DE-102019211565-B4 - Elektrische Heizvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Abstract

Elektrische Heizvorrichtung umfassend: ein Gehäuse (100) mit einer Trennwand (112), die eine Anschlusskammer (114) von einer Heizkammer (106) zur Abgabe von Wärme trennt und von der zumindest eine als Heizrippe (110) in die Heizkammer (106) hineinragende Aufnahmetasche (116) abragt, in der ein keilförmiges Druckelement (2) aufgenommen ist, das ein PTC-Heizelement (20) mit zumindest einem PTC-Element (22) und zur Bestromung des PTC-Elementes (22) mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundene Leiterbahnen (24), die in der Anschlusskammer (114) elektrisch angeschlossen sind, jedenfalls teilweise umgibt und das PTC-Element (22) in der Aufnahmetasche (116) hält, dadurch gekennzeichnet, dass, das PTC-Heizelement (22) formschlüssig in dem Druckelement (2) aufgenommen ist.

Inventors

• Patrick Kachelhoffer
• Kurt Walz

Assignees

• EBERSPÄCHER CATEM GMBH & CO. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20190801

Claims (9)

1. Elektrische Heizvorrichtung umfassend: ein Gehäuse (100) mit einer Trennwand (112), die eine Anschlusskammer (114) von einer Heizkammer (106) zur Abgabe von Wärme trennt und von der zumindest eine als Heizrippe (110) in die Heizkammer (106) hineinragende Aufnahmetasche (116) abragt, in der ein keilförmiges Druckelement (2) aufgenommen ist, das ein PTC-Heizelement (20) mit zumindest einem PTC-Element (22) und zur Bestromung des PTC-Elementes (22) mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundene Leiterbahnen (24), die in der Anschlusskammer (114) elektrisch angeschlossen sind, jedenfalls teilweise umgibt und das PTC-Element (22) in der Aufnahmetasche (116) hält, dadurch gekennzeichnet , dass, das PTC-Heizelement (22) formschlüssig in dem Druckelement (2) aufgenommen ist.
2. Elektrische Heizvorrichtung umfassend: ein Gehäuse (100) mit einer Trennwand (112), die eine Anschlusskammer (114) von einer Heizkammer (106) zur Abgabe von Wärme unterteilt und von der zumindest eine als Heizrippe (110) in die Heizkammer (106) hineinragende Aufnahmetasche (116) abragt, in der ein keilförmiges Druckelement (2) aufgenommen ist, das ein PTC-Heizelement (20) mit zumindest einem PTC-Element (22) und zur Bestromung des PTC-Elementes (22) mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundenen Leiterbahnen (24), die in der Anschlusskammer (114) elektrisch angeschlossen sind, jedenfalls teilweise umgibt und das PTC-Element (22) in der Aufnahmetasche (116) hält, dadurch gekennzeichnet , dass, das Druckelement (2) zumindest einen form- und/oder kraftschlüssig mit der Innenfläche (118) zusammenwirkenden Steg (16) aufweist.
3. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Druckelement (2) zumindest einen Seitenabschnitt (12) aufweist, der zwischen einer der Wärmeauskopplungsflächen (26) und der zugeordneten Innenfläche (118) vorgesehen ist und von dem eine Vielzahl von Stegen (16) abragt.
4. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass an einem oberen, nahe der Anschlusskammer (114) vorgesehenen Ende (120) der Aufnahmetasche (116) vorgesehene Stege (16) länger sind als die am unteren Ende der Aufnahmetasche (118) vorgesehenen Stege (16).
5. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stege (16) unter Vorspannung in der Aufnahmetasche (116) zwischen der Innenfläche (118) der Aufnahmetasche (116) und der zugeordneten Wärmeauskopplungsfläche (26) geklemmt sind.
6. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stege (16) schräg zu der Wärmeauskopplungsfläche (26) und in Richtung auf die Anschlusskammer (114) geneigt ausgeformt ist.
7. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stege (6) eine sich mit der Innenfläche (118) der Aufnahmetasche (116) verkrallende Spitze aufweisen.
8. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 4 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stege (16) an dem Druckelement (2) befestigt, bevorzugt einteilig daran ausgeformt ist.
9. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Druckelement (2) ein Strangpressprofil ist, durch welches einteilig einander gegenüberliegende Seitenabschnitte (12) und ein diese verbindender Bodenabschnitt (10) gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit einem Gehäuse mit einer Trennwand, die eine Anschlusskammer von einer Heizkammer zur Abgabe von Wärme unterteilt. Von der Trennwand ragt zumindest eine als Heizrippe in die Heizkammer hineinragende Aufnahmetasche ab. In dieser Tasche ist ein PTC-Heizelement vorgesehen. Des Weiteren ist in der Tasche ein Druckelement aufgenommen, das das PTC-Element zwischen gegenüberliegenden Innenflächen der Aufnahmetasche hält. Das PTC-Heizelement hat zumindest ein PTC-Element und an diesem elektrisch leitend anliegende Leiterbahnen. Die Leiterbahnen sind mit dem PTC-Element elektrisch leitend verbunden. Diese Verbindung kann eine form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung sein. Die zuvor erwähnten allgemeinen Merkmale der elektrischen Heizvorrichtung gelten für den Stand der Technik gemäß EP 1 872 986 A1. Sie gelten auch für die Verwirklichung der Erfindung. Die auf die Anmelderin zurückgehenden früheren Vorschläge EP 2 637 474 A1 bzw. EP 2 337 425 A1 offenbaren jeweils PTC-Heizelemente, die in eine zuvor erwähnte Aufnahmetasche eingebracht sind. Dabei offenbart die EP 2 337 425 A1 eine Lösung, bei welcher eine an einer Hauptseitenfläche des PTC-Elementes anliegende Leiterbahn als Blechstück mit aus der Ebene des Blechstücks herausgebogenen Kontaktvorsprüngen versehen ist. Die Kontaktvorsprünge dienen lediglich einer verbesserten elektrischen Kontaktierung des PTC-Elementes. Bei den zuvor beschriebenen vorbekannten Lösungen verjüngt sich die Aufnahmetasche zu ihrem unteren geschlossenen Ende hin. Dementsprechend ist die Einbringöffnung, die sich zu der Anschlusskammer öffnet, breiter als das untere geschlossene Ende der Aufnahmetasche. Die PTC-Elemente und die beidseitig daran anliegenden Kontaktbleche werden üblicherweise unter Zwischenlage zumindest einer Isolierschicht zwischen den Leiterbahnen und einander gegenüberliegenden Innenflächen der Aufnahmetasche mit einem keilförmigen Druckelement in dieser verspannt. Dieses Keilelement trägt dafür Sorge, dass die Lagen des Schichtaufbaus geklemmt gegeneinander angelegt sind. Bei diesen Lagen handelt es sich zumindest um die PTC-Elemente und die sich rechtwinklig zu der Kraftwirkungsrichtung des Keilelementes erstreckenden Leiterbahnen, üblicherweise Kontaktbleche, sowie zumindest eine Isolierlage. Das Keilelement soll trotz der fertigungstechnisch bedingten, nach unten konisch zulaufenden Querschnittsgestalt der Aufnahmetasche eine gute Wärmeübertragung bevorzugt zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Wärmeauskopplungsflächen des PTC-Elementes und der diesen jeweils zugeordneten Innenflächen der Aufnahmetasche unter Zwischenlage des Druckelementes ermöglichen. Durch den dort aufgebauten Druck wird auch die gegenüberliegende Wärmeauskopplungsfläche des PTC-Elementes unmittelbar oder unter Zwischenlage einer Isolierschicht gegen die gegenüberliegende Innenfläche der Aufnahmetasche angelegt. CN 109028554 A offenbart eine elektrische Heizvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1. Bei diesem Stand der Technik ist das PTC-Heizelement in einem taschenförmigen Druckelement aufgenommen, welches einander gegenüberliegende Seitenabschnitte aufweist, die über einen Bodenabschnitt miteinander verbunden sind. Das taschenförmige Druckelement formt dementsprechend eine Aufnahme für das PTC-Heizelement aus. Das taschenförmige Druckelement ist im Querschnitt keilförmig ausgebildet, um eine gleichmäßige wärmeleitende Anlage des Druckelementes an die Innenflächen einer sich zu ihrem unteren, der Anschlusskammer abgewandten Ende verjüngenden Aufnahmetasche zu ermöglichen. EP 3 101 365 A1 und US 4 626 666 A offenbaren jeweils elektrische Heizvorrichtungen mit einem Keil zu Verspannen des PTC-Elementes. Die zuvor vorgestellten früheren Lösungen aus dem Stand der Technik sorgen jeweils für eine gute Wärmeauskopplung. Allerdings besteht das Problem, dass die Aufnahmetasche aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht immer der ausgelegten Form entspricht. Denn die PTC-Elemente unterliegen fertigungsbedingt erheblichen dimensionalen Schwankungen. Auch ist nicht immer sichergestellt, dass die Wärmeauskopplungsflächen des PTC-Elementes vollkommen gerade und plan verlaufen. Das Einpressen eines Keils als Druckelement kann zu Spannungsspitzen führen, durch welche das PTC-Element bzw. eine keramische Isolierschicht innerhalb der Aufnahmetasche brechen kann. Abhängig von den Toleranzen kann das in dem Stand der Technik als Druckelement verwendete Keilelement in dem konkreten Anwendungsfall nicht dick genug sein, sodass es im Grunde wirkungslos an dem unteren Ende der Aufnahmetasche aufsitzt. Ist hingegen der vor dem Einbringen des Keilelementes verbleibende Freiraum zu klein, so ergibt sich in Höhenrichtung der Aufnahmetasche, d. h. zwischen dem unteren Ende und der Einbringöffnung eine nur unzureichende Überdeckung der Wärmeauskopplungsfläche des PTC-Elementes. Infolgedessen erwärmt sich das