CN101193469B - 电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电加热装置，尤其用于机动车中，具有由固定装置(2)支撑的层结构，包括多个发热元件和这些所述元件之间的散热元件(4)以及用于控制发热元件的控制装置(16)。根据本发明的加热装置具有隔音壳体(14)，所述隔音壳体沿周向封闭控制装置(16)并且通过该隔音壳体阻隔控制装置(16)产生的声波。通过这种措施，可防止车辆中的人令人烦扰地受到结构噪声和/或由流经电加热装置的空气产生的声波。

Description

电加热装置 

技术领域

本发明涉及一种电加热装置，特别是用于机动车的电加热装置，其具有通过固定装置保持的层结构，该层结构包括多个发热元件和位于所述元件之间的散热元件以及用于控制发热元件的控制装置。 

背景技术

该类的电加热装置例如从来源于本申请人的EP1691579中获知。 

层结构的单独层可与具有相应一致性的加热装置粘合在一起和/或在来自弹簧的预张力下压制在一起，尤其当层结构被容纳于形成固定装置的封装式框架中。单个电发热元件在固定装置中保持彼此绝缘，并且通常在层结构的正面上，例如在层结构的纵向方向上，设置有电接触元件，某些发热元件可通过这些电接触元件电连接至车辆电气系统。 

通常使用电阻加热元件(即所谓的PTC加热元件)形成发热元件，由于他们的控制特性，通过这些电阻加热元件可以可靠防止发热元件的过热。每个发热元件通常包括沿层结构的纵向方向一个接一个安置的多个PTC加热元件。所述加热元件平放在导电且通常良好导热的表面上，通过该表面，发热元件被供以电能并且通过热传导而分散产生的热。这个平坦表面通常由散热元件形成，为了这个 目的，在散热元件的外侧上具有片状金属带，所述片状金属带与发热元件接触并且可作为独立部件与基本横断于层结构延伸的加热肋或板相连接或与该加热肋或板一体形成。在平坦表面是由扁平的片状金属带形成的情况下，扁平的片状金属带通常被分配给发热元件。在这方面片状金属带可与PTC加热元件形成预制单元。 

为了进行电加热装置的开环控制或闭环控制，其具有控制发热元件的控制单元。这里控制装置可包括电子控制元件和/或传统继电器。 

伴随车辆工业的总趋势，用于机动车的电加热装置也被制备为模件，这常常意味着，控制装置作为电加热装置的部分被安装在固定装置上或至少邻近于固定装置布置。因此，例如从EP1157867得知，用于控制发热元件的控制装置可被设置在框架内并且使用功率晶体管形成，其在面向层结构的侧部上有冷却翼片。从EP1492384得知相似的设置，其可相似地被认为形成通用类的并且其中控制装置被容纳于框架中且相似地由功率晶体管形成。这里将晶体管产生的热损失分散至流经电加热装置的空气也是必要的，因此在固定装置中设置有控制装置。从介绍中提到的EP1691579中得知可供选择的设计方案，其中控制装置被容纳于框架侧部处的独立壳体中，并且主要由不分散任何损失的转换继电器形成。 

控制装置位于固定装置中或邻近于固定装置的设置，特别是控制装置直接安装在固定装置上的情况具有以下问题，即，转换期间产生的噪音可通过传送的空气相对容易地穿透至乘客车厢，在车厢中噪音可被机动车中的乘客听见。然而，控制装置产生的声音也可例如经由通风管道壁传至内部成为结构噪声。在这种情况下，甚至控制装置产生的相对轻的声音干扰也可被中空通风管道壁放大，因此，不仅仅是在控制装置中的传统机械转换继电器转换时才对车辆乘客产生声音干扰。 

发明内容

本发明目的在于，减少干扰噪声对车辆乘客的影响。 

根据本发明，提供了一种用于机动车的电加热装置，所述电加热装置具有由固定装置支撑的层结构，所述层结构包括多个发热元件和安置在它们之间的散热元件以及用于控制所述发热元件的控制装置，所述电加热装置由基本沿周向封闭的壳体所围绕，其中，所述控制装置以隔音元件作为中间层的方式被支撑在所述壳体中。 

对于根据本发明的电加热装置，控制装置基本由沿周向封闭的隔音壳体环绕。该隔音壳体可完全地或几乎完全地沿周向封闭控制装置并且被该壳体形成为使得从控制装置发出的声波至少被部分吸收。在这方面，优选地，无论是作为结构噪声传播的声波还是那些由流经电加热装置的空气携带的声波都被吸收。隔音壳体应被形成为使得控制装置产生的声波优选直接在控制装置处被吸收。通过将控制装置设置在固定装置上侧部处并与固定装置连接在一起的实施例，证明根据本发明的电加热装置特别有效。具体地对于这些实施例存在以下问题，即，声波可相对不受阻碍地通过结构噪声以及通过流经电加热装置的空气穿透至乘客室。 

本发明的进一步优点和细节在下面结合附图对实施例的描述中给出。附图中： 

附图说明

图1是实施例的透视侧视图； 

图2是实施例的封闭控制装置的壳体的透视分解图； 

图3是根据图2壳体的壳体元件的透视图； 

图4是图1-3所示实施例的内部壳体的透视图；以及 

图5是从另一侧所示的图4所示内部壳体的视图。 

具体实施方式

图1示出了电加热装置的主要部分。其包括两部分塑料壳体2，具有多个发热元件以及插入其中的散热元件的层结构被容纳在壳体中并由下面详细描述的弹簧装置预加张力。散热元件4可看作蜿蜒弯曲的片状金属带。在所述带与其后的纵向支柱6之间，存在平行于纵向支柱6设置并且不能辨认出的发热元件，所述纵向支柱穿过由塑料壳体2形成的壳体开口8。在壳体开口8的中央区域，层结构已被移除并且可看见弹簧片10，弹簧腹板从弹簧片中向内突出。弹簧片10通过形成在正面上的插槽12被插入，如来源于本申请人的EP-A-1432287中所述。 

在封闭层结构的塑料壳体2上，隔音壳体14安置在正面上。隔音壳体14基本上包括容纳控制装置16的第二壳体元件和安置于其与塑料壳体之间的第一壳体元件。第一壳体元件标以参考标号18，第二壳体元件标以参考标号20。第一壳体元件18与第二壳体元件20连接同时也与塑料壳体2连接。 

为了在机动车通风管道上装配该实施例，第一壳体元件18在其面向塑料壳体的下侧上具有带孔的凸缘部分22。此外，为了相对于外部密封被推入到通风管道(塑料壳体横向穿过该通风管道)中的塑料壳体2，第一壳体元件18在其下侧上形成了与通风管道上形成的脊相互作用的周向密封槽24。从第一壳体元件18的下侧，单件的、T形闭锁舌26也向下突出，其与塑料壳体2闭锁。 

在面向远离下侧的上侧上，第一壳体元件18形成具有矩形基础区域的单件壳体盖30(图2)，所述壳体盖由加强肋28形成并且面对凸缘部分22固定。 

该壳体盖30安装在从外部围绕第二壳体元件20设置的套环32与容纳于第二壳体元件20中并从其中突出的隔音板34之间。除了图2中可以看到的和沿周向包覆隔音壳体14内部的隔音板34之外，还可在壳体盖30的内侧上或第二壳体元件20的底部上设置隔音板。然而对于所示的实施例，第二壳体元件20的底部并没有隔音板34并且具有下述的设计。壳体盖30可具有隔音板，其位于沿周向设置的隔音板34的正面附近。 

隔音板34是从具有相对高密度的泡沫塑料上切割出来的并且精确地安装于第二壳体元件20内。在所示出的实施例中，隔音板34具有4mm与6mm之间的厚度，优选地具有5mm的厚度。作为隔音壳体14内部的隔音封闭中的进一步措施，在套环32与沿周向安置的隔音板34之间设置有隔音层，该隔音层例如为嵌入式密封形式的或为通过两部件注塑形成在第一或第二壳体元件18、20上的隔音元件形式的，优选地，根据正面上的密封唇类型将所述隔音元件设置在壳体盖30上或图3中可见的第二壳体元件20的密封边缘36上，由套环32沿圆周方向环绕。通过该隔音层，两个壳体元件18、20以隔音的方式连接在一起。 

如从图3可见，用于为接触弹簧40导电的固定器38从第二壳体元件20的底部52突出。与单个发热元件电连接的接触接线片接合在这些接触弹簧40中，所述接触接线片通常由形成，片状金属带至少部分地形成用于PTC加热元件的定位面并且经过塑料壳体2正面在侧部处显示出来。为了实现这一点，第一壳体元件具有：狭槽形的插入口42(如图2所示)，横向分开的纵向腹板44凹进于插入口中；单件，位于第一壳体元件18的下侧上，它们的圆锥状设 置的腹板缘46使得插入口42呈漏斗状，从而方便将接触接线片引入插入口42中。如从图3所示可见，固定器38由槽形管48形成，槽形管48在基部处通过加强肋50固定于第二壳体元件20的底面52。这些管48具有在加强肋50的延伸部中形成并且仅部分穿过管48的横向槽54。而且，管48具有相对于其以直角切割而成的电缆槽56，电缆槽向下延伸至底部52的附近。 

内部壳体60(如图4和5中更详细示出的)插入在第二壳体元件20中。内部壳体优选地由隔音材料组成并且例如是发泡塑料中的注塑部件。内部壳体60具有内部壳体基部62，其具有基本U形的横截面并且内部壳体盖64支撑于其上以便于转动。内部壳体基部62形成通过隔离壁66分隔的三个控制元件容纳空间68。每个控制元件容纳空间68可进一步具有隔音隔离壁，其在图4中作为例子示出并且由参考标号70表示。内部壳体基部62的侧壁72的正面形成用于电路板76的定位面74，电路板以与隔离壁66成直角地延伸突出至隔离壁66之外并且通过隔离壁相互隔离。电路板76定位在这些定位面74上，图4中仅一个电路板76作为示例被示出。其他电路板在该视图中被省略。 

可以看出隔离壁66的正面与电路板76的上侧处于大约相同的高度。封闭的内部壳体盖64位于该表面上。电路板76和内部壳体盖64突出于侧壁72之外。电路板76的突出部分用于电连接引线78、80和控制引线82的连接。控制元件(例如继电器，其在图中看不到)从相应电路板76的内侧突出到控制元件容纳空间68中。在所有情况下，用于每个电路板76的控制元件都被容纳于由隔离壁66分隔并且由其它隔离壁72隔开的控制元件容纳空间68中。 

通向电路板76的连接引线80由中央供电电缆84的延长部形成。其它接地引线86通向内部壳体60。在所有情况下，离开电路板76的这些接地引线86和连接引线78每个在末端处都具有一个 接触弹簧40，其电连接至相应的引线78、86。连接至电路板76的引线78、80最初基本平行于侧壁72延伸，之后在其它侧壁88的前面经过，所述其它侧壁88在安装状态中横向穿过壳体14。 

具体地，如在图5中可看到的，电路板76在连接点处突出至相应连接引线78、80之外。而且，在该点处内部壳体盖64突出至内部壳体60和电路板76之外。图5中所示的内部壳体60的实施例可形成为预装配部件。在这方面假如内部壳体盖64位于电路板76上就已足够。尤其没有必要将内部壳体盖64相对于内部壳体基部62固定。但是这种固定可通过预制部件实现。 

为了将内部壳体60安装在第二壳体元件20上，在底部52上设置有容器，在电路板76的端部插进壳体14中的情况下内部壳体盖64的突出缘也可适配于所述容器中。在图3所示的布置中，内部壳体盖64位于指定的隔音板34上。预装配的内部壳体60仅通过由隔音材料形成的内部壳体盖64的正面接触由塑料形成的底部62。隔音材料是无硅塑料，优选为相对软的塑料，例如聚氨酯，其通过用于形成内部壳体60的材料而确保内部壳体60的一定隔音支持。已证明具有50与90之间的ASHOREA硬度的聚氨酯是适用的。容器的尺寸被制定为使得内部壳体盖64与电路板76准确适配于容器。可选择地，随着内部壳体盖64的隔音材料的轻微压缩，也可实现压配合以使得内部壳体60通过容器固定于隔音壳体14。可通过注塑的方式例如由凹进、肋板、腹板或底面52上的相似特征在壳体14上作为单独的部分形成容器。可替换地，可由单独隔音板34和/或在单独隔音板34之间形成容器。 

在本实施例的装配过程中，首先将预制部件插入第二壳体元件20中。接着将接触弹簧40推进相应的横向槽中。与此同时，将连接引线78或接地引线86推进容纳它们的电缆槽56中。 

为了露出引线80或86，在第二壳体元件20上切割出第一电缆开口90；为控制引线82切出第二电缆开口92。这两个开口90、92在上侧上都由第一壳体元件18覆盖，从而简化相应引线80、82、86的插入。 

上述实施例具有以下优点，即，各个电路板76与相连控制元件一起被容纳于独立控制元件容纳空间中。避免了为控制装置的所有控制元件设置公用电路板的情况，所述公用电路板作为共振体会不必要地放大发出的声音。由于内部壳体60与相关电路板76以及连接于电路板的引线78、80、82、86作为预制部件而形成，因此该部件可首先被预制并且通过将内部壳体盖64安装至内部壳体基部62上而密封敏感控制元件。在确保预制部件安装在隔音壳体14上的情况下，保护控制元件免受冲击。另外，避免电路板敏感部分上被污染。电路板16仅在从内部壳体基部62突出的部分处是自由的，该处没有敏感电气或电子区域。由于形成在第二壳体元件20上的用于插入预制内部壳体60的容器，使得内部壳体和隔音壳体14可容易地相连。 

由于发声控制元件一方面被内部壳体围绕并且另一方面以隔音的方式由内部壳体盖64相对于隔音壳体14支撑而且还被隔音板34围绕，因此达到了最可能的声音隔绝。尤其还通过壳体的气密密封减少声音的传播。在这方面，从散热器引入到壳体14的扁平插头例如穿过由两部件注塑方式形成的唇形密封。使用合适的密封，开口90或92也可设置有用于引线80、86的通道的密封，所述密封通过两部件注塑的方式形成于壳体14上。 

管48的特殊设计促进利用预制部件引入的接触弹簧40的简易准确装配。该设计也有助于接触弹簧40自动插入管48中。 

接着控制装置16的子单元容纳于每一个控制元件容纳空间68中。分别容纳于内部壳体60中的每一个控制子单元装置本身都是隔音的。控制子单元装置通过开环或闭环优选地成比例地控制电加热装置的全部加热功率。在所示实施例中提供了三个控制子单元装置，则每一个控制子单元装置控制整个加热装置的1/3加热功率。这样可实现电加热装置所消耗的电能与机动车的发电机功率之间的较好适应性。在所述实施例中电加热功率可转换至最大加热功率的1/3、2/3或全部。然而考虑到继电器的转换能力，可将转换电路的加热功率设计得彼此不同。这里，单个转换电路的各个加热功率的等级应被选择为使得整个加热功率可被转换至最小可能等级，尽管使用单个转换电路的精细开/闭开关分开给予三个转换电路。在所述实施例中仅使用继电器作为控制元件。 

参考标号列表 

2   塑料壳体 

4   散热元件 

6   纵向支柱 

8   壳体开口 

10  弹簧片 

12  插槽 

14  隔音壳体 

16  控制装置 

18  第一壳体元件 

20  第二壳体元件 

22  凸缘部分 

24  密封槽 

26  闭锁舌 

28  加强肋 

30  壳体盖 

32  套环 

34  隔音板 

36  密封边缘 

38  固定器 

40  接触弹簧 

42  插入开口 

44  纵向腹板 

46  腹板缘 

48  管 

50  加强肋 

52  底部 

54  横向槽 

56  电缆槽 

60  内部壳体 

62  内部壳体基部 

64  盖 

66  隔离壁 

68  控制元件容纳空间 

70  其它隔离壁 

72  侧壁 

74  定位面 

76  电路板 

78  连接引线 

80  连接引线 

82  控制引线 

84  供电电缆 

86  接地引线 

88  竖直侧壁 

90  第一电缆开口 

92  第二电缆开口 

Claims (12)

1.一种用于机动车的电加热装置，所述电加热装置具有由固定装置(2)支撑的层结构，所述层结构包括多个发热元件和安置在它们之间的散热元件(4)以及用于控制所述发热元件的控制装置(16)，所述电加热装置由基本沿周向封闭的壳体(14)所围绕，

其特征在于，所述壳体(14)包括：第一壳体元件(18)，设置有用于将所述壳体(14)安装至所述固定装置(2)的安装装置(26)；以及第二壳体元件(20)，连接于所述第一壳体元件(18)并且容纳所述控制装置(16)，其中，所述控制装置(16)以隔音元件作为中间层的方式被支撑在所述壳体(14)中，并且所述第一壳体元件(18)和所述第二壳体元件(20)以在它们之间具有插入的中间隔音层的方式彼此相对地定位。

2.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述隔音元件包括隔音板(34)，所述第二壳体元件(20)覆有所述隔音板(34)。

3.根据权利要求2所述的电加热装置，其特征在于，在通过所述隔音板(34)提供的所述壳体(14)的一个容纳空间中，容纳有用于支撑所述控制装置(16)的至少一个内部壳体(60)。

4.根据权利要求3所述的电加热装置，所述控制装置(16)包括安装有控制元件的至少一个电路板(76)，其中，所述内部壳体(60)以隔音的方式形成，并且至少一个电路板(76)覆盖由所述内部壳体(60)形成的控制元件容纳空间(68)。

5.根据权利要求4所述的电加热装置，具有多个包括至少一个发热元件的独立可控加热块和分配给这些加热块的独立控制装置，其特征在于，所述控制装置由保持相互隔音的控制子单元装置形成。

6.根据权利要求5所述的电加热装置，其特征在于，每个控制子单元装置被提供以独立的所述控制元件容纳空间(68)并且每个独立的所述控制元件容纳空间均由分配给所述控制子单元装置的电路板(76)覆盖，并且所述电路板(76)由突出到用于所述电路板(76)的定位面(74)之外的隔离壁(66)彼此隔开，所述定位面由所述内部壳体(60)形成。

7.根据权利要求6所述的电加热装置，其特征在于内部壳体盖(64)，所述内部壳体盖(64)覆盖所述电路板(76)的没有控制元件的后侧。

8.根据权利要求7所述的电加热装置，其特征在于，所述内部壳体盖(64)接触所述隔离壁(66)，并且所述电路板(76)突出到所述内部壳体(60)之外，用于与连接引线和/或控制引线(78、80、82)相连接。

9.根据权利要求8所述的电加热装置，其特征在于，所述内部壳体盖(64)至少在所述电路板突出到所述内部壳体(60)之外的部分处突出到所述电路板(76)之外，并且所述电路板(76)与所述内部壳体盖(64)在端部接合于由所述壳体(14)形成的容器中。

10.根据权利要求8所述的电加热装置，其特征在于，所述内部壳体盖(64)被支撑在所述内部壳体(60)上以便旋转，并且所述控制装置(16)与封闭所述内部壳体(60)的所述内部壳体盖(64)一起形成为预制部件，其中，所述控制装置(16)上连接有所述连接引线和/或控制引线(78、80、82、84)。

11.根据权利要求10所述的电加热装置，其特征在于，所述第二壳体元件(20)具有用于接触弹簧(40)的固定器(38)，所述接触弹簧连接至在端部离开所述控制装置(16)的每个所述连接引线(78、80)，其中所述接触弹簧(40)可被推动，并且在对应于所述固定器(38)的所述第一壳体元件(18)上设有为接线片切出的插入开口(42)，所述接线片可被推入到所述接触弹簧(40)中并且可被电连接至所述发热元件。

12.根据权利要求11所述的电加热装置，其特征在于，所述固定器(38)由槽形管(48)形成，所述槽形管从所述第二壳体元件(20)的底部(52)突出并且形成于所述第二壳体元件(20)上的一部分中。

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