Elektrische Heizvorrichtung

Abstract

 Elektrische Heizvorrichtung zum Beheizen einer Platte (1) mit Hilfe eines flachen PTC-Widerstands (6). Um eine leichte und sichere Montage des PTC-Widerstandes (6) zu ermöglichen, wird die Heizvorrichtung so aufgebaut,

dass der PTC-Widerstand (6) als flacher, zylindrischer Ring (8) ausgebildet ist, dessen äussere Ringflächen (9, 10) die Anschlusselektroden bilden,

dass in der zu beheizenden Platte (1) eine durchgehende Öffnung (2) angeordnet ist,

dass der PTC-Widerstand (6) mit seiner ersten Anschlusselektrode (9) um die öffnung (2) an der Platte (1) anliegt und

dass durch die Öffnung (7) des PTC-Widerstandes (6) und durch die Öffnung (2) der Platte (1) ein Befestigungsglied (14, 15) geschoben ist, das den PTC-Widerstand (6) auf die Platte (1) drückt.

Die Heizvorrichtung findet zum Beispiel Anwendung zur Beheizung von Aussenspiegeln von Kraftfahrzeugen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung zum Beheizen einer Platte mit Hilfe eines flachen PTC-Widerstands.

[0002] Derartige Heizvorrichtungen sind zum Beispiel für die Beheizung von Außenspiegeln von Kraftfahrzeugen bekannt geworden, vergl. die veröffentlichten Unterlagen der deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 79 19 839 und DE-GM 7929 548. Dort ist ein PTC-Widerstand als selbstregelndes Heizglied mit einer Anschlußelektrode auf einer Wärmeverteilerplatte aufgelötet. Die dortige Wärmeverteilerplatte ist über eine Lötstelle mit einer elektrischen Leitung verbunden, die zum Beispiel mit der Karosserie (Masse) des Kraftfahrzeuges in Verbindung steht. Die andere Anschlußelektrode ist ebenfalls durch Löten mit einer elektrischen Leitung verbunden, die zum Schalter führt, der den Heizstromkreis an die Stromversorgung des Kraftfahrzeuges anschließt. Die Montage dieses PTC-Widerstandes und seiner Anschlüsse ist durch die Lötverbindungen sehr aufwendig. Die Anschlüsse müssen sorgfältig durchgeführt we len, um einen möglichst geringen elektrischen und thermischen übergangswiderstand zu erzielen. Zudem kann es langfristig gesehen in den Lötstellen zu Wärmespannungsrissen kommen.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind des weiteren noch hohlzylinderförmige PTC-Widerstände mit Stromzuführungselektroden an beiden Stirnflächen zu entnehmen, vergl. die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE-OS 14 65 439. Auch Tellerfedern zum Kontaktieren eines flachen, kreisförmigen PTC-Widerstandes innerhalb eines Gehäuses sind bekannt, vergleiche die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE-OS 25 40 029. Hier sind die Andruckkräfte jedoch abhängig von den Maßen des Gehäuses.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine elektrische Heizvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren PTC-Widerstand schnell und sicher - das heißt ohne große elektrische und thermische Widerstände - montiert werden kann.

[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der PTC-Widerstand als flacher zylindrischer Ring ausgebildet ist, dessen äußere Ringflächen die Anschlußelektroden bilden, daß in der zu beheizenden Platte eine durchgehende öffnung angeordnet ist, daß der PTC-Widerstand mit seiner ersten Anschlußelektrode um die öffnung an der Platte anliegt und daß durch die öffnung des PTC-Widerstandes und durch die öffnung der Platte ein Befestigungsglied geschoben ist, das den PTC-Widerstand auf die Platte drückt.

[0006] Die zweite Anschlußelektrode kann dadurch kontaktiert werden, daß das Befestigungsglied ein ringförmiges, elektrisches Kontaktteil auf die zweite Anschlußelektrode des PTC-Widerstandes drückt.

[0007] Eine verbesserte Wärmeverteilung am PTC-Widerstand wird dadurch erzielt, daß das Befestigungsglied ein gelochtes Wärmeverteilerblech auf die zweite Anschlußelektrode drückt. Dabei kann das Kontaktteil entweder selbst als Wärmeverteilerblech ausgebildet sein oder das Kontaktteil ist zwischen dem PTC-Widerstand und dem Wärmeverteilerblech angeordnet.

[0008] Das Befestigungsteil kann mehrteilig ausgebildet sein und zum Beispiel aus einem T-förmigen Federteil mit einem Zapfen und aus einer selbstsichernden, geschlitzten Federringscheibe bestehen, wobei die Federringscheibe unter Zwischenlage der Platte, des PTC-Widerstandes und ggf. des Wärmeverteilerbleches und/oder des Kontaktteiles auf den Zapfen aufgeschoben ist und die aufgeschobenen Teile gegeneinander gepreßt sind.

[0009] Zur Erhöhung der elastischen Andruckkraft kann zwischen den aufgeschobenen Teilen einerseits und der Federringscheibe andererseits ein elastischer Wellring angeordnet sein. Die Erfindung benötigt weder Lötverbindungen zum Anschluß der elektrischen Leitungen an die Elektroden des PTC-Widerstandes noch zur thermischen Kontaktierung zwischen dem PTC-Widerstand und der zu beheizenden Platte. Die Montage kann weitgehend maschinell erfolgen. Dabei können auch größere Toleranzen in den Abmessungen, zum Beispiel in den Dicken, der beteiligten Bauteile leicht ausgeglichen werden, so daß immer eine ausreichende Anpreßkraft zwischen dem PTC-Widerstand und der zu beheizbaren Platte bzw. den elektrischen Anschlußgliedern vorhanden ist.

[0010] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird. Figur 1 zeigt die Einzelteile einer Heizvorrichtung, wie sie vor der Montage zwischen einem Unter- und einem Oberstempel einer Montagepresse angeordnet werden.

[0011] Figur 2 zeigt die fertig montierte Heizvorrichtung nach Figur 1.:

[0012] Die zu beheizende Platte 1 kann ein dünnes Aluminiumblech sein und zum Beispiel in bekannter Weise zur Beheizung eines Kraftfahrzeug-Außenspiegels dienen. Die Platte 1 weist ein rundes Durchgangsloch 2 auf, sowie eine Stekkerzunge 3 zum Anschluß an die Stromversorgung. Auf die Ringfläche 4 um das Loch 2 ist Wärmeleitpaste 5 aufgetragen. Auf die Wärmeleitpaste 5 wird der flache,ringförmige PTC-Widerstand 6 gelegt, der einen um eine zentrale Durchgangsöffnung 7 sich erstreckenden Ringkörper 8 umfaßt. Der PTC-Widerstand 6 liegt mit einer ringförmigen Anschlußelektrode 9 auf der Wärmeleitpaste 5 auf. Auf die andere ringförmige Anschlußelektrode 10 wird ein ringförmiges Kontaktteil 11 in Form einer Messingscheibe mit einer Steckerzunge 12 gelegt. Das Kontaktteil 11 kann flach sein - wie gezeigt - oder als den PTC-Widerstand übergreifende Haube, siehe mit 11' strichpunktiert angedeutet in Figur 2. Zur Sicherstellung von ausreichenden Federkräften ist ein Wellring 13 vorgesehen.

[0013] Die eigentliche Befestigungsvorrichtung setzt sich zusammen aus einem im Querschnitt T-förmigen Federteil 14 und einer mit diesem zusammenwirkenden geschlitzten Federringscheibe 15, die als "Schnellbefestiger" bekannt ist. Das Federteil 14 besteht aus einem wärmebeständigen Kunststoff, z.B. glasfaserverstärktem Polykarbonat. Es umfaßt einen flachen ringförmigen Anpreßteil 14a und einen Hohlzapfen 14b. Der Hohlzapfen 14b ist gestuft und mit einem konischen Übergang 14c sowie einer vorderen Anfassung 14d ausgebildet. Die geschlitzte Federringscheibe 15 ist tellerförmig aus Federstahl hergestellt und weist eine zentrale Durchgangsöffnung 15a und mehrere, im spitzen Winkel zur Scheibenebene sich erstreckende, am inneren Umfang verteilte Sperrfinger 15b auf.

[0014] Die Montage erfolgt, indem der Federteil 14 mit seinem Anpreßteil 14a auf einem Unterstempel 16 oder eine sonstige feste Unterlage gelegt wird. Auf den Zapfen 14b werden nun die Teile 1, 5, 6, 11 und 13 angebracht. Sodann wird die Federringscheibe 15 auf die Anfasung 14d des Zapfens 14b aufgesetzt; denn die zentrale öffnung 15a der Federringscheibe 15 ist im Bereich zwischen den Sperrfingern 15b etwas kleiner als der Durchmesser des Zapfens 14b ausgebildet. Sodann wird mit Hilfe des Oberstempels 17 die Federringscheibe 15 auf den Zapfen 14b geschoben. Dabei verbiegen sich die Sperrfinger 15b und wird der Wellring 13 zusammengedrückt. Nachdem die gewünschte Anpreßkraft erzielt ist, wird der Oberstempel 17 zurückbewegt. Die Sperrfinger 15b verhaken sich nun in dem Zapfen 14b, so daß die Teile 1, 5, 6, 11 und 13 zusammengepreßt gehalten werden. Die Folge hiervon ist eine gute thermische und elektrische Kontaktierung dieser genannten Teile, siehe Figur 2.

Ansprüche

1. Elektrische Heizvorrichtung zum Beheizen einer Platte (1), mit Hilfe eines flachen PTC-Widerstands (6), dadurch gekennzeichnet,

daß der PTC-Widerstand (6) als flacher, zylindrischer Ring ausgebildet ist, dessen äußere Ringflächen (9,10) die Anschlußelektroden bilden,

daß in der zu beheizenden Platte (1) eine durchgehende öffnung (2) angeordnet ist,

daß der PTC-Widerstand (6) mit seiner ersten Anschlußelektrode (9) um die öffnung (2) an der Platte (1) anliegt und

daß durch die öffnung (7) des PTC-Widerstands (6) und durch die öffnung (2) der Platte (1) ein Befestigungsglied (14) geschoben ist, das den PTC-Widerstand (6) auf die Platte (1) drückt.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsglied (14) ein ringförmiges elektrisches Kontaktteil (11) auf die zweite Anschlußelektrode (10) des PTC-Widerstandes (6) drückt.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsglied (14) ein gelochtes Wärmeverteilerblech (11) auf die zweite Anschlußelektrode drückt.

4. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil (11) als Wärmeverteilerblech ausgebilded ist.

5. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil zwischen dem PTC-Widerstand und dem Wärmeverteilerblech angeordnet ist.

6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (14,15) mehrteilig ist.

7. Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil aus einem T-förmigen Federteil (14) mit einem Zapfen (14b) und aus einer selbstsichernden, geschlitzten Federringscheibe (15) besteht und daß die Federringscheibe (15) unter Zwischenlage der Platte (1), des PTC-Widerstandes (6) und gegebenenfalls des Wärmeverteilerbleches und/oder des Kontaktteils (11)-auf den Zapfen (14b) aufgeschoben ist und die aufgeschobenen Teile (1, 6, 11) gegeneinander gepreßt sind.

8. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aufgeschobenen Teilen (1, 6, 11.) and der Federringscheibe (15) ein elastischer Wellring (13) angeordnet ist.

Zeichnung