Kavität eingegossen.
Daher besteht die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, darin, einen gattungsgemäßen Heizkörper und ein zugehöriges Herstellungsverfahren anzugeben, wodurch ein verbesserter Schutz gegenüber dem Eindringen von Fremdkörpern und Wasser bei gleichzeitig einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Dabei liegt der vorliegenden Erfindung die Idee zugrunde, dass ein Heizkörper, bei dem ein vorgefertigtes Dichtelement vorgesehen ist, das zusammen mit einem Heizelement durch Zusammenpressen der Schmalseiten des Hohlkörperprofils in den Hohlkörper eingepresst ist, eine Abdichtung mindestens bis zu einer Schutzart nach DIN 40050 IP 67, d. h. gegenüber Staubeintritt und Schutz beim Eintauchen in Wasser, gewährleistet und dennoch einer automatisierten Montage nicht entgegensteht. Insbesondere vermeidet das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zusätzliche Arbeitsschritte zur Abdichtung des Heizkörpers, indem das Einpressen der Dichtungen gleichzeitig mit dem Einpressen des Heizelements geschieht. Weiterhin können vorgefertigte Dichtelemente mit wesentlich weniger Fehlstellen hergestellt werden, als dies bei eingespritzten oder gegossenen Vergussmassen möglich ist.
Das Hohlkörperprofil kann, je nach Anwendungsbereich und herzustellender Stückzahl, mittels an sich bekannter Verfahren wie Strangpressen oder auch Fräsen hergestellt sein. In der Regel wird dabei ein gut wärmeleitendes Metall, vorzugsweise Aluminium, verwendet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst das Heizelement ein PTC-Heizelement. Ein PTC-Heizelement bezeichnet dabei ein Widerstandsheizelement, das mindestens einen Widerstandsbaustein mit positivem Temperatur-Coeffizienten (PTC-Baustein) umfasst und somit die Funktionen Heizung und Temperaturselbstbegrenzung in einem Element miteinander verbindet. Auf kleinstem Raum lassen sich mit derartigen Heizelementen, die meist auf keramischer Basis hergestellt sind, hohe Leistungsdichten erzielen. Der PTC-Baustein ist zur optimalen Wärmeabgabe sandwichartig zwischen mit den elektrischen Anschlüssen verbundenen Kontaktplatten eingebettet und die gesamte Anordnung ist von einer elektrischen Isolation umgeben.
Alternativ lassen sich die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Lösung aber auch im Zusammenhang mit Widerstandsdraht-Heizelementen ausnützen.
Insbesondere beim Verfüllen des Hohlkörpers mit einem geeigneten Füllstoff, wie beispielsweise Magnesiumoxid, kann in vorteilhafter Weise das Verdichten der Füllmasse in einem Arbeitsschritt mit dem Verpressen und Abdichten des Hohlkörpers erfolgen. Der Füllstoff hat dabei mehrere Funktionen: Zum einen dient er der elektrischen Isolation zwischen dem Heizelement und dem Hohlkörper, zum anderen unterstützt er den Wärmetransport vom Heizelement an den Hohlkörper und schließlich erfolgt in der Füllmasse eine Wärmespeicherung, die zu einer gleichmäßigeren Wärmeabgabe führt.
Indem man den Querschnitt des Dichtelements so formt, dass seine Außenkontur im Wesentlichen der Kontur des Innenquerschnitts des Hohlkörpers entspricht, kann eine möglichst umlaufende fehlerfreie Abdichtung erreicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung aus einem flexiblen Material gefertigt. Dabei bietet insbesondere Silikonkautschuk als Material für das Dichtelement die Vorteile einer leichten Herstellbarkeit, ausreichenden Elastizität und gleichzeitig thermischen Stabilität.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in dem Dichtelement mindestens eine Öffnung vorgesehen, durch welche die elektrischen Anschlüsse zum Kontaktieren des Heizelements geführt sind. Auf diese Weise können zum einen bei Verwendung von PTC-Heizelementen vorgefertigte und bereits mit elektrischen Anschlüssen versehene Kontaktplatten am Heizelement verwendet und in das Hohlkörperprofil eingeschoben werden, zum anderen erlaubt die Tatsache, dass die Anschlüsse umlaufend von dem Dichtmaterial umgeben sind, welches beim Verpressen zusammengedrückt wird, eine optimale Abdichtung auch der Durchführungen der elektrischen Anschlüsse.
Zusätzlich kann mindestens ein elektrisch und thermisch isolierender Schutzschlauch vorgesehen sein, durch den die Anschlusskabel geführt sind, um einerseits einen Knickschutz zu bilden und andererseits die Erfordernisse des elektrischen Berührschutzes zu erfüllen. Derartige Schutzschläuche können beispielsweise aus Glasseide, Kapton, PTFE oder dergleichen hergestellt sein.
Durch die erfindungsgemäße Formgebung des Hohlkörperprofils wird auf einfache Weise erreicht, dass auch bei Maßtoleranzen im Heizelement und im Hohlkörperprofil sowie bei Toleranzen in der Bewegung des Prägestempels nur geringe Abweichungen im Anpressdruck entstehen und eine bleibende Verformung erreicht wird, die zur gewünschten Dichtigkeit führt.
Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende Einzelheiten sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen PTC-Heizkörper gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform;
Figur 2: einen Schnitt durch den Heizkörper der Fig. 1 entlang der Schnittlinie B-B;
Figur 3: einen Schnitt durch den PTC-Heizkörper der Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A;
Figur 4: einen Längsschnitt durch den PTC-Heizkörper der Fig. 1 entlang der Schnittlinie C-C;
Figur 5: den Querschnitt B-B aus Fig. 1 vor und nach dem mechanischen Verpressen;
Figur 6: den Querschnitt A-A aus Fig. 1 vor und nach dem Verpressen;
Figur 7: einen Schnitt durch erfindungsgemäße Dichtung;
Figur 8: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Dichtung;
Figur 9: ein Detail der erfindungsgemäßen Dichtung, wie in Fig. 7 mit dem Buchstaben X markiert;
Figur 10: einen Querschnitt durch einen Hohlkörper gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vor dem Verpressen;
Figur 11: einen Querschnitt durch einen Hohlkörper gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vor dem Verpressen;
Figur 12: einen Querschnitt durch einen Hohlkörper gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vor dem Verpressen;
Figur 13: einen Querschnitt durch einen Hohlkörper gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vor dem Verpressen;
Figur 14: einen Teil des Querschnitts durch den Hohlkörper gemäß der Figur 13 nach dem Verpressen;
Figur 15: einen Querschnitt durch einen Hohlkörper gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vor dem Verpressen;
Figur 16: einen Teil des Querschnitts durch den Hohlkörper gemäß der Figur 15 nach dem Verpressen;
Figur 17: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkörper mit einem Widerstandsdraht-Heizelement;
Figur 18: einen Querschnitt durch den Heizkörper der Figur 17;
Figur 19: einen um 90° gedrehten Längsschnitt durch den Heizkörper der Figur 17.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht einen Heizkörper 100 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, bei der als Heizelement 102 ein PTC-Heizelement eingesetzt wird. Es ist aber für den Fachmann selbstverständlich, dass sich die folgenden Ausführungen sinngemäß auch auf einen Heizkörper mit einem Widerstandsdraht-Heizelement übertragen lassen.
Dabei ist ein PTC-Heizelement 102 in einem Aluminiumhohlkörperprofil 104 aufgenommen. Beispielhaft ist als Hohlkörperprofil in der gezeigten Ausführungsform ein Profil gezeigt, wie es für eine Schaltschrankheizung eingesetzt werden kann. Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemäße Lösung aber auch auf Profilformen ohne Rippen zur Wärmeabfuhr anwenden, wie sie beispielsweise für Wasserkocher oder Babykostwärmer benötigt werden. Insbesondere im Falle eines Einsatzes zur Beheizung von Flüssigkeiten ist die erfindungsgemäße Lösung von Vorteil.
Das PTC-Heizelement 102 umfasst dabei mindestens einen PTC-Baustein 122, der sandwichartig von Kontaktplatten 124 umgeben ist, sowie eine optionale Isolierfolie 126 zum Herstellen der erforderlichen elektrischen Isolation zwischen den Kontaktplatten 124 und dem Hohlkörperprofil 104. Die Kontaktplatten 124 sind mit den elektrischen Anschlüssen 106 verbunden.
Zur Kontaktierung des PTC-Heizelements 102 sind zwei Anschlusslitzen 106 vorgesehen, die in Höhe Schnittlinie A-A nach außen geführt sind. Erfindungsgemäß sind die beiden offenen Enden des Hohlkörperprofils 104 mittels zweier Dichtungen 108, 110 verschlossen. Die beiden Dichtungen 108, 110 unterscheiden sich in ihrer Formgebung nur darin, dass die Dichtung 108 mit Öffnungen 112 zum Durchführen der Anschlüsse 106 ausgestattet ist.
Die Figuren 2 und 3 zeigen die Schnitte entlang der Linien B-B und A-A aus Fig. 1. Dabei wird ersichtlich, dass die Dichtungen 108, 110 in ihrem Querschnitt der Innenkontur des Hohlkörpers 104 angepasst sind. Die an dem anschlussseitigen Ende des Heizkörpers 100 angebrachte Dichtung 108 weist außerdem zwei Öffnungen 112 zum Durchführen der Anschlusslitzen 106 auf. Selbstverständlich könnte jede beliebige andere Anzahl von Öffnungen 106 ebenfalls vorgesehen sein.
Wie bereits im Zusammenhang mit der EP 0 573 691 B1 erläutert, weist das Hohlprofil 104 nach außen gewölbte Seitenflächen 114 auf, deren Krümmungsradius durch das Verpressen reduziert ist. Durch diese besondere Ausgestaltung wird erreicht, dass die Deck- und Grundflächen 116, 118 optimal mit dem PTC-Element in Anlage gebracht werden können. Somit erfolgt eine optimale Abgabe der Heizenergie nach außen.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen PTC-Heizkörper 100 entlang der Schnittlinie C-C der Fig. 1. Bei der gezeigten erfindungsgemäßen Lösung wird bei dem Schritt des Verpressens einerseits die Innenwand des Hohlkörpers 104 ganzflächig in Anlage mit dem PTC-Heizelement gebracht und ermöglicht somit einen optimalen Wärmeübergang, zum anderen werden gleichzeitig die Dichtungen 108, 110 so eingepresst, dass der Innenraum gegenüber einem Eindringen von Staub und Feuchtigkeit bis zu einer Schutzklasse von IP 67 oder besser versiegelt ist.
Der Verpressvorgang soll mit Bezug auf die Figuren 5 und 6, die Schnitte entlang der Schnittlinien B-B und A-A der Fig. 1 vor und nach dem Verpressen darstellen, genauer erläutert werden.
Wie aus den linken Darstellungen der beiden Figuren ersichtlich, füllt die Außenkontur der Dichtungen 108, 110 den Innenquerschnitt des Hohlkörperprofils 104 auch im unverpressten Zustand aus. Die Höhe H der Profilöffnung im unverpressten Zustand kann beispielsweise o, 15 mm größer sein als die der Dichtungen. Hierdurch ist eine einfache Montage der Dichtungen gewährleistet. Wird, wie durch die Pfeile 120 symbolisiert, mechanischer Druck auf die Grund- und Deckflächen des Hohlkörperprofils 104 ausgeübt, so reduziert sich in den Bereichen 114 der Krümmungsradius des nach außen gewölbten Bereiches, so dass die Dichtungen 108, 110 in diesem Bereich zusammengedrückt werden, dabei reduziert sich die Höhe H zu H'. Damit ist auch im Bereich der Grund- und Deckflächen die Dichtung fest eingepresst und die Durchmesser der Öffnungen 112 haben sich soweit reduziert, dass auch im Bereich der Anschlusslitzen 106 eine ausreichende Abdichtung erreicht ist. Da, wie in der Fig. 4 erkennbar, die Dichtungen 108, 110 in longitudinaler Richtung ausweichen können, ist ein problemloser Ausgleich von Toleranzen möglich.
Die Ausgestaltung der vorgefertigten Dichtung, die beispielsweise aus Silikon bestehen kann, ist aus den Fig. 7 bis 9 im Detail ersichtlich. Dabei besitzen die beiden Dichtungen 108 und 110 denselben Querschnitt und die Dichtung 108 ist zusätzlich mit den Öffnungen 112 zum Durchführen der Anschlusslitzen ausgestattet. Wie mit Bezug auf die Detailzeichnung X der Fig. 9 ersichtlich wird, ist die Außenkontur der Dichtung 108, 110 in allen Details der Innenkontur des Hohlkörperprofils 104 angepasst und in den Größenverhältnissen so ausgelegt, dass sie mit leichtem Untermaß in das unverpresste Profil eingeschoben werden kann. Im verpressten Zustand wird die Dichtung von allen Seiten zusammengedrückt, so dass auch auf die Öffnungen 112 ausreichender Druck ausgeübt wird.
Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 9 soll im Folgenden der Herstellungsprozess des erfindungsgemäßen PTC-Heizkörpers 100 im Detail erläutert werden.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen PTC-Heizkörpers 100 werden zunächst unabhängig voneinander ein PTC-Heizelement 102, ein Hohlkörperprofil 104 und die Dichtungen 108 und 110 hergestellt. Dabei entspricht erfindungsgemäß die Außenkontur jedes Dichtelements im Wesentlichen der Kontur des Innenquerschnitts des Hohlkörpers 104. Der Hohlkörper 104 kann beispielsweise aus Aluminium mit Magnesium- und Siliziumbeimischungen hergestellt sein. Als Dichtmaterial kommt beispielsweise Silikon in Frage, das z. B. mittels eines Spritzgussverfahrens geformt wurde. Mögliche alternative Fertigungsverfahren stellen auch Stanzen oder Wasserstrahlschneiden dar.
Bei der Montage wird zunächst das PTC-Element 102, welches aus mindestens einem PTC-Baustein 122, den mit den elektrischen Anschlüssen 106 versehenen Kontaktplatten 124 und einer Isolierfolie 126 besteht, in den Hohlkörper 104 eingeführt. Dabei kann um die Anschlüsse 106 eine zusätzlichen isolierenden Schutzschlauch gezogen sein. Auch Abschirmungen und dergleichen können zusätzlich vorgesehen sein.
In einem nächsten Assemblierungsschritt werden die Dichtungen 108 und 110 eingesetzt. Dabei wird die Dichtung 108 so eingesetzt, dass die Anschlüsse 106 durch die Öffnungen 112 hindurchgeführt werden. Nun wird ein Verpressschritt analog zu dem Verpressen des PTC-Heizkörpers, wie in der EP 0 573 691 B1 gezeigt, durchgeführt. Dabei werden die Bereiche 114 so verformt, dass sie in ihrem gekrümmten Bereich einen verringerten Krümmungsradius aufweisen und außerdem gegenüber der Senkrechten um etwa 10° bis 30° verkippt werden. Durch diese plastische Verformung des Strangpressprofils 104 wird dessen Innenquerschnitt verringert und die Dichtung liegen nunmehr umlaufend an der Innenwand des Hohlkörpers 104 an, während die Öffnungen 112 so deformiert sind, dass die Anschlusslitzen 106 dichtend umschlossen sind.
Ebenso wie in der EP 0 573 691 B1 gezeigt, sind die Deckfläche und die Grundfläche des Hohlkörpers 104 mit dem PTC-Element 102 glatt in Anlage, wodurch eine optimale Wärmeauskopplung von dem PTC-Element zu dem Hohlkörper 104 sichergestellt ist.
Selbstverständlich können auch beliebig anders geformte Profile auf die erfindungsgemäße Art und Weise abgedichtet werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass Rippenstrukturen zur Abfuhr von Wärme vorgesehen sind.
Verschiedene Beispiele für andersartig geformte Profile des Hohlkörpers 104, die im Wesentlichen denselben Innenquerschnitt wie die in Figur 2 gezeigte erste Ausführungsform haben, sind in den Figuren 10 bis 12 gezeigt. Insbesondere kann die Gestaltung der Außenkonturen an die jeweilige Heizaufgabe angepasst werden.
Allerdings muss auch der Innenquerschnitt nicht auf Ausführungsformen beschränkt bleiben, bei denen die Seitenflächen konvex nach außen gewölbt sind und beim Verpressen nach außen verformt werden.
Die Figur 13 zeigt ein Beispiel für ein Hohlkörperprofil 104 vor dem Verpressen, bei dem die Seitenflächen 114 konkav nach innen gewölbt sind. Beim Verpressen entsteht die in Figur 14 dargestellte Querschnittsform, bei der die Seitenflächen 114 sich nach innen verformt haben und die Höhe sich auf H' reduziert hat.
Ein weiteres Beispiel für ein Hohlkörperprofil 104 mit nach außen gewölbten Seitenflächen 114 ist in Figur 15 vor dem Verpressen und in Figur 16 nach dem Verpressen dargestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Heizelement 102 auch ein Widerstandsdraht-Heizelement verwendet werden. Die Figuren 17 bis 19 zeigen verschiedene Schnittdarstellungen eines derartigen Heizkörpers 100 mit einem Widerstandsdraht-Heizelement 102.
Sinngemäß gilt das oben Gesagte bezüglich der Dichtelemente 108, 110 auch für diese Ausführungsform und entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Allerdings ist bei dieser Ausführungsform zusätzlich eine Verfüllung mit einem Füllstoff 128, hier Magnesiumoxid (MgO), vorgesehen. Der Füllstoff 128 hat dabei mehrere Funktionen: Zum einen dient er der elektrischen Isolation zwischen dem Heizelement 102 und dem Hohlkörper 104, zum anderen unterstützt er den Wärmetransport von dem Heizelement 102 an den Hohlkörper 104 und schließlich erfolgt in der Füllmasse 128 eine Wärmespeicherung, die im zeitlichen Mittel zu einer gleichmäßigeren Wärmeabgabe führt.

Claims

Heizkörper mit einem Hohlkörperprofil (104) aus Metall und einem in dem Hohlkörper (104) positionierten Heizelement (102),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Heizkörper (100) mindestens ein vorgefertigtes Dichtelement (108, 110) zum Abdichten des Heizelements (102) gegenüber der Umgebung aufweist und das mindestens eine Dichtelement (108, 110) in dem Hohlkörper (104) eingepresst ist.
Heizkörper nach Anspruch 1, wobei das Hohlkörperprofil (104) aus Aluminium hergestellt ist.
Heizkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Hohlkörperprofil (104) durch ein Strangpressprofil gebildet ist.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Heizelement (102) ein PTC-Heizelement umfasst.
Heizkörper nach Anspruch 4, wobei das PTC-Heizelement (102) in dem Hohlkörper (104) durch Verpressen fixiert ist.
Heizkörper nach Anspruch 1 bis 3, wobei das Heizelement (102) ein Widerstandsdraht-Heizelement umfasst.
Heizkörper nach Anspruch 6, wobei zwischen dem Widerstandsdraht-Heizelement und dem Hohlkörperprofil (104) eine Füllmasse vorgesehen ist.
Heizkörper nach Anspruch 7, wobei die Füllmasse aus Magnesiumoxid hergestellt ist.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schmalseiten des Hohlkörperprofils (104) konvex nach außen gebogene Bereiche aufweisen, deren Krümmungsradius durch das Verpressen reduziert ist.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schmalseiten des Hohlkörperprofils (104) konkav nach innen gebogene Bereiche aufweisen, deren Krümmungsradius durch das Verpressen reduziert ist.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Querschnitt des Dichtelements (108, 110) so geformt ist, dass seine Außenkontur im wesentlichen der Kontur des Innenquerschnitts des Hohlkörpers (104) entspricht.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Dichtelement (108, 110) aus einem flexiblen Material gefertigt ist.
Heizkörper nach Anspruch 12, wobei das Dichtelement (108, 110) aus Silikon hergestellt ist.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Dichtelement (108, 110) in Spritzgusstechnik, durch Stanzen oder Wasserstrahlschneiden herstellbar ist.
Heizkörper nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Dichtelement (108, 110) mindestens eine Öffnung (112) zum Durchführen von elektrischen Anschlüssen (106) zum Kontaktieren des Heizelements aufweist.
Heizkörper nach Anspruch 15, wobei die Anschlüsse (106) durch mindestens einen elektrisch und thermisch isolierenden Schutzschlauch geführt sind.
Verfahren zum Herstellen eines Heizkörpers mit einem Hohlkörperprofil (104) aus Metall, einem Heizelement (102) und mindestens einem Dichtelement (108, 110) zum Abdichten des Heizelements gegenüber der Umgebung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einführen des Heizelements (102) in den Hohlkörper (104),

Einlegen des mindestens einen Dichtelements (108, 110) in den Hohlkörper,

Verpressen des Hohlkörpers in einer Richtung quer zu einer Längsachse des Hohlkörpers.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Heizelement (102) ein PTC-Heizelement umfasst und das Verpressen durchgeführt wird, bis eine Grund- und eine Deckfläche des Hohlkörpers mit einer Außenkontur des PTC-Heizelements in Anlage sind.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Heizelement (102) ein Widerstandsdraht-Heizelement umfasst und vor dem Schritt des Verpressens der folgende Schritt durchgeführt wird:
Verfüllen des Hohlraums zwischen dem Heizelement und dem Hohlkörper mit einer Füllmasse.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Füllmasse aus Magnesiumoxid hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das PTC-Heizelement mit den folgenden Schritten hergestellt wird:
Verbinden der Kontaktplatten mit elektrisch leitenden Anschlüssen,

Einbetten eines PTC-Bausteins zwischen elektrisch leitende Kontaktplatten,

Umhüllen der Anordnung mit einer elektrischen Isolierung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei der Schritt des Einlegens des mindestens einen Dichtelements (108, 110) in den Hohlkörper (104) umfasst:
Einschieben des Dichtelements in den Hohlkörper, so dass die Außenkontur des Querschnitts des Dichtelements im wesentlichen der Kontur des Innenquerschnitts des Hohlkörpers entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei der Schritt des Einlegens des mindestens einen Dichtelements (108, 110) in den Hohlkörper weiterhin umfasst:
Durchführen von elektrischen Anschlüssen zum Kontaktieren des Heizelements durch mindestens eine Öffnung des mindestens einen Dichtelements.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei der Schritt des Verpressens umfasst:
Verformen von konvex nach außen gebogenen Bereichen an den Schmalseiten des Hohlkörpers derart, dass deren Krümmungsradius durch das Verpressen reduziert wird,
wobei die mindestens eine Dichtung in ihrer Außenkontur entsprechende konvex gebogene Bereiche aufweist, deren Krümmungsradius durch das Verformen des Hohlkörpers entsprechend reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei der Schritt des Verpressens umfasst:
Verformen von konkav nach innen gebogenen Bereichen an den Schmalseiten des Hohlkörpers derart, dass deren Krümmungsradius durch das Verpressen reduziert wird,
wobei die mindestens eine Dichtung in ihrer Außenkontur entsprechende konkav gebogene Bereiche aufweist, deren Krümmungsradius durch das Verformen des Hohlkörpers entsprechend reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei das Hohlkörperprofil (104) aus Aluminium hergestellt wird.