用于加热元件的冷却和保持本体，加热设备以及制造冷却和保持本体的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于多个加热元件（10）（特别是多个PTC加热元件）的冷却和保持本体，该本体具有一个加热元件保持件（11），这些加热元件（10）夹持在该加热元件保持件中。本发明的特征在于该加热元件保持件（11）具有在其周向上分布的多个保持区（15），而每个保持区内安排有至少一个加热元件（10），其中这些保持区（15）是形成在一个外部部分（13）与安排在该外部部分（13）内的一个内部部分（14）之间，并且至少该外部部分（13）具有一种多边形轮廓，该多边形轮廓具有由多个侧面（19b）连接的多个拐角部（19a），其中这些保持区（15）是安排在该多边形轮廓的这些拐角部（19a）之内，并且该多边形轮廓的这些侧面（19b）被弹性变形以产生作用在这些对应的加热元件（10）上的一种夹持力。
【专利说明】用于加热元件的冷却和保持本体，加热设备以及制造冷却
和保持本体的方法
[0001]说明书
[0002]本发明涉及一种用于多个加热元件，(特别是多个PTC加热元件)的冷却和保持本体，一种具有这样一种冷却和保持本体的加热器以及一种用于制造这样一种冷却和保持本体的方法。在DE102006018151A1中公开了一种具有权利要求1的序言所述特征的用于多个加热元件的冷却和保持本体。
[0003]在控制柜中，例如，温度的变化引起凝结水的形成，凝结水与灰尘和腐蚀性气体一起可引起腐蚀。其结果为，由于漏电流或飞弧导致故障的风险增加。因而使用了受到可靠性和使用寿命两方面的高要求限制的多个加热器或多个暖风机(特别是多个PTC半导体加热器)来为位于该控制柜中的多个部件的完美运作保证一致的最佳气候条件。
[0004]这些加热器通常安装有多个电加热元件。这些加热元件的保持装置一方面可以保证良好的热传递，另一方面可以保证牢固一致的固定。频繁性的和(取决于操作条件的)主要的温度变化会引发老化，导致材料疲劳，从而会导致用于固定这些加热元件的保持力减小。其结果为，热传递衰减。如果该保持功能完全丧失，结果可能会是该装置的完全失效。
[0005]DE19604218A1描述了一种具有一个PTC元件的已知加热器的一个例如，在该加热器中，该PTC元件紧固在一个安排在中心的矩形凹槽中。在该凹槽中为安装设置了一种双楔形安排，其可通过一个调节螺钉来进行移动，以改变其宽度。从而，该PTC元件可以卡在该凹槽中。该双楔形安排结构较复杂，并且没有解决由于材料疲劳引起夹持力减小的问题。该双楔形安排将必须通过操作该螺钉来进行调整以避免这样的问题。
[0006]在援引回本 申请人:的同属类的DE2006018151A1中公开了这种已知装置的改进之处。在这种情况下，该加热元件配置在一个热交换器的安排在中心的凹槽中，其中，该凹槽的多个内接触表面平放抵靠在该加热元件上。这种保持力的实现在于在该加热元件安装之后，该热交换器的多个侧壁向内弯曲，缩小了该凹槽的这些接触表面之间的间隙。其结果为，配置在这些接触表面之间的该加热元件被牢固地、平整地夹持住。这种紧固是一种稳定的保持装置，其传递一种持续的高保持力，并且因而不需要经过重新调整就能提供从该加热元件到该热交换器的持续良好热传递。然而，这些侧壁的内弯曲导致了该侧壁材料的塑性变形，这由于频繁性的温度变化而对于保持条件而言并非最佳。
[0007]因此，本发明的目的是改进开始时引用的这类冷却和保持本体，以便达到尽管温度频繁变化，仍实现一种用于该冷却和保持本体中的这个或这些加热元件的牢靠保持装置的效果。本发明的另一目的是详细说明一种具有这样的冷却和保持本体的加热器和用于制造这种冷却和保持本体的方法。
[0008]根据本发明，这一目的是通过根据权利要求1所述的该保持和冷却本体，根据权利要求11所述的该加热器以及根据权利要求12所述的该方法来实现的。
[0009]本发明基于的思想是具体说明一种用于多个加热元件，特别是多个电加热元件，特别是多个PTC加热元件的冷却和保持本体,该本体具有一个加热元件保持件,这些加热元件被夹持在该加热元件保持件中。该加热元件保持件具有在其周向上分布的多个保持区，而每个保持区内安排有至少一个加热元件。这些保持区是形成在一个外部部分与安排在该外部部份内的一个内部部分之间的。至少该外部部分具有一种多边形轮廓，该多边形轮廓具有由多个侧面连接的多个拐角部。这些保持区是安排在该多边形轮廓的这些拐角部之内。该多边形的这些侧面被弹性变形以产生一种夹持力，其中这种夹持力作用在这些相应的加热元件上。
[0010]不同于已知的通过塑性变形来实现的对这些加热元件的夹持，根据本发明，该多边形轮廓的这些侧面是被弹性变形的。这意味着这种变形发生在胡克直线范围内，并且与在该多边形轮廓中产生的应力成比例。用于将这些加热元件夹持在该加热元件保持件的这些保持区内的这种夹持力是作为低于弹性极限的变形结果来优化的。与塑性变形形成对t匕，避免了由于材料老化发生的下降。尽管温度变化，用于固定这些加热元件的这种夹持力仍保持不变或者至少大体上是不变的。由于这种不变的夹持力，实现了从这些加热元件到该保持和冷却本体材料的基本不变的热传递。这种弹性变形使得这种用于将这些加热元件压上的力作为一种弹簧力起作用。不必重新调整这种接触力或夹持力。
[0011]作为一个多边形轮廓的至少该外部部分的配置结构具有的优点是提高了加热性能，并且有可能不需要使用其他的夹持元件就能夹持这些加热元件。这些夹持元件的省略使得能够实现该保持和冷却本体的一种紧凑设计。不同于现有技术，没有提供一个单独的安排在中心的保持区，而是提供了在该外部部分的周向上分布的多个保持区。其结果为，该保持和冷却本体中的热输出得到更好地分布，并且促进了高效散热。通过该内部部分与该多边形外部部分的组合简化了这些加热元件的组装。将该外部部分的配置为一个多边形轮廓具有的进一步的优点是其可以例如通过挤出来生产。
[0012]在一个优选实施例中，该多边形轮廓的这些拐角部形成多个夹持表面，这些夹持表面与这些加热元件的形状适配，并且特别平整，其结果为，实现了一种尤其良好的热传递。在多个PTC电阻器被直接连接到该外部部分和该内部部分以进一步提高热传递的这种形式里，这些平整的夹持表面特别适合用于多个平整的加热元件中。其他的夹持保持件，特别是异形的夹持保持件，是可行的。
[0013]该外部部分在该多边形轮廓的这些拐角部的区域内的壁厚可以大于在该多边形轮廓的这些侧面的区域内的壁厚。因此，在这些拐角部或夹持表面的区域内实现了均匀散热。
[0014]该多边形轮廓的这些侧面优选地配置为凹状的，凸状的或笔直状的。这导致了组装这些加热元件的各种可能性，特别是引入这种组装力的各种可能性。
[0015]该多边形轮廓的这些侧面的厚度可以沿周向变化，特别地，朝着这些拐角部而减小。因此，在组装过程中提高了力的引入，这种引入发生在这些侧面的中心区域，特别是在每个侧面的顶点处。这种力是在纵向轴线的方向上直线性地引入的。由于在该中心区域或该顶点处的侧面的壁厚或厚度的最大化，引入其中的力安全地传输到了该侧面的多个边缘区域以实现最大限度的弹性变形。
[0016]该内部部分可以具有用于这些加热元件的多个保持表面，这些保持表面对应于该多边形轮廓的多个拐角部。通过与这些夹持表面的组合，结果是为这些加热元件提供了一种两侧扁平的支架，因此确保了加热元件和本体之间的一种牢靠的机械保持装置和良好的热性连接。[0017]该内部部分优选地具有一种多边形轮廓，该多边形轮廓具有通过多个侧面连接的多个拐角部，其中这些保持表面对应于该多边形轮廓的这些拐角部。
[0018]在一个优选实施例中，这些保持表面仅仅是由该多边形轮廓的这些侧面径向向内支撑的。由于这些侧面的弹性，该内部部分的形状是可变的，从而这些保持表面的位置也是可变的。该内部部分本身是可移动的。这些保持表面可以借助于一种以合适的方向作用在该多边形轮廓的这些侧面上的一种组装力来径向地向内移动，以扩大该内部部分与该外部部分之间的组装间隙。在这些侧面向外弯曲凸起的情况下，该组装力或扩张力从内向外起作用。这些侧面被压向外并且径向向内牵引这些保持表面。在这些侧面向外弯曲凹入的情况下，该组装力或扩张力从外向内起作用。这些侧面被压向内并且径向向内牵引这些保持表面。
[0019]替代地，这些保持表面是由多个棒材支撑，其中这些棒材各自在径向方向上向内延伸。与上述实施例相比，结果就实现了该内部部分的相对刚性的形状。在组装过程中，这些保持表面的位置相对稳定。此外，这些棒材扩大了这些有效散热的并提高该内部部分的稳定性的表面。
[0020]在一个特别优选的实施例中，这些加热元件包括多个PTC电阻器，这些PTC电阻器安排在这些保持区中并且被直接连接、具体为电连接和热连接到该外部部分和该内部部分。这些PTC电阻器与该外部部分和该内部部分的直接连接提高了这些加热元件与该保持和冷却本体之间的热传递。替代地，在PTC储存匣本身已知在这些保持区内的形式中安排这些加热元件也是可行的。具有绝缘箔和多个分开的电极的一个实施例可被认为是一种2级保护应用。
[0021]在另一个优选实施例中，至少三个加热元件是围绕该外部部分圆周分布的，具体为对称分布的。基于由该数量的加热元件导致了一种静态定义系统，该系统此外是自动定心的。大量的加热元件是可行的。
[0022]可以提供安排在径向方向上的多层加热元件以提高加热性能，其中在该外部部分与该内部部分之间安排有至少一个中间部分。这些保持区一方面是配置在该内部部分与该中间部分之间，另一方面是配置在该中间部分与该外部部分之间。配置在该内部部分与该中间部分之间的这些保持区形成第一内层加热元件。配置在该中间部分与该外部部分之间的这些保持区域容纳进一步径向在外安排的第二层加热元件。加热层的数量可以与安排其他的中间部分而相应增加。3个、4个或者更多的加热层都是可以想象的，其中这些独立加热层的中间部分是各自相应地构造的。
[0023]在本发明的范围内，公开并要求保护具有一个根据本发明所述的冷却和保持本体的一种加热器。该冷却和保持本体的一个轴向端被连接到一个风扇上，其方式为使得空气可以在纵方向上流动穿过该冷却和保持本体，所述空气冷却这些加热元件并将热量传输到所需的位置，例如，在一个控制柜中。由于这种内部部分和该外部部分与该风扇相组合的安排，可以确保在操作过程中，相比该外部部分，该内部部分温度更高，并且由于该内部部分的热膨胀，在操作过程中，这种夹持力相应增加。
[0024]该冷却和保持本体可以安排在一个绝缘外壳中。这一实施例特别适合于将多个PTC电阻器直接连接到该外部部分和/或该内部部分上的情况。
[0025]在本发明的范围内，进一步被公开了一种用于制造根据本发明所述的冷却和保持本体的方法，其中，该外部部分的直径被增大而用于匹配。为了增大该直径，该外部部分被加热和/或在该多边形轮廓的这些侧面上受到径向向内地或径向向外地对应地起作用的一种组装力的冲击。由于这种组装力，这些多边形侧面被弹性变形。然后对这些独立的部件，即该内部部分，这些加热元件以及横截面扩大的该外部部分进行组装，其方式为使得这些加热元件位于这些相应的保持区之内。此后，将该外部部分冷却和/或将压力释放从而使得其收缩装配在这些加热元件上并以同样的接触力保持所有这些加热元件。在根据本发明所述的方法的范围内，该外部部分的组装可以或者专门借助于收缩装配来热学地实现，或者专门借助于这些夹持元件的弹性变形来机械地实现，或者借助于热学和机械扩张直径的组合来实现。
[0026]本发明是通过更具体的基于参照相关示意图的实施例的补充材料来更详细地说明的。这些附图示出:
[0027]图1根据本发明的一个实施例所述的具有单一圆周层的加热元件的冷却和保持本体的透视图；
[0028]图2根据图1所示的该冷却和保持本体的正视图；
[0029]图3根据本发明另一实施例所述的具有两圆周层的加热元件的冷却和保持本体的透视图；
[0030]图4根据图3的该冷却和保持本体的正视图；
[0031]图5根据图3的该冷却和加热本体的透视图，该冷却和加热本体的轴向端被连接到一个风扇上并且其内层加热元件具有一个匹配辅助件的；
[0032]图6:根据另一实施例的一种冷却和加热本体的透视图，其中这些加热元件配置为PTC储存匣；
[0033]图7根据图6所示的该冷却和保持本体的正视图；
[0034]图8根据图6所示的具有一个匹配辅助件的该冷却和保持本体的透视图；
[0035]图9根据图8的该冷却和保持本体的局部剖视图；
[0036]图10根据图6的、由一个加热器的绝缘外壳所包围的该冷却和保持本体的透视图；
[0037]图11 一个冷却和加热本体的该外部部分的透视图，该冷却和加热本体的多边形侧面具有在圆周方向上变化的壁厚；
[0038]图12 —个具有凹状的多边形轮廓的内部部分的透视图；
[0039]图13—个具有凸状多边形轮廓的内部部分的透视图。
[0040]图1所不为根据本发明一个实施例的、用于一种电加热兀件(10)的一种冷却和保持本体，该本体可以安装在一个加热器中，如例如在图5或图10所示的。在本发明的范围内，公开并且要求保护本身具有这些加热元件的该冷却和保持本体，即作为一个组件，以及具有这样一种冷却和保持本体的整个加热器二者。
[0041]这些发热元件是本身已知的PTC加热元件，即为具有正温度系数的多个热敏电阻器。加热元件10—般为扁平的矩形块状。其他加热元件也是可行的。
[0042]如图1和图3中所示，该冷却和保持本体大致呈圆筒状并且沿轴向方向延伸，其中该冷却和保持本体的长度基本大体上对应于多个PTC电阻器IOa或多个加热兀件10的长度。该冷却和保持本体在端面上越过多个加热元件10而凸出。[0043]根据图1所示的该冷却和保持本体具有一个环形的外部部分13，该外部部分像一个壳一样包围着一个内部部分14。外部部分13形成一个壳体元件。内部部分14和外部部分13同中心安排。内部部分13和外部部分14为两个独立的部件，其中内部部分13形成核心。内部部分13不是直接连接的，即没有被牢固地粘结到外部部分14上，而是仅仅通过安排在他们之间的多个加热元件10进行连接。该核心或内部部分13是在外部部分14之中自由地安排的。
[0044]加热元件保持件11配置在内部部分14与外部部分13之间。为此，内部部分13与外部部分14之间形成了一个其形状和/或宽度在圆周方向上变化的间隙，特别是一个环形间隙。在内部部分13与外部部分14之间的间隙的区域中，围绕圆周分布设置了多个保持区15,这些保持区共同形成了一个加热元件保持件11。在加热元件保持件11的区域中或相关的多个保持区15中，该间隙垂直于该冷却和保持本体的半径延伸。在保持区15之间，该间隙遵循多个夹持部分16的轮廓或是在径向外侧由这些夹持部分16限制的。因而，多个保持区15在几何学上同多个夹持部分16分开。然而，这并不是绝对必要的。
[0045]多个加热元件10安排在多个保持区15中。因此多个加热元件10位于内部部分13与外部部分14之间并以压力配合固定在位。
[0046]多个保持区15偏心地安排在该冷却和保持本体的圆周上，并且在该圆周方向上间隔分开。在根据图1所示的实例中，两个相邻保持区15之间的角度为120度。因此，多个加热元件10被置于理想的气流中。
[0047]为了夹持加热元件10，外部部分13具有多个夹持表面16，而内部部分14具有对应的多个与夹持表面16相对的保持表面17。配置在保持部分13内圆周上的多个夹持表面16和配置在内部部分14外圆周上的多个保持表面17形成多个相关保持区15的外和内接触表面12。多个加热元件10抵靠多个接触表面12放置。夹持表面和保持表面16，17在径向方向上限制了该间隙或多个相关保持区15。保持区15在圆周方向上是开放的。根据图1的实施例，夹持表面和保持表面16，17是平整的或笔直的。这种形状的夹持表面和保持表面16，17特别适合于直接连接到一个平整的PTC电阻器IOa上，如图1中所示。其他形状也是可行的。
[0048]在圆周方向上紧邻的多个夹持表面16是通过一个凸形弯曲的夹持部分18相连接的。夹持部分18也可以呈凹形弯曲状或笔直状。在组装条件下，夹持部分18被弹性变形，并且用一种接触力冲击指定给多个相关夹持表面16的多个加热元件10，这种接触力以一种弹簧方式在每个已指定的保持表面17的方向上起作用。
[0049]在图1中可以看出，外部部分13具有一个多边形轮廓，其中在该多边形轮廓的多个拐角部19a的区域中安排了多个夹持表面16。多个夹持部分18形成该多边形轮廓的多个侧面19b。在根据图3的实施例中，提供了三个侧面，这产生了一个静态定义的结构。在具有一种静态定义的表面安排的实施例中，接触压力是同中心地施加在多个加热元件10上的。该具有三个侧面的多边形轮廓具有的其他优点是这种安排是自动定心的，这简化了组装。可能的是有不同数目的多边形拐角部。
[0050]外部部分13的该多边形轮廓具有的进一步优点为该多边形轮廓的多个侧面19b或多个夹持部分18会受到径向地向内起作用的一种组装力的冲击，如图2中通过径向向内的箭头M所展示的。这种组装力可以是，例如，借助于适当安排的多个组装压印(图中没有显示)来施加的。多个夹持部分18被这种组装力在一定程度上稍微的加宽或加长，从而使得多个夹持表面16径向地向外迁移，如图2中通过径向向外的小箭头L所展示的。多个夹持表面16的轻微位置变化就足以使得该冷却和保持本体能够组装。在多个加热元件10被组装在内部部分14与外部部分13之间后，松开这种组装力，并且外部部分13由于弹性材料变形的夹持作用起作用。
[0051]在组装情况下，多个加热元件10以压力配合的方式固定在内部部分14与外部部分13之间，具体地固定在内部部分14的多个相关保持表面17与外部部分13的多个相应的夹持表面16之间。同时，相关的加热元件10与外部部分13之间的过盈被调整成使得这些多边形侧面或夹持部分18弹性地变形。该变形发生在胡克(Hooke)直线范围内，即在弹性极限以下。这适用于所有的保持区15。本领域的技术人员将根据相关材料性能进行合理的过盈调整。
[0052]可替代地或附加地，该冷却和保持本体的热性的组装可以是通过加热外部部分13来热辅助的。在通过热膨胀完成多个加热元件10的组装后，外部部分13被冷却并收缩至这些加热元件上面。可以组合对外部部分13的机械拓宽和热力拓宽。机械拓宽可以根据多个夹持部分18的形状进行变化。对于多个凸状的夹持部分18 (图中未显示)，例如可通过径向向外起作用的组装力来将外部部分13拓宽。
[0053]外部部分13的壁厚在多个夹持表面17的区域内增加以用于均匀散热。具体地，在夹持表面17的区域内的这种壁厚是大于在夹持部分18的区域内的壁厚的。借助于外部部分13外圆周上的多个额外的冷却肋片(图中未显示)可以增强散热。
[0054]其上安排有多个加热元件10的内部部分14，具体为多个保持表面17，具有对接功能。因此内部部分14可以配置成使得其能吸收外部部分13传递的保持力。因此外部部分13是比内部部分14更能够弹性变形的。内部部分14的刚性形式是通过沿径向方向延伸的多个棒材20实现的。每个棒材20的径向外端上安排有一个保持表面17。在保持表面17的区域内，棒材20为T形，其中该T形轮廓的上侧形成了保持表面17。每个棒材20具有一只支脚21，在根据图2的实施例中，该支脚并被连接到一个内圆筒22上。内圆筒22是相对于该冷却和保持本体而同中心地安排的。所讨论的内圆筒22是中空的。该内圆筒可以具有一个如图2所示的不同的截面。
[0055]内部部分14具有一个多边形轮廓，其形状大体上对应于例如如图1所示的外部部分13的多边形轮廓，。内部部分14的该多边形轮廓的多个侧面1%’连接了设置在该多边形轮廓的多个拐角部19a’的区域内的多个保持表面17。其结果为，提高了内部部分14的
稳定性。
[0056]在棒材20之间配置空腔以用于有效、快速地从该加热元件中运走热的空气。这可以通过一个机加工表面(涡流效应)进行额外改进。
[0057]本发明并不局限于如图1、2所示的这些多边形轮廓，而是还包括其他几何图形的外部部分13或内部部分14。总体而言，多边形侧面19b或夹持部分18在多个拐角部19a之间是弯曲的，具体为向外凸出弯曲或向内凹入弯曲。多个多边形侧面19b或多个夹持部分18可以为笔直状的。多个多边形拐角部19a被认为是相邻的多边形侧面19b相接的区域。多边形拐角部19a横向延伸至该冷却和保持本体的纵向轴线上并形成用于多个加热元件10的放置或接触表面12。多边形拐角部19a是平整的，特别是在内侧是平整的。[0058]加热元件10的数量是可变的。有可能例如，与一个4、5或有多个角的多边形轮廓的外部部分13相联系地使用多于三个的加热元件10。一个多角的多边形轮廓的多个保持区15是围绕圆周均匀分布的。在根据图1所示的具有三个加热元件10的实施例实例中，多个保持区15或多个加热元件10是以120度角围绕圆周分布的。
[0059]例如，铝或铝合金可以被用作外部部分13和内部部分14的材料。其他材料也是可行的。材料的这种选择考虑的是，组装之后，多个夹持部分18发生弹性变形的方式为将一种弹簧力经由多个夹持表面16在多个保持表面17方向上施加到加热兀件10上。内部部分14和外部部分13的材料合金可以不同，从而在相同的温度下发生不同的热膨胀。内部部分14的热膨胀系数应大于外部部分13的热膨胀系数。
[0060]图3和图4展示了根据图1和图2的实施例实例的一种进一步发展，其中设置了多个加热元件层。具体地，在根据图3和图4的实施例实例中，设置了两层加热元件。在其他情况下根据图1和图2的实施例实例与根据图3和图4的实施例实例是相互对应的。在这方面，与图3和4的实施例实例相联系地参照了关于图1和2的实施例实例的上述阐述。根据图3的实施例实例与根据图1的实施例实例的区别在于安排在内部部分14与外部部分13之间的中间部分23。中间部分23的形状基本上对应于外部部分13的形状。相应地，中间部分23具有一个多边形轮廓，其中在该多边形轮廓的多个拐角部的区域内，该壁在外径和内径上都是平整的。此外，这些多边形拐角部的区域内的壁厚大于这些多边形侧面的区域内的壁厚。从多边形侧面或弦和多边形拐角部的过渡部具有一个半径，因此在过渡区域内的缺口效果被最小化或减小。这也适用于根据图1所示的实施例中。
[0061]在组装情况下，用于加热元件10的保持区15被定位在内部部分14与中间部分23之间的一侧上。这些保持区15形成加热元件保持件11的径向安排在内侧的保持区。配置在中间部分23与外部部分13之间的多个保持区15形成这些径向外部保持区。如图3中所示，内部保持区、外部保持区在径向方向上一个位于另一个的上面。
[0062]在保持区15之间设置了多个夹持部分18，这些组装的中间部分23的夹持部分18和外部部分13的夹持部分18是彼此上下安排的。中间部分23和外部部分13的这些不同部分或区域的位置因而是相应地安排的。
[0063]根据图3实施例实例的内部部分14基本上对应于根据图1实施例实例的内部部分14，至少在径向棒材20的安排方面是对应的。
[0064]根据图3的两层安排可以扩展到三层，四层甚或多层安排，其中中间部分23的数量可以相应地调整。中间部分23的形状在任何情况下都对应于外部部分13的形状和位置。
[0065]在组装过程中将多个加热元件10保持在恰当的位置的多个匹配器件26可被用于装配这些加热元件。如图5中所示，多个匹配器件26配置为多个夹子，它们接合在多个轴向方向上的棒材20的周围。其结果为，这些夹子被至少在圆周方向上固定在内部部分14的内圆周上。
[0066]在根据图1和图2或图3和图4的实施例实例中，多个PTC电阻器IOa被直接连接到内部部分14或外部部分13上。与此不同，图6展示的是安排在该多边形轮廓的多个拐角部19区域内的适当位置的多个PTC储存匣IOb可以与该冷却和保持本体一起使用。多个保持表面17或多个夹持表面16的形状被针对大致呈圆筒状的也如图7中所示的PTC储存匣IOb的外轮廓来适配。保持表面17或夹持表面16配置为半壳体。这些半壳体被预成形并且接合在这些PTC储存匣的一种类似于一个舌槽系统的适当的匹配轮廓中。
[0067]不同于根据图5的实施例实例，图8和图9展示的是匹配辅助件26可以接合在外部部分13上。
[0068]图10展示了安装状态下的该冷却和保持本体，其中该冷却和保持本体的轴向端24被连接到一个风扇25上。该冷却和保持本体被定位在一个外壳27中，在如根据图1的实施例实例所展示的这些载流的PTC电阻器被直接连接到外部部分13和内部部分14上的情况下，该外壳可以是绝缘的。外壳27的端面可以密封有一个未显示的保护格栅。
[0069]图11展示了外部部分13的变体，其中，多边形侧面19b的壁厚或厚度在外部部分13的圆周方向上是变化的。具体地，该壁厚朝着多个多边形侧面1%的边缘区域，即朝着拐角部19a减小。多个多边形侧面19b朝着多个拐角部19a渐缩。壁的最大厚度处于中心区域，具体是在多边形侧面1%的顶点的区域。该顶点是由与外部部分13的中心点相交并且平分多边形侧面19b的点划线S指示的。由图11中可以看出，壁厚的变化是连续性发生的。由于多边形侧面1%的顶点的区域内的壁厚的增加，在该顶点与拐角部19a之间的多边形侧面19b的半径是由多边形侧面19b的半径支撑(R.Bracing)所决定的,该多边形侧面19b的半径支撑提高了在这些边缘区域中力的传输。多边形侧面1%的其他支撑也是可行的，例如多个支撑肋片，其防止或减少了在该顶点区域内的或在该组装力施加点处的多边形侧面19b的局部变形。
[0070]清楚的是多边形侧面19b的顶点区域内的这种壁厚增加是沿着该外部部分区域的整个轴向长度延伸的。
[0071]图12和13展示的实施例实例中，内部部分14，即该内部加热元件核心被设计为可移动的。该加热元件核心或内部部分14的外圆周可通过适当的施力而被做得更小。这确保了根据图12和13的内部部分14与根据上述实施例实例之一的外部部分13之间的间隙被扩大。由于这种较大的间隙，就向保持区15中引入了对该加热元件的甚至更好的偏差补偿。相应地，结合上述所有实施例实例公开了并要求保护根据图12和13的这些内部部分如下所述的特征。
[0072]根据图12和13的内部部分14的这种增加的柔性的实现是在于，多个保持表面17仅仅是由该多边形轮廓的多个侧面1%’径向向内支撑的。换句话说，这和根据图1的实施例实例的区别在于没有提供径向向内支撑多个保持表面17的、并且因此增强内部部分14的棒材。根据图12和13所示的内部部分14被配置为是没有内部构件的，即在内部部分14的内部没有为保持表面17提供支撑元件。因而，多个保持表面17可以取决于材料性能及施加的组装力而径向向内或径向向外移动。
[0073]这被实现是在于根据图12和13的内部部分14被配置为一个多边形轮廓，其中根据图12和13中的这些实例是在多边形侧面1%’的形状上不同的。在根据图12的实例中，多边形侧面1%’是凹状的，即向内弯曲。若向内起作用的一种挤压力或组装力被施加到多边形侧面1%’上，多个保持表面17会被径向向内牵引，并且内部部分14的尺寸减小。在根据图13的实施例实例中，多边形侧面19b’是凸状的。多边形侧面19b’向外弯曲。在根据图13的内部部分14的情况下，若施加了从内向外作用在多边形侧面1%’上的一种扩张力或组装力，则这些平整的侧面或保持表面17也同样被径向地向内牵引，从而增大了该组装间隙的尺寸。[0074]将多边形侧面19b’配置为笔直状也是可行的。
[0075]总体而言，外部部分13形成了一个多边形轮廓形状的机械夹持元件，其中通过外部部分13的弹性变形实现了该接触力。在应力/应变图解中，这种变形发生在胡克直线范围内。这样做的优点为可以省掉额外的弹簧元件。该夹持效果是通过外部部分13的几何结构得到增强的，该外部部分在多个夹持表面16之间具有多个夹持部分18，特别为凹陷地弯曲的或笔直的多个夹持部分18。多个夹持部分18跨接多个夹持表面16之间的距离，并且它们连接起来。同样的原理可以通过也配置为一个多边形轮廓的该内部部分来实现。
[0076]由于外部部分13的这种整体低质量与外部部分13施加在多个加热元件10上的大的夹持力相组合，因此产生了最优的排热。这受到的辅助是在于多个加热元件被安排在该冷却和保持本体的外周。对于一个直接电源而言，可以在该冷却和保持本体的材料中配置一条通道，以便直接夹到一个相导体或中性导体上。
[0077]参考号列表
[0078]10加热元件
[0079]11加热元件保持件
[0080]12接触表面
[0081]13外部部分
[0082]14内部部分
[0083]15保持区
[0084]16夹持表面
[0085]17保持表面
[0086]18夹持部分
[0087]19多边形轮廓的拐角部19a，19a’ /多边形轮廓的侧面19b，19b’
[0088]20 棒材
[0089]21 支脚
[0090]22 内圆筒
[0091]23中间部分
[0092]24轴向端
[0093]25 风扇
[0094]26匹配器件
[0095]27 外壳
[0096]R 半径
[0097]S 基顶线
【权利要求】
1.用于多个加热元件(10)、特别是多个PTC加热元件的冷却和保持本体，该冷却和保持本体具有一个加热元件保持件(11)，这些加热元件(10)夹持在该加热元件保持件中， 其特征在于， 该加热元件保持件(11)具有在其周向上分布的多个保持区(15)，而每个保持区内安排有至少一个加热元件(10)，其中 这些保持区(15)是形成在一个外部部分(13)与安排在该外部部分(13)内的一个内部部分(14)之间，并且 至少该外部部分(13)具有一种多边形轮廓，该多边形轮廓具有由多个侧面(19b)连接的多个拐角部(19a)，其中这些保持区(15)是安排在该多边形轮廓的这些拐角部(19a)之内，并且该多边形轮廓的这些侧面(19b)被弹性变形以产生作用在这些对应的加热元件(10)上的一种夹持力。
2.根据权利要求1所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 该多边形轮廓的这些拐角部(19a)形成多个夹持表面(16)，这些夹持表面与这些加热元件(10)的形状适配，而且特别平整。
3.根据权利要求1或2所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 该外部部分(13)在该多边形轮廓的这些拐角部(19a)区域内的壁厚大于在该多边形轮廓的这些侧面(19b)区域内的壁厚。
4.根据以上权利要求之一所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 该多边形轮廓的这些侧面(19b)配置为凹状的，凸状的或笔直状的。
5.根据以上权利要求 之一所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 该多边形轮廓的这些侧面(19b)的厚度沿周向变化，特别地朝着这些拐角部(19a)而减小。
6.根据以上权利要求之一所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 该内部部分(14)具有用于这些加热元件(10)的多个保持表面(17)，这些保持表面对应于该多边形轮廓的多个拐角部(19b)。
7.根据权利要求6所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 该内部部分(14)具有一种多边形轮廓，该多边形轮廓具有由多个侧面(19b’)连接的多个拐角部(19a’)，其中这些保持表面(17)对应于这些拐角部(19a’)。
8.根据权利要求6所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 这些保持表面(17)仅仅是由该多边形轮廓的这些侧面(1%’)径向向内支撑的，或者这些保持表面(17 )是由多个棒材(20 )支撑的，其中这些棒材(20 )各自在径向方向上向内延伸。
9.根据以上权利要求之一所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 至少三个加热元件(10)是围绕圆周分布的。
10.根据以上权利要求之一所述的冷却和保持本体， 其特征在于， 提供了安排在径向方向上的多层加热元件(10)，其中在该外部部分(13)与该内部部分(14)之间安排有至少一个中间部分(23)，其中内层的这些保持区(15)是配置在该内部部分(14)与该中间部分(23)之间，并且外层的这些保持区(15)是配置在该中间部分(23)与该外部部分(13)之间。
11.具有一个根据以上权利要求之一所述的冷却和保持本体的加热器，其中该冷却和保持件的一个轴向端(24)被连接到一个风扇(25)上，其方式为使得空气可以在纵方向上流动穿过该冷却和保持本体。
12.用于制造根据权利要求1所述的冷却和保持本体的方法，其中，该外部部分(13)的直径被增大而用于匹配，其中 该外部部分(13)被加热、和/或受到在该多边形轮廓的这些侧面(19b)上径向向内地或径向向外地对应地起作用的一种组装力的冲击、并且被弹性地变形， 然后对该内部部分(14)、这些加热元件(10)以及该外部部分(13)进行组装，其方式为在组装后使得 这些加热元件(10)位于这些保持区(15)之内，并且 然后将该外部部分(13)冷却和/或将压力释放。
【文档编号】H05B3/50GK103891398SQ201280051845
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月22日 优先权日:2011年10月24日
【发明者】艾尔玛·曼戈尔德 申请人:斯特格控股有限公司