EP3772867A1 - Electric heating device and method for its production - Google Patents

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EP3772867A1
EP3772867A1 EP20189622.2A EP20189622A EP3772867A1 EP 3772867 A1 EP3772867 A1 EP 3772867A1 EP 20189622 A EP20189622 A EP 20189622A EP 3772867 A1 EP3772867 A1 EP 3772867A1
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heating
heating element
ptc
chamber
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Sascha Hort
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Eberspaecher Catem GmbH and Co KG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung (2) umfassend ein Gehäuse (16) mit einer Trennwand (24), die eine Anschlusskammer (28) von einer Heizkammer (30) zur Abgabe von Wärme trennt und von der zumindest ein PTC-Heizelement (12) mit einem Heizelementgehäuse (14) in Richtung auf die Heizkammer (30) abragt, in dem zumindest ein PTC-Element und zur Bestromung des PTC-Elementes (12) mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundene Leiterbahnen, die in der Anschlusskammer (28) elektrisch angeschlossen sind, isoliert abgestützt sind. Zur verbesserten Halterung des PTC-Heizelementes (12) wird ein das Heizelementgehäuse (14) umgreifendes Halteelement (2) vorgeschlagen, das mit der Trennwand (24) an ihrer der Heizkammer (30) zugewandten Seite und mit dem Heizelementgehäuse (14) verbunden ist.Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Heizvorrichtung (2), bei dem zunächst ein Gehäuse (16) mit einer Trennwand (24), die eine Anschlusskammer (28) von einer Heizkammer (30) zur Abgabe von Wärme trennt, und zumindest ein PTC-Heizelement (12) mit einem Heizelementgehäuse (14), in dem zumindest ein PTC-Element und zur Bestromung des PTC-Elementes mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundene Leiterbahnen, die isoliert in dem Heizelementgehäuse (14) abgestützt sind, hergestellt werden, das PTC-Heizelement (12) dann in eine Heizelementaufnahme der Trennwand (24) eingebracht wird, so dass es in Richtung auf die Heizkammer (30) von der der Trennwand (24) abragt, und schließlich ein mit dem Heizelementgehäuse (14) zusammenwirkendes Halteelement (2) über das Heizelementgehäuse (14) geschoben und mit der Trennwand (24) an ihrer der Heizkammer (30) zugewandten Seite verbunden wird.The present invention relates to an electrical heating device (2) comprising a housing (16) with a partition wall (24) which separates a connection chamber (28) from a heating chamber (30) for dissipating heat and from which at least one PTC heating element (12 ) with a heating element housing (14) protrudes in the direction of the heating chamber (30), in which at least one PTC element and for energizing the PTC element (12) with different polarity with this electrically conductively connected conductor tracks in the connection chamber (28 ) are electrically connected, are supported in isolation. For improved holding of the PTC heating element (12), a holding element (2) encompassing the heating element housing (14) is proposed which is connected to the partition (24) on its side facing the heating chamber (30) and to the heating element housing (14). The present invention also relates to a method for producing such an electrical heating device (2), in which first a housing (16) with a partition (24) which separates a connection chamber (28) from a heating chamber (30) for the purpose of emitting heat, and at least one PTC heating element (12) with a heating element housing (14) in which at least one PTC element and, for energizing the PTC element with different polarity, conductors connected to it in an electrically conductive manner, which are insulated and supported in the heating element housing (14) , the PTC heating element (12) is then introduced into a heating element receptacle of the partition (24), so that it is in the direction of the heating chamber (30) from the partition (24) protrudes, and finally a holding element (2) cooperating with the heating element housing (14) is pushed over the heating element housing (14) and connected to the partition (24) on its side facing the heating chamber (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit einem Gehäuse, welches eine Trennwand aufweist, die eine Anschlusskammer von einer Heizkammer zur Abgabe von Wärme trennt. Von der Trennwand ragt zumindest ein PTC-Element in Richtung auf die Heizkammer ab. Dieses PTC-Heizelement liegt nach Art einer Heizrippe in der Heizkammer frei. Das PTC-Heizelement hat zumindest ein PTC-Element und elektrisch leitend damit verbundene Leiterbahnen, die unterschiedlichen Polaritäten zur Bestromung des PTC-Elementes zugeordnet sind. Diese Leiterbahnen sind in der Anschlusskammer elektrisch an den Leistungsstrom angeschlossen.The present invention relates to an electrical heating device with a housing which has a partition wall which separates a connection chamber from a heating chamber for emitting heat. At least one PTC element protrudes from the partition wall in the direction of the heating chamber. This PTC heating element is exposed like a heating rib in the heating chamber. The PTC heating element has at least one PTC element and conductive tracks connected to it in an electrically conductive manner, which are assigned different polarities for energizing the PTC element. These conductor tracks are electrically connected to the power flow in the connection chamber.

Eine derartige Heizvorrichtung ist beispielsweise aus EP 1 872 986 A1 oder EP 2 337 425 A1 bekannt. Eine andere ebenfalls gattungsgemäße elektrische Heizvorrichtung ist aus EP 3 334 242 A1 bekannt. Bei diesem Stand der Technik wird das PTC-Heizelement zunächst als separates Bauteil hergestellt und als solches in eine Heizelementaufnahme, die an der Trennwand ausgebildet ist, eingesetzt, so dass das anschlussseitige Ende des Heizelementgehäuses abgedichtet in der Heizelementaufnahme der Trennwand aufgenommen ist und die Leiterbahnen mit ihren freien, anschlussseitigen Enden in der Anschlusskammer freiliegen, um dort elektrisch angeschlossen zu werden.Such a heating device is for example off EP 1 872 986 A1 or EP 2 337 425 A1 known. Another also generic electrical heating device is from EP 3 334 242 A1 known. In this prior art, the PTC heating element is first manufactured as a separate component and inserted as such in a heating element receptacle which is formed on the partition wall, so that the connection-side end of the heating element housing is sealed in the heating element receptacle of the partition wall and the conductor tracks with it their free, connection-side ends are exposed in the connection chamber in order to be electrically connected there.

Bei dem zuvor erwähnten Stand der Technik wird das so vormontierte PTC-Heizelement reibschlüssig in der Heizelementaufnahme gehalten. Das PTC-Heizelement hat dafür eine durch das Heizelementgehäuse ausgebildete Labyrinthdichtung, die in die Heizelementaufnahme eingepresst ist.In the prior art mentioned above, the PTC heating element preassembled in this way is held in the heating element receptacle with a friction fit. For this, the PTC heating element has a labyrinth seal formed by the heating element housing, which is pressed into the heating element receptacle.

Nach der Lehre von EP 3 334 242 A1 soll die Befestigung des PTC-Heizelementes zumindest für die Montage der einzelnen Komponenten der vorbekannten elektrischen Heizvorrichtung tauglich sein. Nach der Montage sämtlicher Komponenten der elektrischen Heizvorrichtung stützt sich das PTC-Heizelement auf seiner der Anschlussseite gegenüberliegenden Unterseite an einem Boden ab, der bei dem zuvor diskutierten Beispiel die Heizkammer abschließt. So wird das PTC-Heizelement zwischen dem Boden und der Heizelementaufnahme geklemmt und in seiner Einbaulage gesichert.According to the doctrine of EP 3 334 242 A1 the attachment of the PTC heating element should at least be suitable for the assembly of the individual components of the previously known electrical heating device. After all the components of the electrical heating device have been assembled, the PTC heating element is supported on its underside opposite the connection side on a base which, in the example discussed above, closes the heating chamber. The PTC heating element is clamped between the floor and the heating element receptacle and secured in its installation position.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte elektrische Heizvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben.The present invention is based on the problem of specifying an improved electrical heating device of the type mentioned at the beginning.

Zur Lösung dieses Problems schlägt die vorliegende Erfindung eine elektrische Heizvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Diese hat ein Halteelement, welches das Heizelementgehäuse umgreift. Das Halteelement hat hierfür eine Aufnahmeöffnung, die das Heizelementgehäuse üblicherweise umfänglich umgibt und dieses so umgreift, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Heizelementgehäuse und dem Halteelement bewirkt wird. Eine solche Verbindung ist üblicherweise eine zumindest kraft- bzw. reibschlüssig wirkende Verbindung. Dies bietet den Vorteil, dass das Heizelementgehäuse zunächst im Rahmen der Herstellung, beispielsweise mit dem separat vorbereiteten Gehäuse, speziell mit der Trennwand der elektrischen Heizvorrichtung gefügt werden, beispielsweise steckverbunden werden kann, wie dies nach EP 3 334 242 A1 grundsätzlich bekannt ist, und durch Aufschieben des Halteelementes auf das Heizelementgehäuse von der Heizkammerseite her ein Umgreifen des Heizelementgehäuses durch das Heizelement erfolgt. Hierzu hat das Halteelement üblicherweise an der Außenfläche des Heizelementgehäuses anliegende Haltevorsprünge beispielsweise in Form von elastischen, mit der Außenfläche des Heizelementgehäuses zusammenwirkende Federzungen.To solve this problem, the present invention proposes an electric heating device having the features of claim 1. This has a holding element which engages around the heating element housing. For this purpose, the holding element has a receiving opening which usually surrounds the heating element housing and engages around it in such a way that a mechanical connection is produced between the heating element housing and the holding element. Such a connection is usually an at least non-positively or frictionally acting connection. This offers the advantage that the heating element housing can initially be joined specifically to the partition wall of the electrical heating device during production, for example with the separately prepared housing, for example it can be plugged in, as shown below EP 3 334 242 A1 is known in principle, and by sliding the retaining element onto the heating element housing from the heating chamber side, the heating element encompasses the heating element housing. For this purpose, the holding element usually has holding projections resting on the outer surface of the heating element housing, for example in the form of elastic spring tongues that interact with the outer surface of the heating element housing.

Das erfindungsgemäße Halteelement ist mit der Trennwand an ihrer der Heizkammer zugewandten Seite verbunden. Insbesondere durch den zuvor erwähnten Kraft- bzw. Reibschluss ist das Halteelement ferner mit dem Heizelementgehäuse verbunden. So bewirkt das Halteelement eine mechanische Sicherung des Heizelementgehäuses gegenüber dem Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung und damit der Trennwand.The retaining element according to the invention is connected to the partition wall on its side facing the heating chamber. The holding element is also connected to the heating element housing, in particular due to the aforementioned force or frictional engagement. The retaining element thus mechanically secures the heating element housing relative to the housing of the electrical heating device and thus the partition.

Die vorliegende Erfindung eignet sich auch zur mechanischen Befestigung von Heizelementen, die anders als mittels Steckkontaktierung gemäß EP 3 334 242 A1 mit dem Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung und damit deren Trennwand verbunden sind. Die erfindungsgemäße Lösung bietet durch das Halteelement eine zusätzliche Sicherungsmöglichkeit des Heizelementgehäuses gegenüber dem Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung, auch wenn diese einteilig mit der Trennwand ausgebildet oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen mit dieser verbunden ist. Ein Dichtelement sorgt in der Regel für die Abdichtung des PTC-Heizelements in der Heizelementaufnahme der Trennwand gehalten. Dabei ist üblicherweise jedes PTC-Heizelement mit einem Dichtelement versehen, wohingegen für sämtliche PTC-Heizelemente der Heizvorrichtung üblicherweise lediglich ein Halteelement vorgesehen ist.The present invention is also suitable for the mechanical fastening of heating elements which, other than by means of plug-in contacts according to EP 3 334 242 A1 are connected to the housing of the electrical heating device and thus its partition. The solution according to the invention offers an additional means of securing the heating element housing with respect to the housing of the electrical heating device through the retaining element, even if this is formed in one piece with the partition or is connected to it by means of a material bond, for example by welding. A sealing element usually ensures the sealing of the PTC heating element held in the heating element receptacle of the partition. Each PTC heating element is usually provided with a sealing element, whereas only one holding element is usually provided for all PTC heating elements of the heating device.

Allerdings bringt die erfindungsgemäße Lösung besondere Vorteile in Verbindung mit steckkontaktierten in der Trennwand gehaltenen oder zumindest abgedichtet darin aufgenommenen Heizelementgehäusen, die zunächst separat hergestellt sind. Denn das Halteelement kann solche Heizelementgehäuse dauerhaft und zuverlässig gegenüber dem Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung mechanisch befestigen und damit sichern. Dazu ist es üblicherweise lediglich notwendig, das Halteelement von der Heizkammerseite über das Heizelementgehäuse zu schieben und mit dem Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung zu verbinden.However, the solution according to the invention brings particular advantages in connection with plug-in contact-type heating element housings held in the partition or at least sealed therein, which are initially produced separately. Because that Holding element can mechanically fasten such heating element housings permanently and reliably relative to the housing of the electrical heating device and thus secure them. For this purpose, it is usually only necessary to push the holding element from the heating chamber side over the heating element housing and to connect it to the housing of the electrical heating device.

Die Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Heizelementgehäuse ist bevorzugt - wie zuvor bereits vermittelt - eine kraftschlüssige Verbindung. Bevorzugt wird das Halteelement aber auch kraftschlüssig mit der Trennwand und damit dem Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung verbunden. So kann durch Aufschieben des Halteelementes und Anlegen des Halteelementes gegen die Trennwand eine solide mechanische Verbindung geschaffen werden. Diese Verbindung kann dadurch erfolgen, dass das an die Trennwand angelegte Halteelement nachträglich verstemmt oder andersartig umgeformt und/oder verbunden wird. Bevorzugt ist das Halteelement allerdings allein durch Anlegen und Andrücken gegen die Trennwand mit dem Gehäuse der Heizvorrichtung verbunden. So muss das Halteelement lediglich über das Heizelementgehäuse geschoben und mit einer gewissen Anpresskraft, beispielsweise gegen die Trennwand angelegt werden, um das Halteelement in seine Einbaulage zu verbringen und damit mit dem Heizelementgehäuse einerseits und der Trennwand andererseits mechanisch zu verbinden.The connection between the holding element and the heating element housing is preferably - as already conveyed - a non-positive connection. Preferably, however, the holding element is also connected to the partition wall and thus to the housing of the electrical heating device in a force-locking manner. A solid mechanical connection can thus be created by pushing on the holding element and placing the holding element against the partition. This connection can be made in that the holding element placed on the partition wall is subsequently caulked or otherwise reshaped and / or connected. Preferably, however, the holding element is connected to the housing of the heating device solely by placing it against the partition and pressing it against it. The retaining element only needs to be pushed over the heating element housing and applied with a certain pressing force, for example against the partition, in order to bring the retaining element into its installation position and thus mechanically connect it to the heating element housing on the one hand and the partition on the other.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet darüber hinaus den Vorteil, dass das Halteelement als Abschirmung mit dem Heizelementgehäuse zusammenwirken kann, um dieses elektrisch beispielsweise an einen Massepol oder an Masse anzuschließen, die über das Gehäuse der elektrischen Heizvorrichtung bereitgestellt wird. Dazu kann das Gehäuse ganz oder teilweise elektrisch leitend sein. Es kann auch lediglich einen Massepol halten und festlegen, mit dem das Halteelement in der Einbaulage elektrisch verbunden ist. Die Abschirmung des PTC-Elementes innerhalb des Heizelementgehäuses bedingt eine Heizelementabschirmung, die Teil des Heizelementgehäuses ist. Eine solche Abschirmung kann beispielsweise durch eine das PTC-Element umschließende Umhüllung gebildet sein. Bei dieser Umhüllung kann es sich um eine elektrisch leitende, bevorzugt aus Metall ausgebildete, das PTC-Element üblicherweise vollumfänglich umgebende Ausgestaltung handeln. Eine solche Ausgestaltung kann als Abschirmgitter mit einem Kunststoffgehäuse verbunden sein, welches das PTC-Heizelement und die Kontaktbleche zu einer Einheit fügt, wie dies aus EP 3 334 242 A1 bekannt ist.The solution according to the invention also offers the advantage that the holding element can interact as a shield with the heating element housing in order to connect it electrically, for example, to a ground pole or to ground which is provided via the housing of the electrical heating device. For this purpose, the housing can be completely or partially electrically conductive. It can also only hold and fix one ground pole to which the holding element is electrically connected in the installed position. The shielding of the PTC element within the heating element housing requires a heating element shield which is part of the heating element housing. Such a shield can be formed, for example, by a casing surrounding the PTC element. This sheath can be an electrically conductive configuration, preferably made of metal, which usually completely surrounds the PTC element. Such a configuration can be connected as a shielding grid with a plastic housing, which combines the PTC heating element and the contact plates to form a unit, as shown in this EP 3 334 242 A1 is known.

Eine solche, das PTC-Element umschließende Umhüllung aus einem elektrisch leitenden Material ist beispielsweise aus US 2008/0173637 A1 bekannt. Bei diesem Stand der Technik werden das PTC-Element und die elektrisch leitend daran anliegenden Leiterbahnen jeweils unter Zwischenlage einer Isolierschicht in ein Rohr mit rechteckiger Querschnittsfläche eingebracht, dessen Innenfläche wärmeleitend an die Isolierlage und damit mittelbar an eine der Wärmeauskopplungsflächen der PTC-Elemente innerhalb des Rohres angelegt wird. Auch ein solcher Heizstab bietet eine Möglichkeit zur Ausbildung einer das PTC-Element umschließenden Umhüllung. Dazu muss der Heizstab nicht notwendigerweise an seinem freien, der Trennwand abgewandten unteren Ende mit einem abschirmenden Element verschlossen sein, wenngleich ein solches Element als Stopfen zur Ausbildung einer vollständigen Umhüllung zu bevorzugen ist.Such a casing made of an electrically conductive material surrounding the PTC element is made, for example US 2008/0173637 A1 known. With this state of the art, PTC element and the electrically conductive traces attached to it are each introduced into a tube with a rectangular cross-sectional area with an insulating layer in between, the inner surface of which is applied to the insulating layer in a heat-conducting manner and thus indirectly to one of the heat extraction surfaces of the PTC elements within the tube. Such a heating rod also offers the possibility of forming a casing surrounding the PTC element. For this purpose, the heating rod does not necessarily have to be closed with a shielding element at its free lower end facing away from the partition, although such an element is preferable as a stopper to form a complete envelope.

Die Abschirmung kann aber auch durch eine das zumindest eine PTC-Element und die beiden Leiterbahnen vollumfänglich einsiegelnde Tasche gebildet sein, die an ihrer Unterseite verschlossen ist und auch ansonsten das PTC-Element und die Leiterbahnen abgedichtet umschließt, wobei elektrische Kontaktzungen, die üblicherweise einteilig von die Leiterbahnen ausbildenden Kontaktblechen ausgeformt sind, die Außenseite der Tasche überragen.The shielding can, however, also be formed by a pocket that completely seals the at least one PTC element and the two conductor tracks, which is closed on its underside and also otherwise encloses the PTC element and the conductor tracks in a sealed manner, with electrical contact tongues, which are usually in one piece from the contact sheets forming the conductor tracks are formed and protrude beyond the outside of the pocket.

Eine solche Tasche kann beispielsweise aus einem Blechmaterial gebildet sein, das zunächst als Rohr vorbereitet, danach mit den PTC-Element und den Leiterbahnen bestückt und danach umgeformt wird, so dass Wärmeauskopplungsflächen des PTC-Elementes wärmeleitend mit Innenflächen der Tasche in Kontakt stehen. Zusätzlich oder alternativ kann die Tasche auch mit einer wärmeleitfähigen Masse, beispielsweise einer Silikonmasse gefüllt werden, um die Innenfläche der Tasche möglichst gut wärmeleitend mit den Wärmeauskopplungsflächen des PTC-Elementes zu verbinden. Es versteht sich, dass ein solches PTC-Element und die damit elektrisch leitend verbundenen Leiterbahnen innerhalb einer solchen für sich elektrisch leitenden Tasche isoliert abgestützt sind. Hierzu können die Leiterbahnen, das PTC-Element und üblicherweise beidseitig an Hauptseitenflächen des PTC-Elementes, die die größten Seitenflächen des PTC-Elementes sind und dementsprechend die maßgeblichen Wärmeauskopplungsflächen bilden, anliegende Isolierlagen in einer Halterung aus einem isolierenden Material vormontiert sein, die in die Tasche eingebracht wird. Ebenso gut ist es möglich, die Tasche mit den Isolierlagen und den Kontaktblechen, die die Leiterbahnen ausbilden, zu bestücken und das bzw. die PTC-Elemente zwischen den Leiterbahnen anzuordnen, wobei bevorzugt anschließend die Tasche von außen umgeformt wird, um die Innenwände mit guter Wärmeleitfähigkeit unter Zwischenlage der Isolierlagen und der Leiterbahnen gegen die Wärmeauskopplungsflächen des PTC-Elementes anzulegen. Danach mag die Tasche mit der wärmeleitfähigen Masse ausgefüllt werden.Such a pocket can be formed, for example, from a sheet metal material that is initially prepared as a tube, then fitted with the PTC element and the conductor tracks and then reshaped so that heat-coupling surfaces of the PTC element are in contact with the inner surfaces of the pocket in a thermally conductive manner. Additionally or alternatively, the pocket can also be filled with a thermally conductive compound, for example a silicone compound, in order to connect the inner surface of the pocket to the heat extraction surfaces of the PTC element in a manner that is as good as possible in terms of heat. It goes without saying that such a PTC element and the conductor tracks connected to it in an electrically conductive manner are supported in an insulated manner within such an electrically conductive pocket. For this purpose, the conductor tracks, the PTC element and usually on both sides of the main side surfaces of the PTC element, which are the largest side surfaces of the PTC element and accordingly form the relevant heat extraction surfaces, adjacent insulating layers in a holder made of an insulating material can be preassembled, which are in the Bag is introduced. It is equally possible to equip the pocket with the insulating layers and the contact plates that form the conductor tracks and to arrange the PTC element (s) between the conductor tracks, with the pocket then preferably being reshaped from the outside in order to protect the inner walls with good Apply thermal conductivity with the interposition of the insulating layers and the conductor tracks against the heat extraction surfaces of the PTC element. Then the pocket may be filled with the thermally conductive compound.

Die zuvor erwähnte Tasche hüllt jedenfalls die elektrisch leitenden Elemente des PTC-Heizelement umfänglich ein und bietet darüber hinaus durch den metallischen Werkstoff der Tasche eine elektrisch abschirmende Umhüllung für das zumindest eine PTC-Element innerhalb der Tasche. Durch das diese Umhüllung umgreifende Halteelement, das elektrisch leitend mit der Umhüllung verbunden ist, ergibt sich eine äußere Kontaktierung der Abschirmung über das Halteelement, welches wiederum an einen Massepol, der der Trennwand zugeordnet oder durch diese ausgebildet ist, angeschlossen werden kann. So müssen in derAnschlusskammer für jedes einzelne Heizelementgehäuse lediglich die üblicherweise zwei Anschlussfahnen der beiden Leiterbahnen je Heizelement elektrisch angeschlossen werden. Insbesondere bei mehreren PTC-Heizelementen ergibt sich ein vereinfachter Anschluss derselben an die Abschirmung durch Aufschieben des Halteelementes auf sämtliche Heizelementgehäuse. Diese sind dazu bevorzugt identisch ausgebildet und ragen dementsprechend mit gleicher Länge von der üblicherweise eben ausgebildeten Trennwand ab.In any case, the previously mentioned pocket surrounds the electrically conductive elements of the PTC heating element and, thanks to the metallic material of the pocket, also provides an electrically shielding covering for the at least one PTC element inside the pocket. The holding element encompassing this covering, which is electrically conductively connected to the covering, results in external contacting of the shielding via the holding element, which in turn can be connected to a ground pole that is assigned to the partition or formed by it. Thus, in the connection chamber for each individual heating element housing, only the usually two connection lugs of the two conductor tracks per heating element have to be electrically connected. In particular, when there are several PTC heating elements, the connection of the same to the shielding is simplified by pushing the holding element onto all of the heating element housings. For this purpose, these are preferably of identical design and accordingly protrude with the same length from the partition wall, which is usually flat.

Die zuvor erwähnte Abschirmung erstreckt sich bevorzugt auch über die Anschlusskammer, die hierzu eine diese Anschlusskammer elektromagnetisch abschirmende Anschlusskammer-Abschirmung aufweist. Diese Abschirmung kann dadurch gebildet sein, dass die die Anschlusskammer ausbildenden Gehäuseteile für sich aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus Metall, hergestellt sind. Die Trennwand kann anschlusskammerseitig dazu einteilig mit einem umlaufenden Rand ausgeformt sein, der mit einem metallischen Gehäusedeckel zu der Anschlusskammer versehen ist, wie dies beispielsweise aus EP 3 334 242 A1 bekannt ist, um die Anschlusskammer auch abzudichten, so dass keine Feuchtigkeit und keine Verschmutzung in die Anschlusskammer gelangen kann.The aforementioned shield preferably also extends over the connection chamber, which for this purpose has a connection chamber shield that electromagnetically shields this connection chamber. This shielding can be formed in that the housing parts forming the connection chamber are made from an electrically conductive material, in particular from metal. For this purpose, the partition wall can be formed in one piece on the connection chamber side with a circumferential edge which is provided with a metallic housing cover for the connection chamber, as shown for example in FIG EP 3 334 242 A1 is known to also seal the connection chamber so that no moisture and no contamination can get into the connection chamber.

Ebenso gut können die Trennwand und Teile des Gehäuses aus Kunststoff mit einer damit verbundenen Abschirmung ausgebildet sein. Die Abschirmung kann durch Umspritzen in dem Kunststoffgehäuse angeordnet sein. Dem Fachmann sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, die Anschlusskammer und/oder die Trennwand mit einer elektromagnetischen wirksamen Abschirmung zu versehen. Diese Abschirmung ist elektrisch leitend mit dem Halteelement verbunden, so dass sich die Abschirmung von den Heizelementen über das Halteelement zu der Anschlusskammer-Abschirmung erstreckt. Damit ist ein wirksamer EMV-Schutz für die elektrische Heizvorrichtung gegeben.The partition wall and parts of the housing can just as well be made of plastic with an associated shield. The shield can be arranged in the plastic housing by overmolding. The person skilled in the art is familiar with various possibilities for providing the connection chamber and / or the partition wall with an effective electromagnetic shield. This shield is connected in an electrically conductive manner to the holding element, so that the shield extends from the heating elements via the holding element to the connection chamber shield. This provides effective EMC protection for the electrical heating device.

Zur einfachen elektrischen Kontaktierung der Abschirmumhüllung mit dem Halteelement weist das Gehäuse zumindest einen, das Halteelement außenseitig umgegebenen Verriegelungsvorsprung auf. Dieser Verriegelungsvorsprung wird üblicherweise einteilig durch das die Trennwand ausformende Gehäuse ausgebildet. Das Halteelement hat eine Gehäuse-Anschlusszunge, die unter Vorspannung an dem Verriegelungsvorsprung anliegt. Die Ausgestaltung ist dabei bevorzugt so gewählt, dass nach dem Aufschieben des Halteelementes auf das Heizelementgehäuse des Halteelements auch elektrisch über die Gehäuse-Anschlusszungen mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Gehäuse-Anschlusszunge legt sich dabei üblicherweise unter elastischer Vorspannung gegen eine Fläche des Verriegelungsvorsprungs an, üblicherweise kratzt die Gehäuse-Anschlusszunge beim Aufschieben des Halteelementes auf das Heizelementgehäuse an der entsprechenden Fläche entlang.For simple electrical contacting of the shielding cover with the holding element, the housing has at least one locking projection that surrounds the holding element on the outside. This locking projection is usually in one piece through the partition wall forming housing formed. The holding element has a housing connection tongue which rests against the locking projection under prestress. The configuration is preferably selected such that after the holding element has been pushed onto the heating element housing, the holding element is also electrically connected to the housing via the housing connection tongues. The housing connection tongue usually rests against a surface of the locking projection under elastic pretension; the housing connection tongue usually scratches along the corresponding surface when the holding element is pushed onto the heating element housing.

Im Hinblick auf eine möglichst gute elektrische Kontaktierung sind üblicherweise mehrere, durch das Gehäuse ausgebildete Verriegelungsvorsprünge und mehrere diesen zugeordneten Gehäuse-Anschlusszungen vorgesehen. Im Übrigen ist es zu bevorzugen, das Halteelement nicht nur kraft- sondern auch formschlüssig mit der Trennwand bzw. dem die Trennwand ausformenden Gehäuse zu verbinden. So haben das Halteelement und das Gehäuse bevorzugt einander zugeordnete Funktionsflächen, die so zusammenwirken, dass das Halteelement in seiner Einbaulage in vorbestimmter Anordnung und Ausrichtung relativ zu der Trennwand bzw. dem Gehäuse gehalten ist.With a view to the best possible electrical contact, a plurality of locking projections formed by the housing and a plurality of housing connection tongues assigned to these are usually provided. In addition, it is preferable to connect the holding element not only in a non-positive but also in a form-fitting manner to the partition wall or to the housing forming the partition wall. Thus, the holding element and the housing preferably have functional surfaces which are assigned to one another and which interact in such a way that the holding element is held in its installed position in a predetermined arrangement and orientation relative to the partition or the housing.

Dazu kann beispielsweise die Trennwand einen Kragen ausbilden, der bevorzugt das zumindest eine Heizelementgehäuse umfänglich umgibt. Dieser Kragen ist gemäß der bevorzugten Weiterbildung von dem Halteelement umgriffen. So hat das Halteelement einen zumindest abschnittsweise umlaufenden Rand, der zumindest so ausgebildet ist, dass er an gegenüberliegenden Seiten mit dem Kragen zusammenwirkt und diesen umgreift. Dadurch ist eine formschlüssige Positionierung des Halteelementes relativ zu der Trennwand gegeben. Bevorzugt läuft der Rand vollumfänglich um die äußere Kontur des Halteelementes um und wirkt mit einem ebenfalls vollumfänglich ausgebildeten Kragen zusammen.For this purpose, for example, the partition wall can form a collar that preferably surrounds the at least one heating element housing circumferentially. According to the preferred development, this collar is encompassed by the holding element. Thus, the holding element has an at least partially circumferential edge which is designed at least in such a way that it interacts with the collar on opposite sides and engages around it. This results in a positive positioning of the holding element relative to the partition wall. The edge preferably runs around the full circumference of the outer contour of the holding element and interacts with a collar which is likewise constructed over the full circumference.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Halteelement durch ein einteiliges Blechelement gebildet. Dieses Blechelement formt die zuvor bereits beschriebene Aufnahmeöffnung aus. Durch Biege- und Stanzbearbeitung ist bevorzugt auch der zuvor diskutierte Rand an dem Blechelement ausgeformt. Gleichwohl ist das Halteelement bevorzugt im Wesentlichen flach und baut in Höhenrichtung des PTC-Heizelementes nicht oder nur geringfügig auf. Durch Stanzen und Biegen ist zumindest eine, bevorzugt sind mehrere Kontaktzungen vorgesehen, die in der Aufnahmeöffnung freiliegen und unter elastischer Vorspannung an dem Heizelementgehäuse anliegen. Die Kontaktzunge unterscheidet sich dadurch von dem Federsegment, dass erstere auch einen elektrischen Kontakt mit der Außenfläche zur Schaffung einer Abschirmung bewirkt. Die Kontaktzungen ragen dabei üblicherweise aus der Ebene des Blechelementes in Richtung auf das untere Ende des Heizelementgehäuses aus der Aufnahmeöffnung hervor. So flexen die Kontaktzungen beim Aufschieben des Halteelementes auf das Heizelementgehäuse entgegen der Aufschieberichtung und legen sich elastisch an die Außenfläche des Heizelementgehäuses.According to a preferred development of the present invention, the holding element is formed by a one-piece sheet metal element. This sheet metal element forms the previously described receiving opening. The previously discussed edge is preferably also formed on the sheet metal element by bending and punching. Nevertheless, the holding element is preferably essentially flat and does not build up, or builds up only slightly, in the height direction of the PTC heating element. By punching and bending, at least one, preferably several, contact tongues are provided which are exposed in the receiving opening and rest against the heating element housing under elastic pretension. The contact tongue differs from the spring segment in that the former also creates electrical contact with the outer surface a shield causes. The contact tongues usually protrude from the plane of the sheet metal element in the direction of the lower end of the heating element housing from the receiving opening. Thus, when the holding element is pushed onto the heating element housing, the contact tongues flex counter to the pushing-on direction and lie elastically on the outer surface of the heating element housing.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 12 angegeben, das bereits zuvor mit seinen wesentlichen Verfahrensschritten vorgestellt wurde. Beim Aufschieben des Halteelementes über das Heizelementgehäuse erfolgt üblicherweise eine reibschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Elementen, die zuvor separat hergestellt und erst nach dem Verbinden des Heizelementgehäuses mit der Trennwand miteinander gefügt werden. Üblicherweise erfolgt zunächst die Sicherung des oder der Heizelementgehäuse an der Trennwand über das Halteelement, bevor elektrische Anschlusselemente der Leiterbahnen, beispielsweise Anschlussfahnen, die einteilig durch Kontaktbleche zu den einzelnen PTC-Elementen ausgebildet werden, im Bereich der Anschlusskammer elektrisch angeschlossen werden. Zuvor kann ein Bodenelement, wie es aus EP 3 334 242 A1 bekannt ist, mit dem die Trennwand ausbildenden Gehäuse verbunden werden, um die Heizkammer als im Wesentlichen umfänglich geschlossene Zirkulationskammer mit je einem Ein- und Auslassstutzen für das zu erwärmende, üblicherweise flüssige Medium, auszuformen. In dieser Zirkulationskammer liegt das Heizelementgehäuse jedes einzelnen PTC-Heizelementes nach Art einer Heizrippe frei.The present invention specifies a method for producing an electrical heating device with the features of claim 12, which has already been presented above with its essential method steps. When the holding element is pushed over the heating element housing, there is usually a frictional connection between these two elements, which are previously produced separately and only joined to one another after the heating element housing has been connected to the partition. The heating element housing or housings are usually secured to the partition wall via the retaining element before electrical connection elements of the conductor tracks, for example connection lugs, which are formed in one piece by contact sheets for the individual PTC elements, are electrically connected in the area of the connection chamber. Previously, a floor element like it can be made from EP 3 334 242 A1 is known to be connected to the housing forming the partition wall in order to shape the heating chamber as a substantially circumferentially closed circulation chamber with one inlet and one outlet connection each for the usually liquid medium to be heated. In this circulation chamber, the heating element housing of each individual PTC heating element is exposed like a heating rib.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Halteelementes;
Fig. 2
eine perspektivische Seitenansicht eines eine Trennwand ausbildenden Gehäuses, welches mit mehreren PTC-Heizelementen bestückt ist, vor dem Aufschieben des Halteelementes;
Fig. 3
eine Darstellung nach Fig. 2 nach dem Aufschieben des Halteelementes;
Fig. 4
das Detail D gemäß Fig. 3 in einer vergrößerten Ansicht;
Fig. 5
eine perspektivische Seitenansicht nach dem Aufschieben des Halteelementes, wobei einige der Heizelemente zur besseren Darstellung des Sachverhaltes weggenommen wurden;
Fig. 6
das Detail F gemäß Figur 5 in vergrößerter Darstellung und
Fig. 7
eine perspektivische perspektivische Explosionsdarstellung der Komponenten des PTC-Heizelementes des Ausführungsbeispiels.
Further details and advantages of the present invention emerge from the following description of an exemplary embodiment in conjunction with the drawing. In this show:
Fig. 1
a perspective side view of an embodiment of a holding element;
Fig. 2
a perspective side view of a housing forming a partition wall, which is equipped with several PTC heating elements, before the holding element is pushed on;
Fig. 3
a representation after Fig. 2 after the holding element has been pushed on;
Fig. 4
the detail D according to Fig. 3 in an enlarged view;
Fig. 5
a perspective side view after the holding element has been pushed on, some of the heating elements having been removed for better illustration of the facts;
Fig. 6
the detail F according to Figure 5 in an enlarged view and
Fig. 7
a perspective exploded perspective view of the components of the PTC heating element of the embodiment.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines durch Stanzen und Biegen ausgebildeten Halteelementes 2, das eine Vielzahl von sich parallel zueinander erstreckenden, als Langloch ausgebildeten Aufnahmeöffnungen 4 aufweist, in die an gegenüberliegenden Längsseiten der Aufnahmeöffnungen 4 jeweils Kontaktzungen 6 hineinragen. An dem in Fig. 1 hinteren Längsrand des Halteelementes 2 sind Gehäuse-Anschlusszungen 8 vorgesehen. Dort sind vorliegend drei Gehäuse-Anschlusszungen 8 vorgesehen. An sich gegenüberliegenden Querseiten des in seiner Grundfläche als Parallelogramm ausgebildeten Halteelementes 2 befindet sich jeweils eine weitere Gehäuse-Anschlusszunge 8.The Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a holding element 2 formed by punching and bending, which has a plurality of receiving openings 4, which extend parallel to one another and are designed as elongated holes, into which contact tongues 6 protrude on opposite longitudinal sides of the receiving openings 4. At the in Fig. 1 Housing connection tongues 8 are provided at the rear longitudinal edge of the holding element 2. In the present case, three housing connection tongues 8 are provided there. A further housing connection tongue 8 is located on opposite transverse sides of the holding element 2, which is designed as a parallelogram in its base area.

Das Halteelement 2 ist durch Stanzen und Biegen eines Blechmaterials ausgeformt. Dabei ragen die Gehäuse-Anschlusszungen 8 sowie die Kontaktzungen 6 zu einer Seite von dem ebenen Blechmaterial ab, wohingegen von der anderen Seite ein vollumfänglich geschlossener umfänglicher Rand 10 abragt, der aus der Ebene des Blechmaterials durch Umbiegen desselben ausgeformt ist.The holding element 2 is formed by punching and bending a sheet metal material. The housing connection tongues 8 and the contact tongues 6 protrude from the flat sheet metal material on one side, whereas a fully closed circumferential edge 10 protrudes from the other side, which is formed out of the plane of the sheet metal material by bending it.

Die Kontaktzungen 6 haben - wie sich insbesondere aus Fig. 4 ergibt - ein befestigungsseitiges Ende, welches mit dem Rand der Aufnahmeöffnung 4 verbunden ist und von diesem abragt, und ein freies Ende, das gegenüber einem stegförmigen, schräg von der Ebene des Blechmaterials abragenden Abschnitt noch einmal umbogen ist und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Ebene des Blechmaterials erstreckt. Das freie Ende der Kontaktzunge 6 kann scharfkantig enden.The contact tongues 6 have - as can be seen in particular Fig. 4 results - a fastening-side end which is connected to the edge of the receiving opening 4 and protrudes therefrom, and a free end which is bent over again compared to a web-shaped section protruding obliquely from the plane of the sheet metal material and is essentially at right angles to the plane of the sheet material extends. The free end of the contact tongue 6 can end with sharp edges.

Das Halteelement 2 kann aus Messing, Stahl, Kupfer oder Aluminium gebildet sein. Es sollte ein Material ausgewählt werden, welches einerseits eine gute elektrische Leitfähigkeit hat und andererseits eine gewisse Federsteifigkeit, so dass die Kontaktzungen mit guter Anpresskraft an dem Heizelementgehäuse anliegen können.The holding element 2 can be made of brass, steel, copper or aluminum. A material should be selected which, on the one hand, has good electrical conductivity and, on the other hand, has a certain spring stiffness, so that the contact tongues can rest against the heating element housing with good contact pressure.

Die PTC-Heizelemente sind in Fig. 2 mit Bezugszeichen 12 gekennzeichnet. Sie haben ein Heizelementgehäuse 14, das aus einem Blech ausgeformt ist und in Fig. 2 nicht dargestellte Leiterbahnen in Form von Kontaktblechen vollumfänglich einschließt, die elektrisch leitend üblicherweise mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen eines ebenfalls nicht dargestellten PTC-Elementes kontaktiert sind. Details einer solchen Gestaltung sind EP 3 334 242 A1 zu entnehmen. Innerhalb des Heizelementgehäuses 14 befindet sich auch eine Isolierung die verhindert, dass die Kontaktbleche elektrisch mit der Innenfläche des Heizelementgehäuses 14 in Kontakt kommen. Denn das das Heizelementgehäuse 14 ausbildete Blechmaterial ist elektrisch leitend und bildet eine umfängliche, das PTC-Element umfänglich abschirmende Umhüllung aus. Über diese Umhüllung sind das PTC-Element und die Kontaktbleche auch gegenüber dem zu erwärmenden Medium gekapselt und danach getrennt, welches die Außenseite der Heizelementgehäuse zum Erwärmen anströmt, um die durch das PTC-Element erzeugte Wärme aufzunehmen und abzuführen. Die PTC-Heizelemente ragen von einem Gehäuse 16 ab, welches zu jedem PCT-Heizelement 12 eine Heizelementaufnahme 18 ausformt. In diese Heizelementaufnahme 18 ist das anschlussseitige Ende des PTC-Heizelementes 12 eingesetzt. Das Heizelementgehäuse 14 ist dazu üblicherweise an seinem Außenumfang mit einer umlaufenden Dichtung versehen, die an den die Heizelementaufnahme 18 definierenden Wänden des Gehäuses 16 abgedichtet anliegen, vgl. EP 3 334 242 A1 .The PTC heating elements are in Fig. 2 marked with reference number 12. You have a heating element housing 14, which is formed from a sheet metal and in Fig. 2 completely encloses conductor tracks, not shown, in the form of contact sheets, which are usually electrically conductively contacted with opposite side surfaces of a PTC element, also not shown. Details of such a design are EP 3 334 242 A1 refer to. Inside the heating element housing 14 there is also insulation prevents the contact plates from making electrical contact with the inner surface of the heating element housing 14. This is because the sheet metal material formed by the heating element housing 14 is electrically conductive and forms a circumferential covering that shields the PTC element circumferentially. Via this covering, the PTC element and the contact plates are also encapsulated and then separated from the medium to be heated, which flows against the outside of the heating element housing for heating in order to absorb and dissipate the heat generated by the PTC element. The PTC heating elements protrude from a housing 16 which forms a heating element receptacle 18 for each PCT heating element 12. The end of the PTC heating element 12 on the connection side is inserted into this heating element receptacle 18. For this purpose, the heating element housing 14 is usually provided with a circumferential seal on its outer circumference, which seal lies against the walls of the housing 16 defining the heating element receptacle 18, cf. EP 3 334 242 A1 .

Das Gehäuse 16 kann ein metallisches Druckgussgehäuse sein. Zur Ausbildung einer Anschlusskammer-Abschirmung kann das Gehäuse 16 ebenso gut ein spritzgegossenes Kunststoffgehäuse sein, in welches eine Abschirmung eingearbeitet oder eine solche mit dem Kunststoffgehäuse verbunden ist, beispielsweise durch Umspritzen mit dem Kunststoff. An sich diagonal gegenüberliegenden Ecken des mit im Grunde mit rechteckiger Grundfläche ausgebildeten Gehäuses 16 ist zum einen ein Steckergehäuse 20 für den Leistungsstrom und zum anderen ein Steckergehäuse 22 für Steuersignale mit dem Gehäuse 16 verbunden. Die beiden Steckergehäuse 20, 22 sind aus Kunststoff hergestellt und unter Zwischenlage einer Dichtung mit dem Gehäuse 16 verbunden.The housing 16 can be a metal die-cast housing. To form a terminal chamber shield, the housing 16 can just as well be an injection-molded plastic housing into which a shield is incorporated or connected to the plastic housing, for example by overmolding with the plastic. At diagonally opposite corners of the housing 16, which is basically designed with a rectangular base area, on the one hand a connector housing 20 for the power flow and on the other hand a connector housing 22 for control signals is connected to the housing 16. The two connector housings 20, 22 are made of plastic and are connected to the housing 16 with a seal in between.

Das Gehäuse 16 ist im Grunde schalenförmig ausgebildet, wobei ein Boden der Schale eine Trennwand 24 ausformt, in welcher die Heizelementaufnahmen 18 ausgespart sind. Diese Trennwand 24 wird umfänglich von einer umlaufenden Gehäusewand 26 umgeben, die eine Aufnahmekammer umschließt. In dieser mit Bezugszeichen 28 gekennzeichneten Anschlusskammer liegen jeweils die Kontaktbleche der einzelnen PTC-Heizelemente 12 zum elektrischen Anschluss an dem Leistungsstrom frei. Die Anschlusskammer 28 nimmt üblicherweise auch eine Steuervorrichtung in sich auf, die sämtliche PTC-Heizelemente ansteuert und gegebenenfalls zu unterschiedlichen Heizkreisen gruppiert.The housing 16 is basically designed in the shape of a shell, a bottom of the shell forming a partition wall 24 in which the heating element receptacles 18 are recessed. This partition wall 24 is circumferentially surrounded by a circumferential housing wall 26 which encloses a receiving chamber. The contact plates of the individual PTC heating elements 12 for electrical connection to the power current are exposed in this connection chamber, identified by reference numeral 28. The connection chamber 28 usually also houses a control device which controls all PTC heating elements and, if necessary, groups them into different heating circuits.

Auf der der Anschlusskammer 28 gegenüberliegenden Seite der Trennwand 24 ist mit Bezugszeichen 30 eine Heizkammer angedeutet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird diese Heizkammer 30 durch ein weiteres, nicht gezeigtes Gehäuseelement komplettiert, welches unter Ausschluss der Steckergehäuse 20, 22 sämtliche PTC-Heizelemente 12 umschließt und einen Boden aufweist, so dass eine Zirkulationskammer als Heizkammer gebildet ist, die durch Ein- und Auslassstutzen von außen zugänglich ist, um ein zu erwärmendes Medium in der Zirkulationskammer zu zirkulieren und an den Oberflächen der PTC-Heizelemente 12 vorbeizuführen, um das Medium zu erwärmen.On the side of the partition wall 24 opposite the connection chamber 28, a heating chamber is indicated by reference numeral 30. In the embodiment shown, this heating chamber 30 is completed by a further housing element, not shown, which encloses all the PTC heating elements 12 with the exclusion of the connector housings 20, 22 and has a bottom, so that a circulation chamber is formed as a heating chamber, which is accessible from the outside through inlet and outlet ports in order to circulate a medium to be heated in the circulation chamber and to lead it past the surfaces of the PTC heating elements 12 in order to heat the medium .

In der Fig. 2 ist das Halteelement 2 nach Fig. 1 in Verlängerung der freien Enden der PTC-Heizelemente 12 vorgesehen. Die Richtungszeile P deuten die Montagerichtung an. So wird das Halteelement 2 über die einzelnen Heizelementgehäuse 14 geschoben. Die Kontaktzungen 6 legen sich dabei an die Außenfläche der Heizelementgehäuse 14 und kontaktieren diese elektrisch. Sie schaben beim Aufbringen des Halteelementes gegen die Außenfläche des Heizelementgehäuses 14.In the Fig. 2 is the holding element 2 after Fig. 1 provided as an extension of the free ends of the PTC heating elements 12. The direction line P indicate the assembly direction. The holding element 2 is thus pushed over the individual heating element housings 14. The contact tongues 6 lie against the outer surface of the heating element housing 14 and contact them electrically. They scrape against the outer surface of the heating element housing 14 when the retaining element is applied.

Die Fig. 3 zeigt die Einbaulage des Halteelementes 2. Dieses Halteelement 2 umgreift in der Einbaulage mit seinem Rand 10 einen die Trennwand 24 umfänglich umgebenden und in Fig. 2 mit Bezugszeichen 32 gekennzeichneten Kragen. Dadurch ist das Halteelement 2 relativ zu der Trennwand 24 und damit dem Gehäuse 16 positioniert. Die an den gegenüberliegenden Längsseiten der Langlöcher vorgesehenen Kontaktzungen 6 kontaktieren in dieser Einbaulage jeweils die gegenüberliegenden Hauptseitenflächen der Heizelementgehäuse 14. So ergibt sich eine elektrische Kontaktierung zwischen diesen Heizelementgehäusen 14 und dem Halteelement 2, die bei spitz zulaufender Kontaktzunge 6 auch formschlüssig wirken kann.The Fig. 3 shows the installation position of the holding element 2. In the installation position, this holding element 2 engages with its edge 10 around a partition wall 24 that circumferentially surrounds and in Fig. 2 collar marked with reference numeral 32. As a result, the holding element 2 is positioned relative to the partition wall 24 and thus the housing 16. The contact tongues 6 provided on the opposite long sides of the elongated holes contact the opposite main side surfaces of the heating element housings 14 in this installation position. This results in electrical contact between these heating element housings 14 and the holding element 2, which can also act positively when the contact tongue 6 is tapered.

Wie insbesondere die Fig. 5 und 6 verdeutlichen, hat das Gehäuse 16 mehrere von der Trennwand 24 in Richtung auf die Heizkammer 30 abragende Verriegelungsvorsprünge 34, die vorliegend einteilig mit dem Druckgussgehäuse ausgeformt sind. An diesen Verriegelungsvorsprüngen 34 liegen die Gehäuse-Anschlusszungen 8 elektrisch leitend an. Beim Aufschieben des Halteelementes 2 kratzen die Gehäuse-Anschlusszungen 8 an der Oberfläche der Verriegelungsvorsprünge 34 vorbei, so dass sich einerseits eine formschlüssige, mitunter auch verkrallende und damit formschlüssige Verbindung gibt, die auch eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Halteelement 2 und dem Gehäuse 16 bewirkt.Like in particular the Figures 5 and 6 To illustrate, the housing 16 has a plurality of locking projections 34 protruding from the partition 24 in the direction of the heating chamber 30, which in the present case are formed in one piece with the die-cast housing. The housing connection tongues 8 rest in an electrically conductive manner on these locking projections 34. When the holding element 2 is pushed on, the housing connection tongues 8 scrape past the surface of the locking projections 34, so that on the one hand there is a form-fitting, sometimes clawing and thus form-fitting connection, which also creates electrical contact between the holding element 2 and the housing 16.

Durch das Umgreifen des von der Trennwand 24 in Richtung auf die Anschlusskammer 28 abragenden Kragens 32 durch den umlaufenden Rand 10 des Halteelementes 2 einerseits und das Zusammenwirken der Verriegelungsvorsprünge 34 mit dem Gehäuse-Anschlusszungen 8 ergibt sich eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement 2 und dem Gehäuse 16. Diese Verbindung ist auch elektrisch leitend. Elektrisch leitend ist auch die Verbindung zwischen dem Halteelement 2 und dem Heizelementgehäuse 14. Durch die elektrisch leitenden Eigenschaften des Gehäuses 16 ergibt sich eine umfängliche Abschirmung, die die PTC-Elemente der PTC-Heizelemente 12 in sich aufnimmt und die Anschlussenden der Kontaktzungen zum elektrischen Anschluss der PCT-Elemente im Bereich der Anschlusskammer 28 umfänglich umgibt. Nach Aufbringung eines Deckels für die Anschlusskammer 28 sind sämtliche stromführenden Bauteile des Ausführungsbeispiels elektromagnetisch abgeschirmt.By encompassing the collar 32 protruding from the partition 24 in the direction of the connection chamber 28 by the circumferential edge 10 of the holding element 2 on the one hand and the interaction of the locking projections 34 with the housing connection tongues 8, a non-positive and / or positive connection between the Holding element 2 and the housing 16. This connection is also electrically conductive. The connection between the holding element 2 and the heating element housing 14 is also electrically conductive. The electrically conductive properties of the housing 16 result in a circumferential shielding which the PTC elements of the PTC heating elements 12 and surrounds the connection ends of the contact tongues for electrical connection of the PCT elements in the area of the connection chamber 28. After applying a cover for the connection chamber 28, all current-carrying components of the exemplary embodiment are electromagnetically shielded.

Die dazu erforderlichen elektrischen Verbindungen können allein durch Aufpressen des Halteelementes 2 auf das Heizelementgehäuse 14 einerseits und das Gehäuse 16 andererseits geschaffen werden. Ansonsten sind keinerlei Befestigungsmittel oder dergleichen erforderlich, um das Halteelement 2 fest mit dem Gehäuse 16 zu verbinden.The electrical connections required for this can be created solely by pressing the holding element 2 onto the heating element housing 14 on the one hand and the housing 16 on the other hand. Otherwise, no fastening means or the like are required in order to firmly connect the holding element 2 to the housing 16.

Die Figur 7 verdeutlicht Details des PTC-Heizelementes 12, welches vorliegend lediglich ein PTC-Element 40 aufweist, welches an seinen aneinander gegenüberliegenden Hauptseitenflächen 42 mit einer Isolierlage 44 belegt ist. Die Isolierlagen 44 sind vorliegend durch eine Kunststofffolie, beispielsweise aus Kapton gebildet. Das PTC-Element 40 ist als Plättchen ausgebildet mit einer Breite B bzw. einer Länge L, die um den Faktor von zumindest 10 größer sind, als eine Dicke, die dem Abstand der beiden Hauptseitenflächen 42 entspricht.The Figure 7 illustrates details of the PTC heating element 12, which in the present case only has a PTC element 40, which is covered with an insulating layer 44 on its mutually opposite main side surfaces 42. In the present case, the insulating layers 44 are formed by a plastic film, for example from Kapton. The PTC element 40 is designed as a plate with a width B and a length L which are greater by a factor of at least 10 than a thickness which corresponds to the distance between the two main side surfaces 42.

Auf gegenüberliegenden Hauptseitenflächen 42 sind jeweils Kontaktbleche als Leiterbahnen 48 in Sinne der Erfindung vorgesehen, die mit dem keramischen PTC-Element 40 verklebt und dadurch elektrisch leitend an einer oberflächigen Metallisierung des PTC-Elements 40, die als Schicht mittels PVD oder CVD aufgebracht sein kann, angebunden sein können. Die Leiterbahnen 48 können auch lediglich auf das PTC-Element 40 aufgelegt sein. Jede Leiterbahn 48 bildet eine Kontaktfläche 50, die an der Hauptseitenfläche 42 des PTC-Elementes 40 elektrisch leitend anliegt, eine an einer Seite über das PTC-Element 40 hinausragende Kontaktzunge 5 aus. Vorliegend ist die Kontaktfläche 50 deckungsgleich mit der Hauptseitenfläche 42 des PTC-Elementes 40 vorgesehen. Die Isolierlage 44 liegt auf der dem PTC-Element 40 abgewandten Seite auf der Leiterbahnen 48 und deckt dieses ab.On opposite main side surfaces 42, contact plates are provided as conductor tracks 48 in the sense of the invention, which are glued to the ceramic PTC element 40 and are therefore electrically conductive to a surface metallization of the PTC element 40, which can be applied as a layer by means of PVD or CVD, can be connected. The conductor tracks 48 can also only be placed on the PTC element 40. Each conductor track 48 forms a contact surface 50 which rests in an electrically conductive manner on the main side surface 42 of the PTC element 40, a contact tongue 5 protruding beyond the PTC element 40 on one side. In the present case, the contact surface 50 is provided congruently with the main side surface 42 of the PTC element 40. The insulating layer 44 lies on the side facing away from the PTC element 40 on the conductor tracks 48 and covers it.

Das PTC Element 40 ist in einem Rahmen 56 aufgenommen, der hierzu eine Rahmenöffnung 58 aufweist. Ein obere Querholm 62 des Rahmens 56 ist einteilig mit einer Durchführungselement-Basis 64 ausgebildet, die zusammen mit einem Durchführungssegment-Deckel 66 eine Art Stopfen bildet, der von einem Anschlagkragen 68 überragt ist. Der Durchführungsegment-Deckel 66 weist Bohrungen 70 für warm zu verstemmende Stifte der Durchführungsegment-Basis 64 und mit den Kontaktzungen 52 fluchtende Halbschalen 72 auf.The PTC element 40 is received in a frame 56 which has a frame opening 58 for this purpose. An upper cross member 62 of the frame 56 is formed in one piece with a lead-through element base 64 which, together with a lead-through segment cover 66, forms a type of plug over which a stop collar 68 protrudes. The leadthrough segment cover 66 has bores 70 for pins of the leadthrough segment base 64 that are to be hot caulked and half-shells 72 aligned with the contact tongues 52.

Nach der Montage des Durchführungsegment-Deckels 66 an der Durchführungsegment-Basis 64 überragen die Kontaktzungen 52 jedes der Kontaktbleche 48 den oberen Querholm 62. Die so hergestellte Baugruppe wird in ein mit Bezugszeichen 74 gekennzeichnetes Tiefziehteil eingebracht, das durch Tiefziehen eines Blechmaterials hergestellt ist und eine einzige Öffnung 76 aufweist, die von einem Dichtelement 78 umgeben ist, das durch Umspritzen des Rahmens 56 hergestellt ist. Die Kontaktzungen 52 sind in der Anschlusskammer 28 steckkontaktiert. Das Dichtelement 78 ist in der Heizelementaufnahme 18 dichtend eingesetzt.After the lead-through segment cover 66 has been mounted on the lead-through segment base 64, the contact tongues 52 of each of the contact plates 48 project beyond the upper cross member 62 The assembly produced is introduced into a deep-drawn part identified by reference numeral 74, which is produced by deep-drawing a sheet metal material and has a single opening 76 which is surrounded by a sealing element 78 which is produced by overmolding the frame 56. The contact tongues 52 are plug-in contact in the connection chamber 28. The sealing element 78 is inserted in the heating element receptacle 18 in a sealing manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22
HalteelementRetaining element
44th
AufnahmeöffnungReceiving opening
66
KontaktzungeContact tongue
88th
Gehäuse-AnschlusszungenHousing connection tabs
1010
Randedge
1212
PTC-HeizelementPTC heating element
1414th
HeizelementgehäuseHeating element housing
1616
Gehäusecasing
1818th
HeizelementaufnahmeHeating element holder
2020th
Steckergehäuse-LeitungsstromConnector shell line current
2222nd
Steckergehäuse-SteuersignaleConnector housing control signals
2424
Trennwandpartition wall
2626th
GehäusewandHousing wall
2828
AnschlusskammerConnection chamber
3030th
HeizkammerHeating chamber
3232
Kragencollar
3434
VerriegelungsvorsprungLocking protrusion
4040
PTC-ElementPTC element
4242
HauptseitenflächeMain face
4444
IsolierlageInsulating layer
4848
Leiterbahn/KontaktblechConductor track / contact sheet
5050
KontaktflächeContact area
5252
KontaktstreifenContact strips
5656
Rahmenframe
5858
RahmenöffnungFrame opening
6262
oberer Querholmupper cross member
6464
Durchführungselement-BasisFeedthrough element base
6666
Durchführungselement-DeckelFeed-through element cover
6868
AnschlagkragenStop collar
7070
Bohrungdrilling
7272
HalbschaleHalf shell
7474
TiefziehteilDeep-drawn part
7676
Öffnungopening
7878
DichtelementSealing element

Claims (13)

Elektrische Heizvorrichtung (2) umfassend: ein Gehäuse (16) mit einer Trennwand (24), die eine Anschlusskammer (28) von einer Heizkammer (30) zur Abgabe von Wärme trennt und von der zumindest ein PTC-Heizelement (12) mit einem Heizelementgehäuse (14) in Richtung auf die Heizkammer (30) abragt, in dem zumindest ein PTC-Element und zur Bestromung des PTC-Elementes (40) mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundene Leiterbahnen, die in der Anschlusskammer (28) elektrisch angeschlossen sind, isoliert abgestützt sind, gekennzeichnet durch ein das Heizelementgehäuse (14) umgreifendes Halteelement (2), das mit der Trennwand (24) an ihrer der Heizkammer (30) zugewandten Seite mit dem Heizelementgehäuse (14) verbunden ist. Electric heating device (2) comprising: a housing (16) with a partition wall (24) which separates a connection chamber (28) from a heating chamber (30) for dissipating heat and from which at least one PTC heating element (12) with a heating element housing (14) in the direction of the Heating chamber (30) protrudes, in which at least one PTC element and, for energizing the PTC element (40) with different polarity, are supported in an electrically conductive manner connected to this, which are electrically connected in the connection chamber (28), marked by a holding element (2) which surrounds the heating element housing (14) and which is connected to the heating element housing (14) by the partition (24) on its side facing the heating chamber (30). Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) zumindest kraftschlüssig mit der Trennwand (24) und/oder dem Heizelementgehäuse (14) verbunden ist.Electric heating device according to Claim 1, characterized in that the holding element (2) is connected at least in a force-locking manner to the partition (24) and / or the heating element housing (14). Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelementgehäuse (14) eine das PTC-Element elektromagnetisch abschirmende Heizelement-Abschirmung (14) aufweist und dass die Heizelement-Abschirmung (14) elektrisch mit dem Halteelement (2) verbunden ist.Electrical heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the heating element housing (14) has a heating element shield (14) which shields the PTC element electromagnetically and that the heating element shield (14) is electrically connected to the holding element (2). Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelement-Abschirmung (14) durch eine das PTC-Element umschließende Umhüllung gebildet ist.Electrical heating device according to Claim 3, characterized in that the heating element shield (14) is formed by a casing surrounding the PTC element. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskammer (28) mit einer die Anschlusskammer (28) elektromagnetisch abschirmenden Anschlusskammer-Abschirmung versehen ist, die elektrisch leitend mit dem Halteelement (2) verbunden ist.Electrical heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection chamber (28) is provided with a connection chamber shield which electromagnetically shields the connection chamber (28) and is electrically conductively connected to the holding element (2). Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) zumindest einen, das Halteelement (2) außenseitig umgebenden Verriegelungsvorsprung (34) ausbildet und dass das Halteelement (2) eine Anschlussgehäuse-Anschlusszunge (8) ausformt, die unter Vorspannung an dem Verriegelungsvorsprung (34) anliegt.Electrical heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (16) forms at least one locking projection (34) surrounding the retaining element (2) on the outside, and that the retaining element (2) forms a connection housing connection tongue (8) which under Bias is applied to the locking projection (34). Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussgehäuse-Anschlusszunge (8) elektrisch leitend an dem Verriegelungsvorsprung (34) anliegt.Electric heating device according to Claim 6, characterized in that the connection housing connection tongue (8) rests in an electrically conductive manner on the locking projection (34). Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (24) einen das zumindest eine Heizelementgehäuse (14) umfänglich umgebenden Kragen (32) ausformt, der von dem Halteelement (2) umgriffen ist.Electrical heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the partition (24) forms a collar (32) which surrounds the at least one heating element housing (14) and is encompassed by the holding element (2). Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) ein einteiliges, zur Ausbildung einer Aufnahmeöffnung (4) für das Heizelement stanzbearbeitetes Blechelement ist.Electrical heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the holding element (2) is a one-piece sheet metal element stamped to form a receiving opening (4) for the heating element. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) im Wesentlichen flach ist.Electric heating device according to Claim 9, characterized in that the holding element (2) is essentially flat. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, einteilig an dem Blechelement ausgebildete Kontaktzunge (6) in der Aufnahmeöffnung (4) freiliegt, die unter elastischer Vorspannung an dem Heizelementgehäuse (14) anliegt.Electrical heating device according to claim 9 or 10, characterized in that at least one contact tongue (6) formed in one piece on the sheet metal element is exposed in the receiving opening (4), which lies against the heating element housing (14) under elastic pretension. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelementgehäuse (14) ein Dichtelement (78) aufweist, das in einer Heizelementaufnahme (18) der Trennwand (24) dichtend aufgenommen ist.Electrical heating device according to one of the preceding claims 1, characterized in that the heating element housing (14) has a sealing element (78) which is sealingly received in a heating element receptacle (18) of the partition (24). Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Heizvorrichtung (2), bei dem zunächst ein ein Gehäuse (16) mit einer Trennwand (24), die eine Anschlusskammer (28) von einer Heizkammer (30) zur Abgabe von Wärme trennt, und zumindest ein PTC-Heizelement (12) mit einem Heizelementgehäuse (14), in dem zumindest ein PTC-Element und zur Bestromung des PTC-Elementes mit unterschiedlicher Polarität mit diesem elektrisch leitend verbundene Leiterbahnen, die isoliert in dem Heizelementgehäuse (14) abgestützt sind, hergestellt werden, das PTC-Heizelement (12) in eine Heizelementaufnahme der Trennwand (24) eingebracht wird, so dass es in Richtung auf die Heizkammer (30) von der der Trennwand (24) abragt, und ein mit dem Heizelementgehäuse (14) zusammenwirkendes Halteelement (2) über das Heizelementgehäuse (14) geschoben und mit der Trennwand (24) an ihrer der Heizkammer (30) zugewandten Seite verbunden wird.Method for producing an electrical heating device (2), in which a housing (16) with a partition wall (24) which separates a connection chamber (28) from a heating chamber (30) for emitting heat and at least one PTC heating element (12) with a heating element housing (14) in which at least one PTC element and, for energizing the PTC element with different polarity, conductors connected to it in an electrically conductive manner, which are insulated and supported in the heating element housing (14), the PTC -Heating element (12) is introduced into a heating element receptacle of the partition (24) so that it protrudes in the direction of the heating chamber (30) from the partition (24), and a holding element (2) interacting with the heating element housing (14) over the heating element housing (14) is pushed and connected to the partition (24) on its side facing the heating chamber (30).
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