專利名稱：生熱元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生熱元件(heat generating element),特別是用于機動車輛的電加熱裝置的生熱元件，該生熱元件具有位置框架和接觸板，該位置框架形成將至少一個PTC元件容納在其中的容器，該接觸板鄰接PTC元件的相對地定位的兩個側(cè)面。特別地，本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的電加熱裝置的生熱元件，由此加熱裝置具有框架，該框架在相對側(cè)上形成用于待加熱的介質(zhì)的通行的開口。在框架中布置有容納上述生熱元件的層結(jié)構(gòu)，由此在該層結(jié)構(gòu)中，在每種情況下，波紋肋元件通常以導熱的方式鄰接生熱元件的相對地定位的側(cè)面，從而將由生熱元件產(chǎn)生的熱量有規(guī)律地排放至待加熱的介質(zhì)，所述介質(zhì)通常是空氣。
背景技術(shù)：
這種類型的電加熱裝置例如從DE 199 11 547,US 5,854, 47UEP O 350528或DE197 06 199中已知。源自本申請人的EP I 768 457 Al可以被認為是定義形成本發(fā)明的目的的生熱元件的類型。在該現(xiàn)有技術(shù)中，由位置框架形成的容器在其內(nèi)部周向上具有間隔元件，該間隔元件橋接待設置在位置框架的塑料材料與PTC元件之間的絕緣間隙。由此，由塑料材料(對于其導電性是未指明的)形成的位置框架中的PTC元件的高度絕緣支撐有待改進。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)，絕緣支撐元件由硅條形成，該硅條通過舌狀件和凹槽連接而附接至位置框架的內(nèi)部周向表面。該已知的前面建議的解決方案相對復雜，因為之后必須將硅條連接至位置框架的塑料材料。同樣應用于根據(jù)EP I 768 458 Al的平行建議解決方案。例如，EP I 768 457 Al和EP I 768 458 Al每個公開了用于適于高壓使用的生熱元件的解決方案。然而，提出的解決方案被認為是關(guān)于位置框架中的PTC元件的絕緣支撐需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生熱元件，其中PCT元件具有改進方式的絕緣支撐。為了解決這個問題，開頭提到的這種生熱元件通過設置在容器的周向方向上的幾個支撐尖物(supporting point)而進一步改進。這些支撐尖物突出到容器的另外的平的表面部分以外，由此這些表面部分通常在插入方向上延伸并且通常構(gòu)成容器的內(nèi)部周向表面。這些支撐尖物形成規(guī)則的點狀支撐位置，通過這些點狀支撐位置，保持PTC元件與由位置框架形成的外圍表面的表面部分間隔一定距離。位置框架可以由高度電絕緣材料制成，諸如塑料或陶瓷或在EP I 768 457 Al中提及的其它材料，在這種程度上將其公開內(nèi)容包含在本申請的公開內(nèi)容中。然而，對于本發(fā)明而言重要的是支撐尖物，這些支撐尖物優(yōu)選地布置成使得，容納在一個容器中的PTC元件或所有PTC元件相對于位置框架的內(nèi)部周向部分有規(guī)律地周向地隔開。由此，增大空隙和爬徑(ere印path)。這因此防止PTC元件通過它們連接相反極性的表面的邊緣進入平地擱置在接觸搭檔上(即，擱置在位置框架或在由位置框架保持的間隔元件上)的位置。這增大了用于接觸板的不同極性的接觸底座之間的爬徑。PTC元件的表面(所述表面被給予不同的極性)與位置框架之間的爬徑也增大，使得PTC元件以具有改進的絕緣的方式設置在容器中。這個進一步改進因此允許生熱元件在高電流下的更安全工作。通常，在相對地定位的側(cè)壁上，設置有至少兩個支撐尖物，PTC元件支撐在這些支撐尖物上，使得PTC元件的邊緣與容器的內(nèi)部周向部分大致平行地延伸。由此，支撐尖物通常完全周向地形成在容器上，從而在容器的內(nèi)部周向表面的每個周向部分上確保PTC元件與位置框架的內(nèi)部周向表面之間的期望間隔。在此在與PTC元件的邊緣平行地設置的容器的每個內(nèi)部周向部分上設置僅分配給一個PTC元件的兩個支撐尖物并非必要的。例如，特別可以想到的是，在細長位置框架的具有用于PTC元件的細長容器的正面上，設置有用于PTC元件的正面邊緣的僅一個支撐尖物。為了進一步增大同樣由支撐尖物給出的周線上的爬徑，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步改進，建議將支撐尖物形成為使得它們朝著一個點逐漸變細。在此，支撐尖物的頂端通常位于容器的高度的一半處，并且因此位于PTC元件的高度的一半處。支撐尖物優(yōu)選地形成為使得它們在兩個高度中朝著一個點逐漸變細，使得可以出現(xiàn)PTC元件通過非常小的表面部分(通常是支撐尖物的頂端)的支撐，由此總體上減小爬徑。因此，支撐尖物優(yōu)選地出現(xiàn)在穿過位置框架的剖視圖中，并且還在位置框架上和容器(作為一個實施方式，其朝著一個頂端逐漸變細)中出現(xiàn)在平面圖中。換言之，支撐尖物形成為在高度上以及在周向方向上朝著一個點逐漸變細。為了進一步延長爬徑，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步改進，建議支撐尖物具有彎曲表面。由于該彎曲，支撐尖物上的爬徑也延長。通常，在此，支撐尖物以凹入的方式彎曲，使得爬徑的最佳可能延長也出現(xiàn)在支撐尖物上。根據(jù)另一個優(yōu)選實施方式并且為了延長相對于位置框架的爬徑，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步改進，建議布置與位置框架間隔一定距離的接觸板。在此，接觸板可以通過按壓連接至PTC元件，和/或通過這些摩擦地或完全地固定在位。通常，設置有將接觸板保持在離開位置框架一定距離處的其它元件。接觸板因此大致小于由容器形成的用于PTC元件的容納空間，使得在接觸板和位置框架的內(nèi)部周向部分之間出現(xiàn)周向間隙，由此內(nèi)部周向部分界定容器。由于這個周向間隙，防止通電的接觸板與位置框架之間的直接接觸，并且由此增大了爬徑。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式，接觸板在外部上具有以密封方式鄰接位置框架的膜。這個膜可以是膠合至所分配的接觸板和/或位置框架的粘合箔。PTC元件因此具有確定的固定。該膜還可以通過其自身的粘合層膠合至位置框架，并且因此相對于位置框架密封?？商鎿Q地或另外地，位置框架通?？梢栽谕獠繃@至少一個容器或幾個容器的外部完全周向地延伸，即，位置框架可以與位置框架的外部邊緣大致平行地延伸，使得位置框架的內(nèi)部區(qū)域(所述內(nèi)部區(qū)域容納PTC元件)相對于周圍環(huán)境密封。通常，這個粘合邊端件(edging)是必要的，從而形成生熱元件的絕緣層(所述絕緣層在外部覆蓋接觸板)與位置框架之間的接觸，這導致爬徑的進一步增大。在這個優(yōu)選的進一步改進中，接觸板通常具有與由PTC元件在位置框架內(nèi)占據(jù)的表面面積對應的表面面積。絕緣層沿著外部周向突出，并且并非間接地位于位置框架上，直到接近位置框架的外部邊緣并超出粘合邊端件。因此，前面討論的進一步改進優(yōu)選地具有絕緣層，該絕緣層相對于位置框架僅由靠近位置框架上的邊緣形成的周向粘合邊端件支撐。超出這個的絕緣層和位置框架之間的接觸通常不存在。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步改進，至少一個絕緣層(優(yōu)選地是已經(jīng)討論的絕緣層)由連接至位置框架的片狀金屬蓋覆蓋。這樣，用于PTC元件的容器設置有屏蔽件(screening),從而給出僅以減小的程度引起EMC問題的生熱元件。如已知的，生熱元件特別在高電流下的工作導致對應的電磁干擾，該電磁干擾特別在機動車輛中是不期望的并且應當被抑制。片狀金屬蓋由此可以連接至位置框架，例如并且優(yōu)選地，通過大體完全周向地環(huán)繞位置框架的邊緣連接。這個邊緣可以用于將片狀金屬蓋夾持在位置框架上。在此，該邊緣通常在位置框架的整個高度上延伸，即，至少從靠近完全延伸至相對地定位的接觸底座側(cè)。在那里，在將電輔助加熱器安裝在加熱塊中之后，生熱元件可以被提供分配給一個或多個波紋肋元件的片狀金屬蓋。因此，通過一方面分配給位置框架以及另一方面分配給波紋肋元件的片狀金屬蓋，形成雙面屏蔽件，所述屏蔽件通常幾乎整個地或完全整個地封套位置框架的容器，使得該容器具有最佳可能支撐，并且因此形成最佳可能EMC保護。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式，接觸板僅設置在由位置框架指定的封套表面中。換言之，在這個實施方式中，接觸板沒有突出到位置框架以外。這將本建議與EP I 768457 Al或EP I 768 458 Al的公開相區(qū)別。在那里，接觸板通過沖壓和彎曲再成形為用于形成連接凸耳，該連接凸耳在正面上突出到位置框架以外。在前面討論的進一步改進中，另一方面，在俯視圖中，在位置框架上，接觸板的表面區(qū)域無論如何都小于位置框架的表面區(qū)域。接觸板沒有突出到位置框架的外部邊緣以外，并且因此沒有突出到由位置框架指定的封套表面以外。該詳述應用于兩個接觸板。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式，位置框架具有通道，該通道向外突出，以用于容納接觸元件，所述通道通向接觸板。這些接觸元件布置在具有生熱元件的電加熱裝置中，使得這些接觸元件還位于屏蔽件內(nèi)，使得傳送至生熱元件的整個電流以相對于EMC問題的可能最佳方式而配備。在此，向外突出的通道還可以形成為用于將生熱元件相對于控制殼體或連接殼體密封，該控制殼體或連接殼體通常將設置在加熱塊中的幾個生熱元件電連接至它們的接觸元件?？紤]到可能的最經(jīng)濟制造，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步改進，建議將接觸板形成為使得它們是相同的。對應的應用于絕緣層。因此，不可能由于混淆接觸板或絕緣層以及為它們所分配的生熱元件的區(qū)域而將生熱元件不正確地安裝。考慮到可能的最經(jīng)濟制造，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步改進，建議通過夾持連接件將接觸板連接至位置框架。位置框架因此通常具有根據(jù)接觸元件的尺寸形成的夾持脊，因而接觸元件和夾持脊設置在相同地形成的夾持開口中。對應的夾持連接件通常設置在接觸板的正面端部上。在組裝之后，因此通過夾持脊(其作為一個部件形成在位置框架上)與滑動到通道中的接觸元件之間的夾持連接件而在一側(cè)上在端部上連接接觸板。不言而喻的是，在這個實施方式中，每個接觸板在相對地定位的側(cè)面上具有凹入夾持元件容器。它們通常通過沖壓和彎曲由形成接觸板的材料形成。


在以下參照附圖對實施方式的描述中給出本發(fā)明的其他細節(jié)和優(yōu)點。在此，附圖示出了其中構(gòu)建有發(fā)熱元件的電加熱裝置的基本構(gòu)造，該電加熱裝置本身可以僅對于本發(fā)明來說是必要的。附圖示出了:圖1示出了用于機動車輛的電加熱裝置的一個實施方式的立體側(cè)視圖；圖2示出了圖1所示的電加熱裝置的生熱元件的立體分解側(cè)視圖；圖3示出了圖2所示的實施方式的立體正面視圖；圖4以實施方式的主要構(gòu)成部件的分解圖示出了圖1所示的實施方式的立體側(cè)視圖；圖5示出了介于圖1和圖4所示的電加熱裝置的實施方式的連接殼體和層結(jié)構(gòu)之間的連接區(qū)域，其中省略了各種元件；圖6示出了沿著根據(jù)圖1的線V1-VI的剖視圖，即，在相同的中間高度處穿過根據(jù)圖2的生熱元件的剖視圖，其中省略了屏蔽殼體；圖7示出了電加熱裝置的圖1所示的實施方式的立體正面視圖，其給出了連接殼體內(nèi)部的視圖，并且其中省略了導體板和殼體蓋；圖8以放大圖示出了圖7中描繪的細節(jié)VIII ;圖9示出了在散熱片高度上根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的連接殼體的剖視圖；圖10示出了可以構(gòu)建在根據(jù)圖1的電加熱裝置中的加熱棒的第一實施方式的立體側(cè)視圖；圖11示出了沿著根據(jù)圖10所示的線X1-XI的橫截面圖；圖12示出了圖10所示的加熱棒的實施方式的側(cè)視圖；圖13示出了加熱棒的一個可替換實施方式的根據(jù)圖10的立體側(cè)視圖；圖14示出了沿著根據(jù)圖13所示的線XIV-XIV的橫截面圖；圖15示出了圖13所示的加熱棒的另一個實施方式的側(cè)視圖；圖16示出了適于容納根據(jù)圖13至圖15的加熱棒的框架的立體分解圖；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的另一個實施方式的邊緣區(qū)域的立體平面圖，其中部分地省略了層結(jié)構(gòu)的層；以及圖18示出了圖17所示的實施方式的部分地切去的立體剖視圖。
具體實施例方式圖1示出了電加熱裝置的一個實施方式，該電加熱裝置具有以參考標號2標出的電力部分和以參考標號4標出的控制部分。電力部分2和控制部分4形成電加熱裝置的構(gòu)
造單元。控制部分4通過連接殼體6形成在外部，如在根據(jù)圖4的圖示中具體示出的，該連接殼體包括屏蔽殼體(screening housing)8 (其形成為例如分別深拉或鑄造的深拉金屬殼體)、塑料殼體元件10 (其插入到金屬殼體8中)以及殼體蓋12。在連接后的狀態(tài)中，殼體蓋12可以扣在片狀金屬杯8的自由凸緣上，并且由金屬構(gòu)成，使得控制部分4的內(nèi)部完全被金屬連接殼體6屏蔽。然而，殼體蓋12也可以由塑料形成。
殼體蓋12承載用于電力電流的凹入插頭殼體14以及形成為控制插頭殼體16的另一個凹入殼體元件。插頭殼體14、16兩者都作為塑料元件連接至金屬殼體蓋12，并且形成在每種情況下用于未示出的凸出插頭元件的引導和滑動表面。塑料殼體元件10將導體板18容納在其中，該導體板部分地由以下更詳細地說明的測壓元件20覆蓋。導體板18具有突出到導體板以外的正連接接頭22和負連接接頭，這些連接接頭暴露地位于電力插頭殼體中并且電連接至條形導體。導體板18此外承載控制接觸元件26，該控制接觸元件包含控制元件接頭，并且該控制接觸元件可以經(jīng)由控制插頭殼體16通過線路觸及。如從圖4可見，控制插頭殼體16布置成與控制接觸元件26偏移。由于電加熱裝置在機動車輛中的安裝情況，這個距離是必需的?？刂平佑|元件26和控制插頭殼體16或所設置的接觸元件之間的電接觸通過在殼體蓋12內(nèi)按規(guī)定路線布置的電導線而發(fā)生。此外，在組裝好的狀態(tài)中，殼體蓋具有突出到殼體蓋以外的用于接地連接的連接螺栓28,該接地連接電連接至屏蔽殼體8。在與導體板18相對地定位的端側(cè)上，塑料殼體元件10形成用于散熱片32的兩個冷卻通道30，這些散熱片僅在圖4中示出，但可以從圖1和圖5中更清楚地識別。散熱片32的自由端包括大體彼此平行地延伸的幾個冷卻脊，這些冷卻脊在每種情況下限定空氣通行通道34。散熱器32由例如鋁或銅的良好導熱材料制成。如在圖1和圖4中特別闡明的，省略的片狀金屬殼體8 (其在圖5中未示出)具有與冷卻通道30對應的、相對地定位的用于空氣的通行開口 36，該通行開口設置成用于冷卻通道30的進口和出口。這些通行開口 36形成在金屬殼體8中。在縱向方向上的大約中央高度處，金屬殼體8具有閉鎖開口(latching opening) 38,在控制部分4在電力部分2上的最后組裝之后，閉鎖凸耳(latching lug) 40穿過該閉鎖開口，該閉鎖凸耳完全鎖定在與電力部分2的接合中，并且形成在塑料殼體元件10的外部邊緣上(參看圖1)。在相對地定位的端側(cè)上，金屬殼體8在每種情況下還具有安裝孔42，以下將對這些安裝孔進行更詳細描述。電力部分2具有框架44，在根據(jù)圖1的實施方式中，該框架被周向地圍繞，并且周向地環(huán)繞以參考標號46標出的層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)也被稱為加熱塊?？蚣?4由兩個框架元件48形成，這兩個框架元件通過特別在圖16中以參考標號50 (凸出閉鎖元件)和參考標號52 (凹入閉鎖元件)標出的閉鎖連接件閉鎖在一起。在相對地定位的外側(cè)54上，框架44在每種情況下形成用于待由該實施方式中示出的空氣加熱器加熱的空氣的通行的開口 56。在所示實施方式中，這些開口 56通過橫向支柱(lateral strut) 58而加強,這些橫向支柱連接框架44的相對地定位的側(cè)面邊緣。在其內(nèi)部中，框架44限定容納空間60，該容納空間適于使得層結(jié)構(gòu)46可以適合緊密地裝配在框架44中。加熱塊或?qū)咏Y(jié)構(gòu)46基本由加熱棒62形成，這些加熱棒在圖10和圖13中示出，并且布置成一個位于另一個上方地層疊在容器60中。加熱棒62由至少兩個波紋肋元件64組成，這些波紋肋元件將生熱元件66容納在其間。如圖10和圖11所闡明的，波紋肋元件由曲折型彎曲片狀金屬條68組成，這些金屬條在一側(cè)上由片狀金屬蓋70覆蓋，并且在邊緣處由片狀金屬蓋70的彎曲邊緣72扣住。曲折型彎曲片狀金屬條68的相應另一上側(cè)是自由的，并且由片狀金屬條68的彎曲自由端74直接形成。當圖10和圖11所示的加熱棒62處于待加熱的空氣的通行方向上(即，與框架44的由外側(cè)54夾持的表面成直角)時，兩個波紋肋元件64在每種情況下相鄰地設置。在流動方向上一個接一個地設置的波紋肋元件64的這種布置形成層。在此，在以參考字母L標出的每個層中，在每種情況下，在每個高度E設置有一個波紋肋元件64。S表示圖11中待加熱的空氣流的流動方向。因此，該空氣流首先到達第一高度El (即，設置在第一高度中的第一層LI和第二層L2的波紋肋元件64)，并且僅在此后，到達設置在第二高度E2中的波紋肋元件64。波紋肋元件64在此在流動方向S上(B卩，嚴格地一個接一個地)與限定開口 56的外側(cè)54成直角地布置。在此，生熱元件66形成用于波紋肋元件64的平的接觸底座。如從圖2尤其可見的，生熱元件66由一個位于另一個上方的幾個層組成。生熱元件66大體對稱地構(gòu)造，由此在中心設置以參考標號76標出的由電絕緣材料(特別是塑料)制成的位置框架。在本實例中，位置框架76形成用于PTC元件80的三個容器78。在容器78中容納有幾個、至少兩個PTC元件80。兩個外部容器78每個容納四個PTC元件80。接觸板82鄰接PTC元件80的相對地定位的側(cè)面。這兩個接觸板82相同地形成，并且由導電片狀金屬沖壓而成。接觸板82作為單獨的元件放置在PTC元件80上，并且位置框架76或至少位置框架76的容器夾在接觸板82之間。如通常的，這些接觸板可以另外設置有氣相沉積電極層。然而，就本發(fā)明的目的來說，電極層不是接觸板82。如圖11特別示出的，分配給高度El的PTC元件80位于所分配的波紋肋元件64的前側(cè)和后側(cè)中。換言之，沒有位于設置在一個層LI中的兩個波紋肋元件64之間的PTC元件80。這樣，避免了不同高度E1、E2的PTC元件之間的熱相互作用。接觸板82的尺寸形成為使得它們?nèi)菁{在位置框架76內(nèi)，但是布置成關(guān)于位置框架76周向地具有間隔。在圖11中，這樣形成的周向間隙以參考標號84標出。在大約接觸板82的高度處，位置框架76構(gòu)成周向密封凹槽86，將彈性粘合邊端件(edging)88作為環(huán)形緣飾填充在該周向密封凹槽中。粘合邊端件88完全周向地環(huán)繞所有容器78，并且用于粘合以參考標號90表示的絕緣層,在本實例中，該絕緣層由絕緣塑料膜形成，并且向上延伸至位置框架76的邊界區(qū)域，在任何情況下，在周向方向上過量地突出到粘合邊端件88以夕卜。由于通過粘合邊端件88而更容易的絕緣層90與位置框架76的連接，容器78和接觸板82相對于外部周向密封。僅在位置框架76的正面上且通過連接件92提供接近位置框架76的內(nèi)部，所述連接件由其材料形成為一個部件，并且完全周向地環(huán)繞用于容納針狀接觸元件96的通道94。在其自由端上，連接件92承載密封元件98，這些密封元件由熱塑性彈性體或PTFE形成，并且具有迷宮式密封結(jié)構(gòu)，這些密封元件可以通過二次成型(overmould)或插入連接至相關(guān)的連接件92。在每個位置框架76的正面上，設置有具有相同的實施方式和密封的兩個連接件92，以用于容納用于電接觸接觸板82的兩個接觸針96。如此外可以從圖2得到的，接觸板82具有通過沖壓和彎折制造的凹入夾持元件容器100，所述凹入夾持元件容器形成在接觸板82的橫向偏移突起102上，所述突起102終止在由粘合邊端件88提供且在每種情況下橋接由位置框架76構(gòu)成的所分配的夾持開口104、106的周向邊緣中。在夾持開口 106中，設置有與連接件92相對地形成在位置框架76上的夾持脊(clip ridge) 108，并且這些夾持脊由位置框架76的材料形成為一個部件。這些夾持脊108的實施方式和直徑與接觸針96的直徑對應。接觸針96暴露地位于夾持開口104中，并且連接至接觸板82的凹入夾持元件容器100，同時在相對側(cè)上，凹入夾持元件容器100突出到夾持開口 106中，并且與夾持脊108閉鎖。在生熱元件66的呈現(xiàn)連接件92的連接側(cè)上，所述夾持連接件可以通過以下方式實現(xiàn):將接觸板82定位在其安裝位置中，之后穿過通道94插入接觸針96，或者將凹入夾持元件容器100閉鎖至已設置在位的接觸針96。在圖2所示的其上側(cè)上，生熱元件66設置有片狀金屬蓋110。該片狀金屬蓋110覆蓋分配給片狀金屬蓋110的整個絕緣層90，并且具有周向邊緣112，該周向邊緣摩擦地鄰接位置框架76的周向邊界區(qū)域114，并且因此通過夾持力將片狀金屬蓋110固定至位置框架76 (也參看圖11)。此外，由于邊緣112，確保了片狀金屬蓋110相對于位置框架的外部周向的精確定位。在邊緣112的自由端處，片狀金屬蓋110略微成圓錐形地加寬，其充當用于位置框架的漏斗狀插入開口。周向邊緣112僅在角部區(qū)域中且在連接件92的高度處被穿透，并且形成用于生熱元件66的單側(cè)屏蔽。如圖3所示，形成為匹配接觸針96的通道94徑向地加寬，以用于形成凹槽狀檢查通道116。該檢查通道116從連接件92的前自由正面一直延伸至所分配的夾持開口 104，并且因此形成接近容器78的外部，這些容器在絕緣層90或接觸板82下方彼此連通。如圖3此外所示，片狀金屬蓋110在用于周向邊緣112的略微向上彎折的唇狀區(qū)域118之間形成平的接觸底座。這些唇狀區(qū)域118因此為鄰接片狀金屬蓋110的波紋肋元件64提供一種定心(也參看圖11)。在所示實施方式中，前述層結(jié)構(gòu)46在彈簧張力下保持在框架44中。為此，框架44具有由兩個框架元件48形成的彈簧插入開口 120，這些框架元件從圖4和圖5中可見，并且在還未組裝輔助加熱器時，暴露在電力部分2的控制側(cè)上的正面上。在這些彈簧插入開口120中，插入彈簧元件121，以用于夾持，這些彈簧元件在源自本申請人的EP 2 298 582中描述，通過該引證將其公開內(nèi)容包含在本發(fā)明的公開中。與這些彈簧插入開口 120直接相鄰，每個框架元件48形成保持元件部件122。由框架元件48形成的每個保持元件部件122提供傾斜斜坡表面124。保持元件部件122形成為使得，對于連接的框架44，在每種情況下，分配給框架元件48的兩個保持元件部件122與另一框架元件48的保持元件部件122在相對地定位的端側(cè)上形成完整的保持元件126。這些保持元件126具有朝著自由端逐漸變細的實施方式，使得傾斜斜坡表面124用于將控制部分4相對于電力部分2的粗略定位，即，塑料殼體元件10的定位開口 127相對于電力部分的粗略定位(參看圖5)。此外，在連接框架元件48之后,保持元件部件122上的橫向地延伸的凹槽128形成周向閉合孔130 (參看圖4)。安裝螺釘可以通過金屬殼體8的安裝孔42裝配到該孔130中，以提供電力部分2在控制部分4上的定位和固定，從而實現(xiàn)用于電力部分2和控制部分4的一個構(gòu)造單元。如圖5和6所示，用于每個生熱元件66的塑料殼體元件10形成兩個圓柱形套管容器132，這些套管容器匹配成，使得連接件42和密封元件98 —起在每種情況下可以被引入而密封在所分配的套管容器132中。如圖6所示，套管容器132在端部處成圓錐形地加寬，并且最初具有加寬的圓柱形部分，以用于容納密封元件98，并且此外在內(nèi)部具有較小直徑的圓柱形部分，該較小直徑的圓柱形部分以略微的間隙保持前部成圓錐形地逐漸變細的連接件92，并且從而在組裝之后限制密封元件98的變形。每個接觸針96穿過接觸表面元件134，這些接觸表面元件由片狀金屬通過沖壓和彎曲形成，并且這些接觸表面元件將相同極性的幾個接觸針96聚合在接觸殼體6中，使得將它們分配給加熱臺。下接觸表面元件是第一正接觸表面元件134，同時上接觸表面元件是負接觸表面元件136。如圖7特別說明的，塑料殼體元件10容納另一個第二正接觸表面元件138。負接觸表面元件136和正接觸表面元件134、138通過隔離脊140彼此分離。該隔離脊140突出到由用于接觸表面元件134、136、138的塑料殼體元件10形成的鄰接高度以外。塑料殼體元件10的由鄰接高度限定的這些表面在圖6中以參考標號142標出。由于脊140，正極的接觸表面元件134、138與負極的接觸表面元件136之間的漏電電流路徑(creepage currentpath)延伸成使得不期望兩個接觸件之間的漏電電流。并且分別代替接觸表面元件134和136、138和136之間的空隙。接觸表面元件134、136、138具有通向接觸針96之間的隔離脊140的半圓形凹口 143。在圖6中，在每種情況下可以看見接觸舌狀件144、146，這些接觸舌狀件穿過導體板18，，并且通過沖壓和彎曲在接觸表面元件134上形成為一個部件，并且保持這些接觸舌狀件在接觸舌狀件保持區(qū)域148中相對于接觸底座142升高。這些細節(jié)可以在圖8中看到。如在此所示出的，相應的接觸表面元件134、136在它們的端部處具有連接凸耳145，這些連接凸耳朝外通向接觸舌狀件144、146。如此外在圖6和圖8中可以看到的，用于各個接觸針96的接觸表面元件134、136、138已通過沖壓和彎曲形成接觸開口。因此，相對地定位的接觸突起150在彈性應變下鄰接接觸針96的外部周向。如此外從圖8可以看到的，彈性殼體元件10形成閉鎖突起152，這些閉鎖突起被引入到接觸表面元件134、136、138的閉鎖開口 154中，這些閉鎖開口被定界在片狀金屬材料的形成接觸表面元件134、136、138的鋒利夾持部分156的相對側(cè)上。這些夾持部分156因此抓住閉鎖突起152，并且在被推動之后將接觸表面元件134、136、138固定在閉鎖突起上。圖8還示出了前述散熱片32，這些散熱片暴露地位于塑料殼體元件10中，并且在具有平的接觸底座158的上側(cè)上突出到隔離脊140以外。在散熱片32之間的中央且在塑料殼體元件10的邊緣處，在每種情況下可以看到用于前面大體提及的測壓元件20的安裝孔(amounting eye) 160。如在圖4和圖9中特別示出的，這形成為具有以直角延伸的大量蜂窩狀脊162的蜂窩形狀。根據(jù)圖9的剖視圖示出了散熱片32在塑料殼體元件10中的安裝。如從圖8可以看到的，這具有大量閉鎖柱166，這些閉鎖柱設置成分布在塑料殼體元件10的升高的散熱片插入開口 164的周向上，這些閉鎖柱在邊緣處成圓錐形地限制散熱片插入開口 164并且形成閉鎖臺肩168，這些閉鎖臺肩扣在形成于散熱片32上的周向閉鎖脊170上，從而摩擦地防止向上壓緊并且在該方向上壓在連接殼體6上。接觸表面元件134、136、138的凹口 143的周線與散熱片插入開口 164的周線對應，使得其升高的邊緣由接觸表面元件134、136、138緊密地定界。兩個正接觸表面元件134、138相同地形成，使得它們可以可替換地用于第一接觸表面元件134或第二接觸表面元件138的形成。在閉鎖脊170的與閉鎖臺肩168相對的側(cè)面上，具有密封元件172，該密封元件周向地環(huán)繞散熱片32，并且在周向方向上由在圖9中不能看出的脊支撐在背離閉鎖脊170的底面上，使得密封元件72不能通過以參考標號174標出的密封容器在朝著電力部分2的方向上滑動。該密封容器174與塑料殼體兀件形成為一體件，并且提供散熱片插入開口 164。在圖9中以僅略微壓縮的實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的縱向方向上壓縮，因為失去了圓柱形密封容器174的內(nèi)部周向表面和散熱片32的外部周向表面之間的密封。在此，通過閉鎖脊170在密封容器174的縱向延伸方向上的位移，密封元件172可以壓縮大約2/10mm至7/10mm。在將導體板18的組裝之后，通過將測壓元件20旋擰在安裝孔160上而施加均衡運動，該導體板在其面向散熱片32的底面176上設置有兩個半導體電力開關(guān)178。每個電力開關(guān)178位于所分配的散熱片32的平的接觸底座158上。在電力開關(guān)178的高度處，導體板在每種情況下具有孔180，該孔被測壓元件20的壓力脊(pressureridge)182穿過。這些壓力脊182直接鄰接電力開關(guān)178,并且將電力開關(guān)壓在散熱片32上。因為電力開關(guān)178可能具有相當大的制造厚度公差，在沒有失去散熱片32在塑料殼體元件10中的密封的情況下，通過使散熱片32在朝著電力部分2的方向上后退，在該實施方式中設置的密封元件172有助于均衡。如從透視圖可以看出的，特別從圖4和圖9可以看出，在旋擰在塑料殼體元件10上之后，測壓元件20作用在兩個電力開關(guān)176上，并且將每個電力開關(guān)壓在分配給它們的散熱片32上。由于放置在散熱片32的接觸底座158上的絕緣層184，電力開關(guān)178與所分配的散熱片32電絕緣。絕緣層184是陶瓷絕緣層。并且，這個絕緣層184突出到散熱片32以外，以增大基本在寬度方向上的爬徑(creep path)(參看圖9)。接觸表面元件134、136通過接觸舌狀件144、146接觸導體板18。其第二接觸表面元件138 (參看圖4)通過突出到其外的第二接觸舌狀件186將由第二正接觸表面元件138和負接觸表面元件136形成的加熱電路連接至導體板18 (參看圖4)。如此外從圖9可以看到的，半導體電力開關(guān)178接觸導體板18，并且將電力電流切換至相關(guān)的電路。在本實例中，實現(xiàn)兩個加熱臺，每個加熱臺可以由一個半導體電力開關(guān)178切換和控制。密封的散熱片如上所述，散熱片32還保持密封在散熱片插入開口 164中。在此，該實施方式(即，圖9中的實施方式)示出了電力開關(guān)178具有可能的公差范圍內(nèi)的最小厚度的情形。在這種情況下，閉鎖脊170直接位于閉鎖臺肩168下方。然而不發(fā)生接觸，使得由密封元件172的壓縮(即使僅僅是輕微的)導致的壓縮力作用在散熱片32和電力開關(guān)178之間的相界面處。與厚度公差無關(guān)，這個電力開關(guān)178在每種情況下在底面176上鄰接導體板18。通過其壓力脊82，測壓元件20僅釋放導體板18，使得電力開關(guān)178保持不是在整個導體板18上被夾緊，而是僅在測壓元件20和散熱片32之間被夾緊，以絕緣層184的中間定位實現(xiàn)了張力。因此，電力開關(guān)178、導體板18和測壓元件20的位置不隨著具有與較大厚度的電力開關(guān)178而改變。而是，在散熱片插入開口 164中在朝著電力部分2的方向上推動散熱片32，使得在保持散熱片32的密封的同時，密封元件172壓縮更多，并且與圖9所示的相t匕，閉鎖脊170布置在更低的位置中，即，與閉鎖臺肩168隔開地更遠。用于PTC元件的限定的鄰接點；空隙和爬徑附圖所示的電加熱裝置的實施方式具有生熱元件，這些生熱元件以特殊的方式形成，以延長爬徑，并且降低爬電電流傳輸?shù)娘L險。以下特別參照圖2和圖11闡述這種特殊的布置。從而，如在圖2中可以看到的，由位置框架76的基本平的內(nèi)部周向表面確定的每個容器78在相對地定位的側(cè)面上具有以參考標號188標出的至少兩個突起。突起188在每種情況下限定用于容器78中的一個PTC元件80的支撐尖物。這些支撐尖物188防止PTC元件直接鄰接框架76的限定容器78的光滑內(nèi)壁。從而，延長PTC元件80的相對表面之間的爬徑。如從圖2可以看到的，支撐尖物188大體形成為金字塔形，并且因此具有朝著頂端逐漸變細的形式。此外，支撐尖物188的表面是彎曲凹面，如圖11的剖視圖所示。該表面的彎曲也進一步延長爬徑。設置在接觸板82和位置框架之間的前述周向間隙84也有助于延長爬徑。該實施方式的特殊EMC保護此外，生熱元件66是特別EMC保護的。例如，位置框架76基本完全由屏蔽件環(huán)繞，該屏蔽件一方面由位置框架76的片狀金屬蓋110形成，另一方面由波紋肋元件64的片狀金屬蓋70形成。如圖11所示，在不同蓋70、110之間的邊緣處僅保持小的間隙。因此，生熱元件66不能夠發(fā)射任何實質(zhì)性電磁輻射。所有波紋肋狀件64此外由形成在金屬殼體8上的閉鎖元件連接在一起，這些閉鎖元件在附圖中未示出，但可以形成為如在源自本申請人的EP 2 299 201 Al中所描述的，在這種程度上將其公開內(nèi)容包含在本發(fā)明的公開內(nèi)容中。唯一要緊的是，金屬殼體8電形成連接的突起，這些突起接觸波紋肋元件64，使得所有波紋肋元件64直接地或間接地電連接至金屬殼體8并且接地。密封和密封測試前面討論的實施方式具有生熱元件66，生熱元件的容器78相對于周圍環(huán)境是密封的，使得濕氣和污物不能進入PTC元件80。這樣，獲得PTC元件80的高度絕緣，因為PTC元件的絕緣的任何電荷載體(在現(xiàn)有技術(shù)中它們可以進入容器78)削弱絕緣。對于本發(fā)明，同樣，所有生熱元件66都插入到連接殼體6中。通常，為了在連接電力部分2之后檢查必要的密封，在塑料殼體元件10的自由端上放置測試鐘(testing bell)，該自由端通常由殼體蓋12封閉，所述測試鈴鄰接塑料殼體元件10的自由邊緣，以用于密封。電加熱裝置的連接至該測試鐘的部分遭受例如由壓縮空氣導致的增大的靜水壓力。保持特定的壓力水平，并且檢查其是否隨著時間由于任何泄露而減小。如果不是這樣，該部件被評定為通過測試。簡化的組件因此，首先，在所示實施方式的制造過程中，電力部分2是單獨制造的。首先，組裝生熱元件66。在此，片狀金屬蓋110可以封閉底面，并且從而，在任何情況下，在分配給片狀金屬蓋110的絕緣層90的粘合之后，封閉在底面上在一側(cè)上開口的位置框架76，使得PTC元件80可以從另一側(cè)插入，并且然后可以將所分配的接觸板82放置在它們上，從而最終將絕緣層90在所述接觸板上放置在位，并且通過粘合邊端件88將其密封在位置框架76上。在特別參照圖11的所述方法中，將因此制備的生熱元件66放入框架44的框架元件48中，SP，在每種情況下，相對于波紋肋元件64的布置而改變。如特別從圖4可知的，通常，兩個波紋肋元件64在每種情況下鄰接在兩個生熱元件66之間。換言之，波紋肋元件的層L鄰接在生熱元件66的每側(cè)上。圖4和圖11之間的比較還示出了，在根據(jù)圖4的實施方式中，在一層中布置有至少兩個波紋肋元件64。一旦層結(jié)構(gòu)46的所有元件已放置在框架元件48中，通過將另一框架元件48放置在位并且將其閉鎖而使框架44閉合。此后，通過彈簧插入開口 120將相應的彈簧元件121插入到層結(jié)構(gòu)46和由框架44形成的容器60的外部邊緣之間。最后，如在EP 2 298 582中所描述的，使彈簧元件121彼此抵靠地夾持。此后，將以這種方式制備的電力部分2連接至金屬殼體8和塑料殼體元件10。由于它們朝著頂端逐漸變細的形式，斜坡表面124在此用作定位和定心輔助，使得可以將保持元件126有效地引入到定位開口 127中。保持元件126在此通常在接觸針96之前，從而使用保持元件126進行初步粗略定位，并且然后將接觸針96引入到圓柱形套管容器132中。改進的熱傳遞圖12至圖15示出了本發(fā)明的另一個方面，其中，在層L中在流動方向上一個接一個地設置的波紋肋元件64設置在橫切于流動方向S的方向上，但是在它們在層結(jié)構(gòu)46中的對應安裝高度上彼此偏移。因此，在圖12所示的加熱棒62的放大側(cè)視圖中，可以看到波紋肋元件64的曲折型彎曲片狀金屬條68在層L中一個接一個地設置。這些曲折型彎曲片狀金屬條以參考標號68.1和68.2標出，并且因此可以區(qū)分。顯然，與繪圖平面成直角地流動的待加熱的空氣幾乎全面流經(jīng)單獨的曲折型彎曲片狀金屬條68.1和68.2。特別地，后面的片狀金屬條元件沒有被前面的片狀金屬條元件遮擋。形成了良好的熱傳遞。此外，待加熱的空氣流S在從第一高度El傳遞至第二高度E2的過程中重新分布，其伴隨有湍流，通過該瑞流也改進了熱傳遞。圖13至圖15示出了根據(jù)圖10至圖12的第二實施方式。加熱條的所示實施方式與前面討論的實施方式的區(qū)別僅在于，三個波紋肋元件64分別在層LI和L2中一個接一個地布置。在此同樣，布置在高度E1、E2、E3中的每個波紋肋元件64嚴格地分配給PTC元件80。如圖15所示，流經(jīng)加熱棒62的空氣重新分配多次。在每種情況下由彼此偏移地設置的曲折型片狀金屬條68形成的片狀金屬條68.1,68.2和68.3的迷宮式結(jié)構(gòu)導致非常好的熱傳遞和功率輸出?？蚣艿哪K結(jié)構(gòu)圖16示出了前面已描述的框架元件48以及框架中間元件190，該框架中間元件設置有與框架元件48對應的凹入閉鎖元件50和凸出閉鎖元件52，使得框架中間元件190可以以簡單的方式閉鎖在框架元件48之間。用于層結(jié)構(gòu)46的設置在框架中的容器60因此精確地增大了由波紋肋元件46貢獻的寬度。在圖10至圖15所示的加熱棒62的實施方式中，每個生熱元件66統(tǒng)一地形成，即，不論是否在流動方向S上以一個接一個地布置兩個或三個PTC元件80 ;每個PTC元件80容納在統(tǒng)一的位置框架76中。然而，波紋肋元件64是相同的。對于設置有一個接一個地布置的三個波紋肋元件64的加熱棒62以及設置有兩個波紋肋元件64的加熱棒62而言，在每種情況下，使用一個相同的塑料殼體元件10。這是因為框架中間元件190具有保持元件部件122,這些保持元件部件與框架元件48中的一個的保持元件部件122相互作用，從而形成完整的保持元件126，可以通過該保持元件，根據(jù)圖16的加寬的框架44也可以連接至塑料殼體元件10。例如，如果在流動方向上一個接一個地布置的四個波紋肋元件64形成加熱棒，則可以在框架44中構(gòu)建第二框架中間元件190。與前面討論的實施方式相比，圖17和圖18示出了略微不同的實施方式。相同的部件以相同的參考標號標出。前面描述的屏蔽殼體元件8特別不同于在圖17和圖18所示的實施方式中的屏蔽殼體元件。代替容納塑料殼體元件10的殼狀殼體元件，設置有屏蔽接觸板192，該屏蔽接觸板完全鎖定地鄰接塑料殼體元件10的外部接觸底座。這此外形成腔體194，將屏蔽接觸板192的屏蔽接觸舌狀件196容納在該腔體中。每個屏蔽接觸舌狀件196設置在生熱元件66的高度處，并且接觸這個元件66的邊緣112。此外，屏蔽接觸板192形成通過沖壓和彎曲而形成的彈簧桿198，每個彈簧桿在正面上鄰接一個散熱片32并且與其接觸。如從圖18尤其可以看到的，屏蔽接觸板192緊密地環(huán)繞圓柱形套管容器132，該圓柱形套管容器由塑料殼體元件10形成。此外，如從圖18特別可知的，圖17和圖18所示的實施方式具有接地的連接螺栓200。這個連接螺栓200例如通過二次成型保持在塑料殼體元件10中。夾在塑料殼體元件10上的屏蔽接觸板192形成通過沖壓和彎曲而制成的螺栓容器202，該螺栓容器鄰接連接螺栓200，以在彈性周向應力下用于導電。形成了該實施方式的所有載流元件的完全屏蔽。此外，散熱片32通過屏蔽接觸板192接地，從而可以通過監(jiān)控在連接螺栓200上獲得的地電勢來檢查電力開關(guān)178和散熱片32之間的可靠電絕緣?？梢詸z測并輸出電絕緣的任何缺陷，以防止由于不充分的電絕緣而使得服務人員在服務工作過程中在電加熱裝置上受到電傷害。參考標號列表2電力部分4控制部分6連接殼體8屏蔽殼體/金屬殼體10塑料殼體元件12殼體蓋14凹入電力插頭殼體16凹入控制插頭殼體18導體板20測壓元件22正連接接頭24負連接接頭26控制接觸元件28連接螺栓/地面30冷卻通道32散熱片34空氣通行通道36通行開口38閉鎖開口40閉鎖凸耳42安裝孔44 框架46層結(jié)構(gòu)/加熱塊48框架元件50凸出閉鎖元件52凹入閉鎖元件
54框架的外側(cè)56 開口58橫向支柱60容納空間62加熱棒64波紋肋元件66生熱元件68曲折型彎曲片狀金屬條70片狀金屬蓋72 邊緣74彎曲片狀金屬條的波紋肋元件的自由端76位置框架78 容器80 PTC 元件82接觸板84周向間隙86密封凹槽88粘合邊端件90絕緣層92連接件94 通道96接觸針98密封元件100凹入夾持元件容器102偏移突起104 夾持開口106 夾持開口108夾持脊110片狀金屬蓋112 邊緣114邊界區(qū)域116檢查通道118用于邊緣112的唇狀區(qū)域120彈簧插入開口121彈簧元件122保持元件部件124斜坡表面126保持元件127 定位開口
128凹槽130孔132圓柱形套管容器134第一正接觸表面元件136負接觸表面元件138第二正接觸表面元件140隔離脊142鄰接高度的接觸底座143凹口144第一正接觸舌狀件145連接凸耳146負接觸舌狀件 148接觸舌狀件保持區(qū)域150接觸突起152鎖定突起154閉鎖開口156夾持部分158接觸底座160安裝孔162蜂窩狀脊164散熱片插入開口166閉鎖柱168閉鎖臺肩170閉鎖脊172密封元件174密封容器176底面178電力開關(guān)180孔182壓力脊184絕緣層186第二正接觸舌狀件188突起/支撐尖物190框架中間元件191橢圓形凹口191a橢圓形凹口部分191b橢圓形凹口部分192屏蔽接觸板194腔體
196屏蔽接觸舌狀件198彈簧桿200連接螺栓201螺栓容器L 層E高度S流動方向
權(quán)利要求
1.生熱元件，特別是用于機動車輛的電加熱裝置的生熱元件，所述生熱元件具有位置框架(76)和接觸板(82)，所述位置框架形成將至少一個PTC元件(80)容納在其中的容器(78)，所述接觸板鄰接在所述PTC元件(80)的兩個相對地定位的側(cè)面上，并且在所述容器(78)的周向方向上設置有多個支撐尖物(188)，其中，所述支撐尖物(188)形成為使得它們朝著一個頂端逐漸變細。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生熱元件，其特征在于，在所述容器(78)的相對地定位的內(nèi)部周向表面部分上設置有至少兩個支撐尖物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生熱元件，其特征在于，所述支撐尖物(188)呈現(xiàn)彎曲表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生熱元件，其特征在于，所述接觸板(82)布置成與所述位置框架(76)間隔一定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生熱元件，其特征在于，所述接觸板(82)在外部上具有絕緣層(90 )，所述絕緣層以密封方式鄰接所述位置框架(76 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生熱元件，其特征在于，所述絕緣層(90)中的至少一個由片狀金屬蓋(70 ; 110)覆蓋，所述片狀金屬蓋連接至所述位置框架(76)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生熱元件，其特征在于，所述片狀金屬蓋(70;110)具有邊緣(72 ; 112 )，所述邊緣大體完全周向地環(huán)繞所述位置框架(76 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生熱元件，其特征在于，所述接觸板(82)僅設置在通過所述位置框架(76 )確定的封套表面中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生熱元件，其特征在于，所述位置框架(76)形成用于接觸元件的向外突出的通道(94 )，所述通道通向所述接觸板(82 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生熱元件，其特征在于，所述接觸板(82)和/或所述絕緣層(90)相同地形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生熱元件，其特征在于，所述接觸板(82)通過夾持連接件連接至所述位置框架(76)和/或所述接觸元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的生熱元件，其特征在于，所述接觸板(82)在相對側(cè)上設置有至少一個凹入夾持元件容器(100)，并且所述夾持元件容器中的一個連接至所述接觸元件，并且設置在相對地定位的側(cè)面上的所述夾持元件容器連接至形成在所述位置框架(76)上的夾持脊(108)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生熱元件，特別是用于機動車輛的電加熱元件的生熱元件，該生熱元件具有位置框架(76)和接觸板(82)，該位置框架形成將至少一個PTC元件(80)容納在其中的容器(78)，該接觸板鄰接PTC元件(80)的兩個相對地定位的側(cè)面。考慮到PTC元件(80)的絕緣良好支撐，本發(fā)明詳細說明設置布置在容器(78)的周向方向上的幾個支撐尖物(188)。
文檔編號H05B3/50GK103179701SQ20121056864
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者弗朗茨·博倫德, 米夏埃爾·尼德雷爾, 克里斯蒂安·摩根 申請人:埃貝赫卡騰有限兩合公司