Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät, insbesondere für ein

Kraftfahrzeug, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizgerätes, ein Set zur Herstellung eines Heizgerätes, ein Verfahren zum Betreiben eines

Heizgerätes sowie eine Verwendung eines Heizgerätes.

Elektrische Heizgeräte (insbesondere solche, die in mobilen Anwendungen eingesetzt werden) basieren oftmals auf keramischen Heiz-Elementen mit einem vergleichsweise stark temperaturabhängigen elektrischen Widerstand, durch den eine Selbstregelung der Wärmeabgabe ermöglicht wird. Bei diesen Widerständen handelt es sich üblicherweise um PTC-Elemente (PTC für Positive Temperature Coefficient). Diese sind in der Regel mit Wärmeübertrager-Flächen aus

Aluminiumblech verbunden und werden darüber auch elektrisch kontaktiert. Ein PTC-Element umfasst einen PTC-Widerstand, also einen temperaturabhängigen Widerstand mit einen positiven Temperaturkoeffizienten, der bei tiefen

Temperaturen den elektrischen Strom besser leitet als bei hohen Temperaturen.

Nachteilhaft bei herkömmlichen Heizgeräten mit Keramik-PTC-Elementen ist u .a . deren aufwändige Herstellung aufgrund einer vergleichsweise komplizierten Wärmeübertrager-Fertigung und des aufwendigen Einbaus der Keramik-Elemente, eine üblicherweise notwendige Sortierung der Keramik-Elemente aufgrund von Fertigungstoleranzen, eine vergleichsweise ungünstige Leistungsdichte in einem Heizelement-Wärmeübertrager-Verbund durch eine lokale Wärmeerzeugung, eine vergleichsweise starke Einschränkung einer maximalen Heizleistung durch eine Dicke des PTC-Materials (aufgrund einer begrenzten Wärmeabfuhr aus der Keramik) sowie eine vergleichsweise hohe Kurzschlussgefahr, insbesondere aufgrund eines geringen geometrischen Abstands von Bauteilen mit einem hohen Spannungspotential.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Heizgerät, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerät, vorzuschlagen, das eine effektive Aufheizung des Fluids ermöglicht. Insbesondere soll bei einem vergleichsweise geringen Bauraum eine hohe Leistungsdichte ermöglicht werden. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Heizgerätes, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerätes, ein entsprechendes Set zur Herstellung eines Heizgerätes, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerätes, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerätes, sowie eine entsprechende Verwendung eines Heizgerätes vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch ein elektrisches Heizgerät, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerät, nach Anspruch 1 gelöst.

Insbesondere wird die Aufgabe durch eine elektrisches Heizgerät, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerät, vorzugsweise für ein Fahrzeug, weiter

vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, gelöst, umfassend ein erstes Heizelement und mindestens ein zweites Heizelement, wobei die Heizelemente jeweils ein, insbesondere isolierendes, Substrat und eine Polymerschicht aufweisen, wobei die Polymerschicht eine Polymerkomponente und eine leitfähige Komponente, insbesondere Kohlenstoffkomponente enthält, wobei zwischen den Heizelementen ein Zwischenraum ausgebildet ist, durch den Fluid zu dessen Aufheizung strömbar ist, wobei die Heizelemente durch zwischen ihnen angeordnete, insbesondere leitfähige, Abstandshalter und/oder die (einzelnen) Heizelemente durchdringende (bzw. (eine) jeweilige Ausnehmung(en) und/oder Öffnung(en) der jeweiligen Heizelemente durchdringende), insbesondere leitfähige, Positionierelemente (Führungselemente) miteinander verbunden sind.

Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, mindestens zwei Heizelemente vorzusehen, die mindestens eine (leitfähige) Polymerschicht aufweisen und modular miteinander verbindbar sind, insbesondere über entsprechende

(leitfähige) Abstandshalter und/oder (leitfähige) Positionierelemente (wie insbesondere Positionier- bzw. Führungsbolzen). Durch einen derartigen modularen Aufbau können die einzelnen Heizelemente insbesondere als (reine) Parallelschaltung ausgelegt werden und modular in der Leistung angepasst werden (insbesondere hinsichtlich ihrer Leistung erweitert werden). Weiterhin ist eine einfache Kontaktierung bzw. Stromversorgung der einzelnen Heizelemente möglich. Insgesamt wird eine hohe Leistungsdichte bei einem vorhandenen Bauraum durch den Einsatz der Heizelemente (insbesondere wenn dünne Wärmeübertragungslamellen zum Einsatz kommen) erzielt und eine vergleichsweise große effektive Wärmeübertragungsfläche bereitgestellt.

Insbesondere wenn die Heizelemente ein PTC-Verhalten aufweisen, sind keine zusätzlichen Sicherheitselemente für eine Temperaturüberwachung nötig.

Vorzugsweise ist die (elektrisch leitfähige) Polymerschicht auf das (jeweilige) Substrat aufgedruckt. Weiterhin können Elektroden für die Kontaktierung bzw. Stromversorgung der Polymerschicht ebenfalls (auf das Substrat und/oder die Polymerschicht) aufgedruckt sein.

Der (jeweilige) Abstandshalter kann als (z. B. leistenförmiges bzw. stabförmiges) Päd (Kontaktpad) ausgelegt sein und ggf. sowohl die Stromversorgung

sicherstellen als auch einen Abstand zwischen den Heizelementen gewährleisten. Insofern kann der Abstandshalter eine Doppelfunktion aufweisen, was insgesamt einen einfachen Aufbau des elektrischen Heizgerätes ermöglicht. Ggf. können Abstandshalter verschiedener Größe (insbesondere Dicke) bereitgestellt werden, so dass ein Abstand zwischen den Heizelementen variabel gewählt werden kann, um insbesondere einen elektrischen Kurzschluss zu verhindern (Durchschlagen) und/oder einen Druckverlust (des durchströmenden Fluides) gezielt einzustellen.

Bei dem (jeweiligen) Positionierelement (Führungselement) kann es sich insbesondere um einen (z. B. im Querschnitt runden, ovalen oder viereckigen, insbesondere rechteckigen, vorzugsweise quadratischen) Positionierbolzen (Führungsbolzen) handeln, der ggf. sowohl für einen

Herstellungstoleranzausgleich (im Sinne einer Führung bzw. Positionierung der einzelnen Heizelemente) sorgt, als auch eine ggf. notwendige Kontaktierung (Stromversorgung) ermöglicht. Auch hier werden also wieder über ein Element verschiedene Funktionen realisiert.

Durch mindestens ein oder mehrere oder alle Heizelemente können vorzugsweise mindestens zwei oder genau zwei Positionierelemente (Führungsbolzen) verlaufen. Dadurch kann die Position der Heizelemente auf einfache Art und Weise festgelegt werden. Zum Schutz vor mechanischer Beschädigung, Feuchtigkeit und/oder

Kurzschlüssen kann eine Lackierung oder Versiegelung der Polymerschicht (oder Teile davon) vorhanden sein.

Vorzugsweise sind die Heizelemente (übereinander-) stapelbar. Weiterhin können die Heizelemente als parallel verschalteter (Gesamt-) Widerstand ausgeführt sein (wodurch insbesondere ein Übereinanderstapeln ermöglicht wird).

Vorzugsweise erstrecken sich erstes und/oder zweites Heizelement (zumindest im Wesentlichen) entlang einer Fluidströmungsrichtung. Dadurch kann auf effektive Art und Weise ein Aufheizen des Fluids erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können sich die Heizelemente in einem Winkel gegenüber der

Luftströmungsrichtung erstrecken, z. B in einem Winkel kleiner oder gleich 90° und größer 0°, insbesondere größer 10°.

In Ausführungsformen können mindestens drei, vorzugsweise mindestens fünf Heizelemente (mit entsprechenden Zwischenräumen) vorgesehen sein.

Vorzugsweise ist ein Durchmesser des Zwischenraumes zwischen dem ersten und dem zweiten Heizelement größer als eine Dicke des ersten und/oder zweiten Heizelementes.

Die leitfähige Komponente, insbesondere Kohlenstoffkomponente kann in

Partikelform und/oder als (Kohlenstoff-)Gerüst vorliegen.

Die leitfähige Komponente kann Metallpartikel und/oder -fasern umfassen.

Weiterhin kann die Kohlenstoffkomponente in Form von Ruß und/oder Graphit und/oder Graphen und/oder Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoff-Nanoröhren und/oder Fullerenen vorliegen.

Weiterhin kann die Polymerkomponente in Form einer elektrisch isolierenden Polymerkomponente ausgebildet sein und/oder eine erste Polymer- Teilkomponente auf Basis von Ethylenacetat oder Ethylenacetat-Copolymer und/oder Ethylenacrylat oder Ethylenacrylat-Copolymer und/oder eine zweite Polymer-Teilkomponente auf Basis von Polyolefin, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyester und/oder Polyamid und/oder

Fluorpolymer umfassen. Die Polymerkomponente kann auch vollständig aus der ersten oder zweiten Polymer-Teilkomponente ausgebildet sein (oder eben nur zum Teil).

In einer konkreten Ausführungsform bildet die Polymerschicht einen PTC- Widerstand.

Die Heizelemente sind vorzugsweise elektrisch parallelgeschaltet.

Die Abstandhalter können, insbesondere integraler, Bestandteil der Heizelemente sein.

Die oben genannte Aufgabe umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizgerätes, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerätes, insbesondere der obigen Art, umfassend ein erstes Heizelement und mindestens ein zweites Heizelement, wobei die Heizelemente jeweils ein, insbesondere isolierendes, Substrat und eine Polymerschicht aufweisen, wobei die

Polymerschicht eine Polymerkomponente und eine leitfähige (Füll-)Komponente, insbesondere Kohlenstoffkomponente enthält, wobei zwischen den Heizelementen ein Zwischenraum ausgebildet ist, durch den Fluid zu dessen Aufheizung strömbar ist, wobei die Heizelemente aufeinandergestapelt werden. Im Zusammenhang mit der Stapelung oder als unabhängige Alternative können zwischen den

Heizelementen, insbesondere leitfähige, Abstandshalter die Heizelemente voneinander beabstanden. Alternativ oder zusätzlich dazu können (insbesondere leitfähige) Positionier- bzw. Führungselemente durch die Heizelemente verlaufen (geführt werden).

Vorzugsweise werden Abstandshalter verschiedener Größe bereitgestellt und aus diesen Abstandshaltern mindestens ein Abstandshalter einer bestimmten

(gewünschten) Größe ausgewählt, der dann zwischen den Heizelementen entsprechend angeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich können

Führungselemente verschiedener Größe bereitgestellt werden und aus diesen Führungselementen mindestens ein Führungselement einer bestimmten

(gewünschten bzw. geeigneten) Größe ausgewählt werden und entsprechend durch die Heizelemente geführt werden. Dann kann verschiedenen Anforderung Rechnung getragen werden, beispielsweise ein Abstand zwischen den

Heizelementen variabel gewählt werden, um insbesondere einen elektrischen Kurzschluss zu verhindern (Durchschlagen) und/oder einen Druckverlust (des durchströmenden Fluides) gezielt einzustellen.

Die Positionierelemente (Führungselemente bzw. Führungsbolzen) verlaufen vorzugsweise in dem Sinne durch die Heizelemente, dass die Heizelemente entsprechende Durchbrüche (Löcher) aufweisen, die das entsprechende

Positionierelement umschließen. Die Durchbrüche (Löcher) können dabei einen zu dem Außenumfang der Positionierelemente korrespondierenden Querschnitt aufweisen (z. B. eckig, insbesondere viereckig, vorzugsweise rechteckig, weiter vorzugsweise quadratisch und/oder oval, insbesondere elliptisch, vorzugsweise (kreis-)rund).

Vorzugsweise wird/werden die Polymerschicht und/oder mindestens ein elektrisches Anschlusselement aufgedruckt.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Set zur Herstellung eines Heizgerätes, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerätes, insbesondere der obigen Art, umfassend eine Vielzahl von Heizelementen, wobei die

Heizelemente jeweils ein, insbesondere isolierendes, Substrat, und eine

Polymerschicht aufweisen, wobei die Polymerschicht eine Polymerkomponente und eine leitfähige Komponente, insbesondere Kohlenstoffkomponente enthält, wobei zwischen den Heizelementen ein Zwischenraum ausbildbar ist, durch den Fluid zu dessen Aufheizung strömbar ist, wobei die Heizelemente modular miteinander verbindbar sind, derart, dass an einer ersten Anzahl von miteinander verbundenen Heizelementen eine zweite Anzahl (größer oder gleich 1)

hinzugefügt oder von dort entfernt werden kann. Vorzugsweise erfolgt dies mittels zwischen den Heizelementen anordenbarer (angeordneter), insbesondere leitfähiger, Abstandshalter, und/oder mittels die (einzelnen) Heizelemente durchdringender, insbesondere leitfähiger, Positionierelemente.

Vorzugsweise umfasst das Set Abstandshalter und/oder Positionierelemente verschiedener Größe, insbesondere Abstandshalter verschiedener Dicke und/oder Positionierelemente verschiedener Länge. Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, insbesondere Flüssigkeits- oder Luftheizgerätes, der obigen Art oder hergestellt nach dem Verfahren der obigen Art oder hergestellt mit dem obigen Set, wobei Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, z. B. Wasser (insbesondere Kühlwasser), oder Luft durch den mindestens einen Zwischenraum strömt und dabei aufgeheizt wird.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung eines Heizgerätes der obigen Art oder hergestellt gemäß einem Verfahren der obigen Art oder hergestellt mit dem obigen Set zum Aufheizen von Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, wie z. B. Wasser (insbesondere Kühlwasser) oder Luft, insbesondere in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, weiter vorzugsweise für einen Kraftfahrzeuginnenraum.

In Ausführungsformen kann die Polymerkomponente eine erste Polymer- Teilkomponente auf Basis von Ethylenacetat (-Copolymer) und/oder

Ethylenacrylat (-Copolymer) aufweisen und/oder eine zweite Polymer- Teilkomponente auf Basis von Polyolefin, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyester und/oder Polyamid und/oder Fluorpolymer umfassen. Der Begriff„Teilkomponente" soll hier insbesondere zur

Unterscheidung zwischen erster und zweiter Polymer-Teilkomponente verwendet werden. Die jeweilige Teilkomponente kann entweder teilweise oder auch vollständig die Polymerkomponente ausbilden. Bei dem Ethylenacrylat kann es sich um Ethyl-Methyl-Acrylat oder Ethylen-Ethyl-Acrylat handeln. Bei dem

Ethylenacetat kann es sich um Ethylenvinylacetat handeln. Bei dem Polyethylen kann es sich um HD (High Density)-Polyethylen, MD (Medium Density)- Polyethylen, LD (Low Density)-Polyethylen, handeln. Bei dem Fluorpolymer kann es sich um PFA (Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluorpropyl-Vinylester) MFA (Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluorvinylester), FEP (Copolymer aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen), ETFE (Copolymer aus Ethylen und Tetrafluorethylen) oder PVDF (Polyvinyliden-Fluorid) handeln.

In Ausführungsformen kann die erste Polymer-Teilkomponente, wie in

WO 2014/188190 AI (als first electrically insulating material) beschrieben, ausgebildet sein. Die zweite Polymer-Teilkomponente kann ebenfalls, wie in WO 2014/188190 AI (als second electrically insulating material) beschreiben, ausgebildet sein.

Das Substrat dient vorzugsweise als Wärmeübertrager.

Durch die Polymerschicht kann insgesamt eine große (aktiv) beheizbare

Oberfläche realisiert werden, wodurch eine notwendige Oberflächentemperatur bei gleichbleibender Gesamt-Heizleistung und gleichbleibendem Gesamt-Bauraum abgesenkt werden kann. Bei (maximalen) Oberflächentemperaturen von beispielsweise unter 200 °C sind dann trotzdem noch vergleichsweise hohe Gesamt-Heizleistungen möglich.

Die Polymerschicht kann durch ein Beschichtungs- und/oder Aufdruckverfahren auf das Substrat aufgetragen (aufgedruckt) werden. Gegebenenfalls kann ein Aushärtungsschritt bei erhöhter Temperatur (von z. B. über 120 °C) in einem Ofen erfolgen. Zum Auftragen kann beispielsweise ein Siebdruckverfahren oder auch Rakeln verwendet werden.

Im Allgemeinen kann die Polymerschicht bzw. eine zur Herstellung der

Polymerschicht verwendeten Paste, wie in DE 689 23 455 T2 beschrieben, ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere auch für deren Herstellung und/oder konkrete Zusammensetzung . Beispielsweise gilt dies auch für mögliche

Bindemittel (insbesondere gemäß S. 4, 2. Absatz und S. 5, 1. Absatz der

DE 689 23 455 T2) und/oder Lösungsmittel (insbesondere gemäß S. 5, 2. Absatz und S. 6 2. Absatz der DE 689 23 455 T2).

Das Substrat bzw. die Substrate kann/können zumindest abschnittsweise vorzugsweise vollständig, aus Kunststoff, insbesondere einem Polymer wie beispielsweise Polyetherketon und/oder Polyamid, gefertigt sein. Besonders bevorzugt ist eine Fertigung aus wie Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) und/oder Polyetheretherketon (PEEK) und/oder (kurz-) faserverstärktem Polyamid (z. B. PA-GF).

Das Substrat kann aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein.

Unter einem elektrisch isolierenden Material ist insbesondere ein Material zu verstehen, das bei Raumtemperatur (25 °C) eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 10 ^"1 S ¹ nr ¹ (ggf. weniger als 10 ^"8 S ¹ nr ¹ ) aufweist. Entsprechend ist unter einem elektrischen Leiter bzw. einem Material (oder Beschichtung) mit elektrischer Leitfähigkeit ein Material zu verstehen, das eine elektrische

Leitfähigkeit von vorzugsweise mindestens 10 S ¹ nr ¹ , weiter vorzugsweise mindestens 10 ³ S ¹ nr ¹ (bei Raumtemperatur von insbesondere 25 °C) beträgt.

Das Substrat kann aus einem Material, das bei einer Temperatur von unter

500 °C, vorzugsweise unter 200 °C aufschäumt und/oder schmilzt, gefertigt sein.

Die Polymerschicht bzw. die Polymerschichten können durch mindestens eine Metallstruktur, vorzugsweise ein (insbesondere gebogenes) Metallblech, vorzugsweise Kupferblech, und/oder Metallstreifen und/oder Metalldraht und/oder Metallgitter (elektrisch) kontaktiert sein (bzw. werden).

Alternativ oder zusätzlich kann die Metallstruktur (bzw. entsprechende

Elektroden), z. B. auf das Substrat und/oder die Polymerschicht, aufgedruckt und/oder durch Aufdampfen und/oder Aufprägen und/oder durch Beschichten aufgetragen werden.

Die (ggf. kohlenstoffhaltige) Polymerschicht bzw. die (ggf. kohlenstoffhaltigen) Polymerschichten und/oder eine entsprechende Paste zu deren Herstellung kann/können (als insbesondere kristallines Bindemittel) mindestens ein Polymer umfassen, vorzugsweise basierend auf mindestens einem Olefin; und/oder mindestens einem Copolymer von mindestens einem Olefin und mindestens einem Monomer, das damit copolymerisiert werden kann, z. B. Ethylen/Acrylsäure und/oder Ethylen/Ethylacrylat und/oder Ethylen/Vinylacetat; und/oder mindestens einem Polyalkenamer (Polyacetylen bzw. Polyalkenylen), wie z. B. Polyoctenamer; und/oder mindestens einem, insbesondere schmelzverformbaren, Fluorpolymer, wie z. B. Polyvinylidenfluorid und/oder Copolymere davon.

Die Polymerschicht bzw. die Polymerschichten sind vorzugswiese auf das

(jeweilige) Substrat aufgedruckt (z. B. per Siebdruck) oder aufgerakelt.

Im Allgemeinen kann/können die Polymerschicht(en) eine durchgehende Fläche (ohne Unterbrechungen) aufweisen oder strukturiert sein, beispielsweise Lücken (Durchbrüche) aufweisen oder Ausnehmungen. Ein Grundriss des jeweiligen Heizelementes (vorzugsweise mehrerer oder aller Heizelemente) kann vieleckig, insbesondere viereckig, vorzugsweise rechteckig oder oval, insbesondere elliptisch, vorzugsweise (kreis-) rund sein.

Mindestens ein Zwischenraum (ggf. mehrere oder alle Zwischenräume) kann (können) durch (genau) zwei oder mehr Heizelemente begrenzt werden.

Ein Querschnitt des Zwischenraums (allgemein Fluidkanals) kann vieleckig, insbesondere viereckig, vorzugsweise rechteckig oder oval, insbesondere elliptisch, vorzugsweise (kreis-) rund sein.

Ein Querschnitt innerhalb eines Zwischenraumes (Fluidkanals) kann variieren oder konstant sein (über dessen Länge). Auch Querschnitte verschiedener

Zwischenräume bzw. Fluidkanäle (also Zwischenräume bzw. Fluidkanäle, die nicht durch dasselbe Paar oder dieselbe Gruppe von Heizelementen ausgebildet werden) können voneinander abweichen oder gleich sein. Beispielsweise können Querschnitte der Zwischenräume bzw. Fluidkanäle schlitzförmig (insbesondere als Rechteck-Schlitze) ausgebildet sein.

Die jeweilige Polymerschicht (zumindest eines der Heizelemente, vorzugsweise mehrerer oder aller der Heizelemente) kann (zumindest im Durchschnitt) dünner sein als das entsprechende Substrat, beispielsweise um den Faktor 1,1 ; weiter vorzugsweise um den Faktor 1,5.

Grundsätzlich ist der Begriff „leitfähig" hinsichtlich der leitfähigen Komponenten des Heizgerätes als Abkürzung für„elektrisch leitfähig" zu verstehen.

Die (jeweilige) Polymerschicht ist vorzugsweise eine leitfähige Schicht mit PTC- Verhalten.

Das Heizgerät ist vorzugsweise für einen Betrieb im Niedervoltbereich (z. B.

< 100 Volt oder < 60 Volt) ausgelegt.

Das Heizgerät kann für einen Betrieb mit Gleich- und/oder Wechselspannung und/oder PWM ausgelegt sein. Das Substrat bzw. die Substrate können als Platte, insbesondere Kunststoffplatte, ausgebildet sein und/oder eine Dicke von mindestens 0,1 mm, vorzugsweise mindestens 0,5 mm, weiter vorzugsweise mindestens 1,0 mm und/oder höchstens 5,0 mm, weiter vorzugsweise höchstens 3,0 mm aufweisen. Bei der jeweiligen Dicke handelt es sich insbesondere um eine durchschnittliche Dicke oder eine Dicke des größten Bereichs mit konstanter Dicke.

Eine (Schicht-) Dicke der jeweiligen Polymerschicht kann < 1 mm, vorzugsweise < 0,5 mm, noch weiter vorzugsweise < 0,2 mm betragen.

Die erste und/oder zweite Polymerschicht und/oder das Substrat (bzw. die

Substrate) können zumindest im Wesentlichen plan ausgebildet sein. Falls

Erhebungen (Vertiefungen) vorgesehen sind, können diese weniger als 10 % einer (durchschnittlichen) Dicke der jeweiligen Beschichtung bzw. des jeweiligen Substrats betragen.

Eine Summe der Querschnitte von Fluidkanälen (insbesondere Zwischenräumen zwischen den Heizelementen) kann mindestens 2-mal, vorzugsweise mindestens 4-mal so groß sein wie eine Summe der Querschnitte der Heizelemente

(insbesondere quer zur Fluidströmungsrichtung betrachtet bzw. quer zur

Breitenrichtung).

Der Anteil der leitfähigen Komponente bzw. der Kohlenstoffanteil in der

Polymerschicht mindestens eines Heizelementes (vorzugsweise mehrerer oder aller Heizelemente) kann so ausgebildet sein, dass er einen Stromfluss erlaubt (z. B. in Partikelform, wobei sich die Partikel entsprechend berühren oder nahe beieinanderliegen).

Ein Durchmesser des Zwischenraums zwischen dem ersten und dem zweiten Heizelement kann größer sein als eine Dicke des ersten und/oder zweiten

Heizelementes.

Die (jeweilige) Polymerschicht ist vorzugsweise über mindestens 20 %, weiter vorzugsweise mindestens 50 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 80 % einer der Polymerschicht zugewandten Oberfläche des Substrats mit dem (jeweiligen) Substrat in Kontakt. Dadurch kann effektiv Wärme über das Substrat (das dann als weiterer Wärmeübertrager dient) übertragen werden.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Fahrzeug,

insbesondere Kraftfahrzeug umfassend das obige (elektrische) Heizgerät.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Hierbei zeigen :

Fig. 1 eine schematische Schrägansicht eines elektrischen Luftheizgerätes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Schrägansicht eines elektrischen Luftheizgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 3 eine schematische Schrägansicht eines elektrischen Luftheizgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht eines erfindungsgemäßen

Luftheizgerätes. Das elektrische Luftheizgerät weist mehrere (hier konkret vier, was jedoch nicht zwingend ist) Heizelemente 9a bis 9d auf. Zwischen den

Heizelementen sind entsprechende Zwischenräume 16a bis 16c ausgebildet.

Durch diese Zwischenräume kann Luft zu ihrer Aufheizung strömen. Die einzelnen Heizelemente 9a bis 9d werden weiterhin durch innerhalb der Zwischenräume 16a bis 16c angeordnete Abstandshalter 10a, 10b, 10c voneinander beabstandet. In Fig. 1 ist für jeden Zwischenraum 16a, 16b, 16c genau ein Abstandshalter 10a, 10b, 10c gezeigt. Es ist jedoch denkbar, beispielsweise zwei oder mehr

Abstandshalter vorzusehen. Beispielsweise kann auch an einem

gegenüberliegenden Rand des jeweiligen Zwischenraums 16a bis 16c (in Fig. 1 am linken Rand) ein entsprechender Abstandshalter vorgesehen sein. Die Abstandshalter sind vorzugsweise aus einem leitfähigen Material (insbesondere Metall).

Weiterhin sind Positionierelemente I Ia, I Ib gezeigt. Die Positionierelemente bilden insbesondere Führungsbolzen und durchdringen (im vorliegenden

Ausführungsbeispiel sämtliche) Heizelemente 9a bis 9d bzw. Öffnungen 12a bis 12d und 13a bis 13d derselben. In der vorliegenden Ausführungsform (was nicht zwingend ist) sind genau zwei Positionierelemente I Ia, I Ib vorgesehen.

In der Ausführungsform sind sowohl (nicht im Detail gezeigt) eine (leitfähige) Polymerschicht 14a bis 14d als auch entsprechende zur Kontaktierung

vorgesehene Elektroden 15a bis 15d auf (im vorliegenden Fall nur eine, ggf.

beide) Oberfläche(n) eines jeweiligen Substrates 18a bis 18d aufgedruckt. Neben den aufgedruckten Elektroden erfolgt eine Kontaktierung vorzugsweise über die (leitfähigen) Positionierelemente I Ia, I Ib (vorzugsweise aus Metall) und die (leitfähigen) Abstandshalter (Kontaktpads) 16a bis 16c (vorzugsweise aus Metall).

Die Positionierelemente haben vorzugsweise eine leisten- bzw. stabförmige Form. Ein Querschnitt kann rechteckförmig, insbesondere quadratisch sein.

Die Positionierelemente I Ia, I Ib sind vorzugsweise (rund-)stabförmig und können einen runden (kreisrunden) Querschnitt aufweisen.

Das elektrische Luftheizgerät wird über die Kontakte 17a, 17b kontaktiert.

Fig. 2 zeigt eine schematische Schrägansicht eines elektrischen Luftheizgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser

Ausführungsform bilden (hochgebogene bzw. abgeknickt verlaufende)

Abstandshalter 10a bis lOd eine integrale (monolithische) Struktur mit den Heizelementen 9a bis 9d.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schrägansicht eines elektrischen Luftheizgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser

Ausführungsform verlaufen die Heizelemente 9a bis 9d in einem Winkel größer 0°, beispielsweise zwischen 2° und 45°, (bzw. angestellt) gegenüber einer

Hauptströmungsrichtung des einströmenden Fluids gemäß Pfeil 19. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den

Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

Bezugszeichenliste

9a bis 9d Heizelement

10a bis lOd Abstandshalter

I Ia, I Ib Positionierelement

12a bis 12d Öffnung

13a bis 13d Öffnung

14a bis 14d Polymerschicht

15a bis 15d elektrische Anschlussstruktur

16a bis 16c Zwischenraum

17a, 17b Kontakte

18a bis 18d Substrat

19 Pfeil