专利名称：带有护盖的电加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电加热装置，特别是一种机动车辆用辅助加热器、用于这种加热装置的一种结构单元、及其相应的制造方法。
背景技术：
为用于机动车辆，特别是装有新型节油发动机的机动车辆中，在这种发动机中热量显著减少，要使用辅助电加热器，为乘客车厢及发动机加热。然而这种电加热装置也适用于其它用途，例如，用于建筑设施领域，特别是用于房间的空气调节、用于工厂，或类似的地方。
较佳地，在导热设备中装有散热器件的PTC加热元件用作机动车辆的辅助电加热器。PTC加热元件产生的热量通过散热器件散发到通过的气流中。整个装置包括一层状结构的PTC加热元件、散热器件、以及用于供应电能的接触片，该装置被置于一用于提高加热器效率的框体内的夹子中。由于这种夹持作用，可以实现PTC加热元件的高程度的电热接触。
层状结构固定在一稳定框体内，该框体具有一最好呈U型的截面。该框体被设置成能够压紧该层状结构。夹持作用也可通过设置在该层状结构内的弹性件来实现。为使框体能够吸收弹性力，从机械角度将其制造得特别稳固。较佳地，其具有一U形截面。这种常规加热装置的举例可见于DE-A-101 21 568中。
考虑到必需的夹持力，这种具有U形截面(或者根据DE-A-10121568为C形截面)的框体的纵向条的最小高度约为11mm。这使得整个加热装置的高度至少为22mm，不能用于空气流通。因此，这种具有外部夹持作用或外部固定框体的结构形状的很大一块区域不能用于空气流通。这就是为什么这种电加热装置不适于用在安装高度非常小的场合的原因。
当这种具有外部支撑框体或外部夹持作用的电加热装置组装时，需要繁琐的操作以消除弹性件/框体的接触压力，这在组装时是很令人讨厌的。
由于这些缺陷，具有常规支撑框体的加热装置对于现代空气调节器，特别是对在机动车辆内的设施来说，越来越不适合。以舒适为基础的机动车辆中，用于多区空气调节的空气调节器越来越要求大长度、低结构高度的加热装置。
此外，传统的带有支撑框体，特别是金属制框体的构造具有相当大的重量。然而，人们希望在机动车辆内安装的电加热器相对车辆总重量来说，应该具有极低的重量。
金属支撑框体的另一缺陷是其导热表面。为提高机动车辆的安全性，人们越来越多地避免使用金属表面，从而接触到这些表面不会带来任何危险，也即没有电或热的传导。为此，上述加热装置最好设有一塑料表层，例如象DE-A-10121568中所示的加热装置那样。
常规电加热装置的另一缺陷是为加热元件提供电流的接触片有腐蚀的危险。接触片与湿气接触的可能性既存在于制造过程也存在于工作过程中。PTC加热元件与诸如用铝制成的接触片之间的腐蚀会导致电能损失高达30％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电加热装置，一种用于电加热装置的结构单元，以及用于具有改进的结构、消除了上述缺陷的电加热装置的制造方法。
该目的由独立权利要求中的特征实现。
根据本发明，在该电加热装置制造过程中，在一个与PTC加热元件接触的接触片上有一漆层。PTC加热元件“临时”固定在接触片上，并通过所述漆层密封。
这种加热装置具有多项优点。特别是，额外涂覆到电极上的漆层提供了比传统方式所能实现的更好的防腐蚀保护。漆能防止接触片以及PTC元件与接触片间的连接处的湿气渗透。因而，在制造过程或工作过程中由于接触片与湿气接触引起的腐蚀得以消除。
在制造过程中，漆层涂覆到电极上对着PTC加热元件的一侧。随后，将PTC加热元件定位在漆层上。存在于PTC元件与接触片之间的漆大部分被弹性件引起的夹持压力挤出。被挤压出来的漆通过一个沿口密封PTC加热元件与接触片之间的空隙。通过电极和PTC加热元件间转接的这种密封，可以实现有效的防腐蚀保护。
而且，本发明使得这种电加热装置制造简便。在预制结构单元中，PTC加热元件通过漆固定于接触片上预定的位置上。在制造过程中不再需要用手或机器对单个元件、特别是PTC元件进行单独定位，制造过程可显著缩短。
而且，不再需要使用定位框体或定位装置来保持PTC加热元件彼此之间的间距。由于PTC加热元件通过漆预先固定，所述元件以足够稳定的方式相互连接以进行制造。PTC加热元件和接触片的连接的机械稳定性必须只能持续于制造过程。然后，机械稳定性以及加热装置的固定通过弹性件产生的夹持压力实现。由于这种预制结构单元，制造过程能够以简便方式进行而缩短。
较佳地，这种漆为一种不导电漆。从而加强了电加热装置的操作可靠性，这是因为它避免了金属表面的暴露。同时，也防止了接触片表面的腐蚀。为此，特别使用了一种硅漆。这种硅漆不仅不导电，而且能够补偿PTC加热元件与接触片的不同的膨胀系数，接触片最好是由铝制成。因此，使用一种弹性漆特别有利。
根据另一优选实施例，使用一种高粘度漆。这种漆粘度低于900mPa.s。因此这种漆能够以一种特别有利的方式来应用。例如，用一种刷涂式或滚涂式涂层，特别是通过商用定量装置进行的一种滴涂式涂法，即可实现简单的漆涂覆。因此，预制结构单元的生产也以简易方式简化。
生产还可进一步简化，在于由散热器件、固定在该散热器件上的接触片、以及通过漆固定在该接触片上的PTC加热元件构成的预制结构单元上。利用这种更大的预制结构单元，生产可进一步简化和加快。
根据一优选实施例，通过漆将PTC加热元件固定到其上的接触片是由铝制成。利用这种材料，可在PTC加热元件和散热器件之间实现特别有效的热传递。
较佳地，延长面制造得特别稳固，从而能够承受特别大的力量。为此，在延长面上用来使空气流通的开口中设置横向支撑，以承受弹性件产生的夹持力。本发明以很小的结构高度，并且使用更加轻质的材料如塑料，能够承受很大的夹持力。利用本发明的结构，电加热装置可应用于更多方面，特别是可用于结构高度非常低的场合。
根据本发明的一个有利的改进方面，在护盖侧面的开口内，除横向支撑外还设置有纵向支撑，从而这些支撑形成一网格结构。结果是，这种支撑可以保持很细，从而对空气流通的妨碍可以忽略，并且仍然可以有效防止护盖偏斜和弯折。因而，除容易处理外，电加热装置所用的护盖可以以简单的方式用轻质材料如塑料生产。
为防止要加热的空气的气流量受网格支撑的阻碍，特别地布置纵向支撑，使其定位于PTC加热元件的区域内。这种纵向支撑因此被安置以与不产生空气流通的截面相一致。
较佳地，护盖由塑料制成。塑料护盖的一主要优点是重量很小，灵活的可塑性及其低廉的制造成本。使用这种生产材料，加热装置能够保持特别小的成本。
根据本发明的一个有利的改进方面，护盖具有一侧部开口，在加热装置组装后用以插入弹性件。这使加热装置的制造更加容易，因为组装时不需要专用设备来克服弹性力。弹性装置仅能插入护盖中，此时组装后的护盖能够承受层状结构压缩过程中弹性件产生的力。弹性件最好在一凹槽内导向。由于稍后弹性件插入护盖时，护盖本身不需要为此打开，因此，护盖可以采用比常规所用的更加轻质的材料，最好为塑料。
根据本发明的一个有利的实施例，护盖包括两个半壳。这使得加热装置组装特别简单。为此，半壳被设置成能够组合在一起。当护盖的半壳组合在一起时，通过使用锁定销或销鼻实现两个半壳的锁定，可使组装特别迅速。
两个半壳最好设计成这样，在一打开结构的对应护盖侧之间的大致中部将护盖分开。结果是，在打开结构的一侧，并且只有在中部，即，在两个半壳的剖分线处，护盖特别稳固，这样，护盖壳可以不承受或者承受很小的夹持力。
在一具体实施例中，两个半壳的剖分线上具有额外的突起和凹槽，当半壳放置在一起并相互连接时，突起和凹槽接合在一起。这样护盖在两个半壳剖分线的中部区域就可以承受更大的力量。突起和凹槽将两个半壳相互连接在一起，从而能够增加侧面的机械稳固性。利用这种结构，在护盖材料稳固性基本较低时也可以应用大的夹持力。
弹性件设置成能够将夹持力大部分传递到加强的护盖侧面。
弹性件最好由带有斜向伸出弹性片的片体构成。最好是弹性片与弹性件一体制成。这样，该弹性装置就可以首先作为一个连续件制造，然后在生产过程中从一滚筒来供应。相对而言，在现有技术中每个弹性装置都要单独制造，并且不同的长度都要单独生产，而本发明的加热装置中的弹性件可以从滚筒用一种容易的方式切成任何所需长度，从而，可以避免弹性装置的复杂的单独制造过程和在加热装置结构改变时制造方法的调整。
由于护盖和弹性装置是分离的，根据新的结构原理，以前约为0.8mm的弹性装置的厚度现在可以减小到约0.3mm。结果，弹性装置很容易就能生产，并且加热装置的效率没有任何降低。
为实现电加热装置的高效率，每一PTC加热元件位置都设有一弹性片，从而，通过每个PTC加热元件的单独夹持，效率得以提高。
当PTC加热元件区域中设置有多个弹性片，最好为两个或三个单独弹性片时，通过增加夹持力，可以实现特别高的效率。结果，每个PTC加热元件的整个长度都被夹持。
根据另一优选实施例，弹性装置由一片体构成，从该片体沿横向倾斜伸出多个独立的弹性片，这些弹性片机械地加强了弹性装置，这样，弹性装置就不会出现围绕纵轴方向的偏转。为此，每个弹性片延伸入弹性装置的边缘部，从而弹性装置可以支撑在稳定的外部护盖边缘上。这样，护盖就仅能承受其边缘的受力，从而其中部稳定性稍差。因此，可以使用一种易于加工的特别轻质的护盖材料。
根据该电加热装置的一种具体的改进，在纵向支撑和层状结构之间设有密封。这种密封，特别是一种硅密封，最好制成一个部件并密封整个网格结构。
本发明的进一步的有利的实施例在从属权利要求中阐述。
下面将参照结合附图的优选实施例，对本发明进行详细说明，附图中图1为在接触片上涂覆漆层的示意图；图2为在接触片的漆层上固定PTC加热元件的示意图；图3为带有固定在接触片上的PTC加热元件的预制结构单元的示意图；图4为预制结构单元的一可选实施例图，作为对图3中元件的补充，包括一散热器件；图5为根据本发明的加热装置的剖面示意图，其中插入图4所示的预制结构单元；图6为根据本发明的内置式加热装置的示意图；
图7a为根据本发明的结构单元的一剖面示意图，该结构单元包括一散热器件，一由漆层密封的接触片，以及一设置在接触片上的PTC加热元件；图7b为根据图7a的结构单元的透视图；图8为根据本发明的加热装置的一剖面示意图，该加热装置包括一塑料护盖，并且，其中设置有多个层、PTC加热元件、接触片、以及散热器件；图9为根据图8的本发明的电加热装置的剖切透视图，但仅示出护盖的一个半壳；图10为根据图9的本发明的加热装置的视图，在一半壳中设置有散热器件、接触片、以及PTC加热元件；图11为散热器件、接触片和PTC加热元件的层状结构的视图，其设置在本发明的电加热装置的护盖中；图12为电加热装置的护盖的一个半壳的透视图，该半壳仅进行了部分装配；图13为图12中的电加热装置护盖的一个半壳的透视图，该半壳进行了完全装配；图14为组装后的电加热装置护盖的透视图；图15为图14中的电加热装置的透视图，其中弹性件部分插入；图16为根据本发明的加热装置的护盖的另一实施例的透视图；
图17为图16所示实施例的另一透视图，其中设置有接触销的护盖侧面为作为例举的专用连接器几何形状而进行了改造；图18为根据图16的本发明的加热装置的护盖的实施例的另一具体视图；图19为根据本发明的加热装置的另一实施例的在组装过程中的示意结构透视图；图20为根据图19的组装后的实施例的透视图；图21为本发明另一实施例的护盖的一个半壳的内侧的具体视图；图22为根据图21的实施例，通过组装后的护盖半壳的剖面图；图23为图22中护盖结构的详细放大图，其中可以清楚地看到护盖侧面的详细的互连结构，用于加强纵向护盖面机械承载能力；图24为根据本发明的弹性件的俯视结构示意图；图25为根据本发明的弹性件的侧视结构示意图；图26为根据本发明的弹性件的透视结构示意图；图27a为一连接有一接触片的波状肋件的视图；以及图27b为弹性件的另一种设计的视图。
具体实施例方式
在常规电加热装置中，PTC加热元件通过定位装置，如定位框体，定位在接触片之间，根据本发明的电加热装置是这样制造的，在电加热装置组装前，至少一个接触片上设有一漆层，然后将PTC加热元件设置在其上。图1～3以图示方式，示出上述的制造步骤。
图1为接触片2的侧视示意图，其朝向PTC加热元件的侧面上具有一漆层3。然后，PTC加热元件4固定在漆层3上(图2)。具有漆层3的接触片2与设置在其上的PTC加热元件4形成一预制结构单元1，其示意性地示于图3中。
PTC加热元件4通过漆层3在接触片上固定的稳定性应设计成这样，它足以抵抗直到上述电加热装置进行制造时或制造过程中出现的机械负荷。所述的这种固定方式不能抵抗更强的机械负荷。通过这种在漆层3上固定PTC加热元件4，电加热装置的制造可以极大地简化。特别是，通过以这种方式预制的结构单元1，可以减少需要安装的零件数量。而且，由于不再需要以繁琐方式使单个元件在护盖中定位，组装也得以简化。另外，由于在插入过程中PTC加热元件固定在特定位置，所以不需要定位装置。
使用漆层实现的一个主要优点是改善了防潮性能。在加热装置组装过程中也实现了PTC加热元件4与接触片2的连接处的额外密封，这将在下文参照图5进行说明。
图4中示出了预制结构单元的一种变型。在接触片2上另外固定一散热器件5。所述预制结构单元中，其中根据图1～3所示的制作过程的一个PTC加热元件4固定到接触片2上，由于不需要单独插入散热器件5，所以能够进一步减少电加热装置制造过程中的安装步骤。
根据另一实施例，该加热装置的其它元件随后可以集成到散热器件5上，形成一个预制结构元件。利用这种预制结构单元的每一附加元件，该加热装置制造过程所需的制造步骤数得以减少。
在根据本发明(根据图4)将预制结构单元1安装进入加热装置护盖的过程中，在安装一弹性件(图1到8中未示出)后，加热装置的各个构件通过一夹持安装而偏压固定。图5中示出本发明电加热装置的一部分，其中示出夹持装配及其动作。
除图4所示的由散热器件5、接触片2、漆层3以及PTC加热元件构成的预制结构单元1外，图5还示出一连接到PTC加热元件4上的接触片10，以及连接到所述接触片10上的另一散热器件11。由夹持装配产生的接触压力用图5中黑色箭头示出。接触压力使得PTC加热元件4与接触片2之间的漆层3从PTC加热元件4与接触片2之间的间隙13的侧面被压出。从间隙13被压出的漆层在间隙13外缘形成漆边12，漆边12封住间隙13防止湿气渗透。
本发明的加热装置通过在接触片上涂覆漆层，以及由此带来的对PTC加热元件与接触片的接触点的密封，能够有效地防护湿气、特别是腐蚀引起的损坏，并防止与此相关的电能损失。因此，根据本发明的加热装置特别适合于在加热装置与湿气接触的危险很大的极端条件下使用。
较佳地，漆3采用不导电漆。由于在制造过程中加热装置的构件受压，使得漆从间隙13中被挤出，从而在接触片2与PTC加热件4之间形成导电接触。
漆涂覆厚度最好在10～20μl/cm2的范围内，特别地优选14μl/cm2。
漆3可以采用刷涂式、滚涂式或者滴涂式涂法，以简单方式涂施。所述涂层可以通过特别高的粘性形成，粘度最好是在900mPa.s到750mPa.s之间。特别是，该漆的粘度最好为约850mPa.s。漆形成一永久涂层，作为一种抗湿气和大气污染物的保护。
在用滴涂法涂覆漆的过程中，所述漆通过一商用定量装置逐滴涂施。最好是，用一定量针管作为定量装置。
为此，使用一种高粘度漆。为促进与环境的相融性，使用一种只包含少量溶剂的漆。
根据一优选实施例，接触片2用铝制成。铝能使PTC加热元件4与散热器件5之间具有一种特别有效的热传递。
优选地，与接触片2相对的一侧与PTC加热元件4接触的接触片10是由黄铜制成，最好是镀锡黄铜。
图6示意性地示出一优选实施例，本发明加热装置的构件通过夹持固定。该结构包括两个预制结构单元1，每一预制结构单元具有至少一个PTC加热元件4、一接触片2、以及一散热器件5。而且，该结构还包括接触片20、21，紧邻PTC加热元件4的另一侧，以及一个完整的散热器件22。此处的两个接触片20和21具有不同的电位。而且，图6所示的较低的散热器件5连接到一具有正电位的电源。
整体来说，图6所示的本发明加热元件的有利的实施例的内部结构仅包括5个需安装的构件，也即，两个预制结构单元1，两个接触片20、21，以及一单独散热器件22。从而这样一种层状结构可以一种特别简单和迅速的方式制成。
图7a和7b以示意的方式示出了一种预装结构单元30的透视图及剖视图。结构单元30包括一散热器件35，其与一接触片32接触。在接触片32上涂覆一漆层33，该漆层使PTC加热元件31固定到接触板32上。
图7a为结构单元30的一剖视图，该结构单元通过夹持作用安装在加热装置内。位于PTC加热元件31和接触板32之间的漆33通过夹持压力从间隙侧部挤压出来，从而通过漆边34也就是所说的粘性弯月面而密封或保护，防止湿气及污染物的渗透。
与传统的机动车辆用电加热装置相比，本发明的这种电加热装置由两个塑料半壳构成。在制造过程中，首先以简单的方式安装一个半壳，然后通过安装第二个半壳完成整个壳体的安装。下面参照图12到15描述该电加热装置的组装。
图8到10示出一种电加热装置的几个不同视图，根据本发明的一个实施例，该电加热装置由多个层组成。图8示出了该电加热装置的剖视面，图9示出了其透视图，而图10示出了设置在护盖半壳内的加热装置的构件的俯视图。护盖由两个相互接合的半壳40a和40b构成。本发明的结构单元由一散热器件44、一连接到散热器44上的接触片42、以及固定到接触片上的加热元件41组成，该结构单元设置在所述半壳内。每个结构单元都能插入一个半壳40a、40b中，并通过间隔件42分开。
在护盖的每个半壳40a、40b内都具有加强件，用以加强护盖的狭长侧面。较佳地，特别是两个半壳40a、40b放在一起时，锁止块46、47彼此结合。护盖的这种狭长侧面以这种方式进行加强，因此能够承受增加的夹持力。下面将参照后图，说明这种护盖狭长侧面的具体的和可选择的机械加强结构。
夹持压力由向层状的PTC加热元件41、接触片42及散热器件44施压的弹性件49产生。所以接触板42与PTC加热元件41间的电、热传导得以改善。这将提高加热装置的效率。
PTC加热元件41通过漆预置于第一接触片42上。在PTC加热元件41的另一面，组装时设置另一接触片。如图10所示，两个与PTC加热元件接触的接触片中的一个引出护盖40以连接电源。电加热装置在工作时通过引出的接触片的接触接头50供给电源。为使伸出护盖的接触接头50更易于组装并可靠定位，每一接触接头都通过定位辅件49固定在护盖侧面上。
图11中示出了护盖40中所用的多个结构单元的层状结构。
图12到15示出了根据本发明的该加热装置的连续组装步骤，这些步骤中也示出了根据本发明的该加热装置的结构。图12为一透视图，示出了护盖半壳62a、62b中的一个半壳62a。一接触片66、一散热器件64、以及紧邻散热器件的PTC加热元件4插入半壳62a中。为便于组装，所有构件上都分别设有导轨或定位装置。特别是带有接触销66a的接触板66的位置在通过导轨66b(以及图13中的接触板67的导轨67b)插入的过程中被限定。散热器件64最好设计成波状肋件的形状。在波状肋件一侧具有一接触板。导轨64a设置在护盖内部的侧部，供波状肋件64的接触板的端部用。所述导轨只是为了便于组装。因此在一可选实施例中，导轨也可被省略。
如图13所示，在PTC加热元件4上再设置一散热器件64和一具有接触插头67a的接触板67，与图12所示结构相匹配。护盖的第二半壳62b能连接到以这种方式安装好的第一半壳62a上。护盖的两个半壳最好设置成使其剖分线大约在两个延长护盖面(其包括通道开口)的中间延伸。
由于两个半壳62a、62b上分别设置锁止销78，并且在相应的半壳上分别具有相应的孔79，所以护盖的组装可显著地简化。当两个半壳置于一起时，一旦第二半壳62b完全装到第一半壳62a上，就将其锁定。
图14中又示出组装后的电加热装置的护盖。如图14所示，每个护盖半壳62a、62b的延长面上都设有开口，以供空气流通。
为提高PTC加热元件的发热效率，所述元件以层状结构保持夹持在护盖内，这种层状结构可参见图12和13所示。夹持作用是通过一附加的弹性件72实现的。较佳地，该弹性件至少要插入护盖的内侧和层状结构之间。另外，这种弹性件也可插入护盖的另一内侧和层状结构或者层状结构内的某一位置之间。
为使护盖能够承受夹持力而不会变形，延长的护盖面通过机械方式加强。在机械加强的护盖面上，特别是剖分线区域，护盖不能承受高的夹持力。
为能够承受特别高的夹持力，在要加热的空气所用的侧面开口内设置有横向支撑69。所述横向支撑能使护盖承受足够高的夹持力而不会使护盖偏转或变形。这种具有支撑的半壳均一体制成，并且最好是由塑料制成。
在一个特别有利的实施例中，横向支撑69通过一个或多个纵向支撑70来补强，从而，支撑69和70具有一网格结构形状。利用这种网格结构，横向支撑69可以制成特别细而不会阻挡空气流通。同时，还能有效防止护盖弯曲。
在一护盖上下侧面作了特别设计的有利的实施例中，护盖机械加强面之间的稳定性得以增强。为此，每个半壳62a、62b的上下护盖侧面上都分别设有突起76和凹槽77，并且放在一起时其设置使得能够彼此接合进入。因而，通过两个半壳侧面的相互连接，在机械加强的延长的护盖面之间，上下侧面的机械稳定性也得以加强。
由于只有在组装后护盖才能够承受高的夹持力而不会出现护盖变形，所以弹性件72只能在护盖组装后插入。为此护盖62设在带有一开口71的一侧上。这种开口最好设置在护盖62的狭长侧面。每一半壳62a、62b都具有相应的凹槽，在护盖62组装状态下互补形成一缝71，以插入该弹性件72。下面将参照图21到23，描述护盖内侧面的具体设计，用于形成一个可以插入弹性件72的弹性通道。
护盖中的定位件64a、66b、67b设置成能使加热装置的预定位件为弹性件留有足够的间隙。更具体地，该预定位件通过弹性装置实现固定，并在夹持方向起作用，使弹性件可以移动，以承受弹性件产生的夹持力。
从图15中可以看出，弹性件72具有多个独立的弹性片，用以产生夹持力。下面将结合图26a、26b、和26c，来讨论弹性件72的优选实施例。
在所示实施例中，接触片66和67分别布置在层状结构的外侧，从而通过散热器件64向PTC加热元件74供电。所述结构在PTC加热元件4与散热器件64之间实现出色的热传递，散热器件将热量向外送到流经的空气，因而热传导损失非常小。
由于接触片布置在加热装置的层状结构件的上端和下端，空气流通量实质上没有阻碍。这使得有可能在空气流通量没有任何减少的情况下保持较小的结构高度。
由于根据本发明的护盖设计具有延长护盖面，从机械角度来看其特别稳定，常规方式的固定框体的侧条不能承受这种夹持力。这种护盖的窄侧面因而可以具有任何希望的结构。较佳地，护盖的窄侧面可以设计成可允许加热装置进行机械固定和电接触。对于电接触，护盖的至少一个窄侧面可以作任何希望的形式的改变以适应电源连接件的几何结构。
通过图12和15的实施例表示出这种窄侧面的设计。在护盖左侧，从两个半壳上的突起73a、73b分别形成一连接件结构。两接触片66和67的连接件接头66a和67a伸入所述连接件内。在另一侧，一连接件14形成于突起64a和64b上，连接件主要用于电加热装置的紧固。由于护盖62的窄侧面不能承受非常大的力量，其可以设计成以任何想要的方式进行机械和/或电方面的固定。
图16至18示出护盖及相应电加热装置的另一实施例。图16示出电加热装置80的一实施例的透视图，该电加热装置制成稍小于图12至15的实施例，但具有较大的横截面区域以允许更大的空气流通量。为此，该加热装置包括PTC加热元件4，位于层状结构中的多个平板上。与图12至15所示实施例相比，该PTC加热元件呈矩形，并且其纵向侧面与加热装置延长护盖面相平行。
根据位于由散热器件64、PTC加热元件4和电极片81、82构成层状结构内、带有PTC加热元件4的每一个层，纵向支撑70分别设置在具有PTC加热元件4的各层的高度位置。在所示实施例中，总共具有四个带PTC加热元件4的层，因而也具有四个纵向支撑70。由于与图12至15中的加热装置相比，该加热装置的纵向延伸更大，所述实施例也包括更多数量的横向支撑。
与图12至15所示的第一实施例相比，在所示加热装置中具有两个弹性件72，该两个弹性件分别插入位于护盖的两个窄侧面的上端和下端。弹性件分别以这样的方式插入，即从弹性件72上伸出的弹性片86从护盖表面伸向层状结构。尽管未示出，在两个标示出的弹性位置之间还可有其它的弹性件72插入到层状结构中。
由于该具有PTC加热元件4的实施例中示出的多个这样的层，相应所需的接触片的数量也更多。最上端和最下端的接触片82分别紧邻上护盖内部和下护盖内部。三个中间接触片分别紧邻较低的带PTC加热元件的层布置，也即，与三个较低的纵向支撑70相配。
每个接触片81、82都各有从框体伸出的连接片81a、82a。从中伸出有连接片81a、82a的护盖侧面83可作任意设计。图17中示出了一具体实施例。图16所示的护盖83上连接或粘接一独立的相适应的连接件结构85。所述粘接的连接件结构可以根据相应的需要改变，例如，为将该加热装置安装到汽车内，不同的汽车制造商使用不同类型的插头连接。在图17所示实施例中，可连接的连接件附件85包括一具有固定孔的机械挡块，一连接座85a，其中设置有连接片81a、82a。
较佳地，网格结构的横向支撑69布置长度为30～40mm。当横向支撑长度大于40mm，特别从大约60mm开始，横向支撑不再能够承受足够程度的夹持力。相对地，横向支撑的长度低于30mm以下，特别是小于20mm时，将阻碍空气流量通过加热装置的延长面。
图21至23示出护盖的两个半壳的内部设计的具体实施例。半壳的内部结构包括一弹性通道，在护盖的两个半壳组装后，一弹性件72可以插入其中。该弹性通道即通过侧面延伸的槽起到弹性件插入时的导向作用。这些槽是由例如突起94，或者护盖的上侧，或者像所示的实施例中的那样，由锁块92a、92b形成。
突起94不仅形成供弹性件插入的弹性通道的一个侧面，而且用于帮助加热装置的元件定位。这些元件通过在护盖中起作用的突起(预)固定在插入通道周围以供组装后插入弹性件。
并且，图21至23所示的实施例刚性增加。这种增强的刚性是需要的，例如为下述原因。为在“大面积加热装置”情况下也能获得高效率，“大面积加热装置”是指加热装置小，但为得到大的空气流通量，制成很大的面积，这种装置需要非常大的夹持力。然而，在约170℃的护盖温度下，所用塑料材料的刚性减小。而且，由于所用的弹性片距弹性件边缘具有2～2.5mm的最小距离，所以弹性件并非仅将力传递到护盖边缘。然而，为防止上下护盖侧面的变形，所述侧面最好额外的坚固。为此，相对布置的锁定块92a、92b分别设置在护盖的两个半壳内。每个锁定块沿对应的半壳方向伸出，并且组装时通过锁鼻91互锁。由于扣住上下护盖面，其机械刚度得以增强，防止了变形。
通过一另外的侧壁95、96，刚度可进一步增加。所述侧壁95、96分别通过支撑件93布置在前侧壁上并连接到其上。上下护盖的机械刚性因此可以增加，从而护盖能够承受特别高的夹持力。这样就可能形成一“大面积结构”，也即一个具有大量重叠PTC元件层及内置散热器件的加热装置。
下面将参照图24、25和26，描述弹性件72的结构。图24示出弹性件72的俯视图，图25示出侧视图，图26为该弹性件72的透视图。
弹性件72由一片体85及从片体伸出的弹性片86组成。更佳地，弹性件72为一体制成，在片体85上冲裁出各弹性片的三个边，并绕沿片体85横向的轴线89弯曲，形成弹性片。冲裁段绕其弯曲的角度α约在5°至30°之间，最好为15°至20°之间。弹性件72的这种结构防止横向偏转并只允许在一个纵向方向上偏转。结果，弹性件仅作用于护盖边缘上，在夹持力产生过程中支撑在其上。因此，弹性装置与护盖完美地配合，护盖由于其结构只能随在护盖侧面承受更大的力量，而在其分开线区域中部只能承受较小的负荷。为此，更佳地，弹性片的侧端布置时非常靠近弹性件的边缘。
图24、25、和26所示仅为一示意图。弹性片86不是必须为矩形，也可以是具有不同宽度和倾角的区域。例如，每一弹性片可以具有一更宽的端部部分，其略呈扁平，以允许弹性片更好地推向护盖内。
图27a示出在一用作“大面积加热装置”(例如根据图20)的延长的实施例中的一散热器件64及一连接到散热器件上的接触片66。相应的弹性片示于图27b中。弹性件具有大量连续布置的弹性片86。每一弹性片86能够施加约15N的接触压力。为增加接触压力，根据图27b，弹性片一个接一个地紧紧定位，从而两个或更多弹性片86跨越整个PTC元件表面设置。这将获得双倍甚至三倍于原来的夹持力。与常规框体固定件相比，此处夹持力均匀地施加于弹性装置的整个长度上。
为使护盖能够承受弹性片26产生的夹持力，护盖延长面可以配置横向支撑69，从而在两个连续横向支撑69之间布置两个到不超过五个的弹性片86。
根据图15的实施例示出一具有两个或更多紧邻布置的弹性片的弹性件72。该实施例在护盖深度较大的情况下很有利。
当以常规方式使用约0.8mm厚的弹性装置时，弹性件厚度为0.2mm到0.5mm，而在此新式结构原理中采用的弹性件的厚度最好为0.3mm。这将能够以小长度的弹性片实现弹性片86的弹性作用。
本发明的加热装置的一个特别的优点是弹性件第一次能够作为一连续元件来生产，从而在制造过程中从一滚筒进行供应。通常，每一弹性片分别制造并且对所有不同的加热装置长度来说都是单独生产的。而且，其能够满足为每种加热装置仅提供一种弹性件。
除结构高度低之外，本发明的加热装置的一个特别的优点是该加热装置能以一种特别简单的方式生产。该加热装置按照结合图12至15所作的描述进行组装。根据本发明，与常规加热装置相比，单个元件组装时没有夹持力作用于层状结构上。只有在护盖组装后弹性件才滑入组装后的护盖中(与图15比较)。
总之，本发明涉及一种用于电加热装置的新式结构原理，其中框体和弹性装置的作用彼此分开。护盖作为一个框体，用于电加热装置中，该护盖由两个半壳构成。PTC加热装置的定位辅件设置在护盖内。护盖的纵向侧面基本制成打开状，以允许空气流通量通过该加热调节器。
在组装加热装置前，PTC加热元件通过漆固定到与该PTC加热元件接触的接触片上。以这种方式预制的构件单元便于组装并且在制造中不需要额外的定位装置，以将PTC加热元件布置在正确位置。另外，漆提供了保护防止湿气渗透。因此，同时可以实现有效的防腐蚀保护。
另外，挤压散热器件、PTC加热元件和接触片的层状结构的弹性装置另外插入护盖中。该弹性装置随后通过护盖中侧面设置的开口，能够滑入护盖中。结果，护盖在组装后，当承受机械负荷时，将仅受到弹性力。
新的结构原理具有多项优点。一方面，当不使用金属框体时，在与根据本发明的结构热容量相同的情况下重量可以显著减小到约50％。而且，没有额外措施和额外重量，加热装置没有暴露的金属表面。另一优点是较低的结构高度，其可以比常规加热装置低约30％。因此，有可能实现比现有技术更小的加热器，同时，这种加热器由于采用夹持作用，增加了电热接触，实现一种高效率。而且，也有可能生产一种更长的加热元件，而在常规固定框体结构下，这将非常困难。
另外，常规定位框体不用于使PTC加热元件保持分开及保护加热元件，但PTC加热元件通过预先设置在接触板上的漆固定，并彼此分开。
另外，与常规加热装置相比，显著地减小了制造难度。因为不需要特殊装置来克服制造过程中的框体弹性力，本发明加热装置的制造更容易。
本结构原理不需要专门的固定框体侧条设计，以承受作用在纵向条上的夹持力。因此，对于从护盖伸出的围绕接触片连接片所需的任何连接件几何形状，本发明护盖的窄侧面都是适合的。
另外，弹性装置能以明显更低的成本来生产。一方面，弹性装置的厚度可以减小，从而可以节省材料。另一方面，在制造过程中，现在弹性元件第一次可以作为一种连续件进行生产，并能从一滚筒供应。而且，仅有单独一种弹性件就能满足需要。
权利要求
1.一种电加热装置，特别是用作机动车辆的辅助加热器，包括在其延长的护盖面上具有开口的护盖(62)，以及层状结构，所述层状结构包括至少PTC加热元件(4)、散热器件(5)、接入电源用第一和第二接触片(2、10)、以及弹性件(72)，所述PTC加热元件(4)设置在所述第一和第二接触片(2、10)之间，并且所述层状结构通过所述弹性件(72)保持夹持于所述护盖(62)内，其特征在于所述第一接触片(2)面对所述PTC加热元件(4)的面上设有漆层(3)，且所述PTC加热元件(4)与所述第一接触片(2)之间的间隙由从所述间隙挤压出的漆(12)密封。
2.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于所述漆为不导电的硅漆(3)。
3.根据权利要求1或2所述的电加热装置，其特征在于所述漆(3)的粘度低于900mPa.s，最好为约800mPa.s。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述第一接触片(2)由铝制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述第二接触片(10)由黄铜制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述第二接触片(10)是经过镀锡的。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述护盖(62)中设有开口(71)，用于插入所述弹性件(72)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述护盖(62)内形成有弹性通道，用于容纳所述弹性件(72)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电加热装置，其特征在于定位装置(94)用于预先固定所述护盖(2)中的加热装置的元件。
10.根据权利要求9所述的电加热装置，其特征在于所述护盖(62)内的所述定位装置(94)同时形成沟槽，用于在插入过程中引导所述弹性件(72)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述护盖的延长面通过至少一个横向支撑(69)进行机械加强。
12.根据权利要求11所述的电加热装置，其特征在于所述护盖延长面上的所述支撑(69、70)形状呈网格结构。
13.根据权利要求11或12所述的电加热装置，其特征在于所述网格结构在所述PTC加热元件(4)区域具有至少一个纵向支撑(70)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述护盖(62)由塑料制成。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述护盖(62)包括两个半壳(62a、62b)。
16.根据权利要求15所述的电加热装置，其特征在于所述护盖(62)的所述半壳(62a、62b)可以放置在一起。
17.根据权利要求16所述的电加热装置，其特征在于锁定销(78)或锁鼻(91)，当所述护盖(62)的所述半壳(62a、62b)放置在一起时，其可将两个所述半壳(62a、62b)锁定在一起。
18.根据权利要求16至17中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述半壳(62a、62b)设置成大约在所述护盖延长面的中部分开所述护盖(62)。
19.根据权利要求18所述的电加热装置，其特征在于在所述半壳(62a、62b)的剖分线上分别设有相对的突起(76、77；92a、92b)，当所述两个半壳(62a、62b)组装时，所述突起彼此接合在一起。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述弹性件(72)设置成将夹持力主要传递到加强的所述护盖的纵向侧。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的电加热装置，其特征在于所述弹性件(72)由片体(85)组成，所述片体带有从其上突伸出的弹性片(86)。
22.根据权利要求21所述的电加热装置，其特征在于每个所述弹性片(86)伸入所述弹性件(72)的纵向侧的边缘部内。
23.根据权利要求22所述的电加热装置，其特征在于所述弹性件(72)与所述弹性片(86)一体制成。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的电加热装置，其特征在于在每一所述PTC加热元件位置设置至少一个用于产生夹持力的所述弹性片(86)，以产生摩擦夹持作用。
25.根据权利要求24所述的电加热装置，其特征在于每一所述PTC加热元件位置设置至少两个所述弹性片(86)。
26.一种结构单元，用于电加热装置，特别是用于机动车辆的辅助加热器，所述电加热装置包括在其延长的护盖面上具有开口的护盖(62)，以及层状结构，所述层状结构至少包括PTC加热元件(4)、散热器件(5)、接入电源用第一和第二接触片(2、10)、以及弹性件(72)，所述PTC加热元件(4)设置在所述第一和第二接触片(2、10)之间，并且所述层状结构通过所述弹性件(72)保持夹持于所述护盖(62)内，其特征在于所述结构单元由所述第一接触片(66)和PTC加热元件(4)构成，所述第一接触片(66)在面对所述PTC加热元件(4)的面上设有漆层(3)，所述PTC加热元件(4)与所述第一接触片(2)之间的间隙由从所述间隙挤压出的漆(12)密封。
27.根据权利要求26所述的结构单元，其特征在于所述漆为不导电的硅漆(3)。
28.根据权利要求26或27所述的结构单元，其特征在于所述漆(3)的粘度低于900mPa.s，最好为约800mPa.s。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的结构单元，其特征在于所述第一接触片(2)由铝制成。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的结构单元，其特征在于所述第二接触片(10)由黄铜制成。
31.根据权利要求29至33中任一项所述的结构单元，其特征在于所述第二接触片(10)是经过镀锡的。
32.一种用于制造电加热装置(20)、特别是机动车辆辅助加热器的方法，所述电加热装置包括延长的护盖面上具有开口并有两个半壳(62a、62b)的护盖(62)，以及层状结构，所述层状结构至少包括PTC加热元件(4)、散热器件(5)、接入电源用第一和第二接触片(2、10)、以及弹性件(72)，所述层状结构通过所述弹性件(42)保持夹持于所述护盖(62)内，所述方法具有如下安装步骤通过漆(3)将PTC加热元件(4)固定到所述第一接触片(2)上，将其上固定有所述PTC加热元件(4)的所述第一接触片(2)和所述第二接触片(10)插入所述护盖的第一半壳(62a)内，并且将所述护盖(62)的第二半壳(62b)连接到所述第一半壳(62a)上。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于所述漆(3)为不导电的硅漆。
34.根据权利要求32或33所述的方法，其特征在于所述漆(3)的粘度低于900mPa.s，最好为约800mPa.s。
35.根据权利要求32至34中任一项所述的方法，其特征在于所述电加热元件(4)通过所述漆(3)所作的固定仅能经受小的机械负荷。
36.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其特征在于所述弹性件(72)通过组装后的所述护盖(62)上的开口(71)插入，以实现所述层状结构的夹持。
37.根据权利要求32至36中任一项所述的方法，其特征在于，随着所述弹性件(72)的插入，通过由所述弹性元件(72)产生的接触压力，所述漆(3)被挤出所述PTC加热元件(4)与所述接触片(2)之间的区域。
38.根据权利要求32至38中任一项所述的方法，其特征在于被挤出所述PTC加热元件(4)与所述接触片(2、10)之间区域的所述漆(12)密封所述区域，防止湿气渗透。
39.根据权利要求32至38中任一项所述的方法，其特征在于所述第一接触片(2)由铝制成。
40.根据权利要求32至39中任一项所述的方法，其特征在于所述第二接触片(10)由黄铜制成。
41.根据权利要求32至40中任一项所述的方法，其特征在于所述第二接触片(10)是经过镀锡的。
全文摘要
一种电加热装置及电加热装置的制造方法，其中采用了预制结构单元。该预制结构单元由通过涂漆固定到接触片上的PTC加热元件组成。从而简化了制造、增强了抗腐蚀保护。
文档编号H05B3/06GK1593964SQ200410006459
公开日2005年3月16日 申请日期2004年3月8日 优先权日2003年9月11日
发明者弗朗茨·博伦德, 库尔特·瓦尔茨 申请人:凯特姆两合公司