专利名称：生热元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生热元件(heat generating element),特别是用于机动车辆的电加热装置的生热元件，该生热元件具有位置框架和接触板，该位置框架形成将至少一个PTC元件容纳在其中的容器，该接触板邻接PTC元件的相对地定位的两个侧面。特别地，本发明涉及一种用于机动车辆的电加热装置的生热元件，由此加热装置具有框架，该框架在相对侧上形成用于待加热的介质的通行的开口。在框架中布置有容纳上述生热元件的层结构，由此在该层结构中，在每种情况下，波纹肋元件通常以导热的方式邻接生热元件的相对地定位的侧面，从而将由生热元件产生的热量有规律地排放至待加热的介质，所述介质通常是空气。
背景技术：
这种类型的电加热装置例如从DE 199 11 547,US 5,854, 47UEP O 350528或DE197 06 199中已知。源自本申请人的EP I 768 457 Al可以被认为是定义形成本发明的目的的生热元件的类型。在该现有技术中，由位置框架形成的容器在其内部周向上具有间隔元件，该间隔元件桥接待设置在位置框架的塑料材料与PTC元件之间的绝缘间隙。由此，由塑料材料(对于其导电性是未指明的)形成的位置框架中的PTC元件的高度绝缘支撑有待改进。根据该现有技术，绝缘支撑元件由硅条形成，该硅条通过舌状件和凹槽连接而附接至位置框架的内部周向表面。该已知的前面建议的解决方案相对复杂，因为之后必须将硅条连接至位置框架的塑料材料。同样应用于根据EP I 768 458 Al的平行建议解决方案。例如，EP I 768 457 Al和EP I 768 458 Al每个公开了用于适于高压使用的生热元件的解决方案。然而，提出的解决方案被认为是关于位置框架中的PTC元件的绝缘支撑需要改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种生热元件，其中PCT元件具有改进方式的绝缘支撑。为了解决这个问题，开头提到的这种生热元件通过设置在容器的周向方向上的几个支撑尖物(supporting point)而进一步改进。这些支撑尖物突出到容器的另外的平的表面部分以外，由此这些表面部分通常在插入方向上延伸并且通常构成容器的内部周向表面。这些支撑尖物形成规则的点状支撑位置，通过这些点状支撑位置，保持PTC元件与由位置框架形成的外围表面的表面部分间隔一定距离。位置框架可以由高度电绝缘材料制成，诸如塑料或陶瓷或在EP I 768 457 Al中提及的其它材料，在这种程度上将其公开内容包含在本申请的公开内容中。然而，对于本发明而言重要的是支撑尖物，这些支撑尖物优选地布置成使得，容纳在一个容器中的PTC元件或所有PTC元件相对于位置框架的内部周向部分有规律地周向地隔开。由此，增大空隙和爬径(ere印path)。这因此防止PTC元件通过它们连接相反极性的表面的边缘进入平地搁置在接触搭档上(即，搁置在位置框架或在由位置框架保持的间隔元件上)的位置。这增大了用于接触板的不同极性的接触底座之间的爬径。PTC元件的表面(所述表面被给予不同的极性)与位置框架之间的爬径也增大，使得PTC元件以具有改进的绝缘的方式设置在容器中。这个进一步改进因此允许生热元件在高电流下的更安全工作。通常，在相对地定位的侧壁上，设置有至少两个支撑尖物，PTC元件支撑在这些支撑尖物上，使得PTC元件的边缘与容器的内部周向部分大致平行地延伸。由此，支撑尖物通常完全周向地形成在容器上，从而在容器的内部周向表面的每个周向部分上确保PTC元件与位置框架的内部周向表面之间的期望间隔。在此在与PTC元件的边缘平行地设置的容器的每个内部周向部分上设置仅分配给一个PTC元件的两个支撑尖物并非必要的。例如，特别可以想到的是，在细长位置框架的具有用于PTC元件的细长容器的正面上，设置有用于PTC元件的正面边缘的仅一个支撑尖物。为了进一步增大同样由支撑尖物给出的周线上的爬径，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议将支撑尖物形成为使得它们朝着一个点逐渐变细。在此，支撑尖物的顶端通常位于容器的高度的一半处，并且因此位于PTC元件的高度的一半处。支撑尖物优选地形成为使得它们在两个高度中朝着一个点逐渐变细，使得可以出现PTC元件通过非常小的表面部分(通常是支撑尖物的顶端)的支撑，由此总体上减小爬径。因此，支撑尖物优选地出现在穿过位置框架的剖视图中，并且还在位置框架上和容器(作为一个实施方式，其朝着一个顶端逐渐变细)中出现在平面图中。换言之，支撑尖物形成为在高度上以及在周向方向上朝着一个点逐渐变细。为了进一步延长爬径，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议支撑尖物具有弯曲表面。由于该弯曲，支撑尖物上的爬径也延长。通常，在此，支撑尖物以凹入的方式弯曲，使得爬径的最佳可能延长也出现在支撑尖物上。根据另一个优选实施方式并且为了延长相对于位置框架的爬径，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议布置与位置框架间隔一定距离的接触板。在此，接触板可以通过按压连接至PTC元件，和/或通过这些摩擦地或完全地固定在位。通常，设置有将接触板保持在离开位置框架一定距离处的其它元件。接触板因此大致小于由容器形成的用于PTC元件的容纳空间，使得在接触板和位置框架的内部周向部分之间出现周向间隙，由此内部周向部分界定容器。由于这个周向间隙，防止通电的接触板与位置框架之间的直接接触，并且由此增大了爬径。根据本发明的另一个优选实施方式，接触板在外部上具有以密封方式邻接位置框架的膜。这个膜可以是胶合至所分配的接触板和/或位置框架的粘合箔。PTC元件因此具有确定的固定。该膜还可以通过其自身的粘合层胶合至位置框架，并且因此相对于位置框架密封。可替换地或另外地，位置框架通常可以在外部围绕至少一个容器或几个容器的外部完全周向地延伸，即，位置框架可以与位置框架的外部边缘大致平行地延伸，使得位置框架的内部区域(所述内部区域容纳PTC元件)相对于周围环境密封。通常，这个粘合边端件(edging)是必要的，从而形成生热元件的绝缘层(所述绝缘层在外部覆盖接触板)与位置框架之间的接触，这导致爬径的进一步增大。在这个优选的进一步改进中，接触板通常具有与由PTC元件在位置框架内占据的表面面积对应的表面面积。绝缘层沿着外部周向突出，并且并非间接地位于位置框架上，直到接近位置框架的外部边缘并超出粘合边端件。因此，前面讨论的进一步改进优选地具有绝缘层，该绝缘层相对于位置框架仅由靠近位置框架上的边缘形成的周向粘合边端件支撑。超出这个的绝缘层和位置框架之间的接触通常不存在。根据本发明的一个优选的进一步改进，至少一个绝缘层(优选地是已经讨论的绝缘层)由连接至位置框架的片状金属盖覆盖。这样，用于PTC元件的容器设置有屏蔽件(screening),从而给出仅以减小的程度引起EMC问题的生热元件。如已知的，生热元件特别在高电流下的工作导致对应的电磁干扰，该电磁干扰特别在机动车辆中是不期望的并且应当被抑制。片状金属盖由此可以连接至位置框架，例如并且优选地，通过大体完全周向地环绕位置框架的边缘连接。这个边缘可以用于将片状金属盖夹持在位置框架上。在此，该边缘通常在位置框架的整个高度上延伸，即，至少从靠近完全延伸至相对地定位的接触底座侧。在那里，在将电辅助加热器安装在加热块中之后，生热元件可以被提供分配给一个或多个波纹肋元件的片状金属盖。因此，通过一方面分配给位置框架以及另一方面分配给波纹肋元件的片状金属盖，形成双面屏蔽件，所述屏蔽件通常几乎整个地或完全整个地封套位置框架的容器，使得该容器具有最佳可能支撑，并且因此形成最佳可能EMC保护。根据本发明的另一个优选实施方式，接触板仅设置在由位置框架指定的封套表面中。换言之，在这个实施方式中，接触板没有突出到位置框架以外。这将本建议与EP I 768457 Al或EP I 768 458 Al的公开相区别。在那里，接触板通过冲压和弯曲再成形为用于形成连接凸耳，该连接凸耳在正面上突出到位置框架以外。在前面讨论的进一步改进中，另一方面，在俯视图中，在位置框架上，接触板的表面区域无论如何都小于位置框架的表面区域。接触板没有突出到位置框架的外部边缘以外，并且因此没有突出到由位置框架指定的封套表面以外。该详述应用于两个接触板。根据本发明的另一个优选实施方式，位置框架具有通道，该通道向外突出，以用于容纳接触元件，所述通道通向接触板。这些接触元件布置在具有生热元件的电加热装置中，使得这些接触元件还位于屏蔽件内，使得传送至生热元件的整个电流以相对于EMC问题的可能最佳方式而配备。在此，向外突出的通道还可以形成为用于将生热元件相对于控制壳体或连接壳体密封，该控制壳体或连接壳体通常将设置在加热块中的几个生热元件电连接至它们的接触元件。考虑到可能的最经济制造，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议将接触板形成为使得它们是相同的。对应的应用于绝缘层。因此，不可能由于混淆接触板或绝缘层以及为它们所分配的生热元件的区域而将生热元件不正确地安装。考虑到可能的最经济制造，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议通过夹持连接件将接触板连接至位置框架。位置框架因此通常具有根据接触元件的尺寸形成的夹持脊，因而接触元件和夹持脊设置在相同地形成的夹持开口中。对应的夹持连接件通常设置在接触板的正面端部上。在组装之后，因此通过夹持脊(其作为一个部件形成在位置框架上)与滑动到通道中的接触元件之间的夹持连接件而在一侧上在端部上连接接触板。不言而喻的是，在这个实施方式中，每个接触板在相对地定位的侧面上具有凹入夹持元件容器。它们通常通过冲压和弯曲由形成接触板的材料形成。
在以下参照附图对实施方式的描述中给出本发明的其他细节和优点。在此，附图示出了其中构建有发热元件的电加热装置的基本构造，该电加热装置本身可以仅对于本发明来说是必要的。附图示出了:图1示出了用于机动车辆的电加热装置的一个实施方式的立体侧视图；图2示出了图1所示的电加热装置的生热元件的立体分解侧视图；图3示出了图2所示的实施方式的立体正面视图；图4以实施方式的主要构成部件的分解图示出了图1所示的实施方式的立体侧视图；图5示出了介于图1和图4所示的电加热装置的实施方式的连接壳体和层结构之间的连接区域，其中省略了各种元件；图6示出了沿着根据图1的线V1-VI的剖视图，即，在相同的中间高度处穿过根据图2的生热元件的剖视图，其中省略了屏蔽壳体；图7示出了电加热装置的图1所示的实施方式的立体正面视图，其给出了连接壳体内部的视图，并且其中省略了导体板和壳体盖；图8以放大图示出了图7中描绘的细节VIII ;图9示出了在散热片高度上根据本发明的电加热装置的连接壳体的剖视图；图10示出了可以构建在根据图1的电加热装置中的加热棒的第一实施方式的立体侧视图；图11示出了沿着根据图10所示的线X1-XI的横截面图；图12示出了图10所示的加热棒的实施方式的侧视图；图13示出了加热棒的一个可替换实施方式的根据图10的立体侧视图；图14示出了沿着根据图13所示的线XIV-XIV的横截面图；图15示出了图13所示的加热棒的另一个实施方式的侧视图；图16示出了适于容纳根据图13至图15的加热棒的框架的立体分解图；图17示出了根据本发明的加热装置的另一个实施方式的边缘区域的立体平面图，其中部分地省略了层结构的层；以及图18示出了图17所示的实施方式的部分地切去的立体剖视图。
具体实施例方式图1示出了电加热装置的一个实施方式，该电加热装置具有以参考标号2标出的电力部分和以参考标号4标出的控制部分。电力部分2和控制部分4形成电加热装置的构
造单元。控制部分4通过连接壳体6形成在外部，如在根据图4的图示中具体示出的，该连接壳体包括屏蔽壳体(screening housing)8 (其形成为例如分别深拉或铸造的深拉金属壳体)、塑料壳体元件10 (其插入到金属壳体8中)以及壳体盖12。在连接后的状态中，壳体盖12可以扣在片状金属杯8的自由凸缘上，并且由金属构成，使得控制部分4的内部完全被金属连接壳体6屏蔽。然而，壳体盖12也可以由塑料形成。
壳体盖12承载用于电力电流的凹入插头壳体14以及形成为控制插头壳体16的另一个凹入壳体元件。插头壳体14、16两者都作为塑料元件连接至金属壳体盖12，并且形成在每种情况下用于未示出的凸出插头元件的引导和滑动表面。塑料壳体元件10将导体板18容纳在其中，该导体板部分地由以下更详细地说明的测压元件20覆盖。导体板18具有突出到导体板以外的正连接接头22和负连接接头，这些连接接头暴露地位于电力插头壳体中并且电连接至条形导体。导体板18此外承载控制接触元件26，该控制接触元件包含控制元件接头，并且该控制接触元件可以经由控制插头壳体16通过线路触及。如从图4可见，控制插头壳体16布置成与控制接触元件26偏移。由于电加热装置在机动车辆中的安装情况，这个距离是必需的。控制接触元件26和控制插头壳体16或所设置的接触元件之间的电接触通过在壳体盖12内按规定路线布置的电导线而发生。此外，在组装好的状态中，壳体盖具有突出到壳体盖以外的用于接地连接的连接螺栓28,该接地连接电连接至屏蔽壳体8。在与导体板18相对地定位的端侧上，塑料壳体元件10形成用于散热片32的两个冷却通道30，这些散热片仅在图4中示出，但可以从图1和图5中更清楚地识别。散热片32的自由端包括大体彼此平行地延伸的几个冷却脊，这些冷却脊在每种情况下限定空气通行通道34。散热器32由例如铝或铜的良好导热材料制成。如在图1和图4中特别阐明的，省略的片状金属壳体8 (其在图5中未示出)具有与冷却通道30对应的、相对地定位的用于空气的通行开口 36，该通行开口设置成用于冷却通道30的进口和出口。这些通行开口 36形成在金属壳体8中。在纵向方向上的大约中央高度处，金属壳体8具有闭锁开口(latching opening) 38,在控制部分4在电力部分2上的最后组装之后，闭锁凸耳(latching lug) 40穿过该闭锁开口，该闭锁凸耳完全锁定在与电力部分2的接合中，并且形成在塑料壳体元件10的外部边缘上(参看图1)。在相对地定位的端侧上，金属壳体8在每种情况下还具有安装孔42，以下将对这些安装孔进行更详细描述。电力部分2具有框架44，在根据图1的实施方式中，该框架被周向地围绕，并且周向地环绕以参考标号46标出的层结构，该层结构也被称为加热块。框架44由两个框架元件48形成，这两个框架元件通过特别在图16中以参考标号50 (凸出闭锁元件)和参考标号52 (凹入闭锁元件)标出的闭锁连接件闭锁在一起。在相对地定位的外侧54上，框架44在每种情况下形成用于待由该实施方式中示出的空气加热器加热的空气的通行的开口 56。在所示实施方式中，这些开口 56通过横向支柱(lateral strut) 58而加强,这些横向支柱连接框架44的相对地定位的侧面边缘。在其内部中，框架44限定容纳空间60，该容纳空间适于使得层结构46可以适合紧密地装配在框架44中。加热块或层结构46基本由加热棒62形成，这些加热棒在图10和图13中示出，并且布置成一个位于另一个上方地层叠在容器60中。加热棒62由至少两个波纹肋元件64组成，这些波纹肋元件将生热元件66容纳在其间。如图10和图11所阐明的，波纹肋元件由曲折型弯曲片状金属条68组成，这些金属条在一侧上由片状金属盖70覆盖，并且在边缘处由片状金属盖70的弯曲边缘72扣住。曲折型弯曲片状金属条68的相应另一上侧是自由的，并且由片状金属条68的弯曲自由端74直接形成。当图10和图11所示的加热棒62处于待加热的空气的通行方向上(即，与框架44的由外侧54夹持的表面成直角)时，两个波纹肋元件64在每种情况下相邻地设置。在流动方向上一个接一个地设置的波纹肋元件64的这种布置形成层。在此，在以参考字母L标出的每个层中，在每种情况下，在每个高度E设置有一个波纹肋元件64。S表示图11中待加热的空气流的流动方向。因此，该空气流首先到达第一高度El (即，设置在第一高度中的第一层LI和第二层L2的波纹肋元件64)，并且仅在此后，到达设置在第二高度E2中的波纹肋元件64。波纹肋元件64在此在流动方向S上(B卩，严格地一个接一个地)与限定开口 56的外侧54成直角地布置。在此，生热元件66形成用于波纹肋元件64的平的接触底座。如从图2尤其可见的，生热元件66由一个位于另一个上方的几个层组成。生热元件66大体对称地构造，由此在中心设置以参考标号76标出的由电绝缘材料(特别是塑料)制成的位置框架。在本实例中，位置框架76形成用于PTC元件80的三个容器78。在容器78中容纳有几个、至少两个PTC元件80。两个外部容器78每个容纳四个PTC元件80。接触板82邻接PTC元件80的相对地定位的侧面。这两个接触板82相同地形成，并且由导电片状金属冲压而成。接触板82作为单独的元件放置在PTC元件80上，并且位置框架76或至少位置框架76的容器夹在接触板82之间。如通常的，这些接触板可以另外设置有气相沉积电极层。然而，就本发明的目的来说，电极层不是接触板82。如图11特别示出的，分配给高度El的PTC元件80位于所分配的波纹肋元件64的前侧和后侧中。换言之，没有位于设置在一个层LI中的两个波纹肋元件64之间的PTC元件80。这样，避免了不同高度E1、E2的PTC元件之间的热相互作用。接触板82的尺寸形成为使得它们容纳在位置框架76内，但是布置成关于位置框架76周向地具有间隔。在图11中，这样形成的周向间隙以参考标号84标出。在大约接触板82的高度处，位置框架76构成周向密封凹槽86，将弹性粘合边端件(edging)88作为环形缘饰填充在该周向密封凹槽中。粘合边端件88完全周向地环绕所有容器78，并且用于粘合以参考标号90表示的绝缘层,在本实例中，该绝缘层由绝缘塑料膜形成，并且向上延伸至位置框架76的边界区域，在任何情况下，在周向方向上过量地突出到粘合边端件88以夕卜。由于通过粘合边端件88而更容易的绝缘层90与位置框架76的连接，容器78和接触板82相对于外部周向密封。仅在位置框架76的正面上且通过连接件92提供接近位置框架76的内部，所述连接件由其材料形成为一个部件，并且完全周向地环绕用于容纳针状接触元件96的通道94。在其自由端上，连接件92承载密封元件98，这些密封元件由热塑性弹性体或PTFE形成，并且具有迷宫式密封结构，这些密封元件可以通过二次成型(overmould)或插入连接至相关的连接件92。在每个位置框架76的正面上，设置有具有相同的实施方式和密封的两个连接件92，以用于容纳用于电接触接触板82的两个接触针96。如此外可以从图2得到的，接触板82具有通过冲压和弯折制造的凹入夹持元件容器100，所述凹入夹持元件容器形成在接触板82的横向偏移突起102上，所述突起102终止在由粘合边端件88提供且在每种情况下桥接由位置框架76构成的所分配的夹持开口104、106的周向边缘中。在夹持开口 106中，设置有与连接件92相对地形成在位置框架76上的夹持脊(clip ridge) 108，并且这些夹持脊由位置框架76的材料形成为一个部件。这些夹持脊108的实施方式和直径与接触针96的直径对应。接触针96暴露地位于夹持开口104中，并且连接至接触板82的凹入夹持元件容器100，同时在相对侧上，凹入夹持元件容器100突出到夹持开口 106中，并且与夹持脊108闭锁。在生热元件66的呈现连接件92的连接侧上，所述夹持连接件可以通过以下方式实现:将接触板82定位在其安装位置中，之后穿过通道94插入接触针96，或者将凹入夹持元件容器100闭锁至已设置在位的接触针96。在图2所示的其上侧上，生热元件66设置有片状金属盖110。该片状金属盖110覆盖分配给片状金属盖110的整个绝缘层90，并且具有周向边缘112，该周向边缘摩擦地邻接位置框架76的周向边界区域114，并且因此通过夹持力将片状金属盖110固定至位置框架76 (也参看图11)。此外，由于边缘112，确保了片状金属盖110相对于位置框架的外部周向的精确定位。在边缘112的自由端处，片状金属盖110略微成圆锥形地加宽，其充当用于位置框架的漏斗状插入开口。周向边缘112仅在角部区域中且在连接件92的高度处被穿透，并且形成用于生热元件66的单侧屏蔽。如图3所示，形成为匹配接触针96的通道94径向地加宽，以用于形成凹槽状检查通道116。该检查通道116从连接件92的前自由正面一直延伸至所分配的夹持开口 104，并且因此形成接近容器78的外部，这些容器在绝缘层90或接触板82下方彼此连通。如图3此外所示，片状金属盖110在用于周向边缘112的略微向上弯折的唇状区域118之间形成平的接触底座。这些唇状区域118因此为邻接片状金属盖110的波纹肋元件64提供一种定心(也参看图11)。在所示实施方式中，前述层结构46在弹簧张力下保持在框架44中。为此，框架44具有由两个框架元件48形成的弹簧插入开口 120，这些框架元件从图4和图5中可见，并且在还未组装辅助加热器时，暴露在电力部分2的控制侧上的正面上。在这些弹簧插入开口120中，插入弹簧元件121，以用于夹持，这些弹簧元件在源自本申请人的EP 2 298 582中描述，通过该引证将其公开内容包含在本发明的公开中。与这些弹簧插入开口 120直接相邻，每个框架元件48形成保持元件部件122。由框架元件48形成的每个保持元件部件122提供倾斜斜坡表面124。保持元件部件122形成为使得，对于连接的框架44，在每种情况下，分配给框架元件48的两个保持元件部件122与另一框架元件48的保持元件部件122在相对地定位的端侧上形成完整的保持元件126。这些保持元件126具有朝着自由端逐渐变细的实施方式，使得倾斜斜坡表面124用于将控制部分4相对于电力部分2的粗略定位，即，塑料壳体元件10的定位开口 127相对于电力部分的粗略定位(参看图5)。此外，在连接框架元件48之后,保持元件部件122上的横向地延伸的凹槽128形成周向闭合孔130 (参看图4)。安装螺钉可以通过金属壳体8的安装孔42装配到该孔130中，以提供电力部分2在控制部分4上的定位和固定，从而实现用于电力部分2和控制部分4的一个构造单元。如图5和6所示，用于每个生热元件66的塑料壳体元件10形成两个圆柱形套管容器132，这些套管容器匹配成，使得连接件42和密封元件98 —起在每种情况下可以被引入而密封在所分配的套管容器132中。如图6所示，套管容器132在端部处成圆锥形地加宽，并且最初具有加宽的圆柱形部分，以用于容纳密封元件98，并且此外在内部具有较小直径的圆柱形部分，该较小直径的圆柱形部分以略微的间隙保持前部成圆锥形地逐渐变细的连接件92，并且从而在组装之后限制密封元件98的变形。每个接触针96穿过接触表面元件134，这些接触表面元件由片状金属通过冲压和弯曲形成，并且这些接触表面元件将相同极性的几个接触针96聚合在接触壳体6中，使得将它们分配给加热台。下接触表面元件是第一正接触表面元件134，同时上接触表面元件是负接触表面元件136。如图7特别说明的，塑料壳体元件10容纳另一个第二正接触表面元件138。负接触表面元件136和正接触表面元件134、138通过隔离脊140彼此分离。该隔离脊140突出到由用于接触表面元件134、136、138的塑料壳体元件10形成的邻接高度以外。塑料壳体元件10的由邻接高度限定的这些表面在图6中以参考标号142标出。由于脊140，正极的接触表面元件134、138与负极的接触表面元件136之间的漏电电流路径(creepage currentpath)延伸成使得不期望两个接触件之间的漏电电流。并且分别代替接触表面元件134和136、138和136之间的空隙。接触表面元件134、136、138具有通向接触针96之间的隔离脊140的半圆形凹口 143。在图6中，在每种情况下可以看见接触舌状件144、146，这些接触舌状件穿过导体板18，，并且通过冲压和弯曲在接触表面元件134上形成为一个部件，并且保持这些接触舌状件在接触舌状件保持区域148中相对于接触底座142升高。这些细节可以在图8中看到。如在此所示出的，相应的接触表面元件134、136在它们的端部处具有连接凸耳145，这些连接凸耳朝外通向接触舌状件144、146。如此外在图6和图8中可以看到的，用于各个接触针96的接触表面元件134、136、138已通过冲压和弯曲形成接触开口。因此，相对地定位的接触突起150在弹性应变下邻接接触针96的外部周向。如此外从图8可以看到的，弹性壳体元件10形成闭锁突起152，这些闭锁突起被引入到接触表面元件134、136、138的闭锁开口 154中，这些闭锁开口被定界在片状金属材料的形成接触表面元件134、136、138的锋利夹持部分156的相对侧上。这些夹持部分156因此抓住闭锁突起152，并且在被推动之后将接触表面元件134、136、138固定在闭锁突起上。图8还示出了前述散热片32，这些散热片暴露地位于塑料壳体元件10中，并且在具有平的接触底座158的上侧上突出到隔离脊140以外。在散热片32之间的中央且在塑料壳体元件10的边缘处，在每种情况下可以看到用于前面大体提及的测压元件20的安装孔(amounting eye) 160。如在图4和图9中特别示出的，这形成为具有以直角延伸的大量蜂窝状脊162的蜂窝形状。根据图9的剖视图示出了散热片32在塑料壳体元件10中的安装。如从图8可以看到的，这具有大量闭锁柱166，这些闭锁柱设置成分布在塑料壳体元件10的升高的散热片插入开口 164的周向上，这些闭锁柱在边缘处成圆锥形地限制散热片插入开口 164并且形成闭锁台肩168，这些闭锁台肩扣在形成于散热片32上的周向闭锁脊170上，从而摩擦地防止向上压紧并且在该方向上压在连接壳体6上。接触表面元件134、136、138的凹口 143的周线与散热片插入开口 164的周线对应，使得其升高的边缘由接触表面元件134、136、138紧密地定界。两个正接触表面元件134、138相同地形成，使得它们可以可替换地用于第一接触表面元件134或第二接触表面元件138的形成。在闭锁脊170的与闭锁台肩168相对的侧面上，具有密封元件172，该密封元件周向地环绕散热片32，并且在周向方向上由在图9中不能看出的脊支撑在背离闭锁脊170的底面上，使得密封元件72不能通过以参考标号174标出的密封容器在朝着电力部分2的方向上滑动。该密封容器174与塑料壳体兀件形成为一体件，并且提供散热片插入开口 164。在图9中以仅略微压缩的实施方式示出了密封元件。然而，密封元件172可以在密封容器174的纵向方向上压缩，因为失去了圆柱形密封容器174的内部周向表面和散热片32的外部周向表面之间的密封。在此，通过闭锁脊170在密封容器174的纵向延伸方向上的位移，密封元件172可以压缩大约2/10mm至7/10mm。在将导体板18的组装之后，通过将测压元件20旋拧在安装孔160上而施加均衡运动，该导体板在其面向散热片32的底面176上设置有两个半导体电力开关178。每个电力开关178位于所分配的散热片32的平的接触底座158上。在电力开关178的高度处，导体板在每种情况下具有孔180，该孔被测压元件20的压力脊(pressureridge)182穿过。这些压力脊182直接邻接电力开关178,并且将电力开关压在散热片32上。因为电力开关178可能具有相当大的制造厚度公差，在没有失去散热片32在塑料壳体元件10中的密封的情况下，通过使散热片32在朝着电力部分2的方向上后退，在该实施方式中设置的密封元件172有助于均衡。如从透视图可以看出的，特别从图4和图9可以看出，在旋拧在塑料壳体元件10上之后，测压元件20作用在两个电力开关176上，并且将每个电力开关压在分配给它们的散热片32上。由于放置在散热片32的接触底座158上的绝缘层184，电力开关178与所分配的散热片32电绝缘。绝缘层184是陶瓷绝缘层。并且，这个绝缘层184突出到散热片32以外，以增大基本在宽度方向上的爬径(creep path)(参看图9)。接触表面元件134、136通过接触舌状件144、146接触导体板18。其第二接触表面元件138 (参看图4)通过突出到其外的第二接触舌状件186将由第二正接触表面元件138和负接触表面元件136形成的加热电路连接至导体板18 (参看图4)。如此外从图9可以看到的，半导体电力开关178接触导体板18，并且将电力电流切换至相关的电路。在本实例中，实现两个加热台，每个加热台可以由一个半导体电力开关178切换和控制。密封的散热片如上所述，散热片32还保持密封在散热片插入开口 164中。在此，该实施方式(即，图9中的实施方式)示出了电力开关178具有可能的公差范围内的最小厚度的情形。在这种情况下，闭锁脊170直接位于闭锁台肩168下方。然而不发生接触，使得由密封元件172的压缩(即使仅仅是轻微的)导致的压缩力作用在散热片32和电力开关178之间的相界面处。与厚度公差无关，这个电力开关178在每种情况下在底面176上邻接导体板18。通过其压力脊82，测压元件20仅释放导体板18，使得电力开关178保持不是在整个导体板18上被夹紧，而是仅在测压元件20和散热片32之间被夹紧，以绝缘层184的中间定位实现了张力。因此，电力开关178、导体板18和测压元件20的位置不随着具有与较大厚度的电力开关178而改变。而是，在散热片插入开口 164中在朝着电力部分2的方向上推动散热片32，使得在保持散热片32的密封的同时，密封元件172压缩更多，并且与图9所示的相t匕，闭锁脊170布置在更低的位置中，即，与闭锁台肩168隔开地更远。用于PTC元件的限定的邻接点；空隙和爬径附图所示的电加热装置的实施方式具有生热元件，这些生热元件以特殊的方式形成，以延长爬径，并且降低爬电电流传输的风险。以下特别参照图2和图11阐述这种特殊的布置。从而，如在图2中可以看到的，由位置框架76的基本平的内部周向表面确定的每个容器78在相对地定位的侧面上具有以参考标号188标出的至少两个突起。突起188在每种情况下限定用于容器78中的一个PTC元件80的支撑尖物。这些支撑尖物188防止PTC元件直接邻接框架76的限定容器78的光滑内壁。从而，延长PTC元件80的相对表面之间的爬径。如从图2可以看到的，支撑尖物188大体形成为金字塔形，并且因此具有朝着顶端逐渐变细的形式。此外，支撑尖物188的表面是弯曲凹面，如图11的剖视图所示。该表面的弯曲也进一步延长爬径。设置在接触板82和位置框架之间的前述周向间隙84也有助于延长爬径。该实施方式的特殊EMC保护此外，生热元件66是特别EMC保护的。例如，位置框架76基本完全由屏蔽件环绕，该屏蔽件一方面由位置框架76的片状金属盖110形成，另一方面由波纹肋元件64的片状金属盖70形成。如图11所示，在不同盖70、110之间的边缘处仅保持小的间隙。因此，生热元件66不能够发射任何实质性电磁辐射。所有波纹肋状件64此外由形成在金属壳体8上的闭锁元件连接在一起，这些闭锁元件在附图中未示出，但可以形成为如在源自本申请人的EP 2 299 201 Al中所描述的，在这种程度上将其公开内容包含在本发明的公开内容中。唯一要紧的是，金属壳体8电形成连接的突起，这些突起接触波纹肋元件64，使得所有波纹肋元件64直接地或间接地电连接至金属壳体8并且接地。密封和密封测试前面讨论的实施方式具有生热元件66，生热元件的容器78相对于周围环境是密封的，使得湿气和污物不能进入PTC元件80。这样，获得PTC元件80的高度绝缘，因为PTC元件的绝缘的任何电荷载体(在现有技术中它们可以进入容器78)削弱绝缘。对于本发明，同样，所有生热元件66都插入到连接壳体6中。通常，为了在连接电力部分2之后检查必要的密封，在塑料壳体元件10的自由端上放置测试钟(testing bell)，该自由端通常由壳体盖12封闭，所述测试铃邻接塑料壳体元件10的自由边缘，以用于密封。电加热装置的连接至该测试钟的部分遭受例如由压缩空气导致的增大的静水压力。保持特定的压力水平，并且检查其是否随着时间由于任何泄露而减小。如果不是这样，该部件被评定为通过测试。简化的组件因此，首先，在所示实施方式的制造过程中，电力部分2是单独制造的。首先，组装生热元件66。在此，片状金属盖110可以封闭底面，并且从而，在任何情况下，在分配给片状金属盖110的绝缘层90的粘合之后，封闭在底面上在一侧上开口的位置框架76，使得PTC元件80可以从另一侧插入，并且然后可以将所分配的接触板82放置在它们上，从而最终将绝缘层90在所述接触板上放置在位，并且通过粘合边端件88将其密封在位置框架76上。在特别参照图11的所述方法中，将因此制备的生热元件66放入框架44的框架元件48中，SP，在每种情况下，相对于波纹肋元件64的布置而改变。如特别从图4可知的，通常，两个波纹肋元件64在每种情况下邻接在两个生热元件66之间。换言之，波纹肋元件的层L邻接在生热元件66的每侧上。图4和图11之间的比较还示出了，在根据图4的实施方式中，在一层中布置有至少两个波纹肋元件64。一旦层结构46的所有元件已放置在框架元件48中，通过将另一框架元件48放置在位并且将其闭锁而使框架44闭合。此后，通过弹簧插入开口 120将相应的弹簧元件121插入到层结构46和由框架44形成的容器60的外部边缘之间。最后，如在EP 2 298 582中所描述的，使弹簧元件121彼此抵靠地夹持。此后，将以这种方式制备的电力部分2连接至金属壳体8和塑料壳体元件10。由于它们朝着顶端逐渐变细的形式，斜坡表面124在此用作定位和定心辅助，使得可以将保持元件126有效地引入到定位开口 127中。保持元件126在此通常在接触针96之前，从而使用保持元件126进行初步粗略定位，并且然后将接触针96引入到圆柱形套管容器132中。改进的热传递图12至图15示出了本发明的另一个方面，其中，在层L中在流动方向上一个接一个地设置的波纹肋元件64设置在横切于流动方向S的方向上，但是在它们在层结构46中的对应安装高度上彼此偏移。因此，在图12所示的加热棒62的放大侧视图中，可以看到波纹肋元件64的曲折型弯曲片状金属条68在层L中一个接一个地设置。这些曲折型弯曲片状金属条以参考标号68.1和68.2标出，并且因此可以区分。显然，与绘图平面成直角地流动的待加热的空气几乎全面流经单独的曲折型弯曲片状金属条68.1和68.2。特别地，后面的片状金属条元件没有被前面的片状金属条元件遮挡。形成了良好的热传递。此外，待加热的空气流S在从第一高度El传递至第二高度E2的过程中重新分布，其伴随有湍流，通过该瑞流也改进了热传递。图13至图15示出了根据图10至图12的第二实施方式。加热条的所示实施方式与前面讨论的实施方式的区别仅在于，三个波纹肋元件64分别在层LI和L2中一个接一个地布置。在此同样，布置在高度E1、E2、E3中的每个波纹肋元件64严格地分配给PTC元件80。如图15所示，流经加热棒62的空气重新分配多次。在每种情况下由彼此偏移地设置的曲折型片状金属条68形成的片状金属条68.1,68.2和68.3的迷宫式结构导致非常好的热传递和功率输出。框架的模块结构图16示出了前面已描述的框架元件48以及框架中间元件190，该框架中间元件设置有与框架元件48对应的凹入闭锁元件50和凸出闭锁元件52，使得框架中间元件190可以以简单的方式闭锁在框架元件48之间。用于层结构46的设置在框架中的容器60因此精确地增大了由波纹肋元件46贡献的宽度。在图10至图15所示的加热棒62的实施方式中，每个生热元件66统一地形成，即，不论是否在流动方向S上以一个接一个地布置两个或三个PTC元件80 ;每个PTC元件80容纳在统一的位置框架76中。然而，波纹肋元件64是相同的。对于设置有一个接一个地布置的三个波纹肋元件64的加热棒62以及设置有两个波纹肋元件64的加热棒62而言，在每种情况下，使用一个相同的塑料壳体元件10。这是因为框架中间元件190具有保持元件部件122,这些保持元件部件与框架元件48中的一个的保持元件部件122相互作用，从而形成完整的保持元件126，可以通过该保持元件，根据图16的加宽的框架44也可以连接至塑料壳体元件10。例如，如果在流动方向上一个接一个地布置的四个波纹肋元件64形成加热棒，则可以在框架44中构建第二框架中间元件190。与前面讨论的实施方式相比，图17和图18示出了略微不同的实施方式。相同的部件以相同的参考标号标出。前面描述的屏蔽壳体元件8特别不同于在图17和图18所示的实施方式中的屏蔽壳体元件。代替容纳塑料壳体元件10的壳状壳体元件，设置有屏蔽接触板192，该屏蔽接触板完全锁定地邻接塑料壳体元件10的外部接触底座。这此外形成腔体194，将屏蔽接触板192的屏蔽接触舌状件196容纳在该腔体中。每个屏蔽接触舌状件196设置在生热元件66的高度处，并且接触这个元件66的边缘112。此外，屏蔽接触板192形成通过冲压和弯曲而形成的弹簧杆198，每个弹簧杆在正面上邻接一个散热片32并且与其接触。如从图18尤其可以看到的，屏蔽接触板192紧密地环绕圆柱形套管容器132，该圆柱形套管容器由塑料壳体元件10形成。此外，如从图18特别可知的，图17和图18所示的实施方式具有接地的连接螺栓200。这个连接螺栓200例如通过二次成型保持在塑料壳体元件10中。夹在塑料壳体元件10上的屏蔽接触板192形成通过冲压和弯曲而制成的螺栓容器202，该螺栓容器邻接连接螺栓200，以在弹性周向应力下用于导电。形成了该实施方式的所有载流元件的完全屏蔽。此外，散热片32通过屏蔽接触板192接地，从而可以通过监控在连接螺栓200上获得的地电势来检查电力开关178和散热片32之间的可靠电绝缘。可以检测并输出电绝缘的任何缺陷，以防止由于不充分的电绝缘而使得服务人员在服务工作过程中在电加热装置上受到电伤害。参考标号列表2电力部分4控制部分6连接壳体8屏蔽壳体/金属壳体10塑料壳体元件12壳体盖14凹入电力插头壳体16凹入控制插头壳体18导体板20测压元件22正连接接头24负连接接头26控制接触元件28连接螺栓/地面30冷却通道32散热片34空气通行通道36通行开口38闭锁开口40闭锁凸耳42安装孔44 框架46层结构/加热块48框架元件50凸出闭锁元件52凹入闭锁元件
54框架的外侧56 开口58横向支柱60容纳空间62加热棒64波纹肋元件66生热元件68曲折型弯曲片状金属条70片状金属盖72 边缘74弯曲片状金属条的波纹肋元件的自由端76位置框架78 容器80 PTC 元件82接触板84周向间隙86密封凹槽88粘合边端件90绝缘层92连接件94 通道96接触针98密封元件100凹入夹持元件容器102偏移突起104 夹持开口106 夹持开口108夹持脊110片状金属盖112 边缘114边界区域116检查通道118用于边缘112的唇状区域120弹簧插入开口121弹簧元件122保持元件部件124斜坡表面126保持元件127 定位开口
128凹槽130孔132圆柱形套管容器134第一正接触表面元件136负接触表面元件138第二正接触表面元件140隔离脊142邻接高度的接触底座143凹口144第一正接触舌状件145连接凸耳146负接触舌状件 148接触舌状件保持区域150接触突起152锁定突起154闭锁开口156夹持部分158接触底座160安装孔162蜂窝状脊164散热片插入开口166闭锁柱168闭锁台肩170闭锁脊172密封元件174密封容器176底面178电力开关180孔182压力脊184绝缘层186第二正接触舌状件188突起/支撑尖物190框架中间元件191椭圆形凹口191a椭圆形凹口部分191b椭圆形凹口部分192屏蔽接触板194腔体
196屏蔽接触舌状件198弹簧杆200连接螺栓201螺栓容器L 层E高度S流动方向
权利要求
1.生热元件，特别是用于机动车辆的电加热装置的生热元件，所述生热元件具有位置框架(76)和接触板(82)，所述位置框架形成将至少一个PTC元件(80)容纳在其中的容器(78)，所述接触板邻接在所述PTC元件(80)的两个相对地定位的侧面上，并且在所述容器(78)的周向方向上设置有多个支撑尖物(188)，其中，所述支撑尖物(188)形成为使得它们朝着一个顶端逐渐变细。
2.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，在所述容器(78)的相对地定位的内部周向表面部分上设置有至少两个支撑尖物。
3.根据权利要求1或2所述的生热元件，其特征在于，所述支撑尖物(188)呈现弯曲表面。
4.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述接触板(82)布置成与所述位置框架(76)间隔一定距离。
5.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述接触板(82)在外部上具有绝缘层(90 )，所述绝缘层以密封方式邻接所述位置框架(76 )。
6.根据权利要求5所述的生热元件，其特征在于，所述绝缘层(90)中的至少一个由片状金属盖(70 ; 110)覆盖，所述片状金属盖连接至所述位置框架(76)。
7.根据权利要求6所述的生热元件，其特征在于，所述片状金属盖(70;110)具有边缘(72 ; 112 )，所述边缘大体完全周向地环绕所述位置框架(76 )。
8.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述接触板(82)仅设置在通过所述位置框架(76 )确定的封套表面中。
9.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述位置框架(76)形成用于接触元件的向外突出的通道(94 )，所述通道通向所述接触板(82 )。
10.根据权利要求5所述的生热元件，其特征在于，所述接触板(82)和/或所述绝缘层(90)相同地形成。
11.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述接触板(82)通过夹持连接件连接至所述位置框架(76)和/或所述接触元件。
12.根据权利要求11所述的生热元件，其特征在于，所述接触板(82)在相对侧上设置有至少一个凹入夹持元件容器(100)，并且所述夹持元件容器中的一个连接至所述接触元件，并且设置在相对地定位的侧面上的所述夹持元件容器连接至形成在所述位置框架(76)上的夹持脊(108)。
全文摘要
本发明涉及一种生热元件，特别是用于机动车辆的电加热元件的生热元件，该生热元件具有位置框架(76)和接触板(82)，该位置框架形成将至少一个PTC元件(80)容纳在其中的容器(78)，该接触板邻接PTC元件(80)的两个相对地定位的侧面。考虑到PTC元件(80)的绝缘良好支撑，本发明详细说明设置布置在容器(78)的周向方向上的几个支撑尖物(188)。
文档编号H05B3/50GK103179701SQ20121056864
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月24日 优先权日2011年12月22日
发明者弗朗茨·博伦德, 米夏埃尔·尼德雷尔, 克里斯蒂安·摩根 申请人:埃贝赫卡腾有限两合公司