CN108156677B - 电加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有加热元件壳体(134)的PTC加热元件(40)，该加热元件壳体(134)作为结构单元装配至少一个PTC元件(120)和接触板(128)，该接触板(128)为PTC元件(120)供电并形成用于电插塞连接的接触片(42)，从而以电连接被电连接到所述PTC元件(120)的电极(130)，其中所述PTC元件(120)至少在其两个主侧表面(122)中的一个上覆盖有绝缘层(124)，并且希望提供生产成本低且具有轻质构造的这样一种加热元件壳体。为此，本发明提出，PTC加热元件包括注塑塑料框架(134)，该塑料框架(134)仅在绝缘层的边缘处包围绝缘层(124)并限定相对设置的框架开口(136)，PTC元件(120)及其主侧面(122)位于框架开口(136)的后面。

Description

电加热装置
技术领域
本发明涉及一种具有加热元件壳体的PTC加热元件，该加热元件壳体作为结构单元装配至少一个PTC元件和接触板，接触板给PTC元件供电并形成用于电插塞连接的接触片，以电连接被电连接到PTC元件的电极。
背景技术
这种PTC加热元件例如从EP 2 607 121 A1已知。这种现有技术PTC元件是空气加热器的PTC加热元件。若干个PTC元件容纳在形成加热元件壳体的定位框架中，这些PTC元件通过接触板而在相对设置的主侧表面上接触，所述PTC元件被锁定到定位框架。在一面侧，连接端口突出于加热元件壳体之外并一体形成在加热元件壳体上，由聚四氟乙烯制成的、并且在外周表面上设置有迷宫式密封件的密封套筒被拉出连接端口。由塑料膜形成的绝缘层分别施加到接触板的背离PTC元件的外侧。
类似的PTC加热元件分别从EP 1 253 808 A1和EP 1 395 098 A1中已知。在该现有技术中，在制造加热元件壳体的过程中接触板至少在一侧上与绝缘层一起包覆成型，从而使得只有PTC元件被插入到框架状加热元件壳体的开口中，并且在相反的一侧由接触板和绝缘层覆盖。
尽管与前述现有技术相比，这样的实施例在生产技术方面表现出简化，但是该设计仍然相对笨重且复杂。本发明寻求提供一种PTC元件，特别是用于汽车工业。PTC加热元件越来越多地用于机动车辆中，特别是在电动机动领域。这些领域必须是制造成本低且尽可能的轻。此外，由于PTC元件具有自调节特性，并且如果PTC元件产生的热量仅被不充分地去除，则PTC元件只能以低效率运行，因此期望能够良好的热分离PTC元件产生的热量。
发明内容
鉴于此，本发明提出通过仅在边缘处包围绝缘层的注塑塑料框架来形成加热元件壳体。塑料框架形成彼此相对设置的框架开口并且围绕绝缘层的并且优选地是PTC元件的非常窄的边缘区域，但是不完全覆盖PTC元件。PTC元件的主侧表面设置在由塑料框架限定的框架开口的后面。可以理解的是，PTC元件目前在其主侧表面上完全地或主要地由均匀地突出在PTC元件上的绝缘层覆盖。
根据本发明的PTC加热元件可以以常规方式通电。金属板片贴靠在PTC元件的相互对立的主侧表面上，并且优选与电插塞连接的接触片一体形成。这些接触板可以完全或部分地覆盖PTC元件的主侧表面。绝缘层通常在与PTC元件的主侧表面相对的一侧上直接邻接接触板。
注塑成型的定位框架通常通过将绝缘板与设置在绝缘板之间的PTC元件包覆成型来制造。塑料框架以材料适配和/或形状适配的方式与绝缘板和两个绝缘板之间的至少一个PTC元件连接。塑料框架优选地构造为单件式部件。塑料框架优选限定PTC加热元件的外周表面，PTC加热元件仅通过两个接触片在预定侧上突出。该侧是用于连接控制器或连接电路板的PTC加热元件的连接侧。在这一侧上，塑料框架可以利用框架材料本身形成插头元件，优选插塞连接的公插头元件。该插头元件构造成使得PTC元件能够机械地附接在插头元件保持夹具中，即，PTC元件的也在插入方向上的连接仅通过加热元件壳体的构造来实现。PTC元件可以仅由于插塞连接而被保持在插塞连接的保持器中，例如，将循环腔室与连接腔室分开的分隔壁。塑料框架可以由硅树脂制成。
为了形成尽可能流体紧密密封的插塞连接，并且考虑到将PTC元件良好地密封在加热元件壳体内，塑料框架根据本发明优选的改进方案由弹性体塑料材料形成。这种塑料材料优选不是TPE，而是交联的弹性体。由于弹性体塑料材料的弹性，插塞连接可以被构造成使得产生良好的保持力并且此外在插塞连接的区域中产生牢固的密封，例如流体紧密密封。
在根据本发明的解决方案中，绝缘层优选地直接抵靠PTC元件或者例如作为涂层立即施加在其上。与根据EP2607121A1的先前已知的现有技术相反，PTC元件的电力供应大体或主要通过表面侧来实现，即经由PTC元件的相互对立设置的边缘来实现，该边缘通常以与绝缘板的主延伸方向呈90度来延伸。
根据本发明的PTC加热元件通常是要连接到加热装置的分隔壁的独立元件。塑料框架规则地形成PTC加热元件的唯一的单个壳体，该壳体仅通过插塞连接而突出。除此之外，塑料框架通常确定根据本发明的PTC加热元件的外部尺寸。
在该优选实施例中，绝缘层优选暴露在相对设置的框架开口中，即与塑料框架的材料一起形成PTC加热元件的外表面。加热元件壳体内的至少一个PTC元件的两个主要侧表面被该绝缘板覆盖并且优选直接抵靠在该加热元件壳体上。
绝缘层可由基本上覆盖PTC元件的整个主侧表面的单层或多层绝缘板形成，所述单层或多层绝缘板均匀地与PTC元件重叠，即，至少在一侧上，优选在多侧上，特别优选在整个侧面上突出于PTC元件。绝缘层可以例如通过陶瓷板和塑料板的组合来形成。然而，绝缘层也可以例如通过用电绝缘材料涂覆PCT元件而形成。在这种情况下，PTC元件形成基底，并且绝缘层的外表面通常暴露在塑料框架内，从而产生由PCT元件产生的热的良好的热输出。涂层的一个实例是陶瓷涂层，其通过PVD或CVD施加到作为基底的PTC元件上。作为绝缘涂层施加到PTC元件的主侧表面上的绝缘层可以与由陶瓷和/或塑料材料制成的绝缘板组合。
对至少一个PTC元件通电以本身已知的方式进行，优选地通过金属板片来进行。金属板片作为一体形成的部件形成接触片以及电连接到PTC元件的电极。这种电极通常不是通过PVD或CVD施加到PTC元件表面上并附着在其上的金属化部。它是PTC元件的一部分。为了形成接触，金属板片具有导电的接触脊部，该导电的接触脊部抵靠PTC元件并且通常通过接触片在接触脊部的纵向延伸的方向上延伸，接触片在外部突出超过加热元件壳体。PTC元件的所有其余部分或者通过与塑料材料包覆成型来密封或者设置在框架开口内。
为了制造根据本发明的PTC元件，金属板片以导电的方式在相对设置的边缘表面上与PTC元件接合。以这种方式也可以将若干个PTC元件结合到金属板片上。PTC元件可以彼此间隔开设置，以避免PTC加热元件的中心区域过热。然而，至少在脊部的区域中，金属板片具有比PTC元件稍小的厚度。这样，绝缘板被放置在PTC元件(或多个PTC元件)的相对的主侧表面上。
绝缘层是绝缘板或者优选地包括绝缘板，例如陶瓷板，因为绝缘板表现出相对良好的导热性。绝缘板优选以这样的方式放置，使得它在整个圆周上在PTC元件上方突出，并且在其位于的那些位置处部分地覆盖金属板片。绝缘板可以通过粘合剂连接到金属板片和/或PTC元件，或者暂时固定在金属板片和/或PTC元件上。将如此制备的单元放置在注塑模具中，在注塑模具的模腔内，绝缘板的主侧表面基本上夹在半模之间。只有用于形成塑料框架的边缘区域作为周向地围绕PTC元件和金属板片的周向环形通道而保持暴露。然后将塑料材料，优选弹性体塑性材料注入该环形通道中，在环形通道中塑料材料交联并因此硬化或固化。在获得塑料材料的足够硬度后，将成品从注塑模具中取出。为了柔和地密封绝缘板的主侧表面，注塑模具可以具有处于闭合状态的表面，该表面与绝缘板相互作用，并且由柔软的，优选软弹性的材料例如硬质塑料材料形成。注塑成型形成塑料框架的材料在相对较低的压力下进行。
本发明的塑料框架通常周向地围绕绝缘层，并因此包围绝缘层。尽管其主表面部分暴露在两个框架开口内，但是边缘即纵向边缘或外缘直接接触形成塑料框架的材料并因此由形成塑料框架的材料密封。因此，绝缘层和接触板以及一个或多个PTC元件被密封在塑料框架内。塑料框架防水密封地抵靠绝缘层。通过使用用于形成塑料框架的弹性体塑料材料来促进防水型密封。
根据本发明的一个优选的改进方案，所述塑料框架在其外侧上设置有渐缩的邻接脊部。该邻接脊部形成为在塑料框架的厚度方向上渐缩。邻接脊部通常设置有至少一个塑料框架的框架连接件。特别优选的是，邻接脊部设置在塑料框架的三个连续的外侧或框架连接件上。在与接触表面相对设置的塑料框架的侧面上，底部邻接脊部形成对加热装置壳体的基部的密封。与其成直角延伸的边缘侧邻接脊部用于密封加热装置壳体的侧壁。PTC元件可以以交替错开的方式设置，使得每个第一PTC加热元件抵靠例如加热装置壳体上的左侧，而每个第二PTC加热元件抵靠在相对的右壳壁上。以这种方式，以简单的方式形成弯曲的流动通道。边缘侧邻接脊部将PTC加热元件抵靠加热装置壳体密封。邻接脊部优选地形成为一件式(one piece)，即，是注塑塑料框架的整体部件。特别地，在将根据本发明的PTC加热元件安装到加热装置壳体中之后，下邻接脊部也可以用作压缩元件，以便通过弹性预张力确保特定的安装位置。这种固定可以是机械固定，用于将PTC加热元件机械地固定到加热装置壳体上。然而，预张力还可以或附加地提供接触片的可靠接触，因为PTC加热元件是预张紧的。
本发明提供了经济地制造PTC加热元件的可能性，其是通过将接触片与电极和至少一个PTC元件一起预先组装，并且将由PTC元件的相对的主侧表面上的绝缘板覆盖的它们插入到其中形成塑料框架的注塑模具中。塑料框架优选由弹性体材料形成，使得塑料框架也可以形成用于插塞连接的密封装置，插塞连接的公插头元件优选由PTC加热元件本身形成。弹性体塑料材料还具有以下优点：塑料框架密封绝缘板以及也可能密封金属板片以用于以永久弹性的方式为PTC元件(或多个PTC元件)供电。由于绝缘板优选直接抵靠PTC元件，并且为PTC元件供电发生在表面侧上，所以由PTC元件产生的热量被最佳地分离。PTC加热元件重量轻。它可以经济地生产。
本发明的PTC加热元件尤其是例如由EP 2 797 381 A1已知的用于热水器的PTC加热元件，并且该PTC加热元件包括循环腔室，该循环腔室构造成流体密封，特别是防水密封，待加热的液体可以在循环腔室中循环，并且循环腔室通过分隔壁与连接腔室分隔开，PTC加热元件的接触片暴露在连接腔室中。优选地，将若干个PTC加热元件设置为这种电加热装置的一部分。通过选择用于形成塑料框架的弹性体塑料材料，根据本发明的PTC加热元件可以被插入到分隔壁中，以便将接触片布置在连接腔室中并且由于插塞连接而使循环腔室相对于连接腔室密封。插塞连接还允许PTC加热元件沿插入方向保持，使得分隔壁可以首先与所有PTC加热元件配合，以便处理由此预组装的单元并最终封闭包括PTC加热元件(多个PTC加热元件)的加热装置壳体。
附图说明
根据以下结合附图的实施例的描述，本发明的进一步细节和优点将变得显而易见，其中：
图1示出了壳体的第一实施例的立体俯视图；
图2示出了图1所示实施例的立体侧视图；
图3示出了设置在第一实施例中的盖板22，其与PTC加热元件一起被单独地示出；
图4示出了当装配有PTC加热元件时图3所示的盖板；
图5示出了本发明的第二实施例的立体截面侧视图；
图6示出了根据图5中的视图的细节VI；
图7示出了第二实施例的控制桶的立体图；
图8示出了沿着根据图7中的视图的沿线VIII-VIII截取的立体纵截面图；
图9示出了具有设置在塑料壳体上的屏蔽件的第二实施例的立体局部展示侧视图；
图10示出了PTC加热元件的部件的立体侧视图；
图11示出了PTC加热元件的部件的局部展示立体侧视图；
图12示出了PTC加热元件的立体横截面图；
图13示出了穿过根据图3和图4的盖板的纵截面图，其中单个PTC加热元件被容纳在其中；
图14示出了去除壳体盖的另一实施例的立体侧视图；
图15示出了没有壳体盖的另一实施例的类似于图14的视图；
图16示出了穿过另一实施例的分隔壁的立体截面图。
具体实施方式
1.加热装置的基本构造
图1示出了配置为热水器的电加热装置的由附图标记2表示的壳体的立体俯视图。壳体2具有由塑料材料制成的壳体桶元件4。这种塑料材料目前是硬质塑料材料。壳体2形成一个进入端口6和一个排出端口8，入口端口6和排出端口8目前实施为一体地形成在壳体桶元件4上。端口6和端口8被设计成软管连接端口，分别形成到由附图标记14表示的循环腔室14的一个入口10和一个出口12。循环腔室14被分成两个加热腔室，在图1和图2中仅能看到图中前面所示的在两个加热腔室中的加热腔室16。循环腔室14由分隔壁20分开，分隔壁20一体地形成在壳体桶元件4上并且从壳体桶元件4的基部18向内突出，并且通过由附图标记24表示的并且形成在由附图标记22表示的盖板上的另外的分隔壁24延续。在与两个喷嘴6、8相对设置的一侧上，两个加热腔室16通过连接通道相互连接，所述连接通道可以在根据图5的壳体2的第二实施例中看到并由附图标记26表示。该连接通道26通过通道壁隔段28和通道壁隔段30与加热腔室16分开，通道壁隔段28一体地形成在盖板22上并且与分隔壁20成直角地延伸，通道壁隔段30从壳体桶元件4的基部18突出。
盖板22由塑料材料制成。在当前情况下，盖板22由硬质塑料材料制成。原则上，使用硬质塑料材料制造壳体2或其部件具有如下优点：硬质塑料材料表现出约150℃的相对高的温度稳定性，并且在-40℃的温度下也不显示脆性。由于在加热操作期间以及在极寒地区操作车辆时产生的要求，这导致全部或部分由硬质塑料材料形成的壳体具有更好的耐温性能。然而，与热固性材料相比，硬质塑料材料也是优选的，因为硬质塑料材料比热固性材料具有更好的抵抗泄漏电流的阻力。
图4示出了没有壳体桶元件4的盖板22。盖板22具有周向边缘32，周向边缘32与形成在外壳桶元件4上的周向槽34相互作用。在周向边缘32穿透进入该槽34之前该槽34充满粘合剂，在当前情况下为充满环氧树脂胶，以将盖元件22粘接到壳体桶元件上。隔段24和隔段28以相同的方式分别连接到壳体桶元件4的对应的壁元件20和30。循环腔室14然后以流体密封的方式密封在壳体桶元件4的基部18与盖元件22之间，并且被由壳体桶元件4形成的壁周向地围绕并且与其基部18成直角地延伸。
在组装之前，盖元件22以图3和4所示的方式安装PTC加热元件40。为了该目的，将PTC加热元件40在连接侧(即，每个PTC加热元件40都具有两个接触片42)插入到一体形成在盖板22中的母插头(插座)元件保持夹具44中。这些插头元件保持夹具44每个都设置接触片42(参见图1和图3)穿透其中的纵向狭槽46。纵向狭槽46是在盖板22(作为内壁的一个实例)中开口的通孔的实例。
图4示出了将PTC加热元件40插入到母插头元件保持夹具44中。对于在插入之后建立的插塞连接，PTC加热元件40具有密封套环48，该密封套环被构造成适于插头元件保持夹具44的尺寸并且由弹性材料形成，该弹性材料密封地注入到母插头元件保持夹具44中，使得狭槽46流体密封地紧密抵靠着循环腔室14。此外，通过注射形成密封套环48的材料，PTC加热元件40被保持摩擦地接合在母插头元件保持夹具44内，即也在与接触片42的纵向延伸方向相对应的插入方向上。以这种方式连接，即使具有母插头元件保持固定夹具44的盖板22向下取向，PTC加热元件40也粘附到盖板22，如图3所示。
2.壳体基部构件
图5以截面图的形式示出了由附图标记50表示的壳体基部构件的实施例的属性。壳体基部构件50形成由附图标记52表示的壁，壁52在周向上围绕循环腔室16，即，加热室16和连接通道26。在先前描述的实施例中作为单独部件提供的盖板22目前与壳体基部构件50一体地构成，并且目前也形成分隔壁54，类似于第一实施例，分隔壁54将循环腔室16与连接腔室56分隔开，目前所有PTC加热元件40的所有接触片42都暴露在连接室56中。由附图标记58指示的、周向地包围连接腔室的壁也由壳体基部构件50形成。最后，分别在端口6和端口8的延伸方向上以及在该方向上在循环腔室16或连接腔室56后面，壁60由壳体基部构件50形成并且周向地围绕控制腔室62。由附图标记64表示的控制腔室基部由壁52中的一个和壁58中的一个部分地形成，壁60从控制腔室基部64上形成。在平行于喷嘴6和喷嘴8的延伸方向延伸的截面图中，壳体基部构件因此看起来具有H形横截面，并且在H的一侧邻接有U。壳体基部构件50由塑料材料制成并且构造为一体形成的部件。壳体基部构件50目前由硬质塑料材料形成。
每个壁52、58和60在侧面都设有周向凹槽66、68、70。这些凹槽66、68、70的功能特别由图6示出。在此示出了控制腔室62的盖元件72，该盖元件被构造为具有周向边缘74的基本平坦的板。边缘74在相关联的槽70中接合并且将施加在那里的粘合剂移位(在当前情况下为环氧树脂粘合剂)。边缘74形成配合凹槽76的外边缘，配合凹槽76形成在盖元件72上并且在内部由内脊部78限定。由此形成了一种迷宫式密封件，被移位的粘合剂可以进入该迷宫式密封件中，在安装盖元件72之前该粘合剂已被引入凹槽70或配合凹槽76中。相应地，覆盖循环腔室14的壳体盖80和覆盖连接腔室56的壳体盖82分别形成在边缘侧上，并且附接到壳体基部构件50并且抵靠它密封。
同样如图6所示，控制腔室基部64设置有通道开口84，冷却元件86被引入通道开口84中。密封环88设置在冷却元件86和通道开口84的内圆周壁之间，用于将循环腔室14相对于控制腔室62密封。在控制壳体侧，冷却元件86形成环形止挡件90，止挡件90抵靠通道开口84的侧面端面，其作为突出套环92朝向控制腔室62的方向延伸并且由壳体基部构件50的材料形成。
如图7所示，冷却元件88的外周向表面至少在朝着循环腔室14的方向上形成基本上为圆柱形，该外周向表面在锁定突起94的相对侧沿周向突出，锁定突起94与锁定卡爪96相互作用，所述锁定卡爪96在内圆周上突出于基本上圆柱形的通道开口84以形成卡口式锁定装置，冷却元件86利用所述卡口式锁定装置相对于壳体基部构件50锁定。密封环88可构造成使得这种锁定装置保持轴向和/或径向预张紧。另外，控制腔室基部64可以在循环腔室14的侧面上设有邻近通道开口84的开口的凹部，锁定突起94接合在该凹部中，并且以形状适配且防止旋转的方式保持冷却元件86以防止卡口式锁定装置94、96被意外地释放。
图7提供了由控制腔室基部64和壁60形成的控制壳体桶的视图，并且在最终的组装状态下该壳体桶由盖元件72封闭。
图5示出在分隔壁54上方的由分隔壁54和壁58形成的连接桶100。在位于其下方的根据图5的视图的一侧上，由分隔壁54和壁52通过壳体基部构件50形成循环壁102。壳体基部构件50形成基本上仅需要被盖元件72、80、82覆盖的所有腔室14、56、52，以便形成可操作并形成为轻质塑料部件的电加热装置。
3.密封地包覆成型的电流条
图8示出了在连接腔室56和控制腔室62之间作为导体迹线提供的电流条104。电流条104在控制腔室基部64的高度处并在控制腔室基部64内以相反的方向两次弯曲90°。位于控制腔室62内的电流条104的一端被配置为用于设置在控制腔室内的印刷电路板组件106(参见图6)的插头连接件。另一端设置在连接腔室内，作为用于设置在连接腔室内的分配器板(在前面的附图中省略)的连接条108。分配器板可以像EP 2 505 931 A1中那样构造。若干个连接条108通过以相同方式设置的若干个电流条104暴露在连接腔室56内。连接条108平行于接触片42延伸到PTC加热元件。分配器板可以从上方降入连接腔室中以接触所有的接触片42和连接条108。
4.屏蔽作用
金属板片128由冲孔金属板片形成，并表示接触板的实施例。
图9示出了上述壳体2的局部截面图。该塑料壳体2被两个金属外壳110和112包围，这两个金属外壳110和112形成对电加热装置的屏蔽，使得电磁辐射不能从电加热装置射出。金属壳体110和112的分界面大致位于两个喷嘴6和8的中心高度处。金属外壳110和112基本上完全围绕壳体2。只有形成在塑料壳体2上的附接突起114向外突出超过金属外壳110和112，穿过在金属外壳110和112上形成的凹槽115并穿过由此形成的屏蔽。而且，由附图标记116和118表示的连接器壳体突出，其中连接器壳体116目前设置用于高压电力电流，并且连接器壳体118设置用于低压控制线路。图9所示的实施例允许通过由塑料材料制成的附接元件110来连接壳体2。在使用它们时，可以以简单的方式来满足将壳体2固定在机动车辆内的所需位置的要求。在图9中，金属外壳110和112形成为基本上端对端。它们也可以由多孔板形成，而不受金属外壳110和112的影响，因为缺失EMC保护。
5.作为框架元件的PTC加热元件
图10示出了PTC元件120，其在其相对设置的主侧表面122上设置有绝缘层124。绝缘层124目前是由氧化铝制成的陶瓷板。然而，它也可以作为涂层施加到PTC元件120上，或者作为涂层与单层或多层绝缘涂层的组合。PTC元件120被设计为分别具有宽度B或长度L的片状，宽度B或长度L比对应于两个主侧表面122之间的距离的厚度D大至少10倍。基本上在长度方向L上延伸的金属板片128设置在彼此相对设置的侧面表面126上，并粘接到PTC元件120上，并以导电的方式与PTC元件128的表面金属化部连接，表面金属化部通过PVD或CVD的方式施加以用作一种保护。每个这些金属板片都形成导体迹线，以不同的极性与PTC元件120通电。金属板片128由相对较窄的接触脊部130和相对于接触脊部130在宽度方向B上加宽的接触片42组成。
目前形成到PTC元件的电极的接触脊部130电连接到PTC元件120的金属化部。接触片42的厚度小于接触脊部130的厚度。接触脊部130的厚度又小于PTC元件的厚度D。金属板片128被设置成使得其在任何点都不突出到PTC元件120的主侧表面122之上。如特别在图11和12中可见，绝缘层124横向突出超过PTC元件120。绝缘层124因此具有大于PTC元件120的主侧表面122的基部区域的基部区域。因此，绝缘层124的外边缘在其两侧接收它们之间的接触脊部130(参见图12)。每个接触脊部130粘合到相对设置的侧面表面126中的一个上。绝缘层124同样粘合到PTC元件120上。绝缘层124直接抵靠PTC元件。绝缘层124中的一个因此直接接触PTC元件的相关联的主侧表面122。
相应的金属板片128的外侧是完全平坦的并且严格沿着长度L的方向延伸。接触片42在宽度方向上形成为大于接触脊部130并且在PTC元件120上朝向彼此伸出(参见图10)。接触片42也比接触脊部130更薄。
与接触脊部130相比加宽的金属板片128的区域被容纳在以框架状的方式围绕PTC元件120的加热元件壳体134中。该塑料框架134包围绝缘层124的周向边缘。边缘表面132也由形成塑料框架134的材料密封。塑料框架134通过包覆模制弹性材料而形成为弹性塑料框架134。在成品PTC加热元件40的情况下，只有接触片42在侧面塑料框架134上突出。用于发热和导电的PTC加热元件40的所有其他功能部件被容纳在塑料框架134内。特别如图12所示，具有相对设置的主侧表面122的PTC元件120位于由附图标记136表示并由塑料框架134形成的框架开口后方。这些框架开口136被绝缘层124覆盖。在此塑料框架134几乎不覆盖PTC元件的主侧表面122，从而这使PTC元件120的主侧表面122的大约100％暴露在所述框架开口136的后方。
塑料框架134的与密封套环48成直角地突出的框架连接件在边缘侧上分别设置有邻接脊部137。邻接脊部137被设计成锥形板条，其厚度与塑料框架134的厚度相比逐渐减小。例如，可以看出，在图6中，每个PTC加热元件40都被设置成一个PTC加热元件相对于后面的一个PTC加热元件稍微交错开，使得每个第一PTC加热元件40在左侧抵靠在壳体2的壁上，并且在那里通过密封地抵靠在循环腔室14的边界壁上的邻接脊部137密封。因此，没有流体可以在该侧上流过PTC元件40，但是其可以流过位于上游或下游的流动方向上的PTC加热元件。后者又用其邻接脊部137抵靠限定循环腔室14的相对侧的壁，并在那里改变流动通道的方向。因此，通过PTC加热元件40的交替布置形成弯曲流动通道。
6.插塞连接
塑料框架134还形成前面描述的密封套环48，该密封套环48设置有朝接触片42的自由端渐缩的段138(参见图13)。这些段138中的三个目前在接触片42的纵向延伸方向上依次设置。在框架开口136和这些段138之间由加热元件壳体134形成环形止挡件140。如图13所示，该止挡件密封抵靠由母插头元件保持夹具44形成的圆柱形配合表面142。
如图2和5所示，PTC元件40的相对布置的侧面在安装之后邻接壳体2的基部18。为了精确定位，在基部18上设置有凹部144，加热元件壳体134的侧面表面容纳在凹部144中。这确保了PTC加热元件相对于分隔壁54精确的直角定位。此外，产生了保持力，其防止插入分隔壁54中的PTC加热元件40在操作过程中特别是由于车辆的振动从母插头元件保持夹具44脱落。PTC加热元件40的这个基部侧邻接也确保了PTC加热元件的插塞连接内的接触压力，从而它们将纵向狭槽46牢固且永久地密封到连接腔室56。
可以理解的是，凹部144也可以被省略。类似于邻接脊部137，邻接脊部137也可以设置在塑料框架134的与密封套环48相对设置的下侧上，并在那里密封，以及被支撑并抵靠壳体2的承受弹性压缩的基部18。这不仅在PTC加热元件40的下侧和壳体2之间提供紧密的流体密封。而是由于邻接脊部的压缩，也产生压缩力，并且将PTC加热元件40被圈住地保持在母插头元件保持夹具44中，即使当强烈的振动作用在电加热装置上时也是如此。
7.PTC加热元件的电连接
图14-16示出了使用另一实施例的实例的PTC加热元件40的电连接。图15示出了没有壳体2及其部件的实施例，类似于图3中的图示。对于电连接，在连接腔室56中提供冲孔金属板作为电流条146、148、150，其包括通过冲压和弯曲而形成的接触突起152，接触突起152抵靠受到弹性预张紧的接触片42并与接触片42接触。接触突起152突出到插座开口154中，插座开口154凹陷在电流条146、148、150的金属板片中。由附图标记148表示的电流条具有对应的插座开口154，其具有用于电流条104的接触突起152。由附图标记146和148表示的电流条每个都配备有功率晶体管156，功率晶体管156以导电的方式连接到相应的电流条146、150并且安装在电流条146和150上。功率晶体管156在输入侧连接到导体158，导体158同样形成为电流条，并且也设置有插座开口154，插座开口154具有用于分别通过电流条104接触的接触突起152。在连接腔室56内的导电仅通过金属板元件实现。这些金属板元件专门配备有功率晶体管156作为电气或电子元件。不再提供另外的电气或电子元件。
如特别在图16中所示，这些金属板146、148、150、158以彼此电绝缘的方式被插入到连接腔室56中并定位在那里。用于致动在电路板106上处理的功率晶体管146的控制信号经由导体158中的至少一个供应到相应的功率晶体管156。
图16示出了也在图15中由附图标记86表示的冷却元件的高度处的截面图。例如由卡普顿(Kapton)或陶瓷板制成的电绝缘涂层160施加在冷却元件86和功率晶体管156之间。设置在该绝缘层160和功率晶体管156之间的电流条146、150导致一定程度地扩散了功率晶体管156发射的热量。为此目的，电流条146或150分别可以是配置为至少在功率晶体管156的区域中具有更大的厚度。同样可以分别由铜形成电流条146或150，并由此形成具有良好导热性的材料。由于型辊，金属板材料在功率晶体管156的区域中可以具有增加的厚度。
电流条146、148、150、158可以通过冲压的方式设置有卷边突片或类似物，卷边突片或类似物与壳体2相互作用以将相应的电流条146、148、150、158附接到壳体2和/或将功率晶体管146抵靠或压靠经受预张紧的冷却元件86。
图16还示出了PTC加热元件40的变型。据此，接触片42在塑料框架134内被接收在由硬质塑料部件形成的连接插头162中。接触片42通过包覆成型被接收在连接插头162中。连接插头162由具有良好的抗漏电流和耐火性能的硬质塑料材料制成。连接插头162形成用于由PTC加热元件40形成的公插头元件的硬芯。该连接插头162仅被密封套环48的软弹性材料的薄涂层覆盖，由此在母插头元件保持夹具44内密封套环48形成的压缩力增加。连接插头162可以例如通过包覆模制两个金属板片128来实现，这两个金属板片128分别形成接触脊部130和接触片42作为一体形成的部件。以这种方式制备并且在空间上和物理上相对于彼此定位的情况下，连接插头162与金属板片128一起可以用软弹性塑料部件包覆模制以形成塑料框架134(如上所述)。
在根据图14-16的变型中，密封套环也形成为细长的。然而，不言而喻，每个单独的接触片42可以布置在具有基本上圆形或椭圆形横截面的圆柱形密封套环中。母插头元件保持夹具44同样具有分别为圆形或椭圆形的横截面。与具体描述的实施例相比，这样的实施例可以增加紧密度。可以理解，多边形横截面也是可能的。
图16进一步示出了冷却元件86在分隔壁54内的附接。在分隔壁54的高度处，冷却元件86在其外周上具有在边缘侧上突出超过冷却元件86的连接套环164，连接套环164通过对形成隔件54的塑料材料进行包覆成型而以形状适配(positive-fit)的方式密封。连接套环164的设计附带地也改进了循环腔室14和连接腔室56之间的密封性。
根据一个变型(未示出)，突出到连接腔室56的冷却元件86的表面也可以被形成分隔壁54的塑料材料覆盖。当冷却元件46被包覆成型时，可以通过在冷却元件86的表面和连接腔室56的内部之间注塑成型形成薄膜，功率晶体管156经由所述薄膜以电绝缘方式抵靠冷却元件86。这进一步简化了生产。功率晶体管156和冷却元件86之间不需要设置单独的电绝缘层。
附图标记说明
2壳体
4壳体桶元件
6进入端口
8排出端口
10入口
12出口
14循环腔室
16加热腔室
18基部
20分隔壁
22盖板
24分隔壁
26连接通道
28通道壁隔段
30通道壁隔段
32边缘
34凹槽
40PTC加热元件
42接触片
44母插头元件保持夹具
46纵向狭槽
48密封套环
50壳体基部构件
52壁
54分隔壁
56连接腔室
58壁
60壁
62控制腔室
64控制腔室基部
66循环腔室14的凹槽
68连接腔室56的凹槽
70控制腔室62的凹槽
72覆盖控制腔室62的盖元件
74边缘
76配合凹槽
78内脊部
80覆盖循环腔室的壳体盖
82覆盖连接腔室的壳体盖
84通道开口
86冷却元件
88密封圈
90止挡件
92套环
94锁定突起
96锁定卡爪
98控制壁
100连接壁
102循环壁
104电流条
106印刷电路板
108连接条
110金属外壳
112金属外壳
114连接突起
115凹部
116高电压连接器壳体
118低电压连接器壳体
120PTC元件
122主侧面
124绝缘层
126侧面表面
128金属板片
130接触脊部
132边缘表面
134加热元件壳体/塑料框架
136框架开口
137邻接脊部
138段
140止动件
142配合表面
144凹部
146电流条
148电流条
150电流条
152接触突起
154插座开口
156功率晶体管
158导体
160绝缘涂层
162连接插头
164连接套环
B PTC元件的宽度
L PTC元件的长度
D PTC元件的厚度

Claims (10)

1.一种具有加热元件壳体(134)的PTC加热元件(40)，所述加热元件壳体(134)作为结构单元装配至少一个PTC元件(120)和接触板(128)，所述接触板(128)为所述PTC元件(120)供电并形成用于电插塞连接的接触片(42)，从而电连接被电连接到所述PTC元件(120)的电极，其中所述PTC元件(120)在其两个主侧表面(122)上各自覆盖有绝缘层(124)，其中所述加热元件壳体包括注塑塑料框架(134)，所述注塑塑料框架(134)仅在绝缘层的边缘包围所述绝缘层并且限定相对设置的框架开口(136)，所述PTC元件(120)和其主侧表面(122)定位在所述框架开口(136)的后面，并且所述两个绝缘层(124)暴露在相对设置的框架开口(136)中，其中，塑料框架以材料适配和/或形状适配的方式与绝缘层和两个绝缘层之间的至少一个PTC元件连接，接触板(128)包括接触脊部(130)，所述接触脊部(130)以导电的方式在侧面上抵接所述PTC元件(120)。
2.根据权利要求1所述的PTC加热元件(40)，其中，所述绝缘层(124)直接抵靠所述PTC元件(120)或设置在所述PTC元件(120)上。
3.根据权利要求1所述的PTC加热元件(40)，其中，通过对形成所述塑料框架(134)的材料进行包覆模制而将所述PTC元件(120)和所述绝缘层(124)连接到所述塑料框架(134)。
4.根据权利要求3所述的PTC加热元件(40)，其中，形成所述塑料框架(134)的所述材料是弹性体塑料材料。
5.根据权利要求1所述的PTC加热元件(40)，其中，所述接触片(42)由金属板片形成，并且其中所述塑料框架(134)形成所述PTC加热元件(40)的外周向表面并且通过两个接触片(42)仅在一个侧面上突出。
6.根据权利要求1所述的PTC加热元件(40)，其中，所述塑料框架(134)在其外侧上设置有邻接脊部(137)。
7.根据权利要求6所述的PTC加热元件(40)，其中，所述邻接脊部的厚度小于所述塑料框架的限定所述框架开口的一部分的厚度。
8.根据权利要求1所述的PTC加热元件(40)，其中，所述塑料框架与所述绝缘层接触。
9.根据权利要求1所述的PTC加热元件(40)，其中，所述塑料框架围绕所述绝缘层提供防水密封。
10.根据权利要求9所述的PTC加热元件(40)，其中，所述绝缘层(124)的主侧表面设置在相对布置的框架开口(136)内并且在所述框架的外侧上暴露。
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