DE10118599B4 - Electric heater - Google Patents

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Abstract

Elektrische Heizeinrichtung, insbesondere als Zusatzheizung eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Rahmenteil (1, 5; 11, 15) zur Aufnahme wenigstens eines flächigen, Öffnungen für eine Durchströmung von Heizluft aufweisenden gitterförmigen PTC-Heizelements (3, 13), mit einer elastischen Einrichtung zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Heizelemente (3, 13), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Heizelemente (3, 13) von einer mit einem Schenkel in einer parallel zur oberen Deckfläche bzw. zur unteren Deckfläche des Rahmenteils und der Kontaktflächen der PTC-Heizelemente angeordneten Nut (6; 16) am Rahmenteil (1; 11, 15) gelagerten, an einer Kontakt-Fläche (4, 14) an der Oberseite und/oder an der Unterseite des PTC-Heizelements (3, 13) anliegenden U-förmigen Kontaktfeder (2, 12) gebildet wird, deren freier Schenkel am PTC-Heizelement (3, 13) federnd anliegt und die gleichzeitig für eine Toleranzen ausgleichende mechanische Halterung des PTC-Heizelements (3, 13) gegenüber dem Rahmenteil (1, 5; 11, 15) sorgt.electrical Heating device, in particular as additional heating of a vehicle, with at least one frame part (1, 5, 11, 15) for receiving at least a flat, openings for one Flow through Heating air having grid-like PTC heating element (3, 13), with an elastic device for electrical contacting of the PTC heating elements (3, 13), characterized in that the device for the electrical contacting of the PTC heating elements (3, 13) of one with a leg in a parallel to the upper cover surface or to the lower deck area the frame part and the contact surfaces of the PTC heating elements arranged groove (6; 16) mounted on the frame part (1; 11, 15), on a contact surface (4, 14) at the top and / or at the bottom of the PTC heating element (3, 13) abutting U-shaped Contact spring (2, 12) is formed, the free leg of the PTC heating element (3, 13) resiliently abuts and at the same time compensating for a tolerance mechanical support of the PTC heating element (3, 13) compared to the Frame part (1, 5, 11, 15) ensures.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an electric heater according to the preamble of claim 1

Eine derartige Heizeinrichtung ist aus der US 5,125,070 bekannt. Bei dieser werden wabenförmige PTC-Heizer durch Verschraubung zwischen zwei nicht leitenden Rahmenteilen verbunden und stirnseitig mittels zweier mit in die Verschraubung einbezogener leitender Platten kontaktiert, von denen eine elastisch ausgebildet ist. Die Montage einer derartigen Heizeinrichtung ist aufgrund der zahlreichen Schrauben und der gleichzeitigen Positionierung aller PTC-Heizer vor dem verschrauben aufwendig.Such a heater is from the US 5,125,070 known. In this honeycomb PTC heaters are connected by screwing between two non-conductive frame parts and the front contacted by two included in the screw conductive plates, one of which is elastic. The installation of such a heater is complicated due to the numerous screws and the simultaneous positioning of all PTC heater before screwing.

Bei einer aus der DE 44 04 345 A1 bekannten Heizeinrichtung, die zur Verwendung in einem Fahrzeug vorgesehen ist, werden in plattenförmigen Lagen zusammengefasste PTC-Heizelemente mit daran anliegenden gitterförmigen Wärmeübertragern zwischen wellenförmigen Federelementen in einem Gehäuse gehalten. Zusätzliche elektrische Kontaktelemente werden gemeinsam mit den PTC-Heizelementen und den Enden der Wärmeübertrager in seitlichen Nuten am Gehäuse gehalten.At one of the DE 44 04 345 A1 known heating device, which is intended for use in a vehicle, are held in plate-shaped layers combined PTC heating elements with adjacent grid-shaped heat exchangers between wave-shaped spring elements in a housing. Additional electrical contact elements are held together with the PTC heating elements and the ends of the heat exchanger in lateral grooves on the housing.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Aufbau und die Montage einer elektrischen Heizeinrichtung zu vereinfachen.Of the The present invention is based on the object, the structure and to simplify the installation of an electric heater.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.These The object is solved by the features of claim 1. advantageous Embodiments of the invention are contained in the subclaims.

Dadurch, dass die Einrichtung zur elektrischen Kontaktierung von einer mit einem Schenkel in einer Nut am Rahmenteil gelagerten U-förmigen Kontaktfeder gebildet wird, wird bei einfacher Montage gleichzeitig eine sichere, Toleranzen ausgleichende Halterung der PTC-Heizelemente im Rahmen als auch deren Kontaktierung erreicht. Ein Schenkel der U-förmigen Kontaktfedern greift in die Nut des Rahmenteils ein, während der freie Schenkel der Kontaktfedern federnd an einer Kontaktschicht des PTC-Heizelements anliegt. Vorzugsweise weist dabei der geschlossene Bogen der Kontaktfeder dem PTC-Heizelement in Einschubrichtung entgegen.Thereby, in that the device for making electrical contact with one a leg in a groove on the frame part mounted U-shaped contact spring is formed, at the same time a simple installation, a secure, Tolerance compensating mounting of the PTC heating elements in the frame and reached their contact. A leg of the U-shaped contact springs engages in the groove of the frame part, while the free leg of the Contact springs resiliently on a contact layer of the PTC heating element is applied. Preferably, in this case, the closed arc of the contact spring counter to the PTC heating element in the insertion direction.

Die Rahmenteile können entweder ungleich ausgebildet sein, wobei eines der Rahmenteile zur Aufnahme von zwei gegenüberliegenden Kontaktfedern dient und das andere nur eine Abdeckung bildet, oder zwei gleiche Rahmenteile ergänzen sich komplementär zu einem ganzen Rahmen, wobei dann jedes Rahmenteil eine Kontaktfeder aufnimmt.The Frame parts can either uneven, with one of the frame parts for receiving two opposite ones Contact springs serve and the other forms only a cover, or complete two identical frame parts Complementary to a whole frame, in which case each frame part is a contact spring receives.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:following are exemplary embodiments the invention described with reference to the drawing. It shows:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform mit gleichen Rahmenteilen, 1 a schematic perspective view of a first embodiment with the same frame parts,

2 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform mit ungleichen Rahmenteilen, 2 a front view of a second embodiment with unequal frame parts,

3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie A-A in 2, 3 a cross section along the section line AA in 2 .

4 eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform gemäß 2, 4 a plan view of the second embodiment according to 2 .

5 eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform gemäß 1, 5 a front view of the first embodiment according to 1 .

6 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie A-A in 5, und 6 a cross section along the section line AA in 5 , and

7 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform gemäß 5. 7 a plan view of the first embodiment according to 5 ,

Bei einer in den 1 und 5 bis 7 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung werden zwei Rahmenteile 11 bzw. 15 verwendet, die Gleichteile sind und seitenverkehrt zueinander zu einem gemeinsamen Rahmen zusammengefügt sind. Jedes der Rahmenteile 11 bzw. 15 weist mehrere Aussparungen 19 auf, die im Ausführungsbeispiel eine quadratische Form haben und deren Größe im wesentlichen an die äußere Form von PTC-Heizelemente 13 angepasst sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist nur die linke von insgesamt vier dargestellten Aussparungen 19 mit einem PTC-Heizelement 13 bestückt.At one in the 1 and 5 to 7 shown first embodiment of the invention are two frame parts 11 respectively. 15 used, the common parts are and are reversed together to form a common frame. Each of the frame parts 11 respectively. 15 has several recesses 19 on, which have a square shape in the embodiment and whose size substantially to the outer shape of PTC heating elements 13 are adjusted. In the embodiment shown, only the left of a total of four recesses shown 19 with a PTC heating element 13 stocked.

Wie am besten der 6 zu entnehmen ist, weisen die Rahmenteile 11 bzw. 15 jeweils eine parallel zur oberen Deckfläche bzw. zu unteren Deckfläche angeordnete Nut 16 auf. Diese erstreckt sich durchgehend über die gesamte Breite der Rahmenteile 11 bzw. 15 und dient zur Aufnahme eines Schenkels einer U-förmigen Kontaktfeder 12, deren freier Schenkel zur Anlage an einer Kontaktfläche 14 des PTC-Heizelements 13 dient. Der Bogen der U-förmigen Kontaktfeder 12 ist dabei nach innen, d. h. der Einschubrichtung des PTC-Heizelements 13 entgegen gerichtet. Ein Ende der Kontaktfedern 12 steht nach dem Einschieben in die Rahmenteile 11 bzw. 15 seitlich als Kontaktfahne über diese über.How best of all 6 can be seen, the frame parts 11 respectively. 15 in each case one groove arranged parallel to the upper cover surface or to the lower cover surface 16 on. This extends continuously over the entire width of the frame parts 11 respectively. 15 and serves to receive a leg of a U-shaped contact spring 12 , whose free leg to rest against a contact surface 14 of the PTC heating element 13 serves. The bow of the U-shaped contact spring 12 is inward, ie the insertion direction of the PTC heating element 13 directed against. An end of the contact springs 12 is after insertion into the frame parts 11 respectively. 15 laterally as a contact lug on this over.

Die Rahmenteile 11 bzw. 15 sind an den Ecken der Aussparungen 19 jeweils außen liegend mit Anschlägen 17 in Form von Vorsprüngen versehen. An diesen Anschlägen 17 liegen die PTC-Heizelemente 13 mit ihren Ecken an. Die Rahmenteile 11 bzw. 15 sind bevorzugt als Kunststoff-Spritzteile aus einem hitzebeständigen Kunststoff ausgebildet, wobei die Nut 16 und die Anschläge 17 hierbei unmittelbar mit angeformt werden können.The frame parts 11 respectively. 15 are at the corners of the recesses 19 each lying outside with attacks 17 provided in the form of protrusions. At these attacks 17 are the PTC heating elements 13 with their corners on. The frame parts 11 respectively. 15 are preferably formed as plastic injection molded parts made of a heat-resistant plastic, wherein the groove 16 and the attacks 17 can be formed directly with this.

Die Montage einer derartigen elektrischen Heizeinrichtung gestaltet sich sehr einfach. Es müssen lediglich die Kontaktfedern 12 seitlich in die Rahmenteile 11 bzw. 15 eingeschoben werden und anschließend die PTC-Heizelemente 13 von der Innenseite her in die Aussparungen 19 bis zur Anlage an den Anschlägen 17 eingeschoben werden, wobei gleichzeitig die Kontaktflächen 14 federnd in Kontakt mit den freien Schenkeln der Kontaktfedern 12 geraten. Durch Zusammenfügen der beiden Rahmenteile 11 und 15 entsteht dann ein geschlossener Rahmen, in dem die PTC-Heizelemente 13 sicher gelagert und kontaktiert sind. Für das Zusammenfügen der beiden Rahmenteile 11 bzw. 15 sind diese bevorzugt mit nicht dargestellten Halteeinrichtungen beispielsweise nach Art einer Clips-Verbindung versehen.The installation of such an electric heater is very simple. It only need the contact springs 12 laterally into the frame parts 11 respectively. 15 and then the PTC heating elements 13 from the inside into the recesses 19 until it touches the stops 17 be inserted, at the same time the contact surfaces 14 resiliently in contact with the free legs of the contact springs 12 devices. By joining the two frame parts 11 and 15 then creates a closed frame in which the PTC heating elements 13 safely stored and contacted. For joining the two frame parts 11 respectively. 15 these are preferably provided with holding devices, not shown, for example in the manner of a clip connection.

Die in den 2 bis 4 dargestellte zweite Ausführungsform weist zwei unterschiedliche Rahmenteile 1 und 5 auf. Das Rahmenteil 1 ist tiefer ausgebildet und weist an seiner Innenseite nahe seiner Oberseite und seiner Unterseite zwei Nuten 6 zur Aufnahme zweier U-förmiger Kontaktfedern 2 auf. Die freien Ende der Kontaktfedern 2 dienen zur Anlage an den Kontaktflächen 4 der PTC-Heizelemente 3.The in the 2 to 4 illustrated second embodiment has two different frame parts 1 and 5 on. The frame part 1 is formed deeper and has on its inside near its top and bottom two grooves 6 for receiving two U-shaped contact springs 2 on. The free end of the contact springs 2 serve for attachment to the contact surfaces 4 the PTC heating elements 3 ,

Die Rahmenteile 1 bzw. 5 weisen wiederum mehrere quadratische Aussparungen 9 auf, deren Größe im wesentlichen an die äußere Form der PTC-Heizelemente 3 angepasst ist. Anschläge 7 bzw. 8 an den Ecken der Aussparungen 9 dienen zur Sicherung der Position der PTC-Heizelemente 3. Das Rahmenteil 5 ist in der zweiten Ausführungsform flacher ausgebildet als das Rahmenteil 1. Es dient als Abdeckung zur Sicherung der Position der PTC-Heizelemente 3 an deren Rückseite und bildet mit dem Rahmenteil 1 einen geschlossenen Rahmen. Auch die Rahmenteile 1 und 5 können durch Clipsen oder Schrauben miteinander verbunden sein.The frame parts 1 respectively. 5 again have several square recesses 9 whose size is substantially similar to the external shape of the PTC heating elements 3 is adjusted. attacks 7 respectively. 8th at the corners of the recesses 9 serve to secure the position of the PTC heating elements 3 , The frame part 5 is flatter than the frame part in the second embodiment 1 , It serves as a cover to secure the position of the PTC heating elements 3 at the back and forms with the frame part 1 a closed frame. Also the frame parts 1 and 5 can be connected by clips or screws.

Bei beiden Ausführungsformen gleichen die Kontaktfedern 2 bzw. 12 Toleranzen in den Abmessungen der PTC-Heizelemente 3 bzw. 13 aus. Die Kontaktierung und Halterung der PTC-Heizelemente 3 bzw. 13 ist sicher, dauerhaft, rüttelfest und geräuschfrei, was insbesondere bei einer Verwendung einer derartigen elektrischen Heizeinrichtung in Fahrzeugen von Vorteil ist. Eine elektrische Heizeinrichtung eignet sich hervorragend zum Anbringen an einer Klimabox eines Fahrzeugs und dient dort als Zusatzheizung zum Ausgleich von Wärme-Defiziten bei kaltem Verbrennungsmotor in dessen Startphase oder im Kurzstreckenverkehr. Das PTC-Heizelement 3 bzw. 13 wird dabei von Luft durchströmt, die zum Fahrzeug-Innenraum geleitet wird und sich beim Durchtreten durch die gitter- bzw. wabenförmigen Öffnungen in den PTC-Heizelementen erwärmt. Die Kontakt-Fahnen der Kontaktfedern 2 bzw. 12 sind über eine Regeleinrichtung mit der Stromversorgung des Fahrzeugs verbunden. Die PTC-Heizelemente 3 bzw. 13 sind außer im Bereich ihrer Kontakt-Flächen 4 bzw. 14 mit einem Schutzlack überzogen, der diese vor Witterungseinflüssen und Fehlkontakten bzw. Kurzschlüssen schützt.In both embodiments, the contact springs are the same 2 respectively. 12 Tolerances in the dimensions of the PTC heating elements 3 respectively. 13 out. The contacting and mounting of the PTC heating elements 3 respectively. 13 is safe, durable, shakeproof and noise-free, which is particularly advantageous when using such an electric heater in vehicles. An electric heater is ideal for mounting on a Klimabox of a vehicle and there serves as additional heating to compensate for heat deficits in cold combustion engine in its startup phase or in short-haul traffic. The PTC heating element 3 respectively. 13 is traversed by air, which is passed to the vehicle interior and heated when passing through the lattice or honeycomb-shaped openings in the PTC heating elements. The contact flags of the contact springs 2 respectively. 12 are connected via a control device to the power supply of the vehicle. The PTC heating elements 3 respectively. 13 are except in the area of their contact areas 4 respectively. 14 coated with a protective varnish, which protects them from the weather and incorrect contacts or short circuits.

11
Rahmenteilframe part
22
Kontaktfedercontact spring
33
PTC-HeizelementPTC heating element
44
Kontakt-Fläche (an 3)Contact surface (at 3 )
55
Rahmenteilframe part
66
Nut (an 1)Groove (on 1 )
77
Anschlag (an 1)Stop (at 1 )
88th
Anschlag (an 5)Stop (at 5 )
99
Aussparungrecess
1111
Rahmenteilframe part
1212
Kontaktfedercontact spring
1313
PTC-HeizelementPTC heating element
1414
Kontakt-FlächeContact area
1515
Rahmenteilframe part
1616
Nut (an 11)Groove (on 11 )
1717
Anschlag (an 11)Stop (at 11 )
1818
Anschlag (an 15)Stop (at 15 )
1919
Aussparungrecess

Claims (6)

Elektrische Heizeinrichtung, insbesondere als Zusatzheizung eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Rahmenteil (1, 5; 11, 15) zur Aufnahme wenigstens eines flächigen, Öffnungen für eine Durchströmung von Heizluft aufweisenden gitterförmigen PTC-Heizelements (3, 13), mit einer elastischen Einrichtung zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Heizelemente (3, 13), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Heizelemente (3, 13) von einer mit einem Schenkel in einer parallel zur oberen Deckfläche bzw. zur unteren Deckfläche des Rahmenteils und der Kontaktflächen der PTC-Heizelemente angeordneten Nut (6; 16) am Rahmenteil (1; 11, 15) gelagerten, an einer Kontakt-Fläche (4, 14) an der Oberseite und/oder an der Unterseite des PTC-Heizelements (3, 13) anliegenden U-förmigen Kontaktfeder (2, 12) gebildet wird, deren freier Schenkel am PTC-Heizelement (3, 13) federnd anliegt und die gleichzeitig für eine Toleranzen ausgleichende mechanische Halterung des PTC-Heizelements (3, 13) gegenüber dem Rahmenteil (1, 5; 11, 15) sorgt.Electric heating device, in particular as additional heating of a vehicle, with at least one frame part ( 1 . 5 ; 11 . 15 ) for receiving at least one planar, openings for a flow of heating air having grid-shaped PTC heating element ( 3 . 13 ), with an elastic means for electrically contacting the PTC heating elements ( 3 . 13 ), characterized in that the device for electrical contacting of the PTC heating elements ( 3 . 13 ) of a with a leg in a parallel to the upper deck surface and the lower top surface of the frame part and the contact surfaces of the PTC heating elements arranged groove ( 6 ; 16 ) on the frame part ( 1 ; 11 . 15 ), at a contact surface ( 4 . 14 ) at the top and / or at the bottom of the PTC heating element ( 3 . 13 ) abutting U-shaped contact spring ( 2 . 12 ) is formed whose free leg on the PTC heating element ( 3 . 13 ) resiliently and at the same time compensating for tolerances mechanical support of the PTC heating element ( 3 . 13 ) relative to the frame part ( 1 . 5 ; 11 . 15 ). Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (1) zur Aufnahme von zwei Kontaktfedern (2) dient.Electric heating device according to claim 1, characterized in that the frame part ( 1 ) for receiving two contact springs ( 2 ) serves. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleiche Rahmenteile (11, 15) sich komplementär zu einem ganzen Rahmen ergänzen.Electric heating device according to one of the preceding claims, characterized in that two identical frame parts ( 11 . 15 ) complement each other to a whole frame. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der gleichen Rahmenteile (11, 15) eine Kontaktfeder (2) aufnimmt.Electric heating device according to claim 3, characterized in that each of the same frame parts ( 11 . 15 ) a contact spring ( 2 ). Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschlossener Bogen der U-förmigen Kontaktfeder (2, 12) dem PTC-Heizelement (3, 13) in Einschubrichtung entgegen weist.Electric heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a closed arc of the U-shaped contact spring ( 2 . 12 ) the PTC heating element ( 3 . 13 ) facing in the direction of insertion. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenteile (1, 5; 11, 15) durch Clipsen oder Schrauben miteinander verbunden sind.Electric heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the frame parts ( 1 . 5 ; 11 . 15 ) are connected by clips or screws.
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