CN107787055B - 电加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电加热器(1),特别是用于机动车辆的一个加热或空调系统的电加热器,包括一个具有多个加热单元(3)的加热器芯(2),所述加热单元(3)具有一个壳体(4)和至少一个排布在其中的电加热元件,所述壳体(4)包括一个开口的第一端(5)和一个与第一端(5)相对的开口或闭口的第二端(6),特别是用于与至少一个加热元件电接触的至少一个电连接元件(7、8)排布在壳体(4)的第一端(5)和/或第二端(6)上,所述第一端(5)包括用于流体密封地关闭第一端(5)的一个第一封闭件(9),和/或第二端(6)包括用于流体密封地关闭第二端(6)的一个第二封闭件(10),其中,所述第一封闭件(9)和/或第二封闭件(10)是由热收缩塑料制成的。
Description
技术领域
本发明涉及一种特别是用于机动车辆的一个加热或空调系统的电加热器,该电加热器包括一个具有多个加热单元的加热器芯,所述加热单元具有一个壳体和至少一个排布在其中的电加热元件,所述壳体包括一个开口的第一端和一个与第一端相对的开口或闭口的第二端,特别是用于与至少一个加热元件电接触的至少一个电连接元件排布在壳体的第一端和/或第二端上,所述第一端包括用于流体密封地关闭第一端的一个第一封闭件,和/或第二端包括用于流体密封地关闭第二端的一个第二封闭件。
背景技术
特别是用于机动车辆的一个加热或空调系统的电加热器在领域中是众所周知的。该电加热器用于例如加热由加热或空调系统的风扇生成的一个空气流动。这样的一个电加热器通常包括多个加热单元,这些加热单元分别包含至少一个电加热元件。加热单元与电加热元件的散热片和电接触元件一起位于框架内。加热单元还包括一个壳体,所述壳体包括至少一个电加热元件,例如PTC元件。如果壳体的两端均以开放式设计被制造,则在电加热元件被插入壳体后,它们必须以流体密封方式密封。可替代地,壳体的第二端可以以关闭设计被制造,并且在插入电加热元件后,该壳体的第一端被密封。
然而,框架材料和密封材料之间的摩擦系数是需要注意的,从而使得电加热器获得持久的流体密封和高效的装配过程。有些材料,例如硅,可能包含关于流体密封性和摩擦系数的有益特性,但由于法律规定只能在限制性的情况下使用。许多其他密封材料如油脂的使用,导致了装配过程的不利的高复杂性,并从而增加了制造成本。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种容易被组装的耐用电加热器。
该目的是由以下特征实现的。
根据一个实施例,提供一种特别是用于机动车辆的一个加热或空调系统的电加热器,该电加热器包括一个具有多个加热单元的加热器芯,所述加热单元具有一个壳体和至少一个排布在其中的电加热元件,所述壳体包括一个开口的第一端和一个与第一端相对的开口或闭口的第二端,特别是用于与至少一个加热元件电接触的至少一个电连接元件排布在壳体的第一端和/或第二端上,所述第一端包括用于流体密封地关闭第一端的一个第一封闭件和/或第二端包括用于流体密封地关闭第二端的一个第二封闭件,所述第一封闭件和/或第二封闭件是由热收缩塑料制成的。因此,有可能为壳体两端创建一个简单适用的和持久的密封。此外,一个或多个封闭件被制作,使得一个或多个电连接元件延伸通过所述至少一个封闭件。因此实现了流体密封的封闭。
根据本发明的一个优选实施例,该第一封闭件包括一个基本上帽状的具有第一边缘的第一座体和/或第二封闭件包括一个基本上帽状的具有第二边缘的第二座体,所述第一边缘包围该壳体的第一端且所述第二边缘包围该壳体的第二端。因此,壳体的两端可以被很容易地密封。
在一个优选实施例中,第一封闭件的第一座体包括一个第一内表面且第二封闭件的第二座体包括一个第二内表面,所述第一内表面的至少一部分流体密封地紧靠该壳体的第一端和/或所述第二内表面的至少一部分流体密封地紧靠该壳体的第二端。
在另一实施例中,一个第一电连接元件和一个第二电连接元件穿过该第一封闭件伸出,或第一电连接元件穿过第一封闭件伸出并且第二电连接元件穿过第二封闭件伸出。
优选地,第一封闭件的第一座体包括与第一边缘相对的至少一个通孔,所述至少一个电连接元件穿过至少一个通孔伸出。
此外,第一封闭件的第一座体可以包括一个第一通孔和一个第二通孔,其中第一电连接元件穿过第一通孔伸出并且第二电连接元件穿过第二通孔伸出。
此外,优选地,第一封闭件(9)的座体(14)包括一个与第一边缘(16)相对的第一通孔(21),并且第二封闭件(10)的座体包括一个与第二边缘相对的第二通孔(22),其中第一电连接元件(7)穿过第一通孔(21)伸出并且第二电连接元件(8)穿过第二通孔(22)伸出。
此外,优选的是,第二封闭件不包括通孔。
此外,优选的是,第一通孔包括一个远离壳体的第一轴环且第二通孔包括一个远离壳体的第二轴环,所述第一电连接元件穿过第一轴环伸出且所述第二电连接元件穿过第二轴环伸出。
在另一个实施例中,优选地,第一轴环包括一个第一内表面且第二轴环包括一个第二内表面,所述第一内表面的至少一部分流体密封地紧靠在第一电连接元件上且所述第二内表面的至少一部分流体密封地紧靠在第二电连接元件上。
在另一实施例中,优选地,至少一个加热元件包括PTC元件。
此外,优选地,多个散热片排布在壳体之间,所述散热片形成可以沿空气流动方向F被流动通过的空隙。
根据本发明的另一方面,壳体分别包括一个在壳体的第一端和第二端之间延伸的纵轴A,所述壳体形成垂直于纵轴A与空气流动方向F延伸的至少一排。
在本发明的另一实施例中,相邻壳体的第一封闭件彼此连接,并形成一个第一封闭条和/或相邻壳体的第二封闭件彼此连接并形成一个第二封闭条。
在另一个优选实施例中,壳体的第一端通过加热第一封闭件与第一封闭件摩擦配合和/或壳体的第二端通过加热第二封闭件与第二封闭件摩擦配合。
本发明的进一步优选实施例在权利要求和下面的附图说明中被描述。
附图说明
下面通过示例性实施例并参照附图详细说明本发明,其中:
图1示出了本发明的电加热器的第一实施例;
图2示出了根据图1的电加热器的加热单元;
图3详细地示出了根据图2的加热单元的一个构件;以及
图4示出了根据图2的加热单元的另一个构件的细节。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的电加热器1的等距视图。本发明的电加热器1可以例如用于机动车辆的一个加热或空调系统中。在这种情况下,电加热器1用于加热通过电加热器1的传热表面的空气,以便向机动车辆的乘客车厢中提供暖空气。
为了这个目的,加热或空调系统通常包括一个未在图1中示出的外壳。该外壳包括由该外壳的壁形成的空气管道。一个鼓风机被使用以生成一个空气流动,其中,空气从机动车辆的环境中或/和乘客车厢外吸入,并吹过外壳,使得空气流动的空气随后被电加热器1加热。沿空气流动方向,在电加热器1后,空气被引导通过管道,并以喷射方式离开外壳进入机动车辆的乘客车厢中。
如图1所示的电加热器1被排布在加热或空调系统的外壳的主空气管道中。在结构上,电加热器1包括一个加热器芯2。加热器芯2具有多个加热单元3。加热单元3的数量和大小可以在不同的实施例中不同。
每个加热单元3包括一个细长的壳体4,该壳体4以两个彼此平行地排布的宽边和两个也彼此平行排布的窄边为特征。由此,窄边与宽边连接以形成壳体4。壳体4还包括一个第一端5和一个与第一端5相对的第二端6。壳体4可以仅仅由一个元件制成或由几个可以相互连接以形成壳体4的元件组成。在一个优选实施例中,壳体4是由一种具有良好导热性的材料制成。
壳体4的第一端5作为一个开口端被制造,并且由被包括在第一端5中的一个第一封闭件9关闭。壳体4的第二端6作为一个开口端被制造,并且由一个第二封闭件10关闭。在可替代的实施例中,第二端6作为一个闭口端被制造,从而省略了第二封闭件10。
一个电加热元件在壳体4的内部,该电加热元件未在图1中示出,该电加热元件排布在两个绝缘元件之间,该绝缘元件未在图1中示出。该电加热元件被连接到一个电源的正极和负极上。该电源未在图1中示出。该电加热元件和绝缘元件可以例如被压装在一起。在其它优选实施例中,进一步的固定装置如胶水可以用于将电加热元件连接到绝缘元件上。绝缘元件可以以在绝缘元件和壳体4的内壁之间生成一个空气间隙的方式被排布在壳体4内。优选地,这些空气间隙位于壳体4的窄边和绝缘元件之间,而壳体4的宽边与该绝缘元件压装。
电加热元件可以例如包括PTC(PTC=正温度系数)元件。PTC元件,如由导电陶瓷材料制成的,是导电的且在低温下比在高温下更能传导电流。这是因为,它们的电阻随着温度的升高而增加。因此,传导电流强度和由此产生的发热功率随温度升高而降低。因此,该加热元件可以通过向它们施加电流来用于产生热量。该电流是从上文提到的电源中获得的。
加热元件由至少一个电连接元件7、8连接到未在图1中示出的一个电路板上。如图1所示的实施例,对于每个壳体4来说,包括两个电连接元件7、8,即一个第一电连接元件7和一个第二电连接元件8。在可替代的实施例中,电连接元件7、8可以在加热单元3的其它位置上起作用。
壳体4的窄侧以未在图1中示出的多个散热片为特征。所述散热片形成可以沿空气流动方向F被空气流动通过的空隙。由此,散热片提高了从壳体4的外表面到空气的热传导。在如图1所示的实施例中,空气基本沿空气流动方向F流动经过加热器芯2的进气表面11。空气之后流动通过加热器芯2并在随后从加热器芯的一个与进气表面11相对的出气表面12流出。
每个壳体4包括一个在细长壳体4的第一端5和壳体4的第二端6之间延伸的纵轴A。包括在电加热器1中的壳体4沿垂直于空气流动方向F且垂直于壳体4的纵轴A延伸的一排13排布。
第一封闭件9和第二封闭件10由热收缩塑料材料制成。第一封闭件9以流体密封方式封闭壳体4的第一端5。第二封闭件10以流体密封方式封闭壳体4的第二端6。
图2示出了一个根据图1的加热单元3。第一封闭件9由热收缩塑料材料制成,并且包括一个基本帽状的第一座体14。第二封闭件10由热收缩塑料材料制成,包括基本上帽状的第二座体15。在电加热器的制造过程中,在电加热元件被插入壳体4之后,用于制造第一封闭件9和第二封闭件10的热收缩塑料材料被模制在壳体4的第一端5和第二端6周围。热收缩塑料材料随后受到热处理。在该热处理期间,热收缩塑料材料收缩并在壳体4的第一端5和第二端6周围形成流体密封。由此,第一封闭件9的第一边缘16以流体密封的方式包围壳体4的第一端5,第二封闭件10的第二边缘17以流体密封的方式包围壳体4的第二端6。
第一封闭件9的基本帽形的第一座体14包括一个具有外表面和内表面的第一侧壁18。第一封闭件9的第一侧壁18的内表面在壳体4的第一端5的区域内流体密封地紧靠壳体4的外壁19。第二封闭件10的基本帽形的第二座体15包括一个具有外表面和内表面的第二侧壁20。第二封闭件10的第二侧壁20的内表面在壳体4的第二端6的区域内流体密封地紧靠壳体4的外壁19。
第一封闭件9包括一个第一通孔21和一个第二通孔22,该第一通孔21和第二通孔22彼此相邻地贯穿第一封闭件9,而且,该第一通孔21和第二通孔22与第一封闭件9的第一边缘16相对。第一电连接元件7穿过第一通孔21远离壳体4突出。第二电连接元件8穿过第二通孔22远离壳体4突出。
如图1和图2所示的加热单元4的堆叠是示例性的。在可替代的实施例中,它可以在不偏离本发明的范围的情况下以不同的方式堆叠。根据本发明的设想,加热单元4具有至少一个由热收缩塑料材料制成的封闭件9、10。
图3示出了根据图1和图2的第一封闭件9的细节图。第一封闭件9包括一个基本帽状的第一座体14,其具有第一边缘16和与第一边缘16相对的两个通孔21、22。
第一通孔21包括一个第一轴环23,并且第二通孔22包括一个第二轴环24。第一轴环23与第二轴环24成形为从热收缩塑料材料凸起的烧杯状突起。在如图2所示的加热单元的被组装的状态下,未在图3中示出的第一电连接元件穿过第一轴环23伸出,并且未在图3中示出的第二电连接元件穿过第二轴环24伸出。
第一轴环23包括一个具有外表面和内表面的第一侧壁25。在如图2所示的加热单元的被组装的状态下,第一轴环23的第一侧壁25的内表面流体密封地紧靠第一电元件的一部分。第二轴环24包括一个具有外表面和内表面的第二侧壁26。在如图2所示的加热单元的被组装的状态下,第二轴环24的第二侧壁26的内表面流体密封地紧靠第二电元件的一部分。
图4示出了根据图1和图2的第二封闭件10的细节图。第二封闭件10包括一个具有第二边缘17的基本帽状的第二座体15。
显然,尽管本发明在一个优选实施例中如图1至图4所示,本领域的技术人员在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种变型和改变。
Claims (14)
1.一种电加热器(1),包括一个具有多个加热单元(3)的加热器芯(2),所述加热单元(3)具有一个壳体(4)和至少一个排布在其中的电加热元件,所述壳体(4)包括一个开口的第一端(5)和一个与第一端(5)相对的开口或闭口的第二端(6),用于与至少一个加热元件电接触的至少一个电连接元件(7、8)排布在壳体(4)的第一端(5)和/或第二端(6)上,所述第一端(5)包括用于流体密封地关闭第一端(5)的一个第一封闭件(9),和/或第二端(6)包括用于流体密封地关闭第二端(6)的一个第二封闭件(10),其特征在于,所述第一封闭件(9)和/或第二封闭件(10)是由热收缩塑料制成的;所述第一封闭件(9)包括一个基本上帽状的具有第一边缘(16)的第一座体(14),和/或第二封闭件(10)包括一个基本上帽状的具有第二边缘(17)的第二座体(15),所述第一边缘(16)包围该壳体(4)的第一端(5),且所述第二边缘(17)包围该壳体(4)的第二端(6);壳体(4)的第一端(5)通过加热第一封闭件(9)与第一封闭件(9)摩擦配合,和/或壳体(4)的第二端(6)通过加热第二封闭件(10)与第二封闭件(10)摩擦配合;
所述壳体(4)以两个彼此平行地排布的宽边和两个也彼此平行排布的窄边为特征,所述电加热元件排布在两个绝缘元件之间,电加热元件和绝缘元件被压装在一起;绝缘元件以在绝缘元件和壳体的内壁之间生成一个空气间隙的方式被排布在壳体(4)内,这些空气间隙位于壳体(4)的窄边和绝缘元件之间,而壳体(4)的宽边与该绝缘元件压装。
2.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,所述电加热器(1)用于机动车辆的一个加热或空调系统。
3.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,所述第一封闭件(9)的第一座体(14)包括一个第一内表面,和/或第二封闭件(10)的第二座体(15)包括一个第二内表面,所述第一内表面的至少一部分流体密封地紧靠该壳体(4)的第一端(5),和/或所述第二内表面的至少一部分流体密封地紧靠该壳体(4)的第二端(6)。
4.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,一个第一电连接元件(7)和一个第二电连接元件(8)穿过该第一封闭件(9)伸出,或第一电连接元件(7)穿过第一封闭件(9)伸出并且第二电连接元件(8)穿过第二封闭件(10)伸出。
5.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,第一封闭件(9)的第一座体(14)包括与第一边缘(16)相对的至少一个通孔(21、22),所述至少一个电连接元件(7、8)穿过至少一个通孔(21、22)伸出。
6.根据权利要求4所述的电加热器(1),其特征在于,第一封闭件(9)的座体(14)包括一个与第一边缘(16)相对的第一通孔(21),并且第二封闭件(10)的座体(15)包括一个与第二边缘(17)相对的第二通孔(22),所述第一电连接元件(7)穿过第一通孔(21)伸出,并且所述第二电连接元件(8)穿过第二通孔(22)伸出。
7.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,第二封闭件(10)不包括通孔。
8.根据权利要求5或7所述的电加热器(1),其特征在于,第一封闭件(9)的第一座体(14)包括一个第一通孔(21)和一个第二通孔(22),其中第一电连接元件(7)穿过第一通孔(21)伸出,并且第二电连接元件(8)穿过第二通孔(22)伸出。
9.根据权利要求8所述的电加热器(1),其特征在于,第一通孔(21)包括一个远离壳体(4)的第一轴环(23),且第二通孔(22)包括一个远离壳体(4)的第二轴环(24),所述第一电连接元件(7)穿过第一轴环(23)伸出,且所述第二电连接元件(8)穿过第二轴环(24)伸出。
10.根据权利要求9所述的电加热器(1),其特征在于,第一轴环(23)包括一个第一内表面,且第二轴环(24)包括一个第二内表面,所述第一内表面的至少一部分流体密封地紧靠在第一电连接元件(7)上,且所述第二内表面的至少一部分流体密封地紧靠在第二电连接元件(8)上。
11.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,至少一个加热元件包括PTC元件。
12.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,多个散热片排布在壳体(4)之间,该散热片形成能够沿流动方向(F)被流动通过的空隙。
13.根据权利要求12所述的电加热器(1),其特征在于,壳体(4)分别包括一个在壳体(4)的第一端(5)和第二端(6)之间延伸的纵轴(A),所述壳体(4)形成垂直于纵轴(A)与流动方向(F)延伸的至少一排(13)。
14.根据权利要求1所述的电加热器(1),其特征在于,相邻壳体(4)的第一封闭件(9)彼此连接并形成一个第一封闭条,和/或相邻壳体(4)的第二封闭件(10)彼此连接并形成一个第二封闭条。
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