ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА Российский патент 2024 года по МПК H05B3/20 

Изобретение относится к терморегулирующему устройству, прежде всего к резистивному обогревательному устройству, предназначенному для размещения на подлежащей терморегулированию поверхности, имеющему по меньшей мере одну верхнюю часть, по меньшей мере одну нижнюю часть и по меньшей мере один первый терморегулирующий элемент. Кроме того, изобретение относится к системе, прежде всего к распределительному шкафу или корпусу электронного оборудования, с таким терморегулирующим устройством.

Распределительные шкафы и корпуса электронного оборудования должны, как правило, подвергаться терморегулированию в активном или пассивном режиме. Благодаря активному обогреву или охлаждению такого корпуса обеспечивают минимальную температуру или максимальную температуру электрических (электронных) компонентов. За счет этого представляется возможным, к примеру, предупреждать образование конденсационной влажности внутри корпуса или исключать перегрев компонентов. Если же температура в распределительном шкафу или корпусе электронного оборудования опускается ниже минимального порога, то образование конденсационной влажности может приводить к коротким замыканиям в электрических контурах.

Обычно компоненты внутри распределительного шкафа или корпуса электронного оборудования расположены плотно упакованной структурой, насколько это возможно, чтобы можно было свести к минимуму потребное монтажное пространство и получить компактный системный блок. Модули или компоненты для целевого терморегулирования системного блока занимают в целом при этом дополнительное монтажное пространство и одновременно должны быть в состоянии обеспечить надежное, а также эффективное терморегулирование.

Для обогрева распределительных шкафов и т.п. могут использоваться, прежде всего, системы резистивного нагрева. Нагревательный резистор в качестве конструктивного элемента системы резистивного нагрева в своем простейшем конструктивном выполнении представляет собой металлический провод, также называемый нагревательным проводником. В большинстве случаев требуется большая длина провода. Поэтому провода часто укладывают витками или в форме меандра. При этом подобная компоновка нагревательного проводника в форме витков или меандра требует объемного монтажного пространства уже только для собственно нагревательных компонентов внутри распределительного шкафа или корпуса электронного оборудования.

Кроме того, существует проблема, что эффективная теплопередача может быть обеспечена только при достаточном поверхностном контакте. При этом повышение температуры приводит к относительному линейному удлинению нагревательного устройства или отдельных компонентов и, следовательно, к их выпячиванию. Необходимый поверхностный контакт для соответствующей теплопередачи в этом случае оказывается невозможным. Подобное выпячивание может проявляться при этом как сохраняющееся деформирование, так что теплопередача уменьшается, и функция нагревательного устройства не обеспечивается в полном объеме.

Таким образом, в основу изобретения положена задача предоставить усовершенствованное терморегулирующее устройство, прежде всего для распределительных шкафов и корпусов электронного оборудования, которое имеет простую целостную конструкцию, обеспечивает эффективную теплопередачу, делает возможным изготовление с меньшими затратами, обеспечивает упрощение технического обслуживания и ремонта, а также занимает минимальное монтажное пространство.

Эта задача решена благодаря терморегулирующему устройству согласно п. 1 формулы изобретения, а также благодаря системе согласно п. 15 формулы изобретения. Предпочтительные варианты конструктивного выполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно настоящему изобретению предусмотрено терморегулирующее устройство, прежде всего резистивное нагревательное устройство, для размещения на подлежащей терморегулированию поверхности, имеющее по меньшей мере одну верхнюю часть, по меньшей мере одну нижнюю часть, и по меньшей мере один терморегулирующий элемент, прежде всего нагревательный элемент. Верхняя часть расположена противоположно верхней стороне первого терморегулирующего элемента. Нижняя часть расположена противоположно нижней стороне первого терморегулирующего элемента. Нижняя часть и верхняя часть выполнены и входят в зацепление друг с другом таким образом, что ими обеспечивается поверхностное давление, прежде всего сплошное поверхностное давление, создаваемое в перпендикулярном направлении к верхней стороне и нижней стороне первого терморегулирующего элемента, на верхнюю сторону и нижнюю сторону терморегулирующего элемента, а нижняя часть имеет возможность поверхностного сопряжения с подлежащей терморегулированию поверхностью. Кроме того, терморегулирующее устройство может так крепиться на подлежащей терморегулированию поверхности с возможностью продольного смещения, что обеспечить компенсацию изменения длины терморегулирующего устройства в продольном направлении терморегулирующего устройства. Для этого терморегулирующее устройство имеет первый концевой закрывающий элемент и второй концевой закрывающий элемент, причем верхняя часть, первый концевой закрывающий элемент и второй концевой закрывающий элемент расположены на нижней части, а второй концевой закрывающий элемент имеет основную деталь и крепежный хомут для фиксации основной детали на подлежащей терморегулированию поверхности, причем крепежный хомут расположен в выемке в основной детали с возможностью компенсации изменения длины терморегулирующего устройства посредством упругой деформации крепежного хомута.

Изобретение основано на основной идее, что терморегулирующее устройство обеспечивает механический предварительный зажим, чтобы гарантировать сопряжение терморегулирующего элемента или нагревательного элемента, равно как и терморегулирующего устройства с основанием или с подлежащей терморегулированию поверхностью, например с поверхностью или плоскостью стенки распределительного шкафа или корпуса электронного оборудования, в т.ч. также и в случае с относительным линейным удлинением. За счет этого может быть достигнут эффективный температурный переход на внешнюю сопрягаемую поверхность или поверхность основания, контактирующую с нижней частью (устройства).

Кроме того, с помощью терморегулирующего устройства согласно изобретению является возможным обеспечение конструкции, занимающей мало места. Прежде всего, верхняя часть и нижняя часть, а также другие компоненты терморегулирующего устройства должны быть соединены друг с другом или иметь возможность соединяться в одно целое таким образом, что монтажное пространство для терморегулирующего устройства может быть уменьшено или является минимальным.

Под терморегулирующим устройством в контексте настоящего изобретения следует понимать, прежде всего нагревательное устройство. В предпочтительном решении предусмотрено выполнение терморегулирующего устройства как электрического нагревательного устройства, например, как электрического резистивного нагревательного устройства. Альтернативно представляется возможным выполнение терморегулирующего устройства с терморегулирующим элементом, который включает в себя контур циркуляции жидкости и который запитывают жидкостью для обеспечения эффекта нагревания или эффекта охлаждения.

Согласно изобретению верхняя часть расположена противоположно верхней стороне первого терморегулирующего элемента или является встречно направленной, прежде всего вдоль сопрягаемой поверхности верхней части. Нижняя часть расположена противоположно нижней стороне первого терморегулирующего элемента или является встречно направленной, прежде всего вдоль сопрягаемой поверхности нижней части. Таким образом, терморегулирующий элемент плоско помещен между верхней частью и нижней частью терморегулирующего устройства и является заклиниваемым. Прежде всего, сопряжение и теплообмен могут осуществляться через по меньшей мере одну существенную часть базовой поверхности по меньшей мере одного первого терморегулирующего элемента.

Предусмотрено, что нижняя часть выполнена для вхождения в зацепление с верхней частью таким образом, что с помощью верхней части и нижней части является обеспечиваемым поверхностное давление, предпочтительно сплошное или однообразное поверхностное давление, в перпендикулярном направлении к верхней стороне и нижней стороне первого терморегулирующего элемента для обеспечения поверхностного сопряжения нижней части с подлежащей терморегулированию поверхностью. Таким образом, предусмотрено двухстороннее или двунаправленное поверхностное заклинивание первого терморегулирующего элемента, а также выполняют целесообразное сопряжение нижней части (устройства) с подлежащей терморегулированию поверхностью. Верхняя часть и нижняя часть для обеспечения целесообразного вхождения во взаимное зацепление могут быть гибкими или обратимо деформируемыми.

Под поверхностным давлением или поверхностным заклиниванием в контексте настоящего изобретения следует понимать, что противолежащие друг другу поверхности сопрягают друг с другом, чтобы свести к минимуму зазоры для воздуха или рабочей среды и оптимизировать температурный переход. По ходу повышения температуры и связанного с этим относительного линейного удлинения верхней части, первого терморегулирующего элемента и/или нижней части оптимальное сопряжение противолежащих друг другу поверхностей также является обеспечиваемым. Эффективность теплопередачи на поверхность основания, на которой выставлена нижняя часть, оптимизируют.

Кроме того, предусмотрено, что терморегулирующее устройство выполнено с возможностью закрепления на подлежащей терморегулированию поверхности с возможностью продольного смещения так, что изменение длины терморегулирующего устройства является поглощаемым в продольном направлении терморегулирующего устройства. Прежде всего, терморегулирующее устройство может включать в себя крепежный механизм для крепления терморегулирующего устройства на подлежащей терморегулированию поверхности, который допускает изменение длины в продольном направлении терморегулирующего устройства, не осуществляя при этом передачу деформирующего усилия на терморегулирующее устройство.

Под креплением терморегулирующего устройства с возможностью продольного смещения в контексте изобретения следует понимать, что изменение длины терморегулирующего устройства является поглощаемым или компенсируемым. Таким образом, целесообразное сопряжение терморегулирующего устройства, прежде всего его нижней части, с подлежащей терморегулированию поверхностью или основанием может быть обеспечено во время работы терморегулирующего устройства и, следовательно, также в случае с относительным линейным удлинением терморегулирующего устройства вследствие температурных воздействий.

Согласно одному предпочтительному варианту конструктивного выполнения верхняя часть включает в себя по меньшей мере один первый зажимный элемент, который простирается в продольном направлении верхней части таким образом, что верхняя часть при вхождении во взаимное зацепление с нижней частью обеспечивает предварительный зажим, прежде всего по всей протяженности нижней части.

По меньшей мере один первый зажимный элемент может простираться по внутренней стороне верхней части. В предпочтительном решении на внутренней стороне верхней части симметрично могут быть выполнены и простираться в продольном направлении верхней части первый и один второй зажимные элементы.

По меньшей мере один первый зажимный элемент может быть выполнен в предпочтительном решении как вырез материала или как утонение материала вдоль верхней части, прежде всего, как целевым образом задаваемое или выполняемое утонение материала. Жесткость или гибкость верхней части ввиду выполнения и местоположения по меньшей мере одного первого зажимного элемента является модифицируемой. Предварительный зажим или усилие предварительного натяга, которое в собранном состоянии терморегулирующего устройства передают, прежде всего, от верхней части на нижнюю часть, может регулироваться благодаря по меньшей мере одному первому зажимному элементу.

В этом контексте, вследствие конфигурации верхней части, принципиально присутствующее усилие предварительного натяга со стороны верхней части может уменьшаться таким образом с помощью по меньшей мере одного первого зажимного элемента, что в состоянии, соответствующем применению устройства, то есть, прежде всего, в диапазоне предусмотренной рабочей температуры задаваемой является ровная плоскость сопряжения и теплопередачи терморегулирующего устройства, проходящая вдоль нижней части.

Прежде всего, верхняя часть может быть выполнена по типу упругого элемента или прижимной пружины для осуществления передачи непрерывного усилия зажима или поверхностного давления на терморегулирующий элемент и нижнюю часть. За счет этого можно противодействовать выпячиванию или приподниманию терморегулирующего элемента и/или нижней части по ходу повышения температуры и обеспечивать поверхностный контакт для теплопередачи.

Благодаря выполнению зажимного элемента в продольном направлении верхней части терморегулирующее устройство может иметь любую общую длину. Предварительный зажим и сопряжение для теплопередачи обеспечивают по всей длине верхней и нижней части.

Кроме того, нижняя часть может иметь в себе по меньшей мере один целевым образом выполненный вырез материала, чтобы свести к минимуму деформирование при повышении температуры.

Согласно одному предпочтительному варианту конструктивного выполнения верхняя часть имеет поверхностную структуру, прежде всего ребристую поверхностную структуру. Таким образом, может быть выполнено увеличение эффективных поверхностей для теплообмена или терморегулирования. В контексте настоящего изобретения верхняя часть может иметь любую поверхностную структуру вдоль внешней стороны.

В предпочтительном решении верхняя часть и/или нижняя часть могут быть сформованы или выполнены как экструдированный профиль или экструзионный профиль. Обеспечиваемым является простое и малозатратное изготовление верхней части и/или нижней части.

Согласно другому варианту конструктивного выполнения терморегулирующее устройство имеет заземляющий контактный элемент, который является соединяемым с нижней стороной первого терморегулирующего элемента таким образом, что является обеспечиваемым соединение, прежде всего электротермическое соединение, с первым терморегулирующим элементом и нижней частью.

При том, что заземляющий контактный элемент выполняет поверхностное электрическое соединение с терморегулирующим элементом, может быть гарантировано надежное электрическое заземление или соединение с землей. Прежде всего, с заземляющим контактным элементом может быть соединен силовой кабель или соединительный кабель.

Согласно одному варианту конструктивного выполнения предусмотрено, что терморегулирующее устройство имеет температурный датчик или реле температуры, который (-ое) соединен (-о) с заземляющим контактным элементом как теплопроводным элементом.

В этом контексте заземляющий контактный элемент является электропроводящим и теплопроводным элементом. Заземляющий контактный элемент выполняет, следовательно, комбинированную, по меньшей мере, двойную функцию для терморегулирующего устройства согласно изобретению. Благодаря, предпочтительно, электротермическому соединению заземляющего контактного элемента с первым терморегулирующим элементом и нижней частью может быть обеспечено как электрическое заземление, так и целесообразное измерение температуры вдоль заземляющего контактного элемента. Возможна предпочтительная эффективная установка температурного датчика.

В предпочтительном варианте конструктивного выполнения предусмотрено, что на боковых концах верхней части и в областях боковых концов нижней части предусмотрены соответственно выполненные ответными друг другу первые и вторые взаимопроникающие элементы, которые простираются в продольном направлении верхней части и в продольном направлении нижней части так, что верхняя часть и нижняя часть являются соединяемыми друг с другом или взаимопроникающими друг в друга с силовым и/или геометрическим замыканием, прежде всего по всей их продольной протяженности. Альтернативно, взаимопроникающие элементы могут быть выполнены только вдоль одной части продольной протяженности верхней части и/или нижней части. В контексте изобретения, верхняя часть и нижняя часть включают в себя выполненные ответными друг другу первые и вторые взаимопроникающие элементы.

В предпочтительном решении верхняя часть и/или нижняя часть выполнены настолько обратимо деформируемыми или упругими, что верхняя часть и нижняя часть в результате временного деформирования являются соединяемыми друг с другом и отсоединяемыми друг от друга. Прежде всего, благодаря первым и вторым взаимопроникающим элементам в комбинации с первым зажимным элементом может быть выполнен предварительный зажим терморегулирующего устройства для целесообразного сопряжения внутрилежащего терморегулирующего элемента, а также нижней части с внешней поверхностью основания или с подлежащей терморегулированию поверхностью, например с поверхностью распределительного шкафа и т.п.

В предпочтительном решении верхняя часть и нижняя часть могут быть соединены друг с другом разъемным соединением в пространственной ориентации. Так, верхняя часть и нижняя часть могут передвигаться по отношению друг к другу соответственно в своем продольном направлении, чтобы устанавливать или разъединять соединение. Кроме того, первые и/или вторые взаимопроникающие элементы могут соединяться друг с другом в результате, по меньшей мере, частичного вращательного движения.

Как указано выше, предлагаемое в изобретении терморегулирующее устройство имеет первый концевой закрывающий элемент и второй концевой закрывающий элемент, причем верхняя часть, первый концевой закрывающий элемент и второй концевой закрывающий элемент соответственно расположены на нижней части, прежде всего закреплены на ней.

Нижняя часть представляет собой центральный конструктивный элемент терморегулирующего устройства. Верхняя часть, первый концевой закрывающий элемент и/или второй концевой закрывающий элемент могут быть выполнены для вхождения в зацепление с нижней частью в качестве центрального компонента. Налицо целостная конструкция терморегулирующего устройства.

Концевые закрывающие элементы могут устанавливаться на нижней части перед тем, как смонтируют верхнюю часть. За счет этого обеспечена защита от возможного соприкосновения с находящимися под напряжением или электропроводящими конструктивными элементами при сборке терморегулирующего устройства. Кроме того, боковое расположение концевых закрывающих элементов на нижней части способствует тому, что терморегулирующее устройство с помощью верхней части и нижней части может быть выполнено произвольно длинным или большим.

Кроме того, электропроводящие или находящиеся под напряжением элементы, такие как заземляющий контактный элемент и/или температурный датчик также могут быть помещены в нижнюю часть.

Согласно другому предпочтительному варианту конструктивного выполнения предусмотрено, что верхняя часть и нижняя часть расположены между первым и вторым концевыми закрывающими элементами для образования корпуса для первого терморегулирующего элемента.

Компоновка верхней части, нижней части, первого концевого закрывающего элемента и второго концевого закрывающего элемента в этом плане задает по существу закрытое полое пространство для принятия и целесообразного сопряжения терморегулирующего элемента или нагревательного элемента. Терморегулирующее устройство является по существу сборным или собрано по модульному принципу.

Согласно одному варианту конструктивного выполнения первый концевой закрывающий элемент включает в себя по меньшей мере первый фиксирующий элемент, причем второй концевой закрывающий элемент включает в себя по меньшей мере второй фиксирующий элемент, а нижняя часть включает в себя по меньшей мере первый приемный элемент и по меньшей мере второй приемный элемент, причем первый фиксирующий элемент и второй фиксирующий элемент соответственно выполнены ответными первому и второму приемным элементам для соединения с силовым и/или геометрическим замыканием нижней части с первым и вторым концевыми закрывающими элементами.

Прежде всего, первый или второй фиксирующие элементы могут быть выполнены как стопорный крючок, фиксирующий выступ и т.п. для вхождения в зацепление с первым или вторым приемным элементом на нижней части. Кроме того, первый фиксирующий элемент в комбинации с первым приемным элементом и второй фиксирующий элемент в комбинации со вторым приемным элементом могут быть выполнены по-разному.

Как указано выше, второй концевой закрывающий элемент имеет основную деталь и крепежный хомут для фиксации основной детали на подлежащей терморегулированию поверхности, причем крепежный хомут расположен в выемке в основной детали таким образом, что изменение длины терморегулирующего устройства, прежде всего верхней части и/или нижней части, является компенсируемым посредством упругой деформации крепежного хомута.

Так, выемка в основной детали может быть выполнена большей, чем крепежный хомут или толщина крепежного хомута. Кроме того, крепежный хомут в исходном состоянии терморегулирующего устройства, то есть перед использованием терморегулирующего устройства может быть выставлен посередине или на одном конце выемки в основной детали так, что относительное линейное удлинение терморегулирующего устройства в рабочем состоянии является поглощаемым или абсорбируемым, прежде всего в форме упругой деформации крепежного хомута. В рабочем состоянии, следовательно, может быть обеспечена ровная поверхность прилегания терморегулирующего устройства.

Согласно другому варианту конструктивного выполнения вдоль выемки в основной детали выполнен по меньшей мере один выступающий элемент для передачи усилия зажима между основной деталью и крепежным хомутом в продольном направлении терморегулирующего устройства. Прежде всего, вдоль выемки в основной части с симметричным распределением могут быть расположены два выступающих элемента.

Благодаря выступающему элементу при изменении длины терморегулирующего устройства, прежде всего при возникающем удлинении терморегулирующего устройства, результирующее усилие зажима может передаваться от выступающих элементов на крепежный хомут и преобразовываться в упругую деформацию крепежного хомута. Подобным образом крепежный хомут может поглощать или компенсировать изменение длины терморегулирующего устройства, прежде всего верхней части и/или нижней части.

В аспекте дополнительного независимого пункта формулы изобретения предусмотрена система, прежде всего распределительный шкаф или корпус электронного оборудования, с терморегулирующим устройством по одному из предшествующих пунктов формулы изобретения.

В этом контексте системой может являться, например, распределительный шкаф с электрическими или электронными компонентами, который включает в себя терморегулирующее устройство согласно изобретению, чтобы, предпочтительно, обеспечивать наименьшую температуру или минимальную температуру в распределительном шкафу. Подобным образом может быть исключено образование конденсационной влажности внутри распределительного шкафа и обеспечена функциональность компонентов распределительного шкафа. Обеспечиваемым является предпочтительное целевое терморегулирование.

Далее, со ссылкой на приложенные чертежи приведено более подробное разъяснение изобретения в плане дополнительных отличительных особенностей.

Здесь показаны:

Фиг. 1 вид в аксонометрии первого примера конструктивного выполнения терморегулирующего устройства согласно изобретению,

Фиг. 2 представление в аксонометрии внутренних компонентов первого примера конструктивного выполнения терморегулирующего устройства согласно изобретению согласно фиг. 1,

Фиг. 3 представление в аксонометрии первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1, в разрезе,

Фиг. 4 представление в аксонометрии первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1, в разрезе,

Фиг. 5А представление в аксонометрии деталировки первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1,

Фиг. 5Б следующее представление в аксонометрии деталировки первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1,

Фиг. 6 следующий вид в аксонометрии деталировки первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1,

Фиг. 7 вид в аксонометрии второго примера конструктивного выполнения терморегулирующего устройства согласно изобретению,

Фиг. 8 вид в аксонометрии второго примера конструктивного выполнения согласно фиг. 7, в разрезе.

На фиг. 1 показан вид в аксонометрии первого примера конструктивного выполнения терморегулирующего устройства 10 согласно изобретению.

Терморегулирующее устройство 10 показано с верхней частью 12 и нижней частью 14, которые расположены одна над другой. На концах продольной стороны верхней части 12 или нижней части 14 противоположно друг другу расположены первый концевой закрывающий элемент 16 и второй концевой закрывающий элемент 18. Верхняя часть 12, нижняя часть 14, первый концевой закрывающий элемент 16 и второй концевой закрывающий элемент 18 образуют по существу закрытый корпус.

Первый концевой закрывающий элемент 16 включает в себя верхнюю часть 16а и нижнюю часть 16b, которые насажены одна на другую и соединены друг с другом. В первом концевом закрывающем элементе 16 могут располагаться другие компоненты терморегулирующего устройства 10, такие как заземляющий контактный элемент 26 или температурный датчик 28. Второй концевой закрывающий элемент 18 согласно фиг. 1 также является многосоставным, прежде всего выполнен с дополнительным вставным крепежным хомутом 18а и основной деталью 18b. Альтернативно, второй концевой закрывающий элемент 18 может быть выполнен монолитным.

Кроме того, в продольном направлении терморегулирующего устройства 10 в первый концевой закрывающий элемент 16 заходит электрический кабель или же соединительный кабель 32. Таким образом, терморегулирующее устройство 10 может запитываться электрическим током, например при выполнении терморегулирующего устройства 10 согласно изобретению как системы электрического резистивного нагрева. При этом первый концевой закрывающий элемент 16 и/или другие конструктивные элементы терморегулирующего устройства 10 могут быть выполнены таким образом, что может обеспечиваться разгрузка соединительного кабеля 32 от натяжения.

Кроме того, в первом и втором концевых закрывающих элементах 16, 18 предусмотрены соответственно два расточенных крепежных отверстия для крепления терморегулирующего устройства 10, например, внутри распределительного шкафа или корпуса электронного оборудования. В крепежном хомуте 18а второго концевого закрывающего элемента 18 могут быть выполнены расточенные крепежные отверстия. Расточенные крепежные отверстия согласно фиг. 1 могут быть выполнены как пазы продольной формы соответственно в углу терморегулирующего устройства 10.

В предпочтительном решении расточенные крепежные отверстия могут быть выполнены по меньшей мере в одном из концевых закрывающих элементов 16, 18, поперек продольной протяженности терморегулирующего устройства 10 и в противолежащем концевом закрывающем элементе 16, 18, в продольном направлении терморегулирующего устройства 10, прежде всего при монолитном выполнении первого и/или второго концевого закрывающего элемента 16, 18. Таким образом, терморегулирующее устройство 10 может так крепиться с возможностью продольного смещения, что изменение его длины является поглощаемым или компенсируемым.

На фиг. 2 показано представление в аксонометрии внутренних компонентов первого примера конструктивного выполнения терморегулирующего устройства 10 согласно изобретению согласно фиг. 1.

Согласно фиг. 2, терморегулирующее устройство 10 включает в себя терморегулирующий элемент 20 с верхней стороной 20а. Терморегулирующий элемент 20 выдается из первого концевого закрывающего элемента 16 по верхней части 12 или по нижней части 14 с заходом во второй концевой закрывающий элемент 18.

На нижней части 16b первого концевого закрывающего элемента 16 расположен соединительный кабель 32 для электрического питания или подсоединения, прежде всего первого терморегулирующего элемента 20. Кроме того, на первом терморегулирующем элементе 20 предусмотрены первый электрический контакт 24.1 и второй электрический контакт 24.2 для электрического соединения с соединительным кабелем 32. На первом терморегулирующем элементе 20 расположен также заземляющий контактный элемент 26, который находится в соединении с силовым кабелем или соединительным кабелем 32.

Нижняя часть 16b первого концевого закрывающего элемента 16 включает в себя два первых фиксирующих элемента 16.1. Два первых фиксирующих элемента 16.1 простираются по бокам первого терморегулирующего элемента 20 от нижней части 16b первого концевого закрывающего элемента 16 с заходом в нижнюю часть 14 для соединения первого концевого закрывающего элемента 16 с нижней частью 14. Кроме того, второй концевой закрывающий элемент 18 включает в себя два вторых фиксирующих элемента 18.2, которые простираются с обеих сторон первого терморегулирующего элемента 20 в нижнюю часть 14 для соединения второго концевого закрывающего элемента 18 с нижней частью 14. Согласно фиг. 2, первые и вторые фиксирующие элементы 16.1, 18.2 выполнены идентичными.

На фиг. 3 показано представление в аксонометрии первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1 в разрезе.

Верхняя часть 12 имеет в себе сопрягаемую поверхность 12.5, а нижняя часть 14 - противолежащую сопрягаемую поверхность 14.5 для сопряжения с первым терморегулирующим элементом 20. Между сопрягаемыми поверхностями 12.5, 14.5 может осуществляться целесообразное заклинивание по меньшей мере одного первого терморегулирующего элемента или нагревательного элемента 20 (на фиг. 3 не показан). Сопрягаемые поверхности 12.5, 14.5 обеспечивают равномерное непрерывное поверхностное давление или поверхностное заклинивание по длине существенной части верхней и нижней поверхности 20а, 20b первого терморегулирующего элемента 20.

Верхняя часть 12 терморегулирующего устройства соединена с силовым и/или геометрическим замыканием с нижней частью 14. На боковых концах верхней части 12 выполнены первый и второй взаимопроникающие элементы 12.1, 12.2, причем в областях боковых концов нижней части 14 предусмотрены ответные им первый и второй взаимопроникающие элементы 14.1, 14.2. Первые взаимопроникающие элементы 12.1, 14.1 и вторые взаимопроникающие элементы 12.2, 14.2 выполнены соответственно по всей длине верхней и нижней части 12, 14 для зацепляющего вхождения друг в друга. (Тем самым) образуется соединение, действующее по типу защелки.

Согласно фиг. 3, первый и второй взаимопроникающие элементы 12.1, 12.2 верхней части 12 выполнены идентичными друг другу, прежде всего как боковые концы, загнутые внутрь под углом примерно в 100 градусов относительно горизонтали. Ответные им первый и второй взаимопроникающие элементы 14.1, 14.2 нижней части 14 также выполнены идентичными, прежде всего как выполненные в форме заплечиков участки стенки, которые по отношению к боковым концам нижней части 14 наклонены под углом примерно в 100-110 градусов относительно горизонтали. Выставление относительно вертикали или горизонтали указано в привязке к представлению на фиг. 3 и в целесообразном применении зависит от конкретного выставления терморегулирующего устройства 10.

В предпочтительном решении взаимопроникающие элементы 12.1, 12.2, 14.1, 14.2 верхней части 12 и нижней части 14 выполнены таким образом, что возможен предварительный зажим терморегулирующего устройства 10. При этом верхняя часть 12 и/или нижняя часть 14 могут быть, по меньшей мере, частично обратимо деформируемыми.

Кроме того, верхняя часть включает в себя первый и второй зажимные элементы 12.3, 12.4 в форме пазовых зажимов 12.3, 12.4. Пазовые зажимы 12.3, 12.4 выполнены по бокам сопрягаемой поверхности 12.5 верхней части 12 как целевым образом заданные выемки в материале или утонения материала. Прежде всего, зажимные элементы или пазовые зажимы 12.3, 12.4 выполнены симметрично в форме кругового выреза в секторе примерно в 270 градусов и простираются в продольном направлении верхней части 12.

С помощью первого и второго пазовых зажимов 12.3, 12.4 при соединении верхней части 12 с нижней частью 14 представляется возможным создавать удельное усилие зажима, которое механическим образом предварительно зажимает терморегулирующее устройство 10. Так может осуществляться непрерывное поверхностное давление на терморегулирующий элемент или нагревательный элемент 20 вдоль сопрягаемых поверхностей 12.5, 14.5.

Терморегулирующее устройство 10 также может быть предварительно зажато таким образом, что относительное линейное удлинение при повышении температуры является компенсируемым, а нижняя сторона 14.6 нижней части 14 всегда является сопряженной с основанием.

Кроме того, по меньшей мере на одной части внешней поверхности верхней части 12 выполнена поверхностная структура. Прежде всего, эта структура предусмотрена в форме перемычек с боковыми поверхностями под ненулевым углом установки, причем перемычки проходят в продольном направлении верхней части 12. За счет этого целесообразно может быть увеличена эффективная поверхность для теплопередачи.

На фиг. 4 показано представление в аксонометрии первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1 в разрезе.

Верхняя часть 16а первого концевого закрывающего элемента 16 включает в себя по меньшей мере один цапфовый элемент 16.3. Цапфовый элемент 16.3 может быть предусмотрен с круглым или многоугольным поперечным сечением. Нижняя часть 16b выполнена по меньшей мере с одним ответным ему приемным отверстием 16.2. Прежде всего, приемное отверстие 16.2 может иметь многоугольное, предпочтительно, шестиугольное поперечное сечение. Таким образом, цапфовый элемент 16.3 может входить в зацепление с приемным отверстием 16.2 и происходит целесообразное заклинивание для соединения с силовым и/или геометрическим замыканием верхней части 16а с нижней частью 16b первого концевого закрывающего элемента 16.

Кроме того, верхняя часть 16а и нижняя часть 16b заделаны заподлицо с верхней частью 12 и нижней частью 14.

Также на фиг. 4 в деталях показан один из двух первых фиксирующих элементов 16.1 первого концевого закрывающего элемента 16. Первый фиксирующий элемент 16.1 предназначен для вхождения в зацепление с ответным первым приемным элементом 14.3 нижней части, прежде всего выполнен в форме стопорного крючка. Первые фиксирующие элементы 16.1 выполнены монолитно с нижней частью 16b первого концевого закрывающего элемента 16.

В предпочтительном решении первый приемный элемент 14.3 нижней части 14, равно как и второй приемный элемент 14.4 в виде выемки прямоугольной формы могут быть сформованы в нижней части 14 в результате выполнения последующего технологического шага. Таким образом, нижняя часть 14, равно как и верхняя часть 12 могут быть выполняемыми в своей базовой форме как экструдированный профиль или экструзионный профиль.

На фиг. 5А показано представление в аксонометрии деталировки первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1.

Согласно фиг. 5А второй концевой закрывающий элемент 18 включает в себя вторые фиксирующие элементы 18.2. Вторые фиксирующие элементы 18.2 выполнены идентичными первым фиксирующим элементам 16.1 первого концевого закрывающего элемента 16 и входят в зацепление со вторыми приемными элементами 14.4 нижней части.

Кроме того, второй концевой закрывающий элемент 18 согласно фиг. 5А может быть выполнен многосоставным, прежде всего со вставляемым или зажимаемым крепежным хомутом 18а и основной деталью 18b. В крепежном хомуте 18а предусмотрены расточенные крепежные отверстия для целесообразного крепления терморегулирующего устройства 10 на внешней поверхности основания.

Основная деталь 18b второго концевого закрывающего элемента 18 имеет в себе выемку, в которой расположен или установлен крепежный хомут 18а. При этом выемка или ниша в основной детали 18b в продольном направлении терморегулирующего устройства 10 выполнена по форме большей, чем крепежный хомут 18а или толщина крепежного хомута18а.

Так относительное линейное удлинение терморегулирующего устройства 10, прежде всего верхней части 12 или нижней части 14, может быть компенсировано вдоль выемки в основной детали 18b, в то время как крепежный хомут 18а обеспечивает фиксацию терморегулирующего устройства 10 на внешней поверхности основания или на подлежащей терморегулированию поверхности. Крепежный хомут 18а в комбинации с выемкой в основной детали 18b представляет собой компенсирующий компонент для относительного линейного удлинения терморегулирующего устройства 10, прежде всего верхней части 12 или нижней части 14.

На фиг. 5Б показано следующее представление в аксонометрии деталировки первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1.

Прежде всего, на фиг. 5Б показано компоновочное расположение крепежного хомута 18а в выемке концевого закрывающего элемента 18. Вдоль выемки в концевом закрывающем элементе 18 или его основной детали 18b расположены два выступающих элемента 18с, которые простираются в направлении крепежного хомута 18а.

Прежде всего, благодаря выступающим элементам 18с может осуществляться передача усилий от основной детали 18b на крепежный хомут 18а. По ходу относительного линейного удлинения или изменения длины терморегулирующего устройства 10, прежде всего верхней части 12 и/или нижней части 14, выступающие элементы 18с передают усилие на крепежный хомут 18а таким образом, что наступает деформирование крепежного хомута 18а. За счет этого изменение длины терморегулирующего устройства 10 является поглощаемым или компенсируемым.

Кроме того, выступающие элементы 18с согласно фиг. 5Б выполнены в полукруглой форме и расположены вдоль выемки в основной детали 18b симметрично по отношению к продольной оси терморегулирующего устройства 10.

На фиг. 6 показан следующий вид в аксонометрии деталировки первого примера конструктивного выполнения согласно фиг. 1.

С нижней стороной 20b первого терморегулирующего элемента 20 согласно фиг. 6 сопряжен заземляющий контактный элемент 26. Заземляющий контактный элемент 26 выступает в виде пластинки из-под первого терморегулирующего элемента 20 и включает в себя присоединительный усик для соединения с соединительным кабелем 32. На заземляющем контактном элементе 26 расположен также температурный датчик или температурное реле 28. Следовательно, заземляющий контактный элемент 26 используется также в качестве теплопроводного элемента для температурного датчика 28 и в этом смысле выполняет комбинированную функцию.

Терморегулирующий элемент 20 может иметь многослойную структуру. Кроме того, в контексте изобретения могут быть предусмотрены несколько терморегулирующих элементов 20, уложенных друг на друга или расположенных рядом друг с другом.

Кроме того, на фиг. 6 можно распознать сопрягаемую поверхность 14.5 нижней части под заклиненное поверхностное сопряжение с нижней стороной 20b первого терморегулирующего элемента 20, чтобы обеспечить оптимальную теплопередачу.

На фиг. 7 представлен вид в аксонометрии второго примера конструктивного выполнения терморегулирующего устройства 10 согласно изобретению.

Верхняя часть 12 и нижняя часть 14 включают в себя выполненные соответственно ответными друг другу первые взаимопроникающие элементы 12.1', 14.1' и вторые взаимопроникающие элементы 12.2', 14.2'. Согласно фиг. 7 первые взаимопроникающие элементы 12.1', 14.1' выполнены в L-образной форме таким образом, что возможным является взаимное вхождение в зацепление. Прежде всего, первые взаимопроникающие элементы 12.1', 14.1' при выполнении частично вращательного движения или чисто поступательного передвижения поперек продольной протяженности верхней части 12 и нижней части 14 могут быть введены во взаимное зацепление.

Второй взаимопроникающий элемент 14.2' в нижней части 14 выполнен по существу как паз U-образной формы. Второй взаимопроникающий элемент 12.2' в верхней части 12 прямоугольным поперечным сечением может быть введен во второй взаимопроникающий элемент 14.2' в нижней части 14 и заклинен там. Благодаря V-образному пазу в верхней части 12, на верхней стороне второго взаимопроникающего элемента 12.2' может быть обеспечено обратимое деформирование для заклинивания вторых взаимопроникающих элементов 12.2', 14.2'.

Более того, согласно фиг. 7 можно сделать вывод, что верхняя часть 12 вдоль сопрягаемой поверхности 12.5 вступает в контакт с верхней стороной 20а первого терморегулирующего элемента 20, чтобы приложить поверхностное давление к существенной части верхней стороны 20а первого терморегулирующего элемента 20. То же самое относится и к сопрягаемой поверхности 14.5 нижней стороны 14, контактирующей с нижней стороной 20b терморегулирующего элемента 20.

Кроме того, верхняя часть 12 вдоль своей внешней стороны почти по всей ширине имеет поверхностную структуру в форме перемежающихся нарастающих и спадающих фронтов, которые с образованием широкоугольных кромок примыкают друг к другу.

На фиг. 8 показан вид в аксонометрии второго примера конструктивного выполнения согласно фиг. 7, в разрезе.

Согласно фиг. 8, вторые фиксирующие элементы 18.2' второго концевого закрывающего элемента 18 выполнены в форме стопорных крючков, которые имеют вырез в виде язычка или треугольника. Прежде всего, вторые фиксирующие элементы 18.2' выполнены монолитно со вторым концевым закрывающим элементом 18. Нижняя часть 14 предусмотрена с ответно выполненным вторым приемным элементом 14.4' в форме выступа треугольной формы для вхождения в зацепление со вторым фиксирующим элементом 18.2'. В предпочтительном решении первые фиксирующие элементы (на фиг. 8 не показаны) и вторые фиксирующие элементы 18.2', а также первые приемные элементы (на фиг. 8 не показаны) и вторые приемные элементы 14.4' выполнены идентичными.

Благодаря терморегулирующему устройству 10 согласно изобретению может быть обеспечена целостная конструкция с улучшенным теплообменом. При том, что терморегулирующее устройство 10 в собранном виде находится в состоянии предварительного зажима, обеспечиваемым является непрерывное двухстороннее поверхностное давление для сопряжения с первым нагревательным элементом или терморегулирующим элементом 20. Кроме того, может быть обеспечено сопряжение нижней стороны 14.6 нижней части 14 с внешней поверхностью основания или с подлежащей терморегулированию поверхностью.

При том, что нижняя часть 14 использована как центральный приемный блок для прочих компонентов терморегулирующего устройства 10, обеспечиваемой является целостная конструкция с экономией монтажного пространства. Кроме того, заземляющий контактный элемент 26 действует бифункционально, а именно, как заземляющее соединение и как теплопроводный элемент для температурного датчика 28.

Таким образом, благодаря настоящему изобретению является доступным терморегулирующее устройство 10, оптимизированное в плане монтажного пространства, которое также во время повышения температуры обеспечивает эффективную теплопередачу.

Перечень ссылочных обозначений:

10 терморегулирующее устройство

12 верхняя часть

12.1, 12.1' первый взаимопроникающий элемент (верхней части)

12.2, 12.2' второй взаимопроникающий элемент (верхней части)

12.3 первый зажимный элемент

12.4 второй зажимный элемент

12.5 сопрягаемая поверхность (верхней части)

14 нижняя часть

14.1, 14.1' первый взаимопроникающий элемент (нижней части)

14.2, 14.2' второй взаимопроникающий элемент (нижней части)

14.3 первый приемный элемент (нижней части)

14.4, 14.4' второй приемный элемент (нижней части)

14.5 сопрягаемая поверхность (нижней части)

14.6 нижняя сторона нижней части

16 первый концевой закрывающий элемент

16а верхняя часть первого концевого закрывающего элемента

16b нижняя часть первого концевого закрывающего элемента

16.1 первый фиксирующий элемент

16.2 приемный элемент

16.3 цапфовый элемент

18 второй концевой закрывающий элемент

18а крепежный хомут

18b основная деталь

18 с выступающий элемент

18.2, 18.2' второй фиксирующий элемент

20 терморегулирующий элемент / нагревательный элемент

20а верхняя сторона терморегулирующего элемента

20b нижняя сторона терморегулирующего элемента

24.1 первый электрический контакт

24.2 второй электрический контакт

26 заземляющий контактный элемент

28 температурный датчик

32 электрический кабель / соединительный кабель

Изобретение относится к терморегулирующему устройству. Технический результат заключается в создании усовершенствованного терморегулирующего устройства, которое имеет простую целостную конструкцию и обеспечивает эффективную теплопередачу. Для этого оно закрепляется на подлежащей терморегулированию поверхности, имеющей по меньшей мере одну верхнюю часть, по меньшей мере одну нижнюю часть и по меньшей мере один первый терморегулирующий элемент, и находится в соединении с электрическим контактом. Верхняя часть расположена противоположно верхней стороне первого терморегулирующего элемента, а нижняя часть расположена противоположно нижней стороне первого терморегулирующего элемента. Нижняя часть выполнена для вхождения в зацепление с верхней частью таким образом, что с помощью верхней части и нижней части является обеспечиваемым поверхностное давление в перпендикулярном направлении к верхней стороне и нижней стороне первого терморегулирующего элемента для обеспечения поверхностного сопряжения нижней части с подлежащей терморегулированию поверхностью. Терморегулирующее устройство выполнено с возможностью продольного смещения так, что изменение длины терморегулирующего устройства является поглощаемым в продольном направлении терморегулирующего устройства. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Терморегулирующее устройство (10) для размещения на подлежащей терморегулированию поверхности, имеющее по меньшей мере одну верхнюю часть (12), по меньшей мере одну нижнюю часть (14) и по меньшей мере один терморегулирующий элемент (20), причем:

- верхняя часть (12) расположена противоположно верхней стороне (20а) терморегулирующего элемента (20), а нижняя часть (14) расположена противоположно нижней стороне (20b) терморегулирующего элемента (20),

- нижняя часть (14) и верхняя часть (12) выполнены и входят в зацепление друг с другом таким образом, что ими обеспечивается поверхностное давление на верхнюю сторону (20а) и нижнюю сторону (20b) терморегулирующего элемента (20), а нижняя часть (14) имеет возможность поверхностного сопряжения с подлежащей терморегулированию поверхностью,

- терморегулирующее устройство (10) имеет первый концевой закрывающий элемент (16) и второй концевой закрывающий элемент (18), причем верхняя часть (12), первый концевой закрывающий элемент (16) и второй концевой закрывающий элемент (18) расположены на нижней части (14),

отличающееся тем, что второй концевой закрывающий элемент (18) имеет основную деталь (18b) и крепежный хомут (18а) для фиксации основной детали (18b) на подлежащей терморегулированию поверхности, причем крепежный хомут (18а) расположен в выемке в основной детали (18b) с возможностью компенсации изменения длины терморегулирующего устройства (10) посредством упругой деформации крепежного хомута (18а).

2. Терморегулирующее устройство (10) по п. 1, отличающееся тем, что верхняя часть (12) включает в себя по меньшей мере один первый зажимный элемент (12.3, 12.4), который простирается в продольном направлении верхней части (12) таким образом, что верхняя часть (12) при вхождении во взаимное зацепление с нижней частью (14) обеспечивает предварительный зажим.

3. Терморегулирующее устройство (10) по п. 2, отличающееся тем, что верхняя часть (12) при вхождении во взаимное зацепление с нижней частью (14) обеспечивает предварительный зажим по всей протяженности нижней части (14).

4. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что верхняя часть (12) имеет поверхностную структуру.

5. Терморегулирующее устройство (10) по п. 4, отличающееся тем, что поверхностная структура выполнена ребристой.

6. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно имеет заземляющий контактный элемент (26), который является соединяемым с нижней стороной (20b) терморегулирующего элемента (20) таким образом, что является обеспечиваемым соединение с терморегулирующим элементом (20) и нижней частью (14).

7. Терморегулирующее устройство (10) по п. 6, отличающееся тем, что соединение с терморегулирующим элементом (20) и нижней частью (14) является электротермическим.

8. Терморегулирующее устройство (10) по п. 6 или 7, отличающееся тем, что оно имеет температурный датчик (28), который расположен на заземляющем контактном элементе (26) как теплопроводном элементе.

9. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что на боковых концах верхней части (12) и в областях боковых концов нижней части (14) предусмотрены выполненные ответными друг другу первые и вторые взаимопроникающие элементы (12.1, 12.1'; 12.2, 12.2'; 14.1, 14.1'; 14.2, 14.2'), которые простираются в продольном направлении верхней части (12) и в продольном направлении нижней части (14) так, что верхняя часть (12) и нижняя часть (14) являются соединяемыми друг с другом с силовым и/или геометрическим замыканием.

10. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что верхняя часть (12) и нижняя часть (14) расположены между первым и вторым концевыми закрывающими элементами (16, 18) для образования корпуса для терморегулирующего элемента (20).

11. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первый концевой закрывающий элемент (16) включает в себя по меньшей мере один первый фиксирующий элемент (16.1), второй концевой закрывающий элемент (18) включает в себя по меньшей мере один второй фиксирующий элемент (18.2, 18.2'), и нижняя часть (14) включает в себя по меньшей мере один первый приемный элемент (14.3) и по меньшей мере один второй приемный элемент (14.4, 14.4'), причем первый и второй фиксирующие элементы (16.1, 18.2, 18.2') выполнены соответственно ответными первому и второму приемным элементам (14.3, 14.4, 14.4') для соединения с силовым и/или геометрическим замыканием нижней части (14) с первым и вторым концевыми закрывающими элементами (16, 18).

12. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что упругая деформация крепежного хомута (18а) компенсирует изменение длины верхней части (12) и/или нижней части (14).

13. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что вдоль выемки в основной детали (18b) выполнен по меньшей мере один выступающий элемент (18с) для передачи усилия зажима между основной деталью (18b) и крепежным хомутом (18а) в продольном направлении терморегулирующего устройства (10).

14. Терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено в виде резистивного нагревательного устройства, а терморегулирующий элемент (20) выполнен в виде нагревательного элемента.

15. Система терморегулирования, содержащая терморегулирующее устройство (10) по одному из предшествующих пунктов.

16. Система по п. 15, представляющая собой распределительный шкаф или корпус электронного оборудования.