CN101854748A - 用于机动车的电加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电加热装置，其包括至少一个具有接触金属片(13)的PTC加热元件，所述接触金属片基本相互平行延伸且在它们之间容纳至少一个PTC元件，还包括印刷电路板(1)，该印刷电路板中形成有至少一个开口(5)，接触舌(14)突出穿过该开口(5)，接触舌用于在PTC加热元件与印刷电路板(1)之间建立电连接。为了提供具有紧凑结构设计的电加热装置，本发明提供了冲压出的连接片，该连接片以电导通方式连接至印刷电路板(1)的导体通路(2)，所述连接片(3)限定出固定部(4)，该固定部抵靠在印刷电路板(1)上，且至少一个弹簧舌(6)突出进入开口(5)。

Description

用于机动车的电加热装置
技术领域
本发明涉及一种机动车的电加热装置，包括至少一个具有接触金属片的PTC加热元件，所述接触金属片大体上相互平行延伸且在它们之间容纳至少一个PTC元件，电热装置还包括印刷电路板，该印刷电路板在其中形成有至少一个开口，接触舌通过所述开口伸出，所述接触舌由接触金属片限定且用于在PTC加热元件与印刷电路板之间建立电连接。
背景技术
该电加热装置(其也称为PTC加热装置)在机动车中用于加热的目的。例如，EP 1 157 867公开了一种根据权利要求1所述的电加热装置，其中多个热产生元件被容纳于框架中，所述热产生元件由两个大体上相互平行延伸的接触金属片及在同一平面内连续地设置于所述接触金属片之间的PTC元件限定。这些热产生元件与散热元件以交替顺序设置。这样被限定的分层结构以预张紧的形式被保持在框架中。
各个热产生元件的这些接触金属片中的被选定的接触金属片横向延伸超出加热块以提供接触舌，从而该加热块被电连接。在EP1 157 867中，这些接触舌延伸穿过设置有部件的印刷电路板中的开口。在背离加热块的一面，印刷电路板具有伸出超过印刷电路板的弹性元件，所述弹性元件夹紧接触凸耳并实现与印刷电路板的电接触。
从EP 1 872 986获知一种关于在接触舌与印刷电路板之间进行接触的类似结构设计。在该现有技术中，两个相应的接触金属片在其间容纳有多个上下叠置的PTC元件。这样的热产生元件被楔形元件从外侧实施被预张紧，所述楔形元件被置于凹部(pocket)上且被压入所述凹部，使得各个层相互紧靠且彼此具有良好接触。因而，在EP 1 157 867A1的情形下，楔形元件具有弹簧的作用，通过该作用所述分层结构以预张紧的形式被保持在框架中。同样，在EP 1 872986中，由接触金属片限定的接触舌延伸通过印刷电路板中的开口以被夹紧在弹性元件中的适当位置，该弹性元件在背离热产生元件的背面突出超过印刷电路板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有紧凑结构设计的电加热装置。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于机动车的电加热装置，包括至少一个PTC加热元件，所述至少一个PTC加热元件具有大致相互平行延伸的多个接触金属片以及容纳在所述多个接触金属片之间的至少一个PTC元件，还包括印刷电路板，所述印刷电路板具有形成于其中的至少一个开口，接触舌突出穿过所述开口，所述接触舌由接触金属片限定且用于在所述PTC加热元件与所述印刷电路板之间建立电连接，其特征在于，冲压出的连接片以电导通方式连接至所述印刷电路板的导体通路，所述连接片限定出抵靠在所述印刷电路板上的固定部以及突出进入所述开口的至少一个弹簧舌。到目前为止，区别于现有技术的技术特征是，提供有冲压出的连接片，该连接片以导电方式连接至印刷电路板的导体通路。该连接片包括抵靠在印刷电路板上的固定部以及突出进入开口的至少一个弹簧舌。
上面提到的印刷电路板可以是任何印刷电路板，与是否设置有元件或是否只包括在两点之间导电的导体通路无关。这样的导体通路可以被设置成，例如，用于在电加热装置中的远离接触金属片的位置处提供电连接。通常地，接触金属片被延长以致于它们笔直延伸超出加热块并穿过印刷电路板中的开口。在被冲压时，接触片也可以提供插塞接触，该插塞接触沿任意方向被定位成相对于加热块的接触金属片的纵向方向成一定角度，但是，由于制造技术的原因，这样的实施例被认为是在其三维尺寸方面是受限制的。关于这一点，还值得注意的是，机动车中能够用于容纳电加热装置的安装空间通常是有限的。
这就是本发明发挥作用的地方。本发明建议，为了延伸穿过印刷电路板的接触舌的电连接，应该形成至少一个突出进入开口的弹簧舌。该弹簧舌构成连接片的一部分，除所述弹簧舌外，该连接片包括至少一个固定部，该固定部通常与印刷电路板进行整个区域的接触。一方面，该固定部用于将连接片固定于印刷电路板。另一方面，该固定部通常被用于建立弹簧舌(即进而为接触金属片)与印刷电路板的至少一个导体通路之间的电连接。
现有技术作为权利要求1前序部分的基础，在现有技术中，用于保持并且建立与印刷电路板电接触的弹性元件突出超过印刷电路板一定程度，一种情形是印刷电路板以及安装在其上的部件沿接触金属片纵向方向具有相当大尺寸。除了现有技术的情况外，夹持接触金属片的弹簧舌位于形成在印刷电路板中的开口中，接触舌从该开口穿过。
根据一优选实施例，该实施例不会导致印刷电路板沿接触金属片延伸方向的尺寸的任何实质增加，弹簧舌基本上位于由印刷电路板限定的平面上。优选地，根据本优选实施例，弹簧舌完全位于印刷电路板的平面内，即，弹簧舌的自由末端不突出超过印刷电路板，该自由末端通常被设置在印刷电路板上且背离固定部。
优选地，弹簧舌在开口平面上直接地从固定部分出来并且仅沿开口方向从固定部延伸。具有这种结构设计的弹簧舌不会增大印刷电路板的厚度，或者即使增大，其增大的程度是不显著的。因此，至接触金属片的电连接可以以非常节约空间的方式被建立。
为了建立弹簧舌与接触舌之间尽可能可靠的接触，本发明的进一步的优选实施例建议，弹簧舌的自由末端应抵靠于印刷电路板的环绕开口的壁上。该壁通常以直角延伸至印刷电路板的上表面和下表面。以此种方式支撑的弹簧舌将能够对接触舌施加相对大的夹紧力，使得接触舌与弹簧舌之间建立起更好的接触。
关于在弹簧舌与接触舌之间所限定的接触区域，本发明进一步的优选实施例建议，在该接触舌被插入之后，该弹簧舌与接触舌配合的表面应该是凸出形状的。此种凸出形状的结构可优选地通过对弹簧舌表面成型而设置。此种凸出形状导致弹簧舌与接触舌之间的点状或线接触，该接触舌通常由平片金属带构成。因此，由弹簧舌产生的弹簧力通过一个小但被限定出的区域而传递给接触舌，这实现了安全可靠的接触。
根据本发明的另一优选实施例，相应的弹簧舌设置在开口的相对两侧上。所有这些弹簧舌突出进入开口且优选地连接至置于导体通路表面上的共同固定部。优选地，弹簧舌被形成为它们相对于彼此错开，且通过将它们从半成品切出且沿背离片金属平面的方向进行弯曲而以交替方式布置它们，因而相应的弹簧舌被设置在开口的相对两壁的前方并它们之间夹住接触舌。
根据优选的实施例，固定部置于印刷电路板的面对至少一个PTC元件的一侧上，因而，当通过施加弹簧舌的弹性偏压力来插入接触舌时，引起的摩擦力将在固定部与印刷电路板表面之间的整个接触区域上被维持。尤其是，不会存在以下风险，即，当接触舌被插入开口时，连接片(特别是固定部)将从印刷电路板凸起。
根据本发明的另一优选实施例，连接片设置有至少一个保持凸耳，其通过冲压并弯曲限定连接片的片金属带而制造。该保持凸耳从连接片突出(通常大约成直角)，且与形成在印刷电路板中的固定孔相接合。一方面，该保持凸耳允许在安装过程中精确定位连接片。当该至少一个保持凸耳已经被促使与相应的固定孔接合时，连接片仅安装在相对于印刷电路板的精确位置。
根据一优选实施例，固定孔还填充有焊料，且保持凸耳电连接至印刷电路板的导体通路。焊料通常与固定孔的圆周表面接触，该固定孔依次内衬有导电涂层。固定孔在其圆周表面上应被设置有铜涂层，优选在其内表面，所述铜涂层提供与保持凸耳之间的良好电连接，焊料容纳在固定孔中，该导体通路形成在印刷电路板的上表面和/或下表面上且电连接至固定孔的圆周涂层。
保持凸耳优选地具有与固定孔直径基本相应的宽度。当保持凸耳插入固定孔后，以此方式实现连接片的精确定位。
根据权利要求10的进一步限定来支持保持凸耳在固定孔中的这种精确定位。根据该进一步限定，中间片被设置成相对于印刷电路板弯曲，该中间片设置在保持凸耳与置于印刷电路板上的固定部之间。优选地，通过冲压限定出固定部的片金属，来以带的形式切出保持凸耳和中间片。通过相对于印刷电路板的用于固定部的接触表面来弯曲所述带，使得中间片形成为弯曲突出形状。因而，从固定部下表面突出的带部分优选地以相对于该下表面正好90°的角度延伸，从而在固定部与印刷电路板的上表面之间保持平面接触的同时，确保精确插入和定位。
优选地，固定部与印刷电路板表面上形成的导体通路进行平面接触，优选特别是整个区域的接触。
附图说明
本发明其他的细节和优点可以从下面结合附图的实施例描述看出，附图中：
图1示出了连接片实施例的立体图；
图2示出了在安装印刷电路板之后根据图1的实施例的立体俯视图；
图3示出了根据图2沿III-III线的截面图；
图4示出了根据图2沿IV-IV线的截面图；
图5示出了根据图2沿V-V线的截面图，其中具有突出穿过印刷电路板的接触舌。
具体实施方式
图1和图2示出了连接片实施例的立体图(附图1示出了连接片本身)，图2中，示出的连接片已经被组合入印刷电路板，所述印刷电路板由附图标记1指示且其上具有设置在其上表面的导体通路2，所述导体通路2由铜制成。连接片3抵靠于导体通路2上。所述连接片3的关键部件将会参考图1和图2稍后进行解释。
连接片3设置有由平片金属带限定的固定部4。在此固定部4的中部，弹簧舌6被设置成以交替模式布置在狭长开口5的相对两侧上。通过冲压和弯曲，由限定连接片3的片金属带形成弹簧舌6。所有弹簧舌6都朝向连接片3的下表面或接触表面弯曲，如附图1所示。每个弹簧舌6具有凸出膨胀的接触区域7以形成弹簧舌6的弯曲的凸出区域。这个接触区域7突出超过沿弹簧舌6的纵向方向设置的弹簧舌6的弯曲外部表面。连接片3在其上设置有保持凸耳8，凸耳布置在连接片3的相对两端并且相互倾斜。而且这些保持凸耳通过冲压和弯曲制造。这样，沿片金属带的纵向方向延伸的带首先从限定连接片3的片金属带自由切下。在固定部4与保持凸耳8之间，所述带通过弯曲被形成为中间片9，所述中间片9在其外侧以弯曲形状突出超出固定部4且使保持凸耳8和固定部相互连接。
从上述描述可以看出，通过使片金属带收到冲压而专门制造连接片3。固定部4限定出位于印刷电路板1上的接触区域，进而限定出了允许精确定位以及与印刷电路板接触的平区域。保持凸耳8用于在印刷电路板中定位和固定连接片3以及在所述接触片与所述印刷电路板之间建立电接触，其方式将在下文中描述。
连接片优选实施例的弹簧舌6优选由铜铍合金(BeCu25)制成，进而所述连接片的所有元件也优选由铜铍合金(BeCu25)制成。由于成本的原因，优选地，只有弹簧的接触区域7设置有2.5μm厚度的银涂层。
图2示出了当被设置在印刷电路板上时的连接片3。弹簧舌6现在被定位在开口10中(参见附图5)，所述开口10形成于印刷电路板中且用于在其中接纳延伸通过所述开口的接触舌，并且该弹簧舌由接触金属片(未示出)限定。
在图2中额外提供了用于SMD处理的区域，所述区域由附图标记11指示。在安装过程中，连接片3通过所述这些区域被保持和定位在印刷电路板上。
从图2至4可以看出，导体通路2限定了用于接触片3的接触面。固定部4的下表面在整个区域上接触导体通路2。保持凸耳8延伸通过固定孔12，该孔形成于印刷电路板1中且该孔在其内部圆周表面上涂覆有导体通路材料(铜)。保持凸耳8被插入这个固定孔12且通过焊接被固定在其中的适当位置。与导体通路2的可靠电接触以这样的方式被建立，另外，连接片3被如此固定于印刷电路板1。从附图4可以特别地看出，保持凸耳8的宽度与固定孔12的直径大致相应，因而，当保持凸耳8被引入固定孔12时，连接片3相对于印刷电路板1被非常精确地固定。
图5示出了根据图2所示的沿线V-V的截面图，进而，示出了经过印刷电路板1的狭长开口5的横截面图。必然能够想象的是，热产生PTC元件或热产生元件被设置成它们各自的接触金属片被布置在印刷电路板1下面(参照附图4所示)。附图5中所示的热产生元件的部分只是接触金属片13的末端，其作为接触舌14。该接触舌14穿过印刷电路板1的开口10，即，它突出穿过印刷电路板1。接触舌14穿过相对的弹簧舌6之间的所述开口，由于接触舌穿过其中，所以弹簧舌6被朝向壁15移动，界定出开口10。由在弹簧舌从固定部4分开的点处弹簧舌6的弹性弯曲引起该移动。接触舌14只作用在相应的弹簧舌6的接触区域7上。当接触舌14被插入弹簧舌6之间时，这些弹簧舌6的自由末端最终与开口5的内壁15接触；这样导致了增大的弹簧力，其作用在于，接触舌14可靠地接触弹簧舌6且压配合于弹簧舌6之间。由于接触舌14的插入是从印刷电路板的毗邻连接片3的固定部4的一侧发生的，因此当弹簧舌6一定程度地抵抗接触舌14的插入动作时，所述连接片3被压靠于印刷电路板1的下表面。此种与印刷电路板1下表面的接触在任何时候都提供一种对于连接片3的可靠的逆向支撑(countersupport)。
从附图5所示，弹簧舌6整体位于开口10中，即，在印刷电路板的上表面和下表面之间。提供了一种非常紧凑的结构设计，通过该结构设计，接触舌14与印刷电路板1的导体通路2之间的电连接能够被容易地建立起来。弹簧舌6被成形为，例如，具有如附图4所示的接触舌14的形状的接触舌也能够从相对侧被插入开口10中并接触印刷电路板1。所有连接片3应该优选从同一侧安装在印刷电路板1上。该印刷电路板的一侧(后文被指定为安装侧)也可以是专门保持固定于印刷电路板1的部件的一侧。基于该结构设计，印刷电路板1的最终组装可以从一侧实施，即，仅从安装侧实施。
附图标记列表
1   印刷电路板
2   导体通路
3   连接片
4   固定部
5   连接片中的开口
6   弹簧舌
7   接触区域
8   保持凸耳
9   中间片
1O  印刷电路板中的开口
11  环(用于SMD处理的区域)
12  固定孔
13  接触金属片
14  接触舌
15  内壁。

Claims (11)

1.一种用于机动车的电加热装置，包括至少一个PTC加热元件，所述至少一个PTC加热元件具有大致相互平行延伸的多个接触金属片(13)以及容纳在所述多个接触金属片之间的至少一个PTC元件，还包括印刷电路板(1)，所述印刷电路板具有形成于其中的至少一个开口(10)，接触舌(14)突出穿过所述开口，所述接触舌由接触金属片(14)限定且用于在所述PTC加热元件与所述印刷电路板(1)之间建立电连接，其特征在于，
冲压出的连接片(3)以电导通方式连接至所述印刷电路板(1)的导体通路(2)，所述连接片(3)限定出抵靠在所述印刷电路板(1)上的固定部(4)以及突出进入所述开口(10)的至少一个弹簧舌(6)。
2.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述弹簧舌(6)大体上设置于所述印刷电路板(1)中。
3.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述弹簧舌(6)的自由末端抵靠在环绕所述开口(10)的壁(15)上。
4.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，与所述接触舌(14)配合的所述弹簧舌(6)的表面(7)是凸出形状的。
5.根据权利要求4所述的电加热装置，其特征在于，多个所述弹簧舌(6)从相对两侧突出进入所述开口(10)。
6.根据权利要求4所述的电加热装置，其特征在于，所述弹簧舌(6)被布置在所述开口(10)的相对两侧，以使得所述弹簧舌相对于彼此错开。
7.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述固定部(4)被布置在所述印刷电路板面对所述至少一个PTC元件的一侧。
8.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，至少一个保持凸耳(8)从所述固定部(4)突出，所述保持凸耳(8)通过冲压和弯曲被制造且与形成于所述印刷电路板(1)中的固定孔(12)接合。
9.根据权利要求8所述的电加热装置，其特征在于，所述固定孔(12)被填充有焊料，并且所述保持凸耳(8)电连接至所述印刷电路板(1)的导体通路(2)。
10.根据权利要求8所述的电加热装置，其特征在于，所述保持凸耳(8)以及设置于所述保持凸耳(8)与所述固定部(4)之间的中间片(9)通过冲压方式且以带的形式从限定出所述固定部(4)的金属片切出，并且通过相对于用于所述固定部(4)的接触表面来弯曲所述带使得所述中间片(9)形成为弯曲突出形状，所述接触表面由所述印刷电路板(1)限定。
11.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述固定部(4)抵靠在导体通路(2)上且与导体通路(2)平面接触，所述导体通路(2)形成在所述印刷电路板(1)的表面上。
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