DE20309259U1

DE20309259U1 - Elektrische Luftheizvorrichtung zum Erwärmen von Raumluft eines Innenraumes

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Publication number: DE20309259U1
Application number: DE20309259U
Authority: DE
Original assignee: TEVER TECHNIK VERTRIEBS und BE
Current assignee: TEVER TECHNIK VERTRIEBS und BE
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2013-06-17

Description

Elektrische Luftheizvorrichtung zum Erwärmen von Raumluft eines Innenraumes

Die Erfindung betrifft eine elektrische Luftheizvorrichtung zum Erwärmen von Raumluft eines Innenraumes, insbesondere einer Fahrzeugkabine eines Schienenfahrzeuges.

Bei der Beheizung von Innenräumen, insbesondere bei der Beheizung einer Fahrzeugkabine eines Schienenfahrzeuges, werden nach dem Stand der Technik Heizgeräte verwendet, bei denen eine Wärmeübertragung direkt von einem elektrischen Heizelement, z.B. einem Heizdraht oder einer Heizstange, an die Luft erfolgt. Diese Heizelemente besitzen eine hohe Oberflächentemperatur von T > 300 ⁰C und sind bei diesen Temperaturen bruchempfindlich. Sie besitzen dadurch nur eine relativ geringe Lebensdauer. Aufgrund der hohen Oberflächentemperatur können bei Berührung mit brennbaren Materialien Brände ausgelöst werden. Somit besteht ein Problem darin, dass zum einen zur Verringerung einer Brandgefahr die 0 Oberflächentemperatur einer elektrischen Heizvorrichtung nicht zu hoch sein darf, während zum anderen eine ausreichende Erwärmung eines Innenraumes bei geringem Energieaufwand gegeben sein soll.

Durch die Erfindung wird eine elektrische Luftheizvorrichtung zum Erwärmen von Raumluft eines Innenraumes, insbesondere einer Fahrzeugkabine eines Schienenfahrzeugs, geschaffen, welche einen hohen Wirkungsgrad aufweist, ungefährlich im Betrieb ist, keine glühenden und mechanisch instabilen Elemente aufweist, in der Herstellung einfach ist, robust ist und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Die erfindungsgemäße elektrische Luftheizvorrichtung weist einen Luftheizkörper mit zwei Heizkämmen auf, die ihrerseits

aufweisen: jeweils eine Stegplatte, eine Mehrzahl von plattenförmigen Heizlamellen, die an der Stegplatte befestigt sind und im Abstand voneinander an der einen Stegplattenseite von der Stegplatte abstehen, und jeweils wenigstens ein an der den Heizlamellen abgewandten Stegplattenseite angeordnetes elektrisches Heizelement, das mit den Heizlamellen wärmeleitend verbunden ist. Die Heizkämme sind dabei einander gegenüberstehend so angeordnet, dass die Heizlamellen der Heizkämme im Abstand voneinander ineinandergreifen und die Heizlamellen des einen Heizkammes an der Stegplatte des anderen Heizkammes unbefestigt anstoßen oder im Abstand von der Stegplatte oder der Heizlamelle des anderen Heizkammes angeordnet sind.

Durch die Erfindung können die Heizkämme jeweils einzeln hergestellt werden, wobei die Heizlamellen jedes Heizkammes von dessen Stegplatte frei auskragend mit dieser verbunden sind, so dass ihre der Stegplatte abgewandten Enden freiliegen. Bei der Herstellung der Heizkörper brauchen dann die Heizkämme lediglich ineinandergesteckt werden, wobei dies, eventuell in Abhängigkeit von der Heizlamellengeometrie, in vertikaler Richtung oder von vorne durchgeführt werden kann. Durch das Ineinanderstecken von zwei Heizkämmen ist eine einfachere Montage möglich als bei einem geschlossenen Gehäuse, in welches Heizlamellen eng benachbart mit einer oder zwei Stegplatten verbunden werden sollen, um eine elektrische Luftheizvorrichtung zu bilden. Bei einem einzelnen Heizkamm weisen die zugehörigen Heizlamellen außerdem einen Abstand auf, welcher doppelt so groß ist wie der Abstand zwischen dann jeweils benachbarten Heizlamellen eines Luftheizkörpers, welcher zwei ineinandergesteckte Heizkämme aufweist.

Indem die Heizkämme einander gegenüberstehend so angeordnet werden, dass ihre Heizlamellen im Abstand voneinander

ineinandergreifen, wird eine kompakte Bauweise des Luftheizkörpers bei trotzdem großer Heizoberfläche erreicht. Auf der den Heizlamellen abgewandten Stegplattenseite ist jeweils wenigstens ein Heizelement angeordnet, das mit den Heizlamellen wärmeleitend verbunden ist. Mittels des Heizelementes werden die Heizlamellen beheizt. Bei enger Anordnung der Heizlamellen ergibt sich eine sehr große Oberfläche zur gleichmäßigen Wärmeabgabe an die Umgebungsluft, so dass die vom Heizelement zu den Heizlamellen weitergeleitete Wärme auf die einzelne Heizlamellen ohne örtliche Überhitzung aufgeteilt wird. Dadurch wird die Gefahr eines Brandes durch brennbare Materialien, die mit den Heizlamellen in Kontakt kommen, deutlich reduziert.

Die Heizlamellen stehen von der dem Heizelement abgewandten Stegplattenseite von der Stegplatte ab und geben die Wärme entlang ihrer Lamellenoberfläche an die Umgebungsluft ab. Die Heizlamellen des einen Heizkammes sind im Abstand von der Stegplatte des anderen Heizkammes angeordnet. Indem die Heizlamellen nur an jeweils einer Stegplatte und nicht an zwei Stegplatten befestigt sind, ist eine grobe Parallelitätstoleranz zwischen den Stegplatten und auch zwischen den Heizlamellen des einen Heizkammes und denen des anderen Heizkammes zulässig, wodurch geringe Fertigungskosten entstehen. Die Heizlamellen des einen Heizkammes können auch an der Stegplatte des anderen Heizkammes unbefestigt anstoßen. Damit wird die mechanische Stabilität des Heizkörpers verbessert. Die Heizlamellen sind plattenförmig und weisen vorzugsweise jeweils das gleiche Profil auf, wodurch große Stückzahlen und niedrige Herstellkosten möglich sind. Bei einer gleichmäßigen Wärmezufuhr vom Heizelement zu jeder zugehörigen Heizlamelle werden die Heizlamellen so erwärmt, dass eine gleichmäßige Erwärmung der Luft im Inneren des Heizkörpers möglich ist. Eine solche gleichmäßige Erwärmung

bei kompakter Bauweise wird besonders dann erreicht, wenn die jeweiligen Heizlamellen eines Heizkammes einander abwechselnd ineinandergreifen.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektrischen Luftheizvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform weist die Luftheizvorrichtung Heizlamellen auf, die an der dem Heizelement abgewandten einen Stegplattenseite mit ihrem einen Ende mit der Stegplatte in wärmeleitendem Kontakt stehen. Außerdem steht bei dieser ersten Ausführungsform die Stegplatte mit dem Heizelement in wärmeleitendem Kontakt. Bei dieser Anordnung wird die Stegplatte von dem Heizelement direkt beheizt. Die Stegplatte ist wärmeleitend ausgebildet und leitet die vom Heizelement abgegebene Wärme zu den Heizlamellen weiter, so dass die Heizlamellen von dem Heizelement indirekt beheizt werden. Die Stegplatte und die Heizlamellen geben die Wärme an die Umgebungsluft ab.

Das elektrische Heizelement ist vorzugsweise großflächig mit der jeweiligen Stegplatte wärmeleitend in Kontakt. Durch einen großflächigen Kontakt wird die gesamte vom Heizelement 5 abgegebene Wärme an die Stegplatte abgegeben, und mittels der Stegplatte werden alle zugehörigen Heizlamellen gleichermaßen beheizt.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform ragen die 0 Heizlamellen durch die jeweilige Stegplatte hindurch und stehen mit dem Heizelement in wärmeleitendem Kontakt. Dabei werden die Heizlamellen von dem Heizelement direkt beheizt. Die durch die Stegplatte hindurchragenden Heizlamellen stehen an der dem Heizelement zugewandten Stegplattenseite über der

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Stegplatte hervor. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform stehen bei der zweiten Ausführungsform somit das Heizelement und die Stegplatte nicht direkt in Kontakt. Dies ist vorteilhaft, da somit zwischen Heizelement und Heizlamelle kein weiteres Bauelement, wie zum Beispiel eine Stegplatte, als Wärmeleiter erforderlich ist. Somit ist es bei der zweiten Ausführungsform auch nicht erforderlich, dass die Stegplatte aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet ist.

Die elektrische Luftheizvorrichtung weist außerdem vorzugsweise jeweils einen Heizkamm mit benachbarten Heizlamellen auf, wobei auf der einen Stegplattenseite die Abstände zwischen den abstehenden Heizlamellenflächen jeweils gleich ist. Damit wird eine gleichmäßige Wärmeabgabe an die Umgebungsluft erreicht. Zusätzlich vereinfacht dies eine schnelle Montage von zwei ineinandergreifenden Heizkämmen. Vorzugsweise sind in einer elektrischen Luftheizvorrichtung die Heizlamellen des einen Heizkammes parallel zu den Heizlamellen des anderen Heizkammes angeordnet, so dass die Luft im Inneren der Heizvorrichtung gleichmäßig aufgeheizt wird und keine Zonen mit starken Temperaturunterschieden entstehen können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der elektrischen Luftheizvorrichtung enden die Heizlamellen mit ihrem vorderen Stirnrand bündig mit dem vorderen Stirnrand der Stegplatten. Damit wird eine möglichst große beheizbare Plattenoberfläche geschaffen, die jedoch keinen nach außen vorstehenden Vorsprung aufweist, wodurch die elektrische Luftheizvorrichtung kompakt ausgeführt ist. Aus den gleichen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die Heizlamellen mit ihrem hinteren Stirnrand bündig mit dem hinteren Stirnrand der Stegplatten enden. Gleichwohl können die Heizlamellen gegen den hinteren Stirnrand der Stegplatten zum Inneren des

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Heizkörpers hin versetzt enden. Damit ist es möglich, die Größe der Heizlamellen auf die Größe des elektrischen Heizelementes anzupassen und einen Sicherheitsabstand zur Rückseite der Luftheizvorrichtung zu schaffen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ragt die Stegplatte jedes Heizkammes an beiden seitlichen Stegplattenenden des Heizkammes über dessen Heizlamellen seitlich hinaus und der Abstand zwischen dem einen seitlichen Stegplattenende und der diesem zugehörigen benachbarten Heizlamelle ist gleich der Summe aus der Dicke jeder Heizlamelle und dem doppelten Abstand zwischen dem anderen seitlichen Stegplattenende der gleichen Stegplatte und der diesem anderen Stegplattenende zugehörigen benachbarten Heizlamelle. Damit ist es möglich, für eine elektrische Luftheizvorrichtung nur einen einzigen Heizkamm zu fertigen, diesen in der Längsmitte zu trennen und die beiden Hälften wie vorstehend beschrieben übereinander anzuordnen. Indem vermieden wird, dass zwei unterschiedliche Heizkämme gefertigt werden müssen, können die Fertigungskosten für eine 0 elektrische Luftheizvorrichtung reduziert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Heizlamellen einen zu einer Seite abgewinkelten Fuß auf, wobei die Heizlamellen mittels ihres Fußes mit der jeweiligen Stegplatte flächig verbunden sind. Eine mit einem solchen Fuß versehene Heizlamelle ermöglicht eine größere Kontaktfläche zwischen Heizlamelle und Stegplatte im Vergleich zu einer Heizlamelle, welche nur eine vollflächig ebene Platte ist. Werden die Heizlamellen mit der Stegplatte punktverschweißt, ist bei einer Heizlamelle mit einem zu einer Seite abgewinkelten Fuß die größere Kontaktfläche vorteilhaft, da eine relativ geringe Positioniergenauigkeit in der Anordnung einer Punktschweißelektrode ausreicht, um Heizelement und Stegplatte zu verschweißen. Dies gilt sowohl für die erste

Ausführungsform als auch für die zweite Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform ragen die Heizlamellen durch die Stegplatte hindurch, wobei das Heizelement mit den Heizlamellen direkt in Kontakt steht. Die Schweißpunkte zwischen Heizlamelle und Stegplatte dienen bei der zweiten Ausführungsform lediglich dazu, die Heizlamellen mit der jeweiligen Stegplatte zu montieren. Bei der ersten Ausführungsform haben die Schweißpunkte durch die stoffschlüssige Verbindung zusätzlich die Funktion, einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen Stegplatte und Heizlamellen zu erzielen. Somit ist bei der ersten Ausführungsform eine möglichst große Zahl an Schweißpunkten sinnvoll. Bei der zweiten Ausführungsform genügt für die Montage der Heizlamellen jedoch eine relativ geringe Zahl an Schweißpunkten, so dass eine kostengünstige Montage möglich ist.

Die Heizlamellen können mit der jeweiligen Stegplatte auch verlötet werden. Dies ist vorteilhaft, wenn die Temperaturen im Betrieb der elektrischen Luftheizvorrichtung sicher unter der Liquidustemperatur des Lotes bleiben. In diesem Fall sind Temperatursensoren an den Stegplatten oder Heizlamellen vorteilhaft, so dass im Fehlerfall bei höheren Temperaturen keine Gefahr besteht, dass die miteinander verbundenen Teile sich lösen. Wird als Verbindungsverfahren der Heizlamellen mit der zugehörigen Stegplatte das Schweißen gewählt, so wird bevorzugt Punktschweißen empfohlen, da somit die Fertigungskosten gering gehalten werden können.

Die Heizlamellen können so montiert sein, dass sie an ihrem einen Ende aneinanderliegen. Dies ist zum Beispiel möglich, indem der Fuß einer Heizlamelle an den Fuß der benachbarten Heizlamelle anliegt. Bei der zweiten Ausführungsform ist dies vorteilhaft, da somit eine maximale Kontaktfläche zwischen Heizelement und Heizlamellen ermöglicht wird.

Die Heizlamellen können mit der Stegplatte auch einstückig ausgebildet sein, zum Beispiel durch Extrudieren. Bei einem solchen Aufbau handelt es sich jedoch um eine Sonderkonstruktion, die eventuell nur mit Sonderteilen gebildet werden kann. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine feste und sichere Verbindung zwischen Heizlamellen und Stegplatte erreicht ist.

Bei einer anderen Ausführungsform werden Heizlamellen in Nuten einer Stegplatte eingesteckt. Dies erfordert eine genügende Dicke der Stegplatte, damit diese durch die Dickenreduktion an den Einsteckorten nicht zu stark geschwächt wird, so dass die mechanische Stabilität des Heizkammes für den vorgesehenen Einsatzfall ausreicht.

Die Heizlamellendicke ist vorzugsweise gleich oder größer als die Stegplattendicke. Dies ist vorteilhaft, weil bei einer relativ breiten Heizlamellendicke der Wärmeleitungswiderstand geringer ist als bei einer schmalen Heizlamellendicke. Somit nimmt der Temperaturgradient entlang der Heizlamelle von der Verbindungsstelle mit der Stegplatte bis zu ihrem äußersten von der Stegplatte abstehenden Randbereich nur geringfügig ab, wodurch eine relativ gleichmäßige Temperaturabgabe auf der gesamten Heizlamellen-Plattenoberfläche erreicht wird.

Sowohl die Stegplatten als auch die Heizlamellen sind bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt. Dies kann zum Beispiel Aluminium oder Kupfer sein. Um das Gewicht der elektrischen Luftheizvorrichtung möglichst gering zu halten, wird als Werkstoff für die Stegplatten und die Heizlamellen bevorzugt Aluminium gewählt. Stahl mit einer relativ schlechten Wärmeleitung ist ein weniger geeigneter Werkstoff für die Stegplatten und Heizlamellen, prinzipiell jedoch verwendbar.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der elektrischen Luftheizvorrichtung sind die beiden Stegplatten an den seitlichen Enden des Luftheizkörpers jeweils so abgewinkelt, dass die abgewinkelten Enden der Stegplatten einander zugewandt sind. Dies ist zum einen vorteilhaft, weil bei einer wärmeleitend ausgebildeten Stegplatte diese abgewinkelten Enden der Stegplatten ebenfalls Wärme abstrahlen und die Wärmeabgabeoberfläche noch vergrößert wird. Zum anderen können diese seitlichen abgewinkelten Enden der Stegplatten dazu verwendet werden, die beiden Heizkämme mittels einer Hilfsvorrichtung in einem gewünschten Abstand zueinander zu montieren. Dies kann zum Beispiel derart erreicht werden, dass die abgewinkelten Enden aufeinanderstoßen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können an den seitlichen Enden der Stegplatten Seitenplatten angebracht werden, von welchen die Stegplatten des Luftheizkörpers miteinander verbunden werden. Die Seitenplatten können zum einen dazu dienen, den Abstand zwischen den Stegplatten zu fixieren. Zum anderen können die Seitenplatten derart ausgeführt werden, dass der Luftheizkörper auf diesen Seitenplatten steht und zusammen mit den Stegplatten ein an der Vorderseite und Rückseite offenes kastenförmiges Gehäuse mit hoher Stabilität gebildet wird. Dabei muss geprüft werden, ob es vorteilhaft ist, die Seitenplatten elektrisch isolierend auszuführen. Sind die Seitenplatten aus einem Nichtleiter gefertigt, besteht keine Gefahr, dass die durch die Seitenplatten gebildete Standfläche stark erwärmt wird. Falls die Seitenplatten aus einem elektrisch leitenden Werkstoff bestehen, können sie zur weiteren Wärmeabgabe verwendet werden, wodurch die zur Wärmeabgabe verfügbare Oberfläche des Luftheizkörpers bei weiterhin kompakter Bauform noch mehr vergrößert wird.

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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Luftheizvorrichtung mehrere, einander entsprechende Luftheizkörper auf, die übereinander angeordnet sind. Dabei sind die einander zugewandten Stegplatten der Luftheizkörper im Abstand voneinander angeordnet, wobei vorzugsweise die elektrischen Heizelemente sich nicht berühren. Durch die Anordnung von mehreren Luftheizkörpern übereinander kann eine größere Wärmeabgabe als bei nur einem Heizkörper bei weiterhin geringen Maximaltemperaturen der elektrischen Luftheizvorrichtung, wie oben beschrieben, erreicht werden. Somit ist eine größere Wärmeabgabe als bei nur einem einzigen Heizkörper möglich, ohne dass das Risiko einer Brandgefahr zunimmt. Bei einer solchen Anordnung ist es vorteilhaft, wenn die jeweiligen Seitenplatten der Luftheizkörper einstückig sind. Damit ist ein sehr kompakter und robuster Aufbau möglich, wobei auch in diesem Fall die Seitenplatten eine Standfläche für die elektrische Luftheizvorrichtung anbieten können. Hierbei gelten die gleichen Vorteile, wie sie vorstehend bei der Seitenplatte für nur einen Heizkörper beschrieben wurden.

Die elektrische Luftheizvorrichtung weist vorteilhafterweise eine Heizfolie als Heizelement auf. Eine Heizfolie hat üblicherweise eine Bauhöhe von 1 oder 2 mm und ist damit relativ flach. Dies ist vorteilhaft, weil die elektrische Luftheizvorrichtung somit kompakt gebaut werden kann.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird für das elektrische Heizelement ein PTC-Heizelement (Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizient) verwendet. Dies ist vorteilhaft, da ein PTC-Heizelement grundsätzlich nicht heißer als zum Beispiel 120 ⁰C werden kann, wodurch eine hohe Sicherheit gegen Brand gegeben ist. Ein PTC-Heizelement ist

gewöhnlich dicker als eine Heizfolie und vergrößert den erforderlichen Bauraum für die Unterbringung des Heizelementes, was zu einer Vergrößerung der Bauhöhe der elektrischen Luftheizvorrichtung führt. Somit ist je nach Anwendungsfall abzuwägen, ob eine Heizfolie oder mindestens ein PTC-Heizelement zum Einsatz kommt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das vordere Ende und das hintere Ende einer Stegplatte in Richtung zu der den Heizlamellen abgewandten Seite abgewinkelt und bilden jeweils einen Randstreifen, der von der Stegplattenoberfläche weiter absteht als das auf der Stegplattenoberfläche aufgebrachte Heizelement. Dies ist vorteilhaft, weil das Heizelement an der Vorderseite und der Rückseite etwas geschützt ist vor von außen von der Vorderseite oder Rückseite zugeführten Gegenständen. Besonders bei übereinander angeordneten Luftheizkörpern wird der Spalt zwischen den Luftheizkörpern durch das abgewinkelte vordere Ende und das hintere Ende einer jeweiligen Stegplatte gering gehalten.

Der Luftheizkörper oder die Luftheizkörper sind in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung von einem Außengehäuse umgeben, das an der Vorderseite und Rückseite des Heizkörpers offen ist. Die im Inneren der elektrischen Luftheizvorrichtung erwärmte Luft kann dadurch an der Vorderseite und Rückseite aus der Heizvorrichtung entweichen. Das Außengehäuse schützt ferner das elektrische Heizelement auf der zugehörigen Stegplatte vor Beschädigungen von außen. Ferner kann das 0 Außengehäuse Standflächen oder Mittel zum Verbinden mit einer in einer Fahrzeugkabine vorgesehenen Halterung aufweisen, um die elektrische Luftheizvorrichtung in ein Schienenfahrzeug einzubauen.

Vorteilhafterweise weist die elektrische Luftheizvorrichtung
an der Vorderseite ein Lüftungsgitter auf und an der Rückseite des Außengehäuses mindestens einen Ventilator auf, von dem ein die Heizlamellen bestreichender Luftstrom erzeugbar ist. Somit wird an der Rückseite der elektrischen Luftheizvorrichtung
Raumluft angesaugt, welche im Inneren der Luftheizvorrichtung wie vorstehend beschrieben erwärmt wird und an der Vorderseite der elektrischen Luftheizvorrichtung mittels eines Luftstromes abgegeben wird. Durch die erzwungene Luftströmung wird die

erwärmte Luft schnell aus dem Inneren des Heizkörpers nach
außen abgeführt und die Umgebungsluft schneller erwärmt als
bei einer elektrischen Luftheizvorrichtung ohne Ventilator.
Das Lüftungsgitter ist vorteilhaft, um zu verhindern, dass
Gegenstände, welche größer als die Lüftungsgitter-Löcher sind, von außen in das Innere der elektrischen Luftheizvorrichtung
eingebracht werden können. Vorzugsweise ist das Lüftungsgitter in einem Abstand zur Stirnseite der Heizlamellen angebracht,
damit das Lüftungsgitter nicht direkt mitgeheizt wird.

Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Heizvorrichtung ist es somit möglich, die angesaugte Raumluft beispeilsweise um ca.
25 K bis 50 K zu erwärmen, wobei nur eine relativ geringe
elektrische Heizleistung von < 1000 W aufgenommen werden muss. Die Oberflächentemperatur sowohl der elektrischen Heizelemente als auch der wärmeleitenden metallischen Bauelemente kann
dabei auf < 100 ⁰C begrenzt werden.

Ein hoher Wirkungsgrad bei geringer Oberflächentemperatur wird erzielt, wenn folgende Proportionalität bei der Ausführung der Heizlamellen eingehalten wird:

b / h² - &Dgr;&Tgr;2 / &Dgr;&Tgr;1

wobei

b = Schenkeldicke der Heizlamelle h = Schenkelhöhe der Heizlamelle &Dgr;&Tgr;1 = Differenz zwischen der Temperatur der wärmsten Stelle der Heizlamelle und der kältesten Stelle der

Heizlamelle
&Dgr;&Tgr;2 = Differenz zwischen der Temperatur der Heizlamelle

und der angesaugten Raumluft

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Heizkammes mit zugehörigem Heizelement gemäß der ersten Ausführungsform, Figur 2 eine Vorderansicht eines Luftheizkörpers gemäß der ersten Ausführungsform,

Figur 3 eine Seitenansicht von je einer Ausführungsform eines Hei&zgr;kämmes,
Figur 4 eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer elektrischen Luftheizvorrichtung,

Figur 5a bis Figur 5e Vorderansichten mehrerer Ausführungsformen von Heizlamellen an zugehörigen Stegplatten, Figur 5f jeweils einen qualitativen Temperaturverlauf entlang zweier unterschiedlicher Heizlamellen, Figur 6 eine Seitenansicht eines Luftheizkörpers mit Seitenplatten gemäß der ersten Ausführungsform, Figur 7 eine Vorderansicht einer elektrischen Luftheizvorrichtung mit zwei Luftheizkörpern, wobei die Heizlamellen nicht dargestellt sind,

Figur 8a eine perspektivische Ansicht einer Stegplatte gemäß der zweiten Ausführungsform,

Figur 8b eine perspektivische Ansicht einer Stegplatte mit einem Heizkamm gemäß der zweiten Ausführungsform,

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Figur 8c eine Schnittansicht eines Heizkammes gemäß der zweiten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Heizkammes gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Stegplatte 41 und einer Mehrzahl von plattenförmigen Heizlamellen 51 mit einem zu einer Seite abgewinkelten Fuß, wobei die Heizlamellen ein L-Profil aufweisen. Die Heizlamellen 51 stehen mit ihrem kurzen L-Flansch an der Stegplatte 41 flächig in Kontakt. Auf der den Heizlamellen abgewandten Stegplattenseite sind Schweißpunkte "W" dargestellt, mit denen die Heizlamellen 51 jeweils mit der Stegplatte 41 fest montiert sind. Die Stegplatte 41 wie auch die Heizlamellen 51 bestehen aus einem wärmeleitenden Material. Dies ist erforderlich, damit die von mindestens einem elektrischen Heizelement 61 aufgebrachte Wärme an die Stegplatte 41 und von dort an die Heizlamellen 51 weitergeleitet werden kann. Die Stegplatte 41 weist eine Eigensteifigkeit auf, die ausreicht, um die Heizlamellen 51 mit ihrem Eigengewicht tragen zu können, ohne signifikant durchgebogen zu werden. Die Steifigkeit der Stegplatte 41 wird durch einen abgewinkelten Rand 4 3a der Stegplatte 41 an ihrer Vorderseite und einen abgewinkelten Rand 43b der Stegplatte 41 an ihrer Rückseite sowie durch je ein abgewinkeltes seitliches Stegplattenende 44a, 44b verbessert.

Das elektrische Heizelement 61 steht auf der den Heizlamellen 51 abgewandten Stegplattenseite wärmeleitend mit der Stegplatte 41 flächig in Kontakt. Um einen möglichst vollflächigen Kontakt zwischen Stegplattenoberfläche und Heizelement 61 zu erreichen, kann zum Beispiel eine Wärmeleitpaste eingesetzt werden. Das elektrische Heizelement 61 deckt eine möglichst große Fläche der Stegplattenoberfläche ab. Die zugeführte Heizleistung wird damit auf einer möglichst großen Stegplattenfläche zu den Heizlamellen 51 geleitet, so

dass möglichst geringe Temperaturunterschiede auf der Stegplattenoberfläche entstehen. Eine geringe Stegplattendicke ist mit einer relativ geringen Masse gekoppelt und ermöglicht eine relativ schnelle Erwärmung der Stegplatte 41. 5

In Figur 2 ist ein Luftheizkörper 2 gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt, der zwei Heizkämme 31 und 32 mit jeweils einer Stegplatte 41, 42 und einer Mehrzahl von plattenförmigen Heizlamellen 51, 52 und Heizelementen 61, 62 aufweist. Die Heizkämme 31, 32 sind einander gegenüberstehend so angeordnet, dass die Heizlamellen 51, 52 der Heizkämme 31, 32 im Abstand voneinander ineinandergreifen. In Figur 1 und Figur 2 sind die Heizlamellen 51 derart dargestellt, dass der Abstand "d" zwischen ihren langen L-Flanschen gleich ist.

Damit wird im Inneren des Luftheizkörpers 2 eine relativ gleichmäßige Wärmeabgabe entlang der Stegplatte 41 und der Heizlamellenoberfläche erreicht. Dabei ist die Anordnung der Heizlamellen 51 eines Heizkammes 31 vorzugsweise nicht vollständig symmetrisch zur Stegplatte 41 des Heizkammes 31.

In Figur 2 ist dargestellt, dass der Abstand zwischen dem einen seitlichen Stegplattenende 44a und der diesem zugehörigen benachbarten Heizlamelle 51a gleich der Summe aus der Dicke b jeder Heizlamelle und dem doppelten Abstand a zwischen entweder dem anderen seitlichen Stegplattendende 46a und der diesem zugehörigen benachbarten Heizlamelle 52a ist oder dem anderen seitliche Stegplattenende 44b der gleichen Stegplatte 41 und der diesem Stegplattenende 44b zugehörigen benachbarten Heizlamelle 51c ist. Die Heizlamellen 51 können so angeordnet sein, dass die freien Enden der langen L-Flansche einen Abstand c von der Stegplatte 42 oder der Heizlamelle 52a aufweisen. In Figur 1 ist ferner dargestellt, dass die plattenförmigen Heizlamellen 51 parallel zueinander verlaufen und jeweils das gleiche Profil aufweisen.

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Durch diese wie vorstehend beschriebene Anordnung der Heizlamellen 51, 52 in einem elektrischen Luftheizkörper 2 wird eine relativ gleichmäßige Erwärmung der Luft im Inneren der elektrischen Luftheizvorrichtung 1 geschaffen. 5

Der Abstand c eines freien Endes einer Heizlamelle 51 eines Heizkammes 31 zur gegenüberliegend angeordneten Heizlamelle 52 oder Stegplatte 42 kann auf Null reduziert werden, wenn eine hohe Verwindungssteifigkeit erwünscht ist.

In Figur 3a und Figur 3b ist jeweils eine Seitenansicht zweier Ausführungsformen eines Heizkammes 31 mit einer Stegplatte 41, Heizlamelle 51 und elektrisches Heizelement 61 dargestellt. Aus Figur 3a ist ersichtlich, dass die Heizlamelle 51 mit ihrem vorderen Stirnrand 51V bündig mit dem vorderen Stirnrand 43a der Stegplatte 41 endet, und die Heizlamelle 51 mit ihrem hinteren Stirnrand 51R bündig mit dem hinteren Stirnrand 43b der Stegplatte 41 endet. Damit steht eine maximale Oberfläche der Heizlamelle 51 zur Wärmeabgabe zur Verfügung. Die Oberflächenstruktur der Heizlamelle kann vollständig eben ober geprägt sein. Mit einer ebenen Oberfläche ist die Heizlamelle ein relativ kostengünstiges Bauteil, da es als Halbzeug in genormten Abmessungen leicht erworben werden kann. Da die Heizlamelle mehrfach in dem Luftheizkörper zum Einsatz kommt, wirkt sich dies deutlich auf die Kosten der elektrischen Luftheizvorrichtung aus. Bei einer Oberflächenprägung der Heizlamelle lässt sich bei nahezu gleichen Außenabmessungen der Heizlamelle eine größere Oberfläche zur Wärmeabgabe erreichen. Zum einen erhöht eine solche Maßnahme aber die Kosten für die Herstellung einer elektrischen Luftheizvorrichtung, zum anderen kann eine geprägte Oberfläche leichter verschmutzen und ist aufwendiger zu reinigen. Je nach Anwendungsfall ist somit abzuwägen, ob eine ebene oder geprägte Oberfläche einer Heizlamelle verwendet wird.

In Figur 3a ist ferner zu erkennen, dass die Heizlamelle entlang der gesamten Breite mit der Stegplatte 41 flächig in Kontakt steht. Wenn als Kontaktierverfahren das Punktschweißen gewählt wird, ist darauf zu achten, dass ein Verzug oder eine Verwindung der Kontaktoberfläche zwischen der Heizlamelle und der Stegplatte möglichst gering gehalten wird. Der Wärmeübergang von der Stegplatte zur Heizlamelle ist um so besser, je größer die Kontaktfläche zwischen Stegplatte und Heizlamelle ist. Falls beim Schweißen ein Verzug nicht verhindert werden kann, sollten die dann entstandenen (schmalen) Zwischenräume zwischen Heizlamelle und Stegplatte mit zum Beispiel einer Wärmeleitpaste ausgefüllt werden. Von gleicher Bedeutung ist der vollflächige Kontakt zwischen Heizelement 61 und Stegplatte 41. Eine durch das Schweißen eventuell geringfügig verzogene Stegplatte 41 kann ebenfalls durch zum Beispiel eine Wärmeleitpaste in guten Flächenkontakt zum elektrischen Heizelement 61 gebracht werden. Der Wirkungsgrad der elektrischen Luftheizvorrichtung gemäß der 0 ersten Ausführungsform hängt zu einem großen Teil von der Güte des Wärmeübergangs zwischen Heizelement 61 und Stegplatte sowie zwischen Stegplatte und Heizlamelle ab.

Bei der ersten Ausführungsform wird durch die Schweißverbindung zwischen Heizlamelle 51 und Stegplatte 41 eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt. Um einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen Heizlamelle und Stegplatte zu erzielen, sollte, wie vorstehend beschrieben, der Verzug der lokal begrenzt auf Schmelztemperatur erhitzten Teile so gering wie möglich gehalten werden. Wird zum Beispiel eine über die gesamte Breite der Heizlamelle 51 gezogene Schweißnaht vorgesehen, kann dies zu relativ starkem Verzug führen. Weiterhin erhöht dies den Fertigungsaufwand für die Verbindung der Heizlamelle und Stegplatte und somit auch die

Fertigungskosten. Vorteilhaft ist jedoch die sichere und auf der gesamten Breite der Stegplatte vorhandene stoffschlüssige Verbindung zwischen Stegplatte und Heizlamelle und die damit sehr gute Wärmeleitung von Stegplatte zu Heizlamelle. 5

In Figur 3b ist ein Heizkamm 31 dargestellt, dessen Heizlamelle 51 mit ihrem vorderen Stirnrand 51V bündig mit dem vorderen Stirnrand der Stegplatte endet und mit ihrem hinteren Stirnrand 51R gegen den hinteren Stirnrand der Stegplatte zum Inneren des Heizkammes hin versetzt ist. Eine solche Bauweise ist vorteilhaft, wenn das elektrische Heizelement 61 nicht die gesamte Oberfläche der Stegplatte 41 abdeckt und ein relativ großer Abstand zum hinteren Stirnrand der Stegplatte vorhanden ist. Die Stegplatte 41 steht dann deutlich über das elektrische Heizelement 61 und die Heizlamelle 51 über. Dieser überstehende Teil kann verwendet werden, um ein Gehäuse an dem hinteren Stirnrand 43b der Stegplatte anzubringen. Der Überstand der Stegplatte ist ferner vorteilhaft, um einen Sicherheitsabstand oder Bauraum für Teile zu bieten, die hinter dem hinteren Stirnrand 51R der Heizlamellen vorgesehen sind. Ferner ist dieser Überstand vorteilhaft, wenn eine Luftströmung, die von einem Ventilator 9, welcher auf der Rückseite der Luftheizvorrichtung vorgesehen ist, unter die Stegplatte gerichtet werden soll.

In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Luftheizvorrichtung dargestellt, welche einen Luftheizkörper 2 und ein Außengehäuse 8 mit einem Lüftungsgitter 81 und einen Ventilator 9 aufweist. Der Luftheizkörper 2 kann an den seitlichen abgewinkelten Enden der Stegplatten mit einem Außengehäuse 8 verbunden werden, zum Beispiel durch Nieten oder Schrauben. Zum Beispiel kann, siehe Figur 4a, auf der einen Seite das abgewinkelte Ende 44b der Stegplatte 41 und das abgewinkelte Ende 46b der Stegplatte 42 mit dem

Außengehäuse verbunden sein. In der in Figur 4a dargestellten Ausführungsform berührt das Lüftungsgitter 81 die vordere Stirnseite der Heizlamelle 51 nicht, wodurch keine direkte Beheizung durch den Luftheizkörper 2 erfolgt. Das Lüftungsgitter 81 ist so gestaltet, dass einerseits die erwärmte Luft gut hindurchströmen kann, andererseits sind die Öffnungen so klein gestaltet, dass Fremdkörper von außerhalb der Luftheizvorrichtung daran gehindert werden, in das Innere des Luftheizkörpers einzudringen. Der Raum 82 zwischen der Rückseite des Luftheizkörpers 2 und der Rückseite des Außengehäuses 8 kann verwendet werden, um die von einem Ventilator 9 erzeugte Luftströmung gut an die Heizlamellen zu richten. Dazu können zum Beispiel Luftlenkbleche 83 in dem Raum 82 vorgesehen sein. Auf die Luftlenkbleche 83 und den Raum 82 kann verzichtet werden, wenn die von dem Ventilator 9 abgegebene Luftströmung am Ventilatoraustritt so gut verteilt ist, dass die von den Heizlamellen 51, 52 abgestrahlte Wärme auf der gesamten Oberfläche der Heizlamellen gleichmäßig abgeführt wird. An der Rückseite des Außengehäuses 8 können, wie in Figur 4b dargestellt, mehrere Ventilatoren 9 vorgesehen sein, wenn die elektrische Luftheizvorrichtung eine genügende Breite aufweist. Aus Figur 4b ist ferner ersichtlich, dass das elektrische Heizelement 61 großflächig auf der zugehörigen Stegplatte 41 aufgebracht ist.

In Figur 5 sind mehrere Ausführungsformen von Heizlamellen 51, 52 dargestellt. In Figur 5a sind vollfächig ebene Heizlamellen 51 und 52 dargestellt. Die Verbindung zwischen der zugehörigen Stegplatte 41, 42 und den Heizlamellen 51, 52 kann, wie oben beschrieben, durch zum Beispiel Schweißen erfolgen. In diesem Ausführungsbeispiel ist aber die Kontaktfläche zwischen Heizlamelle und Stegplatte 41 relativ klein und entspricht der Dicke der Heizlamelle 51, 52. Bei einer Punktschweißverbindung erfordert dies eine hohe Positioniergenauigkeit in der

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Anordnung der Punktschweißelektrode in Bezug auf die mit der Stegplatte 41 zu verbindende Heizlamelle 51. Aufgrund der schmalen Kontaktfläche der Heizlamelle mit der Stegplatte besteht die Gefahr, dass die Heizlamelle nicht senkrecht zur Stegplatte verschweißt wird. Dadurch ist ein nicht mehr gleicher Abstand zwischen benachbarten Heizlamellen gegeben, wodurch Zonen mit ungleichförmiger Temperaturverteilung im Inneren des Luftheizkörpers entstehen können. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Kontaktfläche zwischen Heizlamelle und zugehöriger Stegplatte so groß ausgebildet ist, dass auch nach dem Verbinden der Heizlamelle mit der Stegplatte die Heizlamelle senkrecht zur Stegplatte angeordnet ist. Die in Figur 5c dargestellte Ausführungsform zeigt Heizlamellen mit einem L-Profil, die mit ihrem kurzen L-Schenkel an einer Stegplatte angebracht sind. Vorzugsweise werden die Heizkämme mit Heizlamellen so angeordnet, dass die Heizlamellen mit ihren langen L-Schenkeln einander abwechselnd gegenüberstehen, wie aus Figur 5c ersichtlich ist. Dadurch können die Heizlamellen relativ eng benachbart angeordnet werden und in 0 dem verfügbaren Bereich zwischen den Stegplatten möglichst viele Heizlamellen angebracht werden, damit eine große Oberfläche zur Wärmeabgabe verfügbar ist.

Figur 5b zeigt eine weitere Ausführungsform mit Heizlamellen 51, 52, welche eine geschwungene Plattenfläche aufweisen.

Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn eine relativ große Oberfläche der Heizlamelle erwünscht ist, der Abstand zwischen der Stegplatte 41 und 42 aber relativ klein ist und eine vertikal verlaufende Heizlamelle aufgrund der begrenzten Höhe 0 nicht eingebaut werden kann.

In Figur 5d ist eine weitere Ausführungsform einer Heizlamelle 51, 52 dargestellt. Die Heizlamelle weist eine U-Form auf, wobei die Heizlamelle mit ihrem kurzen U-Schenkel an der

Stegplatte 41, 42 angebracht ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, weil mit nur einem Schweißpunkt zwischen dem kurzen U-Schenkel der Heizlamelle 51 und der Stegplatte 41 zwei lange U-Schenkel an der Stegplatte 41 montierbar sind. Damit sind im Vergleich zu der Ausführungsform, wie sie in Figur 5c mit Heizlamellen mit L-Profil gezeigt ist, bei gleicher Oberfläche nur etwa die Hälfte an Schweißpunkten möglich. Dadurch wird die Produktionszeit verringert und die Herstellkosten bleiben relativ gering. Eine Schwierigkeit besteht darin, dass eine Heizlamelle mit U-Profil bei nicht korrekter senkrechter Position in Bezug zur Stegplatte nicht nur mit einem Schenkel, sondern mit beiden U-Schenkeln einen ungleichen Abstand zu den benachbarten Heizlamellen aufweist. Dadurch ist die Gefahr einer ungleichen Wärmeverteilung im Inneren eines elektrischen Luftheizkörpers größer als bei Verwendung einer Heizlamelle mit L-Profil.

In Figur 5e ist eine weitere Ausführungsform einer Heizlamelle 51, 52 dargestellt. Sie ist ähnlich zu der in Figur 5d dargestellten Ausführungsform, indem eine Heizlamelle 51, mehrere senkrecht von der Stegplatte abstehende Schenkel aufweist. Um einen guten Wärmeeintrag in die relativ große Heizlamelle 51 zu ermöglichen, sollten vorzugsweise mehrere Schweißpunkte 51S an den Stegen, mit welchen die langen 5 Schenkel verbunden sind, vorgesehen werden. Bei diesem Profil handelt es sich nicht mehr um ein allgemein übliches Profil wie zum Beispiel bei einem L-Profil, so dass die Herstellkosten evtl. höher ausfallen können.

0 In Figur 5f und Figur 5g sind jeweils eine Ausführungsform mit einem zugehörigen qualitativen Temperaturverlauf entlang des von der Stegplatte abstehenden Schenkels einer Heizlamelle dargestellt. Die Temperatur nimmt von der Stegplatte beginnend in Richtung zum freien Ende des Schenkels der Heizlamelle

zunehmend ab. In Figur 5f ist der Temperaturverlauf bei einem relativ dicken Schenkel einer Heizlamelle dargestellt, und in Figur 5g ist der Temperaturverlauf bei einem relativ dünnen Schenkel einer Heizlamelle dargestellt. Ein Vergleich der beiden Temperaturverläufe zeigt, dass bei einem dünnen Schenkel der Temperaturgradient deutlich stärker ist als bei einer Heizlamelle mit dickem Schenkel. Bei gleicher zugeführter Heizleistung führt dies dazu, dass die an der Stegplatte vorliegende Temperatur T bei einer Heizlamelle mit dünnem Schenkel den Betrag T2 annimmt und bei einer Heizlamelle mit dickem Schenkel den Betrag Tl annimmt, wobei T2 > Tl ist. Eine möglichst gleichmäßige Erwärmung des Innenraumes eines elektrischen Luftheizkörpers wird somit mit einer Heizlamelle erreicht, die einen relativ dicken Schenkel aufweist.

In Figur 6 ist ein elektrischer Luftheizkörper gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt, welcher an den seitlichen Enden Seitenplatten 70a, 70b aufweist, von welchen die Stegplatten 41 und 42 des Luftheizkörpers 2 miteinander verbunden werden. Die seitlichen Stegplattenenden 44a und 46a sind an der Seitenplatte 70a befestigt. Gleichermaßen sind die seitlichen Stegplattenenden 44b und 46b an der Seitenplatte 70b befestigt. Die Seitenplatten stehen vorzugsweise über die Stegplatte und die elektrischen Heizelemente 61 und 62 hervor, so dass die Heizelemente etwas geschützt sind. Wirken die Seitenplatten als Elemente zum Aufstellen des Luftheizkörpers, so ist es vorteilhaft, wenn die Seitenplatten aus einem elektrisch isolierenden und wärmeisolierenden Material hergestellt sind. Damit wird vermieden, dass die Standfläche der elektrischen Luftheizvorrichtung erwärmt wird und eine Brandgefahr entsteht. Da die Seitenplatten auch als Teil eines Außengehäuses wirken können, sind wärmeisolierende Seitenplatten vorteilhaft, weil ein Schutz vor Verbrennungen

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bei Berührung mit dem sonst relativ warmen Luftheizkörper 2 erreicht wird.

Um eine stärkere Erwärmung von Raumluft zu erreichen, ohne dass die maximale Temperatur der elektrischen Luftheizvorrichtung 1 erhöht ist, können mehrere einander entsprechende elektrische Luftheizkörper zum Einsatz kommen, die vorzugsweise übereinander angeordnet werden. In Figur 7 ist eine solche elektrische Luftheizvorrichtung mit zwei Luftheizkörpern dargestellt, wobei die einander zugewandten Stegplatten der Luftheizkörper in gegenseitigem Abstand voneinander sind (die zur Luftheizvorrichtung gehörenden Heizlamellen sind in Figur 7 nicht dargestellt). Die Anordnung mehrerer Luftheizkörper übereinander ermöglicht es, dass die Seitenplatten der Luftheizkörper einstückig sind und ein stabiler Aufbau erreicht wird. In Figur 7 ist ferner dargestellt, wie das vordere, in Richtung zu der den Heizlamellen abgewandten Seite abgewinkelte Ende 43a einer Stegplatte das dahinter angeordnete elektrische Heizelement verdeckt. Auch das vordere abgewinkelte Ende 45a der anderen Stegplatte 42 verdeckt das dahinter angeordnete elektrische Heizelement. Bei zwei übereinander angeordneten Luftheizkörpern ist es vorteilhaft, wenn der Spalt S, der zwischen einem abgewinkelten vorderen Ende 43a einer Stegplatte eines Luftheizkörpers und einem anderen abgewinkelten vorderen Ende 45a eines anderen, darüber angeordneten Luftheizkörpers vorhanden ist, möglichst gering ist. Dadurch wird verhindert, dass die einander zugewandten elektrischen Heizelemente, welche hinter dem vorderen Ende 43a 0 und dem vorderen Ende 45a angeordnet sind, von außen erreicht und eventuell beschädigt werden.

Ein einziger oder mehrere übereinander angeordnete Luftheizkörper können mit einem Außengehäuse 8 versehen sein,

wie in Figur 7 dargestellt. Das Außengehäuse ist vorteilhaft, wenn die elektrische Luftheizvorrichtung mit weiteren Bauelementen, wie zum Beispiel Zuleitungskabeln zu den elektrischen Heizelementen, als eine gemeinsame Vorrichtung in einem Innenraum einer Fahrzeugkabine vorgesehen sein soll. Die elektrische Luftheizvorrichtung kann dann vorzugsweise an Befestigungsstellen B des Außengehäuses in der Fahrzeugkabine eines Schienenfahrzeugs befestigt werden.

In Figur 8a ist eine Stegplatte 41 für eine Luftheizvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt. Die Stegplatte 41 weist Schlitze 48 auf, die parallel zu dem seitlichen Stegplattenende 44a bzw. 44b angeordnet sind. Durch die Schlitze 48 sind Heizlamellen 51 so gesteckt, dass die Heizlamellen 51 durch die Stegplatte 41 hindurchragen. In Figur 8b sind Heizlamellen 51 dargestellt, welche einen zu einer Seite abgewinkelten Fuß aufweisen. Die Heizlamellen 51 sind in der Stegplatte 41 so eingesetzt, dass die freien Enden der langen Schenkel im Abstand voneinander an der einen Stegplattenseite von der Stegplatte 41 abstehen und die Füße der Heizlamellen an der anderen Stegplattenseite mit der Stegplatte in Kontakt sind. Mit "W" ist jeweils ein Schweißpunkt angedeutet, mit dem ein Heizlamellenfuß mit der Stegplatte 41 montiert ist. Ein oder zwei Schweißpunkte "W" je Heizlamelle 51 genügen, um eine Heizlamelle 51 mit der Stegplatte 41 zu fixieren. Zusätzliche Schweißpunkte sind zur Fixierung einer Heizlamelle 51 mit der zugehörigen Stegplatte 41 möglich. Jedoch ist dies zum einen kostenintensiver, zum anderen wird die Gefahr erhöht, dass es zu einem Verzug der Heizlamellenoberfläche kommt.

Bei Heizlamellen 51 mit einem abgewinkelten Fuß kann die Fußbreite jeweils so ausgebildet sein, dass in dem Zustand, in dem die Heizlamellen 51 mit der Stegplatte 41 montiert sind,

die Füße der Heizlamellen 51 aneinanderstoßen. Der zwischen den Heizlamellenfüßen existierende Abstand "f" ist dabei auf Null reduziert, siehe Figur 8c. Nebeneinander montierte Heizlamellen 51 bilden mit ihren Füßen somit eine zusammenhängende Fläche FH, siehe Figur 8b. Die Heizlamellen 51 stehen mit dem zugehörigen Heizelement 61 in wärmeleitendem Kontakt. Existiert eine durch die Füße der Heizlamellen 51 gebildete zusammenhängende Fläche FH, so ist dies vorteilhaft, da auf der Fläche FH ein Heizelement 61 so montiert werden kann, dass es mit der Fläche FH vollflächig in Kontakt steht, siehe Figur 8c. Zwischen Heizelement 61 und Heizlamellen 51 besteht damit eine größtmögliche Kontaktfläche, so dass die Wärme des Heizelementes 61 mit möglichst geringen Verlusten an die Heizlamellen 51 weitergeleitet werden kann. Dies ist von Bedeutung, um einen größtmöglichen Wirkungsgrad des Luftheizkörpers zu erzielen. Ist "f">0, berühren sich die Füße der Heizlamellen 51 nicht, siehe Figur 8b links. Dann ist kein vollflächiger Kontakt zwischen Heizelement 61 und Heizlamellenfüßen gegeben und ein geringerer Wirkungsgrad des Luftheizkörpers wird erreicht.

Die Breitentoleranz der Schlitze 48 kann großzügig bemessen sein. Es ist nur von Bedeutung, dass die Heizlamellen 51 durch die Schlitze 48 eingesetzt werden können und hindurchragen.

Der Abstand "e" zwischen den Schlitzen 48 sollte so bemessen sein, dass bei Verwendung von Heizlamellen 51 mit abgewinkelten Füßen ein Abstand "f"=0 möglich ist. Weisen die Heizlamellen 51 jeweils die gleichen geometrischen Abmessungen auf, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Schlitzen 48 jeweils ein konstanter Abstand "e" vorhanden ist. Damit ist eine rasche Montage von Heizlamellen 51 mit der zugehörigen Stegplatte 41 möglich.

Claims

1. Elektrische Luftheizvorrichtung zum Erwärmen von Raumluft eines Innenraumes, insbesondere einer Fahrzeugkabine eines Schienenfahrzeugs, mit einem Luftheizkörper mit zwei Heizkämmen, die jeweils aufweisen: eine Stegplatte, eine Mehrzahl von plattenförmigen Heizlamellen, die an der Stegplatte befestigt sind und im Abstand voneinander an der einen Stegplattenseite von der Stegplatte abstehen, und jeweils wenigstens ein an der den Heizlamellen abgewandten Stegplattenseite angeordnetes Heizelement, das mit den Heizlamellen wärmeleitend verbunden ist, wobei die Heizkämme einander gegenüberstehend so angeordnet sind, dass die Heizlamellen der Heizkämme im Abstand voneinander ineinandergreifen und die Heizlamellen des einen Heizkammes an der Stegplatte des anderen Heizkammes unbefestigt anstoßen oder im Abstand von der Stegplatte oder der Heizlamelle des anderen Heizkammes angeordnet sind.

2. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizlamellen an der dem Heizelement abgewandten einen Stegplattenseite mit ihrem einen Ende mit der Stegplatte wärmeleitend in Kontakt stehen, und die Stegplatte mit dem Heizelement in wärmeleitendem Kontakt steht.

3. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizlamellen durch die Stegplatte hindurchragen und mit dem Heizelement in wärmeleitendem Kontakt stehen.

4. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf der einen Stegplattenseite die Abstände zwischen den abstehenden Heizlamellenflächen gleich sind.

5. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Heizlamellen des einen Heizkammes parallel zu den Heizlamellen des anderen Heizkammes verlaufen.

6. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Heizlamellen mit ihrem vorderen Stirnrand bündig mit dem vorderen Stirnrand der Stegplatten enden.

7. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Heizlamellen mit ihrem hinteren Stirnrand bündig mit dem hinteren Stirnrand der Stegplatten enden oder gegen den hinteren Stirnrand der Stegplatten zum Inneren des Heizkörpers hin versetzt enden.

8. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Stegplatte jedes Heizkammes an beiden seitlichen Stegplattenenden des Heizkammes über dessen Heizlamellen seitlich hinausragt und der Abstand zwischen dem einen seitlichen Stegplattenende und der diesem zugehörigen benachbarten Heizlamelle gleich der Summe aus der Dicke jeder Heizlamelle und dem doppelten Abstand zwischen dem anderen seitlichen Stegplattenende der gleichen Stegplatte und der diesem anderen Stegplattenende zugehörigen benachbarten Heizlamelle ist.

9. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Heizlamellen einen zur Seite abgewinkelten Fuß aufweisen und mit ihrem Fuß an der jeweiligen Stegplatte flächig befestigt sind.

10. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Füße der Heizlamellen aneinanderliegen.

11. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Heizlamellendicke gleich oder größer als die Stegplattendicke ist.

12. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die beiden Stegplatten an den seitlichen Enden des Luftheizkörpers jeweils so abgewinkelt sind, dass die abgewinkelten Enden der Stegplatten einander zugewandt sind.

13. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei an den seitlichen Enden des Luftheizkörpers Seitenplatten angebracht sind, von welchen die Stegplatten des Luftheizkörpers miteinander verbunden werden und welche mit den Stegplatten des Luftheizkörpers ein zur Vorderseite und Rückseite desselben offenes kastenförmiges Gehäuse bilden.

14. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 13, wobei mehrere, einander entsprechende Luftheizkörper übereinander angeordnet sind und die einander zugewandten Stegplatten der Luftheizkörper in gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Seitenplatten der Luftheizkörper einstückig sind.

15. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Heizelement eine Heizfolie oder ein PTC-Heizelement ist.

16. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das vordere Ende und das hintere Ende einer Stegplatte in Richtung zu der den Heizlamellen abgewandten Seite abgewinkelt sind und jeweils einen Randstreifen bilden, der über das Heizelement hinaussteht.

17. Elektrische Luftheizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Luftheizkörper beziehungsweise die Luftheizkörper von einem Außengehäuse umgeben ist beziehungsweise sind, das an der Vorderseite und Rückseite offen ist und an der Vorderseite ein Lüftungsgitter aufweist.

18. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 17, wobei mindestens ein Ventilator an der Rückseite des Außengehäuses vorgesehen ist, von dem ein die Heizlamellen bestreichender Luftstrom erzeugbar ist.

19. Elektrische Luftheizvorrichtung nach Anspruch 18, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, von welcher der Luftmengenstrom des Ventilators gesteuert wird.