EP2287541A2 - Heating device - Google Patents

Heating device Download PDF

Info

Publication number
EP2287541A2
EP2287541A2 EP10006967A EP10006967A EP2287541A2 EP 2287541 A2 EP2287541 A2 EP 2287541A2 EP 10006967 A EP10006967 A EP 10006967A EP 10006967 A EP10006967 A EP 10006967A EP 2287541 A2 EP2287541 A2 EP 2287541A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating device
heating
component
grid
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10006967A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2287541A3 (en
Inventor
Thomas Gschwind
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DBK David and Baader GmbH
Original Assignee
DBK David and Baader GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DBK David and Baader GmbH filed Critical DBK David and Baader GmbH
Publication of EP2287541A2 publication Critical patent/EP2287541A2/en
Publication of EP2287541A3 publication Critical patent/EP2287541A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/26—Heating arrangements, e.g. gas heating equipment
    • 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
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • 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
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0435—Structures comprising heat spreading elements in the form of fins
    • 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
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0441—Interfaces between the electrodes of a resistive heating element and the power supply means
    • F24H3/0447—Forms of the electrode terminals, e.g. tongues or clips
    • 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
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0452—Frame constructions
    • F24H3/0458—One-piece frames
    • 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
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0452—Frame constructions
    • F24H3/047—Multiple-piece frames assembled on their four or more edges
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/16—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being mounted on an insulating base
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/267—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an organic material, e.g. plastic
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/286—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an organic material, e.g. plastic
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
    • 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
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means
    • 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
    • H05B2203/02—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
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/024—Heaters using beehive flow through structures
    • 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
    • H05B2203/033—Heater including particular mechanical reinforcing means
    • 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
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/03—Heating of hydrocarbons

Definitions

  • the invention relates to a heating device according to the preamble of claim 1 and a heater or dryer running therewith.
  • Such heaters are used, for example, as a heater for air heating in air conditioning systems of motor vehicles, for heating fuel, especially diesel in a filter cartridge of an internal combustion engine or in industrial air heaters with powers of more than 10 KW.
  • radiator elements Due to the special geometry of the radiator elements, a multiplicity of lamellae are created, which are flowed through by the medium to be heated, in the present case air. In this known solution, it is important that the radiator elements and the PTC resistors are sufficiently thermally contacted to ensure the highest possible effective performance. This results in a costly production.
  • the resistance element and the radiator element are integrally formed.
  • the heating element with integrated resistance and radiator element made of a plastic material with PTC properties, for example, polypropylene or EVA can be used, which is mixed with carbon black to improve the conductivity.
  • the invention has for its object to provide a heater and a heater or dryer, which are feasible with low device complexity and have good efficiency.
  • the heating device has at least one electrical resistance element which is designed for heat exchange with the medium to be heated with radiator plates.
  • this element provided with radiator surfaces is designed as a lattice component with a multiplicity of meshes through or through which the medium flows.
  • the grid component is designed with stiffeners which are formed by folding, bead-like by embossing, deep drawing or the like. That According to the invention stiffeners are integrally formed on the grid component and even provided with mesh, so that the flow area is not reduced.
  • the solution according to the invention with a resistance element designed in lattice construction has the advantage over the solutions described above that the production is extremely simple and that on the one hand a very large heat exchange surface is provided and on the other hand the heating element by the stiffened lattice construction with the resulting large effective length of the resistance element has a high ohmic resistance.
  • the resistance of the lattice construction resistance element is increased by a factor of 10 to 50.
  • Another advantage of the lattice construction is that it makes it possible with little effort to provide almost any geometry for influencing the flow openings and the heat exchange surface.
  • the thermal surface load can be greatly reduced by the structural design of the lattice component.
  • the heat exchange surface can be further increased when the grid component is folded.
  • vertices of this grid element can be made flat.
  • the vertices of the lattice component can transversely to the flow direction, d. h., Viewed in the flow direction onflow or downstream.
  • the vertices may be arranged approximately parallel to the flow direction, so that side edges of the grid component are flown.
  • the meshes of the grid element are spaced a distance A which is approximately twice the distance d of meshes transverse to the current flow.
  • the heating device is designed with several heating stages.
  • the circuit complexity is minimal when one pole of the power supply is contacted to the frame to ground, while the other pole is contacted directly with the resistive element.
  • the frame and the grid component are preferably formed in one piece.
  • the lattice component is designed frontally with a contact zone.
  • contact tongues for contacting with the power supply can be formed at an obliquely away from a vertex inclined surface of the M-shaped element.
  • the contacting and control of the heater is particularly simple if the contacting of all heating stages takes place in a frame area.
  • lattice component receiving frame is executed with side frame cheeks on which contact tongues are formed for contacting.
  • the resistance element is preferably made of a metallic material having defined electrical properties.
  • a metallic material having defined electrical properties.
  • stainless steel, PTC materials (PTC thermistors) or heating element alloys are used.
  • PTC thermistors PTC thermistors
  • Such Schuleiterlegmaschineen are z. B. CrFeAl, NiCr or FeNi alloys.
  • the FeNi alloys have a pronounced PTC effect.
  • the lattice component can be embodied, for example, as expanded metal mesh, wire mesh or by stamping, etching, laser cutting or the like.
  • the meshes of the mesh member through which the medium to be heated flows are three-dimensional, i. deformed both in the plane of the resistance element and transversely thereto.
  • a plurality of grid components are arranged in a common frame.
  • each of these grid components may be part of a separate heating circuit.
  • Power electronics for controlling the resistance elements can be designed for applications in the high-voltage or low-voltage range.
  • the meshes can be made over the flow cross section of the lattice component with different mesh geometries or in sections by omission (closing) of the mesh.
  • the heating device according to the invention can be used as a heater for air conditioning systems, for air heating in a heating flange, for heating liquids, for example fuel or for industrial air heating, and in a dryer, in particular a tumble dryer. Also possible are flat heating elements such as heating mats or seat heaters.
  • a heating device which can be used as a heater for heating air sucked in via a motor vehicle air conditioning system.
  • a heater is usually arranged on a support frame in an air duct of the air conditioning and is flowed through by the warming air.
  • the control of the heater via a power electronics, which is either designed as an additional component or integrated into the support frame.
  • a heating insert is used, via which the actual air heating takes place.
  • only this heating element is shown - with regard to the design of a support frame or the power electronics can be made to the extensive state of the art, for example, to the cited in the introduction documents.
  • the heater described below is designed, for example, for a low-voltage power supply with 12 volts with three heating circuits, each with 330 W.
  • FIG. 1 consists of a heating element 1 a heater in the illustrated embodiment, only two components, a lattice component 2 and an attached thereto insulating 4. This heater is then recognized in the aforementioned support frame and can be contacted with a power electronics.
  • the grid component forms three heating stages 6, 8, 10, which are arranged between two laterally arranged longitudinal beams 12, 14.
  • the lattice component is embodied in one piece as a stamped and bent part, wherein meshes 16 are formed in the medium flowing through the medium to be heated, the structure of which is shown enlarged in detail Y. This area is manufactured in expanded metal construction.
  • the term “expanded metal” is understood to mean a material which has openings in the surface which are produced by staggered cuts without loss of material under simultaneous stretching deformation. Such, for more than a hundred years known sheet metal structures are also under the term “expanded metal mesh” known. With regard to the production technology for the production of such expanded metal constructions, reference may be made to the extensive state of the art.
  • the characteristic sizes of an expanded metal construction are the mesh length 1, the mesh width b, the sheet thickness s and the web thickness c.
  • the grid element 2 is not designed as a flat, planar element but stiffened by multiple bending / folding, wherein the heating stages 6, 8, 10 respectively in the side view about an M-shape.
  • the electrical contacting takes place via contact tongues 18, 20, 22, 24, 26, which are embodied in one piece with the radiator surface forming grid component 2.
  • the two longitudinal spar-side contact tongues 18, 20 thereby produce the ground connection, while the three inner contact tongues 22, 24, 26 are connected to the positive pole. About these contact tongues and the connection to the power electronics can be made.
  • FIG. 2 shows a settlement of the heating insert according to FIG. 1 .
  • This component is made of a conductive material, for example made of stainless steel or an aluminum alloy (Kanthal) and has in the development of a U-frame 28, whose U-legs are formed by the two longitudinal beams 12, 14, which are interconnected via a connecting leg 30 are.
  • each formed with the mesh 16 Schullabismee 34, 36, 38, at the free end portions of each of the contact tongues 22, 24, 26 are formed, which is not of mesh 16 provided terminal portions 40, 42, 44 extend from.
  • the two of the mass associated contact lugs 18, 20th are formed on the corresponding end faces of the longitudinal bars 12, 14.
  • thin lines 46 the bending lines along which the expanded metal component 2 in the in FIG. 1 is bent shown manner.
  • the three heating stage sections 34, 36, 38 are interconnected only via the connecting leg 30, which is connected via the contact tongues 18, 20 and the associated longitudinal beams 12, 14 with the negative terminal (ground).
  • the areas of the heating stage sections 34, 36, 38 remote from the connecting leg 30 are connected to the positive pole via the contact tongues 22, 24, 26, so that when energized the heating stage sections 34, 36, 38 are respectively flowed through in the longitudinal direction the grating geometry of the ohmic resistance is substantially greater than in planar heating elements, as used in the prior art.
  • insulating plate 4 For attachment and support of in FIG. 2 illustrated insulating plate 4 are provided on each other facing side edges of the frame members 18, 20 and the Schullnabête 34, 36, 38 each Crimplaschen 48.
  • a further stiffening of the lattice component 2 can according to one in the central region FIG. 2 attached, not shown stiffening carried out, which is also attached via Crimplaschen 50, so that the grid element 2 is stiffened by this stiffening element and the insulating plate 4.
  • the expanded metal component 2 however, already has a considerable dimensional stability as a result of the bending / folding described in more detail below.
  • FIG. 3a shows a plan view of the heating element 1 according to FIG. 1 with attached insulation 4, which is only partially visible.
  • FIG. 3b shows a view from below of the heating element 1 according to FIG. 3a .
  • the bending contour of the lattice component 2 is particularly clear.
  • the two longitudinal beams 12, 14 are formed by approximately U-shaped bending over of the side regions of the lattice component 2, in which case the insulating plate 4 is inserted into the region between side cheeks 52, 54, which according to FIG FIG. 3b the insulating plate 4 overstretch down.
  • the insulating plate can for example made of pressed mica (Micanite), heat-resistant plastic or a ceramic material.
  • the three heat stage sections 34, 36, 38 are shown in the illustration FIG. 3b bent into an approximately M-shaped structure, with a central vertex 56 and two laterally thereof, in FIG FIG. 3b
  • Upwardly oriented outer apex 58, 60 are flattened and extending from the central peaks 56 extending walls are V-shaped.
  • the adjacent areas 62, 64 of the heat stage sections 34, 36, 38 are each bent downward and terminate at a distance from the insulating plate 4. These areas are also connected to each other only on the back side via the connecting leg 30.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the in FIG. 3a It can be seen the box-shaped longitudinal beams 12, 14 with the contact tongues 18, 20 and the M-shaped heating stage sections 34, 36, 38 with the contact tongues 22, 24, 26, which made oblique according to the M-contour are.
  • the vertex 56 of each heat stage section 34, 36, 38 are flat on the insulating plate 4 and are connected to this by a suitable connection technique, for example by crimping, gluing or latching.
  • a suitable connection technique for example by crimping, gluing or latching.
  • FIG. 5 shows the in the FIGS. 1 and 3a In this illustration, one also clearly sees the downwardly open U-profile of the longitudinal bars 12, 14 and the connecting leg 30 bent according to the heating stage sections 34, 36, 38, via which the heating stages are connected to ground.
  • lattice element 2 can be extremely easy to produce as expanded metal element
  • the inside width of the mesh 16 in can be variably selected to a large extent, so that the geometry with regard to the optimization of the heat exchange surface and the flow cross-section can be adapted very flexibly to different conditions. Since each heater only consists of two components, the assembly effort compared to the solutions described above with a variety of components is minimal, so that the heater with a high efficiency executable and also can be implemented at low cost.
  • the described expanded metal component 2 is made of stainless steel or an aluminum alloy, in principle, a material with PTC properties can be used.
  • the lattice member is made by stretching.
  • the invention is by no means limited to this manufacturing method but also includes embodiments in which the grid element, in particular its meshes are formed in other ways, for example by punching, etching, laser cutting or the like.
  • the term "mesh" is to be understood as a recess pattern that determines the flow cross section for the medium to be heated or the electric current flow.
  • FIG. 1 are the mesh 16 diamond-shaped.
  • other geometries, such as elongated holes, circle contours, elliptical contours, etc. may be used.
  • the two longitudinal beams 12, 14 are formed integrally with the connecting leg 30 and the heat stage sections 34, 36, 38. To avoid material waste, it may be advantageous to manufacture the two longitudinal bars 12, 14 separately from the heat stage sections 34, 36, 38 and then to assemble. This variant is particularly interesting in expanded metal.
  • FIG. 6 shows three possible variants to form stitches 16.
  • the embodiment according to FIG. 6a is a mesh representing the one out FIG. 1 equivalent.
  • the orientation of the mesh 16 and its geometry is selected so that the distance A between the adjacent in the current flow direction I mesh 16 is about twice the ridge width d, measured obliquely or transversely to the current flow direction I. In this way it is prevented that so-called “hotspots" form at current-traversed "bottlenecks", which are also not in the air flow or do not flow through, which can lead to overheating of the grid component and thus to the burning out of the heating device.
  • FIG. 6b a variant of a lattice component is shown, in which the mesh 16 are not rhombic but elongated with rounded end surface portions.
  • the above-described recommendation for avoiding hotspots is also taken into account in this variant:
  • the spacing A of adjacent meshes 16 in the direction of current flow I is approximately twice as large as the web width d between meshes 16 located transversely to the direction of current flow.
  • the relatively wide sections A form the formation Such hotspots considerably more difficult.
  • FIG. 6a b Embodiments shown are preferably prepared by stretching, stamping, etching or laser cutting.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which the mesh 16 is designed as Drahtgewirk or knitted fabric made of a material with PTC properties. Such a construction can be very easily adapted to different geometries due to the high flexibility.
  • the mesh 16 are formed by connected as a knit wires D1, D2, D3, D4 ..., which alternately wrap, so as to give the illustrated diamond-shaped knit.
  • Such grating components do not necessarily have to be flowed through by the medium to be heated.
  • Such Umspritzsammlungung can be used for example as a winter heating for diesel fuel or aqueous urea solution or as a blow-by heating element.
  • FIGS. 7 to 9 another embodiment of a heating device is described, which is provided for a tumble dryer or the like.
  • heating elements are provided in which heating wires are wound around a Mikanitstsammlung or performed in a "zigzag".
  • a heating device for a tumble dryer is sold in which flat wires are wound edgewise around the MikanitstMail.
  • this construction has been proven in practice many times, the formation of hotspots can not be completely excluded.
  • the grid structure according to the invention it is possible to carry out heating devices for the aforementioned purposes in which such hotspots are avoided, so that the thermal surface load is made uniform.
  • the above-described grating structures further have a higher strength, so that the heater can be made with a higher rigidity unlike the above-described known wire wound or zig-zag designs.
  • FIG. 7 shows the heater in a three-dimensional representation
  • FIG. 8 an exploded view of such a heater
  • FIG. 9 the detail A of the heater off FIG. 7 ,
  • Such a heating device of a clothes dryer has a heating insert 1, in which the resistance element and the heat exchange surface are in turn made in one piece as a grid component 2.
  • This lattice component is strip-shaped, this strip being bent in a zig-zag fold.
  • This folded grid element 2 is received in a frame structure 70, which in the illustrated embodiment in principle of two end plates 72, 74, two intermediate support bands 76, 78 and two only in FIG. 8 shown cover plates 80, 82 consists.
  • the elements of the frame structure 70 serve in addition to the recording and positioning of the lattice component 2 also for air flow and for electrical and thermal insulation.
  • the end plates 72, 74 and cover plates 80, 82 form an air duct through which the air to be heated is passed in the installation in the tumble dryer. To the outside, a thermal insulation (decoupling) of the other, mostly metallic elements of the air duct in the tumble dryer is achieved.
  • the frame construction 70 e.g. Mica, heat-resistant plastics or ceramic materials.
  • two contact tongues 18, 20 are formed for contacting. As shown in FIG. 7 enforce these contact tongues 18, 20 (in FIG. 7 not visible) the respectively associated end plate 72, 74 and are then contacted with power supply lines 84, 86. In a corresponding manner, the support bands 76, 78 and the cover plates 80, 82 are executed with pairs of tabs 84, 86, the corresponding recesses of the respective end plate 72, 74 prevail.
  • each of the support bands 76, 78 has a plurality of adjacent recesses 89 whose geometry is selected so that these support bands 76, 78 can be placed from the outer vertices 58 on the zig-zag fold of the lattice component, so that the vertex-side end portions this lattice component 2, the respectively associated support belt 76, 78 enforce, so that the apex 58 in the illustration according to FIG. 7 up or down from the parallel spaced support bands 76, 78 protrude.
  • a further stiffening of this construction via laterally attached support members 88, 90, which are covered by the cover plates 80, 82.
  • the grid component is formed with a plurality of meshes 16 in the manner described above.
  • the orientation of the zig-zag fold of the lattice component 2 is such that the outer apex 58 is approximately parallel to the in the FIGS. 7 and 9 shown main flow direction.
  • D. h. In this relative arrangement are end edges 92 of the grid element 2 transversely to the incoming air flow, so that via the mesh 16 according to a cross-exchange (transverse to the flow direction) takes place.
  • the lattice component 2 is also held in a frame construction 70, which consists in principle of two end plates 72, 74 and two cover plates 80, 82, which are each connected via two pairs of tabs 86 with each other.
  • the grating component 2 is arranged in this frame construction such that the outer vertices 58 are designed to lie in the flow direction upstream or downstream and thus in the illustration according to FIGS Figures 10 and 11 in the vertical, while in the embodiment described above according to the FIGS. 7 to 9 are arranged parallel to the flow direction. D.
  • the cover plates 80, 82 lie on the in FIG. 9 shown end edges 92.
  • This construction is much more dimensionally stable than that in the FIGS. 7 to 9 , so that the support bands 76, 78 can be dispensed with.
  • the lattice component is again formed with a multiplicity of meshes 16, through which the media to be heated flow.
  • the top cover plate 80 is omitted, so that the end edges 92 are visible.
  • the meshes 16 of the lattice component 2 according to the invention can be produced as an expanded metal component by punching, laser cutting, etching, knitted or in any other suitable manner.
  • the leading to failures hotspots can be avoided, with a high inherent rigidity can be provided by suitable folding of the lattice component 2.
  • the lattice components 2 according to the invention are distinguished by a drastic increase in the resistance compared with the conventional heating elements. Furthermore, this grid-shaped structure makes it possible to even out the thermal surface load of the heating device compared to the prior art.
  • the lattice components 2 of the FIGS. 7 to 11 are due to the drawing only partially shown with stitches 16.
  • FIG. 12 shows a three-dimensional representation of a heating insert, which can be used for the same applications as the above-described embodiments (heater, dryer, etc.).
  • the in FIG. 12 shown heater insert 1 has three grid elements 2a, 2b, 2c, each having a substantially identical structure, which are each provided with a bead-like reinforcement / stiffener 94 and held by a common frame 96.
  • Each of the stiffeners 94 has in the embodiment according to FIG. 12 a roughly cross-shaped basic structure. In this case, cross ribs 98, 100 extend approximately as a diagonal of the rectangular grid component 2, which ends in a central reinforcing ring 102.
  • Each of the grid components 2 is provided with meshes 16 as in the above-described embodiments, which are formed by stretching, punching, etching, laser cutting, etc.
  • the bead-shaped reinforcement 94 is preferably formed after or during the formation of the mesh 16 by forming, for example embossing or deep drawing.
  • embossed stiffeners 94 makes it possible to carry out the lattice component with a minimal wall thickness in lightweight construction, wherein the strength through the stiffening 94 equals that of more massive lattice components.
  • the frame 96 is preferably formed by injection molding.
  • the three prefabricated lattice elements 2a, 2b, 2c are inserted into the injection mold and then encapsulated, so that a Reliable positional positioning is guaranteed.
  • the flow through the lattice components then takes place approximately perpendicular to the large surface of the heating insert 1 thus formed.
  • FIG. 13a three lattice components 2a, 2b, 2c are shown schematically, wherein in this variant, a cross-shaped stiffener 94 with cross ribs 98, 100 is provided.
  • the stiffener 94 is formed by forming the stitches 16 by embossing or the like.
  • the grating components 2a, 2b, 2c are each designed with a connection 104a, 104b, 104c, which are designed as angle contact paths in the illustrated embodiment, wherein the end portions extend at a parallel distance.
  • the lattice components 2a, 2b, 2c furthermore have a common neutral conductor 106 (negative pole), which in the illustrated embodiment is in contact with the side edge 108 of the respective lattice component 2a, 2b, 2c, which lies opposite that side edge which is connected to the terminals 104a, 104b, 104c is connected. Accordingly, the neutral conductor 106 (negative pole) and the terminals 104 (positive pole) can then run parallel to each other.
  • Such a contour can be integrally formed by punching, laser cutting or the like, wherein the stiffener 94 can be formed by means of a follower tool.
  • This one-piece contour is then - as already indicated - placed in an injection mold and then encapsulated with the frame 96 (see FIG. 13b ).
  • This is designed such that the end portions of the terminals 104a, 104b, 104c and the neutral conductor 106 protrude from a side edge of the rectangular frame 96 and can be connected to the power supply, so that three heating circuits 2a, 2b, 2c can optionally be switched on.
  • the electrical contact can be made instead of the integrally formed with the grid component 2 contact paths by suitably connected cables or strands.
  • the heating element 1 with the three grid components 2a, 2b, 2c is then used for example in an air duct of a dryer or an auxiliary heater or the like.
  • the geometry of the frame 96 can be adapted by appropriate design of the injection mold in a simple manner to the respective conditions.
  • a stiffening of the grid component 2 can be provided on the stiffening 94 in the above-described embodiments.
  • the heating device according to the invention can be used both in the low-voltage and in the high-voltage range (> 400 volts). Due to the lattice shape significantly increased effective length of the heating elements of the electrical resistance compared to conventional solutions is significantly increased, wherein in comparative experiments, the electrical resistance of a lattice device was about 0.44 ohms, while one with the same surface and material strength but not in lattice construction Heating element had a much lower resistance of about 0.01 ohms - the resistance could thus be increased by 44 times.
  • a heating device with at least one electrical resistance element which is produced in lattice construction. Furthermore, a heater, a dryer and an overmolding heater with such a heating device are disclosed.

Abstract

The heating device comprises an electric resistor element, which is arranged with a heat exchange surface. The resistor element is formed as grating element (2) with multiple meshes (16), which is washed by medium. The grating element is provided with a reinforcement, which is formed by stamping or deep drawing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen damit ausgeführten Zuheizer oder Trockner.The invention relates to a heating device according to the preamble of claim 1 and a heater or dryer running therewith.

Derartige Heizvorrichtungen werden beispielsweise als Zuheizer zur Lufterhitzung in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, zur Erwärmung von Kraftstoff, insbesondere Diesel in einer Filterpatrone eines Verbrennungsmotors oder bei industriellen Lufterhitzern mit Leistungen von mehr als 10 KW verwendet.Such heaters are used, for example, as a heater for air heating in air conditioning systems of motor vehicles, for heating fuel, especially diesel in a filter cartridge of an internal combustion engine or in industrial air heaters with powers of more than 10 KW.

Der Grundaufbau eines Zuheizers für Kraftfahrzeuge ist in der EP 0 350 528 B1 beschrieben. Diese Druckschrift offenbart einen PTC-Luftheizer für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei zur Erzeugung von Wärme PTC-Widerstände verwendet werden, die aufgrund ihres mit der Temperatur ansteigenden Widerstandes selbstregelnde Eigenschaften haben, so dass eine Überhitzung des PTC-Widerstandes relativ einfach verhindert werden kann. Die PTC-Widerstände sind bei der bekannten Lösung thermisch mit Radiatorelementen verbunden, die aus mäanderförmig gebogenem Bandmaterial mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium bestehen. Über diese Radiatorelemente wird die von den PTC-Widerständen abgegebene Wärme an die Umgebung, beispielsweise die Radiatorelemente um- oder durchströmende Luft abgegeben. Dementsprechend wird angestrebt, diese Radiatorelemente mit einer möglichst großen Wärmeaustauschfläche auszuführen. Durch die besondere Geometrie der Radiatorelemente werden eine Vielzahl von Lamellen geschaffen, die von dem aufzuwärmenden Medium - im vorliegenden Fall Luft - durchströmt werden. Bei dieser bekannten Lösung ist es wichtig, dass die Radiatorelemente und die PTC-Widerstände hinreichend thermisch kontaktiert sind, um eine möglichst hohe effektive Leistung zu gewährleisten. Daraus resultiert eine kostenintensive Fertigung.The basic structure of a Zuheizers for motor vehicles is in the EP 0 350 528 B1 described. This document discloses a PTC air heater for the air conditioning of a motor vehicle, wherein PTC resistors are used to generate heat, which have self-regulating properties due to their temperature-increasing resistance, so that overheating of the PTC resistor can be relatively easily prevented. The PTC resistors are thermally connected in the known solution with radiator elements consisting of meandering curved strip material with good thermal conductivity, for example aluminum. About these radiator elements, the heat given off by the PTC resistors to the environment, for example, the radiator elements circulating or flowing air is discharged. Accordingly, it is desirable to carry out these radiator elements with the largest possible heat exchange surface. Due to the special geometry of the radiator elements, a multiplicity of lamellae are created, which are flowed through by the medium to be heated, in the present case air. In this known solution, it is important that the radiator elements and the PTC resistors are sufficiently thermally contacted to ensure the highest possible effective performance. This results in a costly production.

Ein derartiger PTC-Luftheizer hat sich in der Praxis bewährt - nachteilig ist jedoch, dass ein vergleichsweise hoher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um die thermische Kontaktierung zwischen den PTC-Widerständen und den Radiatorelementen zu gewährleisten.Such a PTC air heater has proven itself in practice - the disadvantage, however, is that a comparatively high device complexity is required to ensure thermal contact between the PTC resistors and the radiator elements.

In der EP 1 407 907 B1 ist ein Luftheizer offenbart, bei dem das Widerstandselement und das Radiatorelement einstückig ausgebildet sind. Bei dieser bekannten Lösung ist das Heizelement mit integriertem Widerstands- und Radiatorelement aus einem Kunststoffmaterial mit PTC-Eigenschaften hergestellt, wobei beispielsweise Polypropylen oder EVA verwendet werden kann, das mit Ruß zur Verbesserung der Leitfähigkeit versetzt ist.In the EP 1 407 907 B1 an air heater is disclosed in which the resistance element and the radiator element are integrally formed. In this known solution, the heating element with integrated resistance and radiator element made of a plastic material with PTC properties, for example, polypropylene or EVA can be used, which is mixed with carbon black to improve the conductivity.

In der EP 1 967 398 A1 ist ein PTC-Luftheizer offenbart, bei dem anstelle der eingangs beschriebenen lamellenförmigen Radiatorelemente Stanz-Biegeteile verwendet werden, in die Durchströmungsöffnungen für das aufzuwärmende Medium eingebracht werden und die anschließend U-förmig gebogen und mit den PTC-Widerstandselementen kontaktiert werden. Auch bei dieser Lösung ist ein erheblicher vorrichtungs- und fertigungstechnischer Aufwand erforderlich.In the EP 1 967 398 A1 a PTC air heater is disclosed in which instead of the lamellar radiator elements described above stamped and bent parts are used, are introduced into the flow openings for the medium to be heated and then bent in a U-shape and contacted with the PTC resistor elements. Even with this solution, a considerable device and production engineering effort is required.

Aus der DE 199 32 033 A1 und der GB 2 114 860 A ist die Verwendung von Streckmetall bei einem Heizer bekannt.From the DE 199 32 033 A1 and the GB 2 114 860 A is the use of expanded metal in a heater known.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung sowie einen Zuheizer oder Trockner zu schaffen, die mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand realisierbar sind und einen guten Wirkungsgrad aufweisen.In contrast, the invention has for its object to provide a heater and a heater or dryer, which are feasible with low device complexity and have good efficiency.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und hinsichtlich des Zuheizers oder Trockners durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst.This object is achieved in terms of the heater with the features of claim 1 and with respect to the auxiliary heater or dryer by the features of the independent claim 14.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß hat die Heizvorrichtung zumindest ein elektrisches Widerstandselement, das zum Wärmeaustausch mit dem aufzuwärmenden Medium mit Radiatorblechen ausgeführt ist. Erfindungsgemäß ist dieses mit Radiatorflächen versehene Widerstandselement als Gitterbauelement mit einer Vielzahl von vom Medium durch- oder umströmten Maschen ausgeführt.According to the invention, the heating device has at least one electrical resistance element which is designed for heat exchange with the medium to be heated with radiator plates. According to the invention, this element provided with radiator surfaces is designed as a lattice component with a multiplicity of meshes through or through which the medium flows.

Das Gitterbauelement ist mit Versteifungen ausgeführt , die durch Falten,sickenartig durch Prägen, Tiefziehen oder dergleichen ausgebildet sind. D.h. erfindungsgemäß sind Versteifungen einstückig am Gitterbauelement ausgeführt und selbst mit Maschen versehen, so dass der Durchströmungsquerschnitt nicht verringert ist.The grid component is designed with stiffeners which are formed by folding, bead-like by embossing, deep drawing or the like. That According to the invention stiffeners are integrally formed on the grid component and even provided with mesh, so that the flow area is not reduced.

Die erfindungsgemäße Lösung mit einem in Gitterbauweise ausgeführten Widerstandselement hat gegenüber den eingangs beschriebenen Lösungen den Vorteil, dass die Herstellung äußerst einfach ist und dass zum einen eine sehr große Wärmeaustauschfläche zur Verfügung gestellt wird und zum anderen das Heizelement durch die versteifte Gitterbauweise mit der daraus resultierenden großen wirksamen Länge des Widerstandselementes einen hohen ohmschen Widerstand aufweist. Verglichen mit herkömmlichen, flachen Widerstandselementen wird der Widerstand des in Gitterbauweise ausgeführten Widerstandselementes um den Faktor 10 bis 50 vergrößert. Ein weiterer Vorteil der Gitterbauweise besteht darin, dass diese es mit geringem Aufwand ermöglicht, nahezu beliebige Geometrien zur Beeinflussung der Durchströmungsöffnungen und der Wärmeaustauschfläche vorzusehen. Darüber hinaus kann durch die konstruktive Auslegung des Gitterbauelementes die thermische Oberflächenbelastung stark reduziert werden.The solution according to the invention with a resistance element designed in lattice construction has the advantage over the solutions described above that the production is extremely simple and that on the one hand a very large heat exchange surface is provided and on the other hand the heating element by the stiffened lattice construction with the resulting large effective length of the resistance element has a high ohmic resistance. Compared with conventional, flat resistance elements, the resistance of the lattice construction resistance element is increased by a factor of 10 to 50. Another advantage of the lattice construction is that it makes it possible with little effort to provide almost any geometry for influencing the flow openings and the heat exchange surface. In addition, the thermal surface load can be greatly reduced by the structural design of the lattice component.

Die Wärmeaustauschfläche lässt sich weiter vergrößern, wenn das Gitterbauelement gefaltet ist.The heat exchange surface can be further increased when the grid component is folded.

Es kann eine Zick-Zack-Faltung oder eine M-förmige Faltung oder dergleichen vorgesehen werden.There may be provided a zigzag folding or an M-shaped folding or the like.

Bei einer M-förmigen Faltung können Scheitel dieses Gitterbauelement flach ausgeführt sein.In an M-shaped fold, vertices of this grid element can be made flat.

Die Scheitel des Gitterbauelementes können quer zur Strömungsrichtung, d. h., in Strömungsrichtung gesehen anström- oder abströmseitig angeordnet sein. Alternativ können die Scheitel etwa parallel zur Strömungsrichtung angeordnet sein, so dass Seitenkanten des Gitterbauelementes angeströmt werden.The vertices of the lattice component can transversely to the flow direction, d. h., Viewed in the flow direction onflow or downstream. Alternatively, the vertices may be arranged approximately parallel to the flow direction, so that side edges of the grid component are flown.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Maschen des Gitterbauelementes in Richtung des elektrischen Stromflusses gesehen um einen Abstand A beabstandet, der in etwa doppelt so groß ist wie ein Abstand d von quer zum Stromfluss liegenden Maschen.In a preferred embodiment of the invention, as seen in the direction of electrical current flow, the meshes of the grid element are spaced a distance A which is approximately twice the distance d of meshes transverse to the current flow.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Heizvorrichtung mit mehreren Heizstufen ausgeführt ist.According to the invention, it is preferred if the heating device is designed with several heating stages.

Der Schaltungsaufwand ist minimal, wenn ein Pol der Stromversorgung mit dem Rahmen auf Masse kontaktiert ist, während der andere Pol direkt mit dem Widerstandselement kontaktiert wird.The circuit complexity is minimal when one pole of the power supply is contacted to the frame to ground, while the other pole is contacted directly with the resistive element.

Der Rahmen und das Gitterbauelement sind vorzugsweise einstückig ausgebildet.The frame and the grid component are preferably formed in one piece.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gitterbauelement stirnseitig mit einer Kontaktzone ausgeführt.In one embodiment of the invention, the lattice component is designed frontally with a contact zone.

Bei dem Einsatz eines M-förmigen Gitterbauelements können Kontaktzungen zur Kontaktierung mit der Stromversorgung an einer von einem Scheitel schräg weg verlaufenden Schrägfläche des M-förmigen Elementes ausgebildet sein.When using an M-shaped grid component contact tongues for contacting with the power supply can be formed at an obliquely away from a vertex inclined surface of the M-shaped element.

Die Kontaktierung und Ansteuerung der Heizvorrichtung ist besonders einfach, wenn die Kontaktierung aller Heizstufen in einem Rahmenbereich erfolgt.The contacting and control of the heater is particularly simple if the contacting of all heating stages takes place in a frame area.

Bei einem besonders einfach ausgeführten Ausführungsbeispiel ist der das Gitterbauelement aufnehmende Rahmen mit seitlichen Rahmenwangen ausgeführt, an denen zur Kontaktierung Kontaktzungen ausgebildet sind.In a particularly simple embodiment of the lattice component receiving frame is executed with side frame cheeks on which contact tongues are formed for contacting.

Das Widerstandselement wird vorzugsweise aus einem metallischen Material mit definierten elektrischen Eigenschaften hergestellt. Zum Einsatz kommen beispielsweise Edelstahl, PTC-Materialien (Kaltleiter) oder Heizleiterlegierungen. Solche Heizleiterlegierungen sind z. B. CrFeAl-, NiCr- oder FeNi-Legierungen. Die FeNi-Legierungen weisen einen ausgeprägten PTC-Effekt auf.The resistance element is preferably made of a metallic material having defined electrical properties. For example, stainless steel, PTC materials (PTC thermistors) or heating element alloys are used. Such Heizleiterlegierungen are z. B. CrFeAl, NiCr or FeNi alloys. The FeNi alloys have a pronounced PTC effect.

Das Gitterbauelement kann beispielsweise als Streckgitter, Drahtgewirk oder durch Stanzen, Ätzen, Laserschneiden oder dergleichen ausgeführt werden.The lattice component can be embodied, for example, as expanded metal mesh, wire mesh or by stamping, etching, laser cutting or the like.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die von dem aufzuwärmenden Medium durchströmten Maschen des Gitterbauelements dreidimensional, d.h. sowohl in der Ebene des Widerstandselementes als auch quer dazu verformt.In a preferred embodiment of the invention, the meshes of the mesh member through which the medium to be heated flows are three-dimensional, i. deformed both in the plane of the resistance element and transversely thereto.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind mehrere Gitterbauelemente in einem gemeinsamen Rahmen angeordnet. Dabei kann jedes dieser Gitterbauelemente Teil eines eigenen Heizkreises sein.In a further embodiment of the invention, a plurality of grid components are arranged in a common frame. In this case, each of these grid components may be part of a separate heating circuit.

Die Herstellung einer derartigen Heizvorrichtung ist besonders einfach, wenn die Gitterbauelemente in einen Rahmen aus Kunststoff eingespritzt sind.The production of such a heater is particularly simple if the grid components are injected into a frame made of plastic.

Eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der Widerstandselemente kann für Anwendungen im Hochvolt- oder Niedervoltbereich ausgelegt sein.Power electronics for controlling the resistance elements can be designed for applications in the high-voltage or low-voltage range.

Die Maschen können über den Strömungsquerschnitt des Gitterbauelementes mit unterschiedlichen Maschengeometrien oder abschnittsweise durch Entfall (Schließen) der Maschen ausgeführt sein.The meshes can be made over the flow cross section of the lattice component with different mesh geometries or in sections by omission (closing) of the mesh.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung als Zuheizer für Klimaanlagen, zur Lufterhitzung bei einem Heizflansch, zur Erhitzung von Flüssigkeiten, z.B. Kraftstoff oder zur industriellen Lufterhitzung, sowie bei einem Trockner, insbesondere einem Wäschetrockner, verwendet werden. Möglich sind auch flächige Heizelemente wie beispielsweise Heizmatten oder Sitzheizungen.As already mentioned, the heating device according to the invention can be used as a heater for air conditioning systems, for air heating in a heating flange, for heating liquids, for example fuel or for industrial air heating, and in a dryer, in particular a tumble dryer. Also possible are flat heating elements such as heating mats or seat heaters.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 eine dreidimensionale Prinzipdarstellung eines Heizeinsatzes einer Heizvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels;
  • Figur 2 eine Abwicklung des Heizeinsatzes aus Figur 1;
  • Figur 3 eine Draufsicht und eine Vorderansicht des Heizeinsatzes gemäß den Figuren 1 und 2;
  • Figur 4 einen mit Kontaktfahnen versehenen Endabschnitt des Heizeinsatzes
  • Figur 5 einen anderen Endabschnitt des Heizeinsatzes;
  • Figur 6 Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung von Maschen eines Heizeinsatzes;
  • Figur 7 eine dreidimensionale Prinzipdarstellung eines Heizeinsatzes einer Heizvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels, z. B. für einen Wäschetrockner;
  • Figur 8 eine Explosionsdarstellung des Heizeinsatzes aus Figur 7;
  • Figur 9 eine Detaildarstellung des Heizeinsatzes aus Figur 7;
  • Figur 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heizeinsatzes, beispielsweise für einen Wäschetrockner;
  • Figur 11 eine Detaildarstellung des Heizeinsatzes aus Figur 10;
  • Figur 12 eine dreidimensionale Prinzipdarstellung eines Heizeinsatzes einer Heizvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels und
  • Figuren 13a, 13b eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Fertigung des Heizeinsatzes aus Figur 12.
In the following preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:
  • FIG. 1 a three-dimensional schematic diagram of a heating element of a heating device of a first embodiment;
  • FIG. 2 a settlement of the heating insert FIG. 1 ;
  • FIG. 3 a plan view and a front view of the heating element according to the FIGS. 1 and 2 ;
  • FIG. 4 a provided with tabs end portion of the heater
  • FIG. 5 another end portion of the heater insert;
  • FIG. 6 Embodiments for the design of meshes of a heating insert;
  • FIG. 7 a three-dimensional schematic diagram of a heating insert a heater of a second embodiment, for. B. for a tumble dryer;
  • FIG. 8 an exploded view of the heating insert FIG. 7 ;
  • FIG. 9 a detailed view of the heating insert FIG. 7 ;
  • FIG. 10 a further embodiment of a heating insert, for example for a tumble dryer;
  • FIG. 11 a detailed view of the heating insert FIG. 10 ;
  • FIG. 12 a three-dimensional schematic diagram of a heating element of a heating device of another embodiment and
  • FIGS. 13a, 13b a schematic diagram for explaining the production of the heating insert FIG. 12 ,

Im Folgenden wird zunächst eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung erläutert, die als Zuheizer zur Erwärmung von über eine Kfz-Klimaanlage angesaugter Luft verwendet werden kann. Eine derartige Heizvorrichtung ist üblicherweise über einen Halterahmen in einem Luftführungsschacht der Klimaanlage angeordnet und wird von der aufzuwärmenden Luft durchströmt. Die Ansteuerung der Heizvorrichtung erfolgt über eine Leistungselektronik, die entweder als zusätzliches Bauteil ausgeführt oder in den Halterahmen integriert ist. In den vorgenannten Halterahmen ist ein Heizeinsatz eingesetzt, über den die eigentliche Lufterwärmung erfolgt. Bei den folgenden Abbildungen ist lediglich dieser Heizeinsatz gezeigt - im Hinblick auf die Ausgestaltung eines Halterahmens oder der Leistungselektronik kann auf den umfangreichen Stand der Technik, beispielsweise auf die in der Beschreibungseinleitung genannten Druckschriften verwiesen werden. Der im Folgenden beschriebene Zuheizer ist beispielsweise für eine Niedervoltstromversorgung mit 12 Volt mit drei Heizkreisen mit jeweils 330 W ausgelegt.In the following, a heating device according to the invention will first be explained, which can be used as a heater for heating air sucked in via a motor vehicle air conditioning system. Such a heater is usually arranged on a support frame in an air duct of the air conditioning and is flowed through by the warming air. The control of the heater via a power electronics, which is either designed as an additional component or integrated into the support frame. In the aforementioned holding frame, a heating insert is used, via which the actual air heating takes place. In the following figures, only this heating element is shown - with regard to the design of a support frame or the power electronics can be made to the extensive state of the art, for example, to the cited in the introduction documents. The heater described below is designed, for example, for a low-voltage power supply with 12 volts with three heating circuits, each with 330 W.

Gemäß der dreidimensionalen Darstellung in Figur 1 besteht ein Heizeinsatz 1 einer Heizvorrichtung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich aus zwei Bauelementen, einem Gitterbauelement 2 und einer daran angesetzten Isolierplatte 4. Dieser Heizeinsatz wird dann in den vorgenannten Tragrahmen angesetzt und kann mit einer Leistungselektronik kontaktiert werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Gitterbauelement drei Heizstufen 6, 8, 10 aus, die zwischen zwei seitlich angeordneten Längsholmen 12, 14 angeordnet sind. Wie erwähnt, ist das Gitterbauelement einstückig als Stanz-Biegeteil ausgeführt, wobei in dem vom aufzuwärmenden Medium durchströmen Bereichen Maschen 16 ausgebildet sind, deren Aufbau im Detail Y vergrößert dargestellt ist. Das Herstellen dieses Bereiches erfolgt in Streckmetallbauweise. Unter dem Begriff "Streckmetall" wird gemäß der Online-Datenbank "Wikipedia" ein Werkstoff verstanden, der in der Oberfläche Öffnungen aufweist, die durch versetzte Schnitte ohne Materialverlust unter gleichzeitig streckender Verformung hergestellt werden. Derartige, bereits seit mehr als hundert Jahren bekannte Blechkonstruktionen sind auch unter dem Begriff "Streckgitter" bekannt. Im Hinblick auf die Fertigungstechnologie zur Herstellung derartiger Streckmetallkonstruktionen kann auf den umfangreichen Stand der Technik verwiesen werden. Die kennzeichnenden Größen einer Streckmetallkonstruktion sind die Maschenlänge 1, die Maschenbreite b, die Blechstärke s und die Stegdicke c. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Maschenlänge I = 10 mm, die Maschenbreite b = 2,5 mm, die Blechstärke s = 0,6 mm und die Stegdicke c = 0,6 mm - selbstverständlich sind auch andere geeignete Geometrien verwendbar, die in Abhängigkeit vom gewünschten Durchströmungsquerschnitt und von dem zu erwärmenden Medium gewählt werden. Auch ist es möglich, das Gitterbauelement 2 durch Stanzen, Ätzen oder Laserschneiden herzustellen.According to the three-dimensional representation in FIG. 1 consists of a heating element 1 a heater in the illustrated embodiment, only two components, a lattice component 2 and an attached thereto insulating 4. This heater is then recognized in the aforementioned support frame and can be contacted with a power electronics. In the illustrated embodiment, the grid component forms three heating stages 6, 8, 10, which are arranged between two laterally arranged longitudinal beams 12, 14. As mentioned, the lattice component is embodied in one piece as a stamped and bent part, wherein meshes 16 are formed in the medium flowing through the medium to be heated, the structure of which is shown enlarged in detail Y. This area is manufactured in expanded metal construction. According to the online database "Wikipedia", the term "expanded metal" is understood to mean a material which has openings in the surface which are produced by staggered cuts without loss of material under simultaneous stretching deformation. Such, for more than a hundred years known sheet metal structures are also under the term "expanded metal mesh" known. With regard to the production technology for the production of such expanded metal constructions, reference may be made to the extensive state of the art. The characteristic sizes of an expanded metal construction are the mesh length 1, the mesh width b, the sheet thickness s and the web thickness c. In one embodiment, the mesh length I = 10 mm, the mesh width b = 2.5 mm, the sheet thickness s = 0.6 mm and the web thickness c = 0.6 mm - of course, other suitable geometries are used, depending on desired flow cross-section and be selected by the medium to be heated. It is also possible to produce the lattice component 2 by punching, etching or laser cutting.

Wie Figur 1 entnehmbar ist und im weiteren noch deutlicher ausgeführt wird, ist das Gitterbauelement 2 nicht als ebenes, flächiges Element sondern durch mehrfaches Biegen/Falten versteift ausgeführt, wobei die Heizstufen 6, 8, 10 jeweils in der Seitenansicht etwa eine M-Form aufweisen. Die elektrische Kontaktierung erfolgt über Kontaktzungen 18, 20, 22, 24, 26, die einstückig mit dem Radiatorflächen ausbildenden Gitterbauelement 2 ausgeführt sind. Die beiden längsholmseitigen Kontaktzungen 18, 20 stellen dabei die Masseverbindung her, während die drei innen liegenden Kontaktzungen 22, 24, 26 mit dem Pluspol verbunden sind. Über diese Kontaktzungen kann auch die Verbindung zur Leistungselektronik hergestellt werden.As FIG. 1 can be removed and is more clearly stated below, the grid element 2 is not designed as a flat, planar element but stiffened by multiple bending / folding, wherein the heating stages 6, 8, 10 respectively in the side view about an M-shape. The electrical contacting takes place via contact tongues 18, 20, 22, 24, 26, which are embodied in one piece with the radiator surface forming grid component 2. The two longitudinal spar-side contact tongues 18, 20 thereby produce the ground connection, while the three inner contact tongues 22, 24, 26 are connected to the positive pole. About these contact tongues and the connection to the power electronics can be made.

Figur 2 zeigt eine Abwicklung des Heizeinsatzes gemäß Figur 1. Nach dem Formen des Gitterbauelementes, zum Beispiel durch Stanzen, und vor dem Biegen in die in Figur 1 dargestellte Geometrie liegt das Gitterbauelement 2 in der in Figur 2 dargestellten Geometrie vor. Dieses Bauelement ist aus einem leitenden Werkstoff, beispielsweise aus Edelstahl oder einer Aluminiumlegierung (Kanthal) ausgeführt und hat in der Abwicklung einen U-Rahmen 28, dessen U-Schenkel durch die beiden Längsholme 12, 14 ausgebildet sind, die über einen Verbindungsschenkel 30 miteinander verbunden sind. Von diesen aus erstrecken sich in dem von den Längsholmen 12, 14 aufgespannten Bereich jeweils mit den Maschen 16 ausgebildete Heizstufenabschnitte 34, 36, 38, an deren freien Endabschnitten jeweils eine der Kontaktzungen 22, 24, 26 ausgebildet sind, die sich von nicht mit Maschen 16 versehenen Anschlussbereichen 40, 42, 44 aus erstrecken. Die beiden der Masse zugeordneten Kontaktfahnen 18, 20 sind an den entsprechenden Stirnseiten der Längsholme 12, 14 ausgebildet. In der Darstellung gemäß Figur 2 sind mit dünnen Linien 46 die Biegelinien angeordnet, entlang denen das Streckmetallbauelement 2 in der in Figur 1 dargestellten Weise gebogen wird. FIG. 2 shows a settlement of the heating insert according to FIG. 1 , After forming the grid element, for example by punching, and before bending into the in FIG. 1 shown geometry is the lattice component 2 in the in FIG. 2 presented geometry before. This component is made of a conductive material, for example made of stainless steel or an aluminum alloy (Kanthal) and has in the development of a U-frame 28, whose U-legs are formed by the two longitudinal beams 12, 14, which are interconnected via a connecting leg 30 are. Of these, extend in the spanned by the longitudinal beams 12, 14 each formed with the mesh 16 Heizstufenabschnitte 34, 36, 38, at the free end portions of each of the contact tongues 22, 24, 26 are formed, which is not of mesh 16 provided terminal portions 40, 42, 44 extend from. The two of the mass associated contact lugs 18, 20th are formed on the corresponding end faces of the longitudinal bars 12, 14. In the illustration according to FIG. 2 are arranged with thin lines 46, the bending lines along which the expanded metal component 2 in the in FIG. 1 is bent shown manner.

Wie Figur 2 entnehmbar ist, sind die drei Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 lediglich über den Verbindungsschenkel 30 miteinander verbunden, der über die Kontaktzungen 18, 20 und die zugehörigen Längsholme 12, 14 mit dem Minuspol (Masse) verbunden ist. Die vom Verbindungsschenkel 30 entfernten Bereiche der Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 sind über die Kontaktzungen 22, 24, 26 - wie erwähnt - mit dem Pluspol verbunden, so dass bei Bestromung die Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 jeweils in Längsrichtung durchflossen werden, wobei aufgrund der Gittergeometrie der ohmsche Widerstand wesentlich größer als bei ebenen Heizelementen ist, wie sie beim Stand der Technik verwendet werden.As FIG. 2 can be removed, the three heating stage sections 34, 36, 38 are interconnected only via the connecting leg 30, which is connected via the contact tongues 18, 20 and the associated longitudinal beams 12, 14 with the negative terminal (ground). The areas of the heating stage sections 34, 36, 38 remote from the connecting leg 30 are connected to the positive pole via the contact tongues 22, 24, 26, so that when energized the heating stage sections 34, 36, 38 are respectively flowed through in the longitudinal direction the grating geometry of the ohmic resistance is substantially greater than in planar heating elements, as used in the prior art.

Zur Befestigung und Abstützung der in Figur 2 dargestellten Isolierplatte 4 sind an einander zuweisenden Seitenkanten der Rahmenholme 18, 20 und der Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 jeweils Crimplaschen 48 vorgesehen. Eine weitere Versteifung des Gitterbauelementes 2 kann über einen im mittigen Bereich gemäß Figur 2 angesetztes, nicht dargestelltes Versteifungselement erfolgen, das ebenfalls über Crimplaschen 50 befestigt wird, so dass das Gitterbauelement 2 durch dieses Versteifungselement und die Isolierplatte 4 ausgesteift ist. Das Streckmetallbauelement 2 weist jedoch durch die im Folgenden noch näher beschriebene Biegung/Faltung an sich bereits eine erhebliche Formsteifigkeit auf.For attachment and support of in FIG. 2 illustrated insulating plate 4 are provided on each other facing side edges of the frame members 18, 20 and the Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 each Crimplaschen 48. A further stiffening of the lattice component 2 can according to one in the central region FIG. 2 attached, not shown stiffening carried out, which is also attached via Crimplaschen 50, so that the grid element 2 is stiffened by this stiffening element and the insulating plate 4. The expanded metal component 2, however, already has a considerable dimensional stability as a result of the bending / folding described in more detail below.

Figur 3a zeigt eine Draufsicht auf den Heizeinsatz 1 gemäß Figur 1 mit angesetzter Isolierplatte 4, die nur abschnittsweise sichtbar ist. Figur 3b zeigt dabei eine Ansicht von unten auf den Heizeinsatz 1 gemäß Figur 3a. Aus dieser Darstellung geht die Biegekontur des Gitterbauelementes 2 besonders deutlich hervor. Demgemäß werden die beiden Längsholme 12, 14 durch in etwa U-förmiges Umbiegen der Seitenbereiche des Gitterbauelementes 2 ausgebildet, wobei dann die Isolierplatte 4 in den Bereich zwischen Seitenwangen 52, 54 eingesetzt ist, die gemäß Figur 3b die Isolierplatte 4 nach unten hin überstrecken. Die Isolierplatte kann beispielsweise aus Pressglimmer (Mikanit), hitzebeständigem Kunststoff oder einem keramischen Werkstoff hergestellt werden. FIG. 3a shows a plan view of the heating element 1 according to FIG. 1 with attached insulation 4, which is only partially visible. FIG. 3b shows a view from below of the heating element 1 according to FIG. 3a , From this illustration, the bending contour of the lattice component 2 is particularly clear. Accordingly, the two longitudinal beams 12, 14 are formed by approximately U-shaped bending over of the side regions of the lattice component 2, in which case the insulating plate 4 is inserted into the region between side cheeks 52, 54, which according to FIG FIG. 3b the insulating plate 4 overstretch down. The insulating plate can for example made of pressed mica (Micanite), heat-resistant plastic or a ceramic material.

Die drei Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 sind in der Darstellung gemäß Figur 3b zu einer in etwa M-förmigen Struktur gebogen, wobei ein mittlerer Scheitel 56 und zwei seitlich davon, in Figur 3b nach oben orientierte Außenscheitel 58, 60 abgeflacht sind und die sich von den mittleren Scheiteln 56 aus erstreckenden Wandungen V-förmig ausgebildet werden. Die benachbarten Bereiche 62, 64 der Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 sind jeweils nach unten gebogen und enden im Abstand zur Isolierplatte 4. Diese Bereiche sind auch nur rückseitig über den Verbindungsschenkel 30 miteinander verbunden.The three heat stage sections 34, 36, 38 are shown in the illustration FIG. 3b bent into an approximately M-shaped structure, with a central vertex 56 and two laterally thereof, in FIG FIG. 3b Upwardly oriented outer apex 58, 60 are flattened and extending from the central peaks 56 extending walls are V-shaped. The adjacent areas 62, 64 of the heat stage sections 34, 36, 38 are each bent downward and terminate at a distance from the insulating plate 4. These areas are also connected to each other only on the back side via the connecting leg 30.

Wie des Weiteren Figur 3b entnehmbar ist, sind die Längsholme 12, 14 etwas höher als die dazwischen liegenden Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 ausgebildet.As further FIG. 3b can be removed, the longitudinal beams 12, 14 are slightly higher than the intervening Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 is formed.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung auf den in Figur 3a unten liegenden Bereich des Heizeinsatzes 1. Man erkennt die kastenförmigen Längsholme 12, 14 mit den Kontaktzungen 18, 20 und die M-förmig ausgebildeten Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 mit den Kontaktzungen 22, 24, 26, die entsprechend der M-Kontur schräg angestellt sind. Die Scheitel 56 jedes Heizstufenabschnittes 34, 36, 38 liegen flächig auf der Isolierplatte 4 auf und sind mit dieser durch eine geeignete Verbindungstechnik, beispielsweise durch Crimpen, Kleben oder Verrasten verbunden. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung der Isolierplatte 4 mit den Längsholmen 12, 14 über seitlich angesetzte Stützlaschen 66, 68. FIG. 4 shows an enlarged view of the in FIG. 3a It can be seen the box-shaped longitudinal beams 12, 14 with the contact tongues 18, 20 and the M-shaped heating stage sections 34, 36, 38 with the contact tongues 22, 24, 26, which made oblique according to the M-contour are. The vertex 56 of each heat stage section 34, 36, 38 are flat on the insulating plate 4 and are connected to this by a suitable connection technique, for example by crimping, gluing or latching. At the in FIG. 4 illustrated embodiment, the connection of the insulating plate 4 with the longitudinal beams 12, 14 via laterally attached support tabs 66, 68th

Figur 5 zeigt den in den Figuren 1 und 3a oben liegenden Endabschnitt des Gitterbauelementes 2. In dieser Darstellung sieht man ebenfalls deutlich das nach unten offene U-Profil der Längsholme 12, 14 und den entsprechend der Heizstufenabschnitte 34, 36, 38 gebogenen Verbindungsschenkel 30, über den die Heizstufen mit Masse verbunden sind. FIG. 5 shows the in the FIGS. 1 and 3a In this illustration, one also clearly sees the downwardly open U-profile of the longitudinal bars 12, 14 and the connecting leg 30 bent according to the heating stage sections 34, 36, 38, via which the heating stages are connected to ground.

Das anhand der Figuren 1 bis 5 erläuterte Gitterbauelement 2 lässt sich äußerst einfach als Streckmetallbauelement herstellen, wobei die lichte Weite der Maschen 16 in großem Umfang variabel gewählt werden kann, so dass die Geometrie im Hinblick auf die Optimierung der Wärmeaustauschfläche und des Durchflussquerschnittes sehr flexibel an unterschiedliche Bedingungen angepasst werden kann. Da jeder Heizeinsatz lediglich aus zwei Bauelementen besteht, ist der Montageaufwand gegenüber den eingangs beschriebenen Lösungen mit einer Vielzahl von Bauelementen minimal, so dass die Heizvorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad ausführbar und zudem noch mit geringen Kosten realisierbar ist.That on the basis of FIGS. 1 to 5 explained lattice element 2 can be extremely easy to produce as expanded metal element, the inside width of the mesh 16 in can be variably selected to a large extent, so that the geometry with regard to the optimization of the heat exchange surface and the flow cross-section can be adapted very flexibly to different conditions. Since each heater only consists of two components, the assembly effort compared to the solutions described above with a variety of components is minimal, so that the heater with a high efficiency executable and also can be implemented at low cost.

Das beschriebene Streckmetallbauelement 2 ist aus Edelstahl oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, prinzipiell kann auch ein Material mit PTC-Eigenschaften verwendet werden.The described expanded metal component 2 is made of stainless steel or an aluminum alloy, in principle, a material with PTC properties can be used.

Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Gitterbauelement durch Strecken hergestellt. Die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf dieses Herstellverfahren beschränkt sondern umfasst auch Ausführungsbeispiele bei denen das Gitterelement, insbesondere dessen Maschen auf andere Weise, beispielsweise durch Stanzen, Ätzen, Laserschneiden oder dergleichen ausgebildet werden. Prinzipiell ist es auch möglich das Gitterbauelement als Drahtgewirk herzustellen. Unter dem Begriff "Maschen" ist dabei ein Ausnehmungsmuster zu verstehen, das den Durchflussquerschnitt für das zu erwärmende Medium oder den elektrischen Stromfluss bestimmt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind die Maschen 16 rautenförmig ausgebildet. Selbstverständlich können auch andere Geometrien, wie beispielsweise Langlöcher, Kreiskonturen, elliptische Konturen etc. verwendet werden.In the above-described embodiment, the lattice member is made by stretching. However, the invention is by no means limited to this manufacturing method but also includes embodiments in which the grid element, in particular its meshes are formed in other ways, for example by punching, etching, laser cutting or the like. In principle, it is also possible to produce the lattice component as Drahtgewirk. The term "mesh" is to be understood as a recess pattern that determines the flow cross section for the medium to be heated or the electric current flow. According to the embodiment FIG. 1 are the mesh 16 diamond-shaped. Of course, other geometries, such as elongated holes, circle contours, elliptical contours, etc. may be used.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die beiden Längsholme 12, 14 einstückig mit dem Verbindungsschenkel 30 und den Heizstufenabschnitten 34, 36, 38 ausgebildet. Zur Vermeidung von Materialverschnitt kann es vorteilhaft sein, die beiden Längsholme 12, 14 getrennt von den Heizstufenabschnitten 34, 36, 38 zu fertigen und dann zu montieren. Diese Variante ist insbesondere bei Streckmetall interessant.In the described embodiment, the two longitudinal beams 12, 14 are formed integrally with the connecting leg 30 and the heat stage sections 34, 36, 38. To avoid material waste, it may be advantageous to manufacture the two longitudinal bars 12, 14 separately from the heat stage sections 34, 36, 38 and then to assemble. This variant is particularly interesting in expanded metal.

Figur 6 zeigt drei mögliche Varianten, um Maschen 16 auszubilden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6a ist eine Maschenform dargestellt die derjenigen aus Figur 1 entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Richtung des elektrischen Stromflusses mit dem Pfeil I angedeutet. Dabei ist die Orientierung der Maschen 16 und deren Geometrie so gewählt, dass der Abstand A zwischen den in Stromflussrichtung I nebeneinander liegenden Maschen 16 etwa das Doppelte der Stegbreite d, gemessen schräg oder quer zur Stromflussrichtung I beträgt. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich an stromdurchflossenen "Engstellen", welche zudem nicht im Luftstrom liegen oder nicht durchströmt werden sogenannte "Hotspots" ausbilden, die zu einem Überhitzen des Gitterbauelementes und damit zum Durchbrennen der Heizvorrichtung führen können. FIG. 6 shows three possible variants to form stitches 16. In the embodiment according to FIG. 6a is a mesh representing the one out FIG. 1 equivalent. In this embodiment, the direction of the electrical current flow indicated by the arrow I. In this case, the orientation of the mesh 16 and its geometry is selected so that the distance A between the adjacent in the current flow direction I mesh 16 is about twice the ridge width d, measured obliquely or transversely to the current flow direction I. In this way it is prevented that so-called "hotspots" form at current-traversed "bottlenecks", which are also not in the air flow or do not flow through, which can lead to overheating of the grid component and thus to the burning out of the heating device.

In Figur 6b ist eine Variante eines Gitterbauelementes gezeigt, bei dem die Maschen 16 nicht rautenförmig sondern länglich mit abgerundeten Stirnflächenabschnitten ausgeführt sind. Auch bei dieser Variante ist die vorbeschriebene Empfehlung zur Vermeidung von Hotspots berücksichtigt: Der Abstand A benachbarter Maschen 16 in Stromflussrichtung I ist in etwa doppelt so groß wie die Stegbreite d zwischen quer zur Stromflussrichtung liegenden Maschen 16. Durch die verhältnismäßig breiten Abschnitte A wird die Ausbildung derartiger Hotspots erheblich erschwert.In FIG. 6b a variant of a lattice component is shown, in which the mesh 16 are not rhombic but elongated with rounded end surface portions. The above-described recommendation for avoiding hotspots is also taken into account in this variant: The spacing A of adjacent meshes 16 in the direction of current flow I is approximately twice as large as the web width d between meshes 16 located transversely to the direction of current flow. The relatively wide sections A form the formation Such hotspots considerably more difficult.

Die in Figur 6a, b gezeigten Ausführungsbeispiele werden vorzugsweise durch Strecken, Stanzen, Ätzen oder Laserschneiden hergestellt. Figur 6 zeigt dagegen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Maschen 16 als Drahtgewirk oder Gewirk aus einem Material mit PTC-Eigenschaften ausgeführt ist. Eine derartige Konstruktion lässt sich aufgrund der hohen Flexibilität sehr einfach an unterschiedliche Geometrien anpassen. Wie in Figur 6c angedeutet, sind die Maschen 16 durch als Gewirk verbundene Drähte D1, D2, D3, D4... ausgebildet, die sich wechselweise Umschlingen, so dass sich das dargestellte rautenförmige Gewirk ergibt.In the FIG. 6a, b Embodiments shown are preferably prepared by stretching, stamping, etching or laser cutting. FIG. 6 on the other hand shows an embodiment in which the mesh 16 is designed as Drahtgewirk or knitted fabric made of a material with PTC properties. Such a construction can be very easily adapted to different geometries due to the high flexibility. As in FIG. 6c indicated, the mesh 16 are formed by connected as a knit wires D1, D2, D3, D4 ..., which alternately wrap, so as to give the illustrated diamond-shaped knit.

Derartige Gitterbauelemente müssen jedoch nicht notwendigerweise von dem aufzuwärmenden Medium durchströmt werden. Bei einer Variante der Erfindung ist es auch vorgesehen, die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Gitterbauelemente vollflächig - beispielsweise durch Umspritzen - in Kunststoff einzubetten, so dass das aufzuwärmende Medium das Gitterbauelement um- oder anströmt. Eine derartige Umspritzheizung kann beispielsweise als Winterheizung für Dieselkraftstoff oder wässrige Harnstofflösung oder als Blowby-Heizelement verwendet werden.However, such grating components do not necessarily have to be flowed through by the medium to be heated. In a variant of the invention, it is also provided in the FIGS. 1 to 6 shown lattice components over the entire surface - embed in plastic, for example by encapsulation, so that the medium to be heated around the lattice component or flows. Such Umspritzheizung can be used for example as a winter heating for diesel fuel or aqueous urea solution or as a blow-by heating element.

Anhand der Figuren 7 bis 9 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung beschrieben, wobei diese für einen Wäschetrockner oder dergleichen vorgesehen ist. Herkömmlicher Weise sind bei derartigen Wäschetrocknern Heizelemente vorgesehen, bei denen Heizdrähte um einen Mikanitstreifen gewickelt oder im "Zickzack" geführt werden. Von der Anmelderin wird eine Heizvorrichtung für einen Wäschetrockner vertrieben, bei der Flachdrähte hochkant um den Mikanitstreifen gewickelt werden. Obwohl sich diese Konstruktion in der Praxis vielfach bewährt hat, kann die Bildung von Hotspots nicht vollständig ausgeschlossen werden. Durch die erfindungsgemäße Gitterstruktur können jedoch Heizvorrichtungen für die vorgenannten Verwendungszwecke ausgeführt werden, bei denen derartige Hotspots vermieden werden, so dass die thermische Oberflächenbelastung vergleichmäßigt wird. Die vorbeschriebenen Gitterstrukturen weisen des Weiteren eine höhere Festigkeit auf, so dass die Heizvorrichtung im Unterschied zu dem vorbeschriebenen bekannten Drahtwickel- oder Zick-Zack-Konstruktionen mit einer höheren Steifigkeit ausgeführt werden kann.Based on FIGS. 7 to 9 another embodiment of a heating device is described, which is provided for a tumble dryer or the like. Conventionally, in such clothes dryers heating elements are provided in which heating wires are wound around a Mikanitstreifen or performed in a "zigzag". By the Applicant, a heating device for a tumble dryer is sold in which flat wires are wound edgewise around the Mikanitstreifen. Although this construction has been proven in practice many times, the formation of hotspots can not be completely excluded. By virtue of the grid structure according to the invention, however, it is possible to carry out heating devices for the aforementioned purposes in which such hotspots are avoided, so that the thermal surface load is made uniform. The above-described grating structures further have a higher strength, so that the heater can be made with a higher rigidity unlike the above-described known wire wound or zig-zag designs.

Figur 7 zeigt die Heizvorrichtung in einer dreidimensionalen Darstellung, Figur 8 eine Explosionsdarstellung einer derartigen Heizvorrichtung und Figur 9 das Detail A der Heizvorrichtung aus Figur 7. FIG. 7 shows the heater in a three-dimensional representation, FIG. 8 an exploded view of such a heater and FIG. 9 the detail A of the heater off FIG. 7 ,

Eine derartige Heizvorrichtung eines Wäschetrockners hat einen Heizeinsatz 1, bei dem das Widerstandselement und die Wärmeaustauschfläche wiederum einstückig als Gitterbauelement 2 ausgeführt sind. Dieses Gitterbauelement ist streifenförmig ausgebildet, wobei dieser Streifen in einer Zick-Zack-Faltung gebogen ist. Dieses gefaltete Gitterbauelement 2 ist in einer Rahmenkonstruktion 70 aufgenommen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel im Prinzip aus zwei Stirnplatten 72, 74, zwei dazwischen liegenden Stützbändern 76, 78 und zwei lediglich in Figur 8 dargestellten Deckplatten 80, 82 besteht.Such a heating device of a clothes dryer has a heating insert 1, in which the resistance element and the heat exchange surface are in turn made in one piece as a grid component 2. This lattice component is strip-shaped, this strip being bent in a zig-zag fold. This folded grid element 2 is received in a frame structure 70, which in the illustrated embodiment in principle of two end plates 72, 74, two intermediate support bands 76, 78 and two only in FIG. 8 shown cover plates 80, 82 consists.

Die Elemente der Rahmenkonstruktion 70 dienen neben der Aufnahme und Positionierung des Gitterbauelementes 2 auch zur Luftführung und zur elektrischen wie thermischen Isolation.The elements of the frame structure 70 serve in addition to the recording and positioning of the lattice component 2 also for air flow and for electrical and thermal insulation.

Die Stirnplatten 72, 74 und Deckplatten 80, 82 bilden einen Luftkanal, durch welchen im Verbau im Wäschetrockner die zu erwärmende Luft geleitet wird. Nach außen wird eine thermische Isolation (Abkopplung) von den weiteren, meist metallischen Elementen der Luftführung im Wäschetrockner erreicht.The end plates 72, 74 and cover plates 80, 82 form an air duct through which the air to be heated is passed in the installation in the tumble dryer. To the outside, a thermal insulation (decoupling) of the other, mostly metallic elements of the air duct in the tumble dryer is achieved.

Als Materialien für die Rahmenkonstruktion 70 können z.B. Pressglimmer (Mikanit), hitzebeständige Kunststoffe oder keramische Materialien verwendet werden.As materials for the frame construction 70, e.g. Mica, heat-resistant plastics or ceramic materials.

An den beiden Endabschnitten des zick-zack-förmig gefalteten Gitterbauelementes 2 sind jeweils zwei Kontaktzungen 18, 20 zur Kontaktierung ausgebildet. Gemäß der Darstellung in Figur 7 durchsetzen diese Kontaktzungen 18, 20 (in Figur 7 nicht sichtbar) die jeweils zugeordnete Stirnplatte 72, 74 und sind dann mit Stromzuführungen 84, 86 kontaktiert. In entsprechender Weise sind auch die Stützbänder 76, 78 und die Deckplatten 80, 82 mit Laschenpaaren 84, 86 ausgeführt, die entsprechende Ausnehmungen der jeweiligen Stirnplatte 72, 74 durchsetzen.At the two end portions of the zig-zag folded lattice component 2 two contact tongues 18, 20 are formed for contacting. As shown in FIG. 7 enforce these contact tongues 18, 20 (in FIG. 7 not visible) the respectively associated end plate 72, 74 and are then contacted with power supply lines 84, 86. In a corresponding manner, the support bands 76, 78 and the cover plates 80, 82 are executed with pairs of tabs 84, 86, the corresponding recesses of the respective end plate 72, 74 prevail.

Gemäß Figur 8 hat jedes der Stützbänder 76, 78 eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Ausnehmungen 89, deren Geometrie so gewählt ist, dass diese Stützbänder 76, 78 von den Außenscheiteln 58 her auf die Zick-Zack-Faltung des Gitterbauelementes aufgesetzt werden können, so dass die scheitelseitigen Endabschnitte dieses Gitterbauelementes 2 das jeweils zugeordnete Stützband 76, 78 durchsetzen, so dass die Scheitel 58 in der Darstellung gemäß Figur 7 nach oben bzw. nach unten aus dem im Parallelabstand verlaufenden Stützbändern 76, 78 herausragen. Eine weitere Versteifung dieser Konstruktion erfolgt über seitlich angesetzte Stützelemente 88, 90, die von den Deckplatten 80, 82 überdeckt werden.According to FIG. 8 each of the support bands 76, 78 has a plurality of adjacent recesses 89 whose geometry is selected so that these support bands 76, 78 can be placed from the outer vertices 58 on the zig-zag fold of the lattice component, so that the vertex-side end portions this lattice component 2, the respectively associated support belt 76, 78 enforce, so that the apex 58 in the illustration according to FIG. 7 up or down from the parallel spaced support bands 76, 78 protrude. A further stiffening of this construction via laterally attached support members 88, 90, which are covered by the cover plates 80, 82.

Gemäß der Detaildarstellung in Figur 9 ist das Gitterbauelement in der vorbeschriebenen Weise mit einer Vielzahl von Maschen 16 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Orientierung der Zick-Zack-Faltung des Gitterbauelementes 2 so, dass die Außenscheitel 58 in etwa parallel zu der in den Figuren 7 und 9 dargestellten Hauptanströmrichtung verlaufen. D. h., bei dieser Relativanordnung liegen Stirnkanten 92 des Gitterbauelements 2 quer zu dem eintretenden Luftstrom, so dass über die Maschen 16 entsprechend ein Queraustausch (quer zur Durchströmungsrichtung) erfolgt.According to the detailed representation in FIG. 9 For example, the grid component is formed with a plurality of meshes 16 in the manner described above. In this embodiment, the orientation of the zig-zag fold of the lattice component 2 is such that the outer apex 58 is approximately parallel to the in the FIGS. 7 and 9 shown main flow direction. D. h., In this relative arrangement are end edges 92 of the grid element 2 transversely to the incoming air flow, so that via the mesh 16 according to a cross-exchange (transverse to the flow direction) takes place.

In den Figuren 10 und 11 ist eine Variante des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels gezeigt. Dabei ist das Gitterbauelement 2 ebenfalls in einer Rahmenkonstruktion 70 gehalten, der im Prinzip aus zwei Stirnplatten 72, 74 und zwei Deckplatten 80, 82 besteht, die jeweils über zwei Laschenpaare 86 miteinander verbunden sind. Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Gitterbauelement 2 jedoch in dieser Rahmenkonstruktion derart angeordnet, dass die Außenscheitel 58 in Strömungsrichtung anströmseitig bzw. abströmseitig liegend ausgeführt sind und somit in der Darstellung gemäß den Figuren 10 und 11 in der Vertikalen verlaufen, während sie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 7 bis 9 parallel zur Strömungsrichtung angeordnet sind. D. h., beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 10 und 11 liegen die Deckbleche 80, 82 auf den in Figur 9 gezeigten Stirnkanten 92 auf. Diese Konstruktion ist wesentlich formstabiler als diejenige in den Figuren 7 bis 9, so dass auf die Stützbänder 76, 78 verzichtet werden kann. Auch bei dieser Variante ist das Gitterbauelement wiederum mit einer Vielzahl von Maschen 16 ausgebildet, die von den zu erwärmenden Medien durchströmt werden. In der Darstellung gemäß Figur 11 ist die oben liegende Deckplatte 80 weggelassen, so dass die Stirnkanten 92 sichtbar sind.In the Figures 10 and 11 a variant of the above-described embodiment is shown. In this case, the lattice component 2 is also held in a frame construction 70, which consists in principle of two end plates 72, 74 and two cover plates 80, 82, which are each connected via two pairs of tabs 86 with each other. In contrast to the above-described embodiment, however, the grating component 2 is arranged in this frame construction such that the outer vertices 58 are designed to lie in the flow direction upstream or downstream and thus in the illustration according to FIGS Figures 10 and 11 in the vertical, while in the embodiment described above according to the FIGS. 7 to 9 are arranged parallel to the flow direction. D. h., In the embodiment according to the Figures 10 and 11 the cover plates 80, 82 lie on the in FIG. 9 shown end edges 92. This construction is much more dimensionally stable than that in the FIGS. 7 to 9 , so that the support bands 76, 78 can be dispensed with. In this variant too, the lattice component is again formed with a multiplicity of meshes 16, through which the media to be heated flow. In the illustration according to FIG. 11 the top cover plate 80 is omitted, so that the end edges 92 are visible.

Wie bereits erwähnt, können die Maschen 16 des erfindungsgemäßen Gitterbauelements 2 als Streckmetallbauelement, durch Stanzen, Laserschneiden, Ätzen, als Gewirk oder in sonstiger geeigneter Weise hergestellt werden. Durch das mit einer Vielzahl von Maschen 16 ausgeführte Gitterbauelement 2 lassen sich die zu Ausfällen führenden Hotspots vermeiden, wobei durch geeignete Faltung des Gitterbauelementes 2 eine hohe Eigensteifigkeit bereitgestellt werden kann. Die erfindungsgemäßen Gitterbauelemente 2 zeichnen sich durch eine drastische Erhöhung des Widerstandes gegenüber den herkömmlichen Heizelementen aus. Des Weiteren lässt sich durch diese gitterförmige Struktur die thermische Oberflächenbelastung der Heizvorrichtung gegenüber dem Stand der Technik vergleichmäßigen.As already mentioned, the meshes 16 of the lattice component 2 according to the invention can be produced as an expanded metal component by punching, laser cutting, etching, knitted or in any other suitable manner. By carrying out with a plurality of meshes 16 grid component 2, the leading to failures hotspots can be avoided, with a high inherent rigidity can be provided by suitable folding of the lattice component 2. The lattice components 2 according to the invention are distinguished by a drastic increase in the resistance compared with the conventional heating elements. Furthermore, this grid-shaped structure makes it possible to even out the thermal surface load of the heating device compared to the prior art.

Die Gitterbauelemente 2 der Figuren 7 bis 11 sind zeichnerisch bedingt nur teilweise mit Maschen 16 dargestellt.The lattice components 2 of the FIGS. 7 to 11 are due to the drawing only partially shown with stitches 16.

Es ist jedoch generell möglich, im Durchströmungsquerschnitt durch Entfall der Maschen 16 in verschiedenen Bereichen der Gitterbauelemente 2 unterschiedliche Temperaturzonen darzustellen. Ähnliches kann auch durch unterschiedliche Maschenweiten erreicht werden. Dies gilt für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele.However, it is generally possible to represent 2 different temperature zones in the flow cross-section by eliminating the mesh 16 in different areas of the lattice components. The same can be achieved by different mesh sizes. This applies to all described embodiments.

Anhand der Figuren 12 und 13 wird eine weitere Möglichkeit der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung erläutert. Figur 12 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Heizeinsatzes, der für die gleichen Anwendungen wie die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann (Zuheizer, Trockner, etc.). Der in Figur 12 dargestellte Heizeinsatz 1 hat drei Gitterbauelemente 2a, 2b, 2c mit jeweils im Wesentlichen identischem Aufbau, die jeweils mit einer sickenartigen Verstärkung/Versteifung 94 versehen sind und von einem gemeinsamen Rahmen 96 gehalten werden. Jede der Versteifungen 94 hat beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 eine in etwa kreuzförmige Grundstruktur. Dabei verlaufen Kreuzrippen 98, 100 in etwa als Diagonale des rechteckförmigen Gitterbauelementes 2, die in einen mittigen Verstärkungsring 102 enden. Jedes der Gitterbauelemente 2 ist wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen mit Maschen 16 versehen, die durch Strecken, Stanzen, Ätzen, Laserschneiden, etc. ausgebildet werden. Die sickenförmige Versteifung 94 wird vorzugsweise nach oder bei der Ausbildung der Maschen 16 durch Umformen, beispielsweise Prägen oder Tiefziehen geformt. Anstelle der beschriebenen Geometrie kann - wie auch anhand Figur 13 erläutert wird - selbstverständlich auch eine andere Geometrie gewählt werden, um die die erforderliche Steifigkeit zu erzielen. Die vorbeschriebene Ausgestaltung mit geprägten Versteifungen 94 ermöglicht es, das Gitterbauelement mit minimaler Wandstärke im Leichtbau auszuführen, wobei die Festigkeit durch die Versteifung 94 derjenigen massiverer Gitterbauelemente gleichkommt.Based on Figures 12 and 13 another possibility of forming a heating device according to the invention will be explained. FIG. 12 shows a three-dimensional representation of a heating insert, which can be used for the same applications as the above-described embodiments (heater, dryer, etc.). The in FIG. 12 shown heater insert 1 has three grid elements 2a, 2b, 2c, each having a substantially identical structure, which are each provided with a bead-like reinforcement / stiffener 94 and held by a common frame 96. Each of the stiffeners 94 has in the embodiment according to FIG. 12 a roughly cross-shaped basic structure. In this case, cross ribs 98, 100 extend approximately as a diagonal of the rectangular grid component 2, which ends in a central reinforcing ring 102. Each of the grid components 2 is provided with meshes 16 as in the above-described embodiments, which are formed by stretching, punching, etching, laser cutting, etc. The bead-shaped reinforcement 94 is preferably formed after or during the formation of the mesh 16 by forming, for example embossing or deep drawing. Instead of the described geometry can - as well as based FIG. 13 of course, another geometry can be chosen to achieve the required rigidity. The above-described embodiment with embossed stiffeners 94 makes it possible to carry out the lattice component with a minimal wall thickness in lightweight construction, wherein the strength through the stiffening 94 equals that of more massive lattice components.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen 96 vorzugsweise durch Spritzgießen ausgebildet. Dabei werden die drei vorgefertigten Gitterbauelemente 2a, 2b, 2c in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und dann umspritzt, so dass ein zuverlässige Lagepositionierung gewährleistet ist. Die Durchströmung der Gitterbauelemente erfolgt dann in etwa senkrecht zur Großfläche des derart ausgebildeten Heizeinsatzes 1.In the illustrated embodiment, the frame 96 is preferably formed by injection molding. The three prefabricated lattice elements 2a, 2b, 2c are inserted into the injection mold and then encapsulated, so that a Reliable positional positioning is guaranteed. The flow through the lattice components then takes place approximately perpendicular to the large surface of the heating insert 1 thus formed.

Anhand Figur 13 werden weitere Details dieses Ausführungsbeispiels erläutert.Based FIG. 13 Further details of this embodiment will be explained.

In Figur 13a sind drei Gitterbauelemente 2a, 2b, 2c schematisch dargestellt, wobei bei dieser Variante eine kreuzförmige Versteifung 94 mit Kreuzrippen 98, 100 vorgesehen ist. Wie bei der Variante gemäß Figur 12 ist die Versteifung 94 nach Ausbildung der Maschen 16 durch Prägen oder dergleichen ausgebildet. Eine Besonderheit der dargestellten Variante besteht darin, dass die Gitterbauelemente 2a, 2b, 2c mit jeweils einem Anschluss 104a, 104b, 104c ausgeführt sind, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Winkelkontaktbahnen ausgeführt sind, wobei deren Endabschnitte im Parallelabstand verlaufen. Die Gitterbauelemente 2a, 2b, 2c haben des Weiteren einen gemeinsamen Nullleiter 106 (Minuspol), der beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Seitenkante 108 des jeweiligen Gitterbauelementes 2a, 2b, 2c kontaktiert ist, die derjenigen Seitenkante gegenüberliegt, die mit den Anschlüssen 104a, 104b, 104c verbunden ist. Dementsprechend können dann der Nullleiter 106 (Minuspol) und die Anschlüsse 104 (Pluspol) im Parallelabstand zueinander verlaufen.In FIG. 13a three lattice components 2a, 2b, 2c are shown schematically, wherein in this variant, a cross-shaped stiffener 94 with cross ribs 98, 100 is provided. As with the variant according to FIG. 12 the stiffener 94 is formed by forming the stitches 16 by embossing or the like. A special feature of the variant shown is that the grating components 2a, 2b, 2c are each designed with a connection 104a, 104b, 104c, which are designed as angle contact paths in the illustrated embodiment, wherein the end portions extend at a parallel distance. The lattice components 2a, 2b, 2c furthermore have a common neutral conductor 106 (negative pole), which in the illustrated embodiment is in contact with the side edge 108 of the respective lattice component 2a, 2b, 2c, which lies opposite that side edge which is connected to the terminals 104a, 104b, 104c is connected. Accordingly, the neutral conductor 106 (negative pole) and the terminals 104 (positive pole) can then run parallel to each other.

Eine derartige Kontur lässt sich einstückig durch Stanzen, Laserschneiden oder dergleichen ausbilden, wobei mittels eines Folgewerkzeugs auch die Versteifung 94 ausgeformt werden kann.Such a contour can be integrally formed by punching, laser cutting or the like, wherein the stiffener 94 can be formed by means of a follower tool.

Diese einstückige Kontur wird dann - wie bereits angedeutet - in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und dann mit dem Rahmen 96 umspritzt (siehe Figur 13b). Dieser ist derart ausgebildet, dass die Endabschnitte der Anschlüsse 104a, 104b, 104c und der Nullleiter 106 aus einer Seitenkante des rechteckförmigen Rahmens 96 auskragen und an die Stromversorgung angeschlossen werden können, so dass drei Heizkreise 2a, 2b, 2c wahlweise zugeschaltet werden können.This one-piece contour is then - as already indicated - placed in an injection mold and then encapsulated with the frame 96 (see FIG. 13b ). This is designed such that the end portions of the terminals 104a, 104b, 104c and the neutral conductor 106 protrude from a side edge of the rectangular frame 96 and can be connected to the power supply, so that three heating circuits 2a, 2b, 2c can optionally be switched on.

Die elektrische Kontaktierung kann anstelle durch die einstückig mit dem Gitterbauelement 2 ausgebildeten Kontaktbahnen auch durch geeignet angeschlossene Kabel oder Litzen erfolgen.The electrical contact can be made instead of the integrally formed with the grid component 2 contact paths by suitably connected cables or strands.

Der Heizeinsatz 1 mit den drei Gitterbauelementen 2a, 2b, 2c wird dann beispielsweise in einen Luftkanal eines Trockners oder eines Zuheizers oder dergleichen eingesetzt. Die Geometrie des Rahmens 96 kann dabei durch entsprechende Auslegung des Spritzgießwerkzeugs auf einfache Weise an die jeweiligen Verhältnisse angepasst werden.The heating element 1 with the three grid components 2a, 2b, 2c is then used for example in an air duct of a dryer or an auxiliary heater or the like. The geometry of the frame 96 can be adapted by appropriate design of the injection mold in a simple manner to the respective conditions.

Selbstverständlich kann eine Aussteifung des Gitterbauelementes 2 über die Versteifung 94 auch bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen werden. Prinzipiell ist es auch möglich, das mit einer Versteifung 94 ausgeführte Gitterbauelement 2 wiederum in geeigneter Weise zu falten, um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern.Of course, a stiffening of the grid component 2 can be provided on the stiffening 94 in the above-described embodiments. In principle, it is also possible to fold the grating component 2, which is designed with a reinforcement 94, in a suitable manner, in order to increase the heat exchange surface.

Wie erwähnt, ist die erfindungsgemäße Heizeinrichtung sowohl im Niedervolt- als auch im Hochvoltbereich (>400 Volt) einsetzbar. Durch die über die Gitterform erheblich vergrößerte wirksame Länge der Heizelemente wird der elektrische Widerstand gegenüber herkömmlichen Lösungen deutlich vergrößert, wobei bei Vergleichsversuchen der elektrische Widerstand eines Gitterbauelementes in etwa bei 0,44 Ohm lag, während ein mit gleicher Fläche und Materialstärke jedoch nicht in Gitterbauweise ausgeführtes Heizelement einen wesentlich geringeren Widerstand von etwa 0,01 Ohm aufwies - der Widerstand konnte somit um das 44-fache vergrößert werden.As mentioned, the heating device according to the invention can be used both in the low-voltage and in the high-voltage range (> 400 volts). Due to the lattice shape significantly increased effective length of the heating elements of the electrical resistance compared to conventional solutions is significantly increased, wherein in comparative experiments, the electrical resistance of a lattice device was about 0.44 ohms, while one with the same surface and material strength but not in lattice construction Heating element had a much lower resistance of about 0.01 ohms - the resistance could thus be increased by 44 times.

Offenbart ist eine Heizvorrichtung mit zumindest einem elektrischen Widerstandselement, das in Gitterbauweise hergestellt ist. Offenbart sind des Weiteren ein Zuheizer, ein Trockner und eine Umspritzheizung mit einer derartigen Heizvorrichtung.Disclosed is a heating device with at least one electrical resistance element which is produced in lattice construction. Furthermore, a heater, a dryer and an overmolding heater with such a heating device are disclosed.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Heizeinsatzheater
22
Gitterbauelementgrating device
44
Isolierplatteinsulation
66
Heizstufeheating stage
88th
Heizstufeheating stage
1010
Heizstufeheating stage
1212
Längsholmlongitudinal beam
1414
Längsholmlongitudinal beam
1616
Maschenmesh
1818
Kontaktzungecontact tongue
2020
Kontaktzungecontact tongue
2222
Kontaktzungecontact tongue
2424
Kontaktzungecontact tongue
2626
Kontaktzungecontact tongue
2828
U-RahmenU-frame
3030
Verbindungsschenkelconnecting leg
3434
HeizstufenabschnittHeizstufenabschnitt
3636
HeizstufenabschnittHeizstufenabschnitt
3838
HeizstufenabschnittHeizstufenabschnitt
4040
Anschlussbereichterminal area
4242
Anschlussbereichterminal area
4444
Anschlussbereichterminal area
4646
Biegelinieelastic line
4848
CrimplascheCrimplasche
5050
CrimplascheCrimplasche
5252
Seitenwangeside cheek
5454
Seitenwangeside cheek
5656
Scheitelvertex
5858
Außenscheiteloutside peak
6060
Außenscheiteloutside peak
6262
benachbarte Bereicheneighboring areas
6464
benachbarte Bereicheneighboring areas
6666
Stützlaschesupport tab
6868
Stützlaschesupport tab
7070
Rahmenkonstruktionframe construction
7272
Stirnplattefaceplate
7474
Stirnplattefaceplate
7676
Stützbandsupport band
7878
Stützbandsupport band
8080
Deckplattecover plate
8282
Deckplattecover plate
8484
Laschenpaarpair of tabs
8686
Laschenpaarpair of tabs
8888
Stützelementsupport element
8989
Ausnehmungrecess
9090
Stützelementsupport element
9292
Stirnkantefront edge
9494
Versteifungstiffening
9696
Rahmenframe
9898
Kreuzrippecross rib
100100
Kreuzrippecross rib
102102
Verstärkungsringreinforcement ring
104104
Anschlussconnection
106106
NullieiterNullieiter
108108
Seitenkanteside edge

Claims (14)

Heizvorrichtung mit zumindest einem elektrischen Widerstandselement, dessen bei Bestromung abgegebene Wärmeenergie mittels einer Wärmeaustauschfläche an ein zu heizendes Medium abgebbar ist, wobei das Widerstandselement mit einer Wärmeaustauschfläche und, als Gitterbauelement (2) mit einer Vielzahl von vom Medium durch- oder umströmten Maschen (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass, das Gitterbauelement (2) mit zumindest einer Versteifung (94) versehen ist, die vorzugsweise durch Falten, Prägen, Tiefziehen oder dergleichen ausgebildet ist.Heating device with at least one electrical resistance element whose heat energy emitted during energization can be delivered to a medium to be heated by means of a heat exchange surface, the resistance element having a heat exchange surface and, as a lattice component (2) having a multiplicity of meshes (16) through which the medium flows. is formed, characterized in that, the grid component (2) is provided with at least one stiffener (94), which is preferably formed by folding, embossing, deep drawing or the like. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei das Gitterbauelement (2) etwa in einer Zick-Zack-Faltung geformt ist.Heating device according to claim 1, wherein the grid component (2) is shaped approximately in a zig-zag fold. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei das Gitterbauelement (2) etwa M-förmig gefaltet ist, wobei vorzugsweise Scheitel (56, 58) der M-förmigen Struktur abgeflacht sind und/oder Außenscheitel (58) und Scheitel (56) wechselweise abgeflacht sind.Heating device according to claim 1, wherein the grid component (2) is folded approximately M-shaped, preferably vertex (56, 58) of the M-shaped structure are flattened and / or outer apex (58) and apex (56) alternately flattened. Heizvorrichtung nach ein Patentanspruch2 oder 3, wobei Scheitel (58) der Faltung in Strömungsrichtung gesehen anströmseitig bzw. abströmseitig angeordnet sind.Heating device according to claim 2 or 3, wherein vertexes (58) of the fold are arranged on the inflow side or outflow side, as seen in the flow direction. Heizvorrichtung nach Patentanspruch2 oder 3, wobei Scheitel (58) der Faltung parallel zur Hauptströmungsrichtung angeordnet sind.A heater according to claim 2 or 3, wherein crests (58) of the convolution are arranged parallel to the main flow direction. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Abstand (A) benachbarter Maschen (16) größer, vorzugsweise doppelt so groß ist, wie eine Stegbreite (d) zwischen zwei etwa quer zum Stromfluss (I) liegenden benachbarten Maschen (16).Heating device according to one of the preceding claims, wherein the distance (A) of adjacent mesh (16) is greater, preferably twice as large, as a web width (d) between two approximately transverse to the current flow (I) adjacent mesh (16). Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit mehreren durch Heizstufenabschnitte (34, 36, 38) des Gitterbauelements (2) gebildete Heizstufen (6, 8, 10).Heating device according to one of the preceding claims, comprising a plurality of heating stages (6, 8, 10) formed by heating stage sections (34, 36, 38) of the grid component (2). Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einem mit einem Pol kontaktierten Rahmen (28; 30), der das mit einem anderen Pol kontaktierte Gitterbauelement (2) trägt.Heating device according to one of the preceding claims, comprising a frame (28; 30) in contact with one pole which carries the grid component (2) contacted with another pole. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 8, wobei in Verlängerung der Heizstufenabschnitte (34, 36, 38) Kontaktzungen (22, 24, 26) ausgebildet sind, wobei vorzugsweise die Kontaktzungen (22, 24, 26) aller Heizstufenabschnitte (34, 36, 38) zur gleichen Rahmenseite hin orientiert sind.Heating device according to claim 8, wherein in extension of the Heizstufenabschnitte (34, 36, 38) contact tongues (22, 24, 26) are formed, wherein preferably the contact tongues (22, 24, 26) of all Heizstufenabschnitte (34, 36, 38) to the same Frame side are oriented. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei der Rahmen (28) seitlich des oder der Gitterbauelemente (34, 36, 38) verlaufende Längsholme (12, 14) hat, die von einem Verbindungsschenkel (30) verbunden sind und an denen Kontaktzungen (18, 20) ausgebildet sind.Heating device according to claim 8 or 9, wherein the frame (28) laterally of the or the grid components (34, 36, 38) extending longitudinal beams (12, 14) which are connected by a connecting leg (30) and at which contact tongues (18, 20) are formed. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Gitterbauelement (2) ein Streckgitterbauelement oder ein Gewirk ist oder die Maschen (16) durch Stanzen, Ätzen, Laserschneiden oder dergleichen hergestellt sind.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the grating component (2) is an expanded mesh component or a knitted fabric or the meshes (16) are produced by stamping, etching, laser cutting or the like. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Maschen (16) des Gitterbauelementes (2) sowohl in der Ebene des Widerstandselementes als auch quer dazu verformt sind.Heating device according to one of the preceding claims, wherein the meshes (16) of the lattice component (2) are deformed both in the plane of the resistance element and transversely thereto. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei mehrere Gitterbauelemente (2), die vorzugsweise jeweils eine Heizstufe (6, 8, 10) bilden, in einem gemeinsamen Rahmen (96) angeordnet sind, wobei - vorzugsweise - die Gitterbauelemente (2) in den Rahmen (96) aus Kunststoff eingespritzt sind.Heating device according to one of the preceding claims, wherein a plurality of grid components (2), which preferably each form a heating stage (6, 8, 10) are arranged in a common frame (96), wherein - preferably - the grid components (2) in the frame (96) are injected from plastic. Zuheizer für ein Kraftfahrzeug oder Trockner mit einer Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche.A heater for a motor vehicle or dryer with a heating device according to one of the preceding claims.
EP10006967.3A 2009-07-06 2010-07-06 Heating device Withdrawn EP2287541A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009031890A DE102009031890A1 (en) 2009-07-06 2009-07-06 heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2287541A2 true EP2287541A2 (en) 2011-02-23
EP2287541A3 EP2287541A3 (en) 2013-12-18

Family

ID=42668474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10006967.3A Withdrawn EP2287541A3 (en) 2009-07-06 2010-07-06 Heating device

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2287541A3 (en)
DE (1) DE102009031890A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111615225A (en) * 2019-02-26 2020-09-01 埃贝赫卡腾有限两合公司 PTC heating element and electric heating device having the same
DE102019113518A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Dbk David + Baader Gmbh Fluid heater and process for its manufacture
DE102020123131A1 (en) 2020-09-04 2022-03-10 Dbk David + Baader Gmbh fluid heater

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015101846A1 (en) 2015-02-10 2016-08-11 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Support unit for supporting an exhaust system of a vehicle
DE102016113747A1 (en) 2016-07-26 2018-02-01 Technische Universität Dresden Mikroheizleiter
FR3057815B1 (en) * 2016-10-21 2018-12-07 Valeo Systemes Thermiques ELECTRIC ADDITIONAL HEATING DEVICE
DE102016225462A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Heating device, cooking device with a heating device and method for producing a heating element
DE102017223782A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Heat generating element of an electric heater

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2114860A (en) 1981-11-23 1983-08-24 Metal Deploye Le Electrical resistor of stiffended sheetmetal
EP0350528B1 (en) 1988-07-15 1992-04-01 David & Baader DBK Spezialfabrik elektrischer Apparate und Heizwiderstände GmbH Radiator
DE19932033A1 (en) 1998-07-10 2000-01-13 Kaco Gmbh Co Heating element for use in washing machines, hairdryers etc.
EP1407907B1 (en) 2002-10-07 2007-02-28 Behr GmbH & Co. KG Heat exchange device
EP1967398A1 (en) 2007-03-06 2008-09-10 CEBI S.p.A. Electric heater for vehicle ventilation systems

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1991935A (en) * 1932-03-04 1935-02-19 Expanded Metal Electrical resistance, resistance heater, and the like
GB663999A (en) * 1949-06-02 1951-01-02 Expanded Metal Improvements in or relating to electrical resistance and heater elements
AT210958B (en) * 1958-10-11 1960-09-10 Bbc Brown Boveri & Cie Electrical resistance element made of expanded metal
CA933993A (en) * 1970-12-09 1973-09-18 J. Fedor Robert Electric resistance heating element
DE2533934A1 (en) * 1975-07-30 1977-02-17 Eichenauer Fa Fritz Heating element for fan-assisted air heaters - has metal grilles which are made of resistance material in series coupled strips
GB1523316A (en) * 1975-11-20 1978-08-31 Standard Telephones Cables Ltd Electric resistance heaters
DE102005012731B4 (en) * 2005-03-19 2015-01-08 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg air heater

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2114860A (en) 1981-11-23 1983-08-24 Metal Deploye Le Electrical resistor of stiffended sheetmetal
EP0350528B1 (en) 1988-07-15 1992-04-01 David & Baader DBK Spezialfabrik elektrischer Apparate und Heizwiderstände GmbH Radiator
DE19932033A1 (en) 1998-07-10 2000-01-13 Kaco Gmbh Co Heating element for use in washing machines, hairdryers etc.
EP1407907B1 (en) 2002-10-07 2007-02-28 Behr GmbH & Co. KG Heat exchange device
EP1967398A1 (en) 2007-03-06 2008-09-10 CEBI S.p.A. Electric heater for vehicle ventilation systems

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111615225A (en) * 2019-02-26 2020-09-01 埃贝赫卡腾有限两合公司 PTC heating element and electric heating device having the same
US11678408B2 (en) 2019-02-26 2023-06-13 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg PTC heating element and electrical heating device with such a PTC heating element
DE102019113518A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Dbk David + Baader Gmbh Fluid heater and process for its manufacture
WO2020234305A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Dbk David + Baader Gmbh Fluid heater and method for the production thereof
DE102020123131A1 (en) 2020-09-04 2022-03-10 Dbk David + Baader Gmbh fluid heater

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009031890A1 (en) 2011-01-13
EP2287541A3 (en) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2287541A2 (en) Heating device
EP1061776B1 (en) Heating device specially made for heating air
DE102018108032B4 (en) Emission control device and related control method
DE112019001864T5 (en) Exhaust pipe, device for exhaust gas cleaning and method for producing the cleaning device
EP1327834B1 (en) Radiating element for a heating apparatus
EP2836687A1 (en) Electrical connection of a plurality of sheet metal layers of an electrically heatable honeycomb body, and associated honeycomb body
WO2006012963A1 (en) Heating arrangement with a heating element in particular for a motor vehicle
DE102005026238A1 (en) Electric heater
DE102008003975A1 (en) Heat exchanger fins module, heat exchanger and electric heating module
EP2466222A1 (en) Electric heating device
EP1839920B1 (en) Electrical Heater for a vehicle air conditioning system
WO2019115255A1 (en) Plate-type heat exchanger
EP1933598B1 (en) Electrical heater or supplementary heater, in particular for a heating or air conditioning assembly of a vehicle
WO2003098124A1 (en) Heat exchanger, particularly for a heating or air conditioning unit in a motor vehicle
EP2161514B1 (en) Heat exchanger
DE102010033309A1 (en) Heat exchanger fins module, heat exchanger and electric heating module
DE19804496A1 (en) Electrical resistive heating element for heating medium flowing through body
WO2011101312A2 (en) Heating arrangement
DE102010033310A1 (en) Electric heating module with PTC element for the electrical heating of an air flow
DE202010011016U1 (en) Electric heating module with PTC element for the electrical heating of an air flow
DE102009057749A1 (en) Radiator element for heater, has multiple radiator profile segments with two parallel shanks, where middle part forming radiator surface extends between shanks
DE10208153A1 (en) Apparatus for exchanging heat
DE102016225462A1 (en) Heating device, cooking device with a heating device and method for producing a heating element
WO2021009329A1 (en) Shielding element
EP1885159B1 (en) Electric heating assembly, in particular for a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: DBK DAVID + BAADER GMBH

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F24H 3/04 20060101AFI20131108BHEP

Ipc: H05B 3/24 20060101ALI20131108BHEP

Ipc: B60H 1/22 20060101ALI20131108BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20140619