WO2019137692A1 - Wärmetauscher und verfahren zum herstellen eines solchen wärmetauschers - Google Patents

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WO2019137692A1
WO2019137692A1 PCT/EP2018/083142 EP2018083142W WO2019137692A1 WO 2019137692 A1 WO2019137692 A1 WO 2019137692A1 EP 2018083142 W EP2018083142 W EP 2018083142W WO 2019137692 A1 WO2019137692 A1 WO 2019137692A1
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heat exchanger
electrical connection
exchanger body
electrical
insulating layer
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PCT/EP2018/083142
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Stephan Buckl
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Webasto SE
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/262—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an insulated metal plate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, in particular for an electrically operated vehicle heater, and a method for producing such a heat exchanger.
  • Vehicles such as motor vehicles, often have a vehicle cabin in which a driver and / or passengers reside. To ensure the well-being of the vehicle driver and / or the passengers, this vehicle cabin is usually heatable.
  • a corresponding heating option is usually provided in the vehicle.
  • Such a heating option normally includes a heat exchanger in which thermal energy is transferred to a fluid to be heated. Recently, such a heat exchanger additionally or exclusively more and more often includes a possibility for heating the heat exchanger body. The fluid to be heated can then be heated electrically.
  • the object of the present invention is to provide an improved heat exchanger with an electrical heating device and a method for its production.
  • the heat exchanger comprises a heat exchanger body.
  • the heat exchanger body can be metallic or have an electrically insulating surface. If the heat exchanger body is metallic, it is at least partially coated on a part of its surface with an electrically insulating layer.
  • the heat exchanger further comprises an electrical heating layer, which comprises at least one heating conductor, and at least one electrical connecting line for at least one electronic component. The electrical heating layer and the at least one electrical connecting line are applied as a coating to the insulating layer when the heat exchanger body is metallic. Otherwise, if the heat exchanger body has an electrically insulating surface, the electrical heating layer and the at least one electrical connecting line are applied as a coating directly onto the heat exchanger body.
  • the part of the surface coated with the electrical heating layer can be completely on one side, for example lie the heat exchanger body. In this way cabling can be at least partially saved. For example, the costs for the cables saved and the associated effort to install the saved cables are initially eliminated. Furthermore, a subsequent verification can be omitted whether the saved cable are installed correctly.
  • electrical connection contacts of the at least one heating conductor track are provided, which are designed as contact pads.
  • at least one further electrical connection contact is provided for the at least one electrical connection line, which is designed as a further contact pad.
  • connection contacts and the at least one further connection contact are combined to form a contact strip.
  • manufacture and optionally the release of the electrical connections can be further simplified, since the electrical connections are close to each other.
  • the at least one electronic component is arranged on the electrically insulating layer and / or the at least one electrical connection line.
  • the electronic component may, for example, be a temperature sensor or a fuse, wherein the fuse may again be a temperature fuse or an overcurrent-reactive fuse.
  • the fuse can furthermore be designed to be reversibly or irreversibly switching.
  • the electronic component can also be control electronics, which regulate, for example, the flow of current through the at least one heating conductor track.
  • the described heat exchanger can be part of an electrically operated vehicle heater.
  • Described is further a method for producing such a heat exchanger comprising the orders of an electrical heating layer comprising at least one Bankleiter- web, as a coating on a surface of a heat exchanger body, and the orders of at least one electrical connection line for at least one electronic component as a coating this surface of the heat exchanger body.
  • the coating or the application of the coating can be carried out in particular by means of a thermal spraying process.
  • the orders of the electrical heating layer and the at least one electrical connecting line to the surface of the heat exchanger body as a coating can be done simultaneously, for example.
  • the at least one electrical connection line may have a larger layer thickness compared with the electrical heating layer, so that the resulting resistance of the at least one electrical connection line is much lower due to a larger cross section is as the resistance of the at least one heat conductor formed in the electrical heating layer.
  • the surface may be, for example, a side of the heat exchanger body or include this.
  • at least partially is to be understood as meaning that at least the regions of the surface are coated with the electrically insulating layer onto which the electrical heating layer and the at least one electrical connecting line are subsequently applied.
  • Figure 1 is a plan view of a heat exchanger;
  • Figure 2 shows a detail of Figure 1 with additional contact strip;
  • Figure 3 is a side view of a heat exchanger
  • Figure 4 is a schematic representation of a vehicle
  • FIG. 5 shows a block diagram of a method for producing a heat exchanger.
  • FIG. 1 shows a plan view of a heat exchanger 10.
  • the illustrated heat exchanger 10 has a heat exchanger body 14, which is metallic and whose visible side, which is part of a surface of the heat exchanger body 14, is partially covered by an electrically insulating layer 16.
  • the insulating layer 16 may, for example, be applied as a coating on the metallic heat exchanger body 14 by means of thermal spraying.
  • heating conductor tracks 20, 22 can be seen, which together form an electrical heating layer.
  • the illustrated heating conductors 20, 22 open into electrical connection contacts 32, 34, 36, 38, which protrude beyond the heat exchanger body 14 and can be formed, for example, as contact pads.
  • the heating conductor tracks 20, 22 are bifilar, whereby the individual heating conductor tracks 20, 22 split again into heating conductor strands running parallel to one another.
  • electrical connection lines 24, 26 are arranged on the electrically insulating layer 16.
  • the electrical connection lines 24, 26 can likewise be applied to the electrically insulating layer 16 by means of thermal spraying.
  • the electrical connection lines 24, 26 can have further electrical connection contacts 40, 42, which likewise can project beyond the heat exchanger body 14 and can be designed as contact pads.
  • the electrical connection contacts 32, 34, 36, 38 and the further electrical connection contacts 40, 42 may in particular be close to each other.
  • an electronic component 28 is shown, which is partially arranged on the electrical connection lines 24, 26 and the electrically insulating layer 16.
  • the electrical contact between the electronic component 28 and the respective electrical connection line 24, 26 can be realized, for example, by soldering "feet" of the electronic component 28 to the two electrical connection lines 24, 26.
  • the electrical connection lines 24, 26 may, for example, be at least as wide as the heating conductor tracks 20, 22. If the heat exchanger body 14 is electrically insulating, that is to say has an electrically insulating surface, the electrically insulating layer 16 may be omitted.
  • FIG. 2 shows a section of FIG. 1 with additional contact strip 44.
  • the electrical connection contacts 32, 34, 36, 38 and the further electrical connection contacts 40, 42 shown in FIG. 1 are combined in FIG. 2 in a common contact strip 44, which forms part of FIG electrical contact, for example, with a provided by a control unit power supply via a contact element 56 can be coupled.
  • the heat exchanger 10 comprises the heat exchanger body 14, on which an inlet 52 and a drain 54 are arranged, via which a medium 46 to be heated can enter or exit the heat exchanger body 14.
  • the inlet 52 and the drain 54 may be formed, for example, as a simple pipe socket.
  • the electrically insulating layer 16 can be seen, which partially covers the upper side of the heat exchanger body.
  • the heat exchanger body 14 may be made of a metallic material and be electrically conductive, so that the electrically insulating layer 16 may be required.
  • the electrically insulating layer 16 can optionally also be dispensed with.
  • the electrically insulating layer 16 may, for example, be applied to the heat exchanger body 14 as a coating by means of a thermal spraying method.
  • the electrical heating layer 18 and the electrical connection lines 24, 26 can be seen.
  • the electrical connection lines 24, 26 may in particular be "thicker" than the electrical heating layer, so that the cross-section provided by the electrical connection lines 24, 26, which essentially defines the electrical resistance of the connection lines 24, 26, is comparatively small.
  • the electrical heating layer 18 and the electrical connection lines 24, 26 can likewise be produced by means of a thermal spraying method; in particular, the electrical heating layer 18 and the electrical connection lines 24, 26 can be applied one after the other or simultaneously to the already completed electrically insulating layer. layer 16 or be applied directly to the heat exchanger body 14 as a coating.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a vehicle 48.
  • the illustrated vehicle 48 comprises a vehicle heater 12, which has the heat exchanger body 14 and a control unit 30.
  • the controller 30 may be coupled to a power source 50 and control and monitor the various possible operating modes of the vehicle heater 12.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a method 100 for producing a heat exchanger 10.
  • a partial coating 102 of a surface of a heat exchanger body 14 with an electrically insulating layer 16 can take place when the heat exchanger body 14 is metallic.
  • the surface may be or include one side of the heat exchanger body 14. If the heat exchanger body is electrically insulating, this step can be omitted.
  • the electrically insulating layer 16 may be, for example, a metal oxide. If the coating 102 takes place, it can be realized by means of a thermal spraying process.
  • an order 104 of an electrical heating layer 18 can take place.
  • the electrical heating layer 18 may include at least one heating conductor 20, 22.
  • the jobs 104 of the electrical heating layer can be carried out, for example, by means of a thermal spraying process.
  • the structure of the at least one heating conductor 20, 22 can optionally already during the application 104 or subsequently with an additional step by targeted removal of previously applied conductive material, for example by means of a laser realized.
  • the application 106 of at least one electrical connection line for at least one electronic component takes place as a coating on the electrically insulating layer 16.
  • the applications 106 of the at least one electrical connection line 24, 26 can likewise be realized by means of a thermal spraying method, wherein the electrical heating layer 18 and the electrical connection lines 24, 26 can be created either sequentially or simultaneously.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (10), insbesondere für ein elektrisch betriebenes Fahrzeugheizgerät (12), umfassend einen Wärmetauscherkörper (14), eine elektrische Heizschicht (18), die mindestens eine Heizleiterbahn (20, 22) umfasst, wobei die elektrische Heizschicht (18) als Beschichtung auf eine Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) aufgetragen ist, und mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) für mindestens ein elektronisches Bauteil (28), wobei die mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) als Beschichtung auf die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) aufgetragen ist, und wobei die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) auf die die elektrische Heizschicht (18) und die mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) aufgetragen sind zumindest teilweise mit einer elektrisch isolierenden Schicht (16) beschichtet ist, wenn der Wärmetauscherkörper (14) metallisch ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauschers.

Description

Wärmetauscher und Verfahren zum Herstellen eines solchen Wärmetauschers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Fahrzeugheizgerät, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärme- tauschers.
Fahrzeuge, beispielsweise Kraftfahrzeuge, weisen häufig eine Fahrzeugkabine auf, in welcher sich ein Fahrer und/oder Passagiere aufhalten. Zur Sicherstellung des Wohlbefin- dens des Fahrzeugführers und/oder der Passagiere ist diese Fahrzeugkabine üblicher weise beheizbar. Zu diesem Zweck ist in dem Fahrzeug in der Regel eine entsprechende Heizmöglichkeit vorgesehen. Eine derartige Heizmöglichkeit umfasst normalerweise einen Wärmetauscher, in dem thermische Energie auf ein zu erwärmendes Fluid übertragen wird. Neuerdings umfasst ein derartiger Wärmetauscher zusätzlich oder ausschließlich immer häufiger eine Möglichkeit zur Erwärmung des Wärmetauscherkörpers. Das zu er- wärmende Fluid kann dann elektrisch erwärmt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Wärmetau- scher mit elektrischer Heizeinrichtung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereit zu stellen.
Beschrieben ist ein Wärmetauscher, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Fahr- zeugheizgerät. Der Wärmetauscher umfasst einen Wärmetauscherkörper. Der Wärmetau- scherkörper kann metallisch sein oder eine elektrisch isolierende Oberfläche aufweisen. Sofern der Wärmetauscherkörper metallisch ist, ist er zumindest teilweise auf einem Teil seiner Oberfläche mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet. Der Wärmetau- scher umfasst weiter eine elektrische Heizschicht, die mindestens eine Heizleiterbahn um- fasst, sowie mindestens eine elektrische Anschlussleitung für mindestens ein elektroni- sches Bauteil. Die elektrische Heizschicht und die mindestens eine elektrische Anschluss- leitung sind als Beschichtung auf die isolierende Schicht aufgetragen, wenn der Wärme- tauscherkörper metallisch ist. Andernfalls, wenn der Wärmetauscherkörper eine elektrisch isolierende Oberfläche hat, sind die elektrische Heizschicht und die mindestens eine elekt- rische Anschlussleitung als Beschichtung direkt auf den Wärmetauscherkörper aufgetra- gen. Der mit der elektrischen Heizschicht beschichtete Teil der Oberfläche kann bei- spielsweise vollständig auf einer Seite des Wärmetauscherkörpers liegen. Auf diese Wei- se können Verkabelungen zumindest teilweise eingespart werden. So entfallen beispiels- weise zunächst die Kosten für die eingesparten Kabel sowie der damit einhergehende Aufwand zur Montage der eingesparten Kabel. Weiterhin kann auch eine nachträgliche Überprüfung entfallen, ob die eingesparten Kabel korrekt verlegt sind.
Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass elektrische Anschlusskontakte der mindes- tens einen Heizleiterbahn vorgesehen sind, die als Kontaktpads ausgeführt sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mindestens ein weiterer elektrischer Anschlusskontakt für die mindestens eine elektrische Anschlussleitung vorgesehen ist, das als weiteres Kontaktpad ausgeführt ist. Durch das Vorsehen der Kontaktpads und des weiteren Kontaktpads kann eine einfache und zuverlässige elektrische Kontaktierung der auf dem Wärmetauscher- körper als Beschichtung aufgetragenen Heizleiterbahn und der mindestens einen elektri schen Anschlussleitung realisiert werden. Kontaktpads sind weiterhin im Allgemeinen zu- verlässig und kostengünstig mit weiterführenden elektrischen Leitungen verbindbar, bei- spielsweise mit Hilfe von Laserschweißen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Anschlusskontakte und der min- destens eine weitere Anschlusskontakt zu einer Kontaktleiste zusammengefasst sind. Auf diese Weise kann das Herstellen und gegebenenfalls das Lösen der elektrischen Verbin- dungen weiter vereinfacht werden, da die elektrischen Verbindungen eng beieinander lie- gen.
Es kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine elektronische Bauteil auf der elektrisch isolierenden Schicht und/oder der mindestens einen elektrischen Anschlusslei- tung angeordnet ist. Das elektronische Bauteil kann beispielsweise ein Temperatursensor oder eine Sicherung sein, wobei die Sicherung wiederrum eine Temperatursicherung oder eine auf Überstrom reagierende Sicherung sein kann. Die Sicherung kann weiterhin rever- sibel oder irreversibel schaltend ausgelegt sein. Weiterhin kann das elektronische Bauteil auch eine Steuerelektronik sein, welche beispielsweise den Stromfluss durch die mindes- tens eine Heizleiterbahn regelt. Der beschriebene Wärmetauscher kann Teil eines elektrisch betriebenen Fahrzeugheizge- rätes sein.
Beschrieben wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauschers umfassend das Aufträgen einer elektrischen Heizschicht, die mindestens eine Heizleiter- bahn umfasst, als Beschichtung auf einer Oberfläche eines Wärmetauscherkörpers, und das Aufträgen mindestens einer elektrischen Anschlussleitung für mindestens ein elektro- nisches Bauteil als Beschichtung auf diese Oberfläche des Wärmetauscherkörpers. Das Beschichten beziehungsweise das Aufträgen der Beschichtung kann insbesondere mit Hilfe eines thermischen Spritzverfahrens erfolgen. Das Aufträgen der elektrischen Heiz- schicht und der mindestens einen elektrischen Anschlussleitung auf die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers als Beschichtung kann beispielsweise gleichzeitig erfolgen. Denk- bar ist in diesem Zusammenhang beispielsweise auch, dass die mindestens eine elektri- sche Anschlussleitung eine, verglichen mit der elektrischen Heizschicht, größere Schicht- dicke hat, so dass der resultierende Widerstand der mindestens einen elektrischen An- schlussleitung aufgrund eines größeren Querschnittes viel geringer ist als der Widerstand der mindestens einen Heizleiterbahn, die in der elektrischen Heizschicht gebildet ist. Die Oberfläche kann beispielsweise eine Seite des Wärmetauscherkörpers sein oder diese umfassen.
Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass vor dem Aufträgen der elektrischen Heiz- schicht und der mindestens einen elektrischen Anschlussleitung auf die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers das zumindest teilweise Beschichten der Oberfläche des Wärme- tauscherkörpers mit einer isolierenden Schicht erfolgt, wenn der Wärmetauscherkörper metallisch ist. "Zumindest teilweise" ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass zumindest die Bereiche der Oberfläche mit der elektrisch isolierenden Schicht beschichtet werden, auf die anschließend die elektrische Heizschicht und die mindestens eine elektri- sche Anschlussleitung aufgetragen werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen Wärmetauscher; Figur 2 einen Ausschnitt aus Figur 1 mit zusätzlicher Kontaktleiste;
Figur 3 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers;
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs; und
Figur 5 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Wärmetau- schers.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartige Teile.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Wärmetauscher 10. Der dargestellte Wärmetau- scher 10 hat einen Wärmetauscherkörper 14, der metallisch ist und dessen sichtbare Sei- te, die Teil einer Oberfläche des Wärmetauscherkörpers 14 ist, teilweise von einer elektrisch isolierenden Schicht 16 bedeckt ist. Die isolierende Schicht 16 kann beispiels- weise als Beschichtung auf den metallischen Wärmetauscherkörper 14 mit Hilfe von ther- mischem Spritzen aufgetragen sein. Auf der elektrisch isolierenden Schicht 16 sind Heiz- leiterbahnen 20, 22 erkennbar, die gemeinsam eine elektrische Heizschicht bilden. Die dargestellten Heizleiterbahnen 20, 22 münden in elektrischen Anschlusskontakten 32, 34, 36, 38, die über den Wärmetauscherkörper 14 hinausragen und beispielsweise als Kon- taktpads ausgebildet sein können. Die Heizleiterbahnen 20, 22 sind bifilar ausgestaltet, wobei sich die einzelnen Heizleiterbahnen 20, 22 nochmals in parallel zueinander verlau- fende Heizleiterstränge aufspalten. Zwischen den beiden Heizleiterbahnen 20, 22 sind elektrische Anschlussleitungen 24, 26 auf der elektrisch isolierenden Schicht 16 angeord- net. Die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 können ebenfalls, genau wie die Heizlei- terbahnen 20, 22 mit Hilfe von thermischem Spritzen auf die elektrisch isolierende Schicht 16 aufgetragen sein. Die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 können, genau wie die Heizleiterbahnen 20, 22 über weitere elektrische Anschlusskontakte 40, 42 verfügen, wel- che ebenfalls über den Wärmetauscherkörper 14 hinausragen können und als Kontakt- pads ausgebildet sein können. Die elektrischen Anschlusskontakte 32, 34, 36, 38 und die weiteren elektrischen Anschlusskontakte 40, 42 können insbesondere nahe beieinander liegen. Abseits der weiteren elektrischen Anschlusskontakte 40, 42 ist ein elektronisches Bauteil 28 dargestellt, welches teilweise auf den elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 und der elektrisch isolierenden Schicht 16 angeordnet ist. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem elektronischen Bauteil 28 und der jeweiligen elektrischen Anschlussleitung 24, 26 kann beispielsweise über das Anlöten von "Füßchen" des elektronischen Bauteils 28 an die beiden elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 realisiert sein. Die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 können beispielsweise mindestens genauso breit sein wie die Heizleiterbahnen 20, 22. Wenn der Wärmetauscherkörper 14 elektrisch isolierend ist, das heißt eine elektrisch isolierende Oberfläche hat, kann die elektrisch isolierende Schicht 16 entfallen.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1 mit zusätzlicher Kontaktleiste 44. Die in Figur 1 dargestellten elektrischen Anschlusskontakte 32, 34, 36, 38 und die weiteren elektrischen Anschlusskontakte 40, 42 sind in Figur 2 in einer gemeinsamen Kontaktleiste 44 zusam- mengefasst, welche zur elektrischen Kontaktierung, beispielsweise mit einer durch ein Steuergerät bereitgestellten Stromversorgung über ein Kontaktelement 56 koppelbar sind.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 10. Der Wärmetauscher 10 um- fasst den Wärmetauscherkörper 14, an dem ein Zulauf 52 und ein Ablauf 54 angeordnet sind, über die ein zu erwärmendes Medium 46 in den Wärmetauscherkörper 14 eintreten beziehungsweise austreten kann. Der Zulauf 52 und der Ablauf 54 können beispielsweise als einfache Rohrstutzen ausgebildet sein. Auf der Oberseite des Wärmetauscherkörpers 14 ist die elektrisch isolierende Schicht 16 erkennbar, die die Oberseite des Wärmetau- scherkörpers teilweise bedeckt. Der Wärmetauscherkörper 14 kann aus einem metalli- schen Werkstoff hergestellt und elektrisch leitend sein, so dass die elektrisch isolierende Schicht 16 erforderlich sein kann. Falls der Wärmetauscherkörper 14 aus einem nichtlei- tenden Material hergestellt ist oder zumindest eine elektrisch isolierende Oberfläche auf- weist, kann die elektrisch isolierende Schicht 16 optional auch entfallen. Die elektrisch isolierende Schicht 16 kann beispielsweise mit Hilfe eines thermischen Spritzverfahrens als Beschichtung auf den Wärmetauscherkörper 14 aufgetragen sein. Auf der elektrisch isolierenden Schicht 16 sind die elektrische Heizschicht 18 und die elektrischen An- schlussleitungen 24, 26 erkennbar. Die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 können insbesondere "dicker" sein als die elektrische Heizschicht, so dass der von den elektri- schen Anschlussleitungen 24, 26 bereitgestellte Querschnitt, der im Wesentlichen den elektrischen Widerstand der Anschlussleitungen 24, 26 definiert vergleichsweise gering ausfällt. Die elektrische Heizschicht 18 und die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 können ebenfalls mit Hilfe eines thermischen Spritzverfahrens hergestellt sein, insbeson- dere können die elektrische Heizschicht 18 und die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 zeitlich nacheinander oder gleichzeitig auf die bereits fertig gestellte elektrisch isolie- rende Schicht 16 oder direkt auf den Wärmetauscherkörper 14 als Beschichtung aufgetra- gen sein.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 48. Das dargestellte Fahr- zeug 48 umfasst ein Fahrzeugheizgerät 12, das den Wärmetauscherkörper 14 und ein Steuergerät 30 aufweist. Das Steuergerät 30 kann mit einer Stromquelle 50 gekoppelt sein und die verschiedenen möglichen Betriebsmodi des Fahrzeugheizgerätes 12 regeln und überwachen.
Figur 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens 100 zur Herstellung eines Wärmetau- schers 10. In einem ersten Schritt kann ein teilweises Beschichten 102 einer Oberfläche eines Wärmetauscherkörpers 14 mit einer elektrisch isolierenden Schicht 16 erfolgen, wenn der Wärmetauscherkörper 14 metallisch ist. Die Oberfläche kann beispielsweise eine Seite des Wärmetauscherkörpers 14 sein oder umfassen. Wenn der Wärmetau- scherkörper elektrisch isolierend ist, kann dieser Schritt entfallen. Die elektrisch isolieren- de Schicht 16 kann beispielsweise ein Metalloxid sein. Sofern das Beschichten 102 er- folgt, kann es mit Hilfe eines thermischen Spritzverfahrens realisiert werden. In einem zweiten Schritt kann ein Aufträgen 104 einer elektrischen Heizschicht 18 erfolgen. Die elektrische Heizschicht 18 kann mindestens eine Heizleiterbahn 20, 22 umfassen. Das Aufträgen 104 der elektrischen Heizschicht kann beispielsweise mit Hilfe eines thermi- schen Spritzverfahrens erfolgen. Die Struktur der mindestens einen Heizleiterbahn 20, 22 kann wahlweise bereits während des Auftragens 104 oder nachträglich mit einem zusätzli- chen Arbeitsschritt durch gezieltes Abtragen zuvor aufgetragenen leitfähigen Materials, beispielsweise mit Hilfe eines Lasers, realisiert werden. Schließlich erfolgt das Aufträgen 106 mindestens einer elektrischen Anschlussleitung für mindestens ein elektronisches Bauteil als Beschichtung auf die elektrisch isolierende Schicht 16. Das Aufträgen 106 der mindestens einen elektrischen Anschlussleitung 24, 26 kann ebenfalls mit Hilfe eines thermischen Spritzverfahrens realisiert sein, wobei die elektrische Heizschicht 18 und die elektrischen Anschlussleitungen 24, 26 wahlweise nacheinander oder zeitgleich erstellt werden können.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen of- fenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombina- tion für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste
10 Wärmetauscher
12 Fahrzeugheizgerät
14 Wärmetauscherkörper
16 elektrisch isolierenden Schicht
18 elektrischen Heizschicht
20 Heizleiterbahn
22 Heizleiterbahn
24 elektrische Anschlussleitung
26 elektrische Anschlussleitung
28 elektronisches Bauteil
30 Steuergerät
32 elektrischer Anschlusskontakt
34 elektrischer Anschlusskontakt
36 elektrischer Anschlusskontakt
38 elektrischer Anschlusskontakt
40 weiterer elektrischer Anschlusskontakt
42 weiterer elektrischer Anschlusskontakt
44 Kontaktleiste
46 Medium
48 Fahrzeug
50 Stromquelle
52 Zulauf
54 Ablauf
56 Kontaktelement
100 Verfahren
102 Beschichten
104 Aufträgen
106 Aufträgen

Claims

Ansprüche
1. Wärmetauscher (10), insbesondere für ein elektrisch betriebenes Fahrzeugheizge- rät (12), umfassend
einen Wärmetauscherkörper (14);
eine elektrische Heizschicht (18), die mindestens eine Heizleiterbahn (20, 22) um- fasst, wobei die elektrische Heizschicht (18) als Beschichtung auf eine Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) aufgetragen ist; und
mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) für mindestens ein elektroni- sches Bauteil (28), wobei die mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) als Beschichtung auf die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) aufgetragen ist,
wobei die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) auf die die elektrische Heiz- schicht (18) und die mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) aufge- tragen sind zumindest teilweise mit einer elektrisch isolierenden Schicht (16) be- schichtet ist, wenn der Wärmetauscherkörper (14) metallisch ist.
2. Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1 , wobei elektrische Anschlusskontakte (32, 34, 36, 38) der mindestens einen Heizleiterbahn (20, 22) vorgesehen sind, die als Kon- taktpads ausgeführt sind.
3. Wärmetauscher (10) nach Anspruch 2, wobei mindestens ein weiterer elektrischer Anschlusskontakt (40, 42) für die mindestens eine elektrische Anschlussleitung (24, 26) vorgesehen ist, das als weiteres Kontaktpad ausgeführt ist.
4. Wärmetauscher (10) nach Anspruch 3, wobei die elektrischen Anschlusskontakte (32, 34, 36, 38) und der mindestens eine weitere Anschlusskontakt 40, 42) zu einer Kon- taktleiste (44) zusammengefasst sind.
5. Wärmetauscher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mindestens eine elektronische Bauteil (28) auf der elektrisch isolierenden Schicht (16) und/oder der mindestens einen elektrischen Anschlussleitung (24, 26) angeordnet ist.
6. Wärmetauscher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mindestens eine elektronische Bauteil (28) ein Temperatursensor, eine Sicherung oder eine Steuer- elektronik ist.
7. Elektrisch betriebenes Fahrzeugheizgerät (12) mit einem Wärmetauscher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Verfahren (100) zur Herstellung eines Wärmetauschers (10) gemäß einem der An- sprüche 1 bis 6 umfassend:
zumindest teilweises Beschichten (102) einer Oberfläche eines Wärmetauscher- körpers (14) mit einer isolierenden Schicht (16);
Aufträgen (104) einer elektrischen Heizschicht (18), die mindestens eine Heizlei- terbahn (20, 22) umfasst als Beschichtung auf die elektrisch isolierende Schicht (16); und
Aufträgen (106) mindestens einer elektrischen Anschlussleitung (24, 26) für min- destens ein elektronisches Bauteil (28) als Beschichtung auf die isolierende
Schicht (16).
9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, wobei vor dem Aufträgen (104, 106) der elektri- schen Heizschicht (18) und der mindestens einen elektrischen Anschlussleitung (24, 26) auf die Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) das zumindest teilweise Beschichten dieser Oberfläche des Wärmetauscherkörpers (14) mit einer isolierenden Schicht (16) er- folgt, wenn der Wärmetauscherkörper (14) metallisch ist.
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