电加热设备的制作方法

本实用新型涉及一种具有ptc加热装置的电加热设备。ptc加热装置具有加热器壳体，该加热器壳体将至少一个ptc元件、与ptc元件电连接的导体带以及必要时还有导热地抵靠到该ptc元件的绝缘层结合成单元，并且从接触舌片伸出，接触舌片为了给ptc元件馈电而以不同极性与导体带导电地连接。

背景技术：

例如从ep2190256a1中已知这种ptc加热装置。该ptc加热装置具有框架，该框架具有贯穿框架的框架开口，在框架开口中分别容纳至少一个ptc元件，该ptc元件在两侧均设有形成导体带的接触片。在与ptc元件相反的侧面上分别贴放有绝缘层。这些元件用粘合剂包铸，由此，将ptc加热元件的引导功率电流的部件相对于ptc加热元件的外侧封起来。

由ep3334242a1已知一种电加热设备，其中，各个ptc加热装置被插入到分隔壁的容纳部中并且与分隔壁密封地插装接触。在背离加热腔室的一侧以及在连接腔室内部存在接触装置，该接触装置将不同的ptc加热装置的接触舌片电连接并分组为加热回路。该接触装置的自由端伸入控制壳体中，控制壳体具有用于控制电加热设备的已装备的印刷电路板，该印刷电路板基本上平行于纵向、即ptc加热装置的延伸方向地延伸。在现有技术中，在该已装备的印刷电路板与前述的接触装置之间设置有功率晶体管，该功率晶体管被保持在接触装置上。具有已装备的印刷电路板的控制壳体具有侧向超出加热腔室和连接腔室的分段，并且功率电流插头和控制电流插头在上述分段上与控制壳体拧合。功率电流插头和控制电流插头沿平行于连接接线柱的方向从包围加热腔室和连接腔室的加热器壳体突出。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种开头所述类型的电加热设备，这种电加热设备可以更容易地并且因此更经济地制造。

该电加热设备具有功率电流插头和控制电流插头，功率电流插头和控制电流插头以已知的方式将功率电流接触元件或控制电流接触元件容纳于自身中，并且通常将它们以绝缘方式保持在加热器壳体上。相应的接触元件通常由冲压加工或冲压弯曲加工的片材元件形成。相应的接触元件在控制壳体内与印刷电路板电连接，该印刷电路板引导功率电流并且承载全部或部分地控制功率电流的构件。相应地，控制电流插头具有与印刷电路板接触的控制电流接触元件，并且可以将控制信号引入控制壳体中，以便以期望的方式控制功率电流。由已装备的印刷电路板形成的控制装置通常包括用于切换功率电流的功率晶体管。这些功率晶体管也可以设置在印刷电路板上。然而，如在前述的现有技术ep3334242a1中一样，它们也可以设置在其他位置上并且可以与本实用新型的印刷电路板电连接。

根据本实用新型，将功率电流接触元件以及优选控制电流接触元件以与一个或多个ptc加热装置或多个加热装置的接触舌片相同的取向引入连接腔室中。换句话说，相应的接触元件以相同的方向伸入控制腔室中。由此可行的是，例如将功率电流插头首先装配在包围加热腔室的加热器壳体的壳体上部上，其中，该壳体上部通常形成分隔壁。以相同的方式，ptc加热装置可以分别导入连接腔室中。连接腔室通常以与分隔壁成直角的方式伸入连接腔室中。以这种方式做好准备，可以将上述印刷电路板在与加热腔室相反的一侧的前面推到露置在仍然敞开的连接腔室中的接触元件上，以便同时接触ptc加热装置的功率电流插头还有接触舌片。

ptc加热装置的接触舌片可以在具有沿相同方向突出的接触舌片的接触装置中电连接，该接触舌片在将印刷电路板插入连接腔室中时与连接腔室插入式接触。只要控制电流接触元件也以相同的方向伸入控制壳体中，则也可以建立简单的电连接。而在此，可以看出，控制电流插头也可以直接与已装备的印刷电路板连接，从而使印刷电路板在将其引入连接腔室之前，可以将其以任何方式和任何方向装配在印刷电路板上。

根据本实用新型的一个优选的改进方案，用于控制功率电流的另外的接触元件以与功率电流接触元件和/或控制电流接触元件和/或接触舌片相同的取向被引入到连接腔室中。于是，已装备的印刷电路板只能在一侧设置有用于控制或调节功率电流的构件，相反，在相反的侧上仅设置有用于连接控制和/或功率电流和/或用于向ptc加热装置输出功率电流和/或用于引入来自控制装置的传感器信号(例如来自温度传感器的信号)的接触元件。按照这种方式，可以使用smd技术容易地装备印刷电路板。

附图说明

在下面，本实用新型参照结合附图的实施例得到详细阐释。其中：

图1示出电加热设备的实施例的透视的分解图；

图2示出印刷电路板的正面的透视的侧视图；

图3示出根据图2的印刷电路板的背面的透视的侧视图，带有接触装置的实施例；

图4示出接触装置的透视的侧视图；

图5示出接触装置的俯视图；

图6示出沿根据图5中的图示的线v-v的剖视图；

图7示出沿根据图4的线vi-vi的透视的剖视图；

图8以放大图示示出根据图6的细节d；

图9示出具有接触装置的壳体下部的透视的俯视图；

图10示出根据图9中的图示的线x-x的剖视图；

图11示出电加热设备的实施例的底视图或者说仰视图；

图12示出沿根据图11中的图示的线xii-xii的剖视图。

具体实施方式

图1示出了具有多部分壳体的电加热设备100的实施例，该壳体包括由合成材料制成的壳体下部102和借助压铸由金属一体制成的壳体上部104。

壳体下部102呈槽形地构造并且包围加热腔室106，为加热腔室106设置有从底部106突出的入口和出口接头110。这些入口和出口接头110通过注塑与壳体下部102一体成型。

入口和出口接头110从底部108突出。入口和出口接头成直角从由底部106形成的平坦面伸出。

在壳体上部104和壳体下部102之间，在图中示出了多个ptc加热装置112，ptc加热装置具有设置在ptc加热装置112内的ptc元件，这些ptc元件通过导体带导电接触。导体带通过接触舌片114被电连接。ptc加热装置112以插入接触的方式被保持在壳体上部104的分隔壁117的为此设置的容纳部116中。该构造的细节在本申请人相关的ep3334242a1中进行了描述。

在壳体下部102和壳体上部104之间示出了加热装置100的其他元件。高压插接元件以附图标记118标记，该高压插接元件与壳体下部104拧合并具有一直延伸到壳体上部104的连接腔室120中的接触元件。这种接触元件与以附图标记122标示的印刷电路板电连接，该印刷电路板可容纳在槽形的壳体上部104中。密封件以附图标记124标示，该密封件将壳体下部102相对于壳体上部104密封，从而使加热腔室106密封。

设有弹性突起的保持元件126具有分别单独容纳各个ptc加热装置112的加热装置容纳部128，该加热装置容纳部与各个ptc加热装置112的外周面接合。在已装配的状态下，保持元件126也以型面锁合和/或力锁合的方式与壳体下部104连接。

接触装置130布置在壳体上部104上方和印刷电路板122下方，接触装置将所有接触舌片114电连接并将各个ptc加热装置112分组为加热回路。接触装置130和印刷电路板122之间的电连接通过从接触装置130伸出的接触舌片132建立。控制信号插接元件以与印刷电路板142连接并从其上突出的方式以附图标记134示出。该控制信号插接元件134被拧紧到印刷电路板122上。

在印刷电路板122上方，示出了另一环绕式密封件136和一控制壳体盖件138，通过该密封件和控制壳体盖件覆盖并密封壳体上部104的连接腔室120。控制壳体盖件138由金属形成，以便与壳体上部104一起屏蔽由控制壳体104、136、138内的功率电流的接通所产生的电磁辐射。支撑骨架140布置在控制壳体盖件138和印刷电路板122之间，压缩元件142支撑在其自身和印刷电路板122之间，以便例如将装配在印刷电路板122上的功率晶体管压靠到冷却面上，冷却面与延长到加热腔室106中的冷却圆顶导热连接。冷却面与功率晶体管导热连接。

在装配之后，连杆144在后方嵌接锁定突起146，该锁定突起设置在壳体下部102和壳体上部104上，以便将两个部分102、104以型面锁合而又无法脱失或不易脱失的方式彼此连接。在ep2796804a1中描述了对此的细节。

控制壳体盖件138与壳体上部104和密封件136一起形成控制壳体146。在此，控制壳体盖件138和壳体上部104由于其金属材料而形成围绕容纳在控制壳体146中的控制装置148的屏蔽，控制装置基本上由印刷电路板122形成。连接栓150从控制壳体146沿插接元件118、134的方向(从接头110)突出。该连接栓150用于将金属的控制壳体146接地，并与控制壳体146拧合。

图2和3示出了由附图标记200标示的接触装置的实施例，该接触装置与印刷电路板300机械地和电气地连接。

如图4至8所示，接触装置200由载体板202和金属板制成，该载体板由合成材料制成，该金属板通过分隔金属板的不同面区域而形成不同的汇流排204。

载体板202是注塑制品，其形成环绕边缘206，该环绕边缘在周边围绕由载体板202形成的平坦贴靠面208，并且两个固定孔眼210从该贴靠面向外突出，其中，图5中左侧的固定孔眼210设计为细长孔，用于补偿公差。注塑的载体板202还形成心轴212，该心轴在周缘206也沿着突出的方向上从贴靠面208成直角突出。通过注塑，定位销214也一体地成型在载体板202上，定位销沿相同方向超出贴靠面208并且逐渐变细地构造。这些定位销214从载体板202的凸起216突出，在凸起之间设置有凹口218。

借助于注塑的载体板202，成型出大致居中贯穿载体板202的、分别限定汇流排204的边界的边缘220。设置有两个彼此基本平行地延伸的、起限定边界作用的边缘220。载体板202的底部分段222设置在起限定边界作用的边缘220之间，所述底部分段位于贴靠面208的平面中。通过这种构造，在图5中的下部汇流排204.1与位于其上的汇流排204.2至204.4之间构成了增大的爬电距离。应当理解为，汇流排204.1被分配了第一极性，而其他汇流排204.2至204.4被分配了另一极性。通过起限定边界作用的并且相对于底部分段222或贴靠面20g凸出的起限定边界作用的边缘220也增加了不同极性的汇流排204之间的气隙。

底部分段222分别在自身之间围成冲孔224。在汇流排204.2、204.3和204.4之间设有另外的冲孔224。所有冲孔224位于环绕边缘206内并贯穿贴靠面208或底部分段222。

相应的汇流排204相对于载体板202的固定可以在图7和图8中看到。各个汇流排204具有通过冲裁在前部逐渐变细并且呈边棱状收尾(参见图8)的爪部段226，每个爪部段在自身之间都限定出卡位开口228。

图7示出了接触弹簧230，该接触弹簧230在相应的汇流排204上通过冲压和弯曲而一体形成，该接触弹簧已经在ep2500531a1中详细地并且对其功能进行描述。接触弹簧230伸入由汇流条204成型的接触舌片容纳部232中。对于每个接触舌片容纳部232都在载体板202的侧面上加工出在载体板上挖出的接触插入开口234。因此，机动车加热装置的电加热元件的各个接触舌片插入到相应的接触插入开口234中并且穿过接触舌片容纳部232推入，以便通过接触弹簧230与相对应的汇流排204电接触。

图7还示出了凸起的边缘236的示例，该凸起的边缘超出贴靠面208，并且是每个冲压孔224的环绕边缘240的一部分，该环绕边缘设置在底部分段222之间。在凸起的边缘236上贴靠有从汇流排204的平面上弯曲抬起的连接接片基部242。在图7中可以见到两个彼此相对置的连接接片基部242。在放入金属板之后，连接接片基部242还通过金属板的连接接片相互连接。

为了插入单件式或者说一体的金属板，金属板以其卡位开口228送到对应的心轴212上方。当将金属板施加到贴靠面208上时，爪部段226在心轴212的外周面上滑过。在该施加运动的结束时，爪部段226朝向心轴212的外周面上抓合(参见图8)。通过型面锁合，金属板不易脱失而又牢固地与载体板202连接。心轴212与卡位开口228的相互作用还实现了金属板的接触舌片头容纳部232相对于载体板202的穿过贴靠面208的接触插入开口234的精确定位。

连接接片基部242和将连接接片基部连接的接片已经之前通过冲压和弯曲从金属板的实际平面中抬高。因此，接片和与这些接片邻接的连接接片基部242搁置在凸起的边缘236上。现在，该接片借助穿过冲孔224进行的冲裁加工而被分离，由此，不同的汇流排204.1至204.4在电学上被单独分隔。由于凸起的边缘236，每个单独的汇流排204的爬电距离是与载体板202的底侧相距较大的距离，由此，爬电距离增加。

在此应当注意，本实用新型的接触装置200通常设置在控制壳体中，该控制壳体出于良好的emv屏蔽的原因通常由金属制成。因此，绝缘的载体板202贴靠在导电底板上。连接接片基部242和金属底板之间的净距离通过凸起的边缘236而增加，由此改善了电气安全性。

当然，通过两个形成框架的边缘220和位于其间的底部分段222获得了针对不同极性的汇流排的增加的电气安全性。在相同极性的单个汇流排204.2、204.3和204.4之间提出较低的电气安全要求。但是在此，连接接片基部242也放置在凸起的边缘236上。

这种连接接片基部242在图8中示出。在心轴212的左侧和右侧可以看到连接到不同汇流排204.2和204.3的连接接片基部242。

该图还示出了由附图标记244标示的接触舌片保持器，该接触舌片保持器由载体板202一体构造，并且包围并支撑接触装置200的接触舌片246，该接触舌片246从汇流排204的平面成直角延伸并且一体地成型于其上。如图4和5所示，接触舌片保持器244在横截面上呈c形成型。在图5中，接触舌片保持器244向左侧开口。每个接触舌片保持器244的净宽度被以如下方式适配构造，使得接触舌片246在宽度方向上装配到该接触舌片保持器244中。宽度方向在图5中，在图示的高度方向上延伸。接触舌片246的相应的右侧被接触舌片保持器244围绕并支撑。接触舌片保持器244在左侧是敞开的，从而将接触舌片246与汇流排204的其余部分连接的桥形件250可以从接触舌片保持器244中引出。c形的接触舌片保持器244的开口允许：当金属板抵靠到载体板202上时，在图5中可见并且以附图标记250标示的桥形件推入。

可以看出，接触装置200可以容易地制造。接触装置200通常仅包括两个部件，即注塑而成并且构成载体板202的构件和金属板。在金属板已经接合之后，将金属板与载体板202牢固地连接。通过分离连接接片来划分各个汇流排204。

接触装置200的实施例被设计用于与印刷电路板300连接。为此，印刷电路板300具有在图2中可见的定位孔302，定位销214首先插入该定位孔中。基于这种引导方式，超出贴靠面208不太高的接触舌片246被插入到印刷电路板300的与接触舌片相适配地构造的接触舌片容纳部304中，接触舌片容纳部像汇流排204的接触舌片容纳部232一样设置有接触弹簧，接触弹簧分别与印刷电路板300的由印刷电路板300形成的电导体带导电连接。

通过不同的汇流排204.2、204.3和204.4，在接触装置200中分组出不同的加热回路。经由汇流排204.1接触相应的另一极性。各个汇流排204.2、204.3和204.4以及与其对应的加热回路通过印刷电路板300来操控。

图9示出在图9至图12中以附图标记500标示的壳体上部的透视的俯视图，其具有：用于容纳功率电流插头440的孔502、用于容纳控制电流插头440的孔504以及用于对以附图标记400标示的温度传感器密封保持的温度传感器容纳部506。接触装置200通过两个由壳体上部500形成的销508保持，这两个销穿过固定孔眼210并且与固定孔眼210锁定。接触装置200覆盖要在图1和图10中可见的、用于对ptc加热装置112插入式接触的容纳部116。在接触装置200的凹口218中，分别可见冷却面510，冷却面与分别对应的冷却圆顶512导热地连接，该冷却圆顶伸入到加热腔室106中(参见图10)。

在根据图1和2的分解图中对应于印刷电路板300的功率电流插头440从外侧拧合到壳体上部500上。为此，功率电流插头具有凹槽441，该凹槽容纳密封件，该密封件密封地贴靠到壳体上部500的外部面上。此外，通过功率电流插头440的外圆周上的接触元件，将连接线缆的屏蔽部以导电方式连接到金属的壳体上部500，使得线缆的屏蔽部前伸进入壳体上部500。因为功率电流插头具在凹槽441的平面中露置的接触面，所以该接触面与设置在功率电流插头的外圆周上的接触元件导电地连接，参见us2018/366865a。

在图3和图12可见由附图标记442标示的功率电流接触元件，其设置在功率电流连接器壳体444内。在相反侧，这些功率电流接触元件442被直接引入印刷电路板300中并在那里与印刷电路板300的导体带电连接(参见图2和图12)。通过电流插头壳体444构造出t形的绝缘接片446，该t形的绝缘接片446突出超过在印刷电路板300中被插接接触的功率电流插接元件442，该t形的绝缘接片446设置在印刷电路板300的相应造型的凹口中并且超出印刷电路板的正面。由此，增加了不同极性的功率电流接触元件442之间的气隙和爬电距离。如在图2和3中可以看到那样，用于控制功率电流的构件仅位于印刷电路板300的图2中所示的上侧上。

在相反侧上，仅前述插头440、480和温度传感器400突出。另外，接触装置200设置在这一侧。

在图2中，可以看到用附图标记306标示印刷电路板300的部件，不包括用附图标记308标示的功率晶体管。所有还包括功率晶体管308的构件306仅设置在印刷电路板300的上侧。功率晶体管308位于印刷电路板200的良好导热的焊盘上。在已装配状态下，这些焊盘搁放在冷却面510上，从而被冷却。

为了连接到印刷电路板200，将控制电流插头480直接拧到印刷电路板300和壳体上部500上。在图2中可以看到引导突起484，其与控制电流接触元件482相邻，引导突起引入到印刷电路板300的适配构造的引导孔310中，以便：在将控制电流插头480与印刷电路板300接合时，将控制电流接触元件482相对于为此设置的接触容纳部定位。

温度传感器400在其外圆周上具有温度传感器密封件402和用于接触印刷电路板200的温度传感器接触元件404(参见图2)。保持突起406从上侧超出印刷电路板(见图2)。在印刷电路板300的侧面上为保持突起配设了另一个引导孔310。为了接触温度传感器接触元件404，印刷电路板300具有与之匹配构造的接触舌片容纳部312。

功率电流插头440和控制电流插头480的接触元件442和482导电地与印刷电路板300连接。

从图3可以看出，控制电流插头480具有插头密封件486，其被容纳在控制电流插头480的凹槽中并且密封地抵靠壳体上部500的内部面，壳体上部与密封件136和控制壳体的控制壳体盖件138一起成型，其在图12中用附图标记147标示。在此，壳体上部500既形成控制壳体147的底部又形成加热腔室106的盖件。于是，围绕ptc加热装置的加热器壳体148因此由壳体100和102、密封件124和壳体上部500的下方部分形成。

如特别在图12中所示，各个ptc加热装置112的接触舌片114以及用于功率电流的接触元件442和用于控制电流的接触元件482都以相同的取向被引入到连接腔室120中。该取向在图12中用向下的箭头r标出。在此，接触舌片114没有直接电连接到印刷电路板300。相反，接触舌片114通过接触装置200的插入而连接，接触装置200经由各个汇流排204.1至204.4将多个ptc加热装置112分组形成加热回路。接触元件442、482和404穿过由印刷电路板300占据的平面伸出。印刷电路板可以相应地从朝向相应的接触元件404、442、482方向上推。由于印刷电路板300仅在一侧配备有构件306、308，因此这些构件可以使用smd技术容易地制造并使其紧凑地构造。印刷电路板300的下侧形成用于将印刷电路板300保持在控制壳体146内的贴靠面。

已装备的印刷电路板300被放置在图9中所示的预装配单元上，预装配单元由壳体上部500和接触装置200组成。在此，定位销214引导印刷电路板300，从而在接触装置200和印刷电路板300之间实现期望的插入式接触。控制或功率电流接触元件442、482也可以被引入印刷电路板300的相应的接触容纳部中。可替代地，可以首先装配印刷电路板300，然后可以将线路电流插头440靠着壳体上部500的外侧装配。引导突起484引导控制电流接触元件482到印刷电路板300的接触容纳部中的接合；引导部分484对控制电流接触元件482引导到印刷电路板300的接触容纳部中的过程加以引导。保持突起406对温度传感器接触元件404引入到印刷电路板300的所对应的接触舌片容纳部312中的过程加以引导。

此后，通常将各个ptc加热设备112以其各自的接触舌片114插入容纳部116中。在此，接触舌片114与接触设备200的接触舌片容纳部232接触。

由此，将功率晶体管308施加在冷却面510上。温度传感器密封件402容纳在对应的孔406中，并夹紧在壳体上部500和温度传感器400之间。

与印刷电路板300中的定位孔302相互作用或者说配合的定位销214强制地使接触装置200的接触舌片246与用于该接触舌片246的导体带300的接触容纳部之间发生接触。印刷电路板300与分隔壁117之间的接触装置200的布置方式能够实现紧凑的设计。由于印刷电路板300部分覆盖冷却面510并且部分覆盖接触装置200，因此控制装置能够以紧凑的方式布置在控制壳体146中，而不用取消对功率晶体管308的期望的冷却。由于机械要求提高，将功率电流插头440施加到控制壳体146的外侧并在那里密封。功率电流插头被旋拧到控制壳体146的外部，特别是壳体上部500上。控制电流插头480从相对侧相对于控制壳体146密封，并且被旋拧到壳体上部104上。温度传感器400可以在接合印刷电路板300之前，也被插入相关的热传感器容纳部506中。因此，印刷电路板300可以从顶部被施加到壳体上部500上，并且以接合运动的方式导电地与相关的接触舌片246、404、442、482连接，该接合运动由定位销214引导。

功率电流插头440和控制电流插头480沿侧向位于加热器壳体148旁边，从而以最佳方式利用本实施例所覆盖的空间(参见图11)。用于控制电流和功率电流的电缆可以平行于连接到入口接头和出口接头110的线路敷设。然后，加热器总体上紧凑地构造。

附图标记列表

100电加热设备

102壳体下部

104壳体上部

106加热腔室

108底部

110入口和出口接头

112ptc加热装置

114接触舌片

116容纳部

117分隔壁

118高压插接元件

120连接腔室

122印刷电路板

124密封件

126保持元件

128加热装置容纳部

130接触装置

132接触销

134控制信号-插接元件

136密封件

138控制壳体盖件

140支撑骨架

142压缩元件

144连杆

146控制壳体

148控制装置

150连接栓

200接触装置

202载体板

204汇流排

206环绕边缘

208贴靠面

210固定孔眼

212心轴

214定位销

216凸起

218凹口

220起界定边界作用的边缘

222底部分段

224冲孔

226爪部段

228卡位开口

230接触弹簧

232接触舌片容纳部

234接触插入开口

236凸起边缘

240环绕边缘

242连接接片基部

244接触舌片保持器

246接触舌片

250桥形件

300印刷电路板

302印刷电路板300的定位孔

304印刷电路板300的接触舌片容纳部

306构件

308功率晶体管

310引导孔

312用于温度传感器接触元件404的接触舌片容纳部

400温度传感器

401凹槽

402温度传感器密封件

404温度传感器接触元件

406保持突起

440功率电流插头

441凹槽

442功率电流接触元件

444功率电流插头壳体

446绝缘接片

480控制电流插头

482控制电流接触元件

484引导突起

486插头密封件

500壳体上部

502用于功率电流插头的孔

504用于功率电流插头的孔

506温度传感器容纳部

508销

510冷却面

512冷却圆顶

r取向