WO2018033487A1 - Elektrisches heizmodul zum erwärmen eines luftstroms - Google Patents

Elektrisches heizmodul zum erwärmen eines luftstroms Download PDF

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WO2018033487A1
WO2018033487A1 PCT/EP2017/070451 EP2017070451W WO2018033487A1 WO 2018033487 A1 WO2018033487 A1 WO 2018033487A1 EP 2017070451 W EP2017070451 W EP 2017070451W WO 2018033487 A1 WO2018033487 A1 WO 2018033487A1
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conducting element
heating module
heat
frame
electric heating
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PCT/EP2017/070451
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Niels BUBKE
Hendrik Niemann
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Elektrosil Systeme Der Elektronik Gmbh
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    • F24H2250/04—Positive or negative temperature coefficients, e.g. PTC, NTC

Definitions

  • Electric heating module for heating an air flow
  • the invention relates to an electrical heating module for heating an air flow, wherein the heating module has at least one heating element, at least one, disposed within a frame, the first inner heat conducting element, and at least one, disposed outside the frame, the first outer heat conducting element.
  • the at least one heating element is in heat-conducting connection with the first inner heat-conducting element and with the first outer heat-conducting element.
  • the first inner heat-conducting element and the first outer heat-conducting element furthermore have a plurality of fins for emitting heat to the air flow.
  • the invention relates to a heating device with a heating module and a fan.
  • the invention relates to a headrest of a vehicle.
  • State of the art
  • the electrical heating module has at least one PTC heating element and at least one heat-dissipating area with heat-conducting fins adjoining thereto, which are in operative connection with the PTC heating element.
  • the EP 0 350 528 AI relates to a radiator, consisting of a flat support frame and a plurality of this held, parallel to each other extending elements to which a plurality of fins of good heat conducting Abut material.
  • the heat-emitting elements consist of sheet metal strips.
  • DE 10 2010 033 310 B4 an electric heating module with PTC elements for the electrical heating of an air flow is described.
  • heat-conducting fins which are in heat-conducting connection with the PTC heating element are provided in a heat-dissipating area through which air can flow.
  • DE 10 2010 033 310 B4 proposes, in particular, that the lamellae of the heating module comprise both at least one flexible lamella strip and at least one fixed lamella profile.
  • the flexible lamellar band is arranged in the central area of the heat-dissipating area and the fixed lamellar profile in the outer area of the heat-dissipating area.
  • the object of the present invention is to optimize an electric heating module for heating an air flow with respect to its external dimensions.
  • an electric heating module for heating an air flow wherein the heating module has at least one heating element, at least one first inner heat conducting element arranged within a frame, and at least one first outer heat conducting element arranged outside the frame.
  • the at least one heating element is in heat-conducting connection both with the first inner heat-conducting element and also with the first outer heat-conducting element.
  • the first inner heat-conducting element and the first outer heat-conducting element each have a plurality of fins for emitting heat to the air flow.
  • the first inner heat-conducting element and also the first outer heat-conducting element are formed as extruded profiles.
  • the heating module has a maximum width and a maximum height, wherein the maximum height is greater than the maximum width.
  • the heating module is used to heat an air flow.
  • an air-flowable heat release area is defined by the heating module or by the heat-conducting elements of the heating module.
  • This air-throughflowable heat-dissipating area is formed both by at least one inner heat-conducting element and at least one outer heat-conducting element.
  • two inner heat conducting elements and / or two outer heat conducting elements are provided.
  • the at least one heating element may be formed, for example, as a PTC heating element.
  • PTC heating elements are semiconductor resistors whose ohmic resistance is temperature-dependent. If the component temperature is well below a reference temperature of the respective PTC heating element, the PTC heating element has a low resistance, so that correspondingly high currents can be passed through. If good heat dissipation from the surface of the PTC heating element is taken care of, a corresponding amount of electrical power is absorbed and dissipated as heat. However, as the temperature of the PTC heater rises above its 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.
  • the electrical heating module has a plurality, at least two, heating elements.
  • a first heating element with the first inner Heat conducting element and the first outer heat conducting element in heat-conducting connection.
  • a second heating element is in heat-conducting connection with a second inner heat-conducting element and a second outer heat-conducting element.
  • the heat-conducting elements for example the at least one inner heat-conducting element and the at least one outer heat-conducting element, consist of a heat-conducting material and have lamellae for emitting the heat to the air or the air stream.
  • the heat-conducting elements each have a lamellar profile.
  • the fins of the heat-conducting elements are preferably arranged transversely to the air flow.
  • the first inner heat conducting element is disposed within an insulating frame.
  • the frame surrounds the first inner heat conducting element at least circumferentially.
  • the frame may be formed, for example, square or rectangular.
  • the first outer heat-conducting element is arranged outside or outside the frame, such that the lamellae protrude outward from the frame.
  • the frame consists of an insulating material and serves for electrical insulation. Furthermore, the frame serves for the placement and fixation of the at least one heating element. For this purpose, the frame may have an opening in a longitudinal side into which the at least one heating element is inserted.
  • the heat-conducting elements are formed as extruded profiles, preferably as extruded aluminum profiles.
  • the heat-conducting elements are thus fixed or rigid and not flexible.
  • the Heat conducting elements are not designed as a lamellar band or folded sheet metal strip.
  • the heat-conducting elements that is to say at least the first inner heat-conducting element and also the first outer heat-conducting element, are formed as extruded profiles, better heat transfer from the heating element to both the first outer and also the first inner heat-conducting element can be achieved.
  • the electric heating module can also be used where the available space is very small.
  • the heating module according to the invention can be used in a headrest of a vehicle to form a neck heating.
  • a second inner heat conducting element is arranged with a plurality of fins for emitting heat to the air flow.
  • the first inner heat conducting element and the second inner heat conducting element is formed as an extruded profile.
  • the second inner heat-conducting element is connected to a further, that is to say a second heating element in heat-conducting connection.
  • the fins of the second inner heat-conducting element are also preferably arranged transversely to the air flow and thus parallel to the fins of the first inner heat-conducting element.
  • the fins of the first inner heat-conducting element can be directed towards the fins of the second inner heat-conducting element or facing it. In this case, free ends of the respective inner heat-conducting elements can be opposite each other and preferably spaced apart. Furthermore, it is preferably provided that outside the frame, a second outer heat conducting element is arranged with a plurality of fins for emitting heat to the air flow, wherein the second outer heat conducting element is also formed as an extruded profile. The second outer heat-conducting element is likewise in heat-conducting connection with the second heating element.
  • the fins of the second outer heat conducting element, as well as the fins of the other heat conducting elements, preferably arranged transversely to the air flow. Particularly preferably, the lamellae of the first inner heat-conducting element, the second inner heat-conducting element, the first outer heat-conducting element and the second outer heat-conducting element are arranged parallel to one another.
  • the first inner heat-conducting element preferably has a first base plate which rests substantially flat against a first longitudinal inner side of the frame.
  • the fins of the first inner heat-conducting element are preferably substantially perpendicular from the first base plate inwardly from.
  • the frame has two opposite longitudinal sides and two opposite transverse sides, wherein the two transverse sides are substantially perpendicular to the longitudinal sides and connect the two longitudinal sides at the ends thereof.
  • Under a longitudinal inner side or a transverse inner side are the inwardly facing side surfaces of the frame or the respective side of the frame to understand.
  • Under a longitudinal outer side or a transverse outer side are the outwardly facing side surfaces of the frame or the respective side to understand.
  • the fins of the first inner heat-conducting element are plate-shaped, wherein inwardly directed Longitudinal edges of the slats are designed as free ends.
  • Each of the lamellae has a length which preferably corresponds substantially to the depth of the frame or to a width of a longitudinal side or transverse side of the frame.
  • the slats thus preferably extend over the entire depth of the frame.
  • a longitudinal edge of a respective lamella forms the transition from the base plate to the plate-shaped lamella.
  • the other, opposite, longitudinal edge of the respective blade is preferably formed as a free end.
  • the free ends of the fins of the first inner heat conducting element, and preferably also the free ends of the fins of the second inner heat conducting element terminate substantially centrally with respect to the height of the heating element.
  • a heat-conducting connection means is arranged between the fins of the first inner heat-conducting element and the fins of the second inner heat-conducting element.
  • This connecting means may be plate-shaped, wherein at least a first portion of the connecting means is arranged perpendicular to the slats of the two inner heat conducting elements. The respective fins are then in direct contact with their free ends and in heat-conducting connection to the connecting means. The respective slats can be pressed with their free ends against the connecting means.
  • the connecting means preferably has at least one further section, for example a second section and particularly preferably a third section.
  • the second section and / or the third section are preferably arranged parallel to the lamellae of the two inner heat-conducting elements. Furthermore, the second and / or third section can each be arranged between two lamellae of the first inner heat-conducting element and / or between two lamellae of the second inner heat-conducting element.
  • the first base plate that is, the base plate of the first inner heat conduction, extends substantially over an entire length of the first longitudinal inner side of the frame. This is to be understood that the length of the first base plate substantially corresponds to the length of the first longitudinal inner side of the frame.
  • the first outer heat-conducting element has a second base plate, which rests substantially flat against the first longitudinal outer side of the frame.
  • the lamellae of the first outer heat-conducting element are preferably substantially perpendicular from the second base plate to the outside.
  • the slats of the first outer heat-conducting element are plate-shaped and outwardly directed longitudinal edges of the slats are formed as free ends.
  • the fins of the first outer heat conducting element preferably extend over the entire depth of the frame.
  • the second base plate that is to say the base plate of the first outer heat-conducting element, preferably extends substantially over an entire length of the first longitudinal outer side. This is to be understood that the length of the second base plate substantially corresponds to the length of the first longitudinal outer side of the frame and thus also the entire width of the frame.
  • the second inner heat conducting element is identical to the first inner heat conducting element, wherein the two inner heat conducting elements are arranged opposite one another within the frame.
  • the second outer heat-conducting element is identical to the first outer heat-conducting element.
  • the first outer heat-conducting element is arranged on a longitudinal side of the frame, such that its fins protrude outward.
  • the second outer heat-conducting element is preferably arranged on the opposite longitudinal side of the frame, likewise in such a way that its lamellae project outwards in the other direction.
  • a leg of the first outer heat conducting element projects substantially perpendicularly from the second base plate and abuts substantially flat on a transverse outer side of the frame.
  • the leg is preferably in the direction opposite to the fins of the first outer heat conduction direction of the second base plate.
  • the leg is preferably arranged at least in regions parallel to the fins of the first outer heat conducting element as well as preferably parallel to the fins of the first inner heat conducting element.
  • legs are arranged at both ends of the second base plate, which protrude perpendicularly from the second base plate and abut substantially flat on opposite transverse outer sides of the frame.
  • the first outer heat-conducting element at least partially surrounds the frame from the outside.
  • the second outer heat-conducting element is formed identically to the first outer heat-conducting element, so that the two outer heat-conducting elements together substantially completely surround the frame from the outside.
  • the first outer heat-conducting element preferably has no lamellae projecting vertically outwards from the limb.
  • the heating module preferably has no laterally, that is in the width direction of the heating module, protruding lamellae. All lamellae of the heat-conducting elements are thus preferably oriented in one direction, in particular in the vertical direction, of the heating module.
  • the first outer heat-conducting element has, in regions, no louvers projecting laterally from the limb, this region extending over at least a quarter of a height of the frame.
  • the heating module is preferably flattened in the width direction or laterally.
  • the side regions of the heating module are partially formed by the legs of the first outer heat conducting element, which adjoin the transverse outer sides of the frame, and preferably the second outer heat conducting element.
  • a length of the second base plate preferably corresponds to between 80% and 100%, particularly preferably between 90% and 100%, of the maximum width of the heating module.
  • the frame is formed in two parts, wherein within the frame at least two inner heat conducting elements, the first heat conducting element and the second heat conducting element, are arranged. Outside the frame, at least two outer heat-conducting elements, the first outer heat-conducting element and the second outer heat-conducting element, are arranged. Furthermore, at least one clamping means is preferably provided, which compresses the two frame parts of the frame, the first inner heat conducting element, the second inner heat conducting element, the first outer heat conducting element and the second outer heat conducting element. Furthermore, by at least one Clamping means and the at least one heating element pressed against the first inner heat conducting element and against the first outer heat conducting element. A second heating element is pressed by means of the at least one clamping means against the second inner heat conducting element and against the second outer heat conducting element.
  • At least two clamping means are provided, whereby the frame parts and also the individual heat conducting elements can be compressed more uniformly.
  • the heat-conducting connection between the respective heating element and the two adjacent heat-conducting elements is improved by clamping together by means of one or more clamping means.
  • the heating module is held together to form a module. Screwing or gluing the frame parts with the heat-conducting elements and / or the heating elements is therefore not necessary.
  • a heating device for heating an air flow is furthermore provided, wherein the heating device has a fan for generating the air flow and an electric heating module adjoining or adjoining the fan for heating the air flow.
  • the electric heating module according to the invention is designed as described above.
  • the fan is preferably designed as an axial fan and arranged in the flow direction in front of the electric heating module. From the fan, the air flow is generated and blown through the heat dissipation area, which is formed by the heat-conducting elements of the heating module.
  • the airflow generated by the fan flows around the individual fins of the heat-conducting elements, whereby the fins give off heat to the airflow.
  • the fan and the electric heating module can be arranged in a common housing.
  • the fan has a fan diameter which substantially corresponds to the maximum height of the heating module.
  • the fins of the outer heat-conducting elements are arranged according to the fan diameter. This is to be understood that the outer contour of the fins of the outer heat-conducting follows the outer diameter of the fan.
  • the maximum width of the heating module is smaller than the fan diameter.
  • the maximum width of the heating module is less than 80% of the fan diameter, and most preferably less than 70% of the fan diameter.
  • the maximum width of the heating module can correspond to two thirds of the fan diameter.
  • the fan in the width direction of the electric heating module is preferably over its maximum width.
  • a headrest for a vehicle seat is further provided with a heating device for forming a neck heater, wherein the heating device is designed as described above.
  • the entire heating device that is, the electric heating module together with the fan, is arranged completely inside the headrest.
  • the headrest further comprises at least one completely arranged inside the headrest electrical adjustment device for height adjustment of the headrest and / or for adjusting an inclination of the headrest and / or movement of an arranged in the headrest element.
  • An arranged in the headrest element may be provided, for example in the form of a cushion or a plate at the front of the headrest.
  • An electric motor of the adjusting device is preferably firmly on the housing (housing of the electric motor), for example rigidly connected to the headrest in the interior of the headrest.
  • the headrest thus follows the movement of the electric motor in a linear or translational direction along a spindle of the adjusting device.
  • the entire headrest is thus movable as well as the electric motor relative to the spindle.
  • the spindle of the adjusting device is thus preferably also disposed within the headrest, but rigidly connected to a backrest of the vehicle seat.
  • the electrical lines of the power supply and control of the adjustment device as well as the electrical lines for power supply and control of the heater within the headrest can be passed through connecting means between the headrest and backrest of the vehicle seat.
  • the connecting means may be formed in particular as tubes or tubular.
  • a headrest is provided with at least two Versteilvoriquesen, wherein the first adjustment device for height adjustment of the headrest is disposed within the latter and wherein the second adjustment device for adjusting an inclination of the headrest and / or movement of the arranged in the headrest element within the headrest is arranged.
  • a headrest can be provided, which can be adjusted both in terms of its height as well as in relation to its inclination or perceived inclination.
  • Both Versteilvorutteren are zusannnnen with the heater completely disposed within the headrest.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an electric heating module
  • FIG. 2 shows a front view of an electric heating module
  • Figure 3 a perspective view of essential elements of a
  • Figure 4a, 4b an outer and an inner heat conducting element of an electrical
  • Figure 5 another perspective view of an electrical
  • FIG. 6 a perspective view of a heating device
  • Figure 7 another perspective view of a heating device, wherein
  • the housing of the heater is shown transparent
  • 8 shows another perspective view of a heating device
  • Figure 9 a headrest of a vehicle seat with adjusting device for
  • FIG. 1 shows a perspective view of an electric heating module 100 for heating an air flow.
  • the electric heating module 100 has a two-part frame 12. Within the frame 12, two identically formed inner heat-conducting elements 13a, 13b, a first inner heat-conducting element 13a and a second inner heat-conducting element 13b are arranged.
  • outer heat-conducting elements 14a, 14b namely a first outer heat-conducting element 14a and a second outer heat-conducting element 14b, are arranged on opposite longitudinal sides of the frame 12.
  • the first inner heat-conducting element 13a together with the first outer heat-conducting element 14a, has a first heating element 10 (not shown in FIG. 1) in heat-conducting connection.
  • the second inner heat-conducting element 13b together with the second outer heat-conducting element 14b has a second heating element 11 (also not shown in FIG. 1) in heat-conducting connection.
  • the two inner heat-conducting elements 13a, 13b and the two outer heat-conducting elements 14a, 14b are designed as extruded aluminum sections and have louvers 15 aligned in the vertical direction of the electric heating module 100.
  • the fins 15 extend over the entire depth of the electric heating module 100.
  • the fins 15 all leitimplantation 13a, 13b, 14a, 14b are thus aligned in the same direction, parallel to each other and across the air flow.
  • the two frame parts of the frame 12, the inner heat-conducting elements 13a, 13b and also the two outer heat-conducting elements 14a, 14b are held together or compressed by means of clamping means 24.
  • the heating module 100 is compactly held together in a simple manner.
  • the respective heat-conducting elements 13a, 13b, 14a, 14b are pressed against the heating elements 10, 11.
  • a plate-shaped thermally conductive connecting means 25 is arranged between the fins 15 of the two inner heat-conducting elements 13a, 13b.
  • the connecting means 25 between the free ends 21 of the fins 15 of the two inner heat conducting elements 13 a, 13 b and arranged perpendicular to these fins 15.
  • a second portion and a third portion of the connecting means 25 are aligned perpendicular to the first portion of the connecting means 25 and arranged substantially parallel to the fins 15 of the inner heat conducting elements 13a, 13b.
  • the second section between two adjacent lamellae 15 of the first inner heat-conducting element 13a and the third section between two adjacent lamellae 15 of the second inner heat-conducting element 13b is arranged.
  • FIG. 2 shows a front view of the electric heating module 100 from FIG. From FIG. 2, the laterally flattened shape of the heating module 100 clearly emerges again.
  • the lateral areas of the heating module 100 are partially formed by legs 22 which perpendicularly project from base plates 18b, 18d of the two outer heat-conducting elements 14a, 14b. Side of the legs 22 are no fins 15.
  • the heating module 100 in the lateral regions on no vertically projecting from the outer heat conducting elements 14a, 14b slats 15.
  • the maximum height 17 of the electric heating module 100 is thus greater than the maximum width 16 of the heating module 100.
  • the maximum width 16 corresponds to 2/3 of the maximum height 17.
  • the frame 12 has a height 26, wherein the legs 22 of the outer heat conducting elements 14a, 14b extend over a substantial portion of the height 26 of the frame 12.
  • FIG. 3 shows a further perspective view of the heating module 100, the first outer heat-conducting element 14a and the second inner heat-conducting element 13b not being shown for the sake of clarity.
  • FIGS. 4a and 4b the outer heat-conducting elements 14a, 14b and the inner heat-conducting elements 13a, 13b are shown by way of example.
  • FIG. 4 a shows by way of example an outer heat-conducting element 14 a, 14 b.
  • the fins 15 are arranged substantially perpendicular to the base plate 18b, 18d and follow a contour of a fan 210 (not shown in Figure 4a).
  • the longitudinal edges of the slats 15 opposite the base plate 18b, 18d are designed as free ends 21.
  • the legs 22 are provided on both sides and, like the slats 15, arranged perpendicular to the base plate 18b, 18d. In this case, the legs 22 extend in a direction opposite to the slats 15 direction, wherein the legs 22 are arranged substantially parallel to the slats 15.
  • FIG. 1 shows by way of example an outer heat-conducting element 14 a, 14 b.
  • the fins 15 are arranged substantially perpendicular to the base plate 18b, 18d and follow a contour of a fan 210 (not shown in Figure 4a).
  • FIG. 4b shows, by way of example, an inner heat-conducting element 13a, 13b.
  • the inner heat-conducting element 13a, 13b is formed as an aluminum extruded profile and has substantially free from the base plate 18a, 18c projecting fins 15 with free ends 21.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a further embodiment of a heating module 100.
  • the heating module 100 is substantially identical to the heating module 100 of FIGS. 1 to 3. Only the two clamping means 24 are not laterally arranged in the heating module 100 shown in Figure 5, but centrally, such that they are clamped between fins 15 of the outer heat-conducting elements 14a, 14b.
  • FIGS. 6 to 8 show perspective views of a heating device 200 with a heating module 100 and a fan 210.
  • the heating module 100 of the heating device 200 shown in FIGS. 6 to 8 is designed in accordance with the heating module 100 of FIGS. 1 to 3.
  • the heating module 100 could also be designed according to FIG.
  • the heating module 100 and the fan 210 are, as shown in Figures 6 to 8, arranged in a common housing 211.
  • the fan 210 is designed as an axial fan and arranged in the flow direction in front of the heating module 100. By the fan 210, the air flow is generated which flows around the fins 15 of the heat-conducting elements 13a, 13b, 14a, 14b and thereby heats the air flow.
  • FIG. 9 shows a headrest 300 for a vehicle seat.
  • the headrest 300 is connected via connecting means with the backrest 51 of the vehicle seat.
  • an electrical adjustment device 50 for height adjustment the headrest 300 is arranged.
  • a heating device 200 with a fan 210 and a heating module 100 are arranged inside the headrest.
  • a neck heater is provided by the heater 200 disposed within the headrest 300.
  • a plurality of heaters 200 could be arranged.
  • additional electrical adjusting devices 50 could also be provided inside the headrest 300.

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Abstract

Um ein elektrisches Heizmodul (100) mit einem Heizelement (10, 11), einem innerhalb eines Rahmens (12) angeordneten ersten inneren Wärmeleitelements (13a) und einem außerhalb des Rahmens (12) angeordneten ersten äußeren Wärmeleitelements (14a) zum Erwärmen eines Luftstroms in Bezug auf äußere Abmessungen zu optimieren, sind beide Wärmeleitelemente (13a, 14a) als Strangpressprofile ausgebildet und/oder weist das Heizmodul (100) eine größere maximale Höhe (17) als maximale Breite (16) auf.

Description

Elektrisches Heizmodul zum Erwärmen eines Luftstroms
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizmodul zum Erwärmen eines Luftstroms, wobei das Heizmodul mindestens ein Heizelement, mindestens ein, innerhalb eines Rahmens angeordnetes, erstes inneres Wärmeleitelement, und mindestens ein, außerhalb des Rahmens angeordnetes, erstes äußeres Wärmeleitelement aufweist. Das mindestens eine Heizelement steht mit dem ersten inneren Wärmeleitelement und mit dem ersten äußeren Wärmeleitelement in wärmeleitender Verbindung. Das erste innere Wärmeleitelement und das erste äußere Wärmeleitelement weisen ferner mehrere Lamellen zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom auf.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Heizvorrichtung mit einem Heizmodul und einem Lüfter.
Ferner betrifft die Erfindung eine Kopfstütze eines Fahrzeuges. Stand der Technik
In der EP 1 783 439 A2 wird ein elektrisches Heizmodul zur Luftstromerwärmung beschrieben. Das elektrische Heizmodul weist mindestens ein PTC-Heizelement und mindestens einen daran angrenzenden luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich mit wärmeleitenden Lamellen auf, die mit dem PTC-Heizelement in Wirkverbindung stehen.
Die EP 0 350 528 AI betrifft einen Radiator, bestehend aus einem ebenen Halterahmen und mehreren von diesem gehaltenen, sich parallel zueinander erstreckenden Elementen, an die eine Vielzahl von Lamellen aus gut wärmeleitendem Material anstoßen. Die wärmeabgebenden Elemente bestehen dabei aus Blechbändern.
In der DE 10 2010 033 310 B4 wird ein elektrisches Heizmodul mit PTC-Elementen zum elektrischen Erwärmen eines Luftstroms beschrieben. Dabei sind in einem luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich wärmeleitende Lamellen, die mit dem PTC-Heizelement in wärmeleitender Verbindung stehen, vorgesehen. Die DE 10 2010 033 310 B4 schlägt insbesondere vor, dass die Lamellen des Heizmoduls sowohl mindestens ein flexibles Lamellenband als auch mindestens ein festes Lamellenprofil umfassen. Das flexible Lamellenband ist im zentralen Bereich des Wärmeabgabebereichs und das feste Lamellenprofil im Außenbereich des Wärmeabgabebereichs angeordnet.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Heizmodul zum Erwärmen eines Luftstroms in Bezug auf dessen äußere Abmessungen zu optimieren.
Erfindungsgemäß wird hierfür ein elektrisches Heizmodul zum Erwärmen eines Luftstroms vorgeschlagen, wobei das Heizmodul mindestens ein Heizelement, mindestens ein, innerhalb eines Rahmens angeordnetes, erstes inneres Wärmeleitelement, und mindestens ein, außerhalb des Rahmens angeordnetes, erstes äußeres Wärmeleitelement aufweist. Das mindestens eine Heizelement steht dabei erfindungsgemäß sowohl mit dem ersten inneren Wärmeleitelement sowie auch mit dem ersten äußeren Wärmeleitelement in wärmeleitender Verbindung. Ferner weisen das erste innere Wärmeleitelement und das erste äußere Wärmeleitelement jeweils mehrere Lamellen zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom auf. Erfindungsgemäß sind das erste innere Wärmeleitelement sowie auch das erste äußere Wärmeleitelement als Strangpressprofile ausgebildet. Alternativerweise oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Heizmodul eine maximale Breite und eine maximale Höhe aufweist, wobei die maximale Höhe größer als die maximale Breite ist.
Das Heizmodul dient zum Erwärmen eines Luftstroms. Hierfür wird durch das Heizmodul beziehungsweise durch die Wärmeleitelemente des Heizmoduls ein luftdurchströmbarer Wärmeabgabebereich definiert. Dieser luftdurchströmbare Wärmeabgabebereich wird sowohl durch mindestens ein inneres Wärmeleitelement sowie mindestens ein äußeres Wärmeleitelement ausgebildet. Bevorzugterweise sind zwei innere Wärmeleitelemente und/oder zwei äußere Wärmeleitelemente vorgesehen.
Das mindestens eine Heizelement kann beispielsweise als PTC-Heizelement ausgebildet sein. PTC-Heizelemente sind Halbleiterwiderstände, deren ohmscher Widerstand temperaturabhängig ist. Wenn die Bauteiltemperatur deutlich unter einer Referenztemperatur des jeweiligen PTC-Heizelementes 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-Heizelementes gesorgt ist, wird dabei also entsprechend viel elektrische Leistung aufgenommen und als Wärme abgegeben. Steigt die Temperatur des PTC-Heizelementes jedoch über dessen 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- Heizelementes abhängig ist.
Bevorzugterweise weist das elektrische Heizmodul mehrere, mindestens zwei, Heizelemente auf. Dabei steht ein erstes Heizelement mit dem ersten inneren Wärmeleitelement und dem ersten äußeren Wärmeleitelement in wärmeleitender Verbindung. Ein zweites Heizelement steht mit einem zweiten inneren Wärmeleitelement und einem zweiten äußeren Wärmeleitelement in wärmeleitender Verbindung.
Die Wärmeleitelemente, beispielsweise das mindestens eine innere Wärmeleitelement und das mindestens eine äußere Wärmeleitelement, bestehen aus einem wärmeleitenden Material und weisen Lamellen zur Abgabe der Wärme an die Luft beziehungsweise den Luftstrom auf. Somit weisen die Wärmeleitelemente jeweils ein Lamellenprofil auf. Zur Abgabe der Wärme an den Luftstrom sind die Lamellen der Wärmeleitelemente dabei bevorzugterweise quer zum Luftstrom angeordnet.
Das erste innere Wärmeleitelement ist innerhalb eines isolierenden Rahmens angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass der Rahmen das erste innere Wärmeleitelement zumindest umfänglich umschließt. Hierfür kann der Rahmen beispielsweise quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein.
Das erste äußere Wärmeleitelement ist außen beziehungsweise außerhalb des Rahmens angeordnet, derart, dass die Lamellen vom Rahmen nach außen abstehen.
Der Rahmen besteht aus einem isolierenden Material und dient zum einen der elektrischen Isolierung. Des Weiteren dient der Rahmen zur Platzierung und Fixierung des mindestens einen Heizelementes. Hierfür kann der Rahmen in einer Längsseite eine Durchbrechung aufweisen, in welche das mindestens eine Heizelement eingesetzt ist.
Die Wärmeleitelemente sind als Strangpressprofile, bevorzugterweise als Aluminium- Strangpressprofile, ausgebildet. Die Wärmeleitelemente sind somit fest beziehungsweise starr und nicht flexibel ausgebildet. Insbesondere sind die Wärmeleitelemente nicht als Lamellenband beziehungsweise gefaltetes Blechband ausgebildet.
Dadurch, dass die Wärmeleitelemente, das heißt zumindest das erste innere Wärmeleitelement sowie auch das erste äußere Wärmeleitelement, als Strangpressprofile ausgebildet sind, kann ein besserer Wärmeübergang vom Heizelement sowohl zum ersten äußeren sowie auch zum ersten inneren Wärmeleitelement erreicht werden.
Mit einer seitlich abgeflachten Bauweise, das heißt einer größeren maximalen Höhe als einer maximalen Breite, kann das elektrische Heizmodul auch dort eingesetzt werden, wo der zur Verfügung stehende Platz sehr gering ist. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Heizmodul in einer Kopfstütze eines Fahrzeugs zur Ausbildung einer Nackenheizung eingesetzt werden.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass innerhalb des Rahmens ein zweites inneres Wärmeleitelement mit mehreren Lamellen zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom angeordnet ist. Dabei ist, wie das erste innere Wärmeleitelement, auch das zweite innere Wärmeleitelement als Strangpressprofil ausgebildet. Das zweite innere Wärmeleitelement steht mit einem weiteren, das heißt einem zweiten Heizelement in wärmeleitender Verbindung. Auch die Lamellen des zweiten inneren Wärmeleitelements sind bevorzugterweise quer zum Luftstrom und somit parallel zu den Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements angeordnet.
Die Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements können zu den Lamellen des zweiten inneren Wärmeleitelements hin gerichtet bzw. diesen zugewandt angeordnet sein. Dabei können freie Enden der jeweiligen inneren Wärmeleitelemente einander gegenüberliegend und bevorzugterweise beabstandet sein. Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass außerhalb des Rahmens ein zweites äußeres Wärmeleitelement mit mehreren Lamellen zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom angeordnet ist, wobei das zweite äußere Wärmeleitelement ebenfalls als Strangpressprofil ausgebildet ist. Das zweite äußere Wärmeleitelement steht ebenfalls mit dem zweiten Heizelement in wärmeleitender Verbindung. Die Lamellen des zweiten äußeren Wärmeleitelements sind, wie auch die Lamellen der anderen Wärmeleitelemente, bevorzugterweise quer zum Luftstrom angeordnet. Besonders bevorzugterweise sind die Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements, des zweiten inneren Wärmeleitelements, des ersten äußeren Wärmeleitelements und des zweiten äußeren Wärmeleitelements parallel zueinander angeordnet.
Das erste innere Wärmeleitelement weist bevorzugterweise eine erste Basisplatte auf, welche im Wesentlichen flächig an einer ersten Längsinnenseite des Rahmens anliegt. Die Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements stehen dabei bevorzugterweise im Wesentlichen senkrecht von der ersten Basisplatte nach innen hin ab.
Bevorzugterweise weist der Rahmen zwei einander gegenüberliegende Längsseiten und zwei einander gegenüberliegende Querseiten auf, wobei die beiden Querseiten im Wesentlichen senkrecht zu den Längsseiten stehen und die beiden Längsseiten an deren Enden miteinander verbinden. Unter einer Längsinnenseite oder einer Querinnenseite sind die nach innen gerichteten Seitenflächen des Rahmens beziehungsweise der jeweiligen Seite des Rahmens zu verstehen. Unter einer Längsaußenseite beziehungsweise einer Queraußenseite sind die nach außen gerichteten Seitenflächen des Rahmens beziehungsweise der jeweiligen Seite zu verstehen.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements plattenförmig ausgebildet sind, wobei nach innen gerichtete Längskanten der Lamellen als freie Enden ausgebildet sind. Jede einzelne der Lamellen weißt eine Länge auf, welche bevorzugterweise im Wesentlichen der Tiefe des Rahmens beziehungsweise einer Breite einer Längsseite oder Querseite des Rahmens entspricht. Die Lamellen erstrecken sich somit bevorzugterweise über die gesamte Tiefe des Rahmens. Eine Längskante einer jeweiligen Lamelle bildet dabei den Übergang von der Basisplatte zur plattenförmigen Lamelle. Die andere, gegenüberliegende, Längskante der jeweiligen Lamelle ist bevorzugterweise als freies Ende ausgebildet. Die freien Enden der Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements sowie bevorzugterweise auch die freien Enden der Lamellen des zweiten inneren Wärmeleitelements, enden im Wesentlichen mittig in Bezug auf die Höhe des Heizelements.
Bevorzugterweise ist zwischen den Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements und den Lamellen des zweiten inneren Wärmeleitelements ein wärmeleitendes Verbindungsmittel angeordnet. Dieses Verbindungsmittel kann plattenförmig ausgebildet sein, wobei zumindest ein erster Abschnitt des Verbindungsmittels senkrecht zu den Lamellen der beiden inneren Wärmeleitelemente angeordnet ist. Die jeweiligen Lamellen stehen dann mit dessen freien Enden in direktem Kontakt und in wärmeleitender Verbindung zum Verbindungsmittel. Dabei können die jeweiligen Lamellen mit deren freien Enden gegen das Verbindungsmittel gedrückt werden. Vorzugsweise weist das Verbindungsmittel mindestens einen weiteren Abschnitt, beispielsweise einen zweiten Abschnitt und besonders bevorzugterweise einen dritten Abschnitt, auf. Der zweite Abschnitt und/oder der dritte Abschnitt sind vorzugsweise parallel zu den Lamellen der beiden inneren Wärmeleitelemente angeordnet. Ferner kann der zweite und/oder dritte Abschnitt jeweils zwischen zwei Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements und/oder zwischen zwei Lamellen des zweiten inneren Wärmeleitelements angeordnet sein. Bevorzugterweise erstreckt sich die erste Basisplatte, das heißt die Basisplatte des ersten inneren Wärmeleitelements, im Wesentlichen über eine gesamte Länge der ersten Längsinnenseite des Rahmens. Hierunter ist zu verstehen, dass die Länge der ersten Basisplatte im Wesentlichen der Länge der ersten Längsinnenseite des Rahmens entspricht.
Bevorzugterweise weist das erste äußere Wärmeleitelement eine zweite Basisplatte auf, welche im Wesentlichen flächig an der ersten Längsaußenseite des Rahmens anliegt. Die Lamellen des ersten äußeren Wärmeleitelements stehen dabei bevorzugterweise im Wesentlichen senkrecht von der zweiten Basisplatte nach außen ab.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Lamellen des ersten äußeren Wärmeleitelements plattenförmig ausgebildet sind und nach außen gerichtete Längskanten der Lamellen als freie Enden ausgebildet sind. Wie auch die Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements erstrecken sich die Lamellen des ersten äußeren Wärmeleitelements bevorzugterweise über die gesamte Tiefe des Rahmens. Die zweite Basisplatte, das heißt die Basisplatte des ersten äußeren Wärmeleitelements, erstreckt sich bevorzugterweise im Wesentlichen über eine gesamte Länge der ersten Längsaußenseite. Hierunter ist zu verstehen, dass die Länge der zweiten Basisplatte im Wesentlichen der Länge der ersten Längsaußenseite des Rahmens und somit auch der gesamten Breite des Rahmens entspricht.
Besonders bevorzugterweise ist das zweite innere Wärmeleitelement identisch zum ersten inneren Wärmeleitelement ausgebildet, wobei die beiden inneren Wärmeleitelemente einander gegenüberliegend innerhalb des Rahmens angeordnet sind. Ferner ist besonders bevorzugterweise das zweite äußere Wärmeleitelement identisch zum ersten äußeren Wärmeleitelement ausgebildet ist. Dabei ist das erste äußere Wärmeleitelement an einer Längsseite des Rahmens angeordnet, derart, dass dessen Lamellen nach außen abstehen. Das zweite äußere Wärmeleitelement ist bevorzugterweise an der gegenüberliegenden Längsseite des Rahmens angeordnet, ebenfalls derart, dass dessen Lamellen in die andere Richtung nach außen abstehen.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass an zumindest einem seitlichen Ende der zweiten Basisplatte, das heißt der Basisplatte des ersten äußeren Wärmeleitelements, ein Schenkel des ersten äußeren Wärmeleitelements im Wesentlichen senkrecht von der zweiten Basisplatte absteht und an einer Queraußenseite des Rahmens im Wesentlichen flächig anliegt. Dabei steht der Schenkel bevorzugterweise in der zu den Lamellen des ersten äußeren Wärmeleitelements entgegengesetzten Richtung von der zweiten Basisplatte ab. Der Schenkel ist bevorzugterweise zumindest bereichsweise parallel zu den Lamellen des ersten äußeren Wärmeleitelements so wie auch bevorzugterweise parallel zu den Lamellen des ersten inneren Wärmeleitelements angeordnet.
Besonders bevorzugterweise sind an beiden Enden der zweiten Basisplatte Schenkel angeordnet, welche senkrecht von der zweiten Basisplatte abstehen und an einander gegenüberliegenden Queraußenseiten des Rahmens im Wesentlichen flächig anliegen. Somit umschließt das erste äußere Wärmeleitelement zumindest bereichsweise den Rahmen von außen.
Bevorzugterweise ist das zweite äußere Wärmeleitelement identisch zum ersten äußeren Wärmeleitelement ausgebildet, sodass beide äußeren Wärmeleitelemente zusammen den Rahmen im Wesentlichen vollständig von außen umschließen. Das erste äußere Wärmeleitelement weist bevorzugterweise keine vom Schenkel senkrecht nach außen abstehenden Lamellen auf. Somit weist das Heizmodul bevorzugterweise keine seitlich, das heißt in Breitenrichtung des Heizmoduls, abstehenden Lamellen auf. Sämtliche Lamellen der Wärmeleitelemente sind somit bevorzugterweise in einer Richtung, insbesondere in Höhenrichtung, des Heizmoduls ausgerichtet.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das erste äußere Wärmeleitelement bereichsweise keine seitlich vom Schenkel nach außen abstehenden Lamellen aufweist, wobei sich dieser Bereich über mindestens ein Viertel einer Höhe des Rahmens erstreckt. Somit ist das Heizmodul bevorzugterweise in Breitenrichtung beziehungsweise seitlich abgeflacht. Die Seitenbereiche des Heizmoduls werden dabei bereichsweise durch die an den Queraußenseiten des Rahmens flächig anliegenden Schenkel des ersten äußeren Wärmeleitelements sowie bevorzugterweise des zweiten äußeren Wärmeleitelements gebildet.
Eine Länge der zweiten Basisplatte entspricht bevorzugterweise zwischen 80 % und 100 %, besonders bevorzugterweise zwischen 90 % und 100 %, der maximalen Breite des Heizmoduls.
Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der Rahmen zweiteilig ausgebildet ist, wobei innerhalb des Rahmens mindestens zwei innere Wärmeleitelemente, das erste Wärmeleitelement und das zweite Wärmeleitelement, angeordnet sind. Außerhalb des Rahmens sind zumindest zwei äußere Wärmeleitelemente, das erste äußere Wärmeleitelement und das zweite äußere Wärmeleitelement, angeordnet. Ferner ist bevorzugterweise mindestens ein Klemmmittel vorgesehen, welches die beiden Rahmenteile des Rahmens, das erste innere Wärmeleitelement, das zweite innere Wärmeleitelement, das erste äußere Wärmeleitelement und das zweite äußere Wärmeleitelement zusammendrückt. Ferner wird durch das mindestens eine Klemmmittel auch das mindestens eine Heizelement gegen das erste innere Wärmeleitelement und gegen das erste äußere Wärmeleitelement gedrückt. Ein zweites Heizelement wird mittels des mindestens einen Klemmmittels gegen das zweite innere Wärmeleitelement und gegen das zweite äußere Wärmeleitelement gedrückt.
Besonders bevorzugterweise sind mindestens zwei Klemmmittel vorgesehen, wodurch die Rahmenteile sowie auch die einzelnen Wärmeleitelemente gleichmäßiger zusammengedrückt werden können. Zum einen wird durch das Zusammenklemmen mittels eines oder mehrerer Klemmmittel die wärmeleitende Verbindung zwischen dem jeweiligen Heizelement und den zwei daran angrenzenden Wärmeleitelementen verbessert. Zum anderen wird durch das gemeinsame Zusammenklemmen der Rahmenteile und der einzelnen Wärmeleitelemente mittels eines oder mehrerer Klemmmittel das Heizmodul zu einem Modul zusammengehalten. Ein Verschrauben oder Verkleben der Rahmenteile mit den Wärmeleitelementen und/oder den Heizelementen ist somit nicht notwendig.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Heizvorrichtung zum Erwärmen eines Luftstroms vorgesehen, wobei die Heizvorrichtung einen Lüfter zur Erzeugung des Luftstroms und ein an den Lüfter anschließendes beziehungsweise angrenzendes elektrisches Heizmodul zur Erwärmung des Luftstroms aufweist. Das elektrische Heizmodul ist erfindungsgemäß wie vorbeschrieben ausgebildet. Der Lüfter ist bevorzugterweise als Axiallüfter ausgebildet und in Strömungsrichtung vor dem elektrischen Heizmodul angeordnet. Vom Lüfter wird der Luftstrom erzeugt und durch den Wärmeabgabebereich, welcher von den Wärmeleitelementen des Heizmoduls ausgebildet wird, hindurch geblasen. Der vom Lüfter erzeugte Luftstrom umströmt die einzelnen Lamellen der Wärmeleitelemente, wobei die Lamellen Wärme an den Luftstrom abgeben. Der Lüfter und das elektrische Heizmodul können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
Bevorzugterweise weist der Lüfter einen Lüfterdurchmesser auf, welcher im Wesentlichen der maximalen Höhe des Heizmoduls entspricht. Hierfür sind die Lamellen der äußeren Wärmeleitelemente entsprechend des Lüfterdurchmessers angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass die äußere Kontur der Lamellen der äußeren Wärmeleitelemente dem Außendurchmesser des Lüfters folgt.
Alternativerweise oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die maximale Breite des Heizmoduls kleiner als der Lüfterdurchmesser ist. Besonders bevorzugterweise ist die maximale Breite des Heizmoduls kleiner als 80 % des Lüfterdurchmessers, sowie ganz besonders bevorzugterweise kleiner als 70 % des Lüfterdurchmessers. Beispielsweise kann die maximale Breite des Heizmoduls zwei Drittel des Lüfterdurchmessers entsprechen. Somit steht der Lüfter in Breitenrichtung des elektrischen Heizmoduls bevorzugterweise über dessen maximale Breite über.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz mit einer Heizvorrichtung zur Ausbildung einer Nackenheizung vorgesehen, wobei die Heizvorrichtung wie vorbeschrieben ausgebildet ist. Die gesamte Heizvorrichtung, das heißt das elektrische Heizmodul zusammen mit dem Lüfter, ist dabei vollständig innerhalb der Kopfstütze angeordnet.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Kopfstütze ferner mindestens eine vollständig innerhalb der Kopfstütze angeordnete elektrische Versteilvorrichtung zur Höhenverstellung der Kopfstütze und/oder zur Verstellung einer Neigung der Kopfstütze und/oder zur Bewegung eines in der Kopfstütze angeordneten Elements aufweist. Ein in der Kopfstütze angeordnetes Element kann beispielsweise in Form eines Polsters oder einer Platte am vorderen Bereich der Kopfstütze vorgesehen sein. Durch die Bewegung, beispielsweise das nach vorne drücken oder zurückziehen dieses in der Kopfstütze angeordneten Elements, kann für den Benutzer die gefühlte Position beziehungsweise Neigungsstellung der Kopfstütze verändert werden. Dadurch ist es nicht notwendig, die Neigung der gesamten Kopfstütze tatsächlich zu verändern, sondern lediglich die vordere Anlagefläche der Kopfstütze weiter nach vorne zu drücken oder zu bewegen.
Ein Elektromotor der Versteilvorrichtung ist bevorzugterweise über dessen Gehäuse (Gehäuse des Elektromotors) fest, beispielsweise starr, mit der Kopfstütze im Inneren der Kopfstütze verbunden. Die Kopfstütze folgt somit der Bewegung des Elektromotors in linearer beziehungsweise translatorischer Richtung entlang einer Spindel der Versteilvorrichtung. Die gesamte Kopfstütze ist somit wie auch der Elektromotor relativ zur Spindel beweglich. Die Spindel der Versteilvorrichtung ist somit bevorzugterweise ebenfalls innerhalb der Kopfstütze angeordnet, aber starr mit einer Lehne des Fahrzeugsitzes verbunden. Die elektrischen Leitungen der Stromversorgung und Ansteuerung der Versteilvorrichtung sowie auch die elektrischen Leitungen zur Stromversorgung und Ansteuerung der Heizvorrichtung innerhalb der Kopfstütze können durch Verbindungsmittel zwischen Kopfstütze und Lehne des Fahrzeugsitzes hindurchgeführt werden. Hierfür können die Verbindungsmittel insbesondere als Rohre beziehungsweise rohrförmig ausgebildet sein.
Besonders bevorzugterweise ist eine Kopfstütze mit mindestens zwei Versteilvorrichtungen vorgesehen, wobei die erste Versteilvorrichtung zur Höhenverstellung der Kopfstütze innerhalb dieser angeordnet ist und wobei die zweite Versteilvorrichtung zur Verstellung einer Neigung der Kopfstütze und/oder zur Bewegung des in der Kopfstütze angeordneten Elements innerhalb der Kopfstütze angeordnet ist. Hierdurch kann eine Kopfstütze bereitgestellt werden, welche sowohl in Bezug auf dessen Höhe sowie auch in Bezug auf dessen Neigung oder gefühlten Neigung verstellt werden kann. Beide Versteilvorrichtungen sind zusannnnen mit der Heizvorrichtung vollständig innerhalb der Kopfstütze angeordnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen schematisch:
Figur 1: eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Heizmoduls, Figur 2: eine Vorderansicht eines elektrischen Heizmoduls,
Figur 3: eine perspektivische Ansicht wesentlicher Elemente eines
elektrischen Heizmoduls,
Figur 4a, 4b: ein äußeres und ein inneres Wärmeleitelement einer elektrischen
Heizvorrichtung,
Figur 5: eine weitere perspektivische Ansicht eines elektrischen
Heizelements,
Figur 6: eine perspektivische Ansicht einer Heizvorrichtung,
Figur 7: eine weitere perspektivische Ansicht einer Heizvorrichtung, wobei
das Gehäuse der Heizvorrichtung transparent dargestellt ist, Figur 8: eine weitere perspektivische Ansicht einer Heizvorrichtung, und
Figur 9: eine Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes mit Versteilvorrichtung zur
Höhenverstellung der Kopfstütze und einer in der Kopfstütze angeordneten Heizvorrichtung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Heizmoduls 100 zum Erwärmen eines Luftstroms gezeigt. Das elektrische Heizmodul 100 weist einen zweiteiligen Rahmen 12 auf. Innerhalb des Rahmens 12 sind zwei identisch ausgebildete innere Wärmeleitelemente 13a, 13b, ein erstes inneres Wärmeleitelement 13a und ein zweites inneres Wärmeleitelement 13b angeordnet.
Außerhalb des Rahmens 12 sind an einander gegenüberliegenden Längsseiten des Rahmens 12 äußere Wärmeleitelemente 14a, 14b, nämlich ein erstes äußeres Wärmeleitelement 14a und ein zweites äußeres Wärmeleitelement 14b angeordnet. Das erste innere Wärmeleitelement 13a steht zusammen mit dem ersten äußeren Wärmeleitelement 14a mit einem ersten Heizelement 10 (in Figur 1 nicht dargestellt) in wärmeleitender Verbindung. Das zweite innere Wärmeleitelement 13b steht zusammen mit dem zweiten äußeren Wärmeleitelement 14b mit einem zweiten Heizelement 11 (in Figur 1 ebenfalls nicht dargestellt) in wärmeleitender Verbindung.
Die beiden inneren Wärmeleitelemente 13a, 13b und die beiden äußeren Wärmeleitelemente 14a, 14b sind als Aluminiumstrangpressprofile ausgebildet und weisen in Höhenrichtung des elektrischen Heizmoduls 100 ausgerichtete Lamellen 15 auf. Die Lamellen 15 erstrecken sich dabei über die gesamte Tiefe des elektrischen Heizmoduls 100. Die Lamellen 15 sämtlicher Wärmeleitelemente 13a, 13b, 14a, 14b sind somit in derselben Richtung, parallel zueinander und quer zum Luftstrom ausgerichtet.
Die beiden Rahmenteile des Rahmens 12, die inneren Wärmeleitelemente 13a, 13b sowie auch die beiden äußeren Wärmeleitelemente 14a, 14b werden mittels Klemmmitteln 24 zusammengehalten beziehungsweise zusammengedrückt. Somit wird zum einen das Heizmodul 100 in einfacher Weise kompakt zusammengehalten. Zum anderen werden hierdurch die jeweiligen Wärmeleitelemente 13a, 13b, 14a, 14b gegen die Heizelemente 10, 11 gepresst.
Zwischen den Lamellen 15 der beiden inneren Wärmeleitelemente 13a, 13b ist ein plattenförmig ausgebildetes wärmeleitendes Verbindungsmittel 25 angeordnet. Mit einem ersten Abschnitt ist das Verbindungsmittel 25 zwischen den freien Enden 21 der Lamellen 15 der beiden inneren Wärmeleitelemente 13a, 13b sowie senkrecht zu diesen Lamellen 15 angeordnet. Ein zweiter Abschnitt und ein dritter Abschnitt des Verbindungsmittels 25 sind senkrecht zum ersten Abschnitt des Verbindungsmittels 25 ausgerichtet und im Wesentlichen parallel zu den Lamellen 15 der inneren Wärmeleitelemente 13a, 13b angeordnet. Dabei ist der zweite Abschnitt zwischen zwei benachbarten Lamellen 15 des ersten inneren Wärmeleitelements 13a und der dritte Abschnitt zwischen zwei benachbarten Lamellen 15 des zweiten inneren Wärmeleitelements 13b angeordnet.
In Figur 2 ist eine Vorderansicht auf das elektrische Heizmodul 100 aus Figur 1 gezeigt. Aus Figur 2 geht nochmals deutlich die seitlich abgeflachte Form des Heizmoduls 100 hervor. Die seitlichen Bereiche des Heizmoduls 100 werden bereichsweise von Schenkeln 22, welche von Basisplatten 18b, 18d der beiden äußeren Wärmeleitelemente 14a, 14b senkrecht abstehenden, gebildet. Seitlich von den Schenkeln 22 stehen keine Lamellen 15 ab. Somit weist das Heizmodul 100 in den seitlichen Bereichen keine senkrecht von den äußeren Wärmeleitelementen 14a, 14b abstehenden Lamellen 15 auf. Die maximale Höhe 17 des elektrischen Heizmoduls 100 ist somit größer als die maximale Breite 16 des Heizmoduls 100. Die maximale Breite 16 entspricht 2/3 der maximalen Höhe 17. Der Rahmen 12 weist eine Höhe 26 auf, wobei sich die Schenkel 22 der äußeren Wärmeleitelemente 14a, 14b über einen wesentlichen Bereich der Höhe 26 des Rahmens 12 erstrecken.
In Figur 3 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Heizmoduls 100 gezeigt, wobei der besseren Übersicht halber das erste äußere Wärmeleitelement 14a und das zweite innere Wärmeleitelement 13b nicht dargestellt sind.
Aus Figur 3 geht die Anordnung der Heizelemente 10, 11 in Durchbrechungen der Längsseiten des Rahmens 12 hervor.
In den Figuren 4a und 4b sind die äußeren Wärmeleitelemente 14a, 14b beziehungsweise die inneren Wärmeleitelemente 13a, 13b beispielhaft gezeigt.
In Figur 4a ist beispielhaft ein äußeres Wärmeleitelement 14a, 14b dargestellt. Die Lamellen 15 sind im Wesentlichen senkrecht zu der Basisplatte 18b, 18d angeordnet und folgen einer Kontur eines Lüfters 210 (in Figur 4a nicht dargestellt). Die der Basisplatte 18b, 18d gegenüberliegenden Längskanten der Lamellen 15 sind als freie Enden 21 ausgebildet. Die Schenkel 22 sind beidseitig vorgesehen und, wie die Lamellen 15, senkrecht zur Basisplatte 18b, 18d angeordnet. Dabei erstrecken sich die Schenkel 22 in eine zu den Lamellen 15 entgegengesetzte Richtung, wobei die Schenkel 22 zu den Lamellen 15 im Wesentlichen parallel angeordnet sind. In Figur 4b ist beispielhaft ein inneres Wärmeleitelement 13a, 13b gezeigt. Wie das äußere Wärmeleitelement 14a, 14b ist auch das innere Wärmeleitelement 13a, 13b als Aluminiumstrangpressprofil ausgebildet und weist im Wesentlichen senkrecht von der Basisplatte 18a, 18c abstehende Lamellen 15 mit freien Enden 21 auf.
In Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Heizmoduls 100 gezeigt. Dabei ist das Heizmodul 100 im Wesentlichen identisch zum Heizmodul 100 der Figuren 1 bis 3 ausgebildet. Lediglich die beiden Klammermittel 24 sind bei dem in Figur 5 dargestellten Heizmodul 100 nicht seitlich, sondern mittig angeordnet, derart, dass diese zwischen Lamellen 15 der äußeren Wärmeleitelemente 14a, 14b eingeklemmt sind.
Figuren 6 bis 8 zeigen perspektivische Ansichten einer Heizvorrichtung 200 mit einem Heizmodul 100 und einem Lüfter 210. Das Heizmodul 100 der in den Figuren 6 bis 8 gezeigten Heizvorrichtung 200 ist dabei gemäß dem Heizmodul 100 der Figuren 1 bis 3 ausgebildet. Alternativerweise könnte das Heizmodul 100 auch gemäß der Figur 5 ausgebildet sein.
Das Heizmodul 100 sowie der Lüfter 210 sind, wie in den Figuren 6 bis 8 dargestellt, in einem gemeinsamen Gehäuse 211 angeordnet. Der Lüfter 210 ist als Axial lüfter ausgebildet und in Strömungsrichtung vor dem Heizmodul 100 angeordnet. Durch den Lüfter 210 wird der Luftstrom erzeugt welcher die Lamellen 15 der Wärmeleitelemente 13a, 13b, 14a, 14b umströmt und dabei der Luftstrom erwärmt.
Der besseren Übersicht halber ist in Figur 7 das Gehäuse 211 transparent dargestellt.
Figur 9 zeigt eine Kopfstütze 300 für einen Fahrzeugsitz. Die Kopfstütze 300 ist über Verbindungsmittel mit der Rückenlehne 51 des Fahrzeugsitzes verbunden. Innerhalb der Kopfstütze 300 ist eine elektrische Versteilvorrichtung 50 zur Höhenverstellung der Kopfstütze 300 angeordnet. Des Weiteren ist innerhalb der Kopfstütze eine Heizvorrichtung 200 mit einenn Lüfter 210 und einenn Heizmodul 100 angeordnet. Durch die innerhalb der Kopfstütze 300 angeordnete Heizvorrichtung 200 wird eine Nackenheizung bereitgestellt. Innerhalb der Kopfstütze 300 könnten auch mehrere Heizvorrichtungen 200 angeordnet sein. Des Weiteren könnten innerhalb der Kopfstütze 300 auch weitere elektrische Versteilvorrichtungen 50 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
100 Elektrisches Heizmodul
200 Heizvorrichtung
300 Kopfstütze
10, 11 Heizelemente
12 Rahmen
13a Erstes inneres Wärmeleitelement
13b Zweites inneres Wärmeleitelement
14a Erstes äußeres Wärmeleitelement
14b Zweites äußeres Wärmeleitelement
15 Lamellen
16 Maximale Breite
17 Maximale Höhe
18a Erste Basisplatte
18b Zweite Basisplatte
18c Dritte Basisplatte
18d Vierte Basisplatte
19a Erste Längsinnenseite
19b Zweite Längsinnenseite
20a Erste Längsaußenseite
20b Zweite Längsaußenseite
21 Freies Ende einer Lamelle
22 Schenkel
23 Queraußenseite
24 Klemmmittel
25 Verbindungsmittel
26 Höhe des Rahmens Versteilvorrichtung Rückenlehne Lüfter
Gehäuse

Claims

A n s p r ü c h e
1. Elektrisches Heizmodul (100) zum Erwärmen eines Luftstroms, wobei das Heizmodul (100) mindestens ein Heizelement (10, 11), mindestens ein, innerhalb eines Rahmens (12) angeordnetes, erstes inneres Wärmeleitelement (13a), und mindestens ein, außerhalb des Rahmens (12) angeordnetes, erstes äußeres Wärmeleitelement (14a) aufweist, wobei das mindestens eine Heizelement (10, 11) mit dem ersten inneren Wärmeleitelement (13a) und mit dem ersten äußeren Wärmeleitelement (14a) in wärmeleitender Verbindung steht, wobei das erste innere Wärmeleitelement (13a) und das erste äußere Wärmeleitelement (14a) mehrere Lamellen (15) zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste innere Wärmeleitelement (13a) sowie auch das erste äußere Wärmeleitelement (14a) als Strangpressprofile ausgebildet sind; und/oder dass das Heizmodul (100) eine maximale Breite (16) und eine maximale Höhe (17) aufweist, wobei die maximale Höhe (17) größer als die maximale Breite (16) ist.
2. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Rahmens (12) ein zweites inneres Wärmeleitelement (13b) mit mehreren Lamellen (15) zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom angeordnet ist, wobei das zweite innere Wärmeleitelement (13b) als Strangpressprofil ausgebildet ist.
3. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass außerhalb des Rahmens (12) ein zweites äußeres Wärmeleitelement (14b) mit mehreren Lamellen (15) zur Abgabe von Wärme an den Luftstrom angeordnet ist, wobei das zweite äußere Wärmeleitelement (14b) als Strangpressprofil ausgebildet ist.
4. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste innere Wärmeleitelement (13a) eine erste Basisplatte (18a) aufweist, welche im Wesentlichen flächig an einer ersten Längsinnenseite (19a) des Rahmens (12) anliegt, wobei die Lamellen (15) des ersten inneren Wärmeleitelements (13a) im Wesentlichen senkrecht von der ersten Basisplatte (18a) nach Innen abstehen.
5. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellen (15) des ersten inneren Wärmeleitelements (13a) plattenförmig ausgebildet sind und nach innen gerichtete Längskanten als freie Enden (21) ausgebildet sind.
6. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die erste Basisplatte (18a) im Wesentlichen über eine gesamte Länge der ersten Längsinnenseite (19a) erstreckt.
7. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste äußere Wärmeleitelement (14a) eine zweite Basisplatte (18b) aufweist, welche im Wesentlichen flächig an einer ersten Längsaußenseite (20a) des Rahmens (12) anliegt, wobei die Lamellen (15) des ersten äußeren Wärmeleitelements (14a) im Wesentlichen senkrecht von der zweiten Basisplatte (18b) nach Außen abstehen.
8. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellen (15) des ersten äußeren Wärmeleitelements (14a) plattenförmig ausgebildet sind und nach außen gerichtete Längskanten als freie Enden (21) ausgebildet sind.
9. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die zweite Basisplatte (18b) im Wesentlichen über eine gesamte Länge der ersten Längsaußenseite (20a) erstreckt.
10. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass an zumindest einem seitlichen Ende der zweiten Basisplatte (18b) ein Schenkel (22) des ersten äußeren Wärmeleitelements (14a) im Wesentlichen senkrecht von der zweiten Basisplatte (18b) absteht und an einer Queraußenseite (23) des Rahmens im Wesentlichen flächig anliegt.
11. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste äußere Wärmeleitelement (14a) keine vom Schenkel (22) senkrecht nach außen abstehenden Lamellen (15) aufweist.
12. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste äußere Wärmeleitelement (14a) bereichsweise keine seitlich vom Schenkel (22) nach außen abstehende Lamellen (15) aufweist, wobei sich dieser Bereich über mindestens ΛΑ einer Höhe (26) des Rahmens (12) erstreckt.
13. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Länge der zweiten Basisplatte (18b) zwischen 80% und 100%, vorzugsweise zwischen 90% und 100%, der maximalen Breite (16) des Heizmoduls (100) entspricht.
14. Elektrisches Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Rahmen (12) zweiteilig ausgebildet ist, wobei innerhalb des Rahmens (12) ein zweites inneres Wärmeleitelement (13b) angeordnet ist, wobei außerhalb des Rahmens (12) ein zweites äußeres Wärmeleitelement (14b) angeordnet ist, wobei mittels mindestens eines Klemmmittels (24) die beiden Rahmenteile des Rahmens (12), das erste innere Wärmeleitelement (13a), das zweite innere Wärmeleitelement (13b), das erste äußere Wärmeleitelement (14a) und das zweite äußere Wärmeleitelement (14b) zusammengedrückt werden.
15. Heizvorrichtung (200) zum Erwärmen eines Luftstroms, wobei die Heizvorrichtung (200) einen Lüfter (210) zur Erzeugung des Luftstroms und ein an den Lüfter anschließendes elektrisches Heizmodul (100) zur Erwärmung des Luftstroms aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrische Heizmodul (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
16. Heizvorrichtung (200) gemäß Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Lüfterdurchmesser im Wesentlichen der maximalen Höhe (17) des Heizmoduls (100) entspricht und/oder dass die maximale Breite (16) des Heizmoduls (100) kleiner als ein Lüfterdurchmesser, vorzugsweise kleiner als 80% eines Lüfterdurchmessers, besonders bevorzugterweise kleiner als 70% eines Lüfterdurchmessers ist.
17. Kopfstütze (300) für einen Fahrzeugsitz mit einer Heizvorrichtung (200) zur Ausbildung einer Nackenheizung,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Heizvorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16 ausgebildet ist.
18. Kopfstütze (300) gemäß Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopfstütze (300) ferner mindestens eine vollständig innerhalb der Kopfstütze (300) angeordnete elektrische Versteilvorrichtung (50) zur Höhenverstellung der Kopfstütze (300) und/oder zur Verstellung einer Neigung der Kopfstütze (300) und/oder zur Bewegung eines in der Kopfstütze (300) angeordneten Elements (51) aufweist.
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