DE102023121387A1

DE102023121387A1 - Electric heater

Info

Publication number: DE102023121387A1
Application number: DE102023121387.3A
Authority: DE
Inventors: Kai-Fabian Bürkle; Markus Hoffmann; Jikang Wang; Gaetan Ahoufack; Timo Kröner; Ralf Lothar Weinand; Sascha Herzig; Ahmad Asafi; Andreas Bachmann; Fabian Beck; Carina Bauer
Original assignee: Eberspaecher Catem GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Catem GmbH and Co KG
Priority date: 2023-08-10
Filing date: 2023-08-10
Publication date: 2025-02-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung 2 zur Erwärmung eines Mediums. Diese umfasst eine Heizeieinrichtung 22 mit mindestens einem Heizelement 23, bevorzugt einem PTC-Element 24. An eine an einer Längsseite der Heizeinrichtung 22 anschließenden zweiten Heizkammer 6.2, die an ihrer der Heizeinrichtung 22 gegenüberliegenden Seite von einem Heizkammerdeckel 102 begrenzt ist, liegt mindestens ein Temperatursensor 104 an. Bevorzugt liegt zwischen dem Temperatursensor 104 und dem Heizkammerdeckel 102 eine Schicht eines Wärmeleitmediums 106. Die durch den mindestens einen Temperatursensor 104 gemessene Temperatur ist repräsentativ für die Temperatur des Mediums, welches in einem Strömungsweg 100 der zweiten Heizkammer 6.2 strömt und kann als Stell- oder Regelgröße für die elektrische Heizvorrichtung 2 eingesetzt werden. Die Erfindung ermöglicht einen kompakten Aufbau einer elektrischen Heizvorrichtung mit mindestens einem Temperatursensor 104, ohne, dass eine Aufnahme für den Temperatursensor 104 geschaffen werden muss, die in den Strömungsweg 100 hineinragt.

The present invention relates to an electric heating device 2 for heating a medium. This comprises a heating device 22 with at least one heating element 23, preferably a PTC element 24. At least one temperature sensor 104 is connected to a second heating chamber 6.2 which adjoins a long side of the heating device 22 and is delimited by a heating chamber cover 102 on the side opposite the heating device 22. A layer of a heat-conducting medium 106 is preferably located between the temperature sensor 104 and the heating chamber cover 102. The temperature measured by the at least one temperature sensor 104 is representative of the temperature of the medium which flows in a flow path 100 of the second heating chamber 6.2 and can be used as a control or regulating variable for the electric heating device 2. The invention enables a compact construction of an electric heating device with at least one temperature sensor 104, without having to create a receptacle for the temperature sensor 104 that protrudes into the flow path 100.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung umfassend eine Heizeinrichtung und mindestens eine Heizkammer mit mindestens einem Strömungsweg, die einen die Heizkammer begrenzende Heizkammerdeckel und eine Steuereinrichtung mit einer Leiterplatte aufweist, wobei an der Leiterplatte mindestens ein Temperatursensor angeschlossen ist. Die elektrische Heizvorrichtung wird bevorzugt in Fahrzeugen eingesetzt.The present invention relates to an electric heating device comprising a heating device and at least one heating chamber with at least one flow path, which has a heating chamber cover delimiting the heating chamber and a control device with a circuit board, wherein at least one temperature sensor is connected to the circuit board. The electric heating device is preferably used in vehicles.

Elektrische Heizvorrichtungen zum Erwärmen eines Mediums sind bekannt, beispielsweise aus der DE 20 2019 005 223 U1 . Solche elektrischen Heizvorrichtungen umfassen elektrische Heizelemente, beispielsweise PTC-Elemente, über die Wärme erzeugt wird. Zur Steuerung beziehungsweise Regelung ist es bekannt, beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2023 112 137 , Temperatursensoren vorzusehen, mit denen die Temperatur des Mediums im Betrieb überwacht wird. Die dort gezeigten Temperatursensoren sind mit einer Leiterplatte einer Steuereinrichtung der elektrischen Heizvorrichtung elektrisch verbunden und ragen von der Leiterplatte ab in eine Heizkammer der elektrischen Heizvorrichtung. Diese weist dafür entsprechende domförmige Aufnahmen auf, die in den Strömungsweg des Mediums in der Heizkammer hineinragen. Hierdurch wird die Fluiddynamik im Strömungsweg verändert, zudem benötigt diese Ausgestaltung vergleichsweise viel Bauraum.Electric heating devices for heating a medium are known, for example from DE 20 2019 005 223 U1 . Such electrical heating devices comprise electrical heating elements, for example PTC elements, through which heat is generated. For control or regulation it is known, for example from the unpublished DE 10 2023 112 137 , to provide temperature sensors with which the temperature of the medium is monitored during operation. The temperature sensors shown there are electrically connected to a circuit board of a control device of the electric heating device and protrude from the circuit board into a heating chamber of the electric heating device. This has corresponding dome-shaped receptacles that protrude into the flow path of the medium in the heating chamber. This changes the fluid dynamics in the flow path, and this design also requires a comparatively large amount of installation space.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lösung anzugeben, die einen möglichst geringen Einfluss der Temperaturmessung auf die Fluiddynamik hat und die möglichst kompakt baut.The present invention is based on the problem of providing a solution which has as little influence as possible of the temperature measurement on the fluid dynamics and which is as compact as possible.

Zur Lösung dieses Problems wird eine elektrische Heizvorrichtung vorgeschlagen, umfassend eine Heizeinrichtung und mindestens eine Heizkammer mit mindestens einem Strömungsweg, die einen die Heizkammer begrenzenden Heizkammerdeckel und eine Steuereinrichtung mit einer Leiterplatte aufweist, wobei an der Leiterplatte mindestens ein Temperatursensor angeschlossen ist. Erfindungsgemäß erstreckt sich der mindestens eine Temperatursensor in Richtung des Heizkammerdeckels und liegt flächig auf dem Heizkammerdeckel auf.To solve this problem, an electric heating device is proposed, comprising a heating device and at least one heating chamber with at least one flow path, which has a heating chamber cover delimiting the heating chamber and a control device with a circuit board, wherein at least one temperature sensor is connected to the circuit board. According to the invention, the at least one temperature sensor extends in the direction of the heating chamber cover and lies flat on the heating chamber cover.

Der Heizkammerdeckel ist dabei bevorzugt als im Wesentlichen ebenes Blechteil ausgebildet, welches eine nahezu ungestörte ebene Oberfläche aufweist. Allerhöchstens Randbereiche des Heizkammerdeckels können zur besseren Verbindung mit einem anderen Gehäuseteil, welches die Heizkammer begrenzt, aus der Ebene des Blechteils heraus verformt sein.The heating chamber cover is preferably designed as a substantially flat sheet metal part which has an almost undisturbed flat surface. At most, edge areas of the heating chamber cover can be deformed out of the plane of the sheet metal part for better connection to another housing part which delimits the heating chamber.

Die elektrische Heizvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt eine ebene oder flächige elektrische Heizvorrichtung, bei der eine Heizeinrichtung, die mindestens ein elektrisch betreibbares Heizelement umfasst, vorliegt, auf deren Längsseiten jeweils eine Heizkammer mit einem Strömungsweg für das zu erwärmende Medium angeordnet ist. Die Heizeinrichtung ist somit eben, insbesondere als eine Art Quader ausgebildet, der zwei Längsseiten aufweist, die deutlich größer sind als die die Längsseiten verbindenden Randseiten, insbesondere um mindestens einen Faktor 5 größer.The electric heating device according to the present invention is preferably a flat or planar electric heating device in which there is a heating device that comprises at least one electrically operated heating element, on the long sides of which a heating chamber with a flow path for the medium to be heated is arranged. The heating device is thus flat, in particular designed as a type of cuboid that has two long sides that are significantly larger than the edge sides connecting the long sides, in particular larger by at least a factor of 5.

Die mindestens zwei Heizelemente sind elektrisch beheizbare Heizelemente, bevorzugt Widerstandsheizelemente oder PTC-Elemente. Hierbei liegt die Heizeinrichtung und deren Heizelemente in einer Ebene, während jede Heizkammer mit ihrem mindestens einen Strömungsweg in einer Heizkammerebene liegt, die parallel zur Ebene der Heizelemente bzw. Heizeinrichtung ausgerichtet ist.The at least two heating elements are electrically heatable heating elements, preferably resistance heating elements or PTC elements. The heating device and its heating elements are located in one plane, while each heating chamber with its at least one flow path is located in a heating chamber plane that is aligned parallel to the plane of the heating elements or heating device.

Ein PTC-Element ist aus einem Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (positive temperature coefficient, PTC) aufgebaut und liegt bevorzugt als keramisches quaderförmiges Bauteil vor. Das quaderförmige Bauteil weist zwei Hauptseitenflächen auf, die parallel zueinander ausgerichtet sind und über Randseiten miteinander verbunden sind. Jede Hauptseitenfläche ist um mindestens einen Faktor 5 größer als die Flächen der Randseiten, bevorzugt sogar als die Summe der Flächen aller Randseiten. Jede Hauptseitenfläche ist zur Bestromung mit einer Metallisierung versehen, an der eine elektrisch leitende Kontaktierungslage, bevorzugt ein Kontaktblech, anliegt. Auf der von der entsprechenden Hauptseitenfläche gegenüberliegenden Seite der Kontaktierungslage ist eine elektrische Isolierlage ausgebildet, die eine elektrische Isolierung der Kontaktierungslage bewirkt. Die Kontaktierungslage kann auch als eine elektrisch leitende Beschichtung auf der elektrischen Isolierlage ausgebildet sein. Mit anderen Worten können die Kontaktierungslage und die elektrische Isolierlage gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein einheitliches Bauteil ausgebildet sein, welches mehrere funktionale Bereiche bereitstellt. Jedenfalls liegen die besagten PTC-Elemente elektrisch leitend gegen die Kontaktierungslage an und werden über diese bestromt. Alternativ können statt PTC-Elementen als mindestens ein Heizelement auch andere elektrisch beheizbare Heizelemente eingesetzt werden, bevorzugt Widerstandsheizelemente. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Heizeinrichtung mindestens ein PTC-Element umfasst.A PTC element is made of a material with a positive temperature coefficient (PTC) and is preferably in the form of a ceramic cuboid component. The cuboid component has two main side surfaces that are aligned parallel to one another and are connected to one another via edge sides. Each main side surface is at least a factor of 5 larger than the areas of the edge sides, preferably even larger than the sum of the areas of all edge sides. Each main side surface is provided with a metallization for the supply of current, against which an electrically conductive contact layer, preferably a contact plate, rests. On the side of the contact layer opposite the corresponding main side surface, an electrical insulating layer is formed, which electrically insulates the contact layer. The contact layer can also be formed as an electrically conductive coating on the electrical insulating layer. In other words, the contact layer and the electrical insulating layer according to the present invention can be formed by a single component that provides several functional areas. In any case, the said PTC elements rest against the contact layer in an electrically conductive manner and are supplied with current via this. Alternatively, other electrically heatable heating elements, preferably resistance heating elements, can be used instead of PTC elements as at least one heating element. A preferred embodiment is one in which the heating device comprises at least one PTC element.

Die Heizkammern und der Heizkammerdeckel sind bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet, besonders bevorzugt aus einem aluminiumhaltigen Material, insbesondere durch ein Guss- oder Druckgussverfahren. Die elektrische Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere zum Betrieb mit einem Hochvolt-Strom, wie er beispielsweise für Antriebe in Elektrofahrzeugen verwendet wird. Als Hochvolt-Stromwird gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Strom mit mehr als 400 Volt, gegebenenfalls mehr als 700 Volt angesehen.The heating chambers and the heating chamber cover are preferably made of a metallic material, particularly preferably of a aluminum-containing material, in particular by a casting or die-casting process. The electric heating device of the present invention is particularly suitable for operation with a high-voltage current, such as that used for drives in electric vehicles. According to the present invention, a high-voltage current is considered to be a current of more than 400 volts, possibly more than 700 volts.

Unter dem Begriff flächig aufliegen wird verstanden, dass keine spezielle Aufnahme oder Struktur in der Heizkammer für den Temperatursensor ausgebildet ist, sondern dieser flach auf dem Heizkammerdeckel aufliegt. Es hat sich herausgestellt, dass die auf dem Heizkammerdeckel gemessene Temperatur repräsentativ für die Temperatur des Mediums im Strömungsweg ist. Die dabei gemessene Temperatur lässt sich sowohl für die Überwachung als auch für die Steuerung oder Regelung der elektrischen Heizvorrichtung einsetzen.The term "flat support" means that there is no special holder or structure in the heating chamber for the temperature sensor, but rather that it rests flat on the heating chamber cover. It has been found that the temperature measured on the heating chamber cover is representative of the temperature of the medium in the flow path. The temperature measured can be used both for monitoring and for controlling or regulating the electrical heating device.

Insbesondere hat sich auch herausgestellt, dass es bei einer ebenen oder flachen elektrischen Heizvorrichtung, bei dem an beiden Längsseiten der Heizeinrichtung jeweils eine Heizkammer ausgebildet ist, die jeweils von einem im Wesentlichen gleich großen Teilstrom an Medium durchströmt werden, sich also insbesondere die Volumenströme durch beide Heizkammem um höchstens 5 % voneinander unterscheiden, und gleichen Wärmebedingungen unterliegen, es ausreichend ist, die Temperatur auf einer Heizkammer, also auf dem Heizkammerdeckel einer Heizkammer, zu messen. Auf eine Ausnehmung, die in den Strömungsweg hineinragt und in der der mindestens eine Temperatursensor hineinragt, kann verzichtet werden, so dass keine Veränderung der Fluiddynamik im Strömungsweg durch den Temperatursensor erfolgt. Gleichzeitig ist ein kompakter Aufbau der elektrischen Heizvorrichtung mit einem oder mehreren Temperatursensoren möglich. Der mindestens eine Temperatursensor ragt von der Leiterplatte der Steuereinrichtung ab liegt auf dem Heizkammerdeckel aus, nutzt also den bereits vorhandenen Bauraum für die Positionierung mindestens eines Temperatursensors.In particular, it has also been found that in the case of a flat or level electrical heating device in which a heating chamber is formed on each of the two long sides of the heating device, through which a partial flow of medium of essentially the same size flows, i.e. in particular the volume flows through both heating chambers differ from one another by a maximum of 5% and are subject to the same heat conditions, it is sufficient to measure the temperature on one heating chamber, i.e. on the heating chamber cover of a heating chamber. A recess that protrudes into the flow path and into which the at least one temperature sensor protrudes can be dispensed with, so that the fluid dynamics in the flow path are not changed by the temperature sensor. At the same time, a compact design of the electrical heating device with one or more temperature sensors is possible. The at least one temperature sensor protrudes from the circuit board of the control device and is located on the heating chamber cover, thus using the existing installation space for the positioning of at least one temperature sensor.

Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen Temperatursensor und Heizkammerdeckel ist bevorzugt ein Wärmeleitmedium zwischen Temperatursensor und dem Heizkammerdeckel ausgebildet. Dies beschleunigt die Messung, da sich Änderungen der Temperatur des Mediums in dem Strömungsweg schneller am mindestens einen Temperatursensor bemerkbar machen.To improve the heat transfer between the temperature sensor and the heating chamber cover, a heat-conducting medium is preferably formed between the temperature sensor and the heating chamber cover. This speeds up the measurement because changes in the temperature of the medium in the flow path are more quickly noticeable in at least one temperature sensor.

Das Wärmeleitmedium ist bevorzugt eine Wärmeleitpaste, die bevorzugt Partikel eines Wärmeleitmediums wie beispielsweise Metallpulver oder Oxidkeramik in einem flüssigen Träger dispergiert umfasst. Als flüssiger Träger wird bevorzugt Silikonöl oder Polyethylenglykol eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich kann als Wärmeleitmedium eine entsprechende Folie ausgebildet sein, beispielsweise eine Silikonfolie oder eine Kaptonfolie (eine Folie aus einem Polyimid).The thermally conductive medium is preferably a thermally conductive paste, which preferably comprises particles of a thermally conductive medium such as metal powder or oxide ceramic dispersed in a liquid carrier. Silicone oil or polyethylene glycol is preferably used as the liquid carrier. Alternatively or additionally, a corresponding film can be formed as the thermally conductive medium, for example a silicone film or a Kapton film (a film made of a polyimide).

Die Schicht Wärmeleitmedium ist nur minimal dünn. Insbesondere ist die Schicht Wärmemedium zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen und Winkeltoleranzen vorgesehen, um so einen möglichst guten thermischen Kontakt zwischen dem mindestens einen Temperatursensor und dem Heizkammerdeckel zu erreichen. Die Schichtdicke des Wärmeleitmediums zwischen Temperatursensor und Heizkammerdeckel beträgt dabei höchstens 5 mm, bevorzugt weniger als 3 mm, insbesondere weniger als 1 mm.The layer of heat-conducting medium is only minimally thin. In particular, the layer of heat-conducting medium is intended to compensate for component tolerances and angle tolerances in order to achieve the best possible thermal contact between the at least one temperature sensor and the heating chamber cover. The layer thickness of the heat-conducting medium between the temperature sensor and the heating chamber cover is at most 5 mm, preferably less than 3 mm, in particular less than 1 mm.

Bevorzugt liegt der mindestens eine Temperatursensor in einem Bereich auf dem Heizkammerdeckel auf, an dem der Strömungsweg verläuft. Hierdurch wird die Reaktionszeit, bis der mindestens eine Temperatursensor eine Temperaturerhöhung oder -erniedrigung misst, reduziert. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass der Bereich, in dem der mindestens eine Temperatursensor auf dem Heizkammerdeckel aufliegt, an einem Fluidauslass aus der Heizkammer liegt. Durch die Messung einer Temperatur, die die Temperatur des Mediums am Fluidauslass aus der Heizkammer repräsentiert, kann schnell auf mögliche Probleme in der Heizkammer geschlossen werden, wenn diese Temperatur von einem vorgegebenen Wert abweicht. Gleichzeitig eignet sich diese Temperatur gut als Steuer- oder Regelgröße.Preferably, the at least one temperature sensor is located in an area on the heating chamber cover where the flow path runs. This reduces the reaction time until the at least one temperature sensor measures a temperature increase or decrease. In this context, it is particularly preferred that the area in which the at least one temperature sensor is located on the heating chamber cover is located at a fluid outlet from the heating chamber. By measuring a temperature that represents the temperature of the medium at the fluid outlet from the heating chamber, possible problems in the heating chamber can be quickly determined if this temperature deviates from a predetermined value. At the same time, this temperature is well suited as a control or regulating variable.

Alternativ oder zusätzlich liegt mindestens ein Temperatursensor in einem Bereich auf dem Heizkammerdeckel auf, der an einem Fluideinlass in die Heizkammer liegt. Auch die Temperatur am Fluideinlass in die Heizkammer eignet sich als Steuer- oder Regelgröße. Bevorzugt liegt ein erster Temperatursensor in einem Bereich auf dem Heizkammerdeckel auf, der an einem Fluidauslass aus der Heizkammer liegt und ein zweiter Temperatursensor liegt in einem Bereich auf dem Heizkammerdeckel auf, der an einem Fluideinlass in die Heizkammer liegt. Insbesondere bei Überwachung der Temperatur sowohl am Fluideinlass als auch am Fluidauslass kann eine schnelle Regelung der Temperatur des Mediums in dem Strömungsweg bzw. in den Strömungswegen bei zwei Heizkammern erreicht werden.Alternatively or additionally, at least one temperature sensor is located in an area on the heating chamber cover that is located at a fluid inlet into the heating chamber. The temperature at the fluid inlet into the heating chamber is also suitable as a control or regulating variable. Preferably, a first temperature sensor is located in an area on the heating chamber cover that is located at a fluid outlet from the heating chamber and a second temperature sensor is located in an area on the heating chamber cover that is located at a fluid inlet into the heating chamber. In particular, by monitoring the temperature at both the fluid inlet and the fluid outlet, rapid control of the temperature of the medium in the flow path or in the flow paths in two heating chambers can be achieved.

Bevorzugt sind zwei Heizkammern ausgebildet, die in thermischen Kontakt mit der Heizeinrichtung stehen, besonders bevorzugt sind die beiden Heizkammern an den beiden Längsseiten der Heizeinrichtung ausgebildet und schließen diese zwischen sich ein. Bevorzugt ist dabei, dass ein Strom des Mediums in zwei Teilströme aufgeteilt wird, und jeweils ein Teilstrom durch die erste Heizkammer und durch die zweite Heizkammer strömt. Durch die Ausbildung der Heizkammern beidseits der elektrischen Heizeinrichtung erfahren beide Teilströme gleiche Wärmebedingungen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise auf lediglich einer Heizkammer die Temperatur gemessen werden, sie ist repräsentativ auch für die andere Heizkammer.Preferably, two heating chambers are formed which are in thermal contact with the heating device, particularly preferably the two heating chambers are formed on the two long sides of the heating device and close them between The preferred method is for a medium flow to be split into two partial flows, with one partial flow flowing through the first heating chamber and one through the second heating chamber. By forming the heating chambers on either side of the electrical heating device, both partial flows experience the same heat conditions. This advantageously allows the temperature to be measured in just one heating chamber, and it is also representative for the other heating chamber.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:

1: eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2: eine perspektivische Explosionsdarstellung des Gehäusebasisteils und des Heizkammerdeckels des Ausführungsbeispiels nach 1;
3: eine perspektivische Explosionsdarstellung des Fluidgehäuses des Ausführungsbeispiels nach 1;
4: eine perspektivische Draufsicht auf das teilweise mit Komponenten bestückte Gehäusebasisteil des Ausführungsbeispiels nach 1;
5: einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
6: einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment in conjunction with the drawing. In this drawing:

1 : an exploded perspective view of an embodiment of the present invention;
2 : a perspective exploded view of the housing base part and the heating chamber cover of the embodiment according to 1 ;
3 : a perspective exploded view of the fluid housing of the embodiment according to 1 ;
4 : a perspective top view of the housing base part partially equipped with components of the embodiment according to 1 ;
5 : a longitudinal section of a first embodiment of the present invention; and
6 : a cross section of a second embodiment of the present invention.

1 zeigt eine elektrische Heizvorrichtung 2 mit einem Gehäusebasisteil 4, das an seiner in 1 unteren Seite zur Ausbildung einer ersten Heizkammer 6.1 mit einem Heizkammerdeckel 8 verbunden ist - siehe dazu 2. Bezugszeichen 10 kennzeichnet ein Fluidgehäuse, das in einem durch das Gehäusebasisteil 4 gebildeten Aufnahmeraum 12 aufgenommen ist. In diesem Aufnahmeraum 12, der unterseitig von einen Boden 14 und randseitig durch eine von dem Boden 14 abgehende umlaufende Wand 16 begrenzt ist, und zwischen dem Boden 14 und dem Fluidgehäuse 10 befindet sich eine erste Isolierlage 18, die gegen den Boden 14 anlegbar ist, eine erste Kontaktierungslage 20 und eine Heizeinrichtung 22 mit einer Vielzahl von Heizelementen 23, vorliegend in Form von PTC-Elementen 24, und einem Positionsrahmen 26 mit Aufnahmen 28 zur Aufnahme der PTC-Elemente 24. 1 shows an electric heating device 2 with a housing base part 4, which is 1 lower side is connected to a heating chamber cover 8 to form a first heating chamber 6.1 - see 2 . Reference number 10 designates a fluid housing which is accommodated in a receiving space 12 formed by the housing base part 4. In this receiving space 12, which is delimited on the underside by a base 14 and on the edge by a circumferential wall 16 extending from the base 14, and between the base 14 and the fluid housing 10, there is a first insulating layer 18 which can be placed against the base 14, a first contact layer 20 and a heating device 22 with a plurality of heating elements 23, in the form of PTC elements 24, and a positioning frame 26 with receptacles 28 for receiving the PTC elements 24.

Auf der der ersten Kontaktierungslage 20 gegenüberliegenden Seite der Heizeinrichtung 22 ist eine zweite Kontaktierungslage 30 vorgesehen, auf deren der Heizeinrichtung 22 gegenüberliegenden Seite eine zweite Isolierlage 32 angeordnet ist. Die PTC-Elemente liegen demnach elektrisch leitend gegen die Kontaktierungslagen 20, 30 an und werden über diese bestromt. Bei den PTC-Elementen 24 handelt es um keramische quaderförmige Bauteile, die auf gegenüberliegenden Hauptseitenflächen zur Stromeinleitung mit einer Metallisierung versehen sind. Die Hauptseitenfläche ist die Fläche des Quaders mit der größten flächenmäßigen Erstreckung. Die Hauptseitenflächen werden durch Randflächen miteinander verbunden, die Höhe der PTC-Elemente vorgeben und keine Metallisierung aufweisen. Die Hauptseitenflächen sind in der Regel jeweils um den Faktor 5 größer als eine der Randflächen, bevorzugt als die Summe sämtlicher Randflächen.On the side of the heating device 22 opposite the first contact layer 20, a second contact layer 30 is provided, on the side of which opposite the heating device 22 a second insulating layer 32 is arranged. The PTC elements therefore lie electrically conductively against the contact layers 20, 30 and are supplied with current via them. The PTC elements 24 are ceramic cuboid-shaped components which are provided with a metallization on opposite main side surfaces for current introduction. The main side surface is the surface of the cuboid with the largest surface area. The main side surfaces are connected to one another by edge surfaces which specify the height of the PTC elements and have no metallization. The main side surfaces are generally each larger by a factor of 5 than one of the edge surfaces, preferably as the sum of all edge surfaces.

Die zweite Isolierlage 32 ist als Vorspanneinrichtung 33 durch eine Silikonfolie gebildet, die in der Lage ist gewisse Kompressionen durch elastische Deformation aufzunehmen und somit die elektrische Heizeinrichtung 22 zwischen dem Gehäusebasisteil 10 und dem Gehäuseboden 14 unter Vorspannung gegen das Gehäusebasisteil 10 und den Gehäuseboden 14 anzulegen.The second insulating layer 32 is formed as a prestressing device 33 by a silicone film which is able to absorb certain compressions by elastic deformation and thus to apply the electrical heating device 22 between the housing base part 10 and the housing bottom 14 under prestress against the housing base part 10 and the housing bottom 14.

Die Schichtung aus der ersten Isolierlage 18, der ersten Kontaktierungslage 20, der Heizeinrichtung 21, der zweiten Kontaktierungslage 30 und der zweiten Isolierlage 32 wird nachfolgend auch als geschichteter Aufbau 34 bezeichnet.The layering of the first insulating layer 18, the first contacting layer 20, the heating device 21, the second contacting layer 30 and the second insulating layer 32 is also referred to below as the layered structure 34.

Auf der diesen geschichteten Aufbau 34 abgewandten Seite des Fluidgehäuses 10 befindet sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen einer eine Steuereinrichtung 36 ausbildenden Leiterplatte 38 und dem Fluidgehäuses 10 eine Transistor-Isolierung 40. Bezugszeichen 42 kennzeichnet einen Gehäusedeckel, der zur Ausbildung eines in 5 mit Bezugszeichen 44 gekennzeichneten Gehäuses mit dem Gehäusebasisteil 4 verbunden ist. Das Gehäusebasisteil 4 und der Gehäusedeckel 42, ggf. weitere Gehäuseteile, sind abschirmend ausgebildet, also aus Metall und/oder mit einer gesonderten Abschirmung innen, außen oder in den denkbarerweise aus Kunststoff ausgebildeten Wänden des jeweiligen Gehäuseteils versehen. Als metallischer Werkstoff wird bevorzugt Aluminium oder mit Blick auf die Korrosionsbeständigkeit Edelstahl verwendet.In the embodiment shown, on the side of the fluid housing 10 facing away from this layered structure 34, there is a transistor insulation 40 between a circuit board 38 forming a control device 36 and the fluid housing 10. Reference number 42 designates a housing cover which is used to form a 5 with reference number 44 is connected to the housing base part 4. The housing base part 4 and the housing cover 42, possibly other housing parts, are designed to be shielded, i.e. made of metal and/or provided with a separate shield inside, outside or in the walls of the respective housing part, which may be made of plastic. The preferred metallic material is aluminum or, with a view to corrosion resistance, stainless steel.

Auf der diesem Gehäusedeckel 42 gegenüberliegenden Unterseite des Gehäusebasisteils 4 sind in 1 ein Leistungsstecker 46 und ein Steuerstecker 48 dargestellt. Diese beiden Stecker 46, 48 sind abgedichtet mit dem Gehäusebasisteil 4 verbunden und haben verschiedene männliche elektrische Steckkontakte, die abgedichtet durch die jeweiligen Gehäuse der Stecker 46, 48 hindurchgeführt und in der Leiterplatte 38 steckkontaktiert und über diese Steckkontaktierung mit Leiterbahnen der Leiterplatte 38 elektrisch verbunden sind. Details dazu werden nachstehend in Verbindung mit 4 beschrieben. Für die Steckkontaktierung hat die Leiterplatte 38 weibliche Kontaktzungenaufnahmen, die in EP 2 236 330 A1 beschrieben sind.On the underside of the housing base part 4 opposite this housing cover 42, 1 a power connector 46 and a control connector 48 are shown. These two connectors 46, 48 are connected in a sealed manner to the housing base part 4 and have various male electrical plug contacts which are sealed and lead through the respective housings of the connectors 46, 48 and plugged into the circuit board 38 and are electrically connected to conductor tracks of the circuit board 38 via this plug contact. Details are discussed below in connection with 4 For plug-in contact, the circuit board has 38 female contact receptacles, which are EP 2 236 330 A1 described.

An der Unterseite sind ferner Ein- und Auslassstutzen 50, 52 für den Anschluss von Rohren oder Schläuchen, die das zu erwärmende Fluid führen, vorgesehen. Bezugszeichen 53 kennzeichnet in 1 unterhalb des Fluidgehäuses 10 dargestellte Dichtungsanordnung, die vorliegend durch zwei Dichtringe 54 gebildet ist, die im Detail nachstehend näher erläutert werden. Bezugszeichen 56 kennzeichnet Schrauben zur Festlegung des Fluidgehäuses 10 gegenüber dem Gehäusebasisteil 4 unter Zwischenlage des geschichteten Aufbaus 34. Durch diese Verschraubung werden die Lagen des geschichteten Aufbaus 34 unter Vorspannung gegen das Fluidgehäuse 10 und dem Boden 14 des Gehäusebasisteils 4 angelegt.Inlet and outlet nozzles 50, 52 are also provided on the underside for the connection of pipes or hoses that carry the fluid to be heated. Reference number 53 designates 1 below the fluid housing 10, which in the present case is formed by two sealing rings 54, which are explained in more detail below. Reference numeral 56 designates screws for securing the fluid housing 10 relative to the housing base part 4 with the layered structure 34 in between. By means of this screw connection, the layers of the layered structure 34 are placed under prestress against the fluid housing 10 and the base 14 of the housing base part 4.

Die 2 zeigt eine Explosionsdarstellung des Gehäusebasisteils 4 und des beabstandet dazu dargestellten Heizkammerdeckels 8 und lässt das Innere der ersten Heizkammer 6.1 erkennen. Ersichtlich sind die Stutzen 50, 52 durch separate Bauteile gebildet, die mit zwei Bohrungen innerhalb des aus einem flachen Blech gebildeten Heizkammerdeckels 8 fluchten, von welchen Bohrungen eine einen Einlass 58 und die andere einen Auslass 60 ausbildet. Die Stutzen 50, 52 können mit dem Heizkammerdeckel 8 verschweißt oder verklebt sein.The 2 shows an exploded view of the housing base part 4 and the heating chamber cover 8 shown at a distance from it and shows the interior of the first heating chamber 6.1. It can be seen that the nozzles 50, 52 are formed by separate components which are aligned with two holes within the heating chamber cover 8 formed from a flat sheet of metal, one of which holes forms an inlet 58 and the other an outlet 60. The nozzles 50, 52 can be welded or glued to the heating chamber cover 8.

Bezugszeichen 62 kennzeichnet einen Verteiler, der in einer die erste Heizkammer 6.1 enthaltenden Ebene HE angeordnet ist. Der Verteiler 62 weist einen Einlass-Verteilerabschnitt 64 und einen Auslassverteilerabschnitt 66 auf, die jeweils separat zueinander vorgesehen und durch den Heizkammerdeckel 8 abgedeckt sind. Die jeweiligen Verteilerabschnitte 64, 66 sind symmetrisch zu einer Längsachse L des Gehäusebasisteils 4 vorgesehen und einen Einlasszweig 68 bzw. einen Auslasszweig 70 der ersten Heizkammer 6.1 zugeordnet. In der Draufsicht haben die Verteilerabschnitte 64, 66 jeweils eine in etwa dreieckige Grundfläche. Jeder Verteilerabschnitt 64, 66 geht über eine Überströmkante 72 in den jeweiligen Zweig 68, 70 über. Die Überströmkante 72 liegt in Höhenrichtung zwischen einem ersten Heizkammerboden 74 der ersten Heizkammer 6.1 und einer durch den Heizkammerdeckel 8 gebildeten gegenüberliegenden Abdeckfläche der ersten Heizkammer 6.1.Reference number 62 designates a distributor which is arranged in a plane HE containing the first heating chamber 6.1. The distributor 62 has an inlet distributor section 64 and an outlet distributor section 66, which are each provided separately from one another and are covered by the heating chamber cover 8. The respective distributor sections 64, 66 are provided symmetrically to a longitudinal axis L of the housing base part 4 and are assigned an inlet branch 68 or an outlet branch 70 of the first heating chamber 6.1. In plan view, the distributor sections 64, 66 each have an approximately triangular base area. Each distributor section 64, 66 merges into the respective branch 68, 70 via an overflow edge 72. The overflow edge 72 lies in the height direction between a first heating chamber floor 74 of the first heating chamber 6.1 and an opposite cover surface of the first heating chamber 6.1 formed by the heating chamber cover 8.

Von diesem ersten Heizkammerboden 74 ragen Strömungsführungsrippen 76 zur Leitung der Strömung ab, gegen welche der Heizkammerdeckel 8 fluiddicht anliegt.Flow guide ribs 76 protrude from this first heating chamber bottom 74 to guide the flow, against which the heating chamber cover 8 rests in a fluid-tight manner.

Der Einlass 58 bzw. der Auslass 60 ist jeweils so angeordnet, dass dieser teilweise die erste Heizkammer 6.1 und teilweise den jeweiligen Verteilerabschnitt 64, 66 überdeckt. Die Überströmkante 72 durchsetzt dabei in etwa die den Einlass 58 bzw. dem Auslass 60 ausbildende Bohrung mittig.The inlet 58 or the outlet 60 is arranged in such a way that it partially covers the first heating chamber 6.1 and partially the respective distributor section 64, 66. The overflow edge 72 passes through the center of the bore forming the inlet 58 or the outlet 60.

Details der zweiten Heizkammer 6.2 sind 3 zu entnehmen. Das Fluidgehäuse 10 wird gebildet durch ein Fluidgehäusebasisteil 78 und einen damit verschweißten Fluidgehäusedeckel 80. Auch die zweite Heizkammer 6.2 weist Strömungsführungsrippen 76 auf. An dem Umfang des Fluidgehäuses 10 sind mehrere Befestigungsaugen 82 vorgesehen, durch welche die Schrauben 56 hindurchgeführt sind, um das Fluidgehäuse 10 mit dem Gehäuseboden 14 unter Zwischenlage der elektrischen Heizeinrichtung 22 zu verbinden. In 4 sind dazu an dem Gehäuseboden 14 ausgebildete Gewinde mit Bezugszeichen 83 gekennzeichnet.Details of the second heating chamber 6.2 are 3 The fluid housing 10 is formed by a fluid housing base part 78 and a fluid housing cover 80 welded to it. The second heating chamber 6.2 also has flow guide ribs 76. On the circumference of the fluid housing 10, several fastening eyes 82 are provided, through which the screws 56 are passed in order to connect the fluid housing 10 to the housing base 14 with the interposition of the electric heating device 22. In 4 For this purpose, threads formed on the housing base 14 are marked with reference number 83.

In 4 kennzeichnet Bezugszeichen 84 einen ersten Einlasskanalabschnitt und Bezugszeichen 86 einen ersten Auslasskanalabschnitt. Diese Kanalabschnitte 84, 86 sind an dem und durch das Gehäusebasisteil 4 ausgebildet. Die 3 zeigt einteilig an dem Fluidgehäusebasisteil 78 ausgebildete zweite Einlass- bzw. Auslasskanalabschnitte 88, 90.In 4 Reference numeral 84 designates a first inlet channel section and reference numeral 86 designates a first outlet channel section. These channel sections 84, 86 are formed on and through the housing base part 4. The 3 shows second inlet and outlet channel sections 88, 90 formed integrally on the fluid housing base part 78.

4 vermittelt auch das elektrische Anschlusskonzept für die Leiterplatte 38. In eine durch Auflager 200 für die Leiterplatte 38 erkennbare Montageebene der Leiterplatte 38 ragen Kontaktzungen 202 männlicher Steckkontakte 204, die an den freien Enden der Stecker (gezeigt ist lediglich der Leistungsstecker 46) bzw. an den freien Enden von Anschlussfahnen 206 für die minus-Kontakte bzw. an den freien Enden von Anschlussfahnen 208 des plus-Kontaktes freiliegen. Die Anschlussfahnen 206, 208 überragen auch nach der Montage das Fluidgehäuse 10, welches unterhalb der Montageebene der Leiterplatte 38 angeordnet ist. Die Leiterplatte 38 kann durch bloßes Absenken in Richtung auf den Gehäuseboden 14, also in einer Richtung orthogonal zu der flächigen Erstreckung des Gehäusebodens 14, mit sämtlichen Kontaktzungen 202 steckkontaktiert werden. Die montierte Leiterplatte 38 liegt auf den Auflagern 200 auf und ist über nicht dargestellte Schrauben, die in Gewinden der Auflager 200 im Eingriff sind, gegenüber dem Gehäusebasisteil 2 festgelegt. 4 also conveys the electrical connection concept for the circuit board 38. Contact tongues 202 of male plug contacts 204 protrude into a mounting plane of the circuit board 38, which can be seen through the support 200 for the circuit board 38. These contact tongues are exposed at the free ends of the plugs (only the power plug 46 is shown) or at the free ends of connection lugs 206 for the negative contacts or at the free ends of connection lugs 208 of the positive contact. The connection lugs 206, 208 protrude beyond the fluid housing 10 even after assembly, which is arranged below the mounting plane of the circuit board 38. The circuit board 38 can be plugged into all contact tongues 202 by simply lowering it in the direction of the housing base 14, i.e. in a direction orthogonal to the planar extension of the housing base 14. The assembled circuit board 38 rests on the supports 200 and is fixed relative to the housing base part 2 by screws (not shown) which engage in threads of the supports 200.

5 zeigt eine im Bereich des ersten Einlasskanalquerschnitts 84 (vgl. 2) längsgeschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Figur zeigt die Heizeinrichtung 22, die wie oben beschreiben mehrere Heizelemente 23, hier PTC-Elemente 24 in einer Ebene aufweist. Die Heizeinrichtung 22 ist auf beiden Längsseiten versehen mit Kontaktierungslagen 18, 30 und Isolierlagen 18, 30, die hier nicht gezeigt sind (vgl. 1), an die sich eine erste Heizkammer 6.1 (im Bild unterhalb der Heizeinrichtung 22) und eine zweite Heizkammer 6.2 (im Bild oberhalb der Heizeinrichtung 22) anschließen. Im Übrigen wird auf 1 bis 4 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. 5 shows a region of the first inlet channel cross-section 84 (cf. 2 ) longitudinal section view of a first embodiment of the present invention. The figure shows the heating device 22, which as described above has several heating elements 23, here PTC elements 24 in one plane. The heating device 22 is on both Longitudinal sides provided with contact layers 18, 30 and insulating layers 18, 30, which are not shown here (cf. 1 ), to which a first heating chamber 6.1 (in the picture below the heating device 22) and a second heating chamber 6.2 (in the picture above the heating device 22) are connected. Furthermore, 1 to 4 and the corresponding description.

Der gezeigte Längsschnitt verläuft durch den zweiten Auslasskanalabschnitt 90 des Fluidgehäuses 10 und den ersten Auslasskanalabschnitt 86 des Gehäuseunterteils 4. Das Fluidgehäuse 10 bildet die zweite Heizkammer 6.2. Das Fluidgehäuse 10 wird auf der von der Heizeinrichtung 22 abgewandten Seite durch den Fluidgehäusedeckel 80 begrenzt, der als Heizkammerdeckel 102 die zweite Heizkammer 6.2 auf der von der Heizeinrichtung 22 abgewandten Seite begrenzt. Die Leiterplatte 38 der Steuereinrichtung 36 ist parallel zum Fluidgehäusedeckel 80 ausgerichtet. An der Leiterplatte 38 angebunden, hier gelötet oder steckverbunden, ist ein erster Temperatursensor 104. Dieser ist elektrisch mit einer nicht gezeigten Leiterbahn der Leiterplatte 38 verbunden und erstreckt sich von der Leiterplatte 38 in Richtung des Fluidgehäusedeckels 80, also in Richtung der zweiten Heizkammer 6.2. Der erste Temperatursensor 104 liegt dabei flächig auf dem Heizkammerdeckel 102 auf. Flächig aufliegend bedeutet dabei insbesondere, dass der Heizkammerdeckel 102 keinen Aufnahmeraum für den Temperatursensor ausbildet, sondern vielmehr der erste Temperatursensor 104 flächig auf dem Heizkammerdeckel 102 aufliegt und somit die Temperatur des Heizkammerdeckels 102 im Bereich 110 misst. Zwischen erstem Temperatursensor 104 und Heizkammerdeckel 102 ist zur Verringerung des Wärmedurchgangswiderstandes ein Wärmeleitmedium 106 ausgebildet. Hierbei handelt es sich bevorzugt um eine Wärmeleitpaste, die bevorzugt Partikel eines Wärmeleitmediums wie beispielsweise Metallpulver oder Oxidkeramik in einem flüssigen Träger dispergiert umfassen. Als flüssiger Träger wird bevorzugt Silikonöl oder Polyethylenglykol eingesetzt. Das Wärmeleitmedium 106 ist dabei in einer dünnen Schicht aufgetragen, durch die insbesondere Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden können.The longitudinal section shown runs through the second outlet channel section 90 of the fluid housing 10 and the first outlet channel section 86 of the housing lower part 4. The fluid housing 10 forms the second heating chamber 6.2. The fluid housing 10 is delimited on the side facing away from the heating device 22 by the fluid housing cover 80, which as the heating chamber cover 102 delimits the second heating chamber 6.2 on the side facing away from the heating device 22. The circuit board 38 of the control device 36 is aligned parallel to the fluid housing cover 80. A first temperature sensor 104 is connected to the circuit board 38, here soldered or plugged in. This is electrically connected to a conductor track (not shown) of the circuit board 38 and extends from the circuit board 38 in the direction of the fluid housing cover 80, i.e. in the direction of the second heating chamber 6.2. The first temperature sensor 104 rests flat on the heating chamber cover 102. In particular, “resting flat” means that the heating chamber cover 102 does not form a receiving space for the temperature sensor, but rather the first temperature sensor 104 rests flat on the heating chamber cover 102 and thus measures the temperature of the heating chamber cover 102 in the area 110. A heat-conducting medium 106 is formed between the first temperature sensor 104 and the heating chamber cover 102 to reduce the thermal resistance. This is preferably a heat-conducting paste, which preferably comprises particles of a heat-conducting medium such as metal powder or oxide ceramic dispersed in a liquid carrier. Silicone oil or polyethylene glycol is preferably used as the liquid carrier. The heat-conducting medium 106 is applied in a thin layer, which can in particular be used to compensate for component tolerances.

Durch den flächig aufliegenden ersten Temperatursensor 104 kann die Temperatur an einer Stelle des Heizkammerdeckels 102 gemessen werden, ohne, dass der Temperatursensor 104 bzw. dessen Aufnahmeraum die Strömung des Mediums im Strömungsweg 100 der zweiten Heizkammer 6.2 verändert. Der erste Temperatursensor 104 liegt dabei an dem Bereich 110 des Heizkammerdeckels 102 an, der an einen Fluidauslass 108 des Strömungsweges 100 grenzt, über den im Betrieb das in der zweiten Heizkammer 6.2 erwärmte Medium aus der zweiten Heizkammer 6.2 und in den Auslassstutzen 52 (hier nicht gezeigt, vgl. 1) strömt. Der Fluidauslass 108 ist dabei durch den zweiten Auslasskanalabschnitt 90 gebildet. Der erste Temperatursensor 104 misst dabei eine Temperatur, die repräsentativ für die Temperatur des Mediums im Fluidauslass 108 ist. Dies bedeutet, dass die gemessene Temperatur nicht identisch zur Temperatur des Mediums sein muss, aber nur so gering von ihr abweicht, dass sie trotzdem zur Überwachung der Funktionalität der zweiten Heizkammer 6.2 und der elektrischen Heizvorrichtung dienen kann. Der erste Temperatursensor 104 ist nur durch den metallischen Heizkammerdeckel 102 vom Medium im Strömungsweg 100 getrennt, so dass die Messwerte des ersten Temperatursensors 104 schnelleine Temperaturänderung im Medium im Strömungsweg 100 zeigen.The first temperature sensor 104, which rests flat on the surface, allows the temperature to be measured at one point on the heating chamber cover 102 without the temperature sensor 104 or its receiving space changing the flow of the medium in the flow path 100 of the second heating chamber 6.2. The first temperature sensor 104 is located on the area 110 of the heating chamber cover 102 that borders on a fluid outlet 108 of the flow path 100, via which the medium heated in the second heating chamber 6.2 flows out of the second heating chamber 6.2 and into the outlet nozzle 52 (not shown here, see 1 ). The fluid outlet 108 is formed by the second outlet channel section 90. The first temperature sensor 104 measures a temperature that is representative of the temperature of the medium in the fluid outlet 108. This means that the measured temperature does not have to be identical to the temperature of the medium, but only deviates from it so slightly that it can still be used to monitor the functionality of the second heating chamber 6.2 and the electrical heating device. The first temperature sensor 104 is only separated from the medium in the flow path 100 by the metallic heating chamber cover 102, so that the measured values of the first temperature sensor 104 quickly show a temperature change in the medium in the flow path 100.

Die Positionierung des ersten Temperatursensors 104 am Fluidauslass 108 aus der zweiten Heizkammer 6.2 hat sich als vorteilhaft erwiesen, da dort der Wärmeübergang zwischen Heizeinrichtung 22 und dem Medium in der zweiten Heizkammer 6.2 abgeschlossen ist und so eine Temperatur gemessen wird, die der Temperatur des erhitzten Mediums beim Verlassen der zweiten Heizkammer 6.2 entspricht.The positioning of the first temperature sensor 104 at the fluid outlet 108 from the second heating chamber 6.2 has proven to be advantageous since the heat transfer between the heating device 22 and the medium in the second heating chamber 6.2 is completed there and thus a temperature is measured which corresponds to the temperature of the heated medium when leaving the second heating chamber 6.2.

6 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der im Bereich des Einlassstutzens 50 und des Auslassstutzens 52 (vgl. 1) liegt. Es werden nur die Unterschiede zum in 5 gezeigten und oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, ansonsten wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen. 6 shows a cross section through a second embodiment of the present invention, which is in the region of the inlet nozzle 50 and the outlet nozzle 52 (cf. 1 ). Only the differences to the 5 shown and described above, otherwise reference is made to the above statements to avoid repetition.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nicht nur einen ersten Temperatursensor 104 auf, sondern neben dem ersten Temperatursensor 104, der wie im ersten Ausführungsbeispiel in einem Bereich 110 ausgebildet ist, der am Fluidauslass 108 positioniert ist, sondern zusätzlich auch einen zweiten Temperatursensor 112, der in einem Bereich 114 eines Fluideinlasses 116, vermittelt über ein Wärmeleitmedium 106, am Heizkammerdeckel 102 anliegen. Der Fluideinlass 116 der zweiten Heizkammer 6.2 ist aus dem ersten Einlasskanalabschnitt 84 und dem zweiten Einlasskanalabschnitt 88 gebildet (vgl. 3 und 4) gebildet. Dabei ist der erste Einlasskanalabschnitt 84 Teil des Gehäusebasisteils 4, welches die erste Heizkammer 6.1 ausbildet, während der zweite Einlasskanalabschnitt 86 Teil des Fluidgehäuses 10 ist welches die zweite Heizkammer 6.2 ausbildet.In contrast to the first embodiment, the second embodiment not only has a first temperature sensor 104, but in addition to the first temperature sensor 104, which as in the first embodiment is formed in an area 110 that is positioned at the fluid outlet 108, it also has a second temperature sensor 112, which is located in an area 114 of a fluid inlet 116, mediated by a heat-conducting medium 106, on the heating chamber cover 102. The fluid inlet 116 of the second heating chamber 6.2 is formed from the first inlet channel section 84 and the second inlet channel section 88 (cf. 3 and 4 ). The first inlet channel section 84 is part of the housing base part 4, which forms the first heating chamber 6.1, while the second inlet channel section 86 is part of the fluid housing 10, which forms the second heating chamber 6.2.

Durch die Ausbildung zweier Temperatursensoren 104, 112 sowohl im Bereich 114 des Fluideinlasses 116 als auch im Bereich 110 des Fluidauslasses 108 wird die Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Heizvorrichtung 2 verbessert. Beide Temperatursensoren 104, 112 liegen flächig am den Heizkammerdeckel 102 bildenden Fluidgehäusedeckel 80 an.By forming two temperature sensors 104, 112 both in the area 114 of the fluid inlet 116 and in the area 110 of the fluid outlet 108, the control or regulation of the electric heating device 2 is improved. Both Temperature sensors 104, 112 lie flat on the fluid housing cover 80 forming the heating chamber cover 102.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung 2 zur Erwärmung eines Mediums. Diese umfasst eine Heizeieinrichtung 22 mit mindestens einem Heizelement 23, bevorzugt einem PTC-Element 24. An eine an einer Längsseite der Heizeinrichtung 22 anschließenden zweiten Heizkammer 6.2, die an ihrer der Heizeinrichtung 22 gegenüberliegenden Seite von einem Heizkammerdeckel 102 begrenzt ist, liegt mindestens ein Temperatursensor 104 an. Bevorzugt liegt zwischen dem Temperatursensor 104 und dem Heizkammerdeckel 102 eine Schicht eines Wärmeleitmediums 106. Die durch den mindestens einen Temperatursensor 104 gemessene Temperatur ist repräsentativ für die Temperatur des Mediums, welches in einem Strömungsweg 100 der zweiten Heizkammer 6.2 strömt und kann als Stell- oder Regelgröße für die elektrische Heizvorrichtung 2 eingesetzt werden. Die Erfindung ermöglicht einen kompakten Aufbau einer elektrischen Heizvorrichtung mit mindestens einem Temperatursensor 104, ohne, dass eine Aufnahme für den Temperatursensor 104 geschaffen werden muss, die in den Strömungsweg 100 hineinragt.The present invention relates to an electric heating device 2 for heating a medium. This comprises a heating device 22 with at least one heating element 23, preferably a PTC element 24. At least one temperature sensor 104 is connected to a second heating chamber 6.2 which adjoins a long side of the heating device 22 and is delimited by a heating chamber cover 102 on the side opposite the heating device 22. A layer of a heat-conducting medium 106 is preferably located between the temperature sensor 104 and the heating chamber cover 102. The temperature measured by the at least one temperature sensor 104 is representative of the temperature of the medium which flows in a flow path 100 of the second heating chamber 6.2 and can be used as a control or regulating variable for the electric heating device 2. The invention enables a compact construction of an electric heating device with at least one temperature sensor 104, without having to create a receptacle for the temperature sensor 104 that protrudes into the flow path 100.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

22: elektrische Heizvorrichtungelectric heater
44: Gehäusebasisteilhousing base part
6.16.1: erste Heizkammerfirst heating chamber
6.26.2: zweite Heizkammersecond heating chamber
88: Heizkammerdeckelheating chamber lid
1010: Fluidgehäusefluid housing
1212: Aufnahmeraumrecording room
1414: Gehäusebodencase back
1616: umlaufende Wandsurrounding wall
1818: erste Isolierlagefirst insulation layer
2020: erste Kontaktierungslagefirst contact situation
2222: Heizeinrichtungheating device
2323: Heizelementheating element
2424: PTC-ElementenPTC elements
2626: Positionsrahmenpositioning frame
2828: Aufnahmenrecordings
3030: zweite Kontaktierungslagesecond contact layer
3232: zweite Isolierlagesecond insulation layer
3333: Vorspanneinrichtungpre-tensioning device
3434: geschichteter Aufbaulayered structure
3636: Steuereinrichtungcontrol device
3838: Leiterplattecircuit board
4040: Transistor-Isolierungtransistor isolation
4242: Gehäusedeckelhousing cover
4444: GehäuseHousing
4646: Leistungssteckerpower connector
4848: Steuersteckercontrol plug
5050: Einlassstutzeninlet nozzle
5252: Auslassstutzenoutlet nozzle
5353: Dichtungsanordnungsealing arrangement
5454: Dichtringesealing rings
5656: Schraubescrew
5858: Einlassinlet
6060: Auslassoutlet
6262: Verteilerdistributor
6464: Einlass-Verteilerabschnittinlet manifold section
6666: Auslass-Verteilerabschnittoutlet manifold section
6868: Einlasszweigintake branch
7070: Auslasszweigoutlet branch
7272: Überströmkanteoverflow edge
7474: erster Heizkammerbodenfirst heating chamber floor
7676: Strömungsführungsrippeflow guide rib
7878: Fluidgehäusebasisteilfluid housing base part
8080: Fluidgehäusedeckelfluid housing cover
8282: Befestigungsaugemounting eye
8383: Gewindethread
8484: ersten Einlasskanalabschnittfirst intake channel section
8686: ersten Auslasskanalabschnittfirst exhaust duct section
8888: zweiten Einlasskanalabschnittsecond intake channel section
9090: zweiten Auslasskanalabschnittsecond exhaust duct section
100100: Strömungswegflow path
102102: Heizkammerdeckelheating chamber lid
104104: erster Temperatursensorfirst temperature sensor
106106: Wärmeleitmediumheat-conducting medium
108108: Fluidauslassfluid outlet
110110: Bereich des Fluidauslassesarea of the fluid outlet
112112: zweiter Temperatursensorsecond temperature sensor
114114: Bereich des Fluideinlassesarea of the fluid inlet
116116: Fluideinlassfluid inlet
200200: Auflagersupports
202202: Kontaktzungencontact tongues
204204: männlicher Steckkontaktmale plug contact
206206: Anschlussfahnen minus-Kontaktterminal lugs minus contact
208208: Anschlussfahne plus-Kontaktconnection lug plus contact
LL: Längsachselongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 20 2019 005 223 U1 [0002]
DE 10 2023 112 137 [0002]
EP 2 236 330 A1 [0024]

Claims

Electric heating device (2), comprising a heating device (22) and at least one heating chamber (6.1, 6.2) with at least one flow path (100), which has a heating chamber cover (102) delimiting the heating chamber (6.1, 6.2) and a control device (36) with a circuit board (38), wherein at least one temperature sensor (104, 112) is connected to the circuit board (38), characterized in that the at least one temperature sensor (104, 112) extends in the direction of the heating chamber cover (102) and rests flat on the heating chamber cover (102).

Electric heating device (2) according to claim 1 , characterized in that the at least one temperature sensor (104,112) rests on the heating chamber cover (102) in a region (110) along which the flow path (100) runs.

Electric heating device (2) according to claim 2 , characterized in that the region (110) in which the at least one temperature sensor (104) rests on the heating chamber cover (102) is located at a fluid outlet (108) from the heating chamber (6.1,6.2).

Electric heating device (2) according to claim 2 or 3 , characterized in that the region (114) in which the at least one temperature sensor (104, 112) rests on the heating chamber cover (102) is located at a fluid inlet (116) into the heating chamber (6.1, 6.2).

Electric heating device (2) according to claim 4 , characterized in that a first temperature sensor (104) rests in a region (110) on the heating chamber cover (102) which is located at a fluid outlet (108) from the heating chamber (6.1, 6.2) and a second temperature sensor (112) rests in a region (114) on the heating chamber cover (102) which is located at a fluid inlet (116) into the heating chamber (6.1, 6.2).

Electric heating device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that two heating chambers (6.1, 6.2) are formed which are in thermal contact with the heating device (22).

Electric heating device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that a heat-conducting medium (106) is formed between the at least one temperature sensor (104, 112) and the heating chamber cover (102).

Electric heating device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device (22) comprises at least one PTC element (24).