DE112006001282T5

DE112006001282T5 - Vorwärmer für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112006001282T5
Application number: DE112006001282T
Authority: DE
Inventors: Sung-Mok Hong; Hyo-Lee Seock
Original assignee: KB Autotech Co Ltd
Current assignee: KB Autotech Co Ltd
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-05-08
Also published as: WO2006123915A1

Abstract

Vorwärmer für ein Fahrzeug, aufweisend PTC-Stabanordnungen, eine oder mehr Wärmeabstrahlrippenanordnungen, die so verbunden sind, dass sie in engem Kontakt mit beiden Flächen jeder der PTC-Stabanordnungen sind, Rahmen, die mit Außenseitenflächen der äußersten Wärmeabstrahlrippenanordnungen verbunden sind, und ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, die Gehäuseklemmen aufweisen und mit beiden Längsenden einer Kombination dieser jeweiligen Bauteile verbunden sind, wobei jeder der Rahmen so ausgebildet ist, dass er gekrümmt ist, damit diese jeweiligen Bauteile in engem Kontakt miteinander sein können.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vorwärmer für ein Fahrzeug und insbesondere einen Vorwärmer für ein Fahrzeug, der derart aufgebaut ist, dass Wärme, die von Elementen mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) erzeugt wird, die im Vorwärmer enthalten sind, nicht nach außen entweicht, sondern nur auf eine Wärmeabstrahlrippenanordnung gleichmäßig übertragen wird, und ein enger Kontakt zwischen einer PTC-Stabanordnung und der Wärmeabstrahlrippenanordnung verbessert wird.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein normales Fahrzeug hat eine Heizvorrichtung zum Erwärmen des Innenraums des Fahrzeugs oder Entfernen von Feuchtigkeit oder Frost auf einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs unter Verwendung von thermischer Energie von Kühlwasser, das durch Wärme erwärmt wird, die von einem Motor des Fahrzeugs erzeugt wird.
Da in der Heizvorrichtung das Kühlwasser, das um den Motor herum fließt, nachdem der Motor angelassen ist, in ein Heizelement eingeführt wird, dauert es sehr lange, das Kühlwasser zu erwärmen und anschließend den Innenraum des Fahrzeugs zu erwärmen. Demgemäß gibt es insofern ein Problem, als ein Fahrer und/oder Insasse(n) eine bestimmte Zeit lang im kalten Innenraum bleiben müssen, nachdem der Motor angelassen ist.
Um solch ein Problem zu lösen, offenbart das koreanische Patent Nr. 445722 einen Vorwärmer, der PTC-Elemente verwendet.
Der Vorwärmer wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 und 2 kurz beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, weist der herkömmliche Vorwärmer für ein Fahrzeug auf: Heizstabanordnungen 10, die jeweils PTC-Elemente aufweisen; Heizrippenanordnungen 20, die auf beiden Seiten jeder der Heizstabanordnungen 10 parallel zueinander angeordnet sind; Kathodenklemmen 30, die parallel zu den Heizrippenanordnungen 20 angeordnet sind; Rahmen 60 und 90, die jeweils mit beiden seitlichen Enden einer Kombination der Heizstabanordnungen 10, der Heizrippenanordnungen 20 und der Kathodenklemmen 30 verbunden sind; und vordere und hintere Gehäuse 40 und 80, die jeweils mit beiden Längsenden einer Kombination der Heizstabanordnungen 10, der Heizrippenanordnungen 20 und der Kathodenklemmen 30 mit den Rahmen 60 und 90 verbunden sind.
Hierbei weist jede der Heizstabanordnungen 10 auf: einen kanalförmigen unteren Heizstab und einen Isolator, der auf einem Bodenabschnitt des unteren Heizstabs angeordnet ist, eine Anodenklemme, die der Länge nach auf dem Isolator angeordnet und fest damit verbunden ist, PTC-Elemente, die mit dem Isolator verbunden sind, wobei die Anodenklemme dazwischen eingefügt ist, und einen oberen Heizstab zum Abdecken eines offenen Abschnitts des unteren Heizstabs. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Heizstabanordnung eine Vielfalt von Strukturen zusätzlich zu der zuvor erwähnten Struktur aufweisen kann.
Da das vordere und hintere Gehäuse 40 und 80 mit den Längsenden der Kombination der Heizstabanordnungen 10, der Heizrippenanordnungen 20, der Kathodenklemmen 30 und der Rahmen 60 und 90, welche parallel angeordnet sind, einfach in einer Presspassweise verbunden sind, besteht indessen im herkömmlichen Vorwärmer 1 für ein Fahrzeug, wie in 2 dargestellt, der Nachteil eines Mangels an Verbindungsfestigkeit.
Konkret werden die vorderen Enden der Anoden- und Kathodenklemmen 12 und 30 in eine Isolierplatte eingepasst und darin eingebaut und dann direkt am vorderen Gehäuse 40 befestigt. Ferner werden die hinteren Enden der Heizstabanordnungen 10, der Heizrippenanordnungen 20, der Kathodenklemmen 300 und der Rahmen 60 und 90 in einer Linie ausgerichtet und dann direkt in das hintere Gehäuse 80 eingepasst. Insbesondere sind die hinteren Enden der Rahmen 60 und 90 so ausgelegt, dass sie in eine Nut 82 eingepasst werden, die im hinteren Gehäuse 80 ausgebildet ist.
Entsprechend hat der Stand der Technik den Nachteil eines Mangels an einer Struktur zum Gewährleisten einer starken seitlichen Verbindung der Kombination der Kathodenklemmen 30 oder der Heizstabanordnungen 10 und der Heizrippenanordnungen 200. Demnach besteht die Gefahr, dass die Bauteile der Kombination von den Gehäusen 40 und 80 bei Verwendung getrennt werden können. Obwohl die Gehäuse 40 und 80 offensichtlich innere Strukturen zum Gewährleisten eines engen Kontakts mit den Enden der Kombination aufweisen, ist es unmöglich, ihre Wirkungen ausreichend zu zeigen, da die Verbindungslängen der Gehäuse kurz sind. Wenn außerdem infolge einer Verschlechterung des engen Kontakts zwischen den Heizstabanordnungen, 10, den Heizrippenanordnungen 20, den Kathodenklemmen 30 und den Rahmen 60 und 90, welche parallel angeordnet sind, Luftspalte entstehen, besteht insofern ein Nachteil, als die Gesamtleistung des Vorwärmers dementsprechend herabgesetzt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung ist so konzipiert, dass sie die zuvor erwähnten Probleme löst. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Vorwärmer für ein Fahrzeug bereitzustellen, der derart aufgebaut ist, dass Wärme, die von PTC-Elementen erzeugt wird, die im Vorwärmer enthalten sind, nicht nach außen entweicht, sondern nur auf eine Wärmeabstrahlrippenanordnung gleichmäßig übertragen wird, und ein enger Kontakt zwischen einer PTC-Stabanordnung und der Wärmeabstrahlrippenanordnung verbessert wird.
Technische Lösung
Ein Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erreichen der Aufgabe weist auf: PTC-Stabanordnungen, eine oder mehr Wärmeabstrahlrippenanordnungen, die so verbunden sind, dass sie mit beiden Flächen jeder der PTC-Stabanordnungen in engem Kontakt sind, ein Paar von Rahmen, die mit Außenseitenflächen der äußersten Wärmeabstrahlrippenanordnungen verbunden sind, und ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, die Gehäuseklemmen darin aufweisen, die als Kathodenklemmen dienen, und mit beiden Längsenden einer Kombination dieser jeweiligen Bauteile verbunden sind.
Hierbei ist das Paar von Rahmen so ausgebildet, dass sie gekrümmt sind, so dass diese jeweiligen Bauteile in engem Kontakt miteinander sein können, und Verstärkungsnuten aufweisen, die auf Flächen davon, die mit den Wärmeabstrahlrippenanordnungen in Kontakt gebracht werden, in einer Längsrichtung der Kontaktflächen mit den Wärmeabstrahlrippenanordnungen ausgebildet sind.
Außerdem sind gegenüberliegende Flächen der ersten und zweiten Gehäuse mit mehreren vorstehenden Teilen ausgebildet, die in entgegengesetzten Richtungen vorstehen, sind jeweils ausgebildet. Beide Enden jedes der Rahmen sind mit Räumen zum Aufnehmen der vorstehenden Teile ausgebildet.
Vorteilhafte Wirkungen
Im Vorwärmer für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung entweicht Wärme, die von PTC-Elementen erzeugt wird, nicht nach außen, sondern wird innerhalb des Vorwärmers gleichmäßig übertragen. Außerdem bestehen insofern Vorteile, als Verbindungskräfte von jeweiligen Bauteilen, die zwischen den Rahmen angeordnet sind, erhöht werden können und ein enger Kontakt zwischen den PTC-Stabanordnungen und den Wärmeabstrahlrippenanordnungen verbessert werden kann.
Darüber hinaus ist im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ein Paar von vorstehenden Teilen in den ersten und zweiten Gehäusen zur Verwendung beim Verbinden der jeweiligen Bauteile miteinander ausgebildet, und beide Enden jedes der Rahmen, die den vorstehenden Teilen entsprechen, sind mit Räumen zum Aufnehmen der vorstehenden Teile ausgebildet. Daher besteht insofern ein Vorteil, als ein Zusammenbauprozess leicht durchgeführt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen Vorwärmer für ein Fahrzeug darstellt.
2 ist eine auseinander gezogene Ansicht des Vorwärmers von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen auseinander gezogenen Zustand eines Vorwärmers für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist eine Schnittansicht, die Verbindungsstrukturen eines ersten Gehäuses und PTC-Stabanordnungen darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
5 ist eine perspektivische Schnittansicht, die das Gehäuse darstellt, das im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
6 ist eine Schnittansicht des Gehäuses, die eine Verbindungsstruktur einer der Gehäuseklemmen darstellt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine PTC-Stabanordnung darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
8 ist eine auseinander gezogene Ansicht der PTC-Stabanordnung von 7.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen auseinander gezogenen Zustand der PTC-Stabanordnung darstellt, die einen Isolator aufweist, der mit Entladungsnuten ausgebildet ist.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine modifizierte Ausführungsform der PTC-Stabanordnung darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere modifizierte Ausführungsform der PTC-Stabanordnung darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Beste Form zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen auseinander gezogenen Zustand eines Vorwärmers für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie in 3 dargestellt, weist der Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung auf: mehrere PTC-Stabanordnungen 1000, die in einer Längsrichtung parallel zueinander angeordnet sind; Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000, die mit beiden Seiten jeder der PTC-Stabanordnungen 1000 in Kontakt gebracht und damit verbunden sind; Kathodenklemmen 3000, die jeweils zwischen benachbarten Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 angeordnet sind; ein Paar von Rahmen 4000 und 5000, die jeweils mit Außenseitenflächen der äußersten Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 verbunden sind; und ein erstes Gehäuse 6000 und ein zweites Gehäuse 7000, die jeweils mit beiden Längsenden einer Kombination der PTC-Stabanordnungen 1000, der Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000, der Kathodenklemmen 3000 und der Rahmen 4000 und 5000 verbunden sind.
Hierbei wird Wärme, die von PTC-Elementen (nicht dargestellt) erzeugt wird, die in den PTC-Stabanordnungen 1000 eingebaut sind, auf die Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 übertragen, um Luft zu erwärmen, die durch die Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 durchtritt.
Um außerdem zu verhindern, dass Wärme, die auf die Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 übertragen wird, durch die Rahmen 4000 und 5000 nach außen übertragen wird, sind Verstärkungsnuten 4100 und 5100 der Länge nach auf Kontaktflächen der Rahmen 4000 und 5000 und der Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 ausgebildet, um einen Kontaktbereich zwischen jedem der Rahmen 4000 und 5000 und der entsprechenden Wärmeabstrahlrippenanordnung 2000 zu minimieren.
Wenn die Verstärkungsnuten 4100 und 5100 ausgebildet sind, wie zuvor beschrieben, wird der Kontaktbereich zwischen jedem der Rahmen 4000 und 5000 und der entsprechenden Wärmeabstrahlrippenanordnung 2000 verkleinert, was zu einer niedrigeren Wärmeübertragungsrate führt. Da die Innenräume der Verstärkungsnuten 4100 und 5100 mit Luft gefüllt sind, wird hierbei etwas von der Wärme in den Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 durch die Luft auf die Rahmen 4000 und 5000 übertragen. Da jedoch Luft eine sehr niedrige Wärmeübertragungsrate aufweist, kann die Menge von Wärme, die durch Luft übertragen wird, als eine unbedeutende Menge betrachtet werden.
Die PTC-Stabanordnungen 1000 und die Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000, die durch die Wärme erwärmt werden, die von den darin eingebauten PTC-Elementen (nicht dargestellt) erzeugt wird, nehmen im Volumen zu und stoßen dann die Rahmen 4000 und 5000, die mit beiden seitlichen Außenseiten der Kombination davon verbunden sind, nach außen. Folglich können die Rahmen 4000 und 5000, deren Längsenden mit den Gehäusen 6000 und 7000 verbunden sind, an Zwischenabschnitten davon nach außen gewölbt werden. Wenn die Rahmen 4000 und 5000 gewölbt sind, gibt es insofern ein Problem, als der Verbindungszustand von jeweiligen Bauteilen, die zwischen den Rahmen 4000 und 5000 angeordnet sind, verloren gehen kann.
Demgemäß sind die Rahmen 4000 und 5000, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, derart ausgebildet, dass die Zwischenabschnitte der Flächen davon, die mit den Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 in Kontakt gebracht werden, zu den entsprechenden Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 schräg vorstehen. Im Vergleich zu einem herkömmlichen geraden Rahmen werden die Rahmen 4000 und 5000, deren Zwischenabschnitte schräg nach innen vorstehen, viel weniger gewölbt, selbst wenn sie Druck ausgesetzt sind, der von einer Ausdehnung der PTC-Stabanordnungen 1000 und der Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 herrührt. Da außerdem die Verstärkungsnuten 4100 und 5100 als Rippen zum Verhindern des Wölbens in den Rahmen 4000 und 5000 dienen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, besteht insofern ein Vorteil, als die Rahmen kaum eine Formänderung infolge einer externen Kraft erfahren.
Da hierbei die Längsenden der Rahmen 4000 und 5000 mit den Gehäusen 6000 und 7000 verbunden sind, wie bereits erwähnt, sind die Gehäuse 6000 und 7000 mit Verbindungsnuten (6020 in 8, 7020 in 3) versehen, in welche die Längsenden der Rahmen 4000 und 5000 einzuführen sind. Die Längsenden 4200 und 5200 der Rahmen 4000 und 5000 laufen zu ihren Spitzen konisch zu, so dass sie leicht in die Verbindungsnuten 6020 und 7020 eingeführt werden können.
Obwohl die zusätzlichen Kathodenklemmen 3000 zwischen den Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 in dieser Ausführungsform vorgesehen sind, können die Rahmen 4000 und 5000 außerdem so aufgebaut sein, dass sie die Funktion einer Kathodenklemme 3000 ohne die Kathodenklemme 3000 ausüben. Wenn die Rahmen 4000 und 5000 als Kathodenklemmen 3000 dienen, bestehen insofern Vorteile, als die innere Struktur des Vorwärmers für ein Fahrzeug vereinfacht wird und die Herstellungskosten gesenkt werden können.
Die Wärmabstrahlrippenanordnungen 2000 sind mit beiden Seitenflächen jeder der PTC-Stabanordnungen 1000 verbunden. Da die Menge von Wärme, die von einer Seite der PTC-Stabanordnung erzeugt wird, auf der die PTC-Elemente montiert sind, größer ist als die Menge von Wärme, die von der anderen Seite der PTC-Stabanordnung erzeugt wird, auf der die Wärmeübertragungsblöcke montiert sind, werden mehrere Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 auf der Seite der PTC-Stabanordnung seitlich gestapelt, auf der die PTC-Elemente montiert sind, und Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000, deren Anzahl geringer ist als die Anzahl von Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000, die mit der Seite der PTC-Stabanordnung verbunden sind, auf der die PTC-Elemente montiert sind, werden mit der anderen Seite der PTC-Stabanordnung verbunden, auf der kein PTC-Element montiert ist. In dieser Ausführungsform sind zwei Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000 mit einer Seite der PTC-Stabanordnung verbunden, auf der die PTC-Elemente montiert sind, und eine Wärmeabstrahlrippenanordnung 2000 ist mit der anderen Seite der PTC-Stabanordnung verbunden, auf der die Wärmeübertragungsblöcke montiert sind. Die Anzahl von Wärmeabstrahlrippenanordnungen 2000, die mit einer Seite jeder der PTC-Stabanordnungen 1000 zu verbinden sind, ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann gemäß der Wahl eines Benutzers verschiedentlich geändert werden.
4 ist eine Schnittansicht, welche Verbindungsstrukturen des ersten Gehäuses und der PTC-Stabanordnungen darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
Die jeweiligen PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 des Vorwärmers für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weisen verschiedene Positionen der PTC-Elemente und der Wärmeübertragungsblöcke darin auf. Wenn demnach die PTC-Stabanordnungen mit dem ersten Gehäuse 6000 an verschiedenen Positionen verbunden werden, gibt es insofern mehrere Probleme, als der Wirkungsgrad des Vorwärmers herabgesetzt wird oder der Vorwärmer außer Betrieb ist.
Um diese Probleme zu vermeiden, sind die PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 derart ausgebildet, dass sich die Längen von gebogenen Abschnitten der Klemmen 1160, 1260 und 1360 davon voneinander unterscheiden. Demgemäß ist im ersten Gehäuse 6000 der Abstand zwischen jeder der Verbindungsklemmen 6100, 6200 und 6300, mit welchen die Klemmen 1160, 1260 und 1360 zu verbinden sind, und jeder der Aufnahmeaussparungen 6400, 6500 und 6600 zum Aufnehmen von jeweiligen Isolierelementen 1180, 1280 und 1380 so festgelegt, dass er der Länge des gebogenen Abschnitts jeder der Klemmen 1160, 1260 und 1360 entspricht.
Demgemäß kann jede der PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 nur an einer bestimmten Position verbunden werden, wodurch das Auftreten einer Verwechslung beim Zusammenbau der PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 vermieden wird. Hierbei wird jede der PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 in solch einer Weise verbunden, dass jedes der Isolierelemente 1180, 1280 und 1380 zur Gänze in das Gehäuse 6000 eingeführt wird.
5 ist eine perspektivische Schnittansicht, die das Gehäuse darstellt, das im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und 6 ist eine Schnittansicht des Gehäuses, die eine Verbindungsstruktur einer der Gehäuseklemmen darstellt.
Wie in 5 und 6 dargestellt, weist das erste Gehäuse 6000, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, Gehäuseklemmen 6700 auf, die jeweils ein Ende so aufweisen, dass es im ersten Gehäuse 6000 eingebettet ist, und außerdem gebogene Platten 6800 aufweist, die mit einem Ende jeder der PTC-Stabanord nungen (1100, 1200 und 1300 in 3), die in das Gehäuse 6000 eingeführt werden, in Kontakt zu bringen sind. Wenn die Gehäuseklemmen 6700, die mit den jeweiligen PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 in Kontakt zu bringen sind, so bereitgestellt werden, dienen die gesamten PTC-Stabanordnungen 1100, 1200 und 1300 als Kathodenklemmen, und es besteht demnach insofern ein Vorteil, als es nicht notwendig ist, eine zusätzliche Kathodenklemme bereitzustellen.
Hierbei ist ein Abschnitt jeder der Gehäuseklemmen 6700, der im ersten Gehäuse 6000 eingebettet ist, mit Verriegelungsvorsprüngen 6900 ausgebildet, die sich im ersten Gehäuse 6000 verhaken, so dass die Gehäuseklemme 6700 nicht aus dem Gehäuse 6000 herauskommen kann. Hierbei ist es wünschenswert, dass jeder der Verriegelungsvorsprünge 6900 so ausgebildet ist, dass er eine zugespitzte Spitze aufweist und in einer Richtung geneigt ist, in welcher die Gehäuseklemme 6700 zurückgezogen wird.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine PTC-Stabanordnung darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und 8 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der PTC-Stabanordnung von 7.
Wie in 7 und 8 dargestellt, weist eine PTC-Stabanordnung 1000 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten PTC-Stab 100, der in Form eines Kanals im Querschnitt aufgebaut ist und eine vorbestimmte Länge aufweist, und einen zweiten PTC-Stab 200 auf, der dieselbe Länge wie der erste PTC-Stab 100 aufweist und mit dem ersten PTC-Stab 100 verbunden ist, um einen offenen Abschnitt des ersten PTC-Stabs 100 abzudecken. Wenn hierbei die ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 miteinander verbunden werden, wird ein Raum 110 mit einem rechteckigen Querschnitt so bereitgestellt, dass er sich in einer Längs richtung dazwischen ausdehnt, und es werden eine Elektrodenklemme 300, ein Isolator 400, PTC-Elemente 500 und Wärmeübertragungsblöcke 600 im Raum 110 untergebracht.
Die Elektrodenklemme 300 der Bauteile, die im Raum 110 vorgesehen sind, ist eine Anodenklemme mit einer vorbestimmten Länge und hat eine Klemme 310, die an einem Ende der Elektrodenklemme ausgebildet ist, und mehrere Durchgangslöcher (nicht dargestellt), die in einem vorbestimmten Abstand in der Längsrichtung in der Elektrodenklemme ausgebildet sind. Hierbei ist die Breite des einen Endes der Elektrodenklemme 300, an dem die Klemme 310 ausgebildet ist, größer als die eines Zwischenabschnitts der Elektrodenklemme. Obere und untere Seiten des einen Endes der Elektrodenklemme sind nach innen gefaltet, und das gefaltete Ende der Elektrodenklemme ist dann in Form einer Klammer umgebogen. Die Dicke der Klemme 310, die so aufgebaut ist, wie zuvor beschrieben, ist zweimal so groß wie die des Zwischenabschnitts der Elektrodenklemme 300, so dass die Festigkeit der Klemme 310 erhöht werden kann. Demgemäß besteht insofern ein Vorteil, als die Klemme einen elektrischen Strom in einem Zustand, in dem die Klemme mit einem Steckverbinder oder einem Gehäuse verbunden ist, stabiler übertragen kann.
Hierbei ist die Elektrodenklemme 300 vorzugsweise aus einem Legierungsstahl, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl, mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und einer bestimmten Festigkeit hergestellt, so dass elektrische Leistung, die von einer Leistungsquelle eines Fahrzeugs zugeführt wird, gleichmäßig dadurch angelegt werden kann. Die Durchgangslöcher sind vorzugsweise als Langlöcher ausgebildet, um eine Verbindungskraft zwischen der Elektrodenklemme 300 und dem Isolator 400 zu erhöhen und die Einspritzung und den Fluss eines Spritzgießmaterials zu ermöglichen, wenn ein Doppelspritzgießprozess durchgeführt wird.
Der Isolator 400 dient dazu, zu verhindern, dass die Elektrodenklemme 300 mit den ersten und zweiten PTC-Stäben 100 und 200 in Kontakt kommt, und er ist durch Doppelspritzgießen einstückig mit der Elektrodenklemme 300 ausgebildet.
Was die Form des Isolators betrifft, ist der Isolator 400 so ausgebildet, dass er die Elektrodenklemme 300 umgibt, und er weist erste und zweite Aufnahmeabschnitte 410 und 420 auf beiden Seiten davon auf, derart dass die Elektrode 300 teilweise offen ist. Die ersten und zweiten Aufnahmeabschnitte 410 (nicht dargestellt) sind mit ersten und zweiten Trägerelementen 430 (nicht dargestellt) in einem identischen Abstand in einer Längsrichtung des Isolators 400 ausgebildet, um die ersten und zweiten Aufnahmeabschnitte in mehrere Regionen aufzuteilen. Die PTC-Elemente 500 und die Wärmeübertragungsblöcke 600 sind in den aufgeteilten Regionen der ersten und zweiten Aufnahmeabschnitte 410 (nicht dargestellt) montiert.
Wie in 9 dargestellt, sind indessen beide Längsenden des Isolators 400 mit Isolierelementen 460 und 470 versehen, die eine Querschnittsform in Form eines Rechtecks mit einer Länge aufweisen, die größer als eine Breite in einem Zustand ist, in dem die ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 miteinander verbunden sind. Hierbei ist das Paar von Isolierelementen 460 und 470 so ausgelegt, dass es in engem Kontakt mit beiden Enden jedes der ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 ist. Die Isolierelemente 460 und 470 verhindern eine Verformung der Elektrodenklemme, das Auftreten eines Kurzschlusses infolge eines Kontakts davon mit umgebenden Bauteilen und ein Spiel der ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200, die zwischen dem Paar von Isolierelementen verbunden sind. Außerdem können die Isolierelemente die Einführung von Staub oder anderen Fremdstoffen in den Innenraum 110 durch die beiden offenen Enden jedes der ersten und zweiten PTC-Stäbe 100 und 200 verhindern. Hierbei steht ein Ende der Elektrodenklemme 300 über das Isolierelement 460 des Paares von Isolierelementen, das an einem Ende des Isolators ausgebildet ist, nach außen vor. Außerdem ist die Klemme 300 am Ende der Elektrodenklemme 300 ausgebildet, welche über das Isolierelement 460 hinaus nach außen vorsteht.
Eine oder mehr Entladungsnuten 462 oder 472 sind auf beiden Seiten jedes der Isolierelemente 460 und 470 ausgebildet. Die Entladungsnuten 462 und 472 stehen mit dem Raum 110 in Verbindung, der durch das Verbinden der ersten und zweiten PTC-Stäbe definiert ist, so dass Gas, das von der Elektrodenklemme 300, den PTC-Elementen 500 und den Wärmeübertragungsblöcken 600 bei Erzeugung von Wärme von den PTC-Elementen 500 erzeugt wird, nach außen entladen werden kann. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Isolator 400 infolge des Gases verformt wird. Außerdem sind Entladungsnuten 432 auch an den ersten und zweiten Trägerelementen 430 und 440 ausgebildet, wodurch die Gasentladungsleistung weiter verbessert wird.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine modifizierte Ausführungsform der PTC-Stabanordnung darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und 11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere modifizierte Ausführungsform der PTC-Stabanordnung darstellt, die im Vorwärmer für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
In der modifizierten Ausführungsform der PTC-Stabanordnung sind irgendwelche der ersten und zweiten Trägerelemente 430 (nicht dargestellt) des Isolators 400, d.h. die ersten Trägerelemente, in Paaren, wie in 10 dargestellt. Das Paar von ersten Trägerelementen ist so ausgebildet, dass sie an oberen und unteren Enden des ersten Aufnahmeabschnitts 410 zueinander vorstehen. Wenn die ersten Trägerelemente 430 in Paaren und so positioniert sind, dass sie voneinander beabstandet sind, wie zuvor beschrieben, können jeweilige Ecken der PTC-Elemente (nicht dargestellt), die im ersten Aufnahmeabschnitt 410 montiert sind, damit verbunden werden, während sie in engen Kontakt mit dem ersten Aufnahmeabschnitt 410 kommen. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Durchgangslöcher (nicht dargestellt), die in der Elektrodenklemme 300 ausgebildet sind, an Positionen vorgesehen sind, an welchen die Paare von ersten Trägerelementen 340 ausgebildet sind.
In der anderen modifizierten Ausführungsform der PTC-Stabanordnung, wie in 11 dargestellt, sind die Isolierelemente 460 und 470 an beiden Längsenden der Elektrodenklemme 300 ausgebildet, und die beiden Längsenden des Isolators 400, die den Isolierelementen 330 entsprechen, sind mit Aufnahmeabschnitten 480 ausgebildet, in welchen die Isolierelemente 330 untergebracht werden. Außerdem ist eines des Isolierelements 330 und des Aufnahmeabschnitts 480, d.h. das Isolierelement 330 in dieser Ausführungsform, mit einem Verbindungsloch 332 ausgebildet, und der Aufnahmeabschnitt 480 ist mit einem Verbindungsvorsprung 482 ausgebildet, der in das Verbindungsloch 332 einzuführen ist. Hierbei sind die ersten Trägerelemente 430 des Isolators 400 in derselben Weise wie in der zweiten Ausführungsform in Paaren und so ausgebildet, dass sie an oberen und unteren Enden des ersten Aufnahmeabschnitts 410 zueinander vorstehen.
Wenn indessen mindestens eine Entladungsnut (nicht dargestellt) in jedem der Isolierelemente 460 und 330 in den in 10 und 11 dargestellten Ausführungsformen vorgesehen ist, kann Gas, das von der Elektrodenklemme, den PTC-Elementen und den Wärmeübertragungsblöcken bei Erzeugung von Wärme von den PTC-Elementen erzeugt wird, nach außen entladen werden. Insbesondere kann, da die ersten Trägerelemente 430 in jeder der Ausführungsformen in Paaren und so positioniert sind, dass sie voneinander beabstandet sind, Gas gleichmäßig entladen werden, ohne zusätzlich eine Entladungsnut an den ersten Trägerelementen bereitzustellen.
Obwohl die Gestaltungen und Verbindungsstrukturen des Vorwärmers für ein Fahrzeug und der darin vorgesehenen PTC-Stabanordnung gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, dienen sie lediglich zu Veranschaulichungszwecken. Für Fachleute sollte zu erkennen sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen Vorwärmer für ein Fahrzeug bereit, der PTC-Stabanordnungen, eine oder mehr Wärmeabstrahlrippenanordnungen, die so verbunden sind, dass sie mit beiden Flächen jeder der PTC-Stabanordnungen in engem Kontakt sind, ein Paar von Rahmen, die mit Außenseitenflächen der äußersten Wärmeabstrahlrippenanordnungen verbunden sind, und ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, die Gehäuseklemmen darin aufweisen, die als Kathodenklemmen dienen, und mit beiden Längsenden einer Kombination dieser jeweiligen Bauteile verbunden sind, aufweist, wobei das Paar der Rahmen so ausgebildet ist, dass sie gekrümmt sind, so dass diese jeweiligen Bauteile in engem Kontakt miteinander sein können. Im Vorwärmer der vorliegenden Erfindung entweicht Wärme, die von PTC-Elementen erzeugt wird, die im Vorwärmer enthalten sind, nicht nach außen, sondern wird nur auf die Wärmeabstrahlrippenanordnungen gleichmäßig übertragen, und ein enger Kontakt zwischen den PTC-Stabanordnungen und den Wärmeabstrahlrippenanordnungen wird verbessert.

1000: PTC-Stabanordnung
2000: Wärmeabstrahlrippenanordnung
3000: Kathodenklemme
4000, 5000: Rahmen
5000, 7000: Erstes und zweites Gehäuse
100: Erster PTC-Stab
200: Zweiter PTC-Stab
300: Elektrodenklemme
400: Isolator
500: PTC-Element
600: Wärmeübertragungsblock

Claims

Vorwärmer für ein Fahrzeug, aufweisend PTC-Stabanordnungen, eine oder mehr Wärmeabstrahlrippenanordnungen, die so verbunden sind, dass sie in engem Kontakt mit beiden Flächen jeder der PTC-Stabanordnungen sind, Rahmen, die mit Außenseitenflächen der äußersten Wärmeabstrahlrippenanordnungen verbunden sind, und ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, die Gehäuseklemmen aufweisen und mit beiden Längsenden einer Kombination dieser jeweiligen Bauteile verbunden sind, wobei jeder der Rahmen so ausgebildet ist, dass er gekrümmt ist, damit diese jeweiligen Bauteile in engem Kontakt miteinander sein können.
Vorwärmer nach Anspruch 1, wobei jeder der Rahmen einen elastischen Körper mit einem Zwischenabschnitt aufweist, der nach innen gewölbt ist.
Vorwärmer nach Anspruch 1, wobei jeder der Rahmen eine Verstärkungsnut aufweist, die auf einer Fläche davon, die mit der Wärmeabstrahlrippenanordnung in Kontakt gebracht wird, in einer Längsrichtung der Kontaktfläche mit der Wärmeabstrahlrippenanordnung ausgebildet ist.
Vorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede der äußersten PTC-Stabanordnungen PTC-Elemente aufweist, die darin gegenüber der Innenseite des Vorwärmers montiert sind.
Vorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine der PTC-Stabanordnungen PTC-Elemente und Wärmeübertragungsblöcke aufweist, die auf beiden Seitenflächen davon abwechselnd montiert sind.
Vorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzahl der Wärmeabstrahlrippenanordnungen, die mit einer Seite jeder der PTC-Stabanordnungen verbunden sind, auf der PTC-Elemente montiert sind, größer ist als die der Wärmeabstrahlrippenanordnungen, die mit der anderen Seite der PTC-Stabanordnung verbunden sind.
Vorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede der Gehäuseklemmen mit einer gebogenen Platte versehen ist, die mit einem Ende jedes von PTC-Stäben der PTC-Stabanordnungen in Kontakt zu bringen ist.
Vorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Isolierelemente an beiden Enden jedes von paarweisen PTC-Stäben der PTC-Stabanordnungen vorgesehen sind, und eine Elektrodenklemme derart verbunden ist, dass ein Ende davon über eines der Isolierelemente hinaus vorsteht.
Vorwärmer nach Anspruch 1, wobei die Isolierelemente mit einer oder mehr Entladungsnuten ausgebildet sind, so dass ein Raum, der durch Verbinden von ersten und zweiten PTC-Stäben definiert ist, mit der Außenseite in Verbindung stehen kann.
Vorwärmer nach Anspruch 9, wobei erste und zweite Trägerelemente mit einer oder mehr Entladungsnuten ausgebildet sind, um zu bewirken, dass ein Paar von benachbarten ersten und zweiten Aufnahmeabschnitten miteinander in Verbindung steht.
Vorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Isolierelemente an beiden Enden einer Elektrodenklemme vorgesehen sind, und Aufnahmeabschnitte an beiden Enden eines Isolators ausgebildet sind; und wobei eines des Isolierelements und des Aufnahmeabschnitts mit einem Verbindungsloch ausgebildet ist, und das andere davon mit einem Verbindungsvorsprung ausgebildet ist, der in das Verbindungsloch einzuführen ist.