CN103179702A - 生热元件、电加热装置及用于制造电加热装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生热元件、电加热装置以及用于制造电加热装置的方法。该生热元件特别是用于机动车辆的电加热装置的生热元件，其具有框架和接触板，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元件的两个相对地定位的侧面。该电加热装置特别是用于机动车辆的电加热装置，其具有框架，在该框架中容纳有具有波纹肋元件和上述类型的生热元件的层结构。为了提高电安全性，生热元件根据本发明形成为使得，容器密封并且可以通过至少一个检查通道接近，该检查通道可从外部接近。电加热装置具有套管容器，该套管容器适于密封地容纳从生热元件突出的连接件。在根据本发明的方法中，检查生热元件的密封。

Description

生热元件、电加热装置及用于制造电加热装置的方法

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两个接触板，该位置框架形成将至少一个PTC元件容纳在其中的容器，这两个接触板邻接PTC元件的相对地定位的侧面。

背景技术

这样的生热元件通常已知是电加热装置（特别是用于在机动车辆中加热空气）的组成部件，由此，这样的电加热装置同样通过本发明而得以进一步改进。生热元件形成层结构的层，该层结构通常包括邻接生热元件的两侧的波纹肋元件。这种层结构通常具有波纹肋元件和生热元件的多个层，由此这些层在任何情况下都在一个平面中一个层叠在另一个上方。

例如，EP 1 768 457 A1和EP 1 768 458 A1可以被认为是一般性的。EP 0 350 528还公开了作为用于加热空气的电加热装置的部件的限定类型的生热元件。

如在EP 1 768 457 A1和EP 1 768 458 A1中陈述的源自本申请人的建议指定生热元件以及具有这样的生热元件的电加热装置，其适于以改进的方式在高电流下工作。在该上下文下，增大空隙和爬径是重要的。此外，需要确保将电力电流传导至生热元件和电加热装置中的PTC元件的元件的良好绝缘支撑。例如，通过根据EP 1 768 457 A1建议的解决方案，指定一种生热元件，其中，在外部上，接触板由完全周向地粘附至位置框架的绝缘层覆盖。这旨在防止湿气和污物进入生热元件。

发明内容

然而，仅在用于PTC元件的容器相对于大气可靠地密封时，后面提出的解决方案才呈现期望的效果。因此，本发明的目的是指定一种适于在实践中以改进的方式在高电流下工作的生热元件和电加热装置。此外，本发明旨在形成用于制造这样的电加热装置的方法。

通过其第一方面，对于上述任务的解决方案，本发明建议一种生热元件，该生热元件与前面讨论的现有技术的生热元件的区别在于，容器是密封的并且可以通过可从外部接近的至少一个检查通道接近。该密封的容器将PTC元件容纳在位置框架中，使得该容器提供不受大气影响的密封保护。然而，尽管如此，仍通过可从外部接近的检查通道形成容器的所限定的通路。这个检查通道用于在制造生热元件时对框架的质量控制，并且其使得可以确定PTC元件在生热元件内的密封是否已以期望的质量实现。在已将生热元件安装在加热装置中之后，例如，通过例如在检查密封元件之后紧接着密封检查通道，因此相对于大气密封检查通道。

考虑到密封的经济检查以及位置框架在电加热装置中的密封安装的检查，然而，优选的是，在电加热装置的组装之后进行密封检查。因此，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议以从位置框架突出的连接件环绕检查通道。在此，位置框架有规律地是具有部分直的边缘区域的部件。在传统意义上，位置框架通常是具有彼此位于相对地设置的纵向导杆（rail）和交叉导杆的框架。通常，将至少一个连接件设置在导杆上，有规律地设置在交叉导杆上，该交叉导杆具有比纵向导杆的延伸小的延伸。连接件允许以改进的方式连接生热元件以用于密封测试，因为由于其外部周向或正面表面而导致连接件可以以所限定的方式插入到通道中以用于密封测试。

考虑到这个，此外建议优选地以密封元件环绕连接件。这个密封元件因此不仅用于在密封测试时密封框架，还用于将生热元件密封地安装在电加热装置中。

如本发明的另一个改进所建议的，如果连接件形成用于接触元件（其以导电方式连接至接触板）的通道，则可以容易地连接生热元件，并且从而将生热元件关于用于电力电流的线路电密封。通常，生热元件因此初始以其层完成。至少接触板属于这些层，这些接触板有规律地在外部上由绝缘层以及容纳在这些层之间的PTC元件覆盖。通常，适当的接触板由片状金属条通过冲压（适用的话，通过弯曲）形成。绝缘层可以由塑料膜和/或陶瓷层形成。绝缘层还可以通过将塑料和/或陶瓷喷射在接触板的外部表面和/或片状金属盖的内部表面上而设置，该绝缘层无论如何可以在一侧上环绕生热元件的外部，并且该绝缘层相对于电磁辐射充当屏蔽件。

通过其独立的方面，本发明建议一种电加热装置，特别是用于机动车辆的电加热装置，以解决以上问题。该电加热装置具有框架，该框架在相对地定位的侧面上形成有用于待加热的介质的通行的开口。这些开口因此通常与待加热的介质的流动方向成直角地延伸，并且位于框架导杆的两侧上，这些框架导杆有规律地形成为纵向导杆或交叉导杆，以用于形成矩形框架，并且这些框架导杆环绕用于层结构的容纳空间。这种层结构具有波纹肋元件和生热元件的多个层。因此，至少一个生热元件和一个波纹肋元件设置在框架中。然而，通常，波纹肋元件邻接每个生热元件的每侧。为了在车辆中对空气进行有效加热，电加热装置有规律地由大量生热元件形成，波纹肋元件邻接每个生热元件。生热元件包括至少一个PTC元件，该PTC元件布置在用于向PTC元件供给电流的两个接触板之间。电加热装置此外具有连接壳体。该连接壳体因此有规律地用于将所选的或偶尔全部的接触板连接至容纳在连接壳体中的控制装置。这种控制装置通常包括所配备的电路板。如今，经常配备有至少一个半导体电力开关，该半导体电力开关驱动生热元件，并且因此产生功耗，这种功耗必须有规律地通过使电力开关冷却而传导出去。

连接壳体通常以至少两个件形成，其具有壳体底座和壳体盖，它们封住控制装置并且有规律地可拆卸地彼此连接，从而使得可以接近控制装置，以用于维修和维护的目的。

根据本发明的电加热装置现在以特定的方式形成为用于容纳根据本发明的生热元件，并且具有形成在连接壳体上用于密封地容纳连接件的至少一个套管容器，该连接件从生热元件突出。根据本发明形成的连接壳体因此允许与生热元件的连接件交互作用地将生热元件密封地组装在连接壳体中。由生热元件形成的容器因此通过连接壳体密封。然而，该容器还可通过连接壳体接近，以例如将接触元件引入到生热元件中。然而，还可以在将所有生热元件都组装在连接壳体之后，通过其进行密封测试，使得从整体上大体检查完全组装好的电加热装置的密封。套管容器因此通常由壳体底座形成，使得在密封测试之后，仅需装上壳体盖，适用的话，在必须插入电子部件之前，从而以一个结构单元完成具有设置在其上的控制装置的电加热装置。

在每种情况下，对于生热元件的每个接触元件，容纳在套管容器中的单独的并且单独地密封的连接件有规律地形成。然而，同样可以提供连接件，该连接件将所有条状导电体容纳在生热元件的内部，并且该连接件以密封方式容纳在连接壳体的套管容器中。

根据本发明的一个优选的进一步改进，由弹性材料制成的密封元件位于套管和套管容器之间。这个密封元件在组装之前以实际方式放置在套管上，并且这个密封元件可以通过二次成型而连接。通过这种牢固结合的连接，至少在一侧上出现密封元件和所分配的接触底座（其无论如何是密封的）之间的连接，由此这个接触底座可以是生热元件的一个表面以及连接壳体的一个表面。

考虑到生热元件的简单插入式接触，根据本发明的一个优选的进一步改进，建议设置接触元件，该接触元件从套管突出，并且该接触元件电连接至生热元件的接触板中的一个。接触元件的尺寸由此形成为使得接触元件也穿过套管容器突出，从而在连接壳体的侧面上，这个接触元件可以通过插入式连接（例如，通过插入导体板的插入式连接器容器）容易地电连接。

为了增大空隙和爬径，并且因此考虑到提高电加热装置的电安全性，根据本发明的一个优选的进一步实施方式，建议在每种情况下在一个生热元件的两个接触元件之间设置隔离脊，该生热元件暴露地位于连接壳体中。这个隔离脊突出到用于接触表面元件的接触底座以外。例如，导体板可以因此设置成接触表面元件，通过这些接触表面元件，电连接不同的生热元件，适用的话，还使它们聚合成加热台。由于需要对具有不同极性的生热元件供给电流，因此在接触壳体中设置有至少两个这样的接触表面元件，即，对于正极一个接触表面元件，并且对于负极一个接触表面元件。在该上下文中，如果电加热装置的电势朝着地面下降，那么地极应当被认为是负极。

连接壳体通常由塑料形成，或者在任何情况下形成为通常由塑料形成的接触点以用于对应的导体板。在任何情况下，这些接触点位于给定高度接触表面元件的一个平面中，并且限定接触底座。隔离脊有规律地在接触元件的延伸方向上突出到这个接触底座以外，并且对应地增大不同极性的接触表面元件之间的空隙和爬径。隔离脊还可以将整个连接壳体分成壳体容器区域，并且另外在端部上由壳体盖密封。

根据本发明的一个优选的进一步改进，电加热装置具有散热片，待加热的介质在该散热片上流动。这个散热片以密封方式插入到连接壳体中国，并且以导热方式连接至容纳在连接壳体中的电力开关。因此，连接壳体通常具有至少一个插入开口，散热片穿过该插入开口，使得在连接壳体中，电力开关可以邻接散热片，并且另一方面，散热片暴露地位于电加热装置的电源部分的区域中，并且可以暴露于待加热的介质的喷射，从而将电力开关的功耗传导出去。对于散热片，密封元件通常位于这个通行开口中，该密封元件桥接并密封散热片和连接壳体的周线之间的空隙。该密封元件可以插入或者该密封元件可以通过二次成型而设置，特别在由塑料形成的连接壳体上。

由此，密封元件优选地形成为使得将散热片保持在由连接壳体形成的散热片插入开口内，从而该散热片可在插入方向上移动。散热片在散热片插入开口中在插入方向上的这种可动性具有这样的优点，即，散热片可以适当地避开施加在连接壳体的侧面上的压力，而没有通过散热片插入开口被压紧。散热片因此可以邻接处于张力下的功率晶体管。该张力可以通过单独的张力元件产生，例如通过作用在散热片或电力开关上的弹簧元件产生。

然而，优选地，该张力由产生密封的元件的压缩引起。违背前面已知的现有技术，本发明假设散热片通常直接附接至连接壳体，并且没有安装在支撑电力开关的导体板等。

根据其独立的方面，本发明此外建议用于一种用于制造电加热装置的方法。在该方法中，制造上述类型的第一类型的几个生热元件。此外，通常通过片状金属条的曲折型弯曲来制造波纹肋元件。然而，对于本发明的目的，由铝制成的挤压部分也被认为是波纹肋元件。这种剖面的单个脊形成所提及的波纹肋元件的波纹肋。此外制造连接壳体。这可以完全地或部分地由铸造金属部件或注射模制的塑料部件形成。根据本发明的方法的特征在于，在制造框架时，检查生热元件的密封。这个检查可以在每个单独的生热元件上进行，从而在制造过程中在非常早的阶段去除将丢弃的生热元件。

然而，为了快速以及因此经济的制造，应当在将生热元件已构建在连接壳体中之后检查密封。这个检查通常在将层结构完全安装至框架之后发生。连接壳体因此放置于在该程度上已预先组装好的框架上。由于连接壳体的放置，产生各个生热元件和连接壳体之间的密封连接。然后可以在界面处对此施加压力。

因而，密封测试通常通过施加相对于大气压的过压而发生。压力等级及其进展因而被监控一定时间。如果在电加热装置或生热元件内没有出现过压的实质性降低，元件被认为是已通过密封测试。如果在这段时间内观察到过压的降低，则推断密封不当。丢弃生热元件并且可能的组装好的电加热装置。考虑到这个，密封测试优选地在将控制装置已构建在连接壳体中之前进行。

本发明特别地由这样的想法引导，即，连接壳体具有形成用于壳体盖的平的接触边缘的连接底座。可以将密封测试装置的套管应用在这个接触边缘上，从而在过压下放置预先组装好的电加热装置，并且进行密封测试。

根据依据本发明的方法的一个优选的进一步改进，生热元件的接触板夹持在位置框架上。以相同的方式，接触板优选地夹持在被引入到位置框架中的接触元件上。因此，首先通过它的层制造生热元件。在制造框架时，接触板通常在外部上覆盖有绝缘层。该绝缘层以密封方式放置（通常为粘附）在位置框架上。接触板因此优选地夹持在接触元件上。接触元件通常由金属销形成。接触板通过冲压或弯曲以这样的方式形成，即，使得它们可以夹持在销上，从而一方面，以简单的方式例如在组装框架时保持将接触板初步固定在位置框架上，另一方面，以简单的方式制造接触元件和接触板之间的电接触。

附图说明

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生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VI-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XI-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压力元件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E1（即，设置在第一高度中的第一层L1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（即，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E1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L1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以外。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具有通过冲压和弯曲制造的凹入夹持元件容器100，该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的略微向上弯曲的唇状区域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98一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压力元件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与塑料壳体元件形成为一体件，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，通过将压力元件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，该孔被压力元件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，压力元件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，压力元件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，而是仅在压力元件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和压力元件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所示的相比，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的支撑点。这些支撑点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，支撑点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，支撑点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 A1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，即，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E1传递至第二高度E2的过程中重新分布，其伴随有湍流，通过该湍流也改进了热传递。

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L1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 压力元件

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/支撑点

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

Claims (13)

1.生热元件（66），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，

其特征在于，

所述容器（78）密封并能通过至少一个检查通道（116）接近，所述检查通道能从外部接近。

2.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述检查通道（116）被从所述位置框架（76）突出的连接件（92）环绕。

3.根据权利要求1所述的生热元件，其特征在于，所述连接件（92）被密封元件（98）环绕。

4.根据前述权利要求中的一项所述的生热元件，其特征在于，所述连接件（92）形成用于以导电方式连接至所述接触板（82）中之一的接触元件（98）的通道（94）。

5.电加热装置，特别是用于机动车辆的电加热装置，所述电加热装置具有：框架（44），所述框架在相对地定位的侧面上形成用于待加热的介质的通行的开口（56）；层结构（46），所述层结构布置在所述框架（44）中并包括波纹肋元件（64）和根据权利要求1所述的生热元件（66）的多个层；以及连接壳体（6），所述连接壳体容纳多个生热元件（66）的电接触元件（82），

其特征在于，

套管容器（132），所述套管容器形成在所述连接壳体（6）上，以用于密封地容纳从所述生热元件（66）突出的连接件（92）。

6.根据权利要求5所述的电加热装置，其特征在于，密封元件（98），所述密封元件由弹性材料制成，并且所述密封元件布置在所述连接件（92）与所述套管容器（132）之间。

7.根据权利要求5或6所述的电加热装置，其特征在于，接触元件（96），所述接触元件突出到所述套管容器（132）以外，所述接触元件从所述连接件（92）突出，并且所述接触元件电连接至所述接触板（82）中的一个。

8.根据权利要求6或7所述的电加热装置，其特征在于，对于每个生热元件（66），两个接触元件（96）暴露地位于所述连接壳体（6）中并连接至接触表面元件（134、136、138），在所述接触表面元件之间设置有隔离脊（140），所述隔离脊突出到用于所述接触表面元件（134、136、138）的接触底座（142）以外。

9.根据权利要求5至8中的一项所述的电加热装置，其特征在于，散热片（32）以及电力开关（178），所述待加热的介质在所述散热片上流动，所述电力开关以密封方式插入到所述连接壳体（6）中，并且所述电力开关以导热方式连接至所述散热片（32）。

10.用于制造电加热装置的方法，其中，制造多个生热元件（66），所述生热元件制造成具有位置框架（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，其中，以密封方式将所述PTC元件（80）构建在连接壳体（6）中，并且检查所述生热元件（66）的密封。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在将所述生热元件（66）安装在所述连接壳体（6）中之后检查所述密封。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述生热元件（66）制造成具有绝缘层（90），所述绝缘层覆盖所述接触板（82）的外部，并且所述绝缘层以密封方式附接至所述位置框架（76）。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述接触板（82）夹持于引入到所述位置框架（76）中的接触元件（96）。

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