ES2275988T3 - Dispositivo calefactor electrico, con elemento calefactor sellado. - Google Patents

Abstract

Dispositivo calefactor eléctrico destinado, en especial, para la calefacción adicional de vehículos automóviles, que consta de una caja (62), de forma abierta en sus lados frontales alargados, y con una configuración por capas que consta de por lo menos un elemento calefactor PTC (4)("controlador positivo de temperatura"), un elemento radiador (5), una primera y una segunda placas de contacto (2, 10) para la alimentación con corriente eléctrica, estando el elemento calefactor PTC (4) colocado entre la primera y la segunda placas de contacto (2, 10), y con un elemento de muelle (72), de forma que el elemento de muelle (72) mantiene apretada la configuración por capas dentro de la caja (62), caracterizado porque la primera placa de contacto (2), en su superficie orientada hacia el elemento calefactor PTC (4), está recubierta con una capa de barniz (3), y el espacio intermedio entre el elemento calefactor PTC (4) y la primera placa de contacto (2) está sellado herméticamente por el barniz (12)que ha sido expulsado a presión de dicho espacio intermedio.

Description

Dispositivo calefactor eléctrico, con elemento calefactor sellado.

La invención se refiere a un dispositivo calefactor eléctrico destinado, en especial, a la calefacción complementaria de vehículos automóviles, a un módulo constructivo para dicho dispositivo, y a un procedimiento correspondiente de fabricación.

Para su utilización en vehículos automóviles, en especial los vehículos automóviles con nuevos motores de consumo optimizado, en los que se genera una cantidad menor de energía térmica, para calentar el espacio interior y el motor se emplean calefactores eléctricos complementarios. No obstante, tales dispositivos calefactores también son adecuados para otras aplicaciones, por ejemplo, para instalaciones domésticas, en especial, la climatización de recintos, y en instalaciones industriales y similares.

Para la calefacción complementaria en un vehículo automóvil, se utilizan preferentemente elementos calefactores designados PTC, y elementos radiadores con una conexión conductora del calor. El calor generado por los elementos calefactores PTC se cede a la corriente de aire mediante los elementos radiadores. Para aumentar el rendimiento de la calefacción, se mantiene apretada dentro de un marco una configuración general por capas de elementos calefactores PTC, elementos radiadores, y placas de contacto, las cuales sirven para la alimentación con corriente eléctrica. Mediante este apriete, se consigue un firme contacto eléctrico y térmico de los elementos calefactores PTC.

La configuración por capas se mantiene dentro de un marco estable, preferentemente de sección transversal en forma de "U". Este marco está diseñado de forma que aprieta la configuración por capas. El apriete puede conseguirse, alternativamente, mediante elementos de muelle dispuestos en la configuración de capas. El marco es mecánicamente muy estable, para que pueda soportar las fuerzas de resorte, preferentemente con una sección transversal en forma de "U". Un dispositivo tradicional de este tipo se conoce, por ejemplo, por DE-A-101 21 568.

Para las fuerzas de apriete necesarias, la altura mínima de los largueros de un marco de este tipo, con sección transversal en "U", (o bien, con sección transversal en "C", según DE-A-101 21 568), es de unos 11 mm. Para la totalidad del dispositivo calefactor, esto hace que exista una altura de por lo menos 22 mm no aprovechable para el paso del aire. Una forma de construcción de este tipo, con apriete situado en el exterior, o con un marco de soporte externo, tiene, por ello, una alta proporción de superficie no aprovechable para el paso del aire. Por este motivo, tales dispositivos calefactores eléctricos no son adecuados para alturas de instalación muy reducidas.

Cuando se ensamblan dispositivos calefactores eléctricos con marco de sujeción exterior, o apriete exterior, son necesarias medidas costosas para contrarrestar las fuerzas de apriete de los resortes o del marco, que obstaculizan el ensamblado.

Debido a estos inconvenientes, los dispositivos calefactores con marcos de sujeción convencionales para aparatos de calefacción de ambientes son cada vez menos adecuados para su instalación en vehículos automóviles. Los aparatos de calefacción interior para la climatización de varias zonas de un vehículo automóvil que hace hincapié en el confort exigen, cada vez más, disponer de dispositivos de calefacción de gran longitud pero de pequeña altura de construcción.

Además, los diseños tradicionales con un marco de sujeción, especialmente si éste es de metal, tienen un peso elevado. Sin embargo, para su montaje en vehículos automóviles y teniendo en cuenta el peso total del vehículo, es deseable poder utilizar calefactores eléctricos complementarios de peso reducido.

Otra desventaja de los marcos de sujeción metálicos es su superficie conductora. A fin de aumentar la seguridad en los vehículos automóviles, se evitan cada vez más las superficies de metal, para que sea posible tocarlas sin peligro, o sea, sin que dichas superficies tengan conductividad eléctrica o térmica. Para ello, los dispositivos calefactores antes mencionados se dotan, preferentemente, de una cubierta de material plástico, tal como, por ejemplo, en el caso del dispositivo calefactor que da a conocer la patente DE-A-101 21 568.

Otra desventaja de los dispositivos calefactores eléctricos convencionales es el peligro de corrosión de las placas de contacto que alimentan con corriente eléctrica a los elementos calefactores. Tanto durante la fabricación como durante el funcionamiento, las placas de contacto pueden entrar en contacto con la humedad. La corrosión entre un elemento calefactor PTC y una placa de contacto fabricada, por ejemplo, con aluminio, puede conducir a una pérdida de rendimiento de hasta aproximadamente un 30%.

Por la patente EP-A-1 182 908 es conocida la fijación de elementos calefactores PTC a las placas de contacto mediante una hoja metálica recubierta por ambos lados con un adhesivo.

El objetivo de la invención es dar a conocer un dispositivo calefactor eléctrico, un módulo de construcción de un dispositivo calefactor eléctrico, y un procedimiento de fabricación de un dispositivo calefactor eléctrico, los cuales poseen una configuración mejorada que no presenta los inconvenientes mencionados anteriormente.

Este objetivo se consigue con las características de las reivindicaciones independientes.

Según la invención, para la fabricación del dispositivo calefactor eléctrico se aplica en primer lugar una capa de barniz a una de las placas de contacto que estarán en contacto con el elemento calefactor PTC. Por medio de esta capa de barniz, se fija y sella "provisionalmente" el elemento calefactor PTC sobre la placa de contacto.

Un dispositivo calefactor de este tipo tiene varias ventajas. En especial, la capa de barniz aplicada adicionalmente al electrodo hace que la protección contra la corrosión sea superior a la que se consigue tradicionalmente. El barniz protege a la placa de contacto y a la unión entre el elemento PTC y la placa de contacto, frente a la penetración de humedad. De esta manera, durante la fabricación o el funcionamiento, queda excluida la corrosión causada por la humedad en contacto con la placa de contacto.

La capa de barniz se aplica durante el proceso de fabricación sobre el lado de un electrodo orientado hacia el elemento calefactor PTC. A continuación, se posicionan los elementos calefactores PTC sobre la capa de barniz. La mayor parte del barniz que se encuentra entre el elemento PTC y la placa de contacto se expulsa mediante la presión de apriete generada por el elemento de muelle. El barniz expulsado forma un cordón que impermeabiliza el espacio entre el elemento calefactor PTC y la placa de contacto. Por medio de este sellado del espacio de transición entre el electrodo y el elemento calefactor PTC, se puede conseguir una mejor protección contra la corrosión.

La invención permite, además, una fabricación simplificada de un dispositivo calefactor de este tipo. Por medio del barniz, los elementos calefactores PTC en las unidades de construcción prefabricadas se mantienen sobre la placa de contacto en posiciones predeterminadas. Por ello, durante el procedimiento de fabricación ya no es necesario posicionar individualmente, a mano o mediante una máquina, cada uno de los elementos, en especial, los elementos PTC, y el procedimiento de fabricación puede acortarse considerablemente.

Además, ya no es necesario utilizar un marco de posiciones o medios de posicionado para mantener las distancias entre los elementos calefactores PTC. Gracias a la fijación previa de los elementos calefactores PTC sobre el barniz, dichos elementos quedan unidos entre sí con firmeza suficiente para la fabricación. La estabilidad mecánica de la unión entre el elemento calefactor PTC y la placa de contacto debe mantenerse sólo durante el proceso de fabricación. Posteriormente, la estabilidad mecánica y la sujeción de los elementos calefactores se consigue mediante la presión de apriete generada por el elemento de muelle. De esta manera, con unidades de construcción prefabricadas se acorta de modo sencillo el procedimiento de fabricación.

Preferentemente, el barniz utilizado es un barniz sin conductividad eléctrica. De esta manera, se aumenta la seguridad de funcionamiento del dispositivo calefactor, puesto que se evitan las superficies metálicas expuestas. Al mismo tiempo, esto impide la corrosión de la superficie de la placa de contacto. Para este fin, se utiliza, en especial, un barniz de silicona. Un barniz de silicona de este tipo no sólo no conduce la electricidad, sino que también puede compensar los diferentes coeficientes de dilatación del elemento calefactor PTC y de la placa de contacto, la que preferentemente se fabrica con aluminio. Por este motivo, es especialmente conveniente utilizar un barniz elástico.

Según otra forma de realización ventajosa de la invención, se utiliza un barniz de alta viscosidad. El barniz tiene una viscosidad inferior a 900 mPa.s. Un barniz de este tipo puede ser utilizado con especial facilidad, por ejemplo, es posible aplicarlo fácilmente como capa con un pincel o un aplicador y también, en especial, como recubrimiento por gotas mediante dispositivos dosificadores habituales en el comercio. De esta forma, se puede simplificar, especialmente, la fabricación de unidades de construcción prefabricadas.

Puede conseguirse una simplificación adicional de la fabricación si las unidades de construcción prefabricada constan de un elemento radiador, una placa de contacto unida a dicho elemento radiador, y un elemento calefactor PTC fijado mediante el barniz a dicha placa de contacto. Con una unidad tal de construcción prefabricada, más grande, se puede simplificar y acelerar aún más la fabricación.

Según un perfeccionamiento preferente de la invención, la placa de contacto, a la que se fija con el barniz el elemento calefactor PTC, está fabricada con aluminio. Con este material se consigue una transmisión especialmente buena del calor entre el elemento calefactor PTC y el elemento radiador.

Los lados frontales alargados están diseñados, preferentemente, de forma que sean mecánicamente muy estables y puedan soportar fuerzas especialmente elevadas. Para ello, se han dispuesto refuerzos transversales en las aberturas de los lados frontales alargados por las que pasa la corriente de aire, de manera que dichos refuerzos soportan las fuerzas de apriete generadas por el elemento de muelle. De esta forma, es posible aplicar fuerzas de apriete elevadas, con una altura de construcción pequeña, y usar materiales mucho más livianos, tales como los materiales plásticos. Mediante la configuración según la invención, los dispositivos calefactores eléctricos pueden utilizarse en aplicaciones muy variadas, también cuando sólo se dispone de una altura de construcción reducida.

Según un perfeccionamiento ventajoso de la invención, además de los refuerzos transversales en las aberturas de los laterales de la caja, se disponen refuerzos longitudinales, de manera que todos los refuerzos forman una estructura reticulada. Esto permite que los refuerzos puedan ser especialmente finos, de manera que casi no obstaculizan el paso del aire pero, sin embargo, evitan eficazmente que la caja flexione. De esta forma, se puede fabricar de modo sencillo una caja para un dispositivo calefactor eléctrico, con un material liviano y fácil de procesar, tal como el material plástico.

Para que el paso del aire a calentar a través del retículo de refuerzos no se vea obstaculizado, se disponen los refuerzos, especialmente los longitudinales, de forma que estén en la zona de los elementos calefactores PTC. De esta manera, los refuerzos longitudinales están situados de forma que coinciden con secciones por las que no pasa aire.

Preferentemente, la caja se fabrica con material plástico. Una caja de material plástico tiene la ventaja fundamental de ser liviana y fácil de conformar, y tiene un coste de fabricación reducido. Utilizando este material de fabricación se pueden mantener especialmente reducidos los costes de un dispositivo calefactor.

Según un perfeccionamiento ventajoso de la invención, la caja tiene una abertura lateral para introducir el elemento de muelle después del ensamblado del dispositivo calefactor. Esto hace que la fabricación de un dispositivo calefactor de este tipo sea mucho más sencilla, ya que no son necesarios dispositivos especiales para contrarrestar las fuerzas de resorte durante el ensamblado. El muelle sólo se introduce en la caja cuando la caja ensamblada ya puede soportar las fuerzas generadas por el muelle al comprimir la configuración de capas. El muelle se introduce preferentemente por una ranura. Gracias a que el muelle se introduce en la caja sin que para ello sea necesario abrir ésta, es posible utilizar materiales para la caja, por ejemplo material plástico, mucho más livianos que los materiales tradicionalmente empleados.

Según una forma de realización ventajosa de la invención, la caja está formada por dos semicajas. Esto permite un ensamblado especialmente sencillo del dispositivo calefactor. Para ello, las semicajas están diseñadas de forma que encajan entre sí. Mediante la utilización de dientes de retención o salientes de retención, que enclavan las dos semicajas de la caja cuando éstas se ensamblan, se puede realizar el ensamblado de forma especialmente rápida.

Preferentemente, las dos semicajas están concebidas de forma que dividen la caja aproximadamente por la mitad del espacio que separa los lados abiertos opuestos de la caja. De esta manera, la caja es especialmente estable en los lados abiertos, y es sólo en el medio, o sea en la línea que divide las dos semicajas, donde la caja no puede soportar fuerzas de apriete o sólo puede soportar fuerzas de apriete pequeñas.

En una forma de realización especial de la invención, las dos semicajas disponen de salientes y cavidades adicionales en la línea de separación que se enclavan entre sí durante el ensamblado, uniendo las semicajas. Gracias a ello, la caja puede soportar fuerzas mayores también en su zona media, en las líneas divisorias entre las semicajas. Dichos salientes y cavidades unen entre sí las dos semicajas, aumentando la estabilidad mecánica de las superficies laterales. Con un diseño de este tipo, se pueden aplicar fuerzas de apriete más elevadas, también en cajas hechas con materiales que básicamente tienen una estabilidad menor.

El elemento de muelle está concebido de forma que transmite las fuerzas de apriete, fundamentalmente sobre los lados reforzados de la caja.

El elemento de muelle consta, preferentemente, de una pieza de chapa con segmentos muelle que sobresalen oblicuamente. Preferentemente, el elemento de muelle y los segmentos muelle forman una sola pieza. Gracias a ello, el muelle puede, por primera vez, fabricarse como una pieza sinfín, y entrar en la fabricación del dispositivo en forma de rollo. Tradicionalmente, en cambio, cada muelle debe ser fabricado por separado, individualmente para cada una de las diferentes longitudes. Por el contrario, el elemento de muelle del dispositivo calefactor según la invención puede cortarse fácilmente de dicho rollo, con cualquier longitud deseada, de manera que se evitan los costosos procesos de fabricación individual del muelle y las adaptaciones del procedimiento de fabricación debidas a modificaciones del diseño del elemento calefactor.

Como consecuencia de la separación de caja y muelle según este nuevo principio de construcción, puede reducirse el espesor de los muelles, que tradicionalmente es de 0,8 mm, a un espesor de aproximadamente 0,3 mm. De esta manera, se puede reducir el coste de fabricación del muelle sin reducir la eficiencia del dispositivo calefactor.

Para conseguir un alto rendimiento del dispositivo calefactor eléctrico, se dispone un segmento muelle para cada posición de un elemento calefactor PTC, de forma que, gracias a un apriete individual, mejora la eficiencia de cada elemento calefactor PTC.

Puede conseguirse un rendimiento especialmente elevado aumentando las fuerzas de apriete si se disponen varios segmentos muelle, preferentemente, dos o tres segmentos muelle, en la zona de cada elemento calefactor PTC. De esta forma, cada elemento calefactor PTC se mantiene apretado en toda su longitud.

Según otra forma de realización preferente, los muelles constan de una chapa, los segmentos muelle individuales sobresalen transversal y oblicuamente de dicha chapa, y dichos segmentos refuerzan mecánicamente el muelle, de forma que no es posible la flexión del mismo en su eje longitudinal. Para ello, los segmentos muelle abarcan hasta la zona del borde del muelle, de manera que el muelle pueda apoyarse en el borde exterior firme de la caja. De esta manera, la caja solamente debe soportar fuerzas en sus bordes y puede tener una configuración menos estable en el centro. Esto permite utilizar para la caja un material especialmente liviano y fácil de trabajar.

Según un perfeccionamiento especial del dispositivo calefactor eléctrico, se dispone una junta entre los refuerzos longitudinales y la configuración por capas. Esta junta, en especial una junta de silicona, es preferentemente de una pieza, y estanqueiza toda la estructura reticulada.

Otras formas de realización preferentes de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

A continuación, se explica la presente invención sobre la base de las formas de realización preferentes y con referencia a los dibujos adjuntos. Los dibujos muestran detalladamente:

la figura 1 muestra esquemáticamente la aplicación de una capa de barniz sobre una placa de contacto,

la figura 2 muestra esquemáticamente la colocación de un elemento calefactor PTC sobre la capa de barniz de la placa de contacto,

la figura 3 muestra esquemáticamente una unidad de construcción prefabricada, formada por un elemento calefactor PTC fijado sobre una placa de contacto,

la figura 4 muestra una forma alternativa de realización de una unidad de construcción prefabricada que consta, además de los elementos de la figura 3, de un elemento radiador,

la figura 5 muestra esquemáticamente una sección de un dispositivo calefactor según la invención, con una unidad de construcción prefabricada según la figura 4 insertada en dicho dispositivo,

la figura 6 muestra esquemáticamente la configuración interna de un dispositivo calefactor según la invención,

la figura 7a muestra una sección esquemática de una unidad de construcción según la invención, formada por un elemento radiador, una chapa de contacto sellada sobre una capa de barniz y un elemento calefactor PTC dispuesto sobre la placa de contacto,

la figura 7b muestra en perspectiva una unidad de construcción según la figura 7a,

la figura 8 muestra un corte en perspectiva del dispositivo calefactor según la invención, con una caja de material plástico en la que existen, dispuestos en varias capas, elementos calefactores PTC, placas de contacto y elementos radiadores,

la figura 9 muestra un corte en perspectiva de un dispositivo calefactor eléctrico según la invención y según la figura 8; esta figura sólo muestra una de las semicajas,

la figura 10 muestra una sección del dispositivo calefactor según la invención y según la figura 9, con los elementos radiadores, las placas de contacto y los elementos calefactores PTC dispuestos en una semicaja,

la figura 11 muestra una configuración por capas de elementos radiadores, placas de contacto, y elementos calefactores PTC, tal como está dispuesta dentro de la caja de un dispositivo calefactor eléctrico según la invención,

la figura 12 muestra en perspectiva una de las semicajas de la caja del dispositivo calefactor eléctrico objeto de la invención, parcialmente equipada,

la figura 13 muestra en perspectiva una de las semicajas de la caja del dispositivo calefactor eléctrico según la figura 12, totalmente equipada,

la figura 14 muestra en perspectiva la caja ensamblada del dispositivo calefactor eléctrico,

la figura 15 muestra en perspectiva el dispositivo calefactor eléctrico según la figura 14, en el que se ha introducido parcialmente el elemento de muelle,

la figura 16 muestra en perspectiva otra forma de realización de la caja del dispositivo calefactor objeto de la invención,

la figura 17 muestra otra perspectiva de la forma de realización según la figura 16, en la que el lado de la caja en el que están previstas las clavijas de contacto, en calidad de ejemplo, está adaptado a una geometría de enchufe especial,

la figura 18 muestra con detalle otra forma de realización de la caja del dispositivo calefactor objeto de la invención según la figura 16,

la figura 19 muestra un esquema en perspectiva de otra forma de realización del dispositivo calefactor según la invención, durante el ensamblado,

la figura 20 muestra una perspectiva de la forma de realización según la figura 19, ensamblada,

la figura 21 muestra con detalle el lado interior de una semicaja de otra forma de realización de la invención,

la figura 22 muestra una sección de las semicajas de la caja, ensambladas, que corresponde a la forma de realización según la figura 21,

la figura 23 muestra un detalle ampliado de la caja que muestra la figura 22, en el que se ven claramente los detalles de la configuración ensamblada de los lados de la caja, para conseguir una mayor resistencia mecánica de los laterales de la misma,

la figura 24 es una vista esquemática, desde arriba, del elemento de muelle según la invención,

la figura 25 es una vista esquemática lateral del elemento de muelle según la invención,

la figura 26 muestra esquemáticamente una perspectiva del elemento de muelle según la invención,

la figura 27a muestra un elemento de nervaduras onduladas, con una placa de contacto fijada al mismo,

la figura 27b muestra otra forma de realización del elemento de muelle.

Mientras que en los dispositivos calefactores tradicionales los elementos calefactores PTC se posicionan mediante medios posicionadores, por ejemplo, con un marco de posición entre las placas de contacto, los dispositivos calefactores eléctricos según la invención se fabrican de forma que por lo menos una de las placas de contacto tiene aplicada una capa de barniz, y sobre dicha capa se posiciona el elemento calefactor PTC antes de su montaje en el dispositivo calefactor eléctrico. Estos pasos se muestran claramente en las figuras 1 a 3.

La figura 1 muestra esquemáticamente una vista lateral de una placa de contacto (2), sobre la que se aplica una capa de barniz (3) en la superficie que posteriormente estará orientada hacia el elemento calefactor PTC. A continuación, se coloca el elemento calefactor PTC (4) sobre esta capa de barniz (3) (figura 2). La placa de contacto (2), junto con la capa de barniz (3), y el elemento calefactor (4) colocado sobre la placa, forman una unidad de construcción (1), que se muestra esquemáticamente en la figura 3.

La fuerza de fijación de los elementos calefactores PTC (4) en el barniz (3) puesto sobre la placa de contacto está calculada de manera que pueda resistir suficientemente las solicitaciones mecánicas que se producen hasta la fabricación del dispositivo calefactor eléctrico, y durante dicha fabricación. Esta fijación no resiste solicitaciones mecánicas superiores. Mediante una capa de barniz (3) de este tipo, sobre la que se coloca el elemento calefactor PTC (4), se puede simplificar considerablemente la fabricación de los dispositivos calefactores eléctricos. En especial, por medio de unidades de construcción (1) prefabricadas de esta manera se puede reducir el número de piezas a montar. Además, el montaje se simplifica, ya que no es necesario el laborioso posicionado de cada elemento en una caja. Por otra parte, no son necesarios medios de posicionado, dado que los elementos calefactores se mantienen, durante la colocación, en sus posiciones definidas.

Una ventaja especial que aporta el barniz es una mejor protección contra la humedad. El sellado adicional de la unión entre el elemento calefactor PTC (4) y la placa de contacto (2), que se puede conseguir durante el montaje del dispositivo calefactor, se describe a continuación haciendo referencia a la figura 5.

En la figura 4 se muestra una variante de una unidad de construcción. Sobre la placa de contacto (2) se ha fijado adicionalmente un elemento radiador (5). Esta unidad de construcción prefabricada, en la que, según el procedimiento mostrado en las figuras 1 a 3, se ha fijado sobre la placa de contacto (2) un elemento calefactor PTC (4), permite una reducción adicional de las operaciones de montaje necesarias para fabricar un dispositivo calefactor eléctrico, ya que no es necesario montar por separado los elementos radiadores (5).

Según otra forma de realización, después del elemento radiador (5) se pueden integrar en la unidad de construcción prefabricada otros elementos del dispositivo calefactor. Con cada elemento adicional integrado en la unidad de construcción se reduce el número de operaciones de montaje necesarias para la fabricación del dispositivo calefactor.

Durante el montaje de la unidad de construcción prefabricada (1), según la invención (ver la figura 4), en una caja del dispositivo calefactor, los elementos individuales del dispositivo calefactor se mantienen bajo una presión inicial de apriete, después de introducir un elemento de muelle (que no se muestra en las figuras 1 a 8). La figura 5 muestra una sección de un dispositivo calefactor eléctrico según la invención, que ilustra la fuerza de apriete y sus efectos.

La figura 5 también muestra, además de la unidad de construcción (1) de la figura 4 formada por el elemento radiador (5), la placa de contacto (2), la capa de barniz (3) y el elemento calefactor PTC (4), una placa de contacto (10) que está en contacto con el elemento calefactor PTC (4), además de otro elemento radiador (11) contiguo. Las fuerzas de la presión de apriete se representan en la figura 5 mediante flechas negras. La presión de apriete expulsa el barniz (3) que se encuentra entre el elemento calefactor PTC (4) y la placa de contacto (2), por los lados del espacio (13) que existe entre el elemento calefactor PTC (4) y la placa de contacto (2). El barniz que sale del espacio (13) forma en los bordes exteriores del espacio (13) unos cordones (12) de barniz, que sellan el espacio (13) para impedir que penetre
humedad.

El dispositivo calefactor según la invención está protegido de forma eficiente de los daños causados por la humedad, especialmente la corrosión, y de la consecuente pérdida de rendimiento, gracias a la aplicación de una capa de barniz y el sellado, que de esta forma se consigue, del punto de contacto entre el elemento calefactor PTC y la placa de contacto. El dispositivo calefactor según la invención es por ello especialmente adecuado para condiciones extremas de utilización, en las que es especialmente alto el riesgo de que el dispositivo calefactor entre en contacto con la humedad.

Para el barniz (3) se utiliza preferentemente un barniz no conductor de la electricidad. Mediante el prensado de los componentes del dispositivo calefactor, que se realiza durante el proceso de fabricación, el barniz se expulsa del espacio (13) y de esta forma se consigue un contacto conductor de la electricidad entre la placa de contacto (2) y el elemento calefactor PTC (4).

El espesor de la capa de barniz está, preferentemente, entre 10 y 20 \mul/cm^{2} y, más preferentemente, cerca del valor 14 \mul/cm^{2}.

La capa de barniz (3) se puede aplicar de forma sencilla mediante un pincel, un aplicador o por goteo. La aplicación de esta capa es posible gracias a una viscosidad especialmente elevada, preferentemente, entre 900 mPa.s y 750 mPa.s. De modo especialmente preferente, el barniz tiene una viscosidad de aproximadamente 850 mPa.s. El barniz forma un recubrimiento duradero como protección contra la humedad y los contaminantes atmosféricos.

Cuando la capa de barniz se forma por goteo, el barniz se aplica como gotitas mediante un dispositivo dosificador corriente en el comercio. Como dispositivo dosificador es preferentemente adecuada una aguja dosificadora.

Para este fin hay que utilizar un barniz de viscosidad elevada. Para aumentar la compatibilidad medioambiental se emplea un barniz con un bajo contenido de disolventes.

Según una forma de realización preferente, la placa de contacto (2) se fabrica con aluminio. El aluminio permite una buena transmisión del calor entre el elemento calefactor PTC (4) y el elemento radiador (5).

Preferentemente, la placa de contacto (10), que está en contacto con el elemento calefactor PTC (4) en el lado opuesto a la placa de contacto (2), se fabrica con latón, preferentemente con latón recubierto de estaño.

La figura 6 muestra esquemáticamente una forma de realización preferente de los componentes, que se mantienen apretados, del dispositivo calefactor según la invención. La configuración tiene dos unidades de construcción (1) prefabricadas, cada una de ellas con por lo menos un elemento calefactor PTC (4), una placa de contacto (2), y un elemento radiador (5). La configuración incluye, además, placas de contacto (20) y (21) adicionales, que están en contacto con los lados opuestos de los elementos calefactores (4), y un elemento radiador (22) final. Las dos placas de contacto (20) y (21) están a potenciales diferentes. Además, el elemento radiador (5), que se muestra en la figura 6, está conectado a una alimentación eléctrica de potencial positivo.

La configuración interna de una forma de realización ventajosa del elemento calefactor según la invención, que muestra la figura 6, sólo tiene un total de cinco componentes de montaje, concretamente, dos unidades de construcción (1) prefabricadas, dos placas de contacto (20) y (21), y un elemento radiador adicional (22). De esta manera, la fabricación de esta configuración por capas es especialmente sencilla y rápida.

En las figuras 7a y 7b se muestran esquemáticamente una perspectiva y una sección de una unidad de construcción (30). La unidad de construcción (30) consta de un elemento radiador (35) unido a una placa de contacto (32). Sobre la placa de contacto (32) se ha aplicado una capa de barniz (33), mediante la cual se fijan los elementos calefactores PTC (31) sobre la placa de contacto (32).

La figura 7a muestra una sección de la unidad de construcción (30) montada mediante apriete en un dispositivo calefactor. Gracias a la presión de apriete, el barniz (33), que estaba entre el elemento calefactor PTC (31) y la placa de contacto (32), se ha expulsado lateralmente del espacio intermedio de forma que, mediante los cordones (34), llamados menisco de adhesivo, estanqueiza o sella dicho espacio como protección contra la entrada de humedad o de contaminantes.

Contrariamente a los dispositivos calefactores eléctricos tradicionales destinados a su montaje en vehículos automóviles, el dispositivo calefactor según la invención se construye con dos semicajas de material plástico. Durante la fabricación se puede equipar primero, de modo sencillo, una semicaja, y luego se completa la caja sobreponiendo la segunda semicaja. A continuación, se describe el montaje del dispositivo calefactor eléctrico, haciendo referencia a las figuras 12 a 15.

Las figuras 8 a 10 muestran distintos aspectos de un dispositivo calefactor eléctrico configurado en forma de varias capas, según una forma de realización de la presente invención. La figura 8 muestra una sección del dispositivo calefactor eléctrico, la figura 9 muestra una vista en perspectiva, y la figura 10 una vista superior de los componentes del dispositivo calefactor dispuestos en una semicaja de la caja. La caja consta de dos semicajas (40a) y (40b) que encajan entre sí. En estas semicajas se disponen las unidades de construcción según la invención, formadas por un elemento radiador (44), una placa de contacto (42) unida a dicho elemento radiador, y un elemento calefactor (41) fijado a dicha placa de contacto. Las unidades de construcción pueden colocarse en una de las semicajas (40a) y (40b, separadas entre sí por distanciadores (43).

En cada semicaja (40a), (40b) se han dispuesto elementos de refuerzo para reforzar los laterales estrechos de la caja. En especial, al ensamblar las dos semicajas (40a) y (40b), encajan entre sí, preferentemente, aletas de retención (46), (47). De esta forma se refuerzan mecánicamente los lados estrechos y alargados de la caja, para que puedan soportar fuerzas de apriete más elevadas. Los detalles y las alternativas para una configuración reforzada de los lados estrechos y alargados de la caja se explican haciendo referencia a las figuras siguientes.

La presión de apriete se genera mediante un elemento de muelle (49) que aprieta entre sí la configuración por capas formada por elementos PTC (41), placas de contacto (42) y elementos radiadores (44), de forma que mejoran las transiciones térmica y eléctrica entre las placas de contacto (42) y los elementos calefactores (41). De esta manera se puede aumentar la eficiencia del dispositivo calefactor.

Los elementos calefactores PTC (41) están preposicionados sobre las placas de contacto (42) utilizando un barniz. En el lado opuesto de los elementos calefactores PTC (41) se ha previsto para el montaje otra placa de contacto. Tal como se muestra en la figura 10, una de las dos placas de contacto, que están en contacto con un elemento PTC, se conduce hasta el exterior de la caja (40) para la alimentación eléctrica. Durante el funcionamiento del dispositivo calefactor eléctrico, se suministra electricidad al mismo por medio de las lengüetas de contacto (50) de salida de las placas de contacto. Para facilitar el montaje y asegurar la posición correcta de las lengüetas de contacto (50) que sobresalen de la caja, éstas se mantienen en su posición respectiva en los laterales de la caja mediante soportes de posicionado (49).

La figura 11 muestra la configuración por capas de varias unidades de construcción, que se coloca dentro de la caja (40).

Las figuras 12 a 15 muestran los sucesivos pasos del ensamblado del dispositivo calefactor según la invención, que aclaran la configuración del dispositivo según la invención. La figura 12 muestra en perspectiva la semicaja (62a) de las dos semicajas (62a) y (62b) de la caja. En la semicaja (62a) se han dispuesto una placa de contacto (66), un elemento radiador (64) y, próximos a éste, elementos calefactores PTC (4). Para facilitar el ensamblado, se han previsto carriles guía o medios de posicionado para todos los componentes. En especial, la posición de la placa de contacto (66) con la clavija de contacto (66a) viene definida por la guía (66b) (o bien, la guía -67b-, para la placa de contacto -67- de la figura 13). Los elementos radiadores (64) están configurados preferentemente en forma de elementos con nervaduras onduladas. En uno de sus lados, el elemento de nervaduras onduladas tiene una placa de contacto. Para los extremos de la placa de contacto del elemento de nervaduras onduladas (64) se han previsto, en el interior de la caja, guías (64a) laterales. Estas guías tienen como finalidad facilitar el montaje. Por ello, en una forma de realización alternativa se puede prescindir de ellas.

Tal como se muestra en la figura 13, por encima de los elementos calefactores PTC (4) se ha previsto otro elemento radiador (64) y una placa de contacto (67) con una clavija de contacto (67a), lo que se corresponde con la configuración que muestra la figura 12. La segunda semicaja (62b) se puede encajar sobre esta primera semicaja (62a) equipada de esta manera. Las dos semicajas están preferentemente configuradas de forma que su línea de separación pasa aproximadamente por el medio de los lados frontales de la caja (los que tienen las aberturas para el paso del aire).

El ensamblado de la caja puede facilitarse especialmente dotando a las dos semicajas (62a), (62b) de aletas de retención (78) y de los correspondientes orificios (79) hechos en la semicaja opuesta. Al ensamblarlas, las dos semicajas se enclavan cuando la segunda semicaja (62b) se encaja totalmente sobre la primera semicaja (62a).

La figura 14 muestra la caja ensamblada del dispositivo calefactor eléctrico. En dicha figura 14 puede verse que cada una de las semicajas (62a) y (62b) posee en sus frontales alargados aberturas para el paso de la corriente de aire.

Para aumentar la eficiencia de la generación de calor por los elementos calefactores PTC, éstos se mantienen apretados en la caja, formando parte de la configuración por capas descrita en relación con las figuras 12 y 13. Este apriete se consigue mediante un elemento de muelle (72) adicional. Preferentemente, se introduce un elemento de muelle como mínimo entre la pared interior de la caja y la configuración por capas. Adicionalmente, también se puede introducir un elemento de muelle de este tipo entre la pared interior opuesta de la caja y la configuración por capas, o bien en un lugar dentro de la configuración por capas.

Los frontales alargados de la caja están mecánicamente reforzados para que la caja pueda resistir las fuerzas de apriete sin deformarse. Entre los frontales mecánicamente reforzados de la caja, en especial en la zona de su línea divisoria, la caja no puede soportar fuerzas de apriete elevadas.

Para poder soportar fuerzas de apriete especialmente elevadas, se han previsto refuerzos transversales (69) en las aberturas laterales destinadas al paso del aire a calentar. Estos refuerzos transversales hacen que la caja pueda soportar, sin flexiones o deformaciones, fuerzas de apriete lo suficientemente elevadas. Las semicajas con los refuerzos están diseñadas como una sola pieza y se fabrican preferentemente con material plástico.

En una forma de realización especialmente ventajosa, los refuerzos (69) se complementan con uno o varios refuerzos longitudinales (70), de manera que los refuerzos (69) y (70) forman una estructura reticular. Esta estructura reticular permite que los refuerzos transversales (69) sean especialmente finos, para que no obstaculicen el paso del aire. Al mismo tiempo, se evita eficazmente que la caja pueda flexionar hacia arriba.

En una forma de realización ventajosa, la estabilidad de la caja entre los frontales mecánicamente reforzados se incrementa mediante una conformación especial de los lados superior e inferior de las semicajas. Para ello, se han previsto resaltes (76) y cavidades (77) en los lados superior e inferior de cada semicaja (62a) y (62b), dispuestos de forma que encajan entre sí cuando se ensamblan. De esta manera se aumenta la estabilidad mecánica de los lados superior e inferior mediante el enclavamiento de los laterales de las semicajas, también en la zona situada entre los frontales mecánicamente reforzados de la caja.

Dado que la caja sólo puede soportar sin deformarse fuerzas de apriete elevadas después del ensamblado, el elemento de muelle (72) sólo puede colocarse una vez ensamblada la caja. Para ello, la caja (62) dispone de una abertura (71) en uno de sus laterales. Esta abertura se dispone, preferentemente, en el lado estrecho de la caja (62). Cada semicaja (62a), (62b) posee los huecos correspondientes que se complementan cuando la caja (62) está ensamblada, formando una hendidura (71) destinada a la inserción del elemento de muelle (72). A continuación y haciendo referencia a las figuras 21 a 23, se describe una forma de realización especial de los laterales interiores de la caja para formar un canal destinado a la inserción del elemento de muelle (72).

Los medios de posicionado (64a), (66b) y (67b) están dispuestos de forma que los elementos preposicionados del dispositivo calefactor dejan suficiente espacio para el elemento de muelle. En especial, los elementos preposicionados están fijados con juego en la dirección de apriete por el muelle, para que puedan desplazarse y recibir la presión de apriete generada por el muelle.

En la figura 15 se puede ver que el elemento de muelle (72) tiene numerosos segmentos muelle individuales, que generan la presión de apriete. A continuación y en relación con las figuras 26a, 26b y 26c se darán a conocer formas de realización preferentes del elemento de muelle (72).

En las formas de realización presentadas, las placas de contacto (66) y (67) están dispuestas en la parte exterior de la configuración por capas, de forma que el suministro de corriente va a los elementos calefactores PTC (74) a través de los elementos radiadores (64). Esta configuración conduce a una transición especialmente buena del calor entre los elementos calefactores PTC (4) y los elementos radiadores (64), los cuales ceden el calor a la corriente de aire, de forma que las pérdidas por conducción de calor son especialmente reducidas.

Mediante la disposición de las placas de contacto en los extremos superior e inferior de la configuración por capas de los elementos del dispositivo calefactor, el paso del aire queda muy poco obstaculizado. Gracias a ello, puede mantenerse reducida la altura de construcción, sin reducir el volumen del aire que pasa.

Gracias a la concepción de la caja según la invención, con lados frontales alargados especialmente estables, las fuerzas de apriete no son soportadas, como es tradicional, por los largueros laterales del marco de sujeción. Por ello, los lados estrechos de la caja pueden estar conformados del modo que se desee. Los lados estrechos de la caja se diseñan preferentemente de forma que permitan una sujeción mecánica y una conexión eléctrica del dispositivo calefactor. Para la conexión eléctrica, por lo menos uno de los lados estrechos de la caja puede adaptarse, según se desee, a la forma de un enchufe de suministro de corriente eléctrica.

Las figuras 12 a 15 muestran como ejemplo la conformación de los lados estrechos de la caja. En la parte izquierda de la caja los resaltes (73a), (73b) de las dos semicajas configuran una forma de enchufe eléctrico. En esta toma entran las lengüetas de contacto (66a) y (67) de las dos placas de contacto (66), (67). En el lado opuesto, los resaltes (64a), (64b) forman un empalme (74), básicamente destinado a la sujeción mecánica del dispositivo calefactor eléctrico. Dado que los lados estrechos de la caja (62) no necesitan soportar fuerzas elevadas, pueden ser diseñados, según se desee, para conexiones eléctricas o mecánicas.

Las figuras 16 a 18 muestran otra forma de realización de una caja y el correspondiente dispositivo calefactor eléctrico. La figura 16 muestra en perspectiva una forma de realización de un dispositivo calefactor (80), que es más estrecho que las formas de realización de las figuras 12 a 15, pero que ha sido diseñado para un mayor caudal de aire, con una mayor superficie transversal. Para ello, el dispositivo calefactor dispone de elementos calefactores PTC (4) en varios niveles dentro de la configuración por capas. Contrariamente a la forma de realización de las figuras 12 a 15, los elementos calefactores PTC (4), que tienen forma cuadrada, están dispuestos con sus laterales paralelos a los lados frontales alargados de la caja del dispositivo calefactor.

Correspondiéndose con cada capa de elementos calefactores PTC (4), en la configuración por capas formada por elementos radiadores (64), elementos calefactores PTC (4) y placas de electrodos (81), (82) se han previsto refuerzos longitudinales (70) a la altura de cada capa con elementos calefactores PTC (4). En esta forma de realización, se ha previsto un total de cuatro capas con elementos calefactores PTC (4) y, en consecuencia, también cuatro refuerzos longitudinales (70). Debido a la mayor longitud del dispositivo calefactor, comparado con el dispositivo calefactor de las figuras 12 a 15, esta forma de realización también tiene un mayor número de refuerzos transversales (69).

Contrariamente a la primera forma de realización mostrada en las figuras 12 a 15, en este dispositivo calefactor se utilizan dos elementos de muelle (72), que se introducen por el lado estrecho de la caja, en sus extremos superior e inferior, respectivamente. Los muelles se introducen de manera que los segmentos muelle (86) que sobresalen del elemento de muelle (72) estén orientados desde la superficie de la caja hacia la configuración por capas. Aunque no se han dibujado, también se pueden introducir elementos de muelle (72) adicionales entre las dos posiciones de muelles que se muestran.

Debido a la cantidad de capas con elementos calefactores PTC (4) que se muestran en esta forma de realización, se necesita la cantidad superior correspondiente de placas de contacto. Las placas de contacto (82) superior e inferior son contiguas a las superficies superior e inferior, respectivamente, del interior de la caja. Las tres placas de contacto del medio están dispuestas junto a las tres capas inferiores respectivas con elementos calefactores PTC, o sea, correspondiéndose a los tres refuerzos longitudinales (70) inferiores.

Cada una de las placas de contacto (81), (82) posee lengüetas de contacto (81a), (82a) que sobresalen del marco. El lado (83) de la caja, del que sobresalen las lengüetas de contacto (81a), (82a), puede tener la conformación que se desee. La figura 17 muestra una forma de realización especial. Sobre la caja (83) que muestra la figura 16 se ha enchufado o fijado con adhesivo una toma de enchufe (85) de forma adaptada a este caso. Esta toma de enchufe fijada con adhesivo puede adaptarse a cada necesidad, por ejemplo, para el montaje del dispositivo calefactor en vehículos automóviles de diferentes fabricantes, que utilizan tipos de enchufes de conexión diferentes. En el ejemplo de realización que muestra la figura 17, la pieza (85) de toma de enchufe encajable consta de una base de tope mecánico con agujeros de fijación, y un cajetín (85a) en el que están las lengüetas de contacto (81a), (82a).

Preferentemente, los refuerzos transversales (69) de la estructura reticular se disponen con una distancia de separación de 30 a 40 mm. Cuando la distancia entre los refuerzos transversales es superior a 40 mm, en especial a partir de aproximadamente 60 mm, los refuerzos transversales ya no pueden soportar adecuadamente las fuerzas de apriete. Por otra parte, si los refuerzos transversales están distanciados a menos de 30 mm, en especial a menos de 20 mm, dichos refuerzos obstaculizan notablemente el paso del aire a través de los lados frontales del dispositivo calefactor.

Las figuras 21 a 23 muestran una forma de realización especial de la configuración de los lados interiores de las semicajas. La estructura interna de las semicajas presenta un canal para muelle en el que se puede insertar el muelle (72) después del ensamblado de las dos semicajas. Este canal para muelle guía al muelle durante su inserción, por ranuras dispuestas lateralmente. Las ranuras se forman, por ejemplo, con los resaltes (94) y/o bien con la pared superior de la caja o bien, como en el caso de la forma de realización que se muestra, con las lengüetas de enclavamiento (92a), (92b).

El saliente (94) no solamente forma un lado del canal destinado a la inserción del muelle, sino que también sirve para posicionar los elementos del dispositivo calefactor. Mediante el saliente (94) se fijan o prefijan con juego dichos elementos en la caja, formando un canal para insertar el muelle después del ensamblado.

Además, la forma de realización que muestran las figuras 21 a 23 posee una mayor rigidez. Esta mayor rigidez puede ser necesaria, entre otros, por los siguientes motivos. Para conseguir una mayor eficacia también en dispositivos calefactores de gran superficie, o sea dispositivos calefactores estrechos pero de gran superficie, diseñados para caudales de aire elevados, se requieren fuerzas de apriete elevadas. Para temperaturas de la caja de unos 170 grados centígrados disminuye la rigidez del material plástico utilizado. Además, los muelles no pueden transmitir las fuerzas solamente al borde de la caja, ya que los segmentos muelle están separados del borde del muelle un mínimo de 2 a 2,5 mm. Para poder impedir, a pesar de ello, la flexión de los lados superior e inferior de la caja, éstos tienen, preferentemente, refuerzos adicionales. Para ello, se han previsto en ambas semicajas lengüetas de enclavamiento (92a), (92b), respectivamente opuestas. Las lengüetas de enclavamiento sobresalen en dirección de la semicaja opuesta y se enclavan entre sí mediante aletas de retención (91) durante el ensamblado. Por medio de este engranaje en los lados superior e inferior de la caja, aumenta la rigidez de la misma y se evita que flexione.

La rigidez puede aumentarse adicionalmente mediante una pared lateral adicional (95), (96). Estas paredes laterales (95), (96) se disponen sobre las paredes laterales existentes y se unen a éstas mediante elementos de apoyo (93). De esta forma se puede aumentar la rigidez mecánica de los lados superior e inferior, de manera que la caja pueda soportar fuerzas de apriete especialmente elevadas. Esto permite una "construcción de gran superficie", o sea un dispositivo calefactor con numerosas capas superpuestas de elementos PTC y, entre éstos, elementos radiadores.

A continuación se describe la conformación del elemento de muelle (72), con referencia a las figuras 24, 25 y 26. La figura 24 muestra, desde arriba, el elemento de muelle (72), la figura 25 muestra una vista lateral, y la figura 26 una perspectiva del elemento de muelle (72).

El elemento de muelle (72) consta de una chapa (85) y de los segmentos muelle (86) que sobresalen de ella. Preferentemente, el elemento de muelle (72) está hecho de una sola pieza, con cada segmento muelle troquelado de la pieza de chapa (85) en tres de sus lados y doblado por un eje (89) transversal a la pieza de chapa (85). El ángulo \alpha, con el que se doblan hacia afuera los segmentos troquelados es de entre 5 y 30 grados, preferentemente entre 15 y veinte grados. Esta conformación del elemento de muelle (72) hace que no sea posible una flexión transversal, sólo una flexión longitudinal. De este modo, el elemento de muelle solo actúa sobre el borde de la caja, en el que se apoya al generar la fuerza de apriete. Así pues, el muelle actúa de manera ideal junto con la caja, la cual, debido a su diseño, sólo puede soportar fuerzas elevadas en sus lados, mientras que en la zona de la línea divisoria es menos resistente. Por este motivo, los extremos laterales de los segmentos muelle están preferentemente muy próximos al borde del elemento de muelle.

Los dibujos de las figuras 24, 25 y 26 son sólo esquemáticos. Los segmentos muelle (86) no necesitan tener forma cuadrada y también pueden tener un ancho e inclinación diferentes. Cada segmento muelle puede tener, por ejemplo, una zona final más ancha, levemente aplanada, para facilitar la inserción del elemento de muelle en la caja.

La figura 27a muestra un elemento radiador (64) y una placa de contacto (66) unida al mismo, en una forma de realización alargada de un "dispositivo calefactor de gran superficie" (por ejemplo, según la figura 20). La figura 27b muestra el elemento de muelle correspondiente. El elemento de muelle tiene numerosos segmentos muelle (86) situados uno detrás del otro. Cada uno de los segmentos muelle (86) puede ejercer una presión de aproximadamente 15 N. Para aumentar la fuerza de apriete, los segmentos muelle según la figura 27b están uno detrás de otro, de manera que sobre la superficie de un elemento PTC hay dos o tres segmentos muelle (86). Gracias a ello, se puede duplicar, e incluso triplicar, la presión de apriete. La presión de apriete, al contrario que en los marcos soporte tradicionales, se ejerce de modo uniforme en toda la longitud del muelle.

A fin de que las fuerzas de apriete generadas por el elemento de muelle (86) puedan ser soportadas por la caja, se han dispuesto refuerzos transversales (69) en los lados frontales alargados de la caja, de forma que entre dos refuerzos transversales (69) sucesivos hay entre dos y un máximo de cinco segmentos muelle (86).

La forma de realización según la figura 15 muestra un elemento de muelle (72) con dos o más segmentos muelle dispuestos uno al lado de otro. Esta forma de realización es ventajosa para las formas de caja muy profundas.

Mientras que tradicionalmente se utilizan muelles con un espesor de aproximadamente 0,8 mm, con esta nueva forma de construcción se pueden utilizar elementos de muelle con un espesor de 0,2 a 0,5 mm, preferentemente de 0,3 mm. Gracias a ello, se puede conseguir un efecto de muelle de los segmentos muelle (86) ya con una longitud reducida del segmento muelle.

Una ventaja especial del dispositivo calefactor según la invención es que el elemento de muelle puede fabricarse como pieza sinfín, para ser utilizado a partir de un rollo durante la fabricación. Tradicionalmente, cada muelle se fabrica por separado, individualmente para cada una de las diferentes longitudes de los dispositivos calefactores. Además, es suficiente prever sólo un elemento de muelle por dispositivo calefactor.

Aparte de su reducida altura de construcción, el dispositivo calefactor según la invención tiene la ventaja especial de que se puede fabricar de modo especialmente sencillo. El ensamblado del dispositivo calefactor se realiza del modo descrito en relación con las figuras 12 a 15. Según la invención, el ensamblado de los elementos individuales, al contrario que en los dispositivos calefactores tradicionales, se realiza sin que actúen fuerzas de apriete sobre la configuración por capas. El muelle se introduce en la caja sólo después del ensamblado de la misma (ver Figura
15).

Como resumen, la invención se refiere a un nuevo principio de construcción de dispositivos calefactores eléctricos, en los que las funciones del marco y del muelle están separadas. Como marco para un dispositivo calefactor eléctrico se utiliza una caja que consta de dos semicajas. En la caja se disponen soportes de posicionado para los elementos calefactores PTC. Los lados alargados de la caja son básicamente abiertos para permitir el paso del aire por el registro.

Antes del montaje del dispositivo calefactor, los elementos calefactores PTC se fijan con un barniz a una de las placas de contacto que estarán en contacto con el elemento calefactor PTC. Las unidades de construcción prefabricadas de esta manera facilitan el montaje y hacen innecesarios los medios adicionales de posicionado para colocar correctamente los elementos calefactores PTC durante la fabricación.

El barniz también protege contra la penetración de humedad. De esta manera, se consigue al mismo tiempo una protección eficaz contra la corrosión.

Adicionalmente, se introduce en la caja un muelle que comprime la configuración por capas formada por elementos radiadores, elementos calefactores PTC y placas de contacto. El muelle se puede introducir posteriormente en la caja a través de una abertura lateral prevista en la caja. Gracias a ello, la caja sólo soporta las fuerzas de apriete después del ensamblado, cuando puede resistir las cargas mecánicas.

El nuevo principio de construcción posee numerosas ventajas. Por una parte, con la forma de construcción según la invención, el peso para una misma potencia de calefacción se puede reducir considerablemente, hasta en un 50 por ciento, ya que no se utiliza un marco de metal. Además, el dispositivo calefactor sin marco adicional y sin peso adicional no tiene superficies metálicas expuestas. Otra ventaja adicional es la reducida altura de construcción, de hasta un 30 por ciento con respecto a los dispositivos calefactores tradicionales. De esta manera, pueden realizarse calefacciones mucho más pequeñas que las tradicionales, pero que no obstante tienen un rendimiento elevado, gracias al principio de apriete utilizado para aumentar el contacto térmico y eléctrico. Además, también se pueden fabricar elementos calefactores más largos, que con la forma de construcción tradicional con marcos de sujeción sólo se pueden realizar con un coste elevado.

Además, no se utiliza un marco de posicionado tradicional para distanciar y proteger los elementos calefactores PTC, sino que dichos elementos se separan entre sí preposicionándolos sobre una placa de contacto y fijándolos a ésta por medio de un barniz.

Además, el coste de fabricación se reduce considerablemente con respecto al de los dispositivos calefactores tradicionales. La fabricación de un dispositivo calefactor según la invención es mucho más sencilla, ya que no son necesarios dispositivos especiales para contrarrestar las fuerzas de resorte del marco durante las operaciones de fabricación.

El principio de fabricación no requiere una conformación especial de los largueros laterales del marco de sujeción para resistir la fuerza de apriete que actúa sobre los largueros longitudinales. Por ello, el diseño de lados estrechos de la caja según la invención puede adaptarse a cualquier forma de enchufe deseada, para rodear a las lengüetas de las placas de contacto que sobresalen de la caja.

Además, de esta forma el muelle se puede fabricar mucho más económicamente. Por una parte, puede reducirse el espesor del muelle para ahorrar material. Por otra parte, el muelle puede, por primera vez, fabricarse como una pieza sinfín y entrar en la fabricación del dispositivo en forma de rollo. Además, es suficiente utilizar un único elemento de muelle.

Claims (35)

1. Dispositivo calefactor eléctrico destinado, en especial, para la calefacción adicional de vehículos automóviles, que consta de una caja (62), de forma abierta en sus lados frontales alargados, y con una configuración por capas que consta de por lo menos un elemento calefactor PTC (4)("controlador positivo de temperatura"), un elemento radiador (5), una primera y una segunda placas de contacto (2, 10) para la alimentación con corriente eléctrica, estando el elemento calefactor PTC (4) colocado entre la primera y la segunda placas de contacto (2, 10), y con un elemento de muelle (72), de forma que el elemento de muelle (72) mantiene apretada la configuración por capas dentro de la caja (62), caracterizado porque la primera placa de contacto (2), en su superficie orientada hacia el elemento calefactor PTC (4), está recubierta con una capa de barniz (3), y el espacio intermedio entre el elemento calefactor PTC (4) y la primera placa de contacto (2) está sellado herméticamente por el barniz (12) que ha sido expulsado a presión de dicho espacio intermedio.

2. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 1, caracterizado porque el barniz es un barniz de silicona (3) no conductor de la electricidad.

3. Dispositivo calefactor eléctrico, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el barniz (3) tiene una viscosidad menor que 900 mPa.s, preferentemente de aproximadamente 800 mPa.s.

4. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la primera placa ce contacto (2) está fabricada con aluminio.

5. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la segunda placa de contacto (10) está fabricada con latón.

6. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la segunda placa de contacto (10) está recubierta de estaño.

7. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque posee en la parte lateral de la caja (62) una abertura (71) para introducir el elemento de muelle (72).

8. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la caja (62) dispone de un canal para alojar el elemento de muelle (72).

9. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dispone de medios de posicionado (94) para sujetar provisionalmente los elementos del aparato calefactor dentro de la caja (62).

10. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 9, caracterizado porque los medios de posicionado (94) también forman, dentro de la caja (62), una ranura para guiar la introducción del elemento de muelle (72).

11. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los lados frontales alargados de la caja están reforzados mecánicamente mediante por lo menos un refuerzo transversal (69).

12. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 11, caracterizado porque los refuerzos transversales (69, 70), situados en los lados frontales alargados de la caja, tienen la forma de una estructura reticular.

13. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque la estructura reticular tiene por lo menos un refuerzo longitudinal (70) en la zona de los elementos calefactores PTC (4).

14. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la caja (62) está fabricada con material plástico.

15. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la caja (62) consta de dos semicajas (62a, 62b).

16. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 15, caracterizado porque las semicajas (62a, 62b) de la caja (62) pueden unirse enclavándolas entre sí.

17. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 16, caracterizado porque dispone de dientes de retención (78) o aletas salientes de retención (91) que enclavan las dos semicajas (62a, 62b) de la caja (62) cuando dichas semicajas (62a, 62b) se encajan entre sí.

18. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque las semicajas (62a, 62b) están concebidas de forma que separan la caja (62) aproximadamente por la mitad de los lados frontales alargados.

19. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 18, caracterizado porque dispone de salientes (76, 77; 92a, 92b), respectivamente opuestos, situados en la línea de separación de las semicajas (62a, 62b), que encajan entre sí cuando se ensamblan las semicajas (62a, 62b).

20. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque el elemento de muelle (72) está concebido de forma que esencialmente transmite las fuerzas de apriete a los laterales reforzados de la caja.

21. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el elemento de muelle (72) consta de una pieza de chapa (85) con segmentos muelle (86) que sobresalen de la misma.

22. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 21, caracterizado porque los segmentos muelle (86) llegan respectivamente hasta las zonas de los bordes de los laterales del elemento de muelle (72).

23. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 22, caracterizado porque el elemento de muelle (72) y los segmentos muelle (86) forman una sola pieza.

24. Dispositivo calefactor eléctrico, según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque se ha previsto por lo menos un segmento muelle (86) para que genere fuerzas de apriete en cada posición de un elemento calefactor PTC, para conseguir un apriete por arrastre de fuerzas.

25. Dispositivo calefactor eléctrico, según la reivindicación 24, caracterizado porque para cada posición de un elemento calefactor PTC se han dispuesto dos segmentos muelle (86).

26. Procedimiento para la fabricación de un dispositivo calefactor eléctrico (20) destinado, en especial, a la calefacción adicional de vehículos automóviles, que consta de una caja (62), de forma abierta en sus lados frontales alargados, y con una configuración por capas que consta de por lo menos un elemento calefactor PTC (4), un elemento radiador (5), una primera y una segunda placas de contacto (2, 10) para la alimentación con corriente eléctrica, y un elemento de muelle (72), de forma que el elemento de muelle (42) mantiene apretada la configuración por capas dentro de la caja (62), caracterizado porque la caja (62) está formada por dos semicajas (62a, 62b) y porque el procedimiento abarca las siguientes operaciones de montaje:

fijar un elemento calefactor PTC (4) sobre la primera placa de contacto (2) mediante un barniz (3);

introducir la primera placa de contacto (2), con el elemento calefactor PTC (4) fijado a la misma, junto con la segunda placa de contacto (2, 10), en una primera semicaja (62a) de la caja; y

encajar la segunda semicaja (62b) de la caja (62) en la primera semicaja (62a).

27. Procedimiento, según la reivindicación 32, caracterizado porque el barniz (3) es un barniz de silicona no conductor de la electricidad.

28. Procedimiento, según las reivindicaciones 32 ó 33, caracterizado porque el barniz (3) tiene una viscosidad mayor que 900 mPa.s, preferentemente de aproximadamente 800 mPa.s.

29. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 34, caracterizado porque la fijación del elemento calefactor PTC (4) mediante el barniz (3) sólo resiste solicitaciones mecánicas bajas.

30. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 35, caracterizado porque el elemento de muelle (72) se introduce a través de la abertura (71) en la caja (62) ensamblada para conseguir un enclavamiento de la configuración por capas.

31. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 36, caracterizado porque, al introducir el elemento de muelle (72), el barniz (3) se presiona y expulsa de la zona situada entre el elemento calefactor PTC (4) y la placa de contacto (2), debido a la presión generada por el elemento de muelle (72).

32. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 38, caracterizado porque el barniz (12), que se ha presionado para que salga de la zona situada entre el elemento calefactor PTC (4) y la placa de contacto (2, 10), hace que esta zona quede estanca frente a la penetración de humedad.

33. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 38, caracterizado porque la primera placa de contacto (2) está fabricada con aluminio.

34. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 39, caracterizado porque la segunda placa de contacto (10) está fabricada con latón.

35. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 32 a 40, caracterizado porque la segunda placa de contacto (10) está recubierta de estaño.