WO2020030306A1 - Elektrisches heizgerät - Google Patents

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WO2020030306A1
WO2020030306A1 PCT/EP2019/059113 EP2019059113W WO2020030306A1 WO 2020030306 A1 WO2020030306 A1 WO 2020030306A1 EP 2019059113 W EP2019059113 W EP 2019059113W WO 2020030306 A1 WO2020030306 A1 WO 2020030306A1
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WO
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housing
inner part
fluid
vehicle
heater according
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PCT/EP2019/059113
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Inventor
Helmut Schmidt
Fritz Wegener
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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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/02—Casings; Cover lids; Ornamental panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2278—Connectors, water supply, housing, mounting brackets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072—Special adaptations
    • F24H1/009—Special adaptations for vehicle systems
    • 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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    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • 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
    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids

Definitions

  • the invention relates to an electric heater, in particular a liquid heater.
  • EP 2 797 382 A1 describes a water heater with a housing which
  • the circulation chamber is surrounded by a lower housing part made of plastic, which is made of a well by a housing cover forming the heating rib
  • Sheet metal assembly can be designed for two fluid flows.
  • the object of the invention is a corresponding one
  • Propose vehicle in particular motor vehicle, a method for Operating a heater or a vehicle, in particular a motor vehicle, a method for producing a heater or the
  • an electrical heater in particular a liquid heater, preferably a water heater, for a vehicle, in particular a motor vehicle, the electrical heater comprising an inner part made of metal, in particular die-casting, and a housing surrounding the inner part made of plastic, between the inner part and Housing is formed at least one cavity for passing a fluid to be heated, in particular water.
  • a key concept of the invention lies therein
  • an electric heater that includes an inner part made of metal (die-casting) and a housing made of plastic surrounding the inner part.
  • the fact that the housing is made of plastic makes it easy to manufacture. Still, the benefits of a metal part (especially
  • Die-cast part can be used for the inner part.
  • the inner part can then be produced in a simple manner (in particular without undercuts or without the use of slides during die casting), if necessary without post-processing.
  • a necessary stiffening or pressure resistance of the heater can also be achieved in that the plastic housing is attached to a holder, which can then at least contribute to the rigidity or pressure resistance (during use).
  • the housing is made of plastic, which means in particular that more than 50% by weight, preferably at least 80% by weight, further preferably at least 90% by weight, of the housing are constructed from one or more plastic (s).
  • plastic Preferably more than 50% by weight, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90% of an outer surface of the housing is formed by plastic.
  • the plastic can comprise at least one polymer or copolymer, for example a polyolefin, such as polypropylene and / or polyethylene, and / or a polyamide.
  • the housing is preferably (at least essentially) closed, apart from openings, in particular for the passage of fluid and / or for the passage of electrical current (for energy supply) and / or Signals (control signals) and / or for performing or introducing
  • All openings can have a diameter which is less than 8 cm, preferably less than 4 cm, even more preferably less than 2.5 cm.
  • a total area of all openings in the housing can be less than 10%, preferably less than 5% of a total outer area (without the openings).
  • the housing can have an at least substantially cuboid, in particular flattened cuboid shape.
  • a fluid inlet and a fluid outlet can be located on the same wall of the housing (or alternatively on different walls).
  • the housing can furthermore have a rib or lattice structure (in particular on its outside), preferably for stiffening the housing and / or for increasing it
  • the lattice or rib structure can be any suitable material.
  • Fastening devices such as receptacles for screws, pins (or the like) have.
  • the electric meat processor is one
  • Liquid heating device that is to say a meat processor for heating a liquid (which in turn can then be used, for example, for heating a gas, in particular air, for example in a vehicle interior).
  • the electric meat processor can be a water heater, which means that it is designed to heat water (possibly mixed with additives, which, however, in particular make up less than 50%, preferably less than 20% of a total weight of the mixture then present) ,
  • a heat transfer surface can (at least predominantly, possibly
  • Heat transfer area is to be understood as the area at
  • An at least predominant formation of the heat transfer surface is to be understood as formation of at least 80%, preferably at least 90% of that surface which is used for the
  • a (envelope) surface (s) defining the cavity (s) can be formed by the inner part, with a predominant formation by the inner part being at least 60%, preferably at least 80% of this ( Envelope) area (s) can mean. This can be achieved, for example, by equipping the inner part with corresponding area-enlarged structures (lamellae, ribs or the like).
  • the inner part is made of metal, which means that the inner part is preferably made of more than 50% by weight, more preferably at least 80% by weight, even more preferably at least 90% by weight of metal, in particular die-casting. is made.
  • the metal is preferably aluminum or an aluminum alloy. Alternatively or additionally, iron or an iron alloy can also be used.
  • the inner part preferably has at least one fluid guide structure.
  • the inner part can be a variety of
  • Form fluid guide channels (which are separated from one another for example by ribs and / or lamellae).
  • the inner part can be constructed from several pieces or can be constructed in one piece, in particular monolithically.
  • the housing preferably has a holding and / or stiffening device, in particular for fastening the heater.
  • the holding and / or stiffening device in particular for fastening the heater.
  • Stiffening device can have one or more stiffening ribs and / or one or more fastening device (s), for example one or more receptacles for one or more screws (screw thread) or pins or the like.
  • the holding and / or stiffening device can have one or more stiffening ribs and / or one or more fastening device (s), for example one or more receptacles for one or more screws (screw thread) or pins or the like.
  • stiffening rib in particular their stiffening rib (s) and / or their
  • Fastening device can be designed to stiffen and / or (increase the) pressure resistance of a main body of the housing (or a main body of the housing cover described below and / or the housing lower part described below).
  • the stiffening ribs can, for example, run in a cross pattern. Can continue
  • the housing can have at least or exactly two
  • Housing parts in particular a housing cover and a lower housing part (a lower housing shell).
  • the housing parts are preferably welded together (in particular by infrared welding).
  • the housing parts can also be glued to one another or connected to one another in some other way (in particular tightly).
  • the first and / or the second housing part can (each)
  • the connecting flanges are / are
  • the inner part can be connected, in particular by welding
  • a fluid inlet and / or fluid outlet can be in one of the several
  • Housing parts in particular be provided in the lower housing part (lower housing shell).
  • the inner part can rest on a (connecting) flange of a housing part, in particular the lower housing part.
  • the at least one cavity for the passage of the fluid can be between the inner part and one of the several housing parts, in particular the
  • Lower housing part to be arranged.
  • At least one connection for supplying electrical energy and / or a (control) signal can be arranged in one of the several housing parts, in particular in the housing cover.
  • the housing cover can accommodate a control device (in particular for controlling an electrical heating element).
  • the inner part and the (for example two) housing parts can form the cavity for the passage of the heat-absorbing fluid and a further cavity for receiving electrical / electronic
  • Connection lines and / or a control device Specifically can
  • the lower housing part and inner part form the cavity for the passage of the fluid and the housing cover and inner part (on the other hand) form the further cavity for the electrical / electronic components.
  • the two cavities can be sealed off from one another in a fluid-tight manner. It is also conceivable that two or more cavities are connected to one another in a fluid-conducting manner.
  • the first and / or second housing part can be trough-shaped. Trough heights of the first and second housing parts can be at least approximately the same (which means in particular that a trough height of the first housing part is at least 70% and / or at most 130% one
  • Trough height of the second housing part is).
  • Trough shapes can face each other to form the housing.
  • the inner part can have a base plate on which projections (e.g. rib-like or lamella-like) are provided for the formation of fluid guide channels.
  • projections e.g. rib-like or lamella-like
  • the inner part can optionally be designed without an undercut.
  • At least one electric heating element is preferably arranged in or on the electric heater, in particular on the inner part.
  • the heating element can also be designed as a tubular heating element.
  • a tubular heating element is to be understood in particular to mean a meandering and / or screw and / or spiral-shaped element of an electrical conductor (which may be sealed, that is to say formed without internal fluid channels).
  • a layered heating element is in particular a heating element in which an electrical conductor is flat (over, for example, at least 5 cm 2 or 10 cm 2 ) on a substrate (here in particular in the form of the inner part) is applied and is supplied with electrical current for heating.
  • the layer heating element can be applied directly or indirectly, in particular via an insulation layer.
  • An insulation layer can, for example, be formed by an adhesion promoter layer or can be applied over one (for example on the inner part).
  • a polymer material or a ceramic material (for example Al 2 O 3) can preferably be used for the insulation layer.
  • the insulating layer can also be passivated, in particular oxidizing, in particular anodizing (of aluminum or an aluminum alloy), preferably a surface, for example the
  • the layer heating element is preferably applied to the inner part over a full area.
  • the layer heating element and / or an existing one are preferably applied to the inner part over a full area.
  • Insulation layer can be a (at least essentially) constant
  • the layer heating element and / or the insulation layer that may be present can be designed to be inherently unstable (or not self-supporting).
  • a substrate may possibly be dispensed with, so that the layer heating element (and the optional insulation layer) may be formed free of a substrate.
  • Any necessary support and / or support structure can be provided by the inner part. Basically, it can
  • Layer heating element are integrally connected to the inner part.
  • the layer heating element can be used as a continuous
  • the layer heating element can alternatively be structured, for example one or more (in particular meandering)
  • the layer heating element preferably has a height (thickness) of at least 5 pm, preferably at least 10 pm and / or at most 1 mm, preferably at most 500 pm, even more preferably at most 50 pm.
  • a conductor track defined by the layer heating element can be at least 1 mm, preferably at least 3 mm, even more preferably at least 5 mm wide. Under "wide” the extension of the conductor track should be perpendicular to it Longitudinal extension (which usually also defines the direction of the current flow) can be understood.
  • the electrical heating element in particular electrical layer heating element, can be designed for the high-voltage range, in particular for at least 100 volts or at least 500 volts, or alternatively for the low-voltage range, preferably for less than 100 volts, preferably less than 60 volts or less than 50 volts (direct current).
  • the layer heating element can generally have at least one section within which there are no interruptions in the layer heating element in two directions perpendicular to one another over a path of at least 1 cm, preferably at least 2 cm, still more preferably at least 4 cm.
  • the layer heating element can comprise at least one rectangular section with a length and a width of at least 1 cm, preferably at least 2 cm, still further preferably at least 4 cm, within which no interruptions or any other
  • An “interruption” within the layer heating element is to be understood as a section through which no current can flow, for example because this section remains (entirely) free of material and / or (at least partially) is filled by an insulator.
  • the layer heating element can (thermally ) are sprayed on (regardless of whether it is unstructured or structured, in the final state).
  • the layer heating element is designed as a structured layer.
  • the stratified heating element is designed as a structured layer.
  • the insulating layer described above can have a thickness of at least 50 mhh, preferably at least 200 miti and / or at most 1000 miti, preferably at most 500 mhh.
  • a protective cover for example a silicone protective layer, is attached over the layer heating element.
  • motor vehicle preferably hybrid or electric vehicle, comprising an electric heater of the above type.
  • the above object is further achieved by a method for operating a heater of the above type or a vehicle, in particular a motor vehicle, of the above type, wherein fluid (in particular a liquid, preferably water) flows through a fluid inlet into and out of the at least one cavity a fluid outlet with increased temperature flows out.
  • fluid in particular a liquid, preferably water
  • the fluid flowing out of the cavity is preferably used for heating an interior of a vehicle, in particular a motor vehicle, preferably a passenger compartment, and / or for heating a drive element, in particular an engine.
  • a heater of the above type or a vehicle, in particular motor vehicle of the above type the housing being produced by connecting, in particular welding, preferably infrared welding, of at least or exactly two housing parts.
  • the inner part is preferably produced by die casting, preferably without undercuts or without a slide.
  • the inner part is preferably clamped between the housing parts during the connection (welding, in particular infrared welding). Further manufacturing and process features result from the above description of the electric heater or vehicle.
  • the above object is further achieved in particular by using a heater of the above type as a preheating device and / or heating device, if necessary Heating device, solved in a vehicle, in particular a motor vehicle, preferably a hybrid or electric vehicle.
  • the electric heater comprises a heat exchanger, which comprises a metal part (die-cast part) and a plastic part.
  • a geometry (structure) for fluid guidance and / or for heat transfer is preferably located on the metal part (die-cast part).
  • the necessary cavity can be closed by a simple plastic part.
  • a pressure resistance of the system (heater) can be achieved if the heater is attached to the plastic side of the heat exchanger (heater). This makes it possible to use a holder for stiffening the heater or its plastic housing, so that a pressure-resistant system can be produced in a cost-effective and structurally simple manner.
  • the heater can be (completely) closed by (infrared) welding of plastic parts (in particular a plastic lower shell or the lower housing part with a housing cover).
  • the metal part (aluminum part) can be clamped between the (welded) flanges of the plastic parts. All in all, this enables a simple, cost-effective metal part (die-cast part), which can possibly be produced without a slide and / or without post-processing (for example machining).
  • Plastic parts are easy to manufacture and may not be pressure-resistant (per se). The pressure resistance can then be achieved in particular by a holder. This enables a small amount of material to be used.
  • the fluid heating device or its housing can have a height which corresponds to less than 20% of a length and / or less than 40% of a width. Under a "length” in particular the expansion of the air heater (the
  • Housing can be understood in the direction of inflow (ie the direction of the fluid flowing in through a fluid inlet during operation).
  • a “width” can be understood to mean the extent which results in a direction which is defined by a connecting line between the fluid inlet and the fluid outlet.
  • the height can accordingly be an extent which is perpendicular to a direction defined by the length and one by the Alternatively or in addition, the length and width can be expansions in directions perpendicular to one another, both directions being horizontal in relation to an installed state of the heater run.
  • the "height” can be an expansion direction that runs vertically when the heater is installed.
  • Figure 1 is an oblique view of a heater according to the invention.
  • Fig. 2 is an exploded view of components of the heater according to
  • FIG. 3 shows a further exploded view of components of the heating device according to FIG. 1.
  • Fig. 1 shows an inventive heater in an oblique view.
  • the heater comprises a housing cover 10 (made of plastic) and a
  • Lower housing part 11 (shell) made of plastic (see in particular also also Fig. 2). Together, the housing cover 10 and the lower housing part (plastic shell) 11 form a housing 12 made of plastic.
  • an inner part 13 is provided, which according to the embodiment can be made of aluminum (as a die-cast part).
  • Fluid water can flow into a cavity 15 (see FIG. 2) of the heater via a fluid inlet 14 (water inlet); The fluid can in turn flow out via a fluid outlet 16. By heating within the cavity 15, the outflowing fluid can then be used to heat further components and / or rooms (for example a passenger compartment).
  • the cavity 15 is here between the inner part 13 and the
  • electrical / electronic components such as an electronic one Control device may be arranged. Furthermore, electrical connections 18 are provided, via which an electrical energy supply or (control) signals can be supplied.
  • FIG. 3 shows a fluid-conducting structure 33 (water-carrying geometry) for the heat transfer to the inner part 13 (or an underside of the same).
  • Lower housing part 11 have reinforcing ribs 19, which (preferably) form a reinforcing grid structure 20 here.
  • Reinforcing ribs 19 or the reinforcing grid structure 20 are provided with fastening devices (in particular preferably cylindrical receptacles) 21 into which fastening means (screws or pins or the like, in particular at least essentially cylindrical fastening means) 22 can be inserted.
  • the fasteners 22 can also in
  • cylindrical receptacles 23 of the inner part 13 are inserted.
  • Fastening devices 21 and 23 are preferably aligned with one another. As a result, a secure connection of the lower housing part 11 and inner part 13 and a secure hold on a holder (not shown) can be carried out in a simple manner.
  • the fluid-conducting structure 33 preferably comprises a multiplicity (of at least 5 or at least 10) webs or ribs 24 which, for example, can be oriented perpendicular to an inflow direction, defined by the direction of flow of the fluid through the fluid inlet 14 during operation.
  • the webs or ribs 24 extend from a base plate 26 of the inner part 13 in the direction of the lower housing part 11 and form fluid guide channels 32.
  • a layer heating element 25 (not shown in detail) is arranged on a surface of the base plate 26 (facing the housing cover).
  • the housing cover 10 has a flange 27, the lower housing part 11 has a flange 28.
  • An edge 29 of the base plate 26 is arranged between the flanges 27, 28 and preferably has (in particular underside) front and / or Recesses 30, 31 to allow a positive connection, in particular with the flange 28.
  • the edge 29 preferably lies on the flange 28 and is supported by it (hanging).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät, insbesondere Flüssigkeitsheizgerät, vorzugsweise Wasserheizgerät, für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend ein Innenteil (13) aus Metall, insbesondere Druckguss, und ein das Innenteil (13) umgebendes Gehäuse (12) aus Kunststoff, wobei zwischen Innenteil (13) und Gehäuse (12) zumindest ein Hohlraum (15) zum Durchleiten eines zu erwärmenden Fluids, insbesondere von Wasser, ausgebildet ist.

Description

Elektrisches Heizgerät
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät, insbesondere Flüssigheizgerät.
Elektrische Heizgeräte für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. In EP 2 797 382 Al wird beispielsweise ein Wasserheizer mit einem Gehäuse, das
Rohranschlüsse für den Anschluss von wasserführenden Rohren aufweist und eine Zirkulationskammer umschließt, in die wenigstens eine mit einem elektrischen Heizelement versehene Heizrippe hineinragt, beschrieben. Die Zirkulationskammer ist dabei von einem aus Kunststoff gebildeten Gehäuseunterteil umgeben, dass durch einen die Heizrippe ausbildenden Gehäusedeckel aus einem gut
wärmeleitenden Werkstoff abgedeckt ist.
Grundsätzlich ist es weiterhin bekannt, dass Wärmeübertragerteile als
Druckgussteil für einen Fluidstrom oder als beispielsweise verlötete
Blechbaugruppe für zwei Fluidströme ausgebildet sein können.
Eine Herstellung mittels Druckguss-Verfahren ist grundsätzlich kostengünstig, weist jedoch auch gewisse Nachteile auf. Zunächst sind derartige Druckgussteile aufgrund von oftmals vergleichsweise großen erforderlichen Wandstärken vergleichsweise schwer. Eine Werkzeugstandzeit ist vergleichsweise niedrig, was insbesondere bei großen Stückzahlen problematisch ist. Für Hohlräume sind aufwändige Verbindungen erforderlich. Grundsätzlich ist der Baubedarf, insbesondere bei einem flächigen Heizelement, vergleichsweise groß.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Heizgerät für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorzuschlagen, das kostengünstig in der
Herstellung und gleichzeitig möglichst effizient während des Betriebes ist, insbesondere im Hinblick auf die Anwendung in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug vorzuschlagen, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes oder eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, ein Verfahren zum Herstellen eines Heizgerätes oder die
Verwendung eines Heizgerätes.
Diese Aufgabe wird insbesondere durch ein elektrisches Heizgerät, insbesondere Flüssigkeitsheizgerät, vorzugsweise Wasserheizgerät, für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, gelöst, wobei das elektrische Heizgerät ein Innenteil aus Metall, insbesondere Druckguss, und ein das Innenteil umgebendes Gehäuse aus Kunststoff umfasst, wobei zwischen Innenteil und Gehäuse zumindest ein Hohlraum zum Durchleiten eines zu erwärmenden Fluids, insbesondere von Wasser, ausgebildet ist. Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin ein
elektrisches Heizgerät vorzuschlagen, das ein Innenteil aus Metall (Druckguss) umfasst und ein das Innenteil umgebendes Gehäuse aus Kunststoff. Dadurch, dass das Gehäuse aus Kunststoff gebildet wird, kann dieses einfach hergestellt werden. Dennoch können die Vorteile eines Metallteils (insbesondere
Druckgussteils) für das Innenteil genutzt werden. Das Innenteil kann dann (insbesondere ohne Hinterschnitte bzw. ohne die Verwendung von Schiebern während des Druckgusses), ggf. ohne Nachbearbeitung, auf einfache Art und Weise hergestellt werden. Weiterhin wurde erkannt, dass eine nötige Versteifung bzw. Druckbeständigkeit des Heizgerätes auch dadurch erreicht werden kann, dass das Kunststoff-Gehäuse an einem Halter befestigt wird, der dann zumindest zur Steifigkeit bzw. Druckbeständigkeit (während der Verwendung) beitragen kann.
Erfindungsgemäß ist das Gehäuse aus Kunststoff ausgebildet, was insbesondere bedeutet, dass mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%, weiter vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% des Gehäuses aus einem oder mehreren Kunststoff(en) aufgebaut sind. Vorzugsweise sind mehr als 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise mindestens 80 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 90 % einer Außenfläche des Gehäuses durch Kunststoff gebildet. Der Kunststoff kann mindestens ein Polymer oder Copolymer umfassen, beispielsweise ein Polyolefin, wie Polypropylen und/oder Polyethylen, und/oder eine Polyamid.
Das Gehäuse ist vorzugsweise (zumindest im Wesentlichen) geschlossen, abgesehen von Öffnungen, insbesondere zum Durchleiten von Fluid und/oder zum Durchleiten von elektrischem Strom (zur Energieversorgung) und/oder von Signalen (Steuersignalen) und/oder zum Durch- bzw. Einführen von
Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Schrauben oder Stiften . Sämtliche Öffnungen können einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als 8 cm , vorzugsweise kleiner als 4 cm, noch weiter vorzugsweise kleiner als 2,5 cm ist. Eine Gesamt-Fläche sämtlicher Öffnungen im Gehäuse kann kleiner als 10 %, vorzugsweise kleiner als 5 % einer gesamten Außenfläche (ohne die Öffnungen) betragen. Das Gehäuse kann eine zumindest im Wesentlichen quaderförmige, insbesondere abgeflacht quaderförmige Form aufweisen. Ein Fluideingang und ein Fluidausgang kann an derselben Wand des Gehäuses angeordnet sein (oder alternativ auf verschiedenen Wänden). Das Gehäuse kann weiterhin eine Rippen- bzw. Gitterstruktur (insbesondere an seiner Außenseite) aufweisen, vorzugsweise zur Versteifung des Gehäuses und/oder zur Erhöhung von dessen
Druckbeständigkeit. Die Gitter- bzw. Rippenstruktur kann
Befestigungseinrichtungen, wie beispielsweise Aufnahmen für Schrauben, Stifte (oder dergleichen) aufweisen.
In einer konkreten Ausführungsform ist das elektrische Fleizgerät ein
Flüssigkeitsheizgerät, also ein Fleizgerät zur Erwärmung einer Flüssigkeit (die dann wiederum beispielsweise zur Erwärmung eines Gases, insbesondere von Luft, beispielsweise eines Fahrzeuginnenraums) verwendet werden kann. Konkret kann das elektrische Fleizgerät ein Wasserheizgerät sein, was bedeutet, dass es ausgelegt ist, um Wasser (ggf. vermischt mit Zusatzstoffen, die jedoch insbesondere weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 20 % eines Gesamt- Gewichts des dann vorliegenden Gemisches ausmachen) aufzuheizen.
Eine Wärmeübertragungsfläche kann (zumindest überwiegend, ggf.
ausschließlich) durch das Innenteil ausgebildet werden. Unter einer
Wärmeübertragungsfläche ist diejenige Fläche zu verstehen, die bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch erwärmt ist/wird und deren Wärme auf das zu heizende Fluid übertragen wird. Unter einer zumindest überwiegenden Ausbildung der Wärmeübertragungsfläche ist eine Ausbildung von mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 90 % derjenigen Fläche zu verstehen, die beim
Gebrauch des elektrischen Fleizgerätes (unmittelbar) in Berührung mit dem zu erwärmenden Fluid kommt. Grundsätzlich kann/können (eine) den/die Hohlraum/-räume definierende (Hüll- )Fläche(n) durch das Innenteil ausgebildet werden, wobei hier eine überwiegende Ausbildung durch das Innenteil einer Ausbildung von mindestens 60 %, vorzugsweise mindestens 80 % dieser (Hüll-)Fläche(n) bedeuten kann. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Innenteil mit entsprechenden flächenvergrößerten Strukturen (Lamellen, Rippen oder dergleichen) ausgestattet ist.
Das Innenteil ist erfindungsgemäß aus Metall ausgebildet, was bedeutet, dass das Innenteil vorzugsweise zu mehr als 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise zu mindestens 80 Gew.-%, noch weiter vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-% aus Metall, insbesondere Druckguss, gefertigt ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Metall um Aluminium oder um eine Aluminiumlegierung. Alternativ oder zusätzlich kann auch Eisen oder eine Eisenlegierung zum Einsatz kommen.
Das Innenteil weist vorzugsweise mindestens eine Fluidleitstruktur auf. In konkreten Ausführungsformen kann das Innenteil eine Vielzahl von
Fluidleitkanälen (die beispielsweise durch Rippen und/oder Lamellen voneinander abgetrennt sind) ausbilden.
Das Innenteil kann aus mehreren Stücken aufgebaut sein oder einstückig, insbesondere monolithisch, aufgebaut sein.
Vorzugsweise weist das Gehäuse eine Halte- und/oder Versteifungsvorrichtung, insbesondere zur Befestigung des Heizgerätes auf. Die Halte- und/oder
Versteifungsvorrichtung kann eine oder mehrere Versteifungsrippe(n) und/oder eine oder mehrere Befestigungseinrichtung(en), beispielsweise eine oder mehrere Aufnahmen für eine oder mehrere Schrauben (Schraubgewinde) oder Stifte oder dergleichen, aufweisen. Die Halte- und/oder Versteifungsvorrichtung,
insbesondere deren Versteifungsrippe(n) und/oder deren
Befestigungseinrichtung(en) können zur Versteifung und/oder (Erhöhung der) Druckbeständigkeit eines Hauptkörpers des Gehäuses (bzw. eines Hauptkörpers des weiter unten beschriebenen Gehäusedeckels und/oder des weiter unten beschriebenen Gehäuseunterteils) ausgebildet sein. Die Versteifungsrippen können beispielsweise in einem Kreuzmuster verlaufen. Weiterhin können
Versteifungsrippe(n) und/oder Befestigungseinrichtung(en) integral in dem Gehäuse ausgebildet sein bzw. in dem entsprechenden Gehäuseteil, an/in dem diese angeordnet sind. Insgesamt kann damit auf einfache Art und Weise eine ausreichende Beständigkeit des elektrischen Heizgerätes im (Dauer-) Betrieb ermöglicht werden.
In Ausführungsformen kann das Gehäuse mindestens oder genau zwei
Gehäuseteile, insbesondere einen Gehäusedeckel und ein Gehäuseunterteil (eine Gehäuseunterschale), aufweisen. Die Gehäuseteile sind vorzugsweise miteinander (insbesondere per Infrarotverschweißung) verschweißt. Alternativ können die Gehäuseteile auch miteinander verklebt oder sonst wie (insbesondere dicht) miteinander verbunden werden.
Das erste und/oder das zweite Gehäuseteil kann (jeweils) einen
Verbindungsflansch aufweisen. Die Verbindungsflansche werden/sind
vorzugsweise miteinander verschweißt (infrarotverschweißt).
Das Innenteil kann durch eine Verbindung, insbesondere Verschweißung
(Infrarotverschweißung) der Gehäuseteile, innerhalb des Gehäuses (insbesondere klemmend) gehalten sein/werden.
Ein Fluideingang und/oder Fluidausgang kann in einem der mehreren
Gehäuseteile, insbesondere in dem Gehäuseunterteil (Gehäuseunterschale) vorgesehen sein.
Das Innenteil kann auf einem (Verbindungs-)Flansch eines Gehäuseteils, insbesondere des Gehäuseunterteils, aufliegen.
Der mindestens eine Hohlraum zum Durchleiten des Fluids kann zwischen dem Innenteil und einem der mehreren Gehäuseteile, insbesondere dem
Gehäuseunterteil, angeordnet sein.
In einem der mehreren Gehäuseteile, insbesondere im Gehäusedeckel, kann mindestens ein Anschluss zum Zuführen von elektrischer Energie und/oder eines (Steuer-) Signals angeordnet sein. Der Gehäusedeckel kann eine Steuereinrichtung (insbesondere zum Steuern eines elektrischen Heizelements) aufnehmen.
Grundsätzlich können das Innenteil sowie die (beispielsweise zwei) Gehäuseteile den Hohlraum zum Durchleiten des wärmeaufnehmenden Fluids ausbilden sowie einen weiteren Hohlraum zur Aufnahme von elektrischen/elektronischen
Komponenten, wie beispielsweise elektrischen/elektronischen
Verbindungsleitungen und/oder einer Steuereinrichtung. Konkret können
Gehäuseunterteil und Innenteil den Hohlraum zum Durchleiten des Fluids bilden und Gehäusedeckel und Innenteil (andererseits) den weiteren Hohlraum für die elektrischen/elektronischen Komponenten. Die beiden Hohlräume können gegeneinander fluiddicht abgeschlossen sein. Es ist auch denkbar, dass zwei oder mehr Hohlräume miteinander fluidleitend verbunden sind.
Das erste und/oder zweite Gehäuseteil kann/können wannenförmig ausgebildet sein. Wannenhöhen des ersten und zweiten Gehäuseteils können zumindest ungefähr gleich sein (was insbesondere bedeutet, dass eine Wannenhöhe des ersten Gehäuseteils mindesten 70 % und/oder höchsten 130 % einer
Wannenhöhe des zweiten Gehäuseteils beträgt). Die entsprechenden
Wannenformen können sich einander zuwenden, zur Ausbildung des Gehäuses.
Das Innenteil kann eine Basisplatte aufweisen, auf der ggf. (z.B. rippen- oder lamellenartige) Vorsprünge zur Ausbildung von Fluidleitkanälen vorgesehen sind.
Das Innenteil kann ggf. hinterschnittfrei ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist in oder an dem elektrischen Heizgerät, insbesondere auf dem Innenteil mindestens ein elektrisches Heizelement, insbesondere elektrisches Schichtheizelement, angeordnet. Alternativ kann das Heizelement auch als Rohrheizelement ausgebildet sein. Unter einem Rohrheizelement ist insbesondere ein mäandrierendes und/oder schrauben- und/oder spiralförmig verlaufendes Element eines (ggf. dichten, also ohne innere Fluidkanäle ausgebildeten) elektrischen Leiters zu verstehen. Ein Schichtheizelement ist insbesondere ein Heizelement, bei dem ein elektrischer Leiter flächig (über beispielsweise mindestens 5 cm2 oder 10 cm2) auf einem Untergrund (hier insbesondere in Form des Innenteils) aufgetragen ist und zur Aufheizung mit elektrischem Strom beaufschlagt wird.
Das Schichtheizelement kann unmittelbar oder mittelbar, insbesondere über eine Isolationsschicht vermittelt, aufgebracht sein. Eine Isolationsschicht kann beispielsweise durch eine Haftvermittlerschicht gebildet werden oder über eine solche (beispielsweise auf dem Innenteil) angebracht sein. Bevorzugt kann für die Isolationsschicht ein Polymermaterial oder ein keramisches Mateiral (z. B. AI 2O3) verwendet werden. Die Isolierschicht kann jedoch auch durch eine Passivierung, insbesondere ein Oxidieren, insbesondere Eloxieren (von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung), vorzugsweise einer Oberfläche, beispielsweise des
Innenteils, bereitgestellt werden.
Das Schichtheizelement ist vorzugsweise flächig (vollflächig) auf dem Innenteil aufgebracht. Das Schichtheizelement und/oder eine ggf. vorhandene
Isolationsschicht können eine (zumindest im Wesentlichen) konstante
Schichtdicke aufweisen. Das Schichtheizelement und/oder die ggf. vorhandene Isolationsschicht kann/können per se forminstabil (bzw. nicht-selbsttragend) ausgebildet sein. Auf ein Substrat kann eventuell verzichtet werden, so dass das Schichtheizelement (und die optionale Isolationsschicht) ggf. frei von einem Substrat ausgebildet werden. Eine ggf. notwendige Trage- und/oder Stützstruktur kann durch das Innenteil bereitgestellt werden. Grundsätzlich kann das
Schichtheizelement stoffschlüssig mit dem Innenteil verbunden werden.
In Ausführungsformen kann das Schichtheizelement als durchgehende
(insbesondere unstrukturierte und/oder ununterbrochene) Schicht ausgebildet sein. Das Schichtheizelement kann alternativ strukturiert ausgebildet sein, beispielsweise ein oder mehrere (insbesondere mäandrierend verlaufende)
Streifen (die ggf. voneinander isoliert sind) aufweisen. Das Schichtheizelement hat vorzugsweise eine Höhe (Dicke) von mindestens 5 pm, vorzugsweise mindestens 10 pm und/oder höchstens 1 mm, vorzugsweise höchstens 500 pm, noch weiter vorzugsweise höchstens 50 pm.
Eine durch das Schichtheizelement definierte Leiterbahn kann mindestens 1 mm, vorzugsweise mindestens 3 mm, noch weiter vorzugsweise mindestens 5 mm breit sein. Unter„breit" soll die Ausdehnung der Leiterbahn senkrecht zu ihrer Längserstreckung (die üblicherweise auch die Richtung des Stromflusses definiert) verstanden werden.
Das elektrische Heizelement, insbesondere elektrische Schichtheizelement kann für den Hochvoltbereich, insbesondere für mindestens 100 Volt oder mindestens 500 Volt ausgelegt sein oder alternativ für den Niedervoltbereich, vorzugsweise für weniger als 100 Volt, vorzugsweise weniger als 60 Volt oder weniger als 50 Volt (Gleichstrom).
Das Schichtheizelement kann im Allgemeinen mindestens einen Abschnitt aufweisen, innerhalb dessen in zwei aufeinander senkrechten Richtungen über einen Weg von mindestens 1 cm, vorzugsweise mindesten 2 cm, noch weiter vorzugsweise mindestens 4 cm keine Unterbrechungen in dem Schichtheizelement vorliegen. Beispielsweise kann das Schichtheizelement mindestens einen rechteckförmigen Abschnitt mit einer Länge und einer Breite von je mindestens 1 cm, vorzugsweise mindesten 2 cm, noch weiter vorzugsweise mindestens 4 cm umfassen, innerhalb dessen keine Unterbrechungen oder ggf. sonstigen
Strukturen in dem Schichtheizelement vorliegen. Unter einer„Unterbrechung" innerhalb des Schichtheizelementes ist ein Abschnitt zu verstehen, durch den kein Strom fließen kann, beispielsweise da dieser Abschnitt (gänzlich) frei von Material bleibt und/oder (zumindest teilweise) durch einen Isolator ausgefüllt ist. Das Schichtheizelement kann (thermisch) aufgespritzt werden (unabhängig davon, ob sie unstrukturiert oder strukturiert ist, im Endzustand).
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Schichtheizelement als strukturierte Schicht ausgebildet. Das Schichtheizelement wird dabei
vorzugsweise durch ein Maskierverfahren (vorzugsweise unter Verwendung von Silikon, das geprägt werden kann) strukturiert. Derartige bekannte
Maskierverfahren, erlauben eine zufriedenstellende Strukturierung und sind weniger aufwändig als beispielsweise Laserverfahren zur Strukturierung, die gerade im Hochvoltbereich eingesetzt werden. Insgesamt werden daher auf synergistische Art und Weise die Vorteile eines Maskierverfahrens im Hinblick auf das vorliegende Schichtheizelement ausgenutzt. Die oben beschriebene Isolierschicht kann eine Dicke von mindestens 50 mhh, vorzugsweise mindestens 200 miti und/oder höchstens 1000 miti, vorzugsweise höchstens 500 mhh betragen.
In einer alternativen Ausführungsform ist über dem Schichtheizelement eine Schutzabdeckung, beispielsweise eine Silikon-Schutzschicht, angebracht.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Fahrzeug,
insbesondere Kraftfahrzeug, vorzugsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeug, umfassend ein elektrisches Heizgerät der obigen Art.
Die obige Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes der obigen Art oder eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, der obigen Art, wobei Fluid (insbesondere eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser) durch einen Fluideingang in den mindestens einen Hohlraum einströmt und aus diesem durch einen Fluidausgang mit erhöhter Temperatur ausströmt. Das aus dem Hohlraum ausströmende Fluid wird vorzugsweise zur Aufwärmung eines Innenraums eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, vorzugsweise einer Fahrgastzelle und/oder zur Erwärmung eines Antriebselementes, insbesondere Motors, verwendet. Weitere Verfahrensmerkmale ergeben sich aus der
Beschreibung des elektrischen Heizgerätes bzw. Fahrzeuges weiter oben.
Weiterhin wird die obige Aufgabe insbesondere durch ein Verfahren zum
Herstellen eines Heizgerätes der obigen Art oder eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges der obigen Art gelöst, wobei das Gehäuse durch Verbinden, insbesondere Verschweißen, vorzugsweise Infrarotverschweißen von mindestens oder genau zwei Gehäuseteilen hergestellt wird. Das Innenteil wird vorzugsweise durch Druckguss, vorzugsweise hinterschnittfrei bzw. ohne Schieber, hergestellt. Das Innenteil wird vorzugsweise beim Verbinden (Verschweißen, insbesondere Infrarotverschweißen) der Gehäuseteile zwischen diesen eingeklemmt. Weitere Herstellungs- und Verfahrensmerkmale ergeben sich aus der obigen Beschreibung des elektrischen Heizgerätes bzw. Fahrzeuges.
Die obige Aufgabe wird weiterhin insbesondere durch die Verwendung eines Heizgerätes der obigen Art als Vorwärmeinrichtung und/oder Heizeinrichtung, ggf. Zuheizeinrichtung, in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorzugsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeug gelöst.
Ausführungsgemäß umfasst das elektrische Heizgerät einen Wärmeübertrager, der ein Metallteil (Druckgussteil) und ein Kunststoffteil umfasst. Eine Geometrie (Struktur) zur Fluidführung und/oder für den Wärmeübergang befindet sich vorzugsweise am Metallteil (Druckgussteil). Der notwendige Hohlraum kann dabei durch ein einfaches Kunststoffteil geschlossen werden. Eine Druckbeständigkeit des Systems (Heizgerätes) kann dadurch erreicht werden, dass eine Befestigung des Heizgerätes auf der Kunststoffseite des Wärmeübertragers (Heizgerätes) liegt. Dadurch ist es möglich, einen Halter zur Versteifung des Heizgerätes bzw. dessen Kunststoffgehäuses zu nutzen, so dass auf kostengünstige und konstruktiv einfache Art und Weise ein druckbeständiges System hergestellt werden kann .
Das Heizgerät kann durch eine (Infrarot-)Verschweißung von Kunststoffteilen (insbesondere einer Kunststoffunterschale bzw. des Gehäuseunterteils mit einem Gehäusedeckel) (vollständig) geschlossen werden. Dabei kann das Metallteil (Aluminiumteil) zwischen die (verschweißten) Flansche der Kunststoffteile geklemmt werden. Insgesamt wird dadurch ein einfaches, kosteneffizientes Metallteil (Druckgussteil) ermöglicht, das ggf. ohne Schieber und/oder ohne Nachbearbeitung (beispielsweise Spanen) hergestellt werden kann. Das
Kunststoffteil ist einfach in der Herstellung und kann ggf. (per se) nicht- druckbeständig sein. Die Druckbeständigkeit kann dann insbesondere durch einen Halter erreicht werden. Damit wird ein geringer Materialeinsatz ermöglicht.
Das Fluidheizgerät bzw. dessen Gehäuse kann eine Höhe aufweisen, die weniger als 20 % einer Länge und/oder weniger als 40 % einer Breite entspricht. Unter einer„Länge" soll insbesondere die Ausdehnung des Luftheizgerätes (des
Gehäuses) in Einströmrichtung verstanden werden (also der Richtung des durch einen Fluideingang einströmenden Fluids während des Betriebs). Unter einer „Breite" kann die Ausdehnung verstanden werden, die sich in einer Richtung ergibt, die durch eine Verbindungslinie zwischen Fluideingang und Fluidausgang definiert wird. Die Höhe kann demzufolge eine Ausdehnung sein, die senkrecht zu einer durch die Länge definierten Richtung und einer durch die Breite definierten Richtung ist. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei Länge und Breite um Ausdehnungen in zueinander senkrechten Richtungen handeln, wobei beide Richtungen bezogen auf einen eingebauten Zustand des Heizgerätes horizontal verlaufen. Bei der„Höhe" kann es sich um eine Ausdehnrichtung handeln, die im eingebauten Zustand des Heizgerätes vertikal verläuft.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Heizgerätes;
Fig. 2 eine Explosionsansicht von Komponenten des Heizgerätes gemäß
Fig. 1;
Fig. 3 eine weitere Explosionsansicht von Komponenten des Heizgerätes gemäß Fig. 1.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Heizgerät in einer Schrägansicht. Das Heizgerät umfasst einen Gehäusedeckel 10 (aus Kunststoff) und ein
Gehäuseunterteil 11 (Schale) aus Kunststoff (siehe insbesondere auch Fig. 2). Gemeinsam bilden Gehäusedeckel 10 und Gehäuseunterteil (Kunststoffschale) 11 ein Gehäuse 12 aus Kunststoff.
Innerhalb des Gehäuses 12 ist (siehe Fig. 2) ein Innenteil 13 vorgesehen, das ausführungsgemäß aus Aluminium (als Druckgussteil) ausgebildet sein kann.
Über einen Fluideingang 14 (Wassereintritt) kann Fluid (Wasser) in einen Hohlraum 15 (siehe Fig. 2) des Heizgerätes einströmen; über einen Fluidausgang 16 kann das Fluid wiederum ausströmen. Durch eine Erwärmung innerhalb des Hohlraums 15 kann dann das ausströmende Fluid zur Erwärmung weiterer Komponenten und/oder Räume (beispielsweise einer Fahrgastzelle) verwendet werden.
Der Hohlraum 15 befindet sich hier zwischen dem Innenteil 13 und dem
Gehäuseunterteil 11. Zwischen dem Innenteil 13 und dem Gehäusedeckel 10 befindet sich ein weiterer Hohlraum, nämlich ein Unterbringungshohlraum 17. In diesem Unterbringungshohlraum 17 können beispielsweise
elektrische/elektronische Komponenten wie beispielsweise eine elektronische Steuereinrichtung angeordnet sein. Weiterhin sind elektrische Anschlüsse 18 vorgesehen, über die eine elektrische Energieversorgung bzw. (Steuer-) Signale zugeführt werden können.
In Fig. 3 ist eine fluidleitende Struktur 33 (wasserführende Geometrie) für die Wärmeübertragung an dem Innenteil 13 (bzw. einer Unterseite desselben) erkennbar.
Das Gehäuse 12 bzw. dessen Bestandteile Gehäusedeckel 10 und
Gehäuseunterteil 11 weisen Verstärkungsrippen 19 auf, die hier (vorzugsweise) eine Verstärkungsgitterstruktur 20 ausbilden. Innerhalb von einzelnen
Verstärkungsrippen 19 bzw. der Verstärkungsgitterstruktur 20 sind (siehe Fig. 3) Befestigungseinrichtungen (insbesondere vorzugsweise zylindrische Aufnahmen) 21 vorgesehen, in die Befestigungsmittel (Schrauben oder Stifte oder dergleichen, insbesondere zumindest im wesentlichen zylindrische Befestigungsmittel) 22 eingeführt werden können. Die Befestigungsmittel 22 können auch in
entsprechende Befestigungseinrichtungen (insbesondere vorzugsweise
zylindrische Aufnahmen) 23 des Innenteils 13 eingeführt werden. Die
Befestigungseinrichtungen 21 und 23 fluchten vorzugsweise miteinander. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine sichere Verbindung von Gehäuseunterteil 11 und Innenteil 13 sowie ein sicheres Halten an einem (nicht gezeigten) Halter erfolgen.
Die fluidleitende Struktur 33 umfasst vorzugsweise eine Vielzahl (von mindestens 5 oder mindestens 10) Stegen oder Rippen 24, die beispielsweise senkrecht zu einer Einströmrichtung, definiert durch die Strömungsrichtung des Fluids durch den Fluideingang 14 während des Betriebs, ausgerichtet sein können. Die Stege oder Rippen 24 erstecken sich von einer Basisplatte 26 des Innenteils 13 aus in Richtung des Gehäuseunterteils 11 und bilden Fluidleitkanäle 32 aus.
Weiterhin ist auf einer (dem Gehäusedeckel zugewandten) Fläche der Basisplatte 26 ein Schichtheizelement 25 angeordnet (nicht im Detail dargestellt).
Der Gehäusedeckel 10 weist einen Flansch 27 auf, das Gehäuseunterteil 11 einen Flansch 28. Ein Rand 29 der Basisplatte 26 ist zwischen den Flanschen 27, 28 angeordnet und weist vorzugsweise (insbesondere unterseitige) Vor- und/oder Rücksprünge 30, 31 auf, um einen Formschluss insbesondere mit dem Flansch 28 zu ermöglichen. Der Rand 29 liegt vorzugsweise auf dem Flansch 28 auf und wird durch diesen (hängend) abgestützt.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den
Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Bezugszeichen
10 Gehäusedeckel
11 Gehäuseunterteil
12 Gehäuse
13 Innenteil
14 Fluideingang
15 Hohlraum
16 Fluidausgang
17 Unterbringunshohlraum
18 elektrischer Anschluss
19 Verstärkungsrippe
20 Verstärkungsgitterstruktur
21 Befestigungseinrichtung
22 Befestigungsmittel
23 Befestigungseinrichtung
24 Rippe
25 Schichtheizelement
26 Basisplatte
27 Flansch
28 Flansch
29 Rand
30 Vorsprung
31 Rücksprung
32 Fluidleitkanal
33 fluidleitende Struktur [zvi]

Claims

Ansprüche
1. Elektrisches Heizgerät, insbesondere Flüssigkeitsheizgerät, vorzugsweise Wasserheizgerät, für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend ein Innenteil (13) aus Metall, insbesondere Druckguss, und ein das Innenteil (13) umgebendes Gehäuse (12) aus Kunststoff, wobei zwischen Innenteil (13) und Gehäuse (12) zumindest ein Hohlraum (15) zum Durchleiten eines zu erwärmenden Fluids, insbesondere von Wasser, ausgebildet ist.
2. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1,
dad urch gekennzeichnet, dass
eine Wärmeübertragungsfläche zumindest überwiegend durch das Innenteil (13) ausgebildet ist.
3. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dad urch gekennzeichnet, dass
eine den mindestens einen Hohlraum definierende Fläche überwiegend durch das Innenteil (13) ausgebildet ist.
4. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad urch gekennzeichnet, dass
das Innenteil (13) mindestens eine Fluidleitstruktur, mit vorzugsweise einer Vielzahl von Fluidleitkanälen (32), ausbildet.
5. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad urch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (12) eine Halte- und/oder Versteifungsvorrichtung,
insbesondere zur Befestigung des Heizgerätes aufweist, wobei die Halte- und/oder Versteifungsvorrichtung vorzugsweise eine oder mehrere
Versteifungsrippe(n) (19) und/oder eine oder mehrere
Befestigungseinrichtung(en) (32), vorzugsweise eine oder mehrere
Aufnahmen für eine oder mehrere Schrauben oder Stifte, umfasst und/oder vorzugsweise zur Versteifung und/oder Druckbeständigkeit eines
Hauptkörpers des Gehäuses (12) ausgebildet ist.
6. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad urch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (12) mindestens oder genau zwei Gehäuseteile (10, 11), insbesondere einen Gehäusedeckel (10) und ein Gehäuseunterteil (11), insbesondere eine Gehäuseunterschale, aufweist, wobei die Gehäuseteile (10, 11) vorzugsweise miteinander, insbesondere per
Infrarotverschweißung, verschweißt sind.
7. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 6,
dad urch gekennzeichnet, dass
das erste und/oder das zweite Gehäuseteil (10, 11) einen
Verbindungsflansch (28, 28) aufweisen, wobei die Verbindungsflansche vorzugsweise miteinander verschweißt sind und/oder das Innenteil (13) durch eine Verbindung, insbesondere Verschweißung, der Gehäuseteile (10, 11), innerhalb des Gehäuses (12), insbesondere klemmend, gehalten ist und/oder ein Fluideingang (14) und/oder Fluidausgang (16) in einem der mehreren Gehäuseteile, insbesondere in dem Gehäuseunterteil (11) vorgesehen ist und/oder wobei das Innenteil (13) auf einem Flansch (28) eines Gehäuseteils (11), insbesondere des Gehäuseunterteils (11) aufliegt und/oder wobei der Hohlraum (15) zum Durchleiten des Fluids zwischen dem Innenteil (13) und einem der mehreren Gehäuseteile (10, 11), insbesondere dem Gehäuseunterteil (11) angeordnet ist und/oder wobei in einem der mehreren Gehäuseteile, insbesondere im Gehäusedeckel (10), mindestens ein Anschluss (18) zum Zuführen von elektrischer Energie und/oder eines (Steuer-)Signals angeordnet ist und/oder wobei der
Gehäusedeckel eine Steuereinrichtung aufnimmt.
8. Elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad urch gekennzeichnet, dass in oder an dem Heizgerät, insbesondere auf dem Innenteil (13) mindestens ein elektrisches Heizelement (25), insbesondere elektrisches
Schichtheizelement, angeordnet ist.
9. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorzugsweise Hybrid- oder
Elektrofahrzeug, umfassend ein elektrisches Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 oder eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeuges nach Anspruch 9, wobei Fluid, insbesondere ein Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, durch einen Fluideingang (15) in den mindestens einen Hohlraum einströmt und aus diesem durch einen Fluidausgang (16) mit erhöhter Temperatur ausströmt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
d a d u rc h g e ke n n zei c h n et, dass
das aus dem Hohlraum (15) ausströmende Fluid zur Aufwärmung eines Innenraumes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Fahrgastzelle und/oder zur Erwärmung eines Antriebselementes, insbesondere Motors, verwendet wird.
12. Verfahren zum Herstellen eines Heizgerätes nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 oder eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeuges nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse (12) durch Verbinden, insbesondere
Verschweißen, vorzugsweise Infrarotverschweißen, von mindestens oder genau zwei Gehäuseteilen (10, 11) hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
d a d u rc h g e ke n n zei c h n et, dass
das Innenteil (13) beim Verbinden der Gehäuseteile (10, 11) zwischen diesen eingeklemmt wird.
14. Verwendung eines Heizgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als
Vorwärmeinrichtung und/oder Heizeinrichtung, ggf. Zuheizeinrichtung, in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorzugsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeug.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022207876A1 (de) 2022-07-29 2024-02-01 Webasto SE Gehäusebaugruppe, diese umfassendes Heizgerät und Verfahren zum Herstellen des Heizgeräts

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3722124B1 (de) * 2019-04-08 2023-12-13 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Heizvorrichtung zur verwendung in einem fahrzeug
DE102020123066A1 (de) * 2019-11-18 2021-05-20 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Durchlauferhitzer
DE102020123996A1 (de) 2020-09-15 2022-03-17 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Durchlauferhitzer mit Wellrippen
DE102020131023A1 (de) 2020-11-24 2022-05-25 Dbk David + Baader Gmbh Fluidführungselement und Fluidheizer
DE102022005121A1 (de) 2022-10-27 2024-05-02 Vitesco Technologies GmbH Temperiervorrichtung, Baugruppe mit einer derartigen Temperiervorrichtung, und Fahrzeug mit einer derartigen Temperiervorrichtung oder einer derartigen Baugruppe

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872986A1 (de) * 2006-06-28 2008-01-02 Catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung
EP1921896A1 (de) * 2006-10-25 2008-05-14 Catem GmbH & Co.KG Wärmeerzeugendes Element für eine elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
EP2689945A1 (de) * 2012-07-24 2014-01-29 Behr GmbH & Co. KG Heizvorrichtung
EP2797382A1 (de) 2013-04-26 2014-10-29 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Wasserheizer und Heizsystem für ein elektrisch zu betreibendes Fahrzeug mit einem Wasserheizer
EP2884817A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-17 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
FR3028601A1 (fr) * 2014-11-19 2016-05-20 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique de fluide
EP3290821A1 (de) * 2016-09-06 2018-03-07 Mahle International GmbH Elektrische heizeinrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872986A1 (de) * 2006-06-28 2008-01-02 Catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung
EP1921896A1 (de) * 2006-10-25 2008-05-14 Catem GmbH & Co.KG Wärmeerzeugendes Element für eine elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
EP2689945A1 (de) * 2012-07-24 2014-01-29 Behr GmbH & Co. KG Heizvorrichtung
EP2797382A1 (de) 2013-04-26 2014-10-29 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Wasserheizer und Heizsystem für ein elektrisch zu betreibendes Fahrzeug mit einem Wasserheizer
EP2884817A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-17 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
FR3028601A1 (fr) * 2014-11-19 2016-05-20 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique de fluide
EP3290821A1 (de) * 2016-09-06 2018-03-07 Mahle International GmbH Elektrische heizeinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022207876A1 (de) 2022-07-29 2024-02-01 Webasto SE Gehäusebaugruppe, diese umfassendes Heizgerät und Verfahren zum Herstellen des Heizgeräts
WO2024023277A1 (de) 2022-07-29 2024-02-01 Webasto SE Gehäusebaugruppe, diese umfassendes heizgerät und verfahren zum herstellen des heizgeräts

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