DE202005012392U1 - A warm air heating system for motor vehicle interiors has PTC heating elements in contact with multiple U-section fins through which air is passed - Google Patents

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Abstract

The assembly comprises a fan (8) and cylindrical heater construction having PTC elements (10) arranged in a ring with a number of inverted U-section fins (19) bound in a circular pattern with flat sections (20) in close contact with the heating units which have electrical contacts (12,14).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizmodul zur Luftstromerwärmung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieses Heizmodul ist insbesondere zur Luftstromerwärmung in Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen vorgesehen. Es umfasst mindestens ein PTC-Heizelement und mindestens einen daran angrenzenden, luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich mit wärmeleitenden Lamellen. Die wärmeleitenden Lamellen stehen mit dem PTC-Heizelement direkt oder indirekt in wärmeleitendem Kontakt, und sie sind aus dünnen, mit ihren Schmalseiten in Luftströmungsrichtung angeordneten Blechen gebildet.The The invention relates to an electric heating module for air flow heating after The preamble of claim 1. This heating module is in particular for air flow heating provided in vehicles such as automobiles or aircraft. It includes at least one PTC heating element and at least one adjacent thereto, air can flow Heat-dissipating area with heat-conducting Lamellae. The thermally conductive Slats stand with the PTC heating element directly or indirectly in heat-conducting Contact, and they are made of thin, arranged with their narrow sides in the direction of air flow Sheet metal formed.

PTC-Elemente sind Halbleiter-Widerstände aus Keramik, deren ohmscher Widerstand temperaturabhängig ist. Die Widerstands-Temperatur-Kennlinie verhält sich nichtlinear: Der Widerstand eines PTC-Heizelements sinkt mit steigender Bauteiltemperatur zunächst leicht, um dann bei einer charakteristischen Temperatur (Referenztemperatur) sehr steil anzusteigen. Dieser insgesamt positive Verlauf der Widerstands-Temperatur-Kennlinie (PTC = Positive Temperature Coefficient) führt dazu, dass ein PTC-Heizelement selbstregelnde Eigenschaften aufweist. Bei einer Bauteiltemperatur, die deutlich niedriger als die Referenztemperatur liegt, weist das PTC-Heizelement einen niedrigen Widerstand auf, so dass entsprechend hohe Stromstärken durchgeleitet werden können. Wenn für eine gute Wärmeabfuhr von der Oberfläche des PTC-Heizelements gesorgt ist, wird also entsprechend viel elektrische Leistung aufgenommen und als Wärme abgegeben. Steigt die Temperatur des PTC-Heizelements jedoch über die Referenztemperatur, steigt der PTC-Widerstand rasch an, so dass die elektrische Leistungsaufnahme auf einen sehr geringen Wert begrenzt wird. Die Bauteiltemperatur nähert sich dann einem oberen Grenzwert, der abhängig ist von der Wärmeaufnahme der Umgebung des PTC-Heizelements. Unter normalen Umweltbedingungen kann die Bauteiltemperatur des PTC-Heizelements also nicht über eine charakteristische höchste Temperatur ansteigen, selbst wenn die gewollte Wärmeableitung im Störfall völlig unterbrochen wird. Dies und die selbstregelnden Eigenschaften eines PTC-Heizelements, aufgrund deren die aufgenommene elektrische Leistung genau der abgegebenen thermischen Leistung entspricht, prädestiniert PTC-Heizelemente für den Einsatz in Heizungs- bzw. Klimaanlagen von Fahrzeugen oder bei sonstigen Anwendungen von Luftstromerwärmungen in Fahrzeugen. Denn aus Sicherheitsgründen dürfen in diesem Anwendungsgebiet auch im Störfall keine feuergefährlichen Temperaturen im Heizelement entstehen, wobei gleichwohl im Normalbetrieb eine hohe Heizleistung gefordert wird.PTC elements are semiconductor resistors made out Ceramic whose resistance to resistance is temperature-dependent. The resistance-temperature characteristic behave Nonlinear: The resistance of a PTC heating element decreases rising component temperature initially light, then at a characteristic temperature (reference temperature) to rise very steeply. This overall positive course of the resistance-temperature characteristic (PTC = Positive Temperature Coefficient) causes a PTC heating element has self-regulating properties. At a component temperature, which is significantly lower than the reference temperature, has the PTC heating element a low resistance, so that correspondingly high currents are passed can. If for a good heat dissipation of the surface of the PTC heating element is taken care of, so a corresponding amount of electrical power is absorbed and as heat issued. However, if the temperature of the PTC heater rises above the reference temperature, As the PTC resistance increases rapidly, the electrical power consumption increases a very small value is limited. The component temperature is approaching then an upper limit, which depends on the heat absorption the environment of the PTC heating element. Under normal environmental conditions, the component temperature of the PTC heating element so not over a characteristic highest Temperature rise, even if the desired heat dissipation in case of failure completely interrupted becomes. This and the self-regulating properties of a PTC heating element, due whose recorded electrical power exactly the delivered corresponds to thermal power, predestined PTC heating elements for use in heating or air conditioning systems of vehicles or other applications of airflow heats in vehicles. Because for safety reasons may in this application area even in case of failure no flammable Temperatures in the heating element arise, but nevertheless in normal operation a high heating capacity is required.

Zur Innenraumheizung von Kraftfahrzeugen ist es bereits bekannt, elektrische Heizmodule mit einem Rahmen, der eine Mehrzahl von PTC-Heizelementen und daran angrenzenden, luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereichen mit wärmeleitenden Lamellen zu einem Modul zusammenfasst, einzusetzen. Ein Beispiel für derartige bekannte elektrische Heizmodule findet sich in der EP 0 350 528 A1 . Das dort beschriebene, bekannte Heizmodul besteht aus mehreren Lagen von flächig nebeneinander angeordneten, mit ihrer Schmalseite im Luftstrom stehenden PTC-Heizelementen, die an ihren flachen Oberseiten und ihren Unterseiten jeweils mit Kontaktblechen elektrisch kontaktiert sind. Die daran angrenzenden Wärmeabgabebereiche weisen mäanderförmig angeordnete Metalllamellen auf, die ebenfalls mit ihrer Schmalseite im Luftstrom stehen und an ihrer Breitseite die Kontaktierungsbleche der PTC-Heizelemente in regelmäßigen Abständen für einen Wärmeübergang aufliegend thermisch kontaktieren. Um eine gute Wärmeauskopplung aus den PTC-Heizelementen die die wärmeleitenden Lamellen und somit in den Luftstrom zu erzielen, ist ein wellenförmig gebogenes, unter Vorspannung stehendes Blech als Federelement in den Rahmen eingesetzt, dessen elastische Federkraft die abwechselnd angeordneten Wärmeabgabebereiche mit wärmeleitenden Lamellen und die Stege mit den PTC-Heizelementen aufeinanderpresst.For the interior heating of motor vehicles, it is already known to use electric heating modules with a frame that combines a plurality of PTC heating elements and adjoining, heat-permeable heat-dissipating areas with heat-conducting fins to form a module. An example of such known electric heating modules can be found in the EP 0 350 528 A1 , The well-known heating module described therein consists of several layers of flat juxtaposed with its narrow side in the air flow PTC heating elements, which are electrically contacted on their flat tops and their lower sides with contact plates. The adjacent thereto heat dissipation areas have meandering arranged metal fins, which are also with their narrow side in the air flow and thermally contact on their broadside the Kontaktierungsbleche the PTC heating elements at regular intervals for a heat transfer. In order to achieve a good heat extraction from the PTC heating elements, the heat-conducting fins and thus in the air flow, a wavy bent, biased sheet is used as a spring element in the frame whose elastic spring force alternately arranged heat dissipation areas with heat-conducting fins and the webs with the PTC heating elements pressed together.

Ein weiteres Beispiel für einen solchen bekannten Aufbau eines elektrischen Heizmoduls der eingangs genannten Art ist in der EP 1 432 287 A1 beschrieben. Das dort offenbarte elektrische Heizmodul mit PTC-Heizelementen enthält als Federelement ein ebenes Blech mit elastisch aufgebogenen Durchbrechungen, die für den Anpressdruck zwischen den wärmeleitenden Lamellen und den Stegen mit den PTC-Heizelementen sorgen.Another example of such a known construction of an electric heating module of the type mentioned is in the EP 1 432 287 A1 described. The electric heating module disclosed there with PTC heating elements contains a spring element as a flat sheet with elastically bent openings, which provide the contact pressure between the heat-conducting fins and the webs with the PTC heating elements.

Aufgrund der notwendigerweise sehr dünnen Ausbildung der wärmeleitenden Lamellen, die mit ihren Breitseiten mäanderförmig zwischen zwei Stegen mit PTC-Heizelementen oder zwischen einem solchen Steg und dem Rahmen zusammengepresst angeordnet sind, muss die Federkraft des Federelements definiert begrenzt sein. Ansonsten besteht die Gefahr einer ungewollten plastischen Verformung der wärmeleitenden Lamellen. Andererseits darf die Federkraft auch nicht zu klein sein, da sonst der Wärmeübergang von den PTC-Heizelementen in die wärmeleitenden Lamellen nicht optimal ist. Dies bedingt hohe fertigungstechnische Anforderungen bei der Herstellung der in der Regel für den vorliegenden Anwendungsfall speziell anzufertigenden Federelemente sowie eine entsprechende Sorgfalt beim Zusammenbau des Heizmoduls.by virtue of the necessarily very thin training the heat-conducting Slats, with their broad sides meandering between two webs with PTC heating elements or between such a web and the frame When pressed together, the spring force of the spring element must be defined be limited. Otherwise, there is a risk of unwanted plastic deformation of the heat-conducting Lamellae. On the other hand, the spring force must not be too small otherwise the heat transfer from the PTC heating elements in the heat-conducting Slats is not optimal. This requires high production engineering Requirements in the production of the usually for the present Use case specially prepared spring elements and a appropriate care when assembling the heating module.

Andere Beispiele für wärmeleitende Lamellen in PTC-Heizmodulen sind in der EP 1 157 867 A1 (eine in stirnseitiger Draufsicht dreieckige, mäanderförmige Formung der Lamellen) und in der US 5,326,418 beschrieben.Other examples of thermally conductive fins in PTC heating modules are in the EP 1 157 867 A1 (a triangular, meandering in plan view) shaped shaping of the slats) and in the US 5,326,418 described.

Den wärmeleitenden Lamellen aus dem Stand der Technik ist gemeinsam, das ein langes, schmales Metallband so periodisch umgeformt wird, dass dessen Breitseite einen Wärmekontakt zum PTC-Heizelement herstellt, während die Kanten des Bandes, also die Schmalseiten der Lamellen, stirnseitig im Luftstrom stehen. Das Band wird also in einer Art und Weise stetig umgeformt bzw. gewellt, dass die Breitseiten der Lamellen immer in zur Hauptluftströmungsrichtung der Luft parallelen Ebenen verbleiben.The thermally conductive Slats of the prior art is common, which is a long, narrow Metal strip is so periodically reshaped that its broadside a thermal contact to the PTC heating element, while the edges of the band, so the narrow sides of the slats, the front side to stand in the air stream. So the band will be steady in a way deformed or wavy, that the broad sides of the slats always in to the main air flow direction the air parallel planes remain.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Heizmodul der eingangs genannten Art hinsichtlich der Stabilität der wärmeleitenden Lamellen zu verbessern.In contrast, lies The present invention has the object, an electrical Heating module of the type mentioned in terms of the stability of the heat-conducting To improve slats.

Gelöst ist diese Aufgabe durch ein elektrisches Heizmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 niedergelegt.This is solved Task by an electric heating module with the features of claim 1. Preferred embodiments and further developments of the invention are in the claims 2 to 9 laid down.

Ein elektrisches Heizmodul nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich neben den eingangs genannten Merkmalen also dadurch aus, dass die wärmeleitenden Lamellen als U-Profile ausgebildet sind. Ein U-Profil enthält zwei U-Schenkel und einen U-Rücken, der die beiden U-Schenkel über zwei Abkantungen verbindet. Dementsprechend besitzen U-Profile in mehreren Raumrichtungen, insbesondere in den zu den U-Schenkeln parallelen Ebenen eine überaus hohe Stabilität. Bei einem Heizmodul der vorliegenden Art verläuft zwar die Luftströmungsrichtung weiterhin bevorzugt in einer zu den U-Schenkel-Ebenen parallelen Richtung; im Unterschied zum Stand der Technik müssen die Richtung der größten Stabilität der Lamellen und die Richtung der Luftströmung jedoch nicht übereinstimmen, da sie jeweils lediglich parallel zur U-Schenkel-Ebene verlaufen müssen, also als eindimensionale Richtungen auf einer zweidimensionalen Ebene ohne weiteres auch senkrecht aufeinanderstehen können.One electric heating module according to the present invention itself in addition to the features mentioned above characterized in that the heat-conducting Slats are designed as U-profiles. A U-profile contains two U-thighs and a U-back, the the two U-thighs over connects two folds. Accordingly, have U-profiles in several spatial directions, especially in the U-thighs parallel levels an exceedingly high stability. In a heating module of the present type, although the air flow direction runs furthermore preferably in a parallel to the U-leg planes Direction; unlike the prior art, the direction of the greatest stability of the slats must and the direction of the airflow however, do not match since they each only have to run parallel to the U-leg plane, ie as a one-dimensional Directions on a two-dimensional plane easily too can stand perpendicular to each other.

Dies ermöglicht neuartige Anordnungen von wärmeleitenden Lamellen in Heizmodulen der vorliegenden Art, beispielsweise eine Anordnung der normalerweise flachen PTC-Heizelemente quer zur Luftströmungsrichtung, also mit ihren Breitseiten in Luftströmungsrichtung zeigend, während der wärmeleitende Kontakt zwischen den Lamellen und den PTC-Heizelementen über den U-Rücken der Lamellen erfolgt, welcher U-Rücken im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der U-Schenkel und damit zur Luftströmungsrichtung steht. Der Anpressdruck zwischen den wärmeleitenden Lamellen und den PTC-Heizelementen kann dann parallel zur U-Schenkel-Ebene aufgebracht werden, in welcher Ebene die wärmeleitenden Lamellen eine vorteilhaft hohe Stabilität aufweisen. Hierbei können die PTC-Heizelemente außen umfangsverteilt um den Wärmeabgabebereich bzw. den Luftstrom angeordnet sein, so dass sie den Luftstrom nicht abschatten, während die U-Profile so ausgebildet sind, dass die U-Rücken nur an denjenigen Bereichen die U-Schenkel verbinden, in denen die wärmeleitenden Lamellen auf den PTC-Heizelementen aufliegen. Insofern gibt es auch keine Abschattung des Luftstroms durch die U-Rücken.This allows novel arrangements of thermally conductive Slats in heating modules of the present type, for example a Arrangement of the normally flat PTC heating elements transversely to the air flow direction, So pointing with their broadsides in the air flow direction, while the thermally conductive Contact between the fins and the PTC heating elements over the U-back of the Slats take place, which U-back substantially perpendicular to the plane of the U-legs and thus to Air flow direction stands. The contact pressure between the thermally conductive fins and the PTC heating elements can then be applied parallel to the U-leg plane, in which Level the heat-conducting Slats have an advantageous high stability. Here, the PTC heating elements outside circumferentially distributed around the heat delivery area or the airflow may be arranged so that they do not block the airflow shade off while The U-profiles are designed so that the U-back only on those areas connect the U-legs, in which the heat-conducting fins on the PTC heating elements rest. In this respect, there is no shading of the air flow through the U-backs.

Dieser strömt vielmehr ungehindert zwischen den U-Schenkeln hindurch, wo er sich erwärmt und den wärmeleitenden Lamellen Wärme entzieht.This flows rather unhindered between the u-thighs, where he himself heated and the heat-conducting Slats heat withdraws.

Die U-Profile können jeweils separat gefertigt und zur Bildung des Wärmeabgabebereichs an ihren U-Schenkeln jeweils mit einer benachbarten Lamelle verbunden, insbesondere verschweißt sein. Über ein automatisiertes Punktschweißverfahren kann dies sehr schnell und mit hoher Effizienz erfolgen.The U profiles can each made separately and to form the heat dissipation area at their U-legs in each case connected to an adjacent lamella, in particular welded be. about an automated spot welding process can This can be done very quickly and with high efficiency.

Alternativ können die wärmeleitenden Lamellen jedoch auch aus einem zur Bildung von U-Profilen mehrfach abgekanteten bzw. gefalteten Blechband bestehen. Dies hat neben fertigungstechnischen Vereinfachungen den Vorteil, dass die U-Rücken mehr oder weniger nahtlos aneinanderliegen und ein separater Herstellungsschritt, nämlich das Verschweißen oder Verkleben entfällt. Die möglicherweise nicht optimale Tatsache der hierdurch entstehenden doppellagigen U-Schenkel kann dadurch kompensiert werden, dass sehr dünnes Material verwendet wird.alternative can the heat-conducting Slats but also from one to the formation of U-profiles several times folded or folded sheet metal strip exist. This has next Production simplifications have the advantage that the U-back more or less closely against each other and a separate manufacturing step, namely the welding or gluing is omitted. The possibly not optimal fact of the resulting two-ply U-legs can be compensated by that very thin material is used.

Besondere Vorteile entfaltet die erfindungsgemäße Ausbildung der wärmeleitenden Lamellen als U-Profile dann, wenn der Wärmeabgabebereich ringförmig, vorzugsweise kreisrund ausgebildet wird, wobei die wärmeleitenden Lamellen dann so angeordnet werden, dass die U-Schenkel im Wesentlichen radial verlaufen. Hierdurch ergibt sich dann der große Vorteil gegenüber dem bisherigen Stand der Technik, dass die Lamellen nicht nur in axialer Richtung vom Luftstrom durchströmt werden, sondern dass der Luftstrom zusätzlich eine radiale Geschwindigkeitskomponente entlang der Lamellen erhalten kann, so dass diese nicht nur eindimensional, sondern zweidimensional durchströmt werden. Dies erhöht die Effizienz der Wärmeauskopplung in den Luftstrom. Die radiale Anordnung der wärmeleitenden Lamellen ist darüber hinaus geeignet, den Luftstrom axial zu führen, was bei einer Kombination des erfindungsgemäßen Heizmoduls mit einem Axial- oder Diagonallüfter von großem Vorteil ist.Special Advantages unfolds the inventive design of the heat-conducting Slats as U-profiles when the heat dissipation area annular, preferably is formed circular, wherein the heat-conducting fins then be arranged so that the U-legs are substantially radial run. This results in the great advantage over the Previous state of the art that the slats not only in the axial Direction flows through the air flow but that the air flow additionally a radial velocity component along the lamellae, so that they are not just one-dimensional, but flows through two-dimensionally become. This increases the efficiency of heat extraction in the airflow. The radial arrangement of the heat-conducting fins is beyond suitable to guide the air flow axially, resulting in a combination the heating module according to the invention with an axial or diagonal fan of great Advantage is.

Bei einer radialen Anordnung von wärmeleitenden Lamellen in einem ringförmigen Wärmeabgabebereich ist es bevorzugt, wenn die Lamellen jeweils radial innenliegend mit den benachbarten Lamellen verbunden, insbesondere verschweißt sind. Die Verbindung zwischen den einzelnen U-Profilen (soweit die wärmeleitenden Lamellen aus einzelnen U-Profilen hergestellt werden) erfolgt dann also in demjenigen Bereich, in dem die radial angeordneten Lamellen ohnehin aneinanderstoßen. Die Verschweißung kann beispielsweise mittels Laser-Punktschweißverfahren vorgenommen werden. Da die wärmeleitenden Lamellen gemäß der vorliegenden Erfindung als U-Profile hergestellt sind, ist zwischen den U-Schenkeln jedes U-Profils Platz zum Einbringen der Schweißenergie, auch wenn die einzelnen U-Profile in dem Bereich, in dem die Schweißung erfolgen soll, aneinanderstoßen.at a radial arrangement of heat-conducting Slats in an annular Heat-dissipating area it is preferred if the lamellae each radially inward connected to the adjacent fins, in particular welded. The Connection between the individual U-profiles (as far as the heat-conducting Slats made of individual U-profiles are then made that is, in the area in which the radially arranged lamellae anyway clash anyway. The welding can be done for example by means of laser spot welding. Because the thermally conductive Slats according to the present invention are made as U-profiles, each is between the U-legs U-profile space for introducing the welding power, even if the individual U-profiles in the area in which the weld is to be made, abut each other.

Die U-Rücken der radial ausgerichteten wärmeleitenden Lamellen können dann, wenn sie nicht das gesamte U-Profil überspannen, radial außenliegend angeordnet sein, um dort den wärmeleitenden Kontakt mit den PTC-Heizelementen zu bilden. Diese PTC-Heizelemente sind dann außen um den Wärmeabgabebereich herum angeordnet, so dass sie die Luftströmung nicht abschatten. Die Einleitung der Wärme in die wärmeleitenden Lamellen von der radial außenliegenden Seite her ist deswegen sinnvoll, weil bei einer radialen Anordnung der wärmeleitenden Lamellen die Abstände zwischen denselben nach radial außen größer werden und der Luftdurchsatz dementsprechend größer ist, so dass die Effizienz der Wärmeauskopplung in den Luftstrom höher wird, wenn die Temperatur der wärmeleitenden Lamellen an der Stelle besonders hoch ist.The U-back the radially oriented heat conducting Slats can if they do not span the entire U-profile, radially outboard be arranged there to the heat-conducting contact with the PTC heating elements to build. These PTC heating elements are then outside the heat dissipation area arranged around so that they do not shade the air flow. The Initiation of heat in the heat-conducting Slats from the radially outer Side ago makes sense because with a radial arrangement the heat-conducting Slats the distances between them radially outward become larger and the air flow is correspondingly larger, so that the efficiency of heat extraction gets higher in the airstream, when the temperature of the heat-conducting Slats at the point is particularly high.

Die U-Schenkel der wärmeleitenden Lamellen können mit Oberflächenstrukturierungen, insbesondere sickenartigen Strukturen zur Lenkung und/oder Verwirbelung des Luftstroms versehen sein. Die Erzeugung von Wirbeln im Luftstrom an solchen Oberflächenstrukturierungen verbessert die konvektive Wärmeleitung im Luftstrom und somit die Wärmeauskopplung aus den Lamellen in den Luftstrom.The U-legs of the heat-conducting Slats can with surface structuring, in particular bead-like structures for steering and / or swirling be provided of the air flow. The generation of eddies in the air stream on such surface structuring improves convective heat conduction in the air stream and thus the heat extraction from the slats in the airflow.

Die radiale Anordnung der als U-Profile ausgebildeten wärmeleitenden Lamellen ist selbstverständlich nicht von einer kreisrunden, ringförmigen Ausgestaltung des Wärmeabgabebereichs abhängig. Die radiale Anordnung kann vielmehr auch bei einem elektrischen Heizmodul in Form eines N-Ecks, insbesondere der herkömmlichen Rechteckform gewählt werden.The radial arrangement of the U-shaped thermally conductive Slats is natural not of a circular, annular configuration of the heat dissipation area dependent. Rather, the radial arrangement can also be applied to an electrical Heating module in the form of an N-corner, in particular the conventional Rectangular shape selected become.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:Various embodiments The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings described in more detail and explained. Show it:

1a eine Draufsicht auf eine als U-Profil ausgebildete wärmeleitende Lamelle; 1a a plan view of a trained as a U-profile heat-conducting blade;

1b, 1c, 1d eine Perspektive, eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Lamellenrings, bestehend aus wärmeleitenden Lamellen in U-Profil-Ausführung gemäß 1a; 1b . 1c . 1d a perspective, a plan view and a side view of a laminated ring, consisting of thermally conductive fins in U-profile design according to 1a ;

2 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels für ein komplettes elektrisches Heizmodul mit Lüfter; 2 an exploded view of an embodiment of a complete electric heating module with fan;

3a, 3b perspektivische Darstellungen des Ausführungsbeispiels aus 2; 3a . 3b perspective views of the embodiment 2 ;

4 eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Heizmodul mit Lüfter; 4 an exploded view of a second embodiment of an inventive heating module with fan;

5a, 5b eine Perspektive und eine Draufsicht eines Lamellenrings in einer anderen Ausführung; 5a . 5b a perspective and a plan view of a laminated ring in another embodiment;

6a, 6b eine Perspektive und eine Draufsicht eines Lamellenrings in einer dritten Ausführung; 6a . 6b a perspective and a plan view of a laminated ring in a third embodiment;

7a, 7b, 7c eine Perspektive von oben, von unten und eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform eines Lamellenrings; 7a . 7b . 7c a perspective from above, from below and a plan view of a fourth embodiment of a laminated ring;

8a, 8b eine Perspektive und eine Draufsicht einer fünften Ausführungsform eines Lamellenrings. 8a . 8b a perspective and a plan view of a fifth embodiment of a laminated ring.

Die 1a zeigt ein einzelnes U-Profil 19, das eine wärmeleitende Lamelle im Rahmen der vorliegenden Erfindung bildet. Es besteht aus zwei U-Schenkeln 27, die mit Sicken 26 versehen sind und von einem U-Rücken 25 verbunden werden. Der U-Rücken 25 überspannt allerdings nicht die gesamte Länge der U-Schenkel 27, sondern vorliegend etwas weniger als die Hälfte. Am in 1a rechts dargestellten Bereich des U-Profils 19 sind Abschrägungen 28 vorgesehen, um mehrere U-Profile 19, wie insbesondere in 1c gezeigt, radial um eine Achse herum miteinander verbinden zu können. Hierdurch wird ein kreisrunder Lamellenring 13 hergestellt, der seinerseits den Wärmeabgabebereich eines elektrischen Heizmoduls nach der vorliegenden Erfindung bildet.The 1a shows a single U-profile 19 , which forms a heat-conducting lamella in the context of the present invention. It consists of two U-thighs 27 that with beads 26 are provided and from a U-back 25 get connected. The U-back 25 However, does not span the entire length of the U-legs 27 , but in the present case, less than half. At the in 1a right side of the U-profile 19 are bevels 28 provided to several U-profiles 19 , in particular in 1c shown to be able to connect radially around an axis with each other. This will create a circular lamellar ring 13 which, in turn, forms the heat release area of an electric heating module according to the present invention.

Dies wird anhand der 1b, 1c und 1d veranschaulicht, wobei die 1b eine perspektivische Darstellung, die 1c eine Draufsicht und die 1d eine Seitenansicht eines derartigen Lamellenrings 13 ist. Insbesondere in 1c wird verdeutlicht, dass die U-Profile 19 radial innenliegend per Punktschweißverfahren mit Laser-Schweißpunkten 24 mechanisch wie auch thermisch untereinander verbunden sind. Die U-Rücken 25 der U-Profile 19 erstrecken sich nur über einen radial außenliegenden Abschnitt und bilden Wärmeübergangsabschnitte 20 zum thermischen Kontaktieren von PTC-Heizelementen 10 bzw. deren Kontaktelementen. Die Sicken 26 der U-Profile 19 erhöhen deren Stabilität in Axialrichtung und verwirbeln die Luft, die durch den Lamellenring 13 strömt, zusätzlich, um einen besseren Wärmeübergang aus den Lamellen 19 in den Luftstrom zu erzielen.This is based on the 1b . 1c and 1d illustrates, wherein the 1b a perspective view, the 1c a plan view and the 1d a side view of such a laminated ring 13 is. In particular in 1c makes it clear that the U-profiles 19 radially inward by spot welding with laser spot welds 24 mechanically as well as thermally untereinan which are connected. The U-backs 25 the U-profiles 19 extend only over a radially outer portion and form heat transfer sections 20 for thermal contacting of PTC heating elements 10 or their contact elements. The beads 26 the U-profiles 19 increase their stability in the axial direction and swirl the air through the lamellar ring 13 flows, in addition, to a better heat transfer from the slats 19 to achieve in the airflow.

Anhand insbesondere 1b wird unmittelbar klar, dass die als U-Profile 19 ausgebildeten Lamellen im Lamellenring 13 mit ihren Sicken 26 in Axialrichtung eine sehr hohe Stabilität aufweisen, so dass die durch die U-Rücken 25 gebildeten Wärmeübergangsabschnitte 20 der Lamellen mit einem für einen guten Wärmeübergang vorteilhaft hohen Anpressdruck an die PTC-Heizelemente bzw. deren Kontaktelemente angepresst werden können. Ebenso wird anhand dieser Darstellung deutlich, dass der Lamellenring 13 nicht nur direkt axial, sondern auch mit einer überlagerten radialen Komponente von der Luft durchströmt werden kann, was eine zusätzliche Effizienz der Wärmeauskopplung mit sich bringt.In particular 1b becomes immediately clear that as U-profiles 19 trained lamellas in the lamellar ring 13 with their beads 26 in the axial direction have a very high stability, so that through the U-back 25 formed heat transfer sections 20 the lamellae can be pressed with an advantageously high contact pressure for a good heat transfer to the PTC heating elements or their contact elements. It is also clear from this illustration that the lamellar ring 13 not only directly axially, but also with a superimposed radial component can be traversed by the air, which brings an additional efficiency of heat extraction with it.

Wie der dargestellte Lamellenring 13 in ein erfindungsgemäßes Heizmodul eingesetzt werden kann, zeigen für ein erstes Ausführungsbeispiel die 2 sowie 3a und 3b. Das hier dargestellte elektrische Heizmodul ist mit einem integrierten Lüfter zu einem Heizlüfter kombiniert: Hierzu ist ein Rahmen 1 einstückig mit einem Lüftergehäuse 2 verbunden, welche beide eine im Wesentlichen zylindrische Formung aufweisen und in ihrem inneren einen strömungsgünstigen zylindrischen Kanal für den zu erwärmenden Luftstrom bilden. Der Rahmen 1 ist zweigeteilt und besteht aus einem Oberteil 3 sowie einem Unterteil 4, die in einer radialen Trennebene 5 aufeinander sitzen und von Schnapphaken 6 aneinander gehalten werden. Im Ausströmbereich der dargestellten Vorrichtung weist der Rahmen 1 Stege 7 auf, die in den Luftstrom hineinreichen und diesen führen. Das Lüftergehäuse 2 beinhaltet einen Diagonallüfter 8, der mit Halterungen 9 am Lüftergehäuse 2 befestigt ist. Beim Diagonallüfter 8 handelt es sich um einen an sich handelsüblichen Lüfter mit zentral angeordnetem (hier nicht dargestellten) Elektromotor. Um den Blick auf den Lüfter 8 freizugeben, ist in 2 das Lüftergehäuse 2 teilgeschnitten dargestellt.Like the lamellar ring shown 13 can be used in a heating module according to the invention, show for a first embodiment of the 2 such as 3a and 3b , The electrical heating module shown here is combined with an integrated fan to a fan heater: this is a frame 1 integral with a fan housing 2 connected, both of which have a substantially cylindrical shape and form in its interior a streamlined cylindrical channel for the air flow to be heated. The frame 1 is divided into two parts and consists of a top part 3 as well as a lower part 4 , which are in a radial parting plane 5 sit on each other and snap hooks 6 be held together. In the discharge area of the illustrated device, the frame 1 Stege 7 on, which extend into the air flow and lead this. The fan housing 2 includes a diagonal fan 8th that with mounts 9 on the fan housing 2 is attached. With the diagonal fan 8th it is a commercially available fan with centrally arranged (not shown here) electric motor. To look at the fan 8th to release is in 2 the fan housing 2 shown partially cut.

Stromabwärts des Diagonallüfters 8 sind in der Trennebene, jedoch außerhalb des zylindrischen Strömungskanals ringförmig um diesen herum sechs PTC-Heizelemente 10, auf einem unteren Ringblech 11 aufgeklebt, angeordnet. Darüber ist ein oberes Ringblech 12 aus Aluminium auf die PTC-Heizelemente 10 aufgelegt, um diese elektrisch sowie thermisch zu kontaktieren. Das obere Ringblech 12 gibt die aus den PTC-Heizelementen 10 ausgekoppelte Wärme an den Lamellenring 13 weiter, welcher einen erfindungsgemäß ringförmig ausgebildeten Wärmeabgabebereich bildet, indem seine einzelnen Lamellen radial zum Zentrum hin in den zylindrischen Luftströmungskanal hineinreichen.Downstream of the diagonal fan 8th are in the parting plane, but outside the cylindrical flow channel annular around this six PTC heating elements 10 , on a lower ring plate 11 glued on, arranged. Above is an upper ring plate 12 made of aluminum on the PTC heating elements 10 placed to contact them electrically and thermally. The upper ring plate 12 returns those from the PTC heating elements 10 decoupled heat to the lamellar ring 13 Further, which forms an inventively annular heat dissipation area by extending its individual fins radially towards the center into the cylindrical air flow channel.

Die Baueinheit aus unterem Ringblech 11, PTC-Heizelementen 10, oberem Ringblech 12 und Lamellenring 13 wird zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 4 des Rahmens 1 gehalten. Hierfür ist im Unterteil 4 des Rahmens 1 eine Aufnahme 17 vorgesehen. Für einen effizienten Wärmeübergang von den Breitseiten der PTC-Heizelemente 10 über das obere Ringblech 12 auf den Lamellenring 13 ist ein hoher Anpressdruck unerlässlich. Dieser wird durch ein weichelastisches Federelement 14, das hier durch Einfräsen von Ausnehmungen 15 aus einer handelsüblichen O-Ring-Dichtung gefertigt wurde, gewährleistet. Denn dieses erzeugt im Zusammenwirken mit den Schnapphaken 6 eine Anpresskraft zwischen dem Lamellenring 13 und dem oberen Ringblech 12 sowie zwischen dem oberen Ringblech 12 und den PTC-Heizelementen 10.The assembly of lower ring plate 11 , PTC heating elements 10 , upper ring plate 12 and lamellar ring 13 is between the shell 3 and the lower part 4 of the frame 1 held. This is in the lower part 4 of the frame 1 a recording 17 intended. For efficient heat transfer from the broad sides of the PTC heating elements 10 over the upper ring plate 12 on the lamellar ring 13 is a high contact pressure is essential. This is made by a soft elastic spring element 14 , here by milling in recesses 15 made of a commercially available O-ring seal, guaranteed. Because this generates in conjunction with the snap hooks 6 a contact force between the lamellar ring 13 and the upper ring plate 12 as well as between the upper ring plate 12 and the PTC heating elements 10 ,

Wie anhand von 2 deutlich zu erkennen ist, wirkt die Anpresskraft im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik in axialer Richtung auf die Lamellen des Wärmeabgabebereichs, also parallel zur Luftströmung. Da hierdurch die Schmalseiten der Lamellen mit der Anpresskraft beaufschlagt werden, können diese aufgrund ihrer in dieser Richtung höheren Stabilität größere Toleranzen in der Anpresskraft verkraften, so dass ein maschinelles Zusammensetzen des dargestellten Heizlüfters problemlos möglich ist. Die Möglichkeit zur maschinellen Fertigung wird noch dadurch unterstützt, dass für das Federelement 14 ein Dichtungssitz 16 im Unterteil 4 des Rahmens 1 vorgesehen ist, und dass die beiden Ringbleche 11, 12 jeweils eine Kontaktzunge 18 tragen, die bei zusammengesetztem Rahmen 1 aus diesem herausragen und zur elektrischen Kontaktierung der PTC-Heizelemente 10 verwendet werden können.As based on 2 can be clearly seen, the contact force acts in contrast to the prior art in the axial direction of the slats of the heat dissipation area, ie parallel to the air flow. Since in this way the narrow sides of the lamellae are subjected to the contact force, due to their higher stability in this direction, they can cope with larger tolerances in the contact force, so that a machine assembly of the illustrated fan heater is possible without difficulty. The possibility for mechanical production is further supported by the fact that for the spring element 14 a seal seat 16 in the lower part 4 of the frame 1 is provided, and that the two ring plates 11 . 12 one contact tongue each 18 Wear that with composite frame 1 protrude from this and for electrical contacting of the PTC heating elements 10 can be used.

Die Verwendung eines Diagonallüfters 8 und die Anordnung des Lamellenrings 13, also des luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereichs stromabwärts des Diagonallüfters 8 sowie die entsprechende Formung des Oberteils 3 des Rahmens 1 führt dazu, dass der Lamellenring 13 nicht nur axial, sondern auch mit einer diagonalen Komponente von innen nach außen durchströmt wird. Die radiale Anordnung der aus U-Profilen 19 bestehenden einzelnen Lamellen des Lamellenrings 13 unterstützt diese Luftführung. Die Lamellen bestehen allerdings nicht aus durchgehenden U-Profilen 19; der U-Rücken ist vielmehr nur an der radial außen liegenden Seite vorhanden und bildet dort Wärmeübergangsabschnitte 20, mit denen der Lamellenring 13 auf dem oberen Ringblech 12 aufliegt und vermittels des Federelements 14 auf das Ringblech 12 aufgepresst wird.The use of a diagonal fan 8th and the arrangement of the lamella ring 13 , that is, the air-throughable heat release area downstream of the diagonal fan 8th as well as the corresponding shaping of the upper part 3 of the frame 1 causes the lamellar ring 13 flows through not only axially, but also with a diagonal component from the inside out. The radial arrangement of the U-profiles 19 existing individual slats of the lamellar ring 13 supports this air duct. However, the slats do not consist of continuous U-profiles 19 ; Rather, the U-back is present only on the radially outer side and forms there heat transfer sections 20 with which the lamellar ring 13 on the upper ring plate 12 rests and by means of the spring element 14 on the ring plate 12 is pressed on.

Das in den 2, 3a und 3b dargestellte Ausführungsbeispiel stellt einen besonders kompakten und dennoch effizienten Heizlüfter dar, der mit seinen PTC-Heizelementen 10 selbstregelnd, sicher und sehr schnell reagierend eine effiziente Beheizung beispielsweise von belüfteten Kraftfahrzeugsitzen ermöglicht. Durch Abschalten der PTC-Heizelemente kann der Heizlüfter wahlweise als Lüfter zur Kühlung dienen. Die gezeigte Anordnung mit einem ringförmigen Wärmeabgabebereich und einem davor geschalteten Diagonallüfter, der selbstverständlich auch ein Axiallüfter sein kann, stellt gleichzeitig sicher, dass ein hohes Luftvolumen bei geringer Leistungsaufnahme des Lüfters 8 mit vorteilhaft geringen Ausströmgeschwindigkeiten durchgeleitet werden kann.That in the 2 . 3a and 3b illustrated embodiment represents a particularly compact, yet efficient fan heater, with its PTC heating elements 10 self-regulating, safe and very fast reacting enables efficient heating, for example, of ventilated motor vehicle seats. By switching off the PTC heating elements, the fan heater can optionally serve as a cooling fan. The arrangement shown with an annular heat dissipation area and a diagonal fan connected in front, which can of course also be an axial fan, at the same time ensures that a high volume of air with low power consumption of the fan 8th can be passed with advantageously low outflow speeds.

Anhand 2 sei ergänzt, dass das Lüftergehäuse 2 auch lösbar am Rahmen befestigt sein kann. Es ist auch vorstellbar, dass zumindest der Rahmen 1 aus weichelastischem Material, beispielsweise Hartgummi besteht, so dass bei einer entsprechenden Ausformung der Aufnahme 17 oder einer vom Rahmen 1 nach innen eingezogenen Gehäuselippe auf das separate Federelement 14 verzichtet werden kann, da die Federkraft vom Rahmen 1 bzw. einer entsprechenden Lippe erzeugt wird.Based 2 be added that the fan housing 2 can also be releasably attached to the frame. It is also conceivable that at least the frame 1 made of soft elastic material, such as hard rubber, so that with a corresponding shape of the recording 17 or one from the frame 1 inwardly retracted housing lip on the separate spring element 14 can be omitted, since the spring force from the frame 1 or a corresponding lip is generated.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Wärmeabgabebereich und somit den Lamellenring 13 stromaufwärts des Lüfters, also in dessen laminarer Anströmzone anzuordnen. Ein entsprechender Aufbau ist in der 4 als zweites Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Das hier verwendete Gehäuse 1 besteht wiederum aus einem Oberteil 3 und einem Unterteil 4, wobei das Oberteil 3 gleichzeitig als Lüftergehäuse 2 für einen Axiallüfter 21 dient. Das Unterteil 4 des Rahmens 1 wird hier am Oberteil 3 mittels Rastlaschen 22 und entsprechenden Rastvorsprüngen 23 festgelegt.Of course it is also possible, the heat dissipation area and thus the lamellar ring 13 upstream of the fan, so to arrange in its laminar Anströmzone. An appropriate structure is in the 4 as a second embodiment in an exploded view. The case used here 1 again consists of a shell 3 and a lower part 4 , where the top part 3 at the same time as a fan housing 2 for an axial fan 21 serves. The lower part 4 of the frame 1 is here at the top 3 by means of locking tabs 22 and corresponding latching projections 23 established.

Das in 4 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel eines Heizlüfters zeigt außer der „umgekehrten" Anordnung von Wärmeabgabebereich des Heizmoduls und Lüfter eine weitere Modifikation: Die ringförmige Baueinheit, bestehend aus vier PTC-Heizelementen 10, dem diese tragenden unteren Ringblech 11, dem oberen Ringblech 12 und dem weichelastischen sowie thermisch und elektrisch isolierenden Federelement 14 ist diesmal nicht außerhalb des in etwa zylindrischen Durchströmbereichs angeordnet, sondern so, dass die Wärmeübergangsabschnitte 20 der Lamellen des Lamellenrings 13 in radialer Richtung etwa mittig im ringförmigen Durchströmbereich liegen. Hierfür ist die Aufnahme 17 im Unterteil 4 des Rahmens 1 etwa mittig im Einströmbereich der vom Axiallüfter 21 angesaugten Luft angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung der Heizelement-Baugruppe besteht darin, dass sich die aus den PTC-Heizelementen 10 ausgekoppelte Wärme sehr schnell und gleichmäßig auf die gesamte Lamellenfläche des Lamellenrings 13 verteilt. Ferner wird so auch die ringförmige Baugruppe mit den PTC-Heizelementen 10 direkt vom Luftstrom umströmt, so dass eine zusätzliche Wärmeauskopplung in den Luftstrom hinein stattfindet. Dies ist aufgrund der Widerstands-Temperatur-Charakteristik eines PTC-Heizelements sehr vorteilhaft und führt zu einer höheren Effizienz des Heizmoduls.This in 4 shown second embodiment of a fan heater shows in addition to the "reverse" arrangement of heat dissipation of the heating module and fan another modification: The annular assembly consisting of four PTC heating elements 10 which this supporting lower ring plate 11 , the upper ring plate 12 and the soft-elastic and thermally and electrically insulating spring element 14 this time is not located outside of the approximately cylindrical flow area, but so that the heat transfer sections 20 the lamellae of the lamellar ring 13 lie in the radial direction approximately centrally in the annular flow area. This is the recording 17 in the lower part 4 of the frame 1 approximately in the middle of the inflow area of the axial fan 21 arranged sucked air. The advantage of this arrangement of the heating element assembly is that of the PTC heating elements 10 decoupled heat very quickly and evenly over the entire lamellar surface of the lamellar ring 13 distributed. Furthermore, so will the annular assembly with the PTC heating elements 10 flows directly around the air flow, so that an additional heat extraction takes place in the air flow into it. This is very advantageous due to the resistance-temperature characteristic of a PTC heating element and leads to a higher efficiency of the heating module.

Das untere Ringblech 11 und das obere Ringblech 12 weisen jeweils eine Kontaktzunge 18 auf, die zum Zentrum des zylindrischen Luftströmungskanals hin weisen, um zusammen mit dem (nicht dargestellten) Lüftermotor kontaktiert zu werden.The lower ring plate 11 and the upper ring plate 12 each have a contact tongue 18 pointing toward the center of the cylindrical air flow passage to be contacted together with the fan motor (not shown).

In entsprechender Weise sind andere Modifikationen der gezeigten Ausführungsbeispiele möglich. So kann beispielsweise der zentrale Bereich des zylindrischen Strömungskanals, der durch den Lüftermotor ohnehin abgeschattet wird, zur Anordnung eines runden oder mehrerer sternförmig oder sonst wie angeordneter PTC-Heizelemente genutzt werden. Dies kann auch zusätzlich zu einem äußeren PTC-Heizelement-Ring in der in den 1 bis 3 dargestellten Art kombiniert werden. Ebenso ist es möglich, sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts eines Lüfters ein elektrisches Heizmodul nach der vorliegenden Erfindung anzuordnen, oder umgekehrt stromaufwärts und stromabwärts eines Lamellenrings jeweils einen Lüfter einzusetzen. Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßes elektrisches Heizmodul auch mit einem Radiallüfter kombiniert werden.Correspondingly, other modifications of the embodiments shown are possible. Thus, for example, the central region of the cylindrical flow channel, which is shaded anyway by the fan motor, be used to arrange a round or more star-shaped or otherwise arranged PTC heating elements. This may also be in addition to an outer PTC heating element ring in the in 1 to 3 be combined type shown. It is also possible to arrange both an upstream and downstream of a fan, an electric heating module according to the present invention, or vice versa upstream and downstream of a fin ring to insert a respective fan. Of course, an inventive electric heating module can also be combined with a radial fan.

Die 5 bis 8 zeigen schließlich unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Lamellenringen 13, die sich sowohl in ihrer Fertigungstechnik als auch in der jeweiligen radialen Lage der Wärmeübergangsabschnitte 20 unterscheiden.The 5 to 8th finally show different embodiments of laminated rings 13 , both in their production technology as well as in the respective radial position of the heat transfer sections 20 differ.

In den 5a und 5b ist ein Lamellenring 13 dargestellt, der aus einzelnen U-Profilen 19, die im Wesentlichen radial verlaufen, zusammengesetzt ist. Hierfür sind die U-Profile 19 radial innenliegend mit Laser-Schweißpunkten 24 mechanisch wie auch thermisch verbunden. Die U-Rücken 25 der U-Profile 19 erstrecken sich nur über einen radial außenliegenden Abschnitt und bilden die Wärmeübergangsabschnitte 20 zum thermischen Kontaktieren der PTC- Heizelemente 10 bzw. des unteren oder, je nach Ausführungsform, des oberen Ringblechs 11, 12.In the 5a and 5b is a lamellar ring 13 shown, consisting of individual U-profiles 19 which is substantially radial, is composed. For this are the U-profiles 19 radially inward with laser welding points 24 mechanically as well as thermally connected. The U-backs 25 the U-profiles 19 extend only over a radially outer portion and form the heat transfer sections 20 for thermal contacting of the PTC heating elements 10 or the lower or, depending on the embodiment, the upper ring plate 11 . 12 ,

In den 6a und 6b ist der Lamellenring 13 aus 4 dargestellt. Er besteht wiederum aus einer Mehrzahl von U-Profilen 19, die über Schweißpunkte 24 mechanisch und thermisch miteinander verbunden sind. Die U-Rücken 25 verlaufen wiederum nicht über die gesamte Länge der U-Schenkel 27, sondern erstrecken sich radial nur soweit, wie es zur Bildung von Wärmeübergangsabschnitten 20 notwendig ist. Die Wärmeübergangsabschnitte 20 sind für jedes U-Profil 19 etwa mittig angeordnet, so dass die Wege zur Wärmeleitung in jedem U-Profil 19 vorteilhaft kurz gehalten sind. Im Bereich der U-Rücken 25 sind wiederum jeweils vier Sicken 26 an jedem U-Profil 19 angebracht, um dem Lamellenring 13 eine höhere Stabilität zu verleihen.In the 6a and 6b is the lamellar ring 13 out 4 shown. It in turn consists of a plurality of U-profiles 19 , the above welds 24 mechanically and thermally connected to each other. The U-backs 25 again do not extend over the entire length of the U-legs 27 but extend radially only as far as it is to form heat transfer sections 20 necessary is. The heat transfer sections 20 are for each U-profile 19 arranged approximately centrally so that the paths for heat conduction in each U-profile 19 are kept advantageously short. In the area of the U-back 25 again four beads each 26 on every U-profile 19 attached to the lamellar ring 13 to give a higher stability.

Der Lamellenring 13, der in den 7a, 7b und 7c dargestellt ist, besteht nicht aus einer Mehrzahl von einzeln gefertigten Lamellen bzw. Profilen, sondern aus einem gefalteten Formblech. Dementsprechend ist der hier wiederum radial außenliegende Wärmeübergangsabschnitt 20, der nun nicht mehr aus einzelnen U-Rücken 25 gebildet ist, in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet, was eine höhere Heizleistung der PTC-Heizelemente 10 ermöglicht, da die Wärmeauskopplung in den Lamellenring 13 höher ist. Anhand 7b kann man außerdem sehr gut erkennen, dass der Lamellenring 13 in Radialrichtung axial abgestuft bzw. abgeschrägt ist, um die Faltung eines normalen, ebenen Blechbandes in die dargestellte kreisrunde Form zu ermöglichen.The lamellar ring 13 in the 7a . 7b and 7c is shown, does not consist of a plurality of individually manufactured slats or profiles, but of a folded form sheet. Accordingly, the here again radially outer heat transfer section 20 who no longer made single U-backs 25 is formed, formed continuously in the circumferential direction, resulting in a higher heating power of the PTC heating elements 10 allows, as the heat extraction in the laminar ring 13 is higher. Based 7b You can also see very well that the lamellar ring 13 axially stepped or chamfered in the radial direction to allow the folding of a normal, flat sheet metal strip in the illustrated circular shape.

Der in den 8a und 8b dargestellte Lamellenring 13 besteht wiederum aus einzelnen U-Profilen 19, die mittels Schweißpunkten 24 mechanisch und thermisch untereinander verbunden sind. Im Gegensatz zum in den 5a und 5b dargestellten Lamellenring 13 sind hier die U-Rücken 25 der U-Profile 19 radial innenliegend angeordnet und setzen sich nach radial außen nicht fort, sondern bilden die Wärmeübergangsabschnitte 20 zur direkten oder indirekten Kontaktierung der PTC-Heizelemente 10. Dieser Lamellenring 13 eignet sich also für den Einsatz in einem elektrischen Heizmodul, in dem die PTC-Heizelemente 10 zentral innenliegend angeordnet sind.The in the 8a and 8b shown lamellar ring 13 again consists of individual U-profiles 19 by means of welding points 24 mechanically and thermally interconnected. Unlike in the 5a and 5b shown lamellar ring 13 Here are the U-backs 25 the U-profiles 19 arranged radially inwardly and do not continue radially outward, but form the heat transfer sections 20 for direct or indirect contacting of the PTC heating elements 10 , This lamellar ring 13 So it is suitable for use in an electric heating module in which the PTC heating elements 10 are arranged centrally inside.

Claims (9)

Elektrisches Heizmodul zur Luftstromerwärmung, insbesondere in Fahrzeugen, umfassend mindestens ein PTC-Heizelement (10) und mindestens einen daran angrenzenden, luftdurchströmbaren Wärmeabgabebereich (13) mit wärmeleitenden Lamellen, die mit dem PTC-Heizelement (10) direkt oder indirekt in wärmeleitendem Kontakt stehen und aus dünnen, mit ihren Schmalseiten in Luftströmungsrichtung angeordneten Blechen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitenden Lamellen als U-Profile (19) ausgebildet sind.Electric heating module for air flow heating, in particular in vehicles, comprising at least one PTC heating element ( 10 ) and at least one adjoining, air-flowable heat dissipation area ( 13 ) with thermally conductive fins connected to the PTC heating element ( 10 ) are directly or indirectly in heat-conducting contact and are formed of thin, with their narrow sides arranged in the air flow direction sheets, characterized in that the heat-conducting lamellae as U-profiles ( 19 ) are formed. Elektrisches Heizmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitenden Lamellen zur Bildung des Wärmeabgabebereichs (13) aus einzelnen U-Profilen (19) bestehen, die an ihren U-Schenkeln (27) jeweils mit einer benachbarten Lamelle (19) verbunden, insbesondere verschweißt sind.Electric heating module according to claim 1, characterized in that the heat-conducting lamellae for forming the heat-dissipating area ( 13 ) from individual U-profiles ( 19 ), which are at their U-thighs ( 27 ) each with an adjacent lamella ( 19 ), in particular welded. Elektrisches Heizmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitenden Lamellen (19) aus einem einzigen zur Bildung von U-Profilen mehrfach abgekanteten oder mehrfach gefalteten Blech bestehen.Electric heating module according to claim 1, characterized in that the heat-conducting lamellae ( 19 ) consist of a single to form U-profiles multiply folded or multi-folded sheet metal. Elektrisches Heizmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitenden Lamellen (19) zur Bildung eines ringförmigen, vorzugsweise kreisrunden Wärmeabgabebereichs (13) so angeordnet sind, dass die U-Schenkel (27) im Wesentlichen radial verlaufen.Electric heating module according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the heat-conducting lamellae ( 19 ) for forming an annular, preferably circular heat-dissipating area ( 13 ) are arranged so that the U-legs ( 27 ) extend substantially radially. Elektrisches Heizmodul nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitenden Lamellen (19) jeweils radial innenliegend mit den benachbarten Lamellen (19) verbunden, insbesondere verschweißt sind.Electric heating module according to claims 2 and 4, characterized in that the heat-conducting lamellae ( 19 ) in each case radially inwardly with the adjacent lamellae ( 19 ), in particular welded. Elektrisches Heizmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Rücken (25) der wärmeleitenden Lamellen (19) für den wärmeleitenden Kontakt mit dem PTC-Heizelement (10) vorgesehen sind.Electric heating module according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the U-back ( 25 ) of the heat-conducting lamellae ( 19 ) for thermally conductive contact with the PTC heating element ( 10 ) are provided. Elektrisches Heizmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Rücken (25) der wärmeleitenden Lamellen (19) jeweils nur einen Teil der U-Schenkel (27) überspannen.Electric heating module according to claim 6, characterized in that the U-backs ( 25 ) of the heat-conducting lamellae ( 19 ) only a part of the U-legs ( 27 span). Elektrisches Heizmodul nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Rücken (25) in einem radial außenliegenden Bereich angeordnet sind.Electric heating module according to claims 4 and 7, characterized in that the U-backs ( 25 ) are arranged in a radially outer region. Elektrisches Heizmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Schenkel (27) der wärmeleitenden Lamellen (19) mit Oberflächenstrukturierungen, insbesondere sickenartigen Strukturen (26) zur Lenkung und/oder Verwirbelung des Luftstroms versehen sind.Electric heating module according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the U-legs ( 27 ) of the heat-conducting lamellae ( 19 ) with surface structuring, in particular bead-like structures ( 26 ) are provided for steering and / or turbulence of the air flow.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4307832A3 (en) * 2022-07-14 2024-01-31 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device and method for the production thereof

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