WO2012034999A1

WO2012034999A1 - Wärmeübertrager

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Publication number: WO2012034999A1
Application number: PCT/EP2011/065832
Authority: WO
Inventors: Michael Kohl; Karl-Gerd Krumbach; Thomas Spranger; Thierry Clauss
Original assignee: Behr Gmbh & Co. Kg; Behr France Rouffach Sas
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-03-22
Also published as: CN203310082U; EP2428747B1; EP2428747A1

Abstract

Bei einem Wärmeübertrager (1), umfassend wenigstens ein elektrisches Widerstandsheizelement, insbesondere wenigstens ein PTC-Element, wenigstens zwei mit dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement (2) elektrisch leitend verbundene Leiter (4), insbesondere Leiterplatten (6, 7), um elektrischen Strom durch das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement zu leiten und dadurch das elektrische Widerstandsheizelement zu erwärmen, wenigstens ein Wärmeleitelement (11, 12, 18) zur Übertragung von Wärme von dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement (2) auf ein zu erwärmendes Fluid, wenigstens ein elektrisches Isolierelement (22), welches die wenigstens zwei Leiter (4) und vorzugsweise das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement (2) elektrisch isoliert, wenigstens ein Rohr (18) mit einer Rohröffnung, wobei die wenigstens zwei Leiter (4), das wenigstens eine elektrische Isolierelement (22) und das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement innerhalb wenigstens eines von dem wenigstens einen Rohr (18) begrenzten Hohlraumes angeordnet sind, soll von elektrischen Strom unter Hochspannung, z, B, mehr als 50 V, zum Betrieb des Wärmeübertragers (1) keine Gefährdung für die Umwelt, insbesondere Menschen, ausgehen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Wärmeübertrager (1) eine Adapterplatte (34) mit wenigstens einer Öffnung (39) umfasst und je eine Rohröffnung (37) an der Öffnung (39) der Adapterplatte (34) angeordnet ist und vorzugsweise das wenigstens eine Rohr (18) mit der Adapterplatte (34) fluiddicht verbunden ist.

Description

Wärmeübertrager

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Kraftfahrseugkismaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Kraftfahrzeugklimaanlagen dienen dazu, die dem Innenraum eines Kraftfahrzeuges zuzuführende Luft zu erwärmen und/oder zu kühlen, in Kraftfahr-- zeugklimaanlagen werden Wärmeübertrager als elektrische Heizeiririchtun- gen eingesetzt, um die Luft zu erwärmen, weiche dem Innenraum zugeführt wird. Die elektrische Heizeinrichtung umfasst PTC-Elemente. PTC-Elemente (PTC; Positive Temperature Coefficient) sind Strom leitende Materialien.,, die einen elektrischen Widerstand aufweisen und bei tieferen Temperaturen den Strom besser leiten können als bei höheren Temperaturen. 1hr elektrischer Widerstand vergrößert sich somit bei steigender Temperatur. Das PTC-Element besieht im Allgemeinen aus Keramik und ist ein Kaltieiter, Dadurch stellt sich unabhängig von den Randbedingungen - wie z. B. angelegte Spannung, Nominalwiderstand oder Luftmenge an dem PTC-Eiement - eine sehr gleichmäßige Oberflächentemprratur am PTC-Element ein. Eine Über- hitzung kann verhindert werden wie sie z. 8, mit einem normalen Wärme abgebenden Heizdraht auftreten könnte, da hier unabhängig von den Randbedingungen immer ungefähr der gleiche Widerstand und dadurch eine im Wesentlichen identische elektrische Heizleistung aufgebracht wird,

Der Wärmeübertrager umfasst PTC-Elemente, wenigstens zwei elektrische Leiter mittels denen elektrischer Strom durch das PTG-Eiement geleitet wird und Wärmeleitelemente, insbesondere Lamellen bzw.- Welirippen, mittels denen die Oberfläche zum Erwärmen der Luft vergrößert wird. In zunehmen- den Maßen werden Kraftfahrzeuge hergesteist, welche über einen ausschließlichen elektrischen Antrieb oder über einen Hybridantrieb verfügen, Kraftfahrzeugklimaan!agen für diese Kraftfahrzeuge verfügen im Allgemeinen nicht mehr über einen Wärmeaustauscher zum Erwärmen der Luft, der von Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Die gesamte Heizleistung der Kraft- fahrzeugklimaanlage muss deshalb von der elektrischen Heizeinrichtung bzw, den PTC-Elementen aufgebracht werden. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die PTC-Elemente auch mit Hochspannung, z. B, im Bereich von SO bis 600 Volt anstelle von Niederspannung mit 12 Volt, zu betreiben. Hochspannung in einer Kraftfahrzeugklimaanlage stellt jedoch ein Sicher- heitsproblem dar, weil beispielsweise durch eine menschliche Berührung von unter Hochspannung stehenden Teilen dem Menschen von der Hochspannung gesundheitlicher Schaden zugefügt werden kann.

Die US 4 327282 zeigt einen Wärmeübertrager mit einem PTC-Heizelement. Mittels Kontaktplatten wird Strom durch das PTC-Heizelement geleitet und an den Kontaktplatten ist eine Isolierschicht angeordnet, Die Komponenten werden mittels eines U-förmigen Clipses zusammengehalten. Aus der EP 1 768 458 A1 ist ein Wärme erzeugendes Element einer Heiz- Vorrichtung zur Lüfte wärm ung bekannt, umfassend wenigstens ein PTC-Element und an gegenüberliegenden Seitenflächen des PTC-Elementes anliegende elektrische Leiterbahnen, wobei die beiden elektrischen Leiterbahnen außenseitig von einer nicht elektrisch leitenden Isolierschicht umgeben sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Wärmeübertrager und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, bei dem ein mit elektrischen Strom unter Hochspannung, z. B. mehr als 50 V, betriebener Wärmeübertrager ohne Gefährdung für die Umwelt, insbe- sondere Menschen, betrieben werden kann. Der Wärmeübertrager und die Krafffahrzeugklimaanlage sollen in der Herstellung preiswert sein zuverlässig im Betrieb arbeiten.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Wärmeübertrager, umfassend wenigs- tens ein elektrisches Widerstandsheizelement, insbesondere wenigstens ein PTC-Element, wenigstens zwei mit dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement elektrisch leitend verbundene Leiter, insbesondere Leiterplatten, um elektrischen Strom durch das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizleement zu Seiten und dadurch das elektrische Wider- standsheizelement zu erwärmen, wenigstens ein Wärmeleiselement zur Übertragung von Wärme von dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement auf ein zu erwärmendes Fluid, wenigstens ein elektrisches Isolierelement, welches die wenigstens zwei Leiter und vorzugsweise das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement elektrisch isoliert, wenigstens ein Rohr mit einer Rohr¨ofnung, wobei die wenigstens zwei Leiter, das wenigstens eine elektrische Isolierelement und das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement innerhalb wenigstens eines von dem wenigstens einen Rohr begrenzten Hohlraumes angeordnet sind, wobei der Wärmeübertrager eine Adapterplatte mit wenigstens einer Öffnung umfasst und je eine Rohröffnung an einer Öffnung der Adapterplatte angeordnet ist und vorzugsweise das wenigstens eine Rohr mit der Adapterpiatte fiuiddicht verbunden ist. in den Rohren, weiche den Hohlraum einschließen sind wenigstens ein elektrisches Isolierelement, wenigstens ein elektrisches Widerstandsheizelement, vorzugsweise mehrere Widerstandsheizelernente, und die zwei Leiter angeordnet. Dabei weist das wenigstens eine Rohr am oberen Ende nur eine Rohröffnung auf und im übrigen Bereich des Rohres, insbesondere an einem unteren Ende des Rohres, ist das Rohr fluidd.ieht verschlossen, z. B, mitteis einer Auflageplatte bzw. Deckelplatte oder aufgrund der Ausbildung des Rohres. Somit weist das Rohr als einzigste Öffnung nur die (obere) Rohröffnung auf, durch welche Fluide In dem von dem Rohr eingeschlossenen Hohlraum eindringen können. Dabei weist der Wärmeübertrager vorzugsweise mehrere Rohre auf und die oberen Enden der Rohre mit den Rohröffnungen sind dabei an den Öffnungen der Adapterpiatte angeordnet, so dass aufgrund der fluiddichten Anordnung der Rohre an der Adapterplatte ausschließlich durch die Öffnungen der Adapterpiatte und die Rohröffnungen in den Hohlraum ein Fluid gelangen könnte. Dabei dient die Adapterpiatte dazu, beispielsweise ein Elektronikgehäuse fiuiddicht mit der Adapterpiatte zu verbinden, so dass dadurch die Hohlräume der Rohre vollständig gegenüber der Umgebung abgedichtet sind, weil das Elektronikgehäuse fiuiddicht mit der Adapterpiatte verbunden ist. Die Adapterplatte dient somit als Schnittstelle zur Verbindung mit anderen Bauteilen, insbesondere einem Elektronikgehäuse für eine Elektronik, insbesondere eine Leistungselektro- nik, oder einem Klimaanlagengehäuse. Dadurch können die Komponenten, welche in dem von dem Rohr eingeschlossenen Hohlraum angeordnet sind, dauerhaft fiuiddicht abgedichtet werden und ferner ist die Zuführung von elektrischem Strom zu den elektrischen Widerstandsheizelementen gewährleistet, Beispieiswelse weist das mit der Adapterpiatte fiuiddicht verbundene Elektronikgehäuse. Kontaktelemente auf, mit denen elektrischer Strom zu den Widerstandsheizelementen geleitet werden kann, vorzugsweise zwei Kontaktejemente, und wenigstens eine oder vorzugsweise zwei Steuer- stromkontaktelemente, mit denen die Leistung der Widerstandsheizelemente mit Hilfe der in dem Eiektronikgehäuse angeordneten Elektronik gesteuert und/oder geregelt werden kann. Dabei sind diese Kontaktelemente und vor- ztigsweise Steuerstromkonfaktelemente fluiddicht gegenüber dem Elektronikgehäuse abgedichtet, so dass die Hohlräume bezüglich der Umgebung fluiddicht abgedichtet sind. insbesondere ist ein Rohr mit einem Ende an der Rohröffnung innerhalb der Öffnung der Adapterplatte angeordnet

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Adapterplatte, vorzugsweise ustenseitun, jeweils an der Öffnung eine die Öffnung umlaufende Nut auf und je ein Rohr mit dem Ende an der Rohröffnung ist in der Nut an der Adapter- platte angeordnet.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist das Rohr außenseitig mit der Adapterplatte fluiddicht verbunden, Vorzugsweise entspricht die Geometrie des wenigstens einen_. Rohres außenseitig an dem Ende mit der Rohröffnung der Geometrie der Öffnung der Adapterplatte.

In einer Variante ist das Rohr fluiddicht mit der Nut an der Adapterpiatte ver- bunden.

Zweckmäßig entspricht die Geometrie des wenigstens einen Rohres an dem Ende mit Rohröffnung der Geometrie der Nut. in einer weiteren Ausführungsform besteht die Adapterplatte wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z, B. Aluminium, Stahl oder Edelstahl, öder aus, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff und/oder nur durch die Öffnung der Adapterplatte und die Rohröffnung besteht eine Verbindung in den von dem wenigstens einen Rohr begrenzten Hohlraum hinsichtlich des wenigstens einen Rohres und der Adapterplatte. Das we- nigstens eine Rohr ist mit der Adapterpiatte fiuiddicht verbunden, so dass dadurch bei einer Berücksichtigung nur der Adapterplatte und nur des Rohres, beispielsweise ohne Berücksichtung beispielsweise einer Vergussmasse, nur durch die Rohröffnung und nur die Öffnung der Adapterpiatte enn Fluid in den von dem Rohr eingeschlossenen Hohlraum gelangen kann.

Insbesondere ist die Adapterpiatte einteilig ausgebildet,

In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine Rohr mit der Adap- terplatte stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssig verbunden.

In einer ergänzenden Variante ist das wenigstens eine Rohr mit der Adapterpiatte mit einer Löt-, Schweiß- oder Klebeverbindung verbunden und/oder mit einem Dichtungselement, z, B, einem Dichtungsring, ist das wenigstens eine Rohr fiuiddicht an der Adapterplatte abgedichtet, wobei das Dichtungselement vorzugsweise ein gesondertes Bauteil ist.

Vorzugsweise ist die Adapterpiatte an dem wenigstens einen Rohr mit einer Rast-, Clips- oder Krimmverbindung verbunden. in einer weiteren Variante ist das wenigstens eine Rohr im Querschnitt ein- oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, und/oder das wenigstens eine Rohr ist im Querschnitt symmetrisch oder asymmetrisch und/oder das wenigstens eine Rohr ist aus zwei Haibschalen aufgebaut. In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine elektrische Isolier- element eine, vorzugsweise erhärtbare und/oder erhärtete, Vergussmasse und/oder das wenigstens eine elektrische isolierelement ist eine Formdichtung, z. B. ein Schlauch, eine Folie oder ein Plättchen, insbesondere ein Kerarnikplättchen, und vorzugsweise ist das Plättchen mit dem wenigstens einen elektrischen Widerstanclsheizelement stoffschlüssig verbunden, in einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Vergussmasse eine Flüssigkeit, z. B. ein Gel oder eine Paste oder eine erhärtbare oder eine erhärtete Flüs- sigkeit oder ein Öl, insbesondere Silikonöl, oder eine flüssige organische Verbindung oder ein Feststoff, z. B. ein Pulver oder ein Granulat oder ein erhärtbarer flüssiger Kunststoff.

Zweckmäßig ist die Vergussmasse und/oder die Formdichtung, d, h. das wenigstens eine elektrische Isolierelement mit Wärme übertragenden oder wärmeleitenden Partikeln, z. B. Siliziumkarbid und/oder Bornitrid versehen.

Insbesondere urnfasst die Ädapierplatte einen ersten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Elektronikgehäuse und/oder die Adapterplatte um- fasst einen zweiten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Klimaanlagengehäuse. An dem ersten Verbindungsabschnitt der Adapterpiatte kann somit die Adapterplatte mit einem Eiektronikgehäuse verbunden werden und an dem zweiten Verbindungsabschnitt kann die Ädapierplatte mit dem Klimaanlagengehäuse verbunden werden. Dabei ist vorzugsweise die Geometrie des ersten Verbindungsabschnittes komplementär zur Geometrie des Elektrönikgehäuses ausgebildet, weiches in diesem Bereich mit dem ersten Verbindungsabschnitt zu verbinden ist und in analoger Wesse ist die Geometrie der Adapterplatte an dem zweiten Verbindungsabschnitt komplementär zu demjenigen Abschnitt des Klimaanlagengehäuses verbunden, welcher mit dem zweiten Verbindungsabschnitt der Adapterplatte in Verbindung zu bringen ist in einer weiteren Variante ist an dem ersten Verbindungsabschnitt und/oder dem zweiten Verbindungsabschniit ein Dichtungselement, z, B. eine Dichtung, insbesondere O-Ringdichtung, oder Klebstoff oder Silikon als Dich- tungselement angeordnet zur fluiddiehten Abdichtung zwischen der Adapter- platte und dem Eiektronikgehäuse und/oder zwischen der Adapierpiatte und dem Klimaanlagengehäuse.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung besteht das Efektronikgehäuse und/oder das Klimaanlagegehäuse wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Aluminium oder Stahl, oder aus, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff,

Vorzugsweise ist das Diehiungselement zwischen der Adapterplatte und dem Eiektronikgehäuse und/oder dem Klimaaniagengehäuse elastisch vorgespannt und/oder überdrückf, um eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten, in einer ergänzenden Ausführungsforrn umfasst die wenigstens eine Hohl- raumwandung als Wandung des wenigstens einen Rohres in einem Querschnitt zwei Brettseitenwandungen und eine oder zwei Schmalseitenwandungen und/oder die wenigstens eine Hohiraumwandung bildet in einem Querschnitt ein geschlossenes Rohr, insbesondere Fiachrohf, in einer weiteren Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Wärmeleit- element die wenigstens eine Hohlraumwandung und/oder das wenigstens eine Wärmeleitelement umfasst Wellrippen, welche außenseitig an der wenigstens einen Hohiraumwandung, insbesondere mittels Löten, angeordnet sind und/oder die wenigstens zwei Leiter weisen keinen unmittelbaren Kon* takt zu der wenigstens einen Hohiraumwandung: auf. In einer weiteren Ausgestaltung sind die Wellrippen und die wenigstens eine Hohiraumwandung mittels Kleben miteinander verbunden.

In einer ergänzenden Ausführungsform bestehen wenigstens ein Wärmeieit- element, insbesondere die wenigstens eine Hohlraumwandung und/oder die Wellrippen, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, oder Kunststoff.

Zweckmäßig ist die wenigstens eine Formdichtung elastisch und/oder die wenigstens eine Formdichtung besteht wenigstens teilweise aus Silikon oder Kunststoff oder Gummi und/oder die wenigstens eine Formdichtung ist mit der wenigstens einen Hohiraumwandung kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden. Aufgrund von elastischen Eigenschaften der wenigstens einen Formdichtung kann mittels einer elastischen Verformung der wenigstens einen Formdichtung die wenigstens eine Formdichtung innerhalb des Hohlraumes, d. h, zwischen den Hohlraumwandungen, eingespannt werden und damit kraftschiüssig verbunden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die wenigstens eine Formdich- tung wärmeübertragende oder wärmeleitende Partikel, z. B. Aluminiumoxid und/oder Siliziumkarbid und/oder Bornitrid. Dadurch kann die Wärmeleitfähigkeit der wenigstens einen Formdichtung erhöht werden und trotzdem weist die wenigstens eine Formdichtung eine ausreichend große elektrische Isolation auf,

Insbesondere sind wenigstens ein elektrisches Wiclerstandsheizelement, die wenigstens zwei Leiter und das wenigstens eine elektrische Isoiierelement zu wenigstens einem Heizverbund verbunden, welches oder welche In dem wenigstens einen Hohlraum angeordnet ist oder sind. Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage urnfasst wenigstens einen in dieser Schützrechtsanmeldung beschriebenen Wärmeübertrager,

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Formdichtung zwischen je einer Wan- dung des wenigstens einen Rohres und einem Leiter angeordnet, so dass die wenigstens zwei Leiter bezüglich des wenigstens einen Rohres elektrisch isoliert sind.

Zweckmäßig ist das wenigstens eine Rohr von einer unteren .Deckelpiatie. an einem unteren, zweiten Ende fluiddicht verschlossen. Das untere zweite Ende ist das andere Ende des Rohres, weiches dem oberen ersten Ende mit der Rohröffnung gegenüber liegt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die wenigstens eine Formdichtung als ein Schrumpfschläuch ausgebildet und der Schrurnpfschiauch wird auf die wenigstens zwei Leiter aufgeschrumpft, indem der Schrurnpfschiauch erwärmt wird.

Die wenigstens eine Formdichtung besteht aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitfähigen Material. Aufgrund der georaeirischen Anordnung der wenigstens einen Formdichtung innerhalb des Wärmeübertragers sind die wenigstens zwei Leiter und das wenigstens eine elektrische Wider- standsheizelement elektrisch isoliert. Die Formdichtung ist In einem festen Aggregatzustand, d. h. nicht flüssig oder gasförmig, auch bei hohen Tempe- raturen, z. B. 70°C oder 100°C.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die wenigstens eine Formdichtung eine Folie bzw. isolafionsfolie, z. B. eine Polyimide-Folie (Kapton-Folie), (elas tisch) keramisch gefüllte Folie oder eine (elastisch) Keramisch gefüllte Sili- konfolie. In einer zusätzlichen Variante weist der Wärmeübertrager eine IP- Schutzklasse von 87 auf, so dass eine ausreichende Wasserdichtheit und Staubdichtheit vorhanden ist, In einer weiteren Ausgestaitung sind die Weilrippen und das wenigstens, eine Rohr mittels Kleben und/oder Löten und/oder kraftschlüssig unter Vorspannung miteinander verbunden.

In einer weiteren Ausgestaitung weist das wenigstens eine Wärmeleitele- ment und/oder das wenigstens eine elektrische isolierelement eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1 W/mK, insbesondere wenigstens 15 W/mK auf.

In einer weiteren Ausführungsform weist das wenigstens eine elektrische Isolierelement eine elektrische Isolation von wenigstens 1 kV/mm, insbesondere wenigstens 25 kV/mm auf.

In einer Variante weist das wenigstens eine elektrische Isolierelement, vorzugsweise im Querschnitt, eine DurGhschlagfestigkeit von wenigstens 1 kV auf.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das wenigstens eine elektrische Isolierelement eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1 W/mK, insbesondere wenigstens 15 W/mK auf. Das wenigstens eine elektrische Isolierelement kann damit einerseits gut elektrisch .isolieren und kann andererseits ausreichend gut die Wärme von dem elektrischen Widerstandsheizelement zu dem Wärmeleitelement oder den Wärmefeititernenten leiten.

Im Machfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezug- nahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt einer Kraftfahrzeugklimaanlage,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines Wärmeübertragers bzw.

Herzregisters in einem ersten Ausführungsbeispiei,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht mehrerer Heizregister des

Wärmeübertragers gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Wärmeübertragers gemäß. Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht des Wärmeübertragers gemäß Fig. 3,

Fig. 8 einen Querschnitt des Heizregisters gemäß Fig. 2, Fig. 7 einen Querschnitt mehrerer Flachrohre,

Fig. 8 einen Querschnitt von drei Flachrohren und einem Heizverbund,

Fig. 9 einen Querschnitt des Flachrohres mit dem Heizverbund in

dem Flachrohr als Heizregisters bzw. Wärmeübertrager,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Adapterplatte in einem

ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Adapterplatte gemäß. Fig. 10 mit Rohren in Öffnungen der Adapterplatte,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Adapierplatte in einem zweiten Ausführungsbeispiei mit Rohren in Öffnungen der Adapterplatte,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht der Adapterpiatte gemäß Fig. 12, Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der Adapterplatte gemäß- Fig. 12 mit Heizregistern.,

Fig. 15 eine perspektivische Teilansicht der Adapterplatte in einem

dritten Ausführungsbeispiel mit Heizregistern und

einem Elektronikgehäuse,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragers mit der

Adapterplatte, dem Elektronikgehäuse und einem

Klimaaniagengehäuse,

Fig. 17 einen Längsschnitt des Wärmeübertragers gemäß Fig. 16,

Fig. 18 einen Querschnitt des Heizregisters in einem

zweiten Ausführungsbeispiei,

Fig. 19 einen Querschnitt des Heizregisters in einem

dritten Ausführungsbeispiel ,

Fig. 20 einen Längsschnitt des Heizregisters in einem

vierten Ausführungsbeispiel und

Fig. 21 Längsschnitt der Rohre mit der Adapterplatte in einem

vierten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Kraftfahrzeugklimaanlage 24, In einem Klimaanlagengehäuse 28 mit einer Bodenvvandung 27 und einem Austrittsabschnitt 29 ist ein Gebläse 25, ein Luftfilter 30, ein Kältemittelverdampfer 31 und ein Wärmeübertrager 1 als eine elektrische Heizeinrichtung angeordnet. Das Klimaanlagengehäuse 26 bildet somit einen Kanal 35 zum Durchleiten der Luft. Wan- dungen 28 des Klimaanlagengehäuses 26 weisen an der Innenseite eine Oberfläche 38 auf, welche den Kanal 35 begrenzen., Die Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges wird mittels des Gebläses 25 durch den Luftfilter 30, den Kältemitielverdampfer 31 sowie den Wärmeübertrager 1 geleitet.

Die Kraftfahrzeugkiimaaniage 24 ist somit nicht mit einem von Kühlmittel durchströmten Wärmeaustauscher versehen zum Erwärmen der durch die Kraftfahrzeuganlage 24 geleiteten Luft, Die durch die Kraftfahrzeugklimaan- lage 24 geleitete Luft wird ausschließlich mittels des Wärmeübertrager 1 elektrisch erwärmt. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 24 wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug mit ausschließlich elektrischem Antrieb oder mit einem Hybridantrieb eingesetzt (nicht dargestellt). Um mittels des Wärmeübertragers 1 die notwendige elektrische Heizleistung zu erreichen, muss der Wärmeübertrager mit Hochspannung, z. B, mit mehr als 50 Volt, beispielsweise mit 80 V oder 800 V, betrieben werden, um keine zu großen Stromstärken und damit zu dicke Stromleitungen (nicht dargestellt) zu erhalten.

In den Fig. 2 bis 9 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers 1 für die Kraftfahrzeugklimaanlage 24 ohne einer Adapterplatte 34 dargestellt. Der Wärmeübertrager 1 in dem ersten Ausführungs- beispiel umfasst jedoch die nicht dargestellte Adapterplalte 34. Ein als Flach- rohr 13 ausgebildetes Röhr 18 aus Aluminium, weist zwei Breitseitenwandungen 20 und zwei Schmaiseitenwandungen 21 (Fig. 2 und 8) auf. Die Breit- und Schmalseitenwandungen 20, 21 stellen dabei Hohiraumwandun- gen 17 dar, weiche einen Hohlraum 10 innerhalb des Rohres 18 einschließen. Eine Schmalseitenwandung 21 ist dabei mittels einer Nut-Feder-Verbindung 15 miteinander verbünden, Innerhalb des Flachrohres 13 sind zwei Formdichtungen 23 als elektrische isloierelemente 22 angeord- net Die beiden Formdichtungen 23 bestehen dabei aus elastischem Silikon und weisen an einer Seite jeweils eine Aussparung 14 auf. innerhalb dieser besden Aussparungen 14 der beiden Förrndichtungen 23, die beim Aufeinanderliegen der beiden Förrndichtungen 23 dabei einen Aufnabmehohl- raum ausbilden, sind zwei Leiter 4, nämlich eine erste Leiterplätte 6 und eine zweite Leiterplatte 7 angeordnet. Zwischen den beiden Leiterplatten 6, 7 sind drei als PTC-Eiemente 3 ausgebildete elektrische Widerstandsheizelemente 2 angeordnet. Die PTC-ESemente 3 sind dabei mit den beiden Leiterplatten 6, 7 mit Klebstoff miteinander verbunden. Die beiden Formdichtungen 23 weisen dabei jeweils einen Schlitz 18 (Fig. 2) auf, durch welche jeweils eine elektrische Kontaktpiatte 5 der Leiterplatte 6, 7 geführt ist. Das Rohr 18 weist ein oberes Ende 38 mit einer Rohröffnung 37 auf. Am unteren Ende ist das Rohr 18 flüiddicht verschlossen.

Die beiden Leiterplatten 8, 7 sind somit vollständig von den beiden Formdichtungen 23 eingeschlossen, weil die Förmdichtungen 23 an den Rändern außerhalb der Aussparung 14 unmittelbar aufeinanderliegen und dabei aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften auch abdichten. Dadurch sind die beiden Leiterplatten 6, 7 mit den dazwischen angeordneten drei PTG-Eiementen 3 aufgrund der elektrischen Isolation der Formdichtungen 23 elektrisch isoliert und außerdem fiuiddicht aufgrund der Dichtungsei- genschaften der beiden aufeinanderliegenden Formdichtungen 23 abgeschlossen. Die elektrische Kontaktierimg der beiden Leiterplatten 6, 7 erfoigt mittels nicht dargestellter elektrischer Leitungen an den Kontaktplatten 5. Die beiden Leiterplatten 6, 7 mit den drei PTC-Elementen 10 stellen dabei eine Heizeinheit 10 dar. Nach dem Umschließen der Heizeinheit 10 mit den bei- den Förrndichtungen 23 bilden diese einen Heizverbund 8. Nach dem Einbringen des Heizverbundes 8 in die Flachrohre 13 mit den Wellrippen 12 liegt ein Heizregister 9 bzw. der Wärmeübertrager 1 vor. Mehrere Heizregister 9 gemäß, der Darstellung in Fig. 4 können auch zu einem Wärmeübertrager 1 mit einer größeren Anzahl von Heizregistern 9 zueinander verbunden werden (Fig. 3 bis 5). Die Herstellungsschritte zum Anordnen des Heizverbundes 8 in den Flach- röhren 13 sind in den Fig. 7 bis 9 dargestellt. Die Fiachrohre 13 werden mit den Weilrippen 12 mittels Löten in einem Lötofen miteinander verbunden. Im Bereich der Nut-Feder-Verbindung 16 wird beim Löten ein Abstandshalter (nicht dargestellt) in die Nut-Feder-Verbindung 15 eingebracht, so dass an der Nut-Feder-Verbindung 15 die Fiachrohre 13 nicht miteinander verlötet, d. h, nicht stoffschlüssig miteinander verbunden, werden. Nach dem Entfernen der nicht dargestellten Abstandshaiter werden die Flachrohre 13 im Bereich der Nut-Feder-Verbindung 15 geöffnet, so dass sich die Fiachrohre 13 im Bereich der unteren Schmalseitenwandungen 21 verformen, insbesondere verbiegen. Das Öffnen der Flachrohre 13 mit den Weilrippen 12 erfolgt dabei ziehharmonikaartig gemäß der Darstellung von Fig. 7 zu Fig. 8. In der in Fig. 8 dargestellten geöffneten Lage des Fiachrohres 13 können die Heizverbünde 8 in Richtung der Rohrtiefe, d. h. senkrecht zu einer auf der Zelchenebene von Fig. 8 senkrecht stehenden Längsachse des Rohres 18, in die Fiachrohre 13 eingeschoben werden. Nach dem Einschieben des Heizverbundes 8 in die Fiachrohre 13 werden die Fiachrohre 13 wieder an der Nut-Feder-Verbindung 15 miteinander verbunden und mittels Verpressen der Nut-Feder-Verbindung 15 erfolgt eine dauerhafte Befestigung der Nut-Feder- Verbindung 16. Die Formdichtungen 23 sind aus Silikon und elastisch verformbar und dabei ist die Größe der Formdichtungen 23 mit der Heizeinheit 10 dahingehend abgestimmt, dass der Heizverhund 8 geringfügig größer ist als das geschlossene Flachrohr 13, Dadurch werden die Formdichtungen 23 beim Schließen der Nut-Feder-Verbindung 15 elastisch verformt und vor- gespannt, so dass dadurch der Heizverbund 8 unter Vorspannung zwischen den Hohlraumwandungen 17 des Fiachrohres 13, insbesondere zwischen den Breitseitenwandungen 20 das Flachrohres 13 eingespannt ist und damit kraftschlüssig mit dem Fiachrohr 13 verbunden ist. Hierzu wird auf die Breitseitenwandungen 20 eine entsprechend gerichtete Kraft F aufgebracht (Fig. 9). Die Netzhöhe H_N des Wärmeübertragers- 1 gemäß der Darstellung in Fig. 4 beträgt ca. 50 bis 300 mm, vorzugsweise 100 bis 200 mm und die Netzbreite B_N beträgt ca. 50 bis 300 mm, vorzugsweise 100 bis 200 mm, Die Quertei- lung Q, d. h. der Abstand zwischen den Flachrohren 13 gemäß der Darstei- lung in Fig. 5, beträgt dabei zwischen 5 und 30 mm, vorzugsweise 9 bis 18 mm und die Netztiefe T_N gemäß der Darstellung in Fig. 5 beträgt 6 bis 80 mm, vorzugsweise 10 bis 40 mm.

Der von den Hohlraumwandungen 17 des Flachrohres 13 eingeschlossenen Hohlraum 19 ist im Bereich der Schmaiseitenwandungen 21 ein Leerraum 32, d. h. in dem Leerraum 32 ist lediglich Luft (Fig. 6). Abweichend hiervon kann in den Leeräumen 32 gemäß der Darstellung in Fig. 8 auch die Formdichtung 23 angeordnet sein bei einer entsprechenden anderen geometrischen Ausbildung der Formdichtung 23 {Fig. 8). Am oberen Ende 38 der Rohre 18 sind die Rohre 18 in Öffnungen 39 der nicht dargestellten Adapterplatte 34 angeordnet analog zu den nachfolgenden Ausführungsbei- spielen. in Fig. 10 und 11 ist ein erstes Ausführungsbeispiei der Adapterplatte 34 mit Öffnungen 39 dargestellt Die Adapterplatte 34 besteht aus thermoplastischem Kunststoff oder aus Metall, insbesondere Aluminium, und ist bei einer Ausbildung als Alumihium mit Tiefziehen hergestellt. Dabei erstspricht die Geometrie der Öffnungen 39 der Adapterplaite 34 der Geometrie der Rohre 18 an dem oberen Ende 38 (Fig. 2} der Rohre 18. Dabei sind die Rohre 18 mit dem Ende 38 in die Öffnungen 39 der Adapterplatte 34 eingeführt (Fig. 11) und mit der Adapterplatte 34 Stoff schlüssig, beispielsweise mittels Löten oder Kleben, verbunden. In Fig. 11 sind von dem Heizregister 9 lediglich die Rohre 18 dargestellt, nicht jedoch die Leiter 4, die elektrischen Kon- faktplatten 6 und das elektrische Isolierelement 22. Der Heizverbund 8 ist somit in Fig. 11 nicht dargestellt. Dadurch besteht in dem von dem Rohr 18 eingeschlossenen Hohlraum 19 aufgrund der fluiddichten Verbindung der Rohre 18 mit der Adapterplatte 34 nur durch die Öffnung 39 der Adapterplat- te 34 und die RDhröffnungen 37 eine fluid leitende Verbindung in den Hohlraum 19. Das in Fig. 11 dargestellte Rohr 18 ist im Querschnitt einteilig und weist zwei Schmaiseitenwandungen 21 und zwei Breitseitenwandungen 20 auf.

In Fig. 12, 13 und 14 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Adapterpiattr 34 dargestellt. Die Geometrie der Öffnungen 39 der Adapterplattr 34 entspricht dabei der außenseitigen Geometrie des Rohres 18 gemäß Fig., 12 und 14. Dabei ist das Rohr 18 im Querschnitt zweiteilig aus zwei asymmetrischen Halbschalen aufgebaut. Entsprechend ist auch die Geometrie der Öffnungen 39 der Adapterpiatte 34 ausgebildet. In Fig, 14 ist die Adapter- platte 34 gemäß Fig. 12 und 13 mit den Heizregistem 9 dargestellt, Die Adapterplatte 34 dient als Schnittstelle zur Verbindung mit anderen Komponenten, beispielsweise einem Eiektronikgehäuse 43 mit einer Elektronik (nicht dargestellt}, insbesondere einer Leistungselektronik zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung der elektrischen Widerstandsheizeie- menfe 2 in den einzelnen Heizregistem 9. In der in Fig. 15 dargestellten Teil- ansicht ist eine Explosionsdarstellung des Elektronikgebäuses 43 und des Wärmeübertragers 1 mit der Adapterpiatte 34 in einem dritten Ausführungs- beispiel abgebildet. Mittels der Adapterpiatte 34 sind die einzelnen Heizregister 9 miteinander verbunden und mittels einer Dichtung 45 als Dichtungselement 44, beispielsweise eine elastische O-Ringdichfung aus Gummi, kann eine fluiddichtende Verbindung zwischen dem Eiektronikgehäuse 43 und der Adapterplafte 34 hergesteilt werden. Dabei ist das Eiektronikgehäuse 43 vollständig geschiossen und weist keine Öffnungen oder Spaiten in die Umgebung auf, so dasd bei einer fiuiddichten Verbindung des Elektronikgehäuses 34 mit der Adapterpiatte 34 aufgrund der fiuiddichten Verbindung der Rohre 18 mit der Adapterplatte 34 der Hohlraum 19 fluiddicht bezüglich der Umgebung abgedichtet ist, In Fig. 15 sind ferner die elektrischen Kontakt- platten 5 und die als Schlauch 46 oder Folie 47 ausgebildete Formdichtung 23 dargestellt Dabei ist der Schlauch 48, weicher die Heizeinheit 10 vollständig umschließt, geringfügig über das obere Ende 38 der Rohre 18 hinausgeführt, damit ein ausreichender Abstand von den beiden Leiterplatten 8, 7 zu dem Rohr 18 besteht. Dabei weist dieser Abstand vorzugsweise 4 mm auf. Ferner sind in Fig. 15 im Gegensatz zu dem vorhergehenden Fig. 10 bis 14 auch die Wellrippen 12 als Wärmeleitelemente 11 zwischen, den Rohren 18 abgebildet. in Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht des Wärmeübertragers 1 in dem Klimaanlagengehäuse 28 dargestellt, Dabei ist die Adapterplatte 34 fluiddicht mit dem Elektronikgehäuse 43 und ffuiddicht mit dem KSimaanlagengehäu- se 28 verbunden. Die Art der Ausbildung der fiuiddichten Verbindung zwischen der Adapterplatte 34 und dem Elektronikgehäuse 43 sowie der fluiddichten Verbindung zwischen der Adapterplatte 34 und dem Klimaanlagengehäuse 28 ist identisch. Dadurch ist es möglich, den von den Rohren 18 eingeschlossenen Hohlraum 13 ffuiddicht bezüglich der Umgebung abzudichten und bei der Verwendung von Hochspannung in den elektrischen Widerstandsheizelementen- 2 eine sichere elektrische Isolierung bezüglich der Umwelt zu gewährleisten. In Fig. 17 ist ein Längsschnitt des Wärmeübertragers- 1 gemäß Fig. 16 dargestellt Die Adapterplatte 34 weist einen ersten Verbindüngsabschnitt 41 zur Verbindung der Adapterplatte 34 mit dem Elektronikgehäuse 43 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 42 zur Verbindung der Adapterplatte 34 mit dem Klimaanlagengehäuse 26 auf. Dabei sind das Klimaanlagengehäuse 26 und/oder das Elektronikgehäuse 43 mit der Adapterplatte 34 form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden, beispielsweise mit einer Kleb- oder Lötverbindung oder auch mit Hilfe einer Schraub- oder Rastverbindung (nicht dargestellt). Sowohl zwischen der Adapterplatte 34 und dem Elektronikgehäuse- 43 an dem ersten Verbindungsabschnitt 41 als auch zwischen der Adapterpiatter 34 und dem Klimaaniagengehäuse 26 an dem zweiten Verbindungsabschnitt 42 ist je- weiis ein Diehtungselement 44, insbesondere eine Dichtung 45 angeordnet. Dabei ist die Dichtung 45 vorzugsweise ais eine O-Ringdichtung ausgebildet, welche den ersten und/oder zweiten Verbindungsabschnitt 41 , 42 vollständig umläuft, so dass dadurch eine fluiddichtende Verbindung sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Verbindungsabschnitt 41. 42 bezüglich des Klimaanaagengehäuses 26 und des Elektranikgehäuses 43 gewährleistet ist. Das Dichtungselement 44 kann dabei entweder ein separates Bauteil sein oder bereits an das Elektronikgehäuse 43 und/oder das Klimaanlagengehäuse 46 angebaut sein oder integriert sein, indem beispielsweise das Diehtungselernent 44 beim Spritzgießen des Elektronikgehäuses 43 aus Kunststoff oder das Klimaanlagengehäuses 28 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt und umsprifzt wird oder In einem 2K-Sprifzgussverfahren das Dichtungselement 44 an dem übrigen Klimaanlagengehäuse 26 und/oder dem übrigen Eiektronikgehäuse 43 hergestellt wird. Die Rohre 18 sind mit der Adapterpiatte 34 beispielsweise mit einer Klebeverbindung fluiddicht verbunden und in den Öffnungen 39 der Adapterpiatte 34 angeordnet

In Fig. 18 ist ein Querschnitt des Heizregisters 9 in einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel dargestellt, Die Heizeinheit 10 ist von einem Schlauch 46 bzw. einem Foliensack umschlossen und dabei ist die Wandung des Schlauches als Folie 47 ausgebildet. Dadurch ist die Heizeinheit 10 vollständig (der Foliensack bzw. Schlauch 46 weist nur oben an den Kontaktplatten 5 eine Öffnung auf) von dem Schlauch 46 bzw. Foliensack umschlossen und damit bezüglich des Rohres 18 bzw. den Wandungen des Rohres 18 elektrisch isoliert. Die Dichtung 45 bzw. die Formdiehtung 23 kann dabei auch mit elektrisch leitenden Partikeln versehen sein, um neben der erforderlichen elektrischen Isolation auch eine ausreiGhende thermische Wärmeleitfahigkeit der Formdichtung 23 zu gewährleisten. In Fig, 19 ist ein drittes Ausführungsbeispiei des Heizregisters 9 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 18 besehrieben. Die Formdichtung 23 ist ein als Keramikplättchen 49 ausgebildetes Plättehen 48 und innerhalb des Rohres 18 ist außerdem eine Position.sle.iste 50 vorhanden. Die Posittonsleiste 50 verhindert ein Verrutschen der Heizeinheit 10 innerhalb des Rohres 18, so dass eine ausreichende elektrische Isolation gewährleistet ist. Abweichend hiervon (nicht dargestellt) kann auf die Positionsleistung 50 auch verzichtet werden, sofern die Keramikplättchen 49 stoff schlüssig, beispielsweise mittels Kleben, mit den beiden Leitern 24 verbunden sind und damit aufgrund der ausreichenden Steifigkeit der Keramikplättchen 49 keine Gefahr mehr des Verrutschens der Heizeinheit 10 Innerhalb des Rohres 18 besteht.

In Fig. 20 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des Heizregisters 9 in einem Längsschnitt dargestellt. Als elektrisches Isolierelement 22 wird dabei eine Vergussmasse 51 eingesetzt. Nach dem Einbringen der Heizeinheit 10 in den Hohlraum 19 und der mechanischen und fluiddichten Verbindung der Rohre 18 mit der Adapterplatte 34 wird obenseitig auf die Adapterplatte 34 die Vergussmasse 51 aufgebracht. Die fließfähige oder flüssige Vergussmasse 51 kann somit in die Hohlräume 19 innerhalb der Rohre 18 einströmen und die leeren Hohlräume 19 außerhalb der Heizeinheit 10 auffüllen und dadurch eine elektrische Isolierung ermöglichen. Dabei dient die Adapterplatte 34 aufgrund ihrer Geometrie als "Überlaufsee" für die Vergussmasse 61 und lediglich die elektrischen Kontaktplatten 5 und gegebenenfalls ein geringer Teil der Leiterplatten 4 stehen aus der Vergussmasse 51 heraus. Nach dem Erhärten der Vergussmasse 51 steht somit eine dauerhafte elekirische Isolierung der Heizeinheit 10 zur Verfügung und ferner wird mit der Vergussmasse 51 der Hohlraum 19 fluiddicht bezüglich der Umgebung abgedichtet, weil in den Hohlraum 19 keine Flüssigkeit oder ein Fluid einströmen kann. Lediglich die elektrischen Kontakt- platten 5 und gegebenenfalls die Leiter 4 außerhalb der Vergussmasse 51 sind dauerhaft elektrisch gegenüber der Umgebung zu isolieren, beispiels- weise indem auf die Adapterplatte 34 das Eiektronlkgehäuse 43 aufgesetzt und fiuiddicht mit der Adapterplatte 34 verbunden wird oder ist (nicht dargestellt). In Fig. 21 ist ein viertes Ausfhhrungsbeispiel der Adapterplatte 34 dargestellt. Die Rohre 18 des Heizregisters 9 sind dabei nicht in die Öffnungen 39 der Adapterplatte 34 eingeführt, sondern die Adapterplatte 34 äst mit einer die Öffnungen 39 vollständig umlaufenden Nut 40 versehen und in die Nut 40 sind die Enden 38 der Rohre 18 angeordnet und mit der Adapterplatte 34 an der Nut 40 mechanisch verbunden sowie auch fiuiddicht verbunden. Die Verbindung kann dabei stoffschlüssig erfolgen, beispielsweise mittels Kleben, Schweißen oder Löten.

Die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeisplete können miteinan- der kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges erwähnt ist.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die einzelnen Heizregister 9 des Wärmeübertragers 1 können mit der Adapterplatte 34 mechanisch zu einem Wärmeübertrager 1 mit einer Vielzahl von Heizregistern 9 verbunden werden. Dabei sind die Heizregister 9 bzw, die Rohre 18 der Heizregister 9 ah den Öffnungen 39 der Adapterplatte 34 fiuiddicht angeordnet, so dass dadurch in einfacher Weise eine fluiddichte Abdichtung der Heizregister 9 bezüglich der Umgebung möglich ist Beispielsweise kann an der Adapterplatte 34 ein Eiektronlkgehäuse 43.fiuiddicht angebrachi werden und dadurch eine dauerhafte elektrische Isolierung des Wärmeübertragers 1 mit einem geringen technischen Aufwand ermöglicht werden. Dadurch ist ein dauerhafter Berührungsschutz der elektrisch leitenden Teile des Wärmeübertragers 1 möglich. Bezugszeichenliste

I Wärmeübertrager

2 Elektrisches Widerstandsheizelement

3 PTC-Element

4 Leiter

5 Elektrische Kontaktplatte

8 Erste Leiterplatte

7 Zweite Leiterplatte

8 Heizverbund

9 Heizregister

10 Heizeinheit

11 Wärmeleitelement

12 Wellrippen

13 Flachrohr

14 Aussparung in Formdichtung

15 Nut-Feder-Verbindung

16 Schlitz in Formdichtung für Kontaktplatte 17 Höhlraumwandung

18 Rohr

19 Hohlraum

20 Breitseitenwandung

21 Schmalseitenwandung

22 Elektrisches Isolierelement

23 Formdichtung

24 Kraftfahrzeugklimaanlage

25 Gebläse

28 Klimaaniagengehäuse

27 Bodenwandung

28 Wandung 29 Austrittsabschnitt

30 Filier

31 KäStemittelverdampfer

32 Leerraum innerhalb des Flachrohres

33 Pilzförmige Verdichtung an Formdichtung

34 Adapterplatte

35 Kanal

36 Oberfläche

37 Rohröffnung

38 Ende des Rohres mit Rohröffnung

39 Öffnung der Adapterpiatte

40 Nut in Adapterplatte

41 Erster Verbindungsabschnitt an Adapterplatte zur Verbindung mit einem Elektronikgehäuse

42Zweiter Verbindungsabschnitt an Adapterplatte zur Verbindung mit einem Klimaanlagengehäuse

43 Elektronikgehäuse

44 Dichtungselement

45 Dichtung

46 Schlauch

47 Folie

48 Plättchen

49 Keramikplättchen

50 Positionsleiste

51 Vergussmasse

H_N Netzhöhe

B_N Netzbreite

Q Querteilüng

T_N Netztiefe

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Wärmeübertrager (1), umfassend

- wenigstens ein elektrisches Widerstandsheizelement (2), insbesondere wenigstens ein PTC-Element (3),

- wenigstens zwei mit dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement (2) elektrisch leitend verbundene Leiter (4), insbesondere Leiterplatten (6, 7), um elektrischen Strom durch das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement (2) zu leiten und dadurch das elektrische Widerstandsheizelement (2) zu erwärmen,

- wenigstens ein Wärmeleitelement (11 , 12, 18) zur Übertragung von Wärme von dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement (2) auf ein zu erwärmendes Fluid,

- wenigstens ein elektrisches Isolierelement (22), welches die wenigstens zwei Leiter (4) und vorzugsweise das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement (2) elektrisch isoliert,

- wenigstens ein Rohr (18) mit einer Rohröffnung (37), wobei

- die wenigstens zwei Leiter (4), das wenigstens eine elektrische Isolierelement (22) und das wenigstens eine elektrische Widerstandsheizelement (2) innerhalb wenigstens eines von dem wenigstens einen Rohr (18) begrenzten Hohlraumes (19) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) eine. Adapterpfatie (34) mit wenigstens einer Öffnung (39) umfasst und je eine Rohröffnung (37) an der Öffnung

(39) der Adapterplatte (34) angeordnet ist und vorzugsweise das wenigstens eine Rohr (18) mit der Adapterplatte (34) fluiddicht verbunden ist.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass je ein Rohr (18) mit einem Ende (38) . an der Rohröffnung (37) innerhalb der Öffnung (39) der Adapterplatte (34) angeordnet ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (34), vorzugsweise unfenseitig, jeweils an der Öffnung (39) eine die Öffnung (39) umlaufende Nut (40) aufweist und je ein Rohr (18) mit dem Ende (38) an der Rohröffnung (37) in der Nut

(40) an der Adapterplatte (34) angeordnet ist

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (18) außenseitig mit der Adapterplatte (34) fluiddicht verbunden ist.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des wenigstens einen Rohres (18) außenseitig an dem Ende (38) mit der Rohröffnung (37) der Geometrie der Öffnung (39) der Adapterplatte (34) entspricht

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (18) fluiddicht mit der Nut (40) an der Adapterplatte (34) verbunden ist.

7. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des wenigstens einen Rohres (18) an dem Ende (38) mit Rohröffnung (37) der Geometrie der Nui (40) entspricht,

8. Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (34) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Aluminium, Stahl oder Edelstahl, oder aus, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff besteht

und/oder

nur durch die Öffnung (39) der Adapterplatte (34) und die Rohröffnung (37) eine Verbindung in den von dem wenigstens einen Rohr (18) begrenzten Hohlraum (19) besteht hinsichtlich des wenigstens einen Rohres (18) und der Adapterplatte (34),

9, Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (34) einteilig ausgebildet ist.

10. Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (1.8) mit der Adapterplatte (34) stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

11. Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr

(18) mit der Adapterplatte (34) mit einer Löt-, Schweiß- oder Riebe- Verbindung verbunden ist und/oder mit einem Dichtungselement (44), z. B, einem Dichtungsring, das wenigstens eine Rohr (18) fiüiddicht an der Adapterplatte (34) abgedichtet ist.

12, särmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (18) im Querschnitt ein- oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ist und/oder das wenigstens eine Rohr (18) im Querschnitt symmetrisch oder asymmetrisch ist und/oder das wenigstens eine Rohr (18) aus zwei Haibschaien aufgebaut ist.

1 S.Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprücme, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Isolierelement (22) eine, vorzugsweise erhärtbare und/oder erhärtete, Vergussmasse (51) ist und/oder das wenigstens eine eiektri- sche isolierelement (22) eine Formdichtung (23), z. B, ein Schlauch

(46), eine Folie (47) oder eine Plättehen (48), insbesondere ein Keramikplättchen (49), ist und vorzugsweise das Piättchen (48) mit dem wenigstens einen elektrischen Widerstandsheizelement (2) stoff- schlüssig verbunden ist.

14. Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapierplatte (34) einen ersten Verbindungsabschnitt (41) zur Verbindung mit einem Elektronikgehause (43) umfasst und/oder die Adapterplatte (34) einen zweiten Verbindungsabschnitt (42) zur Verbindung mit einem Klimaanlagengehäuse (26) umfasst,

15. Kraftfahrzeugklimaanlage (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugklimaaniage (24) wenigstens einen Wärmeübertrager (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche umfasst.