WO2012016687A1 - Electric heating module with ptc element for electrically heating an airstream - Google Patents

Electric heating module with ptc element for electrically heating an airstream Download PDF

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WO2012016687A1
WO2012016687A1 PCT/EP2011/003883 EP2011003883W WO2012016687A1 WO 2012016687 A1 WO2012016687 A1 WO 2012016687A1 EP 2011003883 W EP2011003883 W EP 2011003883W WO 2012016687 A1 WO2012016687 A1 WO 2012016687A1
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Ingo Schehr
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    • F24H3/0441Interfaces between the electrodes of a resistive heating element and the power supply means
    • F24H3/0447Forms of the electrode terminals, e.g. tongues or clips

Definitions

  • the invention relates to an electric heating module with PTC element for the electrical heating of an air flow.
  • a heating module is provided in particular for heating and ventilating a seat, in particular in vehicles. It comprises at least one PTC heating element and at least one heat-dissipating heat-dissipating area with heat-conducting fins, which are in heat-conducting connection with the PTC heating element and are combined with this into a module.
  • PTC elements are semiconductor resistors made of ceramic whose ohmic resistance is temperature-dependent.
  • the resistance-temperature characteristic is not linear; the resistance of a PTC heating element initially decreases slightly with increasing component temperature, in order then to rise very steeply at a characteristic temperature (so-called reference temperature).
  • This generally positive slope coefficient (PTC positive temperature coefficient) results in a PTC heating element having self-regulating properties with respect to the temperature setting at current flow.
  • the PTC heating element has a low resistance, so that correspondingly high currents can be passed through. If for a good heat dissipation is provided by the surface of the PTC heating element, so it is correspondingly much electrical power absorbed and dissipated as heat. However, as the temperature of the PTC heater rises above the reference temperature, the PTC electrical resistance also increases rapidly, limiting the electrical power consumption to a very low level. The component temperature then approaches an upper limit, which depends on the heat release to the environment of the PTC heating element. Under normal environmental conditions, the component temperature of the PTC heating element can therefore not rise above a characteristic highest temperature, even if in case of failure, the desired heat dissipation from the PTC heating element to the environment is completely interrupted.
  • PTC heating elements for use in Walkerungsl. Air conditioning or predestined for other applications for air flow heating, especially in vehicles. For safety reasons, vehicles may not cause a flammable temperature in the heating element even in the event of a fault, although a high heat output is nevertheless required in normal operation.
  • the heat-conducting fins serve as heat-dissipating elements with which the heat generated by the at least one PTC heating element is transferred to the air flowing through the heat-dissipating area. They consist of a good heat-conducting material, preferably of metal, in particular copper, brass or preferably aluminum.
  • lamellar band for example a meandering, rectangular, z-shaped or s-shaped metal band sheet metal strip folded into lamellae elongated heat exchanger lamellar band module forms (see for example EP 0 350 528 AI and WO 2009/087106 AI), or as ribs of a fixed lamellar profile, in particular an aluminum extruded profile.
  • An aluminum extruded part has a particularly high thermal conductivity, so that the typical for the operation of the electric heating module, which takes place from the PTC heating element in the heat-emitting lamellar profiles heat flow is particularly high.
  • a lamellar band according to the invention may also be a fine profile with very thin inner ribs.
  • a heating module is arranged in a corresponding air-flow channel and its heat dissipation area is traversed by means of a fan, which is also referred to as a fan, with air, which can be heated by means of the PTC heating element.
  • a fan which is also referred to as a fan
  • air which can be heated by means of the PTC heating element.
  • space fans are mostly radial fans used, but rather less suitable for this purpose, since they generate a high pressure at correspondingly high outflow speeds. More advantageous are axial fans, which provide a high flow rate of air (high volume flow) with small dimensions. Their lower pressure increase compared to a centrifugal fan is not significant for most automotive applications.
  • the known electrical heating modules of the type mentioned include two types.
  • the heating modules of the first type usually consist of several layers of surface arranged side by side, with their narrow side in the air flow PTC heating elements, which are electrically contacted at their flat top and bottom with contact plates.
  • the adjoining heat-dissipating areas have lamellae, for example meander-shaped metal lamellae, which are likewise in the air flow with their narrow side and thermally contact the contacting plates of the PTC heating elements at regular intervals for heat transfer on their broad side.
  • heat-conducting adhesives or other bonding techniques can be used; However, it has been found to be the most efficient solution to put the PTC heating elements and the heat-conducting fins in a module summarizing this frame and provide within the frame at least one spring element, whereby the alternately arranged heat dissipation areas with thermally conductive fins and the webs with the PTC Heating elements are pressed against each other.
  • the first known type will hereinafter be referred to simply as a rectangular type.
  • the rectangular shape is not optimal in terms of flow for the purpose of controlling air flow, especially when the space for corresponding air-flow channels is very limited, as in a motor vehicle.
  • Examples of known electric heating modules with a rectangular frame, which combines a plurality of PTC heating elements and adjoining, air-permeable heat-dissipating areas with heat-conducting fins to a module for heating the interior of motor vehicles are in the publications EP 0 350 528 AI, EP 1 731 852 AI, US 5,192,853, DE 42 15 498 AI and EP 1 574 791 AI discloses.
  • the rectangular design is used in vehicles, for example, for neck heaters.
  • EP 1 479 918 A1 also discloses a complete fan module consisting of a centrifugal fan integrated in a housing and a heating module intended to heat a ventilated motor vehicle seat.
  • a complete fan module consisting of a centrifugal fan integrated in a housing and a heating module intended to heat a ventilated motor vehicle seat.
  • heating modules with PTC heating elements are ideal, especially since they can give a much higher heat output with the same safety, as the mats used conventionally in seat heaters with electrical resistance wires whose power consumption must be very limited for safety reasons.
  • Another example of a blower module for motor vehicle seats can be found in EP 1 464 533 AI.
  • An example of a heating module which is provided in the manner of a hair dryer with a fan and resistance heating wires in the air stream and integrated into a vehicle seat, is described in DE 198 51 979 AI.
  • the known rectangular heating modules have practical disadvantages. On the one hand, their production is hardly possible by machine because of their multilayer, spring-loaded construction within a frame, but instead requires relatively much elaborate manual labor. On the other hand, in embodiments with lamellae made of metal strip hardly several heating modules can be arranged in series, because due to manufacturing tolerances, the folded strip fins are not the same from heating module to heating module or lamellar band module to lamella band module, so in the flow direction one behind the other lamellae are laterally offset from each other, thereby increasing the flow resistance for the air passed through and thus the pressure loss. Furthermore, a significant disadvantage is that the known heating modules can not be disassembled unaufwendig in disposal, so they must be disposed of as a whole. Finally, its rectangular shape also requires a rectangular cross-section of the air-flow channel, at least at the point where it is inserted therein.
  • the electrical heating modules of the second known type have an annular, in particular circular, heat dissipation region, in which heat-conducting metal strip slats are arranged substantially radially. This simplifies assembly, especially if it is to be automated, and increases the efficiency of the Heat transfer from the PTC heating element on the guided through the ribbon slats and the heat dissipation area air flow. A circular heat dissipation area is streamlined and therefore preferred.
  • the second known type is referred to in the following simplified as round design. Such heating modules are disclosed in DE 20 2005 012 394 U1 (see also EP 1 772 684 A2 and EP 1 783 439 A2).
  • WO 2008/092694 A1 has proposed such an improved electric heating module with a thermally conductive retaining ring.
  • the heating modules of the second known type have practical disadvantages. On the one hand, their production is complicated due to their complex structure. On the other hand, several heating modules can not be arranged in series one behind the other, because due to manufacturing tolerances, the folded strip fins are not the same from heating module to heating module or lamella band module to lamella band module, ie not aligned, but laterally against each other in the flow direction lamellae are offset, whereby the flow resistance for the air passed through and thus increase the pressure loss. Furthermore, there is a significant disadvantage in that they can not be disassembled unaufwendig disposal, so they must be disposed of as a whole.
  • the present invention has the object, an electrical heating module of the type mentioned in terms of its ease of installation, with regard to the required with regard to the possibility of successively arranging a plurality of heating modules, with regard to the ease of dismantling during disposal, with regard to the heat extraction from the PTC heating element via the fins to the air flowing through the heat dissipation area, especially when used in combination with a preferred axial fan, with regard to a high heat output at low pressure loss and with respect to a free shaping of the heat dissipation region, preferably with a round outer contour to improve.
  • An inventive heating module for electrically heating an air flow, in particular for heating and ventilating a seat, with at least one PTC heating element and at least one heat-dissipating heat dissipation area with heat-conducting fins, which are in thermally conductive connection with the PTC heating element and are combined with this to form a module
  • the lamellae of the heating module comprise both at least one lamella strip and at least one fixed lamellar profile, which are arranged in the heat dissipation region, wherein the lamella band is arranged in the central region of the heat dissipation region within a frame which is arranged transversely to the flow direction is, the lamellar profile is arranged in the outer region of the heat dissipation region and the heating module has spring elements which are formed for compressing the lamellar strip or lamellar ribbon module, the lamellar profile and the PTC heating element.
  • the present invention improves the properties of the previously known electric heating modules of the type mentioned so by a combination of lamellar strips with lamellar profiles and a specific arrangement of these heat-dissipating elements, which are held together by means of spring elements with the PTC heating element and a frame, wherein different thermal expansions of the components be enabled.
  • the heating module according to the invention is effectively a hybrid of the known rectangular design with lamellar bands and / or lamellar profiles in a frame and the round design with lamellar bands.
  • the term hybrid refers to a whole composed of different elements, with the peculiarity that the elements linked in the hybrid on their own already create a working solution, but only by their connection completely new, beneficial, beyond the individual elements properties arise.
  • the invention is based on the finding that an efficient heating module can be realized only by an optimized heat transfer of the PTC heating elements to the environment, ie to the fins and from the fins to the air flow.
  • the heat flow must flow as symmetrically as possible through the PTC heating element and must be coupled out symmetrically, because asymmetrical heat extraction generates high-resistance edge layers in the PTC ceramic and consequently reduces the performance of the PTC heating element.
  • the thermal and thus also the electrical power is largely determined by the heat transport from the PTC heating element to the heat-emitting surfaces of the heating module.
  • the construction of a heating module according to the invention makes it possible in this regard an optimized heat extraction from the PTC heating element and thus a better heating performance.
  • the heat transfer from the PTC heating elements to the air takes place by means of ribbon lamellae and profile blades, between which the PTC heating elements are clamped by means of the spring elements.
  • a symmetrical heat transfer can be achieved, ie, the heat transfer from the PTC heating elements to the arranged inside the frame fin bands is about as high as the heat transfer from the PTC heating elements to the outside of the frame arranged lamellar profiles.
  • the heating module is assembled and held together by means of spring elements, preferably clamps, in particular spring clips, which provide a preload.
  • spring elements preferably clamps, in particular spring clips, which provide a preload.
  • This results in a contact pressure between the fins and the PTC heating element, which improves the electrical contact and in particular the heat transfer.
  • a particularly efficient and advantageous production of the electric heating module according to the invention is made possible when the lamellae are held by means of the spring elements clamped in the frame; In addition to a high stability of this compound also results in a very good heat transfer from the PTC heating elements in the lamellar bands, the connection can be made quickly and efficiently by machine.
  • the spring elements may be made of metal or another suitable spring material.
  • the contact or support points on which the spring elements rest or act on the components of the heating module electrically non-conductive or electrically are isolated, for example wise by a coating.
  • the spring elements which, as a whole or at least in the region of the contact or contact points on which they rest or act on the components of the heating module, consist of an electrically non-conductive material or are completely or partially electrically insulated, for example by a paint, coating or an insulating coating.
  • the spring elements including their contact or support points, on which the spring elements rest or act on the components of the heating module, are electrically conductive.
  • the PTC heating elements can all be electrically connected in parallel in the heating module if only one heating stage is required, or at least partially switched on separately if two or more heating stages are required.
  • the heating module according to the invention is held together by a spring element clamping system, wherein a good mechanical stability, an intimate mechanical connection of the PTC heating elements to the fins for good heat transfer and an intimate electrical connection of the PTC heating elements to the fins or electrical contact elements are achieved can.
  • the spring element clamping system can absorb or compensate for or compensate for the different thermal expansions occurring in the heating module and thereby ensure that the good thermal and electrical contacting of the PTC heating elements is maintained.
  • the spring elements thus make it possible for the package of lamellar bands, frames, PTC heating elements and lamellar profiles held together by them to expand and contract as the temperature changes, thereby ensuring that the thermal contacts are maintained.
  • the size of the heating module and its thermal performance can be adapted almost to the practical requirements by the number and size of the PTC heating elements and the slats.
  • An inventive heating module can be made very flexible, especially when the PTC heating elements are arranged by means of a surrounding the ribbon slats frame, preferably made of plastic, between the ribbon slats and the profile slats.
  • the electrical contacting of the PTC heating elements can be done via metallic contact plates.
  • the invention is further based on the finding that it is advantageous for round types of heating modules, the heat dissipation from the central heat dissipation area in which the band lamellae are arranged, and the heat dissipation from the peripheral outer area in which the profiled lamellae are arranged, to the airfoil to adapt to the air flowing through. This is especially true when using the heating module with an axial fan, which has a higher air flow and a higher flow velocity than in the central region in its radial outer region due to the design.
  • the invention makes it possible to adapt the respective heat dissipation from these areas to achieve despite the different air flows a uniform, symmetrical temperature of the PTC heating elements.
  • the series connection of several heating modules i. the assembly of several positioning frames with PTC ceramics and lamellas to each other, makes it possible to provide a total of multi-stage heating power even when using each one-stage heating modules. Furthermore, by the juxtaposition even in small spaces, i. In narrow flow channels, a high heating capacity with low pressure loss can be realized if several heating modules are cascaded to increase the total power in a row.
  • the heating modules arranged one behind the other can also have common components, e.g. a common lamellar profile connecting two or more heating modules. In other applications, where it depends instead on a small depth, for example in vehicles, several PTC heating elements or heating modules can be arranged one behind the other or next to each other instead of one behind the other.
  • the advantages of a heating module according to the invention consist in the ease of installation, the low installation space required, the possibility of sequentially arranging several heating modules, the simple disassembly during disposal, the improved, in particular symmetrical heat extraction from the PTC heating elements via the slats to the air flowing through the heat dissipation area , Achieving a more uniform temperature of the PTC heating elements and thus a higher heating capacity, the adaptability to inhomogeneous air flows, especially when used with a preferred axial fan, and the high heat output with low pressure drop.
  • the heating module according to the invention is very advantageous, flexible, safe and inexpensive. The ability to easily and flexibly adapt and optimize its electrical, thermal and mechanical see characteristics of practical or customer-specific requirements creates the basic requirement for an economically producible heating module.
  • An inventive heating module can be produced inexpensively. This applies both to the simple production and to the components used.
  • a heating module according to the invention for disposal can be easily disassembled, with reusable components, such as the lamellar bands or lamellar profiles, can be recovered for reuse.
  • heating modules according to the invention can be designed such that they pass the so-called nail test.
  • the nail test is a practical test for equipment that simulates a user sticking a nail into the device under test. The tested device must not be damaged in order to pass the test.
  • the heating module according to the invention when replacing the PTC heating element or the PTC heating elements by one or more Peltier elements in a heating module according to the invention with the features of the attached main claim and / or in a heating module with the features of one or more dependent claims and / or in a heating module in accordance with the present description, exemplary embodiments and drawings with an otherwise unchanged or essentially the same design, the heating module according to the invention to a cooling module with comparable advantages len.
  • the structural design of a heating module according to the invention thus has further advantageous applications as a cooling module.
  • the Peltier element is preferably arranged or operated in such a way that it cools the lamellar bands in the interior of the frame and heats the lamellar profiles on the outside of the frame.
  • An air stream guided through the lamellar belts can thereby be cooled, and the resulting waste heat is dissipated via the lamellar profiles, for example to a further air stream guided by the lamella profiles or to further external components which are in heat-conducting connection with the lamellar profiles.
  • the lamellae serve to heat the air stream flowing through and the heat generated by the PTC heating elements is dissipated by the air flow
  • the lamellas serve to cool the air flow passing through them a corresponding cooling module of a heating module according to the invention characterized in that the cooling module allows heat conduction to dissipate the waste heat of the Peltier element.
  • Preferred embodiments are those in which the thinner lamellae strips for cooling an airflow and the thicker lamellar profiles serve to dissipate the waste heat, since it has been found that the cooling capacity of the lamellar bands is sufficient and good heat conduction of the lamellar profiles is advantageous.
  • a cooling module is particularly preferred in the rectangular design, since in this compared to the round design particularly high mass of thermally conductive material and thus particularly high heat transport or cooling capacity in the outer region, i. may be provided in the region of the lamella profiles.
  • a heating module according to the invention is integrated in an air-flowable housing, ie in an air-permeable housing. se attached.
  • a fan may be attached to the housing or inserted into this.
  • This is preferably an axial fan.
  • the axial fan is preferably arranged such that its radially inner air stream flows through the lamellar belts and its radially outer air flow passes through the lamella profiles.
  • axial fans may be provided to flow through the heating module.
  • a fan is, with respect to the flow direction, preferably arranged upstream of the heating module, ie on the air inlet side of the heating module.
  • the housing can be provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with, if required, switchable air flow heating of a vehicle.
  • a housing can be made for example of polyamide or glass fiber reinforced polyamide.
  • the electric heating module according to the present invention when it is used as a fan in a ventilated seat, especially in a vehicle seat, or in an air duct, wherein, if necessary, by the PTC heating element and the heat-conducting fins enabled air flow heating as a seat heater, possibly in stages, can be switched on.
  • FIG. 2 shows an exploded perspective view of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a radial view to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a section A-A to FIG. 3
  • FIG. 5 is a perspective view of a second embodiment of a heating module according to the invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a third embodiment
  • FIG. 7 shows a further perspective exploded view of FIG. 6,
  • FIG. 8 shows an axial view of FIG. 7,
  • FIG. 9 shows an axial view of the heating module of FIG. 5 in a housing with a round cross section, viewed from the air inlet side,
  • FIG. 10 shows a section A-A to FIG. 9,
  • FIG. 11 shows an axial view of the heating module of FIG. 5 in an air duct with a round cross section, viewed from the air outlet side,
  • FIG. 12 is a radial plan view of FIG. 11,
  • FIG. 13 is a perspective view of a fourth embodiment of a heating module according to the invention.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of FIG. 13;
  • FIG. 15 is a radial view of FIG. 13;
  • FIG. 16 shows a section A-A to FIG. 15,
  • FIG. 17 is an exploded perspective view of a fifth embodiment of a heating module according to the invention.
  • Figure 18 is an exploded perspective view of the heating module of
  • FIG. 17 with housing, FIG. 19 is a perspective view of the assembled heating module of FIG. 17;
  • FIG. 20 shows a plan view of FIG. 18 with the heating module in a housing with a rectangular cross section
  • FIG. 21 shows a section A-A to FIG. 20
  • FIG. 22 is a side view of the spring clip of FIG. 17;
  • FIG. 23 shows a first modification to FIG. 22 and FIG.
  • FIG. 24 shows a second modification to FIG. 23.
  • the electrical heating module 1 shown in Figure 1 in a perspective view for electrically heating a flowing in a flow direction 2 air flow 3, in particular for heating and ventilating a seat, according to a first embodiment of the present invention comprises an air-through heat transfer area 4 with therein heat-conducting fins.
  • the lamellae comprise two different embodiments in combination, namely three lamellae bands 5, which are formed as lamellar band modules arranged side by side, and two fixed lamellar profiles 6.
  • the lamellae bands 5 can be folded, for example meandering, rectangular, z-shaped or s-shaped into lamellar band modules be, for example, as described in WO 2009/087106 AI. 1 shows a particularly advantageous development of such a lamellar folding is shown.
  • the lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat dissipation region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2.
  • the lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat dissipation region 4.
  • the lamellar profiles 6 are arranged outside the frame 7 in order to achieve an optimized construction and a good heating power of the heating module 1.
  • the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in heat-conducting connection with one or more PTC heating elements, which can be seen in FIG. 2, and are combined with these and the frame 7 to form the module 1.
  • the electrical contacting of the PTC heating elements by means of contact elements 8.
  • the individual parts of the heating module 1 are held together with spring elements 9, which compress the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements.
  • the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3.
  • the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 in the heating module 1 not in the radial direction (transverse to the flow direction 2), but as a chord or secant in the heat delivery area 4.
  • the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 do not extend in the radial direction, relative to a center of the heat-dissipating area 4, but to a certain extent transversely in the heat-dissipating area 4.
  • the slats, in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations.
  • air passages can be realized with rectangular and at least partially uniformly equal cross-sections, which is advantageous for both a low air resistance of the heating module 1 as for a high heat output.
  • the narrow sides of the lamella bands 5 and / or the lamellar profiles 6 each parallel to each other are, preferably that the narrow sides of the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to each other.
  • a simple construction of the heating module 1 results when it has a plurality of each combined to a slat band module slats bands 5 and the slat band modules in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane, juxtaposed and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other.
  • the embodiment shown in Figure 1 has three such slat band modules.
  • the frame 7 can in principle have any shape, for example, round, square or polygonal. To simplify the manufacture and assembly, it is preferred if the frame 7 has a rectangular shape. An almost maximum area of the area covered by the frame 7 heat dissipation area 4 is achieved if, as shown in Figure 1, the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the heating module 1. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the outer contour of the heat-dissipating area 4 is annular, ie essentially round, circular, elliptical or stadium-shaped. Ribs of the lamellar profile 6 are closed in pairs in the embodiment of Figure 1 in its outer region, so that here results in a particularly high stability of the ribs.
  • This embodiment is preferred, for example, when the heating module 1 is inserted into a housing or a flow channel with a constant cross section, ie, not tapering or broadening in the flow direction 2 in the area of the heating module 1, ie in a cylindrical housing, for example in a cylindrical housing a cylindrical flow channel.
  • a housing for example, one or more webs (not shown), for example, may be provided on the outside of the lamella profile 6, which engage in corresponding guide grooves in the housing, or the housing has one or more on its inside Webs which engage between the ribs, thus forming associated guide grooves.
  • FIG. 2 shows, in a perspective exploded view of the heating module 1 rotated by 180 degrees relative to the illustration in FIG. 1, further advantageous features of the heating module 1 of FIG. 1.
  • the heating module 1 has two lamella profiles 6, each on opposite sides Pages of the frame 7 outside the frame 7 are arranged.
  • the lamellar bands 5 are arranged in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 on the outside of the frame 6.
  • the frame 7 is made of an electrically non-conductive material, such as plastic.
  • plastics are for example at Lati Industria Termoplastici SpA, Vedano Olona / Italy available. These include, for example, types with an electrically conductive adjustment based on polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide 6 (PA6) and polyurethane (PUR) as well as electrically insulating compounds (basic plastics PP and PA12).
  • the plastics reach a thermal conductivity of up to 15 W / mK and are therefore suitable for heat-conducting applications in which metals such as aluminum were usually used.
  • the lamellae, in particular the lamellar profiles 6, can in principle be manufactured from such heat-conducting plastics.
  • the frame 7 can also be made, for example, from a conventional polyamide (PA, eg PA6) or glass-fiber-reinforced polyamide (eg PA6-GF25).
  • the PTC heating elements 10 are arranged in the frame 7, i. used in openings 11 in the frame 7, and are both with the arranged inside the frame 7 slat bands 5 and arranged on the outside of the frame 7 fin profiles 6 in heat-conducting connection. This allows the PTC heating element
  • the frame 7 accommodates, as it were, the PTC heating elements 10 in a parting plane, which is formed by the frame 7 between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6.
  • the frame 7 preferably forms a supernatant in and against the axial flow direction 2 via the PTC heating elements 10 inserted therein. This causes the PTC heating elements 10 in the openings
  • EPP polystyrene
  • EPP polystyrene
  • EPP expanded polypropylene
  • EPP can preferably be prepared as a molded part. It is a particle foam based on polypropylene. Processing in the so-called molding process takes place in special molding machines. EPP is increasingly gaining importance outside of its initial application areas (automotive and high-quality returnable packaging). It has a good strength, a uniform structure with low thermal conductivity, a smooth surface, is well processed and machinable, a high temperature resistance (up to 200 ° C), a low weight and good thermal and acoustic insulation properties.
  • the frame 7 is divided into two parts in this embodiment, wherein both frame halves are each U-shaped.
  • the PTC heating elements 10 are preferably mounted in the U-back 12 of the frame halves.
  • the U-legs 13 of the frame halves face each other and are mutually displaceable to compensate for thermal expansion can. They are guided through the insides of the lamellar profiles 6.
  • Such an embodiment is preferred for round flow cross sections.
  • this displaceability of the frame halves is not required in all embodiments, especially when the frame 7 is made of a deformable material.
  • the opposite ends of the frame members may also be interconnected, for example, by a dovetail guide, in which a cam of one end engages a corresponding groove of the opposite end. Such an embodiment may be preferred for round flow cross sections.
  • the two lamellar profiles 6 are in the form of an arc, ie arc-shaped, arc-shaped or approximately arc-shaped on the outside of the frame 7 is arranged. They are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat dissipation region 4 in order to make optimum use of the available space can.
  • the lamellar profiles 6 are here on the frame 7 facing inside formed with rectangular inner corners.
  • the lamellar profiles 6 on the inner side facing the frame 7 on their inner side facing the frame 7 have rounded inner corners, which make the lamellar profiles 6 stable and stress-free.
  • the frame 7 may advantageously have the rounded inner corners of the lamellar profiles 6 corresponding rounded outer corners.
  • lamellae bands 5 which are each combined to form a lamellar ribbon module, which are parallel to each other.
  • the central area of the heat-dissipating area 4 enclosed by the frame 7 is completely or almost completely filled with lamellar bands 5.
  • the height of the lamella bands 5 will be less than about 15 mm for manufacturing reasons or because of the stability of the lamella bands 5 usually. Therefore, in the frame 7 a plurality of lamellar bands 5 are arranged side by side to closely adjacent to the PTC heating elements 10, the space between the PTC heating elements 10 in the frame 7 to bridge or fill.
  • a PTC heating element 10 is arranged (see also Figure 4).
  • a so-called support element 14 is arranged, which is electrically and thermally conductive, i. preferably made of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of forces is used.
  • a thermally conductive leveling layer is arranged on at least one side of a PTC heating element 10, in particular a thermally conductive wax, a heat-conductive phase-change wax, a heat-conducting film, in particular copper or aluminum, a heat-conductive adhesive film or a thermally conductive phase-change foil.
  • a leveling layer can improve the thermal contact and bring about a surface compensation.
  • phase-change or phase-changing interface materials are so-called phase-change or phase-changing interface materials. These are generally characterized by the phase change of the material from the solid state to the soft state above a certain temperature, the so-called phase-change temperature.
  • phase-change temperature By softening phase-change materials when the phase-change temperature is exceeded for the first time, air pockets are already driven out of the micropores at the contact surfaces and the surface is completely and actively wetted by the phase-change material.
  • the layer thickness is very small.
  • the thermal contact resistance becomes minimal. The thermal contact and thus the total thermal contact resistance remain permanently very low over all temperature cycles, even if the temperature drops below the phase change temperature again.
  • the dimensioning and number of PTC heating elements of a heating module according to the invention and their operating parameters and operating mode can be selected depending on the desired application in a conventional manner, taking into account the total heat output. Furthermore, in the design of the heating module, typical quality factors of PTC heating elements such as thermal cycle stability, service life, maximum permissible temperature, compliance with the smallest possible dimensional tolerances, surface quality (flatness, parallelism, waviness, roughness) of the thermal see contact surfaces, mechanically stress-free structure and corrosion protection (coating and / or sealing) are taken into account. If several PTC heating elements are arranged in a heating module, they can be designed the same or different and can be electrically or differently charged in order to achieve a desired heating power, temperature or temperature distribution.
  • a heating module 1 would have two commonly operable PTC heating elements 10, i. with a heating level. If, as shown in the embodiment, between two lamellar belts 5 or lamella belt modules, i. within the frame 7, a further contact element 8 is arranged, the two PTC heating elements 10 can be supplied separately from each other with power, so that there is a heating module with multiple heating stages.
  • a heating module 1 the thermal expansions can be compensated and compensated by a displaceability of lamellar bands 5, frame 7 and lamellar profiles 6, wherein both the intimate heat-conducting contact between the PTC heating elements 10 and the lamella bands 5 and the intimate heat-conducting contact between the PTC heating elements 10 and the lamellar profiles 6 as well as the good electrical contact of the PTC heating elements 10 is maintained.
  • the heating module according to the invention 1 on spring elements 9, which are designed for compressing the lamella bands 5 and lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements 10.
  • the spring elements 9 engage in the lamellar profiles 6 and compress them under prestress, the lamellar profiles 6 compressed by the spring elements 9 in each case on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7 are arranged.
  • the structure is easy to manufacture and in the case of disposal again easy to disassemble, and it will be in a simple and reliable way with few spring elements
  • the required components including lamellae bands 5, frame 7, lamellar profiles 6, PTC heating elements 10, support elements 14 and contact elements 8 spring-loaded held together movable.
  • the spring elements 9 act on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, for example, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the heating module 1, which results in a higher manufacturing outlay.
  • the action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the heating module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the heating module 1 in thermal expansion in the heating module 1.
  • the spring elements 9 as shown in Figure 2 are arranged transversely to the flow direction 2 offset from the frame 7.
  • the spring elements 9 as shown in Figure 2 preferably formed as a spring clip or spring clip made of a flat spring material and engage at opposite ends of the lamellar profiles 6 at.
  • a particularly advantageous feature, in particular in the case of an annular or round outer contour of the heat-dissipating area 4, as shown in FIG. 2, is that the PTC heating elements 10 are not arranged in the core or flow center of the heat-dissipating area 4, but are offset transversely to the flow direction 2 to the outside 2, into the U-backs 12.
  • This enables optimum air flow around the PTC heating elements 10 on both sides, namely on their side facing the lamellar bands 5 as well as on the side facing the respectively adjacent lamella profile 6.
  • a symmetrical heat dissipation from the PTC heating elements 10 into the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can thereby be realized, which is expedient in particular when using the heating module 1 with an axial fan.
  • a further advantageous feature may be that the PTC heating element 10 is cuboid-shaped and arranged in the heating module 1 such that its longitudinal side extends transversely to the flow direction 2.
  • the PTC heating element 10 is parallel to the lamellar bands 5 and the U-back 12 of the frame 7 and the narrow sides of the thermal contact surfaces of the PTC heating element 10 are axially in the flow direction 2. This results in a very small depth of the heating module 1 in its axial flow direction 2, which is very advantageous for use in confined spaces.
  • the heating module 1 comprises PTC heating elements 10 which are arranged in two opposite sides of the frame 7. This results in a symmetrical structure of the heating module 1, with respect to the heat dissipation over the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 and the pairwise use of the same components in the heating module 1 is advantageous.
  • FIG. 3 shows a radial view of FIG. 1 and FIG. 4 shows a section A-A to FIG. 3 which shows further details of the heating module 1 of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a second exemplary embodiment of a heating module 1 according to the invention. It differs from the heating module shown in FIGS. 1 to 4 only in two features. On the one hand, only two contact elements 8 are provided in the U-back 12 of the frame 7, but no contact element between adjacent lamellar bands 5 in the interior of the frame 7. The heating module 1 of Figure 5 therefore has only one heating circuit or only one heating stage. On the other hand, the ribs of the lamellar profile 6 are open in their outer area and not connected in pairs.
  • This open, slotted formation of the ribs of the lamellar profile 6 is preferred, for example, when the heating module 1 is inserted into a housing or a flow channel with a tapering or widening cross-section in the region of the heating module 1, that is to say into a conical housing. Namely, the air flow is then compressed and, since the flow is not hindered by cross-connections at the end of the ribs, it is better to flow between the lamellae of the lamellar profile 6, the lamellar profile 6 furthermore being able to have a cylindrical or parallelepipedal outer shape.
  • one or more webs may be provided, for example on the outside of the slat profile 6 at the edge open lamellar profiles 6 which engage in corresponding guide grooves in the housing, or the housing has at its Inside one or more webs which engage between the ribs, thus forming associated guide grooves.
  • FIG. 6 shows a perspective exploded view
  • Figure 7 is an exploded perspective view
  • Figure 8 is an exploded axial view of a third embodiment of a heating module according to the invention 1. It differs from the heating module shown in Figure 5 only in that it has a contact element 8 between two adjacent lamellar bands 5 in the interior of the frame 7.
  • the heating module 1 of Figures 6 to 8 therefore has two separately switchable heating circuits, which can be realized with two or three heating stages.
  • FIG. 9 shows an axial view of the heating module 1 of FIG. 5 in an air duct or housing 16 with a round cross section, viewed from the air inlet side of the heating module 1
  • FIG. 10 shows a section AA to FIG. 9
  • FIG. 11 shows an axial view of the heating module 1 of Figure 5 in an air duct with a round cross-section, viewed from the air outlet side of the heating module 1
  • Figure 12 is a radial plan view of Figure 11.
  • the lamella belts 5 are not shown, therefore, the figures 9 to 11 at the same time also views of Heating module 1 of Figure 6.
  • the heating module 1 is advantageously integrated in a housing 16 through which air can flow. It may have a protective grid 17, which may be formed on the air outlet side or otherwise mounted there as shown. It may alternatively or additionally be arranged on the air inlet side.
  • the electrical connections of the PTC heating elements 10 and the contact elements 8, ie the terminal lugs of the contact elements 8, which are formed for example for attaching cable lugs are arranged in all embodiments advantageously on the air inlet side of the heating module 1, ie on the cooler side to To avoid problems due to their warming.
  • the ends of some ribs of the lamellar profiles 6 are designed as webs 18 or serve as such to guide the heating module 1 against rotation in corresponding guide grooves 19 in the housing 16.
  • the webs 18 engage in corresponding guide grooves 19 on the inside of the housing 16, which can be formed for example by noses or webs.
  • the axial positioning of the heating module 1 in the housing 16 is effected by means of resiliently deflectable latching hooks 19, which spread when inserting the heating module 1 in the housing 16 by their bevel first and then snap back to the heating module 1 between the latching hooks 19 and the protective grid 17 hold.
  • the heating module 1 is supplied by a fan, preferably an axial fan, which may be integrated into the housing 16.
  • An axial fan is preferably arranged such that its radially inner air flow flows through the lamellar belts 5 and its radially outer air flow passes through the lamellar profiles 6.
  • the fan may for example be stored and fixed in a two-part rubber mounting, which rests in two annular halves around the fan and is held with locking cams in corresponding detent openings of the housing 16.
  • a two-piece ring as a rubber mount is easier to manufacture and assemble than a one-piece, closed ring.
  • the housing ring of the fan can be slightly conical.
  • the rubber mounting serves both the vibration-damped mounting of the fan in the housing 16 and the prevention of backflow of air against the flow direction 2 due to a flow resistance on the air outlet side by the rubber bearing seals the annular gap around the fan between the housing 16 and the fan.
  • FIGS. 13 to 16 show a fourth exemplary embodiment of a heating module 1 according to the invention, FIG. 13 in a perspective view, Figure 14 in a perspective exploded view, Figure 15 in a radial view and Figure 16 in a section AA. It corresponds to the embodiment of Figure 6, with two differences.
  • the lamellar bands 5 have a known, Z-shaped fold.
  • it is composed of two in the flow direction 2 successively arranged heating modules, the lamellae bands 5, the lamellar profiles 6 and the frame 7 of the individual heating modules are each aligned in the flow direction 2 in succession.
  • a heating module 1 according to the invention may be advantageous for a heating module 1 according to the invention to achieve high heating power in narrow cross sections of the air-flowed housing 16 if it is composed of two or more heating modules arranged one behind the other in the flow direction 2, wherein the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the frames 7 the individual heating modules are each aligned in alignment in the flow direction 2 in succession in order to achieve a low flow resistance and a simple structure.
  • FIG. 17 to 21 show a fifth exemplary embodiment of a heating module 1 according to the invention
  • FIG. 17 shows a perspective exploded view
  • FIG. 18 shows a perspective exploded view with housing
  • FIG. 19 shows a perspective view of the assembled heating module without housing
  • FIG. 20 shows a plan view of the heating module 1 in a housing 16 or air duct with rectangular cross-section and in Figure 21 in a section AA.
  • the upper lamellar profile 6 is shown above the housing 16, ie outside the housing 16, for better recognition. in the assembled heating module 1, however, it is located within the housing 16, as shown for the lower fin profile 6 in Figure 18 and for both fin profiles 6 in Figure 21.
  • the heating module 1 is provided for the electrical heating of an air stream 3 flowing in a flow direction 2, in particular for heating and ventilating a seat, and comprises a heat-dissipating region 4 with airflow therein heat-conducting lamellae.
  • the lamellae comprise two different embodiments in combination, namely three lamellae bands 5, which are designed as lamellar band modules arranged side by side, and two fixed lamella profiles 6.
  • the lamellae bands 5 can be folded meander-shaped, rectangular, z-shaped or s-shaped into lamellar band modules, for example be, for example, as described in WO 2009/087106 AI.
  • the lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat dissipation region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2.
  • the lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat dissipation region 4.
  • the lamellar profiles 6 are arranged outside the frame 7 in order to achieve an optimized construction and a good heat output of the heating module 1.
  • the rectangular frame 7 of FIGS. 17 to 21 comprises two longitudinal frame longitudinal members 20 extending in the longitudinal direction of a lamella belt module, the frame longitudinal members 20 being biased by the spring elements 9 transversely to the flow direction of the air stream 3 are mutually displaceable.
  • This design is particularly advantageous for very compact heating modules 1 and heating modules 1 for rectangular flow cross-sections or housing 16.
  • the outer contour of the heat dissipation region 4 may be generally rectangular or polygonal.
  • the PTC heating elements 10 are housed in the frame longitudinal members 20, which correspond to the U-back 12 of the embodiments of Figures 1 to 16.
  • the frame 7 can be rectangular and have four straight frame parts, comprising two extending in the longitudinal direction of a slat belt module, opposite longitudinal frame members 20 and two frame longitudinal members 20 at their ends connecting frame connecting parts 21, wherein the frame longitudinal members 20 under the Bias of the spring elements 9 against each other slidably guided in the frame connecting parts 21 slidably.
  • the heating module 1 can advantageously comprise two straight lamellar profiles 6, which are arranged on the outside of the frame 7 and are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat dissipation region 4.
  • the spring elements 9 can advantageously be arranged offset in front of and / or behind the frame 7 in the flow direction 2 in order to achieve a good clamping effect of the spring elements 9 and a compact construction which makes good use of the available space to achieve.
  • the spring elements 9 can be designed as spring clips or spring clips made from a flat spring material (shown in FIGS. 1 to 16) or from a round spring material (shown in FIGS. 17 to 21). be educated.
  • FIG. 22 shows the spring element of FIGS. 17 to 21, FIGS. 23 and 24 modified embodiments.
  • the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in heat-conducting connection with one or more PTC heating elements 10 and are combined with these and the frame 7 to form the module 1.
  • the electrical contacting of the PTC heating elements 10 takes place by means of contact elements 8.
  • the individual parts of the heating module 1 are held together with spring elements 9 which compress the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements 10.
  • the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. Furthermore, it is advantageous if the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 run as a chord or secant in the heat-dissipating area 4. As a result, the slats, in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations.
  • the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passage openings with rectangular and at least partially uniformly the same cross-sections can be realized, which is advantageous for both a low air resistance of the heating module 1 as a high heat output.
  • the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 are parallel to each other, preferably that the narrow sides of the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to one another.
  • a simple construction of the heating module 1 results when it has a plurality of each combined to a slat band module slats bands 5 and the slat band modules in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane, juxtaposed and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other.
  • the embodiment illustrated in FIGS. 17 to 21 has only one such slat band module.
  • one or more webs 18 may be provided, for example, on the outside of the lamellar profile 6, which engage in corresponding guide grooves in the housing 16, or the housing 16 has on its inside one or more webs 18th on, which engage between the ribs, which thus form associated guide grooves.
  • the heating module 1 of Figures 17 to 21 has two lamellar profiles 6, which are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar strip 5 in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 are arranged on the outside of the frame 6.
  • the frame 7 is made of an electrically non-conductive material, such as plastic.
  • the PTC heating elements 10 are arranged in the frame 7, i. inserted into openings 11 in the frame 7, and are both with the arranged inside the frame 7 slat strip 5 and with the arranged on the outside of the frame 7 fin profiles 6 in heat-conducting connection.
  • the frame 7 accommodates, as it were, the PTC heating elements 10 in a parting plane, which is formed by the frame 7 between the slat strip 5 and the slat profiles 6.
  • the frame 7 could also be divided into two, wherein both frame halves are each U-shaped.
  • the PTC heating elements 10 are in this case preferably mounted in the U-back of the frame halves and the U-legs of the frame halves facing each other and are mutually displaceable to compensate for thermal expansion can. They could be guided through the inner sides of the lamellar profiles 6 or through the housing 16.
  • the PTC heating elements 10 are preferably arranged in the frame 7. It can be between one PTC heating element 10 and the adjacent thereto strip band 5 or lamellar belt module still be a support element 14 which is electrically and thermally conductive, that is preferably made of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of forces is used. It is also possible to provide at least one PTC heating element 10, which is arranged in the interior of the frame 7 between two adjacent lamella tapes 5.
  • contact elements 8 which are electrically and thermally conductive, ie. preferably made of metal. Also in the embodiment of Figures 17 to 21, one or more heating stages can be realized in this way.
  • the thermal expansions can be compensated and compensated by a displacement of lamellae bands 5, frame 7 and lamellar profiles 6, wherein both the intimate thermally conductive contact between the PTC heating elements 10 and the lamellar band 5 or a plurality of lamellar bands and the intimate heat-conducting contact between the PTC heating elements 10 and the lamellar profiles 6 as well as the good electrical contact of the PTC heating elements 10 is maintained.
  • the spring elements 9 which are designed for compressing the lamella bands 5 and lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements 10.
  • the spring elements 9 preferably engage in the lamellar profiles 6 and push them under bias loaded together, wherein the pressed together by the spring elements 9 lamellar profiles 6 are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7.
  • the structure is easy to manufacture and in Case of disposal again easy to dismantle, and it will be held in a simple and reliable manner with a few spring elements 9, the required components, including lamellae 5, frame 7, lamellar profiles 6, PTC heating elements 10, support members 14 and contact elements 8 movable.
  • the spring elements 9 act on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, for example, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the heating module 1, which results in a higher manufacturing outlay.
  • the action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the heating module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the heating module 1 in thermal expansion in the heating module 1.
  • the spring elements 9 are advantageously arranged offset in the flow direction 2 before and / or behind the frame 7.
  • the spring elements 9 are preferably formed as a spring clip or spring clip of a flat spring material and engage at opposite ends of the lamellar profiles 6 as shown.
  • a plurality of heating modules of the type illustrated in FIGS. 17 to 21 can also be arranged one behind the other.

Abstract

An electric heating module (1) for heating an airstream (3), in particular for heating and ventilating a seat, with improved mechanical and thermal properties is proposed. It comprises at least one PTC heating element (10) and at least one heat emitting region (4) through which air can flow and which has heat-conducting lamellas which are connected in a heat-conducting fashion to the PTC heating element (10). The lamellas of the heating module (10) comprise both at least one lamella strip (5) and at least one fixed lamella profile (6) which are arranged in the heat emitting region (4), wherein the lamella strip (5) is arranged in the central region of the heat emitting region (4) within a frame (7) which is arranged transversely with respect to the direction (2) of flow, the lamella profile (6) is arranged in the outer region of the heat emitting region (4), and the heating module (10) has spring elements (9) which are designed to compress the lamella strip (5), the lamella profile (6) and the PTC heating element (10).

Description

Elektrisches Heizmodul mit PTC-Element  Electric heating module with PTC element
zum elektrischen Erwärmen eines Luftstroms  for electrically heating an air stream
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizmodul mit PTC-Element zum elektrischen Erwärmen eines Luftstroms. Ein solches Heizmodul ist insbesondere zum Heizen und Belüften eines Sitzes, insbesondere in Fahrzeugen, vorgesehen. Es umfasst mindestens ein PTC-Heizelement und mindestens einen luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem PTC-Heizelement in wärmeleitender Verbindung stehen und mit diesem zu einem Modul zusammengefasst sind. The invention relates to an electric heating module with PTC element for the electrical heating of an air flow. Such a heating module is provided in particular for heating and ventilating a seat, in particular in vehicles. It comprises at least one PTC heating element and at least one heat-dissipating heat-dissipating area with heat-conducting fins, which are in heat-conducting connection with the PTC heating element and are combined with this into a module.
PTC-Elemente sind Halbleiter-Widerstände aus Keramik, deren ohmscher Widerstand temperaturabhängig ist. Die Widerstands-Temperatur-Kennlinie ist nicht linear; der Widerstand eines PTC-Heizelements sinkt mit steigender Bauteiltemperatur zunächst leicht ab, um dann bei einer charakteristischen Temperatur (sogenannte Referenztemperatur) sehr steil anzusteigen. Diese insgesamt mit positiver Steigung verlaufende Widerstands- Temperatur-Kennlinie (PTC = Positive Temperature Coefficient) führt dazu, dass ein PTC-Heizelement hinsichtlich der sich bei Stromdurchfluss einstellenden Temperatur selbstregelnde Eigenschaften aufweist. PTC elements are semiconductor resistors made of ceramic whose ohmic resistance is temperature-dependent. The resistance-temperature characteristic is not linear; the resistance of a PTC heating element initially decreases slightly with increasing component temperature, in order then to rise very steeply at a characteristic temperature (so-called reference temperature). This generally positive slope coefficient (PTC = positive temperature coefficient) results in a PTC heating element having self-regulating properties with respect to the temperature setting at current flow.
Wenn die Bauteiltemperatur deutlich unter der Referenztemperatur liegt, weist das PTC-Heizelement einen niedrigen Widerstand auf, sodass entsprechend hohe Stromstärken durchgeleitet werden können. Wenn für eine gute Wärmeabfuhr von der Oberfläche des PTC-Heizelements gesorgt ist, wird dabei also entsprechend viel elektrische Leistung aufgenommen und als Wärme abgegeben. Steigt die Temperatur des PTC-Heizelements jedoch über die Referenztemperatur, steigt auch der elektrische PTC- Widerstand rasch an, sodass die elektrische Leistungsaufnahme auf einen sehr geringen Wert begrenzt wird. Die Bauteiltemperatur nähert sich dann einem oberen Grenzwert, der von der Wärmeabgabe an die Umgebung des PTC-Heizelements abhängig ist. Unter normalen Umgebungsbedingungen kann die Bauteiltemperatur des PTC-Heizelements also nicht über eine charakteristische höchste Temperatur ansteigen, selbst wenn im Störfall die gewollte Wärmeableitung von dem PTC-Heizelement an die Umgebung völlig unterbrochen wird. If the component temperature is well below the reference temperature, the PTC heating element has a low resistance, so that correspondingly high currents can be passed through. If for a good heat dissipation is provided by the surface of the PTC heating element, so it is correspondingly much electrical power absorbed and dissipated as heat. However, as the temperature of the PTC heater rises above the reference temperature, the PTC electrical resistance also increases rapidly, limiting the electrical power consumption to a very low level. The component temperature then approaches an upper limit, which depends on the heat release to the environment of the PTC heating element. Under normal environmental conditions, the component temperature of the PTC heating element can therefore not rise above a characteristic highest temperature, even if in case of failure, the desired heat dissipation from the PTC heating element to the environment is completely interrupted.
Wegen dieser Eigenschaft sowie wegen der selbstregelnden Eigenschaft eines PTC-Heizelements, aufgrund derer die von dem PTC-Heizelement aufgenommene elektrische Leistung genau der abgegebenen thermischen Leistung entspricht, sind PTC-Heizelemente für den Einsatz in Heizungsbzw. Klimaanlagen oder bei sonstigen Anwendungen zur Luftstromerwärmung prädestiniert, insbesondere in Fahrzeugen. Bei Fahrzeugen darf nämlich aus Sicherheitsgründen auch im Störfall keine feuergefährliche Temperatur im Heizelement entstehen, wobei gleichwohl im Normalbetrieb eine hohe Heizleistung gefordert wird. Because of this property as well as because of the self-regulating property of a PTC heating element, due to which the electrical power absorbed by the PTC heating element corresponds exactly to the output thermal power, PTC heating elements for use in Heizungsbzw. Air conditioning or predestined for other applications for air flow heating, especially in vehicles. For safety reasons, vehicles may not cause a flammable temperature in the heating element even in the event of a fault, although a high heat output is nevertheless required in normal operation.
Die wärmeleitenden Lamellen dienen als wärmeableitende Elemente, mit denen die von dem mindestens einen PTC-Heizelement erzeugte Wärme an die den Wärmeabgabebereich durchströmende Luft übertragen wird. Sie bestehen aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Metall, insbesondere Kupfer, Messing oder bevorzugt Aluminium. Sie werden im Stand der Technik auf zwei unterschiedliche Weisen realisiert, nämlich entweder als umgeformtes, insbesondere gefaltetes und/oder gebogenes Lamellenband, z.B. ein mäanderförmig, rechteckförmig, z-för- mig oder s-förmig zu Lamellen gefalteter Metallband-Blechstreifen, der ein längliches Wärmetauscher-Lamellenband-Modul bildet (siehe z.B. EP 0 350 528 AI und WO 2009/087106 AI), oder als Rippen eines festen Lamellenprofils, insbesondere einem Aluminium-Strangprofil. Ein Aluminium-Fließpressteil hat eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit, sodass der für die Funktionsweise des elektrischen Heizmoduls typische, vom PTC-Heizelement in die wärmeabgebenden Lamellenprofile erfolgende Wärmefluss besonders hoch ist. Ein Lamellenband im Sinne der Erfindung kann aber auch ein Feinprofil mit sehr dünnen Innenrippen sein. The heat-conducting fins serve as heat-dissipating elements with which the heat generated by the at least one PTC heating element is transferred to the air flowing through the heat-dissipating area. They consist of a good heat-conducting material, preferably of metal, in particular copper, brass or preferably aluminum. They are realized in the state of the art in two different ways, namely either as a deformed, in particular folded and / or bent lamellar band, for example a meandering, rectangular, z-shaped or s-shaped metal band sheet metal strip folded into lamellae elongated heat exchanger lamellar band module forms (see for example EP 0 350 528 AI and WO 2009/087106 AI), or as ribs of a fixed lamellar profile, in particular an aluminum extruded profile. An aluminum extruded part has a particularly high thermal conductivity, so that the typical for the operation of the electric heating module, which takes place from the PTC heating element in the heat-emitting lamellar profiles heat flow is particularly high. A lamellar band according to the invention may also be a fine profile with very thin inner ribs.
Ein Heizmodul wird in einem entsprechenden luftstromführenden Kanal angeordnet und sein Wärmeabgabebereich wird mittels eines Ventilators, der auch als Lüfter bezeichnet wird, mit Luft durchströmt, die dabei mittels des PTC-Heizelements erwärmt werden kann. Wegen des in Fahrzeugen für luftstromführende Kanäle begrenzten Platzes werden als Ventilatoren dabei meist Radialventilatoren eingesetzt, die jedoch eher weniger für diesen Zweck geeignet sind, da sie einen hohen Druck bei entsprechend hohen Ausströmgeschwindigkeiten erzeugen. Vorteilhafter sind Axialventilatoren, die einen hohen geförderten Luftdurchsatz (hoher Volumenstrom) bei geringen Abmessungen liefern. Ihre im Vergleich zu einem Radialventilator geringere Druckerhöhung ist für die meisten Anwendungen in Fahrzeugen nicht bedeutsam. A heating module is arranged in a corresponding air-flow channel and its heat dissipation area is traversed by means of a fan, which is also referred to as a fan, with air, which can be heated by means of the PTC heating element. Because of the limited space in vehicles for air-flow channels space fans are mostly radial fans used, but rather less suitable for this purpose, since they generate a high pressure at correspondingly high outflow speeds. More advantageous are axial fans, which provide a high flow rate of air (high volume flow) with small dimensions. Their lower pressure increase compared to a centrifugal fan is not significant for most automotive applications.
Die bekannten elektrischen Heizmodule der eingangs genannten Art umfassen zwei Bauarten. Die Heizmodule der ersten Bauart bestehen in der Regel aus mehreren Lagen von flächig nebeneinander angeordneten, mit ihrer Schmalseite im Luftstrom stehenden PTC-Heizelementen, die an ihren flachen Ober- und Unterseiten jeweils mit Kontaktblechen elektrisch kontaktiert sind. Die daran angrenzenden Wärmeabgabebereiche weisen Lamellen auf, beispielsweise mäanderförmig angeordnete Metalllamellen, die ebenfalls mit ihrer Schmalseite im Luftstrom stehen und an ihrer Breitseite die Kontaktierungsbleche der PTC-Heizelemente in regelmäßigen Abständen für einen Wärmeübergang aufliegend thermisch kontaktie- ren. Um eine gute Wärmeableitung von den PTC-Heizelementen an die wärmeleitenden Lamellen zu erzielen, können Wärmeleitkleber oder sonstige Verbindungstechniken verwendet werden; es hat sich jedoch als effizienteste Lösung durchgesetzt, die PTC-Heizelemente und die wärmeleitenden Lamellen in einen diese zu einem Modul zusammenfassenden Rahmen zu setzen und innerhalb des Rahmens mindestens ein Federelement vorzusehen, wodurch die abwechselnd angeordneten Wärmeabgabebereiche mit wärmeleitenden Lamellen und die Stege mit den PTC-Heizelementen aufeinander gepresst werden. The known electrical heating modules of the type mentioned include two types. The heating modules of the first type usually consist of several layers of surface arranged side by side, with their narrow side in the air flow PTC heating elements, which are electrically contacted at their flat top and bottom with contact plates. The adjoining heat-dissipating areas have lamellae, for example meander-shaped metal lamellae, which are likewise in the air flow with their narrow side and thermally contact the contacting plates of the PTC heating elements at regular intervals for heat transfer on their broad side. In order to achieve a good heat dissipation from the PTC heating elements to the heat-conducting lamellae, heat-conducting adhesives or other bonding techniques can be used; However, it has been found to be the most efficient solution to put the PTC heating elements and the heat-conducting fins in a module summarizing this frame and provide within the frame at least one spring element, whereby the alternately arranged heat dissipation areas with thermally conductive fins and the webs with the PTC Heating elements are pressed against each other.
Dies bedingt allerdings eine rechteckige Form des elektrischen Heizmoduls mit zeilenartiger Strukturierung der Bauteile. Daher wird die erste bekannte Bauart im Folgenden vereinfacht als rechteckige Bauart bezeichnet. Die rechteckige Form ist jedoch strömungstechnisch zur Luftstromerwärmung insbesondere dann nicht optimal, wenn der Platz für entsprechende luftstromführende Kanäle wie in einem Kraftfahrzeug nur sehr begrenzt ist. Beispiele für bekannte elektrische Heizmodule mit einem rechteckigen Rahmen, der eine Mehrzahl von PTC-Heizelementen und daran angrenzenden, luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereichen mit wärmeleitenden Lamellen zu einem Modul zusammenfasst, zum Heizen des Innenraums von Kraftfahrzeugen sind in den Druckschriften EP 0 350 528 AI, EP 1 731 852 AI, US 5,192,853, DE 42 15 498 AI und EP 1 574 791 AI offenbart. Die rechteckige Bauart wird in Fahrzeugen beispielsweise auch für Nackenheizungen eingesetzt. However, this requires a rectangular shape of the electric heating module with line-like structuring of the components. Therefore, the first known type will hereinafter be referred to simply as a rectangular type. However, the rectangular shape is not optimal in terms of flow for the purpose of controlling air flow, especially when the space for corresponding air-flow channels is very limited, as in a motor vehicle. Examples of known electric heating modules with a rectangular frame, which combines a plurality of PTC heating elements and adjoining, air-permeable heat-dissipating areas with heat-conducting fins to a module for heating the interior of motor vehicles are in the publications EP 0 350 528 AI, EP 1 731 852 AI, US 5,192,853, DE 42 15 498 AI and EP 1 574 791 AI discloses. The rectangular design is used in vehicles, for example, for neck heaters.
Auch in der EP 1 479 918 AI ist ein komplettes Gebläsemodul, bestehend aus einem in einem Gehäuse integrierten Radialventilator und einem Heizmodul offenbart, das zum Beheizen eines belüfteten Kraftfahrzeugsitzes dienen soll. Da beispielsweise ein Kraftfahrzeugsitz aus Sicherheitsgründen auch beim Ausfall des Ventilators an der Oberfläche des Sitzes Maximaltemperatur, die für Menschen verträglich ist, nicht überschreiten darf, sind Heizmodule mit PTC-Heizelementen hervorragend geeignet, zumal sie bei gleicher Sicherheit eine wesentlich höhere Heizleistung abgeben können, als die herkömmlich in Sitzheizungen verwendeten Matten mit elektrischen Widerstandsdrähten, deren Leistungsaufnahme aus Sicherheitsgründen sehr begrenzt sein muss. Ein weiteres Beispiel für ein Gebläsemodul für Kraftfahrzeugsitze ist in der EP 1 464 533 AI zu finden. Ein Beispiel für ein Heizmodul, das nach Art eines Haartrockners mit einem Gebläse und Widerstands-Heizdrähten im Luftstrom versehen und in einen Fahrzeugsitz integriert ist, ist in der DE 198 51 979 AI beschrieben. EP 1 479 918 A1 also discloses a complete fan module consisting of a centrifugal fan integrated in a housing and a heating module intended to heat a ventilated motor vehicle seat. For example, since a motor vehicle seat for safety reasons, even in case of failure of the fan on the surface of the seat maximum temperature, which is tolerated by humans, must not exceed, heating modules with PTC heating elements are ideal, especially since they can give a much higher heat output with the same safety, as the mats used conventionally in seat heaters with electrical resistance wires whose power consumption must be very limited for safety reasons. Another example of a blower module for motor vehicle seats can be found in EP 1 464 533 AI. An example of a heating module, which is provided in the manner of a hair dryer with a fan and resistance heating wires in the air stream and integrated into a vehicle seat, is described in DE 198 51 979 AI.
Die bekannten rechteckigen Heizmodule weisen jedoch praktische Nachteile auf. Zum einen ist ihre Fertigung aufgrund ihres mehrschichtigen, federbelasteten Aufbaus innerhalb eines Rahmens kaum maschinell möglich, sondern erfordert vielmehr relativ viel aufwendige Handarbeit. Zum anderen können bei Ausführungsformen mit Lamellen aus Metallband kaum mehrere Heizmodule in Serie hintereinander angeordnet werden, weil aufgrund von Fertigungstoleranzen die gefalteten Bandlamellen nicht von Heizmodul zu Heizmodul bzw. von Lamellenband-Modul zu Lamellenband-Modul gleich angeordnet sind, sodass in Strömungsrichtung hintereinander liegende Lamellen seitlich gegeneinander versetzt sind, wodurch sich der Strömungswiderstand für die durchgeleitete Luft und damit der Druckverlust erhöhen. Ferner besteht ein erheblicher Nachteil darin, dass die bekannten Heizmodule bei der Entsorgung nicht unaufwendig demontiert werden können, sodass sie als Ganzes entsorgt werden müssen. Schließlich erfordert ihre rechteckige Form auch einen rechteckigen Querschnitt des luftdurchströmten Kanals, zumindest an der Stelle, an der sie darin eingesetzt werden. However, the known rectangular heating modules have practical disadvantages. On the one hand, their production is hardly possible by machine because of their multilayer, spring-loaded construction within a frame, but instead requires relatively much elaborate manual labor. On the other hand, in embodiments with lamellae made of metal strip hardly several heating modules can be arranged in series, because due to manufacturing tolerances, the folded strip fins are not the same from heating module to heating module or lamellar band module to lamella band module, so in the flow direction one behind the other lamellae are laterally offset from each other, thereby increasing the flow resistance for the air passed through and thus the pressure loss. Furthermore, a significant disadvantage is that the known heating modules can not be disassembled unaufwendig in disposal, so they must be disposed of as a whole. Finally, its rectangular shape also requires a rectangular cross-section of the air-flow channel, at least at the point where it is inserted therein.
Die elektrischen Heizmodule der zweiten bekannten Bauart weisen einen ringförmigen, insbesondere kreisrund ausgebildeten Wärmeabgabebereich auf, in dem wärmeleitende Metallband-Lamellen im Wesentlichen radial verlaufend angeordnet sind. Dies vereinfacht die Montage, insbesondere wenn diese automatisiert werden soll, und erhöht die Effizienz des Wärmeübergangs von dem PTC-Heizelement auf den durch die Bandlamellen bzw. den Wärmeabgabebereich geleiteten Luftstrom. Ein kreisrunder Wärmeabgabebereich ist strömungsgünstig und deshalb bevorzugt. Die zweite bekannte Bauart wird im Folgenden vereinfacht als runde Bauart bezeichnet. Derartige Heizmodule sind in der DE 20 2005 012 394 Ul (siehe auch EP 1 772 684 A2 und EP 1 783 439 A2) offenbart. In der WO 2008/092694 AI wurde ein solches verbessertes elektrisches Heizmodul mit einem wärmeleitenden Haltering vorgeschlagen. Aber auch die Heizmodule der zweiten bekannten Bauart haben praktische Nachteile. Zum einen ist auch ihre Fertigung aufgrund ihres komplexen Aufbaus aufwendig. Zum anderen können nicht mehrere Heizmodule in Serie hintereinander angeordnet werden, weil aufgrund von Fertigungstoleranzen die gefalteten Bandlamellen nicht von Heizmodul zu Heizmodul bzw. von Lamellenband-Modul zu Lamellenband-Modul gleich angeordnet sind, also nicht fluchten, sondern in Strömungsrichtung hintereinander liegende Lamellen seitlich gegeneinander versetzt sind, wodurch sich der Strömungswiderstand für die durchgeleitete Luft und damit der Druckverlust erhöhen. Ferner besteht ein erheblicher Nachteil darin, dass sie bei der Entsorgung nicht unaufwendig demontiert werden können, sodass sie als Ganzes entsorgt werden müssen. The electrical heating modules of the second known type have an annular, in particular circular, heat dissipation region, in which heat-conducting metal strip slats are arranged substantially radially. This simplifies assembly, especially if it is to be automated, and increases the efficiency of the Heat transfer from the PTC heating element on the guided through the ribbon slats and the heat dissipation area air flow. A circular heat dissipation area is streamlined and therefore preferred. The second known type is referred to in the following simplified as round design. Such heating modules are disclosed in DE 20 2005 012 394 U1 (see also EP 1 772 684 A2 and EP 1 783 439 A2). WO 2008/092694 A1 has proposed such an improved electric heating module with a thermally conductive retaining ring. But also the heating modules of the second known type have practical disadvantages. On the one hand, their production is complicated due to their complex structure. On the other hand, several heating modules can not be arranged in series one behind the other, because due to manufacturing tolerances, the folded strip fins are not the same from heating module to heating module or lamella band module to lamella band module, ie not aligned, but laterally against each other in the flow direction lamellae are offset, whereby the flow resistance for the air passed through and thus increase the pressure loss. Furthermore, there is a significant disadvantage in that they can not be disassembled unaufwendig disposal, so they must be disposed of as a whole.
Ferner hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass bei runden Heizmodulen die Wärmeauskopplung aus dem PTC-Heizelement über die Metallband-Lamellen an die den Wärmeabgabebereich durchströmende Luft nicht optimal ist, insbesondere wenn ein bevorzugter Axialventilator verwendet wird, sodass die mit dem PTC-Heizelement theoretisch mögliche Heizleistung in der Praxis nicht erreicht wird. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Heizmodul der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Montagefreundlichkeit, hinsichtlich des benötig- ten Einbauraums, beispielsweise in einem Sitz, hinsichtlich der Möglichkeit zum hintereinander Anordnen mehrerer Heizmodule, hinsichtlich der einfachen Zerlegbarkeit bei der Entsorgung, hinsichtlich der Wärmeauskopplung aus dem PTC-Heizelement über die Lamellen an die den Wärmeabgabebereich durchströmende Luft, insbesondere bei Verwendung in Kombination mit einem bevorzugten Axialventilator, hinsichtlich einer hohen Wärmeleistung bei geringem Druckverlust und hinsichtlich einer freien Formgestaltung des Wärmeabgabebereichs, vorzugsweise mit einer runden Außenkontur, zu verbessern. Further, it has been found in the invention that with round heating modules, the heat extraction from the PTC heating element on the metal strip fins to the heat transfer area air flowing through is not optimal, especially if a preferred axial fan is used, so that with the PTC heating element theoretically possible heating power is not achieved in practice. Based on this prior art, the present invention has the object, an electrical heating module of the type mentioned in terms of its ease of installation, with regard to the required with regard to the possibility of successively arranging a plurality of heating modules, with regard to the ease of dismantling during disposal, with regard to the heat extraction from the PTC heating element via the fins to the air flowing through the heat dissipation area, especially when used in combination with a preferred axial fan, with regard to a high heat output at low pressure loss and with respect to a free shaping of the heat dissipation region, preferably with a round outer contour to improve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Heizmodul mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den nebengeordneten und abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mit zugehörigen Zeichnungen. This object is achieved by a heating module with the features of the attached claim 1. Preferred embodiments, developments and uses of the invention will become apparent from the independent and dependent claims and the following description with accompanying drawings.
Ein erfindungsgemäßes Heizmodul zum elektrischen Erwärmen eines Luftstroms, insbesondere zum Heizen und Belüften eines Sitzes, mit mindestens einem PTC-Heizelement und mindestens einem luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem PTC- Heizelement in wärmeleitender Verbindung stehen und mit diesem zu einem Modul zusammengefasst sind, weist also die Besonderheit auf, dass die Lamellen des Heizmoduls sowohl mindestens ein Lamellenband als auch mindestens ein festes Lamellenprofil umfassen, die in dem Wärmeabgabebereich angeordnet sind, wobei das Lamellenband im zentralen Bereich des Wärmeabgabebereichs innerhalb eines Rahmens angeordnet ist, der quer zur Strömungsrichtung angeordnet ist, das Lamellenprofil im Außenbereich des Wärmeabgabebereichs angeordnet ist und das Heizmodul Federelemente aufweist, die zum Zusammendrücken des Lamellenbandes bzw. Lamellenband-Moduls, des Lamellenprofils und des PTC-Heiz- elements ausgebildet sind. Die vorliegende Erfindung verbessert die Eigenschaften der bisher bekannten elektrischen Heizmodule der eingangs genannten Art also durch eine Kombination von Lamellenbändern mit Lamellenprofilen und eine bestimmte Anordnung dieser wärmeableitenden Elemente, die mittels Federelementen mit dem PTC-Heizelement und einem Rahmen zusammengehalten werden, wobei unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Komponenten ermöglicht werden. An inventive heating module for electrically heating an air flow, in particular for heating and ventilating a seat, with at least one PTC heating element and at least one heat-dissipating heat dissipation area with heat-conducting fins, which are in thermally conductive connection with the PTC heating element and are combined with this to form a module Thus, it has the peculiarity that the lamellae of the heating module comprise both at least one lamella strip and at least one fixed lamellar profile, which are arranged in the heat dissipation region, wherein the lamella band is arranged in the central region of the heat dissipation region within a frame which is arranged transversely to the flow direction is, the lamellar profile is arranged in the outer region of the heat dissipation region and the heating module has spring elements which are formed for compressing the lamellar strip or lamellar ribbon module, the lamellar profile and the PTC heating element. The present invention improves the properties of the previously known electric heating modules of the type mentioned so by a combination of lamellar strips with lamellar profiles and a specific arrangement of these heat-dissipating elements, which are held together by means of spring elements with the PTC heating element and a frame, wherein different thermal expansions of the components be enabled.
Das erfindungsgemäße Heizmodul ist gewissermaßen ein Hybrid aus der bekannten rechteckigen Bauart mit Lamellenbändern und/oder Lamellenprofilen in einem Rahmen und der runden Bauart mit Lamellenbändern. In der Technik bezeichnet der Begriff Hybrid ein aus unterschiedlichen Elementen zusammengesetztes Ganzes, mit der Besonderheit, dass die in dem Hybrid verknüpften Elemente für sich allein genommen schon eine funktionierende Lösung schaffen, aber erst durch ihre Verbindung völlig neue, vorteilhafte, über die Einzelelemente hinausgehende Eigenschaften entstehen. The heating module according to the invention is effectively a hybrid of the known rectangular design with lamellar bands and / or lamellar profiles in a frame and the round design with lamellar bands. In the art, the term hybrid refers to a whole composed of different elements, with the peculiarity that the elements linked in the hybrid on their own already create a working solution, but only by their connection completely new, beneficial, beyond the individual elements properties arise.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass erst durch eine optimierte Wärmeübertragung der PTC-Heizelemente an die Umgebung, d.h. an die Lamellen und von den Lamellen an den Luftstrom, ein effizientes Heizmodul realisiert werden kann. Im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, dass hierzu der Wärmestrom möglichst symmetrisch durch das PTC-Heizelement fließen und symmetrisch aus ihm ausgekoppelt werden muss, weil eine unsymmetrische Wärmeauskopplung hochohmige Randschichten in der PTC-Keramik erzeugt und demzufolge das Leistungsvermögen des PTC-Heizelements reduziert. Bei PTC-Heizelementen wird nämlich aufgrund der ausgeprägten Abhängigkeit ihres elektrischen Widerstands von der Temperatur die thermische und somit auch die elektrische Leistung maßgeblich durch den Wärmetransport von dem PTC- Heizelement zu den wärmeabgebenden Oberflächen des Heizmoduls bestimmt. Der erfindungsgemäße Aufbau eines Heizmoduls ermöglicht diesbezüglich eine optimierte Wärmeauskopplung aus dem PTC-Heizelement und damit eine bessere Heizleistung. Die Wärmeübertragung von den PTC-Heizelementen an die Luft erfolgt mittels Bandlamellen und Profillamellen, zwischen denen die PTC-Heizelemente mittels der Federelemente eingeklemmt werden. Dadurch kann eine symmetrische Wärmeübertragung erzielt werden, d.h. die Wärmeübertragung von den PTC-Heizelementen an die im Inneren des Rahmens angeordnete Lamellenbänder ist in etwa so hoch wie die Wärmeübertragung von den PTC-Heizelementen an die außerhalb des Rahmens angeordnete Lamellenprofile. The invention is based on the finding that an efficient heating module can be realized only by an optimized heat transfer of the PTC heating elements to the environment, ie to the fins and from the fins to the air flow. In the context of the invention, it has been found that, for this purpose, the heat flow must flow as symmetrically as possible through the PTC heating element and must be coupled out symmetrically, because asymmetrical heat extraction generates high-resistance edge layers in the PTC ceramic and consequently reduces the performance of the PTC heating element. In fact, in PTC heating elements, due to the pronounced dependence of their electrical resistance on the temperature, the thermal and thus also the electrical power is largely determined by the heat transport from the PTC heating element to the heat-emitting surfaces of the heating module. The construction of a heating module according to the invention makes it possible in this regard an optimized heat extraction from the PTC heating element and thus a better heating performance. The heat transfer from the PTC heating elements to the air takes place by means of ribbon lamellae and profile blades, between which the PTC heating elements are clamped by means of the spring elements. As a result, a symmetrical heat transfer can be achieved, ie, the heat transfer from the PTC heating elements to the arranged inside the frame fin bands is about as high as the heat transfer from the PTC heating elements to the outside of the frame arranged lamellar profiles.
Fertigungstechnisch besonders vorteilhaft ist es, wenn das Heizmodul mittels Federelementen, vorzugsweise Klammern, insbesondere Federklammern zusammengesetzt und zusammengehalten wird, die für eine Vorspannung sorgen. Hierdurch ergibt sich ein Anpressdruck zwischen den Lamellen und dem PTC-Heizelement, was die elektrische Kontaktierung und insbesondere den Wärmeübergang verbessert. Eine besonders effiziente und vorteilhafte Fertigung des erfindungsgemäßen elektrischen Heizmoduls wird ermöglicht, wenn die Lamellenbänder mittels der Federelemente klemmend in dem Rahmen gehalten werden; neben einer hohen Stabilität dieser Verbindung ergibt sich außerdem ein sehr guter Wärmeübergang von den PTC-Heizelementen in die Lamellenbänder, wobei die Verbindung schnell und effizient maschinell hergestellt werden kann. From a manufacturing point of view, it is particularly advantageous if the heating module is assembled and held together by means of spring elements, preferably clamps, in particular spring clips, which provide a preload. This results in a contact pressure between the fins and the PTC heating element, which improves the electrical contact and in particular the heat transfer. A particularly efficient and advantageous production of the electric heating module according to the invention is made possible when the lamellae are held by means of the spring elements clamped in the frame; In addition to a high stability of this compound also results in a very good heat transfer from the PTC heating elements in the lamellar bands, the connection can be made quickly and efficiently by machine.
Die Federelemente können aus Metall oder einem anderen geeigneten Federmaterial bestehen. Um eine elektrische Verbindung bzw. einen elektrischen Kurzschluss zwischen den von den Federelementen mechanisch zusammengehaltenen Komponenten zu vermeiden, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Kontakt- bzw. Auflagestellen, an denen die Federelemente an den Komponenten des Heizmoduls aufliegen oder angreifen, elektrisch nichtleitend oder elektrisch isoliert sind, beispiels- weise durch eine Beschichtung. Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Federelemente, die insgesamt oder zumindest im Bereich der Kontakt- bzw. Auflagestellen, an denen sie an den Komponenten des Heizmoduls aufliegen oder angreifen, aus einem elektrisch nichtleitenden Material bestehen oder ganz oder teilweise elektrisch isoliert sind, beispielsweise durch eine Lackierung, Beschichtung oder einen isolierenden Überzug. In anderen Ausführungsformen kann es auch zweckmäßig sein, mittels der Federelemente eine elektrische Verbindung zwischen den von den Federelementen mechanisch zusammengehaltenen Komponenten zu erzielen. In solchen Fällen kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Federelemente einschließlich ihrer Kontakt- bzw. Auflagestellen, an denen die Federelemente an den Komponenten des Heizmoduls aufliegen oder angreifen, elektrisch leitend sind. The spring elements may be made of metal or another suitable spring material. In order to avoid an electrical connection or an electrical short circuit between the components mechanically held together by the spring elements, it may be advantageously provided that the contact or support points on which the spring elements rest or act on the components of the heating module, electrically non-conductive or electrically are isolated, for example wise by a coating. Preference is given to embodiments in which the spring elements which, as a whole or at least in the region of the contact or contact points on which they rest or act on the components of the heating module, consist of an electrically non-conductive material or are completely or partially electrically insulated, for example by a paint, coating or an insulating coating. In other embodiments, it may also be expedient to achieve an electrical connection between the components mechanically held together by the spring elements by means of the spring elements. In such cases, it can advantageously be provided that the spring elements, including their contact or support points, on which the spring elements rest or act on the components of the heating module, are electrically conductive.
Dabei kann gleichzeitig auf einfache Weise die elektrische Kontaktierung der PTC-Heizelemente über deren Metallisierung erfolgen. Die PTC-Heiz- elemente können in dem Heizmodul alle elektrisch parallel verschaltet werden, wenn nur eine Heizstufe gewünscht wird, oder zumindest teilweise separat zugeschaltet werden, wenn zwei oder mehr Heizstufen gewünscht werden. At the same time, the electrical contacting of the PTC heating elements via their metallization can take place in a simple manner. The PTC heating elements can all be electrically connected in parallel in the heating module if only one heating stage is required, or at least partially switched on separately if two or more heating stages are required.
Das erfindungsgemäße Heizmodul wird über ein Federelement-Klemmsystem zusammengehalten, wobei eine gute mechanische Stabilität, eine innige mechanische Verbindung der PTC-Heizelemente zu den Lamellen für eine gute Wärmeübertragung und eine innige elektrische Verbindung der PTC-Heizelemente zu den Lamellen oder zu elektrischen Kontaktelementen erreicht werden können. The heating module according to the invention is held together by a spring element clamping system, wherein a good mechanical stability, an intimate mechanical connection of the PTC heating elements to the fins for good heat transfer and an intimate electrical connection of the PTC heating elements to the fins or electrical contact elements are achieved can.
Während im Betriebsfall bei einer Temperaturänderung die Metallteile des Heizmoduls immer einer thermischen Ausdehnung unterliegen, weisen die anderen Bauteile, beispielsweise ein Rahmen aus Kunststoff oder die PTC- Heizelemente, keine praktisch bedeutsame thermische Ausdehnung auf. Das erfindungsgemäße Federelement-Klemmsystem kann die in dem Heizmodul auftretenden unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen aufnehmen bzw. ausgleichen oder kompensieren und dabei sicherstellen, dass die gute thermische und elektrische Kontaktierung der PTC-Heizele- mente erhalten bleibt. Die Federelemente ermöglichen also, dass sich das von ihnen zusammengehaltene Paket aus Lamellenbändern, Rahmen, PTC-Heizelementen und Lamellenprofilen bei Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen kann und sie sorgen dabei für den Erhalt der thermischen Kontakte. While in operation case with a temperature change, the metal parts of the heating module always subject to thermal expansion, the other components, such as a plastic frame or the PTC heating elements, no practically significant thermal expansion. The spring element clamping system according to the invention can absorb or compensate for or compensate for the different thermal expansions occurring in the heating module and thereby ensure that the good thermal and electrical contacting of the PTC heating elements is maintained. The spring elements thus make it possible for the package of lamellar bands, frames, PTC heating elements and lamellar profiles held together by them to expand and contract as the temperature changes, thereby ensuring that the thermal contacts are maintained.
Die Größe des Heizmoduls und seine thermische Leistung können durch die Anzahl und Größe der PTC-Heizelemente und der Lamellen nahezu beliebig an praktische Erfordernisse angepasst werden. Ein erfindungsgemäßes Heizmodul kann sehr flexibel gestaltet werden, insbesondere wenn die PTC-Heizelemente mittels eines die Bandlamellen umgebenden Rahmens, vorzugsweise aus Kunststoff, zwischen den Bandlamellen und den Profillamellen angeordnet werden. Die elektrische Kontaktierung der PTC- Heizelemente kann über metallische Kontaktbleche erfolgen. The size of the heating module and its thermal performance can be adapted almost to the practical requirements by the number and size of the PTC heating elements and the slats. An inventive heating module can be made very flexible, especially when the PTC heating elements are arranged by means of a surrounding the ribbon slats frame, preferably made of plastic, between the ribbon slats and the profile slats. The electrical contacting of the PTC heating elements can be done via metallic contact plates.
Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass es bei runden Bauarten von Heizmodulen vorteilhaft ist, die Wärmeabfuhr aus dem zentralen Wärmeabgabebereich, in dem die Bandlamellen angeordnet sind, und die Wärmeabfuhr aus dem peripheren Außenbereich, in dem die Profillamellen angeordnet sind, an das Strömungsprofil der durchströmenden Luft anzupassen. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung des Heizmoduls mit einem Axialventilator, der bauartbedingt in seinem radialen Außenbereich einen höheren Luftstrom und eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als im zentralen Bereich aufweist. Die Erfindung ermöglicht es, durch eine entsprechende Gestaltung der Position, Größe, Form, Ausdehnung und Anzahl der dünneren, weniger Wärme leitenden Bandlamellen in dem zentralen Rahmen und der dickeren, mehr Wärme leitenden Profillamellen im Außenbereich eine entsprechende Anpassung der jeweili- gen Wärmeabfuhr aus diesen Bereichen vorzunehmen, um trotz der unterschiedlichen Luftströmungen eine gleichmäßige, symmetrische Temperatur der PTC-Heizelemente zu erzielen. The invention is further based on the finding that it is advantageous for round types of heating modules, the heat dissipation from the central heat dissipation area in which the band lamellae are arranged, and the heat dissipation from the peripheral outer area in which the profiled lamellae are arranged, to the airfoil to adapt to the air flowing through. This is especially true when using the heating module with an axial fan, which has a higher air flow and a higher flow velocity than in the central region in its radial outer region due to the design. By means of a corresponding design of the position, size, shape, extent and number of thinner, less heat-conducting strip lamellae in the central frame and the thicker, more heat-conducting profile lamellae in the outer region, the invention makes it possible to adapt the respective heat dissipation from these areas to achieve despite the different air flows a uniform, symmetrical temperature of the PTC heating elements.
Die Hintereinanderreihung mehrerer Heizmodule, d.h. der Zusammenbau mehrerer Positionierungsrahmen mit PTC-Keramiken und Lamellen aneinander, ermöglicht es, auch bei Verwendung jeweils einstufiger Heizmodule eine insgesamt mehrstufige Heizleistung bereitzustellen. Ferner kann durch die Aneinanderreihung auch bei geringen Platzverhältnissen, d.h. in engen Strömungskanälen, eine hohe Heizleistung bei geringem Druckverlust realisiert werden, wenn mehrere Heizmodule zur Erhöhung der Gesamtleistung hintereinander kaskadiert werden. Dabei können die hintereinander angeordneten Heizmodule auch gemeinsame Bauteile aufweisen, z.B. ein zwei oder mehrere Heizmodule verbindendes, gemeinsames Lamellenprofil. Bei anderen Anwendungen, bei denen es stattdessen auf eine geringe Bautiefe ankommt, beispielsweise in Fahrzeugen, können mehrere PTC-Heizelemente oder Heizmodule statt hintereinander auch übereinander oder nebeneinander angeordnet werden. The series connection of several heating modules, i. the assembly of several positioning frames with PTC ceramics and lamellas to each other, makes it possible to provide a total of multi-stage heating power even when using each one-stage heating modules. Furthermore, by the juxtaposition even in small spaces, i. In narrow flow channels, a high heating capacity with low pressure loss can be realized if several heating modules are cascaded to increase the total power in a row. The heating modules arranged one behind the other can also have common components, e.g. a common lamellar profile connecting two or more heating modules. In other applications, where it depends instead on a small depth, for example in vehicles, several PTC heating elements or heating modules can be arranged one behind the other or next to each other instead of one behind the other.
Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Heizmoduls bestehen in der Montagefreundlichkeit, dem geringen benötigten Einbauraum, der Möglichkeit zum hintereinander Anordnen mehrerer Heizmodule, der einfachen Zerlegbarkeit bei der Entsorgung, der verbesserten, insbesondere symmetrischen Wärmeauskopplung aus den PTC-Heizelementen über die Lamellen an die den Wärmeabgabebereich durchströmende Luft, der Erzielung einer gleichmäßigeren Temperatur der PTC-Heizelemente und damit einhergehend einer höheren Heizleistung, der Anpassbarkeit an inhomogene Luftströmungen, insbesondere bei Verwendung mit einem bevorzugten Axialventilator, und der hohen Wärmeleistung bei geringem Druckverlust. Insgesamt ist das erfindungsgemäße Heizmodul sehr vorteilhaft, flexibel, sicher und kostengünstig. Die Möglichkeit zum einfachen und flexiblen Anpassen und Optimieren seiner elektrischen, thermischen und mechani- sehen Eigenschaften an praktische oder kundenspezifische Anforderungen schafft die Grundvoraussetzung für ein kostengünstig herstellbares Heizmodul. The advantages of a heating module according to the invention consist in the ease of installation, the low installation space required, the possibility of sequentially arranging several heating modules, the simple disassembly during disposal, the improved, in particular symmetrical heat extraction from the PTC heating elements via the slats to the air flowing through the heat dissipation area , Achieving a more uniform temperature of the PTC heating elements and thus a higher heating capacity, the adaptability to inhomogeneous air flows, especially when used with a preferred axial fan, and the high heat output with low pressure drop. Overall, the heating module according to the invention is very advantageous, flexible, safe and inexpensive. The ability to easily and flexibly adapt and optimize its electrical, thermal and mechanical see characteristics of practical or customer-specific requirements creates the basic requirement for an economically producible heating module.
Ein erfindungsgemäßes Heizmodul kann kostengünstig hergestellt werden. Dies gilt sowohl für die einfache Fertigung als auch für die verwendeten Komponenten. Insbesondere ist es möglich, das Heizmodul "symmetrisch" aufzubauen, wobei manche Teile in identischer Form mehrfach in ein Heizmodul eingebaut werden, beispielsweise Lamellenbänder, Lamellenprofile, Rahmenteile, PTC-Heizelemente oder Federelemente. Dadurch benötigt man insgesamt wenige Bauteile für ein Heizmodul und spart Herstellungskosten ein. Zudem kann ein erfindungsgemäßes Heizmodul für die Entsorgung einfach demontiert werden, wobei wiederverwendbare Komponenten, wie beispielsweise die Lamellenbänder oder Lamellenprofile, zur erneuten Verwendung wiedergewonnen können. An inventive heating module can be produced inexpensively. This applies both to the simple production and to the components used. In particular, it is possible to construct the heating module "symmetrically", wherein some parts are installed in an identical form several times in a heating module, for example, slat bands, lamellar profiles, frame parts, PTC heating elements or spring elements. This requires a total of a few components for a heating module and saves manufacturing costs. In addition, a heating module according to the invention for disposal can be easily disassembled, with reusable components, such as the lamellar bands or lamellar profiles, can be recovered for reuse.
Ein weiterer Vorteil erfindungsgemäßer Heizmodule ist, dass sie derart ausgebildet werden können, dass sie die sogenannte Nagelprüfung bestehen. Die Nagelprüfung ist ein Praxistauglichkeitstest für Geräte, bei dem simuliert wird, dass ein Benutzer mit einem Nagel in das zu prüfende Gerät sticht. Dabei darf für ein Bestehen des Tests das geprüfte Gerät nicht beschädigt werden. Another advantage of heating modules according to the invention is that they can be designed such that they pass the so-called nail test. The nail test is a practical test for equipment that simulates a user sticking a nail into the device under test. The tested device must not be damaged in order to pass the test.
Es wird angemerkt, dass beim Ersetzen des PTC-Heizelements oder der PTC-Heizelemente durch ein bzw. mehrere Peltier-Elemente in einem erfindungsgemäßen Heizmodul mit den Merkmalen des beigefügten Hauptanspruchs und/oder in einem Heizmodul mit den Merkmalen eines oder mehrerer Unteransprüche und/oder in einem Heizmodul gemäß der vorliegenden Beschreibung, Ausführungsbeispiele und Zeichnungen bei im Übrigen unverändertem oder im Wesentlichen gleichen Aufbau das erfindungsgemäße Heizmodul zu einem Kühlmodul mit vergleichbaren Vortei- len wird. Der erfindungsgemäße strukturelle Aufbau eines Heizmoduls hat somit weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten als Kühlmodul. It is noted that when replacing the PTC heating element or the PTC heating elements by one or more Peltier elements in a heating module according to the invention with the features of the attached main claim and / or in a heating module with the features of one or more dependent claims and / or in a heating module in accordance with the present description, exemplary embodiments and drawings with an otherwise unchanged or essentially the same design, the heating module according to the invention to a cooling module with comparable advantages len. The structural design of a heating module according to the invention thus has further advantageous applications as a cooling module.
Bevorzugt wird das Peltierelement dabei derart angeordnet bzw. betrieben, dass es die Lamellenbänder im Inneren des Rahmens abkühlt und die Lamellenprofile auf der Außenseite des Rahmens erwärmt. Ein durch die Lamellenbänder geleiteter Luftstrom kann dadurch abgekühlt werden, und die entstehende Abwärme wird über die Lamellenprofile abgeführt, beispielsweise an einen durch die Lamellenprofile geleiteten weiteren Luftstrom oder an weitere externe Bauteile, die in wärmeleitender Verbindung mit den Lamellenprofile stehen. In this case, the Peltier element is preferably arranged or operated in such a way that it cools the lamellar bands in the interior of the frame and heats the lamellar profiles on the outside of the frame. An air stream guided through the lamellar belts can thereby be cooled, and the resulting waste heat is dissipated via the lamellar profiles, for example to a further air stream guided by the lamella profiles or to further external components which are in heat-conducting connection with the lamellar profiles.
Da bei einem erfindungsgemäßen Heizmodul die Lamellen zum Erwärmen des hindurchströmenden Luftstroms dienen und die von den PTC-Heizele- menten erzeugte Wärme von dem Luftstrom abgeführt wird, bei einem entsprechenden Kühlmodul die Lamellen (insbesondere die Bandlamellen) dagegen zum Abkühlen des hindurchströmenden Luftstroms dienen, unterscheidet sich ein entsprechendes Kühlmodul von einem erfindungsgemäßen Heizmoduls dadurch, dass das Kühlmodul eine Wärmeleitung zum Abführen der Abwärme des Peltierelements ermöglicht. Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die dünneren Lamellenbänder zum Abkühlen eines Luftstromes und die dickeren Lamellenprofile zum Abführen der Abwärme dienen, da sich herausgestellt hat, dass die Kühlleistung der Lamellenbänder ausreicht und eine gute Wärmeleitung der Lamellenprofile vorteilhaft ist. Ein Kühlmodul ist insbesondere in der rechteckigen Bauart bevorzugt, da bei dieser im Vergleich zur runden Bauart besonders viel Masse an wärmeleitendem Material und damit besonders viel Wärmetransport- bzw. Kühlleistung im äußeren Bereich, d.h. im Bereich der Lamellenprofile vorgesehen sein kann. Since, in the case of a heating module according to the invention, the lamellae serve to heat the air stream flowing through and the heat generated by the PTC heating elements is dissipated by the air flow, with a corresponding cooling module the lamellas (in particular the strip lamellae) serve to cool the air flow passing through them a corresponding cooling module of a heating module according to the invention characterized in that the cooling module allows heat conduction to dissipate the waste heat of the Peltier element. Preferred embodiments are those in which the thinner lamellae strips for cooling an airflow and the thicker lamellar profiles serve to dissipate the waste heat, since it has been found that the cooling capacity of the lamellar bands is sufficient and good heat conduction of the lamellar profiles is advantageous. A cooling module is particularly preferred in the rectangular design, since in this compared to the round design particularly high mass of thermally conductive material and thus particularly high heat transport or cooling capacity in the outer region, i. may be provided in the region of the lamella profiles.
Bevorzugterweise wird ein erfindungsgemäßes Heizmodul in ein luftdurch- strömbares Gehäuse integriert, d.h. in einem luftdurchströmbaren Gehäu- se befestigt. Dabei kann ferner vorteilhafterweise ein Ventilator am Gehäuse befestigt oder in dieses eingesetzt sein. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Axialventilator. Der Axialventilator ist bevorzugt derart angeordnet, dass sein radial innen liegender Luftstrom die Lamellenbänder und sein radial außen liegender Luftstrom die Lamellenprofile durchströmt. Insbesondere bei der rechteckigen Bauart des Heizmoduls können auch zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Ventilatoren, insbesondere Axialventilatoren, vorgesehen sein, um das Heizmodul zu durchströmen. Ein Ventilator ist, bezogen auf die Strömungsrichtung, vorzugsweise stromaufwärts von dem Heizmodul angeordnet, d.h. auf der Luft- eintrittsseite des Heizmoduls. Das Gehäuse kann im Übrigen zum Einsetzen in einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, oder zum Einsetzen in einen Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromerwärmung eines Fahrzeuges vorgesehen sein. Ein Gehäuse kann beispielsweise aus Polyamid oder glasfaserverstärktem Polyamid gefertigt sein. Preferably, a heating module according to the invention is integrated in an air-flowable housing, ie in an air-permeable housing. se attached. In this case, advantageously, a fan may be attached to the housing or inserted into this. This is preferably an axial fan. The axial fan is preferably arranged such that its radially inner air stream flows through the lamellar belts and its radially outer air flow passes through the lamella profiles. In particular, in the rectangular design of the heating module and two or more juxtaposed fans, in particular axial fans, may be provided to flow through the heating module. A fan is, with respect to the flow direction, preferably arranged upstream of the heating module, ie on the air inlet side of the heating module. Incidentally, the housing can be provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with, if required, switchable air flow heating of a vehicle. A housing can be made for example of polyamide or glass fiber reinforced polyamide.
Ganz besondere Vorteile ergeben sich mit dem elektrischen Heizmodul nach der vorliegenden Erfindung dann, wenn es als Gebläse in einem belüfteten Sitz, insbesondere in einem Fahrzeugsitz, oder in einem Luftkanal verwendet wird, wobei bedarfsweise die durch das PTC-Heizelement und die wärmeleitenden Lamellen ermöglichte Luftstromerwärmung als Sitzheizung, ggf. stufenweise, zugeschaltet werden kann. Very particular advantages are obtained with the electric heating module according to the present invention, when it is used as a fan in a ventilated seat, especially in a vehicle seat, or in an air duct, wherein, if necessary, by the PTC heating element and the heat-conducting fins enabled air flow heating as a seat heater, possibly in stages, can be switched on.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die darin beschriebenen Besonderheiten können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben, auch wenn sie bei anderen Ausführungsformen vorteilhaft eingesetzt werden können. Es zeigen : Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizmoduls, The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the figures. The features described therein may be used alone or in combination with each other to provide preferred embodiments of the invention. Identical or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the various figures and usually described only once, although they can be used advantageously in other embodiments. Show it : 1 shows a perspective view of a first embodiment of a heating module according to the invention,
Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 1,  FIG. 2 shows an exploded perspective view of FIG. 1,
Figur 3 eine radiale Ansicht zu Figur 1,  FIG. 3 shows a radial view to FIG. 1,
Figur 4 einen Schnitt A-A zu Figur 3,  FIG. 4 shows a section A-A to FIG. 3,
Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizmoduls,  5 is a perspective view of a second embodiment of a heating module according to the invention,
Figur 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels,  FIG. 6 is an exploded perspective view of a third embodiment,
Figur 7 eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 6, Figur 8 eine axiale Ansicht zu Figur 7,  7 shows a further perspective exploded view of FIG. 6, FIG. 8 shows an axial view of FIG. 7,
Figur 9 eine axiale Ansicht des Heizmoduls von Figur 5 in einem Gehäuse mit rundem Querschnitt, gesehen von der Lufteintrittsseite, FIG. 9 shows an axial view of the heating module of FIG. 5 in a housing with a round cross section, viewed from the air inlet side,
Figur 10 einen Schnitt A-A zu Figur 9, FIG. 10 shows a section A-A to FIG. 9,
Figur 11 eine axiale Ansicht des Heizmoduls von Figur 5 in einem Luftkanal mit rundem Querschnitt, gesehen von der Luftaustrittsseite,  FIG. 11 shows an axial view of the heating module of FIG. 5 in an air duct with a round cross section, viewed from the air outlet side,
Figur 12 eine radiale Aufsicht zu Figur 11,  FIG. 12 is a radial plan view of FIG. 11,
Figur 13 eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizmoduls,  13 is a perspective view of a fourth embodiment of a heating module according to the invention, FIG.
Figur 14 eine perspektivische Explosionsdarstellung zu Figur 13,  FIG. 14 is an exploded perspective view of FIG. 13;
Figur 15 eine radiale Ansicht zu Figur 13,  FIG. 15 is a radial view of FIG. 13;
Figur 16 einen Schnitt A-A zu Figur 15,  FIG. 16 shows a section A-A to FIG. 15,
Figur 17 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizmoduls,  17 is an exploded perspective view of a fifth embodiment of a heating module according to the invention,
Figur 18 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Heizmoduls von  Figure 18 is an exploded perspective view of the heating module of
Figur 17 mit Gehäuse, Figur 19 eine perspektivische Ansicht des zusammengesetzten Heizmoduls von Figur 17, FIG. 17 with housing, FIG. 19 is a perspective view of the assembled heating module of FIG. 17;
Figur 20 eine Aufsicht zu Figur 18 mit dem Heizmodul in einem Gehäuse mit rechteckigem Querschnitt,  FIG. 20 shows a plan view of FIG. 18 with the heating module in a housing with a rectangular cross section,
Figur 21 einen Schnitt A-A zu Figur 20,  FIG. 21 shows a section A-A to FIG. 20,
Figur 22 eine Seitenansicht des Federbügels von Figur 17,  FIG. 22 is a side view of the spring clip of FIG. 17;
Figur 23 eine erste Abwandlung zu Figur 22 und  FIG. 23 shows a first modification to FIG. 22 and FIG
Figur 24 eine zweite Abwandlung zu Figur 23.  FIG. 24 shows a second modification to FIG. 23.
Das in Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellte elektrische Heizmodul 1 zum elektrischen Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung 2 strömenden Luftstroms 3, insbesondere zum Heizen und Belüften eines Sitzes, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst einen luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich 4 mit darin angeordneten wärmeleitenden Lamellen. Die Lamellen umfassen dabei zwei unterschiedliche Ausführungsformen in Kombination, nämlich drei Lamellenbänder 5, die als nebeneinander angeordnete Lamellenband- Module ausgebildet sind, und zwei feste Lamellenprofile 6. Die Lamellenbänder 5 können beispielsweise mäanderförmig, rechteckförmig, z-förmig oder s-förmig zu Lamellenbandmodulen gefaltet sein, beispielsweise wie in der WO 2009/087106 AI beschrieben. In der Figur 1 ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung einer solchen Lamellenfaltung dargestellt. Die Lamellenbänder 5 sind im zentralen Bereich des Wärmeabgabebereichs 4 innerhalb eines Rahmens 7 angeordnet ist, der quer zur Strömungsrichtung 2 angeordnet ist. Die Lamellenprofile 6 sind im Außenbereich des Wärmeabgabebereichs 4 angeordnet. Insbesondere kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wie dargestellt vorgesehen sein, dass die Lamellenprofile 6 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind, um einen optimierten Aufbau und eine gute Heizleistung des Heizmoduls 1 zu erzielen. Die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 stehen mit einem oder mehreren PTC-Heizelementen, die in Figur 2 zu erkennen sind, in wärmeleitender Verbindung und sind mit diesen und dem Rahmen 7 zu dem Modul 1 zusammengefasst. Die elektrische Kontaktierung der PTC-Heiz- elemente erfolgt mittels Kontaktelementen 8. Die Einzelteile des Heizmoduls 1 werden mit Federelementen 9 zusammengehalten, welche die Lamellenbänder 5, die Lamellenprofile 6 und die PTC-Heizelemente zusammendrücken. The electrical heating module 1 shown in Figure 1 in a perspective view for electrically heating a flowing in a flow direction 2 air flow 3, in particular for heating and ventilating a seat, according to a first embodiment of the present invention comprises an air-through heat transfer area 4 with therein heat-conducting fins. The lamellae comprise two different embodiments in combination, namely three lamellae bands 5, which are formed as lamellar band modules arranged side by side, and two fixed lamellar profiles 6. The lamellae bands 5 can be folded, for example meandering, rectangular, z-shaped or s-shaped into lamellar band modules be, for example, as described in WO 2009/087106 AI. 1 shows a particularly advantageous development of such a lamellar folding is shown. The lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat dissipation region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2. The lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat dissipation region 4. In particular, according to a further advantageous feature, as shown, it may be provided that the lamellar profiles 6 are arranged outside the frame 7 in order to achieve an optimized construction and a good heating power of the heating module 1. The lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in heat-conducting connection with one or more PTC heating elements, which can be seen in FIG. 2, and are combined with these and the frame 7 to form the module 1. The electrical contacting of the PTC heating elements by means of contact elements 8. The individual parts of the heating module 1 are held together with spring elements 9, which compress the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements.
Aus strömungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 axial stromauf oder stromab zu dem Luftstrom 3 weisen. Im Unterschied zu Heizmodulen der runden Bauart nach dem Stand der Technik ist es ferner vorteilhaft, wenn wie in Figur 1 dargestellt die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 in dem Heizmodul 1 nicht in radialer Richtung (quer zu Strömungsrichtung 2), sondern als Sehne oder Sekante in dem Wärmeabgabebereich 4 verlaufen. Dies bedeutet, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 nicht in radialer Richtung, bezogen auf einen Mittelpunkt des Wärmeabgabebereichs 4, sondern gewissermaßen quer in dem Wärmeabgabebereich 4 verlaufen. Hierdurch können die Lamellen, insbesondere die Lamellenbänder 5 mit hoher Genauigkeit an vorgegebenen Stellen angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in den Lamellenbändern 5 und/ oder den Lamellenprofilen 6 Luftdurchtrittsöffnungen mit rechteckigen und zumindest bereichsweise gleichmäßig gleichen Querschnitten realisiert werden können, was sowohl für einen geringen Luftwiderstand des Heizmoduls 1 als für eine hohe Wärmeleistung vorteilhaft ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann dabei wie dargestellt zur Vermeidung von Verwirbelungen vorgesehen sein, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 jeweils zueinander parallel sind, vorzugsweise dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und der Lamellenprofile 6 zueinander parallel sind. For flow reasons, it is advantageous if the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. In contrast to heating modules of the round design according to the prior art, it is also advantageous if, as shown in Figure 1, the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 in the heating module 1 not in the radial direction (transverse to the flow direction 2), but as a chord or secant in the heat delivery area 4. This means that the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 do not extend in the radial direction, relative to a center of the heat-dissipating area 4, but to a certain extent transversely in the heat-dissipating area 4. As a result, the slats, in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations. Another advantage is that in the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passages can be realized with rectangular and at least partially uniformly equal cross-sections, which is advantageous for both a low air resistance of the heating module 1 as for a high heat output. In a further advantageous embodiment can be provided as shown to avoid turbulence that the narrow sides of the lamella bands 5 and / or the lamellar profiles 6 each parallel to each other are, preferably that the narrow sides of the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to each other.
Umlenkungen und Verwirbelungen im Luftstrom 3, die sich druckerhöhend auswirken, werden ferner nach einem anderen vorteilhaften dargestellten Merkmal vermieden, wenn die (sich in axialer Richtung, d.h. in Strömungsrichtung 2 erstreckenden) Breitseiten der Lamellenbänder 5 und/ oder der Lamellenprofile 6 nicht gegen die axiale Richtung und somit nicht gegen die direkte Luftströmungsrichtung 2 gekippt oder verdreht sind, sondern axial in dem Heizmodul 1 verlaufen. Deflections and turbulence in the air stream 3, which increase pressure, are also avoided according to another advantageous feature shown, when the (in the axial direction, ie extending in the direction of flow 2) broad sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 not against the axial Direction and thus are not tilted or twisted against the direct air flow direction 2, but extend axially in the heating module 1.
Ein einfacher Aufbau des Heizmoduls 1 ergibt sich, wenn es mehrere jeweils zu einem Lamellenband-Modul zusammengefasste Lamellenbänder 5 aufweist und die Lamellenband-Module in dem Rahmen 7 mit ihren Längsseiten, die in einer Ebene quer und axial zur Strömungsrichtung 2 verlaufen, nebeneinander liegend und/oder mit diesen Längsseiten jeweils untereinander in thermischer Verbindung stehend angeordnet sind. Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel weist drei solche Lamellenband- Module auf. A simple construction of the heating module 1 results when it has a plurality of each combined to a slat band module slats bands 5 and the slat band modules in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane, juxtaposed and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other. The embodiment shown in Figure 1 has three such slat band modules.
Der Rahmen 7 kann prinzipiell jede beliebige Form haben, beispielsweise rund, eckig oder vieleckig. Zur Vereinfachung der Fertigung und Montage ist es bevorzugt, wenn der Rahmen 7 eine rechteckige Form hat. Eine nahezu maximal große Fläche des von dem Rahmen 7 abgedeckten Wärmeabgabebereichs 4 wird erzielt, wenn wie in Figur 1 dargestellt der Rahmen 7 rechteckig ist und die Ecken des Rechtecks dicht an der Außenkontur des Heizmoduls 1 angeordnet sind. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs 4 ringförmig, d.h. im Wesentlichen rund, kreisrund, elliptisch oder stadion- förmig ausgebildet. Rippen des Lamellenprofils 6 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in ihrem Außenbereich paarweise geschlossen, sodass sich hier eine besonders hohe Stabilität der Rippen ergibt. Diese Ausführungsform ist beispielsweise bevorzugt, wenn das Heizmodul 1 in ein Gehäuse oder einen Strömungskanal mit konstantem, d.h. sich im Bereich des Heizmoduls 1 nicht in Strömungsrichtung 2 verjüngendem oder verbreiterndem Querschnitt eingesetzt wird, d.h. bei der runden Bauart beispielsweise in ein zylindrisches Gehäuse bzw. in einen zylindrischen Strömungskanal. Zum Führen des Heizmoduls 1 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) können beispielsweise auf der Außenseite des Lamellenprofils 6 ein oder mehrere Stege (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die in entsprechende Führungsnuten in dem Gehäuse eingreifen, oder das Gehäuse weist an seiner Innenseite ein oder mehrere Stege auf, die zwischen die Rippen eingreifen, die somit zugehörige Führungsnuten bilden. The frame 7 can in principle have any shape, for example, round, square or polygonal. To simplify the manufacture and assembly, it is preferred if the frame 7 has a rectangular shape. An almost maximum area of the area covered by the frame 7 heat dissipation area 4 is achieved if, as shown in Figure 1, the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the heating module 1. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the outer contour of the heat-dissipating area 4 is annular, ie essentially round, circular, elliptical or stadium-shaped. Ribs of the lamellar profile 6 are closed in pairs in the embodiment of Figure 1 in its outer region, so that here results in a particularly high stability of the ribs. This embodiment is preferred, for example, when the heating module 1 is inserted into a housing or a flow channel with a constant cross section, ie, not tapering or broadening in the flow direction 2 in the area of the heating module 1, ie in a cylindrical housing, for example in a cylindrical housing a cylindrical flow channel. For guiding the heating module 1 in a housing (not shown), one or more webs (not shown), for example, may be provided on the outside of the lamella profile 6, which engage in corresponding guide grooves in the housing, or the housing has one or more on its inside Webs which engage between the ribs, thus forming associated guide grooves.
Die Figur 2 zeigt in einer perspektivischen, gegenüber der Darstellung in Figur 1 um 180 Grad gedrehten Explosionsdarstellung des Heizmoduls 1 weitere vorteilhafte Merkmale des Heizmoduls 1 von Figur 1. Man erkennt hier gut, dass das Heizmodul 1 zwei Lamellenprofile 6 aufweist, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Hierdurch ist eine Wärmezufuhr zu den Lamellenbändern 5 des Kerns von zwei Seiten des Rahmens 7 möglich. Ferner sind gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal die Lamellenbänder 5 im Innern des Rahmens 7 und die Lamellenprofile 6 auf der Außenseite des Rahmens 6 angeordnet. FIG. 2 shows, in a perspective exploded view of the heating module 1 rotated by 180 degrees relative to the illustration in FIG. 1, further advantageous features of the heating module 1 of FIG. 1. It can be seen well here that the heating module 1 has two lamella profiles 6, each on opposite sides Pages of the frame 7 outside the frame 7 are arranged. As a result, a heat supply to the lamella bands 5 of the core from two sides of the frame 7 is possible. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar bands 5 are arranged in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 on the outside of the frame 6.
Der Rahmen 7 besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Kunststoff. Zur Verbesserung der Wärmeleitung zwischen den PTC-Heizelementen 10, den Lamellenbändern 5 und den Lamellenprofilen 6 wird der Rahmen 7 bevorzugt aus einem elektrisch nicht leitenden, aber wärmeleitfähigen Kunststoff gefertigt. Derartige Kunststoffe sind beispielsweise bei Lati Industria Termoplastici S.p.A., Vedano Olona/Italien erhältlich. Dazu gehören beispielsweise Typen mit elektrisch leitfähiger Einstellung auf Basis von Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyamid 6 (PA6) und Polyurethan (PUR) sowie elektrisch isolierend eingestellte Compounds (Basiskunststoffe PP und PA12). Mit Hilfe spezieller Füllstoffe, beispielsweise mit bis zu 70 Gewichtsprozent Grafit, erreichen die Kunststoffe eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 15 W/m-K und eignen sich daher für wärmeleitende Anwendungen, bei denen bisher üblicherweise Metalle wie Aluminium zum Einsatz kamen. Auch die Lamellen, insbesondere die Lamellenprofile 6, können prinzipiell aus solchen wärmeleitenden Kunststoffen gefertigt werden. Der Rahmen 7 kann aber beispielsweise auch aus einem gebräuchlichen Polyamid (PA, z.B. PA6) oder glasfaserverstärkten Polyamid (z.B. PA6-GF25) hergestellt werden. The frame 7 is made of an electrically non-conductive material, such as plastic. To improve the heat conduction between the PTC heating elements 10, the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6, the frame 7 is preferably made of an electrically non-conductive, but thermally conductive plastic. Such plastics are for example at Lati Industria Termoplastici SpA, Vedano Olona / Italy available. These include, for example, types with an electrically conductive adjustment based on polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide 6 (PA6) and polyurethane (PUR) as well as electrically insulating compounds (basic plastics PP and PA12). With the help of special fillers, for example, up to 70 percent by weight of graphite, the plastics reach a thermal conductivity of up to 15 W / mK and are therefore suitable for heat-conducting applications in which metals such as aluminum were usually used. The lamellae, in particular the lamellar profiles 6, can in principle be manufactured from such heat-conducting plastics. However, the frame 7 can also be made, for example, from a conventional polyamide (PA, eg PA6) or glass-fiber-reinforced polyamide (eg PA6-GF25).
Die PTC-Heizelemente 10 sind in dem Rahmen 7 angeordnet, d.h. in Öffnungen 11 in den Rahmen 7 eingesetzt, und stehen sowohl mit den im Innern des Rahmens 7 angeordneten Lamellenbändern 5 als auch mit den auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordneten Lamellenprofilen 6 in wärmeleitender Verbindung. Dadurch kann die von dem PTC-HeizelementThe PTC heating elements 10 are arranged in the frame 7, i. used in openings 11 in the frame 7, and are both with the arranged inside the frame 7 slat bands 5 and arranged on the outside of the frame 7 fin profiles 6 in heat-conducting connection. This allows the PTC heating element
10 bei Stromfluss erzeugte Wärme an die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 abgegeben werden. Der Rahmen 7 nimmt sozusagen die PTC-Heizelemente 10 in einer Trennebene auf, die von dem Rahmen 7 zwischen den Lamellenbändern 5 und den Lamellenprofilen 6 gebildet wird. 10 generated at current flow heat to the lamella bands 5 and the lamellar profiles 6 are delivered. The frame 7 accommodates, as it were, the PTC heating elements 10 in a parting plane, which is formed by the frame 7 between the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6.
Der Rahmen 7 bildet vorzugsweise in und entgegen der axialen Strömungsrichtung 2 einen Überstand über die darin eingesetzten PTC-Heizelemente 10. Dadurch werden die PTC-Heizelemente 10 in den ÖffnungenThe frame 7 preferably forms a supernatant in and against the axial flow direction 2 via the PTC heating elements 10 inserted therein. This causes the PTC heating elements 10 in the openings
11 des Rahmens 7 auch in axialer Richtung des Heizmoduls 1 geführt, insbesondere wenn der Rahmen 7 aus einem festen Material wie Kunststoff, Polypropylen oder Styropor-(EPP)-extrudiert (expandiertes Polypropylen) gebildet ist. Polypropylen bzw. Styropor, insbesondere Styropor- (EPP)-extrudiert, d.h. expandiertes Polypropylen (EPP), kann Vorzugs- weise als Formteil hergestellt werden. Es handelt sich hierbei um einen Partikelschaumstoff auf Polypropylen-Basis. Die Verarbeitung im sogenannten Formteilprozess findet in speziellen Formteilautomaten statt. EPP gewinnt zunehmend auch außerhalb seiner anfänglichen Einsatzgebiete (Automobil und hochwertige Mehrwegverpackung) an Bedeutung. Es hat eine gute Festigkeit, eine gleichmäßige Struktur bei geringer Wärmeleitfähigkeit, eine glatte Oberfläche, ist gut verarbeitet und bearbeitbar, eine hohe Temperaturbeständigkeit (bis ca. 200 °C), ein geringes Gewicht und gute thermische und akustische Isolationseigenschaften. 11 of the frame 7 also guided in the axial direction of the heating module 1, in particular when the frame 7 of a solid material such as plastic, polypropylene or polystyrene (EPP) -extruded (expanded polypropylene) is formed. Polypropylene or polystyrene, especially polystyrene (EPP) -extruded, ie expanded polypropylene (EPP), can preferably be prepared as a molded part. It is a particle foam based on polypropylene. Processing in the so-called molding process takes place in special molding machines. EPP is increasingly gaining importance outside of its initial application areas (automotive and high-quality returnable packaging). It has a good strength, a uniform structure with low thermal conductivity, a smooth surface, is well processed and machinable, a high temperature resistance (up to 200 ° C), a low weight and good thermal and acoustic insulation properties.
Der Rahmen 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt, wobei beide Rahmenhälften jeweils u-förmig ausgebildet sind. Die PTC- Heizelemente 10 sind vorzugsweise in den U-Rücken 12 der Rahmenhälften angebracht. Die U-Schenkel 13 der Rahmenhälften weisen aufeinander zu und sind gegeneinander verschiebbar, um thermische Ausdehnungen ausgleichen zu können. Sie werden dabei durch die Innenseiten der Lamellenprofile 6 geführt. Eine solche Ausführungsform ist bei runden Strömungsquerschnitten bevorzugt. Diese Verschiebbarkeit der Rahmenhälften ist jedoch nicht in allen Ausführungsformen erforderlich, insbesondere wenn der Rahmen 7 aus einem verformbaren Material besteht. Die sich gegenüberliegenden Enden der Rahmenteile können auch miteinander verbunden werden, beispielsweise durch eine Schwalbenschwanzführung, bei der ein Nocken eines Endes in eine entsprechende Nut des gegenüberliegenden Endes eingreift. Eine solche Ausführungsform kann bei runden Strömungsquerschnitten bevorzugt sein. The frame 7 is divided into two parts in this embodiment, wherein both frame halves are each U-shaped. The PTC heating elements 10 are preferably mounted in the U-back 12 of the frame halves. The U-legs 13 of the frame halves face each other and are mutually displaceable to compensate for thermal expansion can. They are guided through the insides of the lamellar profiles 6. Such an embodiment is preferred for round flow cross sections. However, this displaceability of the frame halves is not required in all embodiments, especially when the frame 7 is made of a deformable material. The opposite ends of the frame members may also be interconnected, for example, by a dovetail guide, in which a cam of one end engages a corresponding groove of the opposite end. Such an embodiment may be preferred for round flow cross sections.
Die zwei Lamellenprofile 6 sind in Form eines Bogens, d.h. bogenartig, bogenförmig oder in etwa bogenförmig ausgebildet auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordnet. Sie sind mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens 7 und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs 4 angepasst, um den vorhandenen Platz optimal ausnutzen zu können. Die Lamellenprofile 6 sind hier an der dem Rahmen 7 zugewandten Innenseite mit rechteckigen Innenecken ausgebildet. Alternativ können die Lamellenprofile 6 an der dem Rahmen 7 zugewandten Innenseite an ihren dem Rahmen 7 zugewandten Innenseite gerundete Innenecken aufweisen, die die Lamellenprofile 6 stabil und spannungsfrei machen. In diesem Fall kann der Rahmen 7 vorteilhafterweise zu den gerundeten Innenecken der Lamellenprofile 6 korrespondierende gerundete Außenecken aufweisen. The two lamellar profiles 6 are in the form of an arc, ie arc-shaped, arc-shaped or approximately arc-shaped on the outside of the frame 7 is arranged. They are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat dissipation region 4 in order to make optimum use of the available space can. The lamellar profiles 6 are here on the frame 7 facing inside formed with rectangular inner corners. Alternatively, the lamellar profiles 6 on the inner side facing the frame 7 on their inner side facing the frame 7 have rounded inner corners, which make the lamellar profiles 6 stable and stress-free. In this case, the frame 7 may advantageously have the rounded inner corners of the lamellar profiles 6 corresponding rounded outer corners.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich innerhalb des Rahmens 7 drei Lamellenbänder 5, die jeweils zu einem Lamellenband- Modul zusammengefasst sind, die parallel nebeneinander liegen. Zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes sind Ausführungsformen bevorzugt, bei denen der von dem Rahmen 7 umschlossene zentrale Bereich des Wärmeabgabebereichs 4 vollständig oder nahezu vollständig mit Lamellenbändern 5 ausgefüllt ist. Die Höhe der Lamellenbänder 5 wird aus fertigungstechnischen Gründen oder wegen der Stabilität der Lamellenbänder 5 in der Regel kleiner als etwa 15 mm sein. Daher sind in dem Rahmen 7 mehrere Lamellenbänder 5 nebeneinander angeordnet, um eng an den PTC-Heizelementen 10 anliegend den Raum zwischen den PTC-Heizelementen 10 im Rahmen 7 zu überbrücken bzw. auszufüllen. Ferner ist in jeweils einem der U-Rücken 12 ein PTC-Heizelement 10 angeordnet (siehe auch Figur 4). Dabei kann, wie in Figur 4 dargestellt ist, jeweils zwischen einem PTC-Heizelement 10 und dem daran angrenzenden Lamellenband 5 bzw. Lamellenband-Modul noch ein sogenanntes Auflageelement 14 angeordnet sein, das elektrisch und thermisch leitend ist, d.h. vorzugsweise aus Metall besteht, und insbesondere der mechanischen Anpassung und der Verteilung von Kräften dient. In the illustrated embodiment are located within the frame 7, three lamellae bands 5, which are each combined to form a lamellar ribbon module, which are parallel to each other. For optimum utilization of the available space, embodiments are preferred in which the central area of the heat-dissipating area 4 enclosed by the frame 7 is completely or almost completely filled with lamellar bands 5. The height of the lamella bands 5 will be less than about 15 mm for manufacturing reasons or because of the stability of the lamella bands 5 usually. Therefore, in the frame 7 a plurality of lamellar bands 5 are arranged side by side to closely adjacent to the PTC heating elements 10, the space between the PTC heating elements 10 in the frame 7 to bridge or fill. Further, in each one of the U-back 12, a PTC heating element 10 is arranged (see also Figure 4). In this case, as shown in Figure 4, in each case between a PTC heating element 10 and the adjacent slat band 5 or lamellar band module, a so-called support element 14 is arranged, which is electrically and thermally conductive, i. preferably made of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of forces is used.
Anstelle eines Auflageelements 14 oder zusätzlich zu einem Auflageelement 14 kann auch eine Ausgleichsschicht wie eine Wärmeleitpaste oder eine Folie zwischen den jeweiligen Wärmekontaktflächen verwendet. Damit können auch unterschiedliche Temperaturen auf den Kontaktflä- chen des PTC-Heizelements 10 verhindert werden. Nach einem vorteilhaften Merkmal wird daher vorgeschlagen, dass auf mindestens einer Seite eines PTC-Heizelements 10 eine wärmeleitende Ausgleichsschicht angeordnet ist, insbesondere ein wärmeleitendes Wachs, ein wärmeleitendes Phase-Change Wachs, eine wärmeleitende Folie, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, eine wärmeleitende Klebefolie oder eine wärmeleitende Phase-Change Folie. Eine solche Ausgleichsschicht kann den Wärmekontakt verbessern und einen Oberflächenausgleich herbeiführen. Instead of a support element 14 or in addition to a support element 14 and a compensation layer such as a thermal compound or a film between the respective thermal contact surfaces may be used. This also allows different temperatures on the contact surface. chen of the PTC heating element 10 can be prevented. According to an advantageous feature, it is therefore proposed that a thermally conductive leveling layer is arranged on at least one side of a PTC heating element 10, in particular a thermally conductive wax, a heat-conductive phase-change wax, a heat-conducting film, in particular copper or aluminum, a heat-conductive adhesive film or a thermally conductive phase-change foil. Such a leveling layer can improve the thermal contact and bring about a surface compensation.
Besonders geeignet hierfür sind sogenannte Phase-Change- oder phasenwechselnde Interface-Materialien. Diese zeichnen sich allgemein durch den Phasenwechsel des Materials vom festen Aggregatzustand in den weichen Zustand ab einer bestimmten Temperatur, der sogenannten Phase- Change Temperatur, aus. Dadurch, dass Phase-Change-Materialien bei der ersten Überschreitung der Phase-Change Temperatur weich werden, werden bereits bei diesem Vorgang Lufteinschlüsse aus den Mikroporen an den Kontaktflächen ausgetrieben und die Oberfläche wird vollständig und aktiv vom Phase-Change Material benetzt. Durch Druck und Weichwerden des Materials wird die Schichtdicke sehr klein. Als Ergebnis dieser Vorgänge wird der thermische Kontaktwiderstand minimal. Der thermische Kontakt und somit der thermische Gesamtübergangswiderstand bleiben dauerhaft über alle Temperaturzyklen sehr klein, auch wenn die Temperatur wieder unter die Phase-Change Temperatur sinkt. Especially suitable for this are so-called phase-change or phase-changing interface materials. These are generally characterized by the phase change of the material from the solid state to the soft state above a certain temperature, the so-called phase-change temperature. By softening phase-change materials when the phase-change temperature is exceeded for the first time, air pockets are already driven out of the micropores at the contact surfaces and the surface is completely and actively wetted by the phase-change material. By pressure and softening of the material, the layer thickness is very small. As a result of these processes, the thermal contact resistance becomes minimal. The thermal contact and thus the total thermal contact resistance remain permanently very low over all temperature cycles, even if the temperature drops below the phase change temperature again.
Die Dimensionierung und Anzahl der PTC-Heizelemente eines erfindungsgemäßen Heizmoduls sowie ihre Betriebsparameter und Betriebsart können je nach dem gewünschten Anwendungsfall in üblicher Weise unter Berücksichtigung der Gesamtwärmeleistung ausgewählt werden. Ferner können bei der Auslegung des Heizmoduls übliche Qualitätsfaktoren von PTC-Heizelementen wie thermische Zyklenfestigkeit, Lebensdauer, maximal zulässige Temperatur, Einhaltung möglichst geringer Maßtoleranzen, Oberflächengüte (Ebenheit, Parallelität, Welligkeit, Rauigkeit) der thermi- sehen Kontaktoberflächen, mechanisch spannungsfreier Aufbau und Korrosionsschutz (Coating und/oder Sealing) berücksichtigt werden. Wenn mehrere PTC-Heizelemente in einem Heizmodul angeordnet sind, können diese gleich oder unterschiedlich ausgelegt sowie gleich oder unterschiedlich elektrisch belastet werden, um eine gewünschte Heizleistung, Temperatur oder Temperaturverteilung zu erzielen. The dimensioning and number of PTC heating elements of a heating module according to the invention and their operating parameters and operating mode can be selected depending on the desired application in a conventional manner, taking into account the total heat output. Furthermore, in the design of the heating module, typical quality factors of PTC heating elements such as thermal cycle stability, service life, maximum permissible temperature, compliance with the smallest possible dimensional tolerances, surface quality (flatness, parallelism, waviness, roughness) of the thermal see contact surfaces, mechanically stress-free structure and corrosion protection (coating and / or sealing) are taken into account. If several PTC heating elements are arranged in a heating module, they can be designed the same or different and can be electrically or differently charged in order to achieve a desired heating power, temperature or temperature distribution.
Ferner sind unterschiedliche Klemmkräfte an den verschiedenen Stellen der Kontaktflächen des PTC-Heizelements 10 zu vermeiden, weil diese eine mechanische oder thermische Zerstörung des PTC-Heizelements 10 zur Folge haben können. Diese kann einerseits ebenfalls durch eine solche Ausgleichsschicht erzielt werden, bei einem erfindungsgemäßen Heizmodul 1 wird aber bereits durch die Federelemente eine gleichmäßige Klemmkraft bereitgestellt. Furthermore, different clamping forces at the various points of the contact surfaces of the PTC heating element 10 are to be avoided, because they may have a mechanical or thermal destruction of the PTC heating element 10 result. On the one hand, this can likewise be achieved by means of such a compensating layer, but in the case of a heating module 1 according to the invention a uniform clamping force is already provided by the spring elements.
Zum gemeinsamen elektrischen Kontaktieren der zwei PTC-Heizelemente 10 würden die zwei jeweils auf der Außenseite eines PTC-Heizelements 10, d.h. auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordneten Kontaktelemente 8 ausreichen, die elektrisch und thermisch leitend sind, d.h. vorzugsweise aus Metall bestehen. In diesem Fall würde sich ein Heizmodul 1 mit zwei gemeinsam betreibbaren PTC-Heizelementen 10, d.h. mit einer Heizstufe ergeben. Wenn wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt zwischen zwei Lamellenbänder 5 bzw. Lamellenband-Modulen, d.h. innerhalb des Rahmens 7 ein weiteres Kontaktelement 8 angeordnet wird, können die zwei PTC-Heizelemente 10 getrennt voneinander mit Strom versorgt werden, sodass sich ein Heizmodul mit mehreren Heizstufen ergibt. For common electrical contacting of the two PTC heating elements 10, the two would each be on the outside of a PTC heating element 10, i. on the outside of the frame 7 arranged contact elements 8 are sufficient, which are electrically and thermally conductive, i. preferably made of metal. In this case, a heating module 1 would have two commonly operable PTC heating elements 10, i. with a heating level. If, as shown in the embodiment, between two lamellar belts 5 or lamella belt modules, i. within the frame 7, a further contact element 8 is arranged, the two PTC heating elements 10 can be supplied separately from each other with power, so that there is a heating module with multiple heating stages.
Bei einem erfindungsgemäßen Heizmodul 1 können die thermischen Ausdehnungen durch eine Verschiebbarkeit von Lamellenbändern 5, Rahmen 7 und Lamellenprofilen 6 kompensiert und ausgeglichen werden, wobei sowohl der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den PTC-Heizelementen 10 und den Lamellenbändern 5 und der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den PTC-Heizelementen 10 und den Lamellenprofilen 6 als auch die gute elektrische Kontaktierung der PTC-Heizelemente 10 erhalten bleibt. Hierzu weist das erfindungsgemäße Heizmodul 1 Federelemente 9 auf, die zum Zusammendrücken der Lamellenbänder 5 bzw. Lamellenband-Module, der Lamellenprofile 6 und der PTC-Heizelemente 10 ausgebildet sind. In a heating module 1 according to the invention, the thermal expansions can be compensated and compensated by a displaceability of lamellar bands 5, frame 7 and lamellar profiles 6, wherein both the intimate heat-conducting contact between the PTC heating elements 10 and the lamella bands 5 and the intimate heat-conducting contact between the PTC heating elements 10 and the lamellar profiles 6 as well as the good electrical contact of the PTC heating elements 10 is maintained. For this purpose, the heating module according to the invention 1 on spring elements 9, which are designed for compressing the lamella bands 5 and lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements 10.
Gemäß einem bevorzugten weiteren Merkmal ist dabei wie in Figur 2 dargestellt vorgesehen, dass die Federelemente 9 in die Lamellenprofile 6 eingreifen und diese unter Vorspannung belastet zusammendrücken, wobei die von den Federelementen 9 zusammengedrückten Lamellenprofile 6 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Hierdurch ist der Aufbau leicht zu herzustellen und im Falle der Entsorgung wieder leicht zu demontieren, und es werden in einfacher und zuverlässiger Weise mit wenigen FederelementenAccording to a preferred further feature, it is provided, as shown in FIG. 2, that the spring elements 9 engage in the lamellar profiles 6 and compress them under prestress, the lamellar profiles 6 compressed by the spring elements 9 in each case on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7 are arranged. As a result, the structure is easy to manufacture and in the case of disposal again easy to disassemble, and it will be in a simple and reliable way with few spring elements
9 die erforderlichen Bauteile, einschließlich Lamellenbänder 5, Rahmen 7, Lamellenprofile 6, PTC-Heizelemente 10, Auflageelemente 14 und Kontaktelemente 8 federbelastet beweglich zusammengehalten. Wenn die Federelemente 9 statt an den Lamellenprofilen 6 beispielsweise an dem Rahmen 7 angreifen, sind zusätzliche Federelemente erforderlich, um auch die anderen Komponenten in dem Heizmodul 1 zusammenzuhalten, wodurch sich ein höherer Fertigungsaufwand ergibt. Die Wirkungsklemmrichtung der Federelemente 9 ist dabei vorteilhafterweise entgegen der thermischen Ausdehnungsrichtung der Komponenten des Heizmoduls 1 und entgegengesetzt zur Verschiebe- bzw. Führungsrichtung, die die Komponenten des Heizmoduls 1 bei thermischer Ausdehnung in dem Heizmodul 1 haben. 9, the required components, including lamellae bands 5, frame 7, lamellar profiles 6, PTC heating elements 10, support elements 14 and contact elements 8 spring-loaded held together movable. If the spring elements 9 act on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, for example, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the heating module 1, which results in a higher manufacturing outlay. The action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the heating module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the heating module 1 in thermal expansion in the heating module 1.
Insbesondere bei runden Strömungsquerschnitten, d.h. bei HeizmodulenEspecially with round flow cross sections, i. for heating modules
10 der runden Bauart, werden die Federelemente 9 wie in Figur 2 dargestellt quer zur Strömungsrichtung 2 versetzt neben dem Rahmen 7 angeordnet. Dabei werden die Federelemente 9 wie in Figur 2 dargestellt bevorzugt als Federbügel oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial ausgebildet und greifen an sich gegenüberliegenden Enden der Lamellenprofile 6 an. 10 of the round design, the spring elements 9 as shown in Figure 2 are arranged transversely to the flow direction 2 offset from the frame 7. In this case, the spring elements 9 as shown in Figure 2 preferably formed as a spring clip or spring clip made of a flat spring material and engage at opposite ends of the lamellar profiles 6 at.
Ein besonders vorteilhaftes Merkmal kann, insbesondere bei ringförmiger bzw. runder Außenkontur des Wärmeabgabebereichs 4, wie in Figur 2 dargestellt darin bestehen, dass die PTC-Heizelemente 10 nicht im Kern oder Strömungszentrum des Wärmeabgabebereichs 4 angeordnet, sondern quer zur Strömungsrichtung 2 nach außen versetzt sind, nämlich in Figur 2 in die U-Rücken 12. Hierdurch wird eine optimale beidseitige Luft- umströmung der PTC-Heizelemente 10 ermöglicht, nämlich sowohl auf ihrer den Lamellenbändern 5 zugewandten Seite als auch auf der dem jeweils angrenzenden Lamellenprofil 6 zugewandten Seite. Ferner kann hierdurch eine symmetrische Wärmeabfuhr aus den PTC-Heizelementen 10 in die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 realisiert werden, was insbesondere bei der Verwendung des Heizmoduls 1 mit einem Axiallüfter zweckmäßig ist. A particularly advantageous feature, in particular in the case of an annular or round outer contour of the heat-dissipating area 4, as shown in FIG. 2, is that the PTC heating elements 10 are not arranged in the core or flow center of the heat-dissipating area 4, but are offset transversely to the flow direction 2 to the outside 2, into the U-backs 12. This enables optimum air flow around the PTC heating elements 10 on both sides, namely on their side facing the lamellar bands 5 as well as on the side facing the respectively adjacent lamella profile 6. Furthermore, a symmetrical heat dissipation from the PTC heating elements 10 into the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 can thereby be realized, which is expedient in particular when using the heating module 1 with an axial fan.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal kann darin bestehen, dass das PTC- Heizelement 10 quaderförmig ausgebildet und derart in dem Heizmodul 1 angeordnet ist, dass sich seine Längsseite quer zur Strömungsrichtung 2 erstreckt. Dadurch liegt das PTC-Heizelement 10 parallel zu den Lamellenbändern 5 und den U-Rücken 12 des Rahmens 7 und die Schmalseiten der Wärmekontaktflächen des PTC-Heizelements 10 liegen axial in Strömungsrichtung 2. Daraus resultiert eine sehr geringe Bautiefe des Heizmoduls 1 in seiner axialen Strömungsrichtung 2, was sehr vorteilhaft für die Anwendung bei beengten Platzverhältnissen ist. A further advantageous feature may be that the PTC heating element 10 is cuboid-shaped and arranged in the heating module 1 such that its longitudinal side extends transversely to the flow direction 2. As a result, the PTC heating element 10 is parallel to the lamellar bands 5 and the U-back 12 of the frame 7 and the narrow sides of the thermal contact surfaces of the PTC heating element 10 are axially in the flow direction 2. This results in a very small depth of the heating module 1 in its axial flow direction 2, which is very advantageous for use in confined spaces.
In den Figuren 1 bis 3 ist gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal zu erkennen, dass das Heizmodul 1 PTC-Heizelemente 10 umfasst, die in zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 angeordnet sind. Hieraus resultiert ein symmetrischer Aufbau des Heizmoduls 1, der in Bezug auf die Wärmableitung über die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 und der paarweisen Verwendung gleicher Bauteile in dem Heizmodul 1 vorteilhaft ist. It can be seen in FIGS. 1 to 3 according to a further advantageous feature that the heating module 1 comprises PTC heating elements 10 which are arranged in two opposite sides of the frame 7. This results in a symmetrical structure of the heating module 1, with respect to the heat dissipation over the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 and the pairwise use of the same components in the heating module 1 is advantageous.
Die Figur 3 zeigt eine radiale Ansicht zu Figur 1 und die Figur 4 einen Schnitt A-A zu Figur 3, die weitere Details des Heizmoduls 1 von Figur 1 und 2 erkennen lassen. FIG. 3 shows a radial view of FIG. 1 and FIG. 4 shows a section A-A to FIG. 3 which shows further details of the heating module 1 of FIGS. 1 and 2.
In Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizmoduls 1 dargestellt. Es unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Heizmodul nur in zwei Merkmalen. Zum einen sind nur zwei Kontaktelemente 8 in den U- Rücken 12 des Rahmens 7 vorgesehen, aber kein Kontaktelement zwischen benachbarten Lamellenbändern 5 im Innern des Rahmens 7. Das Heizmodul 1 von Figur 5 weist daher nur einen Heizkreis bzw. nur eine Heizstufe auf. Zum anderen sind die Rippen des Lamellenprofils 6 in ihrem Außenbereich offen und nicht paarweise verbunden. Diese offene, geschlitzte Ausbildung der Rippen des Lamellenprofils 6 ist beispielsweise bevorzugt, wenn das Heizmodul 1 in ein Gehäuse oder einen Strömungskanal mit sich im Bereich des Heizmoduls 1 verjüngendem oder verbreiterndem Querschnitt, also in ein konisches Gehäuse eingesetzt wird. Der Luftstrom wird dann nämlich zusammengedrückt und kann, da die Strömung nicht durch Querverbindungen am Ende der Rippen behindert wird, besser zwischen die Lamellen des Lamellenprofils 6 strömen, wobei das Lamellenprofil 6 weiterhin eine zylindrische oder quaderförmige Außenform haben kann. Zum Führen des Heizmoduls 1 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) können auch bei zum Rand hin offenen Lamellenprofilen 6 beispielsweise auf der Außenseite des Lamellenprofils 6 ein oder mehrere Stege (nicht dargestellt, gebildet durch Fortsätze an den Lamellen oder durch die Lamellen selbst) vorgesehen sein, die in entsprechende Führungsnuten in dem Gehäuse eingreifen, oder das Gehäuse weist an seiner Innenseite ein oder mehrere Stege auf, die zwischen die Rippen eingreifen, die somit zugehörige Führungsnuten bilden. FIG. 5 shows a perspective view of a second exemplary embodiment of a heating module 1 according to the invention. It differs from the heating module shown in FIGS. 1 to 4 only in two features. On the one hand, only two contact elements 8 are provided in the U-back 12 of the frame 7, but no contact element between adjacent lamellar bands 5 in the interior of the frame 7. The heating module 1 of Figure 5 therefore has only one heating circuit or only one heating stage. On the other hand, the ribs of the lamellar profile 6 are open in their outer area and not connected in pairs. This open, slotted formation of the ribs of the lamellar profile 6 is preferred, for example, when the heating module 1 is inserted into a housing or a flow channel with a tapering or widening cross-section in the region of the heating module 1, that is to say into a conical housing. Namely, the air flow is then compressed and, since the flow is not hindered by cross-connections at the end of the ribs, it is better to flow between the lamellae of the lamellar profile 6, the lamellar profile 6 furthermore being able to have a cylindrical or parallelepipedal outer shape. For guiding the heating module 1 in a housing (not shown), one or more webs (not shown, formed by extensions on the slats or by the slats themselves) may be provided, for example on the outside of the slat profile 6 at the edge open lamellar profiles 6 which engage in corresponding guide grooves in the housing, or the housing has at its Inside one or more webs which engage between the ribs, thus forming associated guide grooves.
Die Figur 6 zeigt eine perspektivische Teilexplosions-Ansicht, die Figur 7 eine perspektivische Explosions-Ansicht und die Figur 8 eine axiale Explosions-Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizmoduls 1. Es unterscheidet sich von dem in der Figur 5 dargestellten Heizmodul nur darin, dass es ein Kontaktelement 8 zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern 5 im Innern des Rahmens 7 aufweist. Das Heizmodul 1 der Figuren 6 bis 8 weist daher zwei getrennt schaltbare Heizkreise auf, mit denen sich zwei oder drei Heizstufen realisieren lassen. 6 shows a perspective exploded view, Figure 7 is an exploded perspective view and Figure 8 is an exploded axial view of a third embodiment of a heating module according to the invention 1. It differs from the heating module shown in Figure 5 only in that it has a contact element 8 between two adjacent lamellar bands 5 in the interior of the frame 7. The heating module 1 of Figures 6 to 8 therefore has two separately switchable heating circuits, which can be realized with two or three heating stages.
Die Figur 9 zeigt eine axiale Ansicht des Heizmoduls 1 von Figur 5 in einem Luftkanal oder Gehäuse 16 mit rundem Querschnitt, gesehen von der Lufteintrittsseite des Heizmoduls 1, die Figur 10 einen Schnitt A-A zu Figur 9, die Figur 11 eine axiale Ansicht des Heizmoduls 1 von Figur 5 in einem Luftkanal mit rundem Querschnitt, gesehen von der Luftaustrittsseite des Heizmoduls 1, und die Figur 12 eine radiale Aufsicht zu Figur 11. Der Übersichtlichkeit halber sind die Lamellenbänder 5 nicht dargestellt, daher zeigen die Figuren 9 bis 11 gleichzeitig auch Ansichten des Heizmoduls 1 der Figur 6. FIG. 9 shows an axial view of the heating module 1 of FIG. 5 in an air duct or housing 16 with a round cross section, viewed from the air inlet side of the heating module 1, FIG. 10 shows a section AA to FIG. 9, FIG. 11 shows an axial view of the heating module 1 of Figure 5 in an air duct with a round cross-section, viewed from the air outlet side of the heating module 1, and Figure 12 is a radial plan view of Figure 11. For the sake of clarity, the lamella belts 5 are not shown, therefore, the figures 9 to 11 at the same time also views of Heating module 1 of Figure 6.
Das Heizmodul 1 ist vorteilhafterweise in ein luftdurchströmbares Gehäuse 16 integriert. Es kann ein Schutzgitter 17 aufweisen, das wie dargestellt auf der Luftaustrittsseite angeformt oder anderweitig dort angebracht sein kann. Es kann alternativ oder zusätzlich auf der Lufteintrittsseite angeordnet sein. Die elektrischen Anschlüsse der PTC-Heizelemente 10 bzw. der Kontaktelemente 8, d.h. die Anschlussfahnen der Kontaktelemente 8, die beispielsweise zum Aufstecken von Kabelschuhen ausgebildet sind, werden in allen Ausführungsformen vorteilhafterweise auf der Lufteintrittsseite des Heizmoduls 1 angeordnet, d.h. auf der kühleren Seite, um Probleme durch ihre Erwärmung zu vermeiden. Die Enden mancher Rippen der Lamellenprofile 6 sind als Stege 18 ausgebildet oder dienen als solche, um das Heizmodul 1 verdrehsicher in entsprechenden Führungsnuten 19 in dem Gehäuse 16 zu führen. Die Stege 18 greifen in korrespondierende Führungsnuten 19 auf der Innenseite des Gehäuses 16 ein, die beispielsweise von Nasen oder Stegen gebildet werden können. Die axiale Positionierung des Heizmoduls 1 in dem Gehäuse 16 erfolgt mittels federnd auslenkbarer Rasthaken 19, die sich beim Einschieben des Heizmoduls 1 in das Gehäuse 16 durch ihre Anschrägung zuerst spreizen und dann zurückschnappen, um das Heizmodul 1 zwischen den Rasthaken 19 und dem Schutzgitter 17 zu halten. The heating module 1 is advantageously integrated in a housing 16 through which air can flow. It may have a protective grid 17, which may be formed on the air outlet side or otherwise mounted there as shown. It may alternatively or additionally be arranged on the air inlet side. The electrical connections of the PTC heating elements 10 and the contact elements 8, ie the terminal lugs of the contact elements 8, which are formed for example for attaching cable lugs are arranged in all embodiments advantageously on the air inlet side of the heating module 1, ie on the cooler side to To avoid problems due to their warming. The ends of some ribs of the lamellar profiles 6 are designed as webs 18 or serve as such to guide the heating module 1 against rotation in corresponding guide grooves 19 in the housing 16. The webs 18 engage in corresponding guide grooves 19 on the inside of the housing 16, which can be formed for example by noses or webs. The axial positioning of the heating module 1 in the housing 16 is effected by means of resiliently deflectable latching hooks 19, which spread when inserting the heating module 1 in the housing 16 by their bevel first and then snap back to the heating module 1 between the latching hooks 19 and the protective grid 17 hold.
Das Heizmodul 1 wird von einem Ventilator, vorzugsweise einem Axialventilator, angeströmt, der in das Gehäuse 16 integriert sein kann. Ein Axialventilator ist bevorzugt derart angeordnet, dass sein radial innen liegender Luftstrom die Lamellenbänder 5 und sein radial außen liegender Luftstrom die Lamellenprofile 6 durchströmt. Der Ventilator kann beispielsweise in einer zweiteiligen Gummilagerung gelagert und fixiert sein, die in zwei ringförmigen Hälften um den Ventilator anliegt und mit Rastnocken in korrespondierenden Rastöffnungen des Gehäuses 16 gehalten wird. Ein zweiteiliger Ring als Gummilagerung ist einfacher herzustellen und zu montieren als ein einteiliger, geschlossener Ring. Um die Montage zu vereinfachen, kann der Gehäusering des Ventilators etwas konisch ausgebildet sein. Die Gummilagerung dient sowohl der schwingungsgedämpften Lagerung des Ventilators in dem Gehäuse 16 als auch der Verhinderung einer Rückströmung von Luft entgegen der Strömungsrichtung 2 aufgrund eines Strömungswiderstands auf der Luftaustrittsseite, indem die Gummilagerung den Ringspalt um den Ventilator zwischen dem Gehäuse 16 und dem Ventilator abdichtet. The heating module 1 is supplied by a fan, preferably an axial fan, which may be integrated into the housing 16. An axial fan is preferably arranged such that its radially inner air flow flows through the lamellar belts 5 and its radially outer air flow passes through the lamellar profiles 6. The fan may for example be stored and fixed in a two-part rubber mounting, which rests in two annular halves around the fan and is held with locking cams in corresponding detent openings of the housing 16. A two-piece ring as a rubber mount is easier to manufacture and assemble than a one-piece, closed ring. To simplify installation, the housing ring of the fan can be slightly conical. The rubber mounting serves both the vibration-damped mounting of the fan in the housing 16 and the prevention of backflow of air against the flow direction 2 due to a flow resistance on the air outlet side by the rubber bearing seals the annular gap around the fan between the housing 16 and the fan.
Die Figuren 13 bis 16 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizmoduls 1, Figur 13 in einer perspektivischen Ansicht, Figur 14 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, Figur 15 in einer radialen Ansicht und Figur 16 in einem Schnitt A-A. Es entspricht dem Ausführungsbeispiel der Figur 6, mit zwei Unterschieden. Zum einen weisen die Lamellenbänder 5 eine bekannte, z-förmige Faltung auf. Zum anderen ist es aus zwei in Strömungsrichtung 2 hintereinander angeordneten Heizmodulen zusammengesetzt ist, wobei die Lamellenbänder 5, die Lamellenprofile 6 und die Rahmen 7 der einzelnen Heizmodule jeweils in Strömungsrichtung 2 hintereinander fluchtend ausgerichtet sind. Allgemein kann es bei einem erfindungsgemäßen Heizmodul 1 zur Erzielung einer hohen Heizleistung bei engen Querschnitten des luftdurchströmten Gehäuses 16 vorteilhaft sein, wenn es aus zwei oder mehr in Strömungsrichtung 2 hintereinander angeordneten Heizmodulen zusammengesetzt ist, wobei die Lamellenbänder 5, die Lamellenprofile 6 und die Rahmen 7 der einzelnen Heizmodule jeweils in Strömungsrichtung 2 hintereinander fluchtend ausgerichtet sind, um eine geringen Strömungswiderstand und einen einfachen Aufbau zu erzielen. FIGS. 13 to 16 show a fourth exemplary embodiment of a heating module 1 according to the invention, FIG. 13 in a perspective view, Figure 14 in a perspective exploded view, Figure 15 in a radial view and Figure 16 in a section AA. It corresponds to the embodiment of Figure 6, with two differences. On the one hand, the lamellar bands 5 have a known, Z-shaped fold. On the other hand, it is composed of two in the flow direction 2 successively arranged heating modules, the lamellae bands 5, the lamellar profiles 6 and the frame 7 of the individual heating modules are each aligned in the flow direction 2 in succession. In general, it may be advantageous for a heating module 1 according to the invention to achieve high heating power in narrow cross sections of the air-flowed housing 16 if it is composed of two or more heating modules arranged one behind the other in the flow direction 2, wherein the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the frames 7 the individual heating modules are each aligned in alignment in the flow direction 2 in succession in order to achieve a low flow resistance and a simple structure.
Dabei kann es wie in Figur 14 zu erkennen ist, vorteilhaft sein, für die hintereinander geschalteten Heizmodule einen gemeinsamen Rahmen 7 und/ oder gemeinsame PTC-Heizelemente 10 vorzusehen, um unter Bewahrung des flexiblen, durch die Federelemente 9 federnd zusammengehaltenen Aufbaus Bauteile einzusparen. Ferner kann es aus diesem Grund vorteilhaft sein, wenn mindestens zwei der auf einer Seite der Rahmen 7 bzw. des Rahmens 7 hintereinander liegend angeordneten Lamellenprofile 6 zu einen gemeinsamem, einstückigen Lamellenprofil zusammengefasst sind. In Figur 13 wären dies die beiden oberen oder die beiden unteren Lamellenprofile 6, die hier einzeln dargestellt sind. Auch in diesem Fall können die dem zusammengefassten Lamellenprofil gegenüberliegenden zwei anderen Lamellenprofile 6 aufgrund ihrer separaten Federelemente 9 unabhängig voneinander thermische Ausgleichsbewegungen durchführen. Die Figuren 17 bis 21 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizmoduls 1, Figur 17 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, Figur 18 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung mit Gehäuse, Figur 19 in einer perspektivischen Ansicht des zusammengesetzten Heizmoduls ohne Gehäuse, Figur 20 in einer Aufsicht mit dem Heizmodul 1 in einem Gehäuse 16 oder Luftkanal mit rechteckigem Querschnitt und in Figur 21 in einem Schnitt A-A. In der Explosionsdarstellung der Figur 18 ist zur besseren Erkennbarkeit das obere Lamellenprofil 6 über dem Gehäuse 16, d.h. außerhalb des Gehäuses 16 dargestellt; in dem zusammengesetzten Heizmodul 1 befindet es sich jedoch innerhalb des Gehäuses 16, wie für das untere Lamellenprofil 6 in Figur 18 und für beide Lamellenprofile 6 in Figur 21 dargestellt ist. In this case, as can be seen in FIG. 14, it may be advantageous to provide a common frame 7 and / or common PTC heating elements 10 for the heating modules connected in series in order to save components while preserving the flexible structure held together resiliently by the spring elements 9. Furthermore, it may be advantageous for this reason, if at least two of the one side of the frame 7 and the frame 7 lying in a row lying lamellar profiles 6 are combined to form a common, one-piece lamellar profile. In FIG. 13, these would be the two upper or the two lower lamellar profiles 6, which are shown here individually. Also in this case, the two other lamellar profiles 6 opposite the combined lamella profile can carry out thermal compensation movements independently of one another on account of their separate spring elements 9. FIGS. 17 to 21 show a fifth exemplary embodiment of a heating module 1 according to the invention, FIG. 17 shows a perspective exploded view, FIG. 18 shows a perspective exploded view with housing, FIG. 19 shows a perspective view of the assembled heating module without housing, FIG. 20 shows a plan view of the heating module 1 in a housing 16 or air duct with rectangular cross-section and in Figure 21 in a section AA. In the exploded view of FIG. 18, the upper lamellar profile 6 is shown above the housing 16, ie outside the housing 16, for better recognition. in the assembled heating module 1, however, it is located within the housing 16, as shown for the lower fin profile 6 in Figure 18 and for both fin profiles 6 in Figure 21.
Wie die in den Figuren 1 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiele ist das Heizmodul 1 gemäß den Figuren 17 bis 21 zum elektrischen Erwärmen eines in einer Strömungsrichtung 2 strömenden Luftstroms 3, insbesondere zum Heizen und Belüften eines Sitzes, vorgesehen und umfasst einen luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich 4 mit darin angeordneten wärmeleitenden Lamellen. Die Lamellen umfassen dabei zwei unterschiedliche Ausführungsformen in Kombination, nämlich drei Lamellenbänder 5, die als nebeneinander angeordnete Lamellenband-Module ausgebildet sind, und zwei feste Lamellenprofile 6. Die Lamellenbänder 5 können beispielsweise mäanderförmig, rechteckförmig, z-förmig oder s-förmig zu Lamellenbandmodulen gefaltet sein, beispielsweise wie in der WO 2009/087106 AI beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung einer solchen Lamellenfaltung gemäß der deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 033 309.3 dargestellt. Die Lamellenbänder 5 sind im zentralen Bereich des Wärmeabgabebereichs 4 innerhalb eines Rahmens 7 angeordnet ist, der quer zur Strömungsrichtung 2 angeordnet ist. Die Lamellenprofile 6 sind im Außenbereich des Wärmeabgabebereichs 4 angeordnet. Insbesondere kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wie dargestellt vorgesehen sein, dass die Lamellenprofile 6 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind, um einen optimierten Aufbau und eine gute Heizleistung des Heizmoduls 1 zu erzielen. Like the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 16, the heating module 1 according to FIGS. 17 to 21 is provided for the electrical heating of an air stream 3 flowing in a flow direction 2, in particular for heating and ventilating a seat, and comprises a heat-dissipating region 4 with airflow therein heat-conducting lamellae. In this case, the lamellae comprise two different embodiments in combination, namely three lamellae bands 5, which are designed as lamellar band modules arranged side by side, and two fixed lamella profiles 6. The lamellae bands 5 can be folded meander-shaped, rectangular, z-shaped or s-shaped into lamellar band modules, for example be, for example, as described in WO 2009/087106 AI. In this embodiment, a particularly advantageous development of such a lamellar folding according to the German patent application DE 10 2010 033 309.3 is shown. The lamellar bands 5 are arranged in the central region of the heat dissipation region 4 within a frame 7, which is arranged transversely to the flow direction 2. The lamellar profiles 6 are arranged in the outer region of the heat dissipation region 4. In particular, according to a further advantageous feature as shown, the lamellar profiles 6 are arranged outside the frame 7 in order to achieve an optimized construction and a good heat output of the heating module 1.
Im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst der rechteckige Rahmen 7 der Figuren 17 bis 21 zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile 20, wobei die Rahmenlängsteile 20 unter der Vorspannung der Federelemente 9 quer 2 zur Strömungsrichtung des Luftstroms 3 gegeneinander verschiebbar sind. Diese Bauart ist insbesondere bei sehr kompakten Heizmodulen 1 und bei Heizmodulen 1 für rechteckige Strömungsquerschnitte oder Gehäuse 16 vorteilhaft. Entsprechend kann die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs 4 allgemein rechteckig oder vieleckig sein. Die PTC-Heizelemente 10 sind in den Rahmenlängsteilen 20, die den U-Rücken 12 der Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 16 entsprechen, untergebracht. In contrast to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 16, the rectangular frame 7 of FIGS. 17 to 21 comprises two longitudinal frame longitudinal members 20 extending in the longitudinal direction of a lamella belt module, the frame longitudinal members 20 being biased by the spring elements 9 transversely to the flow direction of the air stream 3 are mutually displaceable. This design is particularly advantageous for very compact heating modules 1 and heating modules 1 for rectangular flow cross-sections or housing 16. Accordingly, the outer contour of the heat dissipation region 4 may be generally rectangular or polygonal. The PTC heating elements 10 are housed in the frame longitudinal members 20, which correspond to the U-back 12 of the embodiments of Figures 1 to 16.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften dargestellten Merkmal kann der Rahmen 7 rechteckig sein und vier gerade Rahmenteile aufweisen, umfassend zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile 20 und zwei die Rahmenlängsteile 20 an ihren Enden verbindende Rahmenverbindungsteile 21, wobei die Rahmenlängsteile 20 unter der Vorspannung der Federelemente 9 gegeneinander verschiebbar in den Rahmenverbindungsteilen 21 verschiebbar geführt sind. Um diesen Zusammenhalt des Rahmens 7 mit Spiel und eine einfache Montage zu ermöglichen, weisen die Rahmenverbindungsteile 21 beispielsweise Rastnasen 22 auf, die korrespondierende Stege in den Rahmenlängsteilen 20 hintergreifen. Ferner kann das Heizmodul 1 vorteilhafterweise zwei gerade ausgebildete Lamellenprofile 6 umfassen, die auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordnet sind und mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens 7 und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs 4 angepasst sind. Insbesondere bei einer recheckigen Bauart gemäß den Figuren 17 bis 21 können die Federelemente 9 vorteilhafterweise in Strömungsrichtung 2 versetzt vor und/oder hinter dem Rahmen 7 angeordnet werden, um eine gute Klemmwirkung der Federelemente 9 und einen kompakten, den zur Verfügung stehenden Raum gut ausnutzenden Aufbau zu erzielen. Sowohl in den Figuren 1 bis 16 als auch in den Figuren 17 bis 21 können die Federelemente 9 als Federbügel oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial (dargestellt in den Figuren 1 bis 16) oder aus einem runden Federmaterial (dargestellt in den Figuren 17 bis 21) ausgebildet sein. Die Figur 22 zeigt das Federelement der Figuren 17 bis 21, die Figuren 23 und 24 abgewandelte Ausführungsbeispiele. According to a further advantageous illustrated feature, the frame 7 can be rectangular and have four straight frame parts, comprising two extending in the longitudinal direction of a slat belt module, opposite longitudinal frame members 20 and two frame longitudinal members 20 at their ends connecting frame connecting parts 21, wherein the frame longitudinal members 20 under the Bias of the spring elements 9 against each other slidably guided in the frame connecting parts 21 slidably. In order to enable this cohesion of the frame 7 with play and easy installation, the frame connecting parts 21, for example, locking lugs 22 which engage behind the corresponding webs in the frame longitudinal members 20. Furthermore, the heating module 1 can advantageously comprise two straight lamellar profiles 6, which are arranged on the outside of the frame 7 and are adapted with their inside to the outside of the frame 7 and with its outer edge to the outer contour of the heat dissipation region 4. Particularly in the case of a rectangular construction according to FIGS. 17 to 21, the spring elements 9 can advantageously be arranged offset in front of and / or behind the frame 7 in the flow direction 2 in order to achieve a good clamping effect of the spring elements 9 and a compact construction which makes good use of the available space to achieve. Both in FIGS. 1 to 16 and in FIGS. 17 to 21, the spring elements 9 can be designed as spring clips or spring clips made from a flat spring material (shown in FIGS. 1 to 16) or from a round spring material (shown in FIGS. 17 to 21). be educated. FIG. 22 shows the spring element of FIGS. 17 to 21, FIGS. 23 and 24 modified embodiments.
Die weitere Ausgestaltung des in den Figuren 17 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispiels kann wie zu den Figuren 1 bis 16 beschrieben erfolgen. Dies betrifft insbesondere folgende Merkmale. The further embodiment of the embodiment shown in Figures 17 to 21 can be carried out as described for Figures 1 to 16. This applies in particular to the following features.
Die Lamellenbänder 5 und die Lamellenprofile 6 stehen mit einem oder mehreren PTC-Heizelementen 10 in wärmeleitender Verbindung und sind mit diesen und dem Rahmen 7 zu dem Modul 1 zusammengefasst. Die elektrische Kontaktierung der PTC-Heizelemente 10 erfolgt mittels Kontaktelementen 8. Die Einzelteile des Heizmoduls 1 werden mit Federelementen 9 zusammengehalten, welche die Lamellenbänder 5, die Lamellenprofile 6 und die PTC-Heizelemente 10 zusammendrücken. The lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are in heat-conducting connection with one or more PTC heating elements 10 and are combined with these and the frame 7 to form the module 1. The electrical contacting of the PTC heating elements 10 takes place by means of contact elements 8. The individual parts of the heating module 1 are held together with spring elements 9 which compress the lamellar bands 5, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements 10.
Aus strömungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 axial stromauf oder stromab zu dem Luftstrom 3 weisen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 als Sehne oder Sekante in dem Wärmeabgabebereich 4 verlaufen. Hierdurch können die Lamellen, insbesondere die Lamellenbänder 5 mit hoher Genauigkeit an vorgegebenen Stellen angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in den Lamellenbändern 5 und/oder den Lamellenprofilen 6 Luftdurchtrittsöffnungen mit rechteckigen und zumindest bereichsweise gleichmäßig gleichen Querschnitten realisiert werden können, was sowohl für einen geringen Luftwiderstand des Heizmoduls 1 als für eine hohe Wärmeleistung vorteilhaft ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann dabei zur Vermeidung von Verwirbelun- gen vorgesehen sein, dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und/oder der Lamellenprofile 6 jeweils zueinander parallel sind, vorzugsweise dass die Schmalseiten der Lamellenbänder 5 und der Lamellenprofile 6 zueinander parallel sind. For flow reasons, it is advantageous if the narrow sides of the lamella belts 5 and / or the lamellar profiles 6 point axially upstream or downstream of the air flow 3. Furthermore, it is advantageous if the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 run as a chord or secant in the heat-dissipating area 4. As a result, the slats, in particular the slat bands 5 can be arranged with high accuracy at predetermined locations. One Another advantage is that in the lamellae bands 5 and / or the lamellar profiles 6 air passage openings with rectangular and at least partially uniformly the same cross-sections can be realized, which is advantageous for both a low air resistance of the heating module 1 as a high heat output. In a further advantageous embodiment, to avoid turbulences, it may be provided that the narrow sides of the lamellar bands 5 and / or the lamellar profiles 6 are parallel to each other, preferably that the narrow sides of the lamellar bands 5 and the lamellar profiles 6 are parallel to one another.
Ein einfacher Aufbau des Heizmoduls 1 ergibt sich, wenn es mehrere jeweils zu einem Lamellenband-Modul zusammengefasste Lamellenbänder 5 aufweist und die Lamellenband-Module in dem Rahmen 7 mit ihren Längsseiten, die in einer Ebene quer und axial zur Strömungsrichtung 2 verlaufen, nebeneinander liegend und/oder mit diesen Längsseiten jeweils untereinander in thermischer Verbindung stehend angeordnet sind. Das in den Figuren 17 bis 21 dargestellte Ausführungsbeispiel weist nur ein solches Lamellenband-Modul auf. A simple construction of the heating module 1 results when it has a plurality of each combined to a slat band module slats bands 5 and the slat band modules in the frame 7 with their longitudinal sides, which extend transversely and axially to the flow direction 2 in a plane, juxtaposed and / or are arranged with these longitudinal sides in each case standing in thermal connection with each other. The embodiment illustrated in FIGS. 17 to 21 has only one such slat band module.
Eine nahezu maximal große Fläche des von dem Rahmen 7 abgedeckten Wärmeabgabebereichs 4 wird erzielt, wenn der der Rahmen 7 rechteckig ist und die Ecken des Rechtecks dicht an der Außenkontur des Heizmoduls 1 angeordnet sind. An almost maximum area of the area covered by the frame 7 heat dissipation area 4 is achieved when the frame 7 is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the heating module 1.
Rippen des Lamellenprofils 6 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 17 in ihrem Außenbereich paarweise geschlossen, sodass sich hier eine besonders hohe Stabilität der Rippen ergibt. Zum Führen des Heizmoduls 1 in dem Gehäuse 16 können beispielsweise auf der Außenseite des Lamellenprofils 6 ein oder mehrere Stege 18 vorgesehen sein, die in entsprechende Führungsnuten in dem Gehäuse 16 eingreifen, oder das Gehäuse 16 weist an seiner Innenseite ein oder mehrere Stege 18 auf, die zwischen die Rippen eingreifen, die somit zugehörige Führungsnuten bilden. Ridges of the lamellar profile 6 are closed in pairs in the embodiment of Figure 17 in its outer region, so that here results in a particularly high stability of the ribs. To guide the heating module 1 in the housing 16, one or more webs 18 may be provided, for example, on the outside of the lamellar profile 6, which engage in corresponding guide grooves in the housing 16, or the housing 16 has on its inside one or more webs 18th on, which engage between the ribs, which thus form associated guide grooves.
Das Heizmodul 1 der Figuren 17 bis 21 weist zwei Lamellenprofile 6 auf, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Ferner sind gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal das Lamellenband 5 im Innern des Rahmens 7 und die Lamellenprofile 6 auf der Außenseite des Rahmens 6 angeordnet. Der Rahmen 7 besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Kunststoff. Die PTC-Heizelemente 10 sind in dem Rahmen 7 angeordnet, d.h. in Öffnungen 11 in den Rahmen 7 eingesetzt, und stehen sowohl mit dem im Innern des Rahmens 7 angeordneten Lamellenband 5 als auch mit den auf der Außenseite des Rahmens 7 angeordneten Lamellenprofilen 6 in wärmeleitender Verbindung. Dadurch kann die von dem PTC-Heizelement 10 bei Stromfluss erzeugte Wärme an das Lamellenband 5 und die Lamellenprofile 6 abgegeben werden. Der Rahmen 7 nimmt sozusagen die PTC-Heizelemente 10 in einer Trennebene auf, die von dem Rahmen 7 zwischen dem Lamellenband 5 und den Lamellenprofilen 6 gebildet wird. The heating module 1 of Figures 17 to 21 has two lamellar profiles 6, which are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7. Furthermore, according to a further advantageous feature, the lamellar strip 5 in the interior of the frame 7 and the lamellar profiles 6 are arranged on the outside of the frame 6. The frame 7 is made of an electrically non-conductive material, such as plastic. The PTC heating elements 10 are arranged in the frame 7, i. inserted into openings 11 in the frame 7, and are both with the arranged inside the frame 7 slat strip 5 and with the arranged on the outside of the frame 7 fin profiles 6 in heat-conducting connection. As a result, the heat generated by the PTC heating element 10 when current flows to the strip band 5 and the lamellar profiles 6 are discharged. The frame 7 accommodates, as it were, the PTC heating elements 10 in a parting plane, which is formed by the frame 7 between the slat strip 5 and the slat profiles 6.
Der Rahmen 7 könnte auch zweigeteilt sein, wobei beide Rahmenhälften jeweils u-förmig ausgebildet sind. Die PTC-Heizelemente 10 sind in diesem Fall vorzugsweise in den U-Rücken der Rahmenhälften angebracht und die U-Schenkel der Rahmenhälften weisen aufeinander zu und sind gegeneinander verschiebbar, um thermische Ausdehnungen ausgleichen zu können. Sie könnten dabei durch die Innenseiten der Lamellenprofile 6 oder durch das Gehäuse 16 geführt werden. The frame 7 could also be divided into two, wherein both frame halves are each U-shaped. The PTC heating elements 10 are in this case preferably mounted in the U-back of the frame halves and the U-legs of the frame halves facing each other and are mutually displaceable to compensate for thermal expansion can. They could be guided through the inner sides of the lamellar profiles 6 or through the housing 16.
Im Inneren des Rahmens 7 können sich auch mehrere Lamellenbänder 5, die jeweils zu einem Lamellenband-Modul zusammengefasst sind, befinden, die parallel nebeneinander liegen. Die PTC-Heizelemente 10 sind bevorzugt im Rahmen 7 angeordnet. Dabei kann jeweils zwischen einem PTC-Heizelement 10 und dem daran angrenzenden Lamellenband 5 bzw. Lamellenband-Modul noch ein Auflageelement 14 angeordnet sein, das elektrisch und thermisch leitend ist, d.h. vorzugsweise aus Metall besteht, und insbesondere der mechanischen Anpassung und der Verteilung von Kräften dient. Es kann auch mindestens ein PTC-Heizelement 10 vorgesehen sein, das im Innern des Rahmens 7 zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern 5 angeordnet ist. Inside the frame 7, there may also be a plurality of lamellae bands 5, which are each combined to form a lamella band module, which lie parallel next to one another. The PTC heating elements 10 are preferably arranged in the frame 7. It can be between one PTC heating element 10 and the adjacent thereto strip band 5 or lamellar belt module still be a support element 14 which is electrically and thermally conductive, that is preferably made of metal, and in particular the mechanical adjustment and the distribution of forces is used. It is also possible to provide at least one PTC heating element 10, which is arranged in the interior of the frame 7 between two adjacent lamella tapes 5.
Zum elektrischen Kontaktieren der PTC-Heizelemente 10 können entsprechend zu den bei den Figuren 1 bis 17 beschriebenen Varianten Kontaktelemente 8 vorgesehen sein, die elektrisch und thermisch leitend sind, d.h. vorzugsweise aus Metall bestehen. Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 17 bis 21 können auf diese Weise ein oder mehrere Heizstufen realisiert werden. For electrically contacting the PTC heating elements 10, it is possible to provide, corresponding to the variants described in FIGS. 1 to 17, contact elements 8 which are electrically and thermally conductive, ie. preferably made of metal. Also in the embodiment of Figures 17 to 21, one or more heating stages can be realized in this way.
Auch bei einem erfindungsgemäßen Heizmodul 1 gemäß den Figuren 17 bis 21 können die thermischen Ausdehnungen durch eine Verschiebbarkeit von Lamellenbändern 5, Rahmen 7 und Lamellenprofilen 6 kompensiert und ausgeglichen werden, wobei sowohl der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den PTC-Heizelementen 10 und dem Lamellenband 5 bzw. mehreren Lamellenbändern und der innige wärmeleitende Kontakt zwischen den PTC-Heizelementen 10 und den Lamellenprofilen 6 als auch die gute elektrische Kontaktierung der PTC-Heizelemente 10 erhalten bleibt. Hierzu dienen die Federelemente 9, die zum Zusammendrücken der Lamellenbänder 5 bzw. Lamellenband-Module, der Lamellenprofile 6 und der PTC-Heizelemente 10 ausgebildet sind. Even with a heating module according to the invention 1 according to Figures 17 to 21, the thermal expansions can be compensated and compensated by a displacement of lamellae bands 5, frame 7 and lamellar profiles 6, wherein both the intimate thermally conductive contact between the PTC heating elements 10 and the lamellar band 5 or a plurality of lamellar bands and the intimate heat-conducting contact between the PTC heating elements 10 and the lamellar profiles 6 as well as the good electrical contact of the PTC heating elements 10 is maintained. Serve for this purpose, the spring elements 9, which are designed for compressing the lamella bands 5 and lamellar band modules, the lamellar profiles 6 and the PTC heating elements 10.
Die Federelemente 9 greifen bevorzugt in die Lamellenprofile 6 ein und drücken diese unter Vorspannung belastet zusammen, wobei die von den Federelementen 9 zusammengedrückten Lamellenprofile 6 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 7 außerhalb des Rahmens 7 angeordnet sind. Hierdurch ist der Aufbau leicht zu herzustellen und im Falle der Entsorgung wieder leicht zu demontieren, und es werden in einfacher und zuverlässiger Weise mit wenigen Federelementen 9 die erforderlichen Bauteile, einschließlich Lamellenbänder 5, Rahmen 7, Lamellenprofile 6, PTC-Heizelemente 10, Auflageelemente 14 und Kontaktelemente 8 federbelastet beweglich zusammengehalten. Wenn die Federelemente 9 statt an den Lamellenprofilen 6 beispielsweise an dem Rahmen 7 angreifen, sind zusätzliche Federelemente erforderlich, um auch die anderen Komponenten in dem Heizmodul 1 zusammenzuhalten, wodurch sich ein höher Fertigungsaufwand ergibt. Die Wirkungsklemmrichtung der Federelemente 9 ist dabei vorteilhafterweise entgegen der thermischen Ausdehnungsrichtung der Komponenten des Heizmoduls 1 und entgegengesetzt zur Verschiebe- bzw. Führungsrichtung, die die Komponenten des Heizmoduls 1 bei thermischer Ausdehnung in dem Heizmodul 1 haben. The spring elements 9 preferably engage in the lamellar profiles 6 and push them under bias loaded together, wherein the pressed together by the spring elements 9 lamellar profiles 6 are each arranged on opposite sides of the frame 7 outside the frame 7. As a result, the structure is easy to manufacture and in Case of disposal again easy to dismantle, and it will be held in a simple and reliable manner with a few spring elements 9, the required components, including lamellae 5, frame 7, lamellar profiles 6, PTC heating elements 10, support members 14 and contact elements 8 movable. If the spring elements 9 act on the frame 7 instead of on the lamella profiles 6, for example, additional spring elements are required in order to hold together the other components in the heating module 1, which results in a higher manufacturing outlay. The action clamping direction of the spring elements 9 is advantageously opposite to the thermal expansion direction of the components of the heating module 1 and opposite to the displacement or guide direction, which have the components of the heating module 1 in thermal expansion in the heating module 1.
Insbesondere bei rechteckigen Strömungsquerschnitten, d.h. bei Heizmodulen 10 der rechteckigen Bauart, werden die Federelemente 9 vorteilhafterweise in Strömungsrichtung 2 versetzt vor und/oder hinter dem Rahmen 7 angeordnet. Dabei werden die Federelemente 9 wie dargestellt bevorzugt als Federbügel oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial ausgebildet und greifen an sich gegenüberliegenden Enden der Lamellenprofile 6 an. Ferner können auch mehrere Heizmodule der in den Figuren 17 bis 21 dargestellten Bauart hintereinander angeordnet werden. Particularly in the case of rectangular flow cross sections, ie in the case of heating modules 10 of the rectangular design, the spring elements 9 are advantageously arranged offset in the flow direction 2 before and / or behind the frame 7. The spring elements 9 are preferably formed as a spring clip or spring clip of a flat spring material and engage at opposite ends of the lamellar profiles 6 as shown. Furthermore, a plurality of heating modules of the type illustrated in FIGS. 17 to 21 can also be arranged one behind the other.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Heizmodul heating module
Strömungsrichtung  flow direction
Luftstrom  airflow
Wärmeabgabebereich  Heat-dissipating area
Lamellenband  segment belt
Lamellenprofil  Good grip
Rahmen  frame
Kontaktelement  contact element
Federelement  spring element
PTC-Heizelement  PTC heating element
Öffnung  opening
U-Rücken  U-back
U-Schenkel  U-leg
Auflageelement  support element
Gehäuse casing
Schutzgitter  guard
Steg  web
Rasthaken  latch hook
Rahmenlängsteil  Longitudinal frame part
Rahmenverbindungsteil  Frame connecting part
Rastnase  locking lug

Claims

Patentansprüche claims
Elektrisches Heizmodul (1) zum elektrischen Erwärmen eines Luftstroms (3), insbesondere zum Heizen und Belüften eines Sitzes, mit mindestens einem PTC-Heizelement (10) und mindestens einem luft- durchströmbaren Wärmeabgabebereich (4) mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem PTC-Heizelement (10) in wärmeleitender Verbindung stehen und mit diesem zu einem Modul zusammengefasst sind, Electric heating module (1) for electrically heating an air stream (3), in particular for heating and ventilating a seat, with at least one PTC heating element (10) and at least one heat-dissipating heat-dissipating area (4) with heat-conducting fins which are connected to the PTC Heating element (10) are in heat-conducting connection and combined with this to form a module,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Lamellen des Heizmoduls (1) sowohl mindestens ein Lamellenband (5) als auch mindestens ein festes Lamellenprofil (6) umfassen, die in dem Wärmeabgabebereich (4) angeordnet sind, wobei das Lamellenband (5) im zentralen Bereich des Wärmeabgabebereichs (4) innerhalb eines Rahmens (7) angeordnet ist, der quer zur Strömungsrichtung (2) angeordnet ist, the lamellae of the heating module (1) both comprise at least one lamellar band (5) and at least one fixed lamellar profile (6) which are arranged in the heat-dissipating area (4), the lamellar band (5) being arranged in the central region of the heat-dissipating area (4) within a frame (7) is arranged, which is arranged transversely to the flow direction (2),
das Lamellenprofil (6) im Außenbereich des Wärmeabgabebereichs (4) angeordnet ist und the fin profile (6) is arranged in the outer region of the heat emission region (4) and
das Heizmodul (1) Federelemente (9) aufweist, die zum Zusammendrücken des Lamellenbandes (5), des Lamellenprofils (6) und des PTC-Heizelements (10) ausgebildet sind. the heating module (1) has spring elements (9) which are designed to compress the lamellar strip (5), the lamellar profile (6) and the PTC heating element (10).
Heizmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) axial stromauf oder stromab zu dem Luftstrom (3) weisen. Heating module (1) according to claim 1, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and / or the slat profile (6) axially upstream or downstream of the air flow (3) have.
Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) nicht in radialer Richtung, sondern als Sehne oder Sekante in dem Wärmeabgabebereich (4) verlaufen. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and / or the slat profile (6) not in the radial direction, but as a chord or secant in the heat dissipation area (4).
Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) jeweils zueinander parallel sind. Heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and / or the slat profile (6) are mutually parallel.
Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten des Lamellenbandes (5) und des Lamellenprofils (6) zueinander parallel sind. Heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that the narrow sides of the slat strip (5) and the slat profile (6) are parallel to each other.
Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitseiten des Lamellenbandes (5) und/oder des Lamellenprofils (6) nicht gegen die axiale Richtung und somit nicht gegen die direkte Luftströmungsrichtung (2) gekippt oder verdreht sind, sondern axial in dem Heizmodul (10) verlaufen. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the broad sides of the lamellar strip (5) and / or the lamellar profile (6) are not tilted or twisted against the axial direction and thus not against the direct air flow direction (2), but axially in the heating module (10).
Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lamellenprofil (5) außerhalb des Rahmens (7) angeordnet ist. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one lamellar profile (5) outside the frame (7) is arranged.
Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen des Lamellenprofils (6) in ihrem Außenbereich offen sind. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that ribs of the lamellar profile (6) are open in their outer region.
9. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rippen des Lamellenprofils (6) in ihrem Außenbereich paarweise geschlossen sind. 9. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that ribs of the slat profile (6) are closed in pairs in their outer region.
10. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenprofil (6) an seiner dem Rahmen (7) zugewandten Innenseite gerundete Innenecken (15) aufweist. 10. heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lamellar profile (6) on its the frame (7) facing the inside rounded inside corners (15).
11. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere jeweils zu einem Lamellenband- Modul zusammengefasste Lamellenbänder (5) aufweist und die Lamellenband-Module in dem Rahmen (7) mit ihren Längsseiten, die in einer Ebene quer und axial zur Strömungsrichtung (2) verlaufen, nebeneinander liegend und/oder mit diesen Längsseiten jeweils untereinander in thermischer Verbindung stehend angeordnet sind. 11. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of each lamella band module combined lamellae bands (5) and the lamellar band modules in the frame (7) with their longitudinal sides, in a plane across and axially to the flow direction (2), juxtaposed and / or are arranged with these longitudinal sides each standing in thermal connection with each other.
12. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Rahmen (7) umschlossene zen- trale Bereich des Wärmeabgabebereichs (4) vollständig oder nahezu vollständig mit Lamellenbändern (5) ausgefüllt ist. 12. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that of the frame (7) enclosed central area of the heat emitting area (4) is completely or almost completely filled with lamellar bands (5).
13. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Lamellenprofile (6) aufweist, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens (7) außerhalb des Rahmens (7) angeordnet sind. 13. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises two lamellar profiles (6), which are each arranged on opposite sides of the frame (7) outside of the frame (7).
Heizmodul (1) nach einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckig ist und die Ecken des Rechtecks dicht an der Außenkontur des Heizmoduls (10) angeordnet sind. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is rectangular and the corners of the rectangle are arranged close to the outer contour of the heating module (10).
Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckig ist und zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmenlängsteile (20) umfasst, wobei die Rahmenlängsteile (20) unter der Vorspannung der Federelemente (9) quer zur Strömungsrichtung (2) des Luftstroms gegeneinander verschiebbar sind. Heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is rectangular and two extending in the longitudinal direction of a slat belt module, extending longitudinal frame members (20), wherein the frame longitudinal members (20) under the bias of the spring elements (9) across to Flow direction (2) of the air flow are mutually displaceable.
16. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Kunststoff besteht. 16. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) consists of an electrically non-conductive material, for example made of plastic.
17. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Seite eines PTC-Heizele- ments (10) eine wärmeleitende Ausgleichsschicht angeordnet ist, insbesondere ein wärmeleitendes Wachs, ein wärmeleitendes Phase- Change Wachs, eine wärmeleitende Folie, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, eine wärmeleitende Klebefolie oder eine wärmeleitende Phase-Change Folie. 17 heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that on at least one side of a PTC-Heizele- element (10) is arranged a heat-conducting compensating layer, in particular a heat-conductive wax, a heat-conductive phase change wax, a heat-conducting film , in particular of copper or aluminum, a heat-conductive adhesive film or a heat-conducting phase-change film.
18. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbänder (5) im Innern des Rahmens (7) und die Lamellenprofile (6) auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet sind. 18. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the lamellar bands (5) in the interior of the frame (7) and the lamellar profiles (6) on the outside of the frame (7) are arranged.
19. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die PTC-Heizelemente (10) in dem Rahmen (7) angeordnet sind und sowohl mit den im Innern des Rahmens (7) angeordneten Lamellenbändern (5) als auch mit den auf der Außen- seite des Rahmens (7) angeordneten Lamellenprofilen (6) in wärmeleitender Verbindung stehen. 19. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the PTC heating elements (10) are arranged in the frame (7) and both with the inside of the frame (7) arranged slat bands (5) and with the lamellar profiles (6) arranged on the outer side of the frame (7) are in heat-conducting connection.
20. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es PTC-Heizelemente (10) umfasst, die in zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmens (7) angeordnet sind. 20. Heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises PTC heating elements (10) which are arranged in two opposite sides of the frame (7).
21. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein PTC-Heizelement (10) umfasst, das im Innern des Rahmens (7) zwischen zwei benachbarten Lamellenbändern (5) angeordnet ist. 21. Heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a PTC heating element (10) which is arranged in the interior of the frame (7) between two adjacent lamellar bands (5).
22. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) zweigeteilt ist, wobei beide Rahmenhälften jeweils u-förmig ausgebildet sind. 22, heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (7) is divided into two, wherein both frame halves are each U-shaped.
23. Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Schenkel (13) des Rahmens (7) aufeinander zu weisen und gegeneinander verschiebbar sind. 23. heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that the U-legs (13) of the frame (7) face each other and are mutually displaceable.
24. Heizmodul (1) nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die PTC-Heizelemente (10) in den U-Rücken24. heating module (1) according to any one of claims 22 to 23, characterized in that the PTC heating elements (10) in the U-back
(12) der Rahmenhälften angebracht (12) of the frame halves attached
25. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei in Form eines Bogens, d.h. bogenartig, bogenförmig oder in etwa bogenförmig ausgebildete LamellenprofileHeating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it has two in the form of an arc, i. arcuate, arcuate or approximately arcuate lamellar profiles
(6) umfasst, die auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet sind und mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens (7) und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs (4) angepasst sind. (6), which are arranged on the outside of the frame (7) and are adapted with its inner side to the outside of the frame (7) and with its outer edge to the outer contour of the heat dissipation region (4).
26. Heizmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (7) rechteckig ist und vier gerade Rahmenteile aufweist, umfassend zwei sich in Längsrichtung eines Lamellenband-Moduls erstreckende, gegenüberliegende Rahmen- längsteile (20) und zwei die Rahmenlängsteile (20) an ihren Enden verbindende Rahmenverbindungsteile (21), wobei die Rahmenlängsteile (20) unter der Vorspannung der Federelemente (9) gegeneinan- der verschiebbar in den Rahmenverbindungsteilen (21) verschiebbar geführt sind. 26. Heating module (1) according to one of claims 1 to 21, characterized in that the frame (7) is rectangular and has four straight frame parts, comprising two in the longitudinal direction of a slat belt module extending, opposite longitudinal frame members (20) and two frame connecting parts (21) which connect the frame longitudinal parts (20) at their ends, the frame longitudinal parts (20) being counter to one another under the pretension of the spring elements (9). slidably guided in the frame connecting parts (21).
27. Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei gerade ausgebildete Lamellenprofile (6) umfasst, die auf der Außenseite des Rahmens (7) angeordnet sind und mit ihrer Innenseite an die Außenseite des Rahmens (7) und mit ihrem Außenrand an die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs (4) angepasst sind. 27. heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that it comprises two straight lamellar profiles (6) which are arranged on the outside of the frame (7) and with its inside to the outside of the frame (7) and with their outer edge are adapted to the outer contour of the heat dissipation region (4).
28. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) in Lamellenprofile (6) eingreifen und diese unter Vorspannung belastet zusammendrücken, wobei die von den Federelementen (9) zusammengedrückten Lamel- lenprofile (6) jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens28. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) in lamellar profiles (6) engage and squeeze biased under bias, wherein the of the spring elements (9) compressed lamella lenprofile (6) respectively on opposite sides of the frame
(7) außerhalb des Rahmens (7) angeordnet sind. (7) are arranged outside the frame (7).
29. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) quer zur Strömungs- richtung (2) versetzt neben dem Rahmen (7) angeordnet sind. 29. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) transversely to the flow direction (2) offset from the frame (7) are arranged.
30. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) in Strömungsrichtung (2) versetzt vor und/oder hinter dem Rahmen (7) angeordnet sind. 30. heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) in the flow direction (2) offset from and / or behind the frame (7) are arranged.
31. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) als Federbügel oder Federklammer aus einem flachen Federmaterial ausgebildet sind. 31 heating module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) are designed as a spring clip or spring clip made of a flat spring material.
32. Heizmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (9) als Federbügel oder Federklammer aus einem runden Federmaterial ausgebildet sind. 32. Heating module according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (9) are designed as a spring clip or spring clip made of a round spring material.
33. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus zwei oder mehr in Strömungsrichtung (2) hintereinander angeordneten Heizmodulen zusammengesetzt ist, wobei die Lamellenbänder (5), die Lamellenprofile (6) und die Rahmen (7) der einzelnen Heizmodule jeweils in Strömungsrichtung (2) hintereinander fluchtend ausgerichtet sind. 33. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is composed of two or more in the flow direction (2) successively arranged heating modules, wherein the lamellar bands (5), the lamellar profiles (6) and the frame (7). the individual heating modules are each aligned in alignment in the flow direction (2).
34. Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander geschalteten Heizmodule einen gemeinsamen Rahmen (7) und/oder gemeinsame PTC-Heizele- mente (10) aufweisen. 34. Heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that the series-connected heating modules have a common frame (7) and / or common PTC Heizele- elements (10).
35. Heizmodul (1) nach einem der Ansprüche 33 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der auf einer Seite der Rahmen (7) hintereinander liegend angeordneten Lamellenprofile (6) zu einen gemeinsamem, einstückigen Lamellenprofil (6) zusammenge- fasst sind. 35. Heating module (1) according to any one of claims 33 to 34, characterized in that at least two on one side of the frame (7) arranged one behind the other lamellar profiles (6) to a common, one-piece lamellar profile (6) are summarized.
36. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs (4) ringförmig, d.h. im Wesentlichen rund, kreisrund, elliptisch oder stadionförmig ausgebildet ist. 36. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer contour of the heat dissipation region (4) is annular, i. is substantially round, circular, elliptical or stadium-shaped.
37. Heizmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Wärmeabgabebereichs (4) rechteckig oder vieleckig ausgebildet ist. 37. Heating module (1) according to one of claims 1 to 35, characterized in that the outer contour of the heat dissipation region (4) is rectangular or polygonal.
38. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Heizelement (10) nicht im Kern oder38. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the PTC heating element (10) is not in the core or
Strömungszentrum des Wärmeabgabebereichs (4) angeordnet, sondern quer zur Strömungsrichtung (2) nach außen versetzt ist. Flow center of the heat emitting area (4), but is offset transversely to the flow direction (2) to the outside.
39. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Heizelement (10) quaderförmig ausgebildet und derart in dem Heizmodul (1) angeordnet ist, dass sich seine Längsseite quer zur Strömungsrichtung (2) erstreckt. 39. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the PTC heating element (10) is cuboid and is arranged in the heating module (1) such that its longitudinal side extends transversely to the flow direction (2).
40. Heizmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in ein luftdurchströmbares Gehäuse (16) integriert ist. 40. Heating module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is integrated in a luftdurchströmbares housing (16).
41. Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator an dem Gehäuse (16) befestigt oder in dieses eingesetzt ist. 41. Heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that a fan is attached to the housing (16) or inserted into this.
42. Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator ein Axialventilator ist. 42. Heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that the fan is an axial fan.
43. Heizmodul (1) nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator, bezogen auf die Strömungsrichtung (2), strom- aufwärts von dem Heizmodul (1) angeordnet ist. 43. Heating module (1) according to claim 41 or 42, characterized in that the fan, with respect to the flow direction (2), upstream of the heating module (1) is arranged.
44. Heizmodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialventilator derart angeordnet ist, dass sein radial innen liegender Luftstrom die Lamellenbänder (5) und sein radial außen liegender Luftstrom die Lamellenprofile (6) durchströmt. 44. heating module (1) according to the preceding claim, characterized in that the axial fan is arranged such that its radially inner air flow through the lamellar bands (5) and its radially outer air flow through the lamellar profiles (6).
45. Heizmodul (1) nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) zum Einsetzen in einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, oder zum Einsetzen in einen Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromerwärmung eines Fahrzeuges vorgesehen ist. Verwendung eines elektrischen Heizmoduls (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem belüfteten Sitz als Gebläse mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromerwärmung, insbesondere in einem Fahrzeugsitz, oder in einem Luftkanal mit bedarfsweise zuschaltbarer Luftstromerwärmung eines Fahrzeuges. 45. Heating module (1) according to any one of claims 40 to 44, characterized in that the housing (16) is provided for insertion into a seat, in particular a vehicle seat, or for insertion into an air duct with, if necessary, switchable air flow heating of a vehicle. Use of an electrical heating module (1) according to one of the preceding claims in a ventilated seat as a fan with optionally switchable air flow heating, in particular in a vehicle seat, or in an air duct with, if necessary, switchable air flow heating of a vehicle.
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