用于加热元件的冷却与保持装置、加热器以及生产冷却与保持装置的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于加热元件(10)、更具体地是PTC加热元件的冷却与保持本体，该冷却与保持本体具有一个平坦壳体(11)，该壳体具有至少一个加热井(12)，在该加热井中有至少一个加热元件(10)，其中该加热井(12)具有多个相对的井壁(13a，13b)，该加热元件(10)被夹紧在这些井壁之间，并且具有至少一个侧槽缝(14)，该侧槽缝将这些井壁(13a，13b)分开的方式为使得这些井壁(13a，13b)之间的距离能够是可变的以便安装该加热元件(10)，其中向外从该平坦壳体伸出的至少一个夹紧区段(15)跨越该侧槽缝(14)握持该平坦壳体(11)，并且在该加热元件(10)的安装后的状态下发生弹性变形以便在组装好的该加热元件(10)上产生这些井壁(13a，13b)的一种接触力。
【专利说明】用于加热元件的冷却与保持装置、加热器以及生产冷却与保持装置的方法
[0001]说明
[0002]本发明涉及一种用于加热元件、特别是PTC加热元件或扁平加热面板的冷却与保持本体、具有此类冷却与保持本体的加热器、以及用于制造此类冷却与保持本体的方法。
[0003]例如在控制柜中，温度变化导致冷凝物形成，这些冷凝物与灰尘和侵蚀性气体一起可能造成腐蚀。因此由于漏泄电流或跳火导致的故障风险增加。因此使用在可靠性和寿命方面有高要求的加热器或暖风机、特别是PTC半导体加热器来确保恒定的最佳气候条件以获得位于控制柜中的部件的完美功能。
[0004]此类加热器通常装配有电加热元件。这些加热元件的保持装置应该一方面能够实现良好的热传递并且另一方面恒定地确保固定。频率并且根据操作条件还有大部分温度变化可能导致由于老化造成的材料疲劳并且因此导致用来固定这些加热元件的保持力的减小。由此热传递变差。如果保持功能完全丧失，其结果可能甚至是该装置的整体失效。
[0005]DE196 04 218A1描述了具有PTC元件的已知加热器的一个实例，其中该PTC元件是安装在居中安排的一个矩形凹陷中。在该凹陷中提供了一个双楔块安排，该双楔块安排可以借助于一个调整螺钉来进行移动以改变该双楔块安排的宽度。因此该PTC元件可以被卡在该凹陷中。该双楔块安排是复杂的并且没有消除由于材料疲劳造成的夹紧力减小问题。该双楔块安排将必须通过操纵该螺钉来进行调整以防止此事发生。
[0006]这种已知装置的一种改进披露于援引回本 申请人:的DE2006 018 151A1中。在此情况下，该加热元件是布置在一个热交换器的居中安排的凹陷中，其中该凹陷的内接触表面平坦搁置在该加热元件上。实现保持力是在于，在安装该加热元件后，该热交换器的侧壁向内弯折，这减小了该凹陷的这些接触表面之间的空隙。布置在这些接触表面之间的加热元件由此被牢固地夹紧。这种紧固是一个稳定的保持装置，该保持装置递送了一个恒定高的保持力并且因此实现了从加热元件到热交换器的恒定好的热传递而无需再调整。然而，在这些侧壁内的弯折造成了该侧壁材料的塑性变形，这由于频繁的温度变化而对于保持条件而言不是最佳的。
[0007]因此本发明的目的是改善在开篇提及类型的冷却与保持本体，以便在频繁的温度变化情况下仍实现用于该冷却与保持本体中的这个或这些加热元件的一个牢固保持装置。本发明的目的还是指明一种具有此类冷却与保持本体的加热器以及用于制造此类冷却与保持本体的方法。
[0008]根据本发明，这个目的是通过根据权利要求1所述的冷却与保持本体、根据权利要求15所述的加热器以及根据权利要求16所述的方法实现的。
[0009]本发明所基于的想法是指明一种用于加热元件、特别是电加热元件、特别是PTC加热元件或扁平加热面板的冷却与保持本体，该冷却与保持本体具有一个平坦壳体，该壳体具有至少一个加热井，在该加热井中安排了至少一个加热元件。该加热井具有相对的井壁，该加热元件被夹紧在这些井壁之间。该加热井具有至少一个侧槽缝，该侧槽缝将这些井壁分开，其方式为使得这些井壁之间的空隙是可变的以用于该加热元件的安装。至少一个向外伸出超过该平坦壳体的夹紧区段接合在该平坦壳体上。该夹紧区段横跨该侧槽缝并且在该加热元件的组装后状态下发生弹性变形而产生这些井壁作用于该加热元件上的接触压力。
[0010]不同于借助于塑性变形实现的这些加热元件的夹紧，根据本发明提供的是该至少一个夹紧区段发生弹性变形。这意味着该变形是在胡克直线范围内发生的并且是与在该夹紧区段中产生的应力成比例的。将这些加热元件夹紧在该加热井中的夹紧力由于低于弹性极限的变形而被优化。与塑性变形相比，防止了由于材料老化而出现的沉降。尽管存在温度变化，用于固定这些加热元件的夹紧力都保持恒定或至少基本上恒定。由于这个恒定的高的夹紧力，实现了从这些加热元件到该冷却与保持本体的材料的恒定的最大热传递。
[0011]总体上，由于恒定增大的接触或夹紧力，实现了性能的提高。
[0012]这种弹性变形致使压在这些加热元件上的力作为一个与相关材料常数对应的弹簧力起作用。对接触力或夹紧力的再调整不是必须的。
[0013]根据本发明，该加热井具有至少一个侧槽缝，该侧槽缝将这些井壁分开的方式为使得这些井壁之间的空隙是可变的以用于该加热元件的安装。因此，这些井壁之间的空隙可以被扩大以便将这个加热元件或这些加热元件插入该加热井中。在这个或这些加热元件的组装后的状态下，这些井壁之间的空隙可以减小而使得它们抵靠在该加热元件上以用于热传递并且将该加热元件固定在该加热井内。接触力是由向外伸出超过该平坦壳体的多个夹紧区段或由向外伸出超过该平坦壳体的一个单一夹紧区段产生的，所述夹紧区段接合在该平坦壳体上并且横跨该侧槽缝。这个或这些夹紧区段发生弹性变形并且作为弹簧或类似的叶片弹簧起作用，这些弹簧产生了在井壁区域中作用于这些加热元件上的接触力。这些接触力在相对的方向上向内起作用的。
[0014]在这些井壁的区域中相对于安排在那里的加热元件的高度存在过盈配合。在此情况下，该加热元件与加热井之间的过盈被调整成使得由于被略微挤压分开的这个或这些侧槽缝，这些夹紧区段或者该夹紧区段发生弹性变形。因此在组装后的状态下，这些加热元件以压入配合的方式安排在这些井壁之间。本领域技术人员会根据该平坦壳体的相关材料特性来对适当过盈公差进行调整，其方式为在组装后的状态下发生这些夹紧区段的弹性变形。
[0015]本发明的另一个优点在于，这些夹紧区段可以用于实现这些加热元件的容易的组装。通过用相对于该平坦壳体向内起作用的组装力来对这些夹紧区段加载，这些夹紧区段增大其半径并且打开了该侧槽缝，该侧槽缝因此充当一个组装槽缝。
[0016]这使得这些被连结至这些夹紧区段上的壳体部分向外偏转。其结果是，这些井壁之间的空隙略微增大，这足以将这个加热元件或这些加热元件与一个绝缘箔片一起引入或插入该加热井中。
[0017]在组装之后，组装力被释放并且这些夹紧区段试图返回至其无应力状态。由于在此过程中这些夹紧区段被这些加热元件或这个加热元件卡住，它们在一个弹性范围内产生所希望的在这些井壁上的保持力或接触力，该弹性范围取决于相关的材料常数。在组装时这些夹紧区段的变形是在胡克直线范围内发生，即，在弹性极限以下。热膨胀可以补充或替代机械膨胀(收缩配合)。
[0018]在从属权利要求中说明了本发明的优选实施例。[0019]因此向外伸出超过该平坦壳体的夹紧区段可以被配置成一个凸形弯曲的夹紧区段。该夹紧区段的凸形曲率意味着，它相对于平坦壳体的外壁向外弯曲或者以弧形方式向外伸出超过该平坦壳体的直壁。替代地，向外伸出超过该平坦壳体的这个夹紧区段可以具有多个直腿部、特别是以一个角度相连结的两个直腿部。这些腿部与该平坦壳体的外壁一起形成一种三角形截面轮廓。该弯曲的夹紧区段的顶点之间或该三角形夹紧区段的尖端之间的空隙，即总体上该夹紧区段与平坦壳体之间的最大空隙的尺寸经确定而使得存在足够的弹簧行程可用于组装。在多个夹紧区段的情况下，上述特征是关于所有这些夹紧区段披露的。
[0020]在一个优选的实施例中，至少一个井壁和该平坦壳体的平行于该井壁延伸的一个外壁通过至少一个横梁相连结。因此该冷却与保持本体的稳定性增加。此外，这些横梁作为冷却肋条起作用，这样增加了该冷却与保持本体的表面的热传递。
[0021]如果该夹紧区段在该平坦壳体上的这些接合点是安排在该侧槽缝上方和下方并且与该侧槽缝相距一个距离，则该夹紧区段的长度在横向于该侧槽缝纵向延伸的方向上增力口。在接合点区域内夹紧区段与平坦壳体之间的角度是一个锐角并且被调整成使得可以产生垂直于该侧槽缝起作用的一个组装力或在相对方向上起作用的一个接触力。
[0022]这些接合点可以接合在该平坦壳体的外边缘上。其结果是这些接合点与该侧槽缝之间的最大空隙。还有可能的是夹紧区段的接合点是进一步向内安排的，也就是更靠近该侧槽缝，即在平坦壳体的外边缘与侧槽缝之间。这个实施例具有的额外优点是可以在该夹紧区域与壳体侧之间调整出该凸形弯曲的夹紧区段的相对大的半径并且因此调整出一个较小的空隙。该冷却与保持本体可以具有紧凑的构造。该加热井的膨胀总体上是由夹紧区段的半径或由弦半径、弦连接件或接合点的间隔、材料厚度、材料还以及夹紧区段的形状(例如，三角形的或弯曲的)所决定的。机械特性是由接合角度、位置支承和接触空隙之间的关系确定的。
[0023]还可以提供的是，该平坦壳体的这些侧壁各自是垂直于在侧槽缝与夹紧区段的接合点之间的加热井而提供的，所述这些侧壁在这些接合点处连结至该夹紧区段上。在各自情况下，从这些侧壁到该夹紧区段的过渡段在内侧上具有一个曲率或一个半径。凹口效应以及因此的塑性变形是由这些侧壁到该夹紧区段的过渡段的区域中的这种曲率来减小或完全防止的。因此进一步增大了对抗由于温度变化造成的接触力减小的安全余量、以及对抗例如在组装过程中当这些夹紧区段被向内按压时部件失效的安全余量。
[0024]可以在该侧槽缝上提供伸出超过这些井壁内边缘的多个引导鼻部。这使得更容易插入这些或这个加热元件并且将该加热元件在加热井中同轴地对准。
[0025]如果提供单一的中央加热井，则该冷却与保持本体可以特别紧凑地且容易地进行构造，例如通过连续浇铸。
[0026]为了提高加热性能，可以提供至少两个平行的加热井，这些井被一个安排在这些加热井之间的内芯分开。在此情况下，每个加热井都具有至少一个侧槽缝。这个实施例能够使多个加热元件堆叠式安排在不同的高度上，其中由于这些或这个夹紧区段的弹性变形而保留了安装便利性和恒定的接触力。按照惯例，除了该平坦壳体的基本上长方体的设计之外，为用适当的螺钉或夹子紧固件来附接一个风扇，一种基本上四边形的形状是可行的。该平坦壳体的形状可以影响性能收益。[0027]这些内井壁各自可以由该内芯的外壁形成，其中这些外壁自身可以借助于多个横梁连结在一起。因此该内芯对于这两个加热井形成了一种相互限制，因为该内芯的这些外壁各自形成了内井壁。这两个加热井的外井壁是由该平坦壳体形成的并且各自安排成更靠近平坦壳体的外表面。内芯的外壁借助于横梁的连结一方面提高了该冷却与保持本体、特别是该内芯的稳定性并且另一方面提高了热传递的有效面积。这些横梁还作为冷却肋条起作用。
[0028]优选地为每个侧槽缝指派一个单一夹紧区段。替代地，可以对位于该平坦壳体同一侧上的多个侧区段指派一个单一夹紧区段。对多个侧区段指派一个单一夹紧区段导致了该冷却与保持本体的简单构造。如果对每个侧区段指派一个单一夹紧区段，则简化了这些夹紧元件在这些单独加热井中的安装。
[0029]这些夹紧区段或这些弦的厚度优选地在这些接合点之间、即横向于该平坦壳体的纵向延伸方向发生变化。因此增大的屈曲荷载是有可能的。确切地说，这些夹紧区段在中央处更厚并且朝这些腿部的末端、即朝向这些接合点变得更薄。
[0030]在一个优选的实施例中，该内芯被永久连结至平坦壳体上，特别地是通过这些夹紧区段而永久连结的。这个实施例特别适合于每个侧槽缝具有其自身夹紧区段的设计。这些夹紧区段具有一方面施加接触力并且另一方面将内芯固定在特定位置、特别地在该冷却与保持本体中居中的双重功能。在该冷却与保持本体中，该内芯的其他安排是可行的。
[0031]替代地，该内芯可以在平坦壳体中是自由安排的。这意味着该内芯不是直接连结至平坦壳体上、即不是处于材料接触的。与单一夹紧区段相接合，当多个侧槽缝被指派给该平坦壳体的同一侧时，这个实施例是特别适合的。
[0032]在本发明的一个优选实施例中，至少一个井壁的第一纵向腿部连结至该平坦壳体上。该井壁的第二纵向腿部被安排成与该第一纵向腿部相对，其中该第二纵向腿部是以使得该井壁的位置可变的方式自由可移动的。这个实施例确保了用于改变这些井壁之间的空隙的弹簧行程增大。为了做到这点，该井壁在一个第一纵向腿部上连结至该平坦壳体上。与该第一纵向腿部相对的第二纵向腿部是自由的并且可以相对于该平坦壳体以使得该井壁的位置可变的方式移动。该井壁的移动是通过该平坦壳体的变形经由该第一纵向腿部引起的。在此背景下说明的这种用单一井壁与平坦壳体的连接也在这两个井壁的背景下进行了披露并要求保护。
[0033]如果关于之前说明的构造，该井壁连结至一个支撑肋条上，该支撑肋条接合在这两个纵向腿部之间的井壁上并且在第一纵向腿部的区域内连结至平坦壳体上，则有可能实现性能的进一步提高。因此，这种移动不仅在第一纵向腿部的区域内并且还借助于该支撑肋条被引入该井壁中。因此改善了该加热元件上的接触力并且因此提高了性能。
[0034]根据本发明的一个独立方面，披露了 一种具有根据以上提及的这些实施例之一的冷却与保持本体或具有根据本发明的冷却与保持本体的加热器，其中在该冷却与保持本体的轴向末端处安排了 一个风扇，其方式是使得气体可以在纵向方向上流动穿过和/或围绕该冷却与保持本体流动。这样的加热装置可以例如用于控制柜的空气调节或用于其他应用。
[0035]通过根据本发明的用于制造冷却与保持本体的方法，这些井壁之间的空隙被扩大以进行配合，其中该平坦壳体被加热和/或这些井壁之间的空隙通过在这个或这些夹紧区段上施加一个横向于相关加热井延伸的、使得这些或这个夹紧区段被压向一起的组装力而扩大。其结果是这些井壁之间的空隙由于该侧槽缝而加大。在这种状态下，可以通过将该加热元件推入加热井中而使得这些或这个加热元件与该冷却与保持本体匹配。此后该平坦壳体被冷却和/或解除压力，从而使得这些井壁移动进入其保持位置中并且一个对应的接触力被施加至这个或这些加热元件上。
[0036]下面基于多个实施例通过参考相关联的示意图来更具体地更详细说明本发明。这些图示出:
[0037]图1:根据本发明具有单一中央加热井的一个实施例的冷却与保持本体的透视图；
[0038]图2:根据另一个具有两个平行的加热井的实施例的一个冷却与保持本体的透视图；
[0039]图3:具有两个平行的加热井和一个自由支撑的内芯的一个冷却与保持本体的另一个实施例的透视图；
[0040]图4:根据另一个实施例具有厚度变化的多个夹紧区段的一个冷却与保持本体的俯视图；
[0041]图5:具有该加热井的变体的一个冷却与保持本体的另一个实施例的透视图；
[0042]图6:具有这些夹紧区段的变体的一个冷却与保持本体的另一个实施例的透视图；以及
[0043]图7:—个冷却与保持本体的另一个实施例的透视图，其中这些井壁各自配备有多个支撑肋条。
[0044]图1示出了根据本发明的一个实施例的一个用于电加热元件(未展示)的冷却与保持本体的透视图，该本体可以安装在一个加热装置中，例如一个暖风机中。该暖风机进而可以例如用于控制柜的空气调节。也可想到这样的暖风机的其他应用。在本发明的范围内，披露并且要求保护本身带有安排在其中的加热元件的冷却与保持本体，也就是一个独立的组件，以及具有这样的冷却与保持本体的整个加热器。由于其功能，该冷却与保持本体也可以称为冷却本体或热交换器。
[0045]这些加热元件是本身已知的PTC加热元件，即具有正温度系数的热敏电阻。加热元件10具有扁平的矩形块形状。其他电加热元件是可行的。如图1中可以看到，该冷却与保持本体具有一个平坦壳体11，该壳体带有一个居中配置的、即居中位于平坦壳体中的一个单一加热井12。该平坦壳体的形状是椭圆形的并且具有至少一个、特别地至少两个平坦外壁16，这些外壁平坦地、即不弯曲地并且彼此平行地延伸。外壁16、特别是这两个外壁16基本上延伸过壳体11的整个宽度。这两个外壁16和加热井12同样彼此平行地延伸。垂直于外壁16安排了多个直侧壁19。外壁16和侧壁19是彼此垂直的。对侧壁19指派了多个凸形弯曲的夹紧区段15，这些夹紧区段限制了该平坦壳体至少在这些侧的区域内的外部轮廓。平坦壳体11具有基本上矩形的截面，其中该平坦壳体的这些侧向外凸形地伸出，特别地为凸形形状。垂直于外壁16安排的直侧壁19是位于这些向外伸出的侧的内部。
[0046]将在另一个点更详细地描述夹紧区段15的构造和功能。
[0047]安排在该平坦壳体中的加热井12在平坦壳体11的纵向方向上延伸并且具有相对的平行井壁13a、13b。在组装后的状态下，至少一个加热元件10、特别地在该平坦壳体的横向方向上并排安排的多个加热元件被定位在加热井12内，其中井壁13a、13b与这个或这些加热元件10处于紧密接触以进行热传递。同时，这些或这个加热元件10在平坦壳体11的纵向和横向方向上被固定在加热井12内。
[0048]如图1中所示，井壁13a、13b各自通过多个横梁17连结至相关联的外壁16上。横梁17 —方面由于将加紧区段15产生的接触力传递至井壁13a、13b。另一方面，横梁17作为冷却肋条起作用来耗散从该加热元件传递至井壁13a、13b的热量。横梁17平行于侧壁19延伸并且在平坦壳体11的纵向方向上延伸。在根据图1的实例中，每个井壁13a、13b提供了两个横梁17。横梁17将相关的井壁13a、13b与相关联的外壁之间的空间划分成多个腔室，在根据图1的实例中确切地划分为三个腔室，空气或气体可以流动穿过这三个腔室以用于冷却该加热元件。这些腔室在该冷却与保持本体的这两个轴向末端处均是打开的。不同数量的横梁17、例如单一横梁17或多于两个横梁17是可行的。横梁17对应地安排或构造在加热井12的两侧上。
[0049]加热井12具有两个侧槽缝14，这些侧槽缝是在该平坦壳体的横向方向上提供在加热井12的两侧上。这两个侧槽缝14将井壁13a、13b彼此分开的方式为使得这两个井壁13a、13b之间的空隙至少在加热元件10的安装过程中是可变的。井壁13a、13b是机械地解除联接的。因此，井壁13a、13b可以彼此移动分开，特别是通过施加一个适当的组装力，以便将加热元件10插入加热井12中。在加热元件10的组装后的状态下，这两个井壁13a、13b可以朝向该加热元件移动，其方式为使得它们与加热元件10相接触并且以一个接触力撞击该加热元件以便改进热传递并且用于固定。
[0050]代替两个侧槽缝14，有可能提供一个单一侧槽缝14并且在该侧槽缝的相对侧上侧向封闭该加热元件。该加热井的这个封闭侧充当了一个弹性铰链。因此，通过在一侧上打开的加热井或者通过设置在一侧上的侧槽缝可以继而引起井壁13a、13b之间的空隙的变化。相比之下，根据图1的这两个侧槽缝14具有的优点是，安排在它们之间的加热元件10可以用一个接触力来均匀地撞击。然而原则上,本发明还用仅一个单一侧槽缝14来起作用。
[0051]以上提及的夹紧区段15被设置在平坦壳体11的这两个横向侧上以用于施加该接触力。这两个夹紧区段15被指派了多个侧槽缝14并且在该加热元件的组装后的状态下产生了相对的接触力，这些相对的接触力作用于井壁13a、13b上并且因此从两侧作用于加热元件10上。为了做到这点，夹紧区段15接合在平坦壳体11的两个点处并且横跨侧槽缝
14。显然，要求的是将仅一个单一侧槽缝14、也就是仅一个单一夹紧区段15指配给这个侧区段。
[0052]夹紧区段15如同相应指派的侧槽缝14那样在平坦壳体的纵向方向上延伸。夹紧区段15是横向于纵向延伸方向而弯曲的。夹紧区段15形成了曲线状的、圆段状的、纵向延伸的部分，这些部分的端点在接合点18的区域内连结至平坦壳体11上。相应夹紧区段15与平坦壳体11之间的最大空隙是位于侧槽缝14的区域内。夹紧区段15的由此产生的对称构型导致了均匀的力分布。夹紧区段15的不对称构型是可行的。在根据图1的实施例中，凸形弯曲的夹紧区段15接合在平坦壳体的这些外边缘上并且因此是位于与相应相关联的侧槽缝14 一个最大距离处。还有可能的是，夹紧区段15更内侧地接合在平坦壳体上，即在平坦壳体的这些外边缘与侧壁19区域内的侧槽缝14之间。夹紧区段15的弓形形状可以执行为具有可变厚度的半径。这样提高了稳定性，并且屈曲的风险被减小。夹紧区段15的这个实施例是作为与所有实施例实例相结合的设计可能性来披露的并且在图4中被展示出。每个夹紧区段15的最大厚度是大致在侧槽缝14的水平上并且在两侧上朝向接合点18减小，在这些接合点处各自情况下存在着最小厚度。
[0053]各将一个夹紧元件15的两个接合点18在各自的情况下安排在侧槽缝14的两侧意味着接合点18被安排在侧槽缝14之上和之下并且与侧槽缝14相距一个距离。
[0054]如所解释的，平坦壳体11的侧壁19是相对于加热井12垂直地安排的并且在侧槽缝14与接合点18之间或者在每个夹紧区段15的端点之间延伸。如图1中可见，侧壁19在其外侧上在接合点18的区域中连结至夹紧区段15的这些端点上。在夹紧区段15的内侧上，从侧壁19到每个夹紧区段15的过渡段形成有一个曲率、特别是一个理想曲率，以便保持凹口效应是尽可能低的。
[0055]为了产生弹性接触力，加热井12和安排在其中的加热元件10被设计成有过盈。因此，在组装后的状态下井壁13a、13b被该加热元件挤压分开。由于侧槽缝14，这两个夹紧区段15的接合点18相对于无应力的中性位置按移动分开，其方式为使得夹紧区段15弹性地变形。这导致了一个弹性恢复力或对应的接触力，这个力经由井壁13a、13b作用于该加热元件上。
[0056]侦彳壁19被加长超过了井壁13a、13b的内表面并且伸出超过了它们以及在那里形成的内边缘21并且因此形成了多个引导鼻部20。引导鼻部20限制了侧槽缝14。引导鼻部20为安排在加热井12中的加热元件形成了侧向限位止挡件，这导致了更容易的组装并且形成了对抗侧向滑移的机械障碍。
[0057]根据图1的冷却与保持本体具有单一居中安排在加热井12。本发明不局限于这样的冷却与保持本体，而是还包括具有多个加热井的冷却与保持本体，例如以举例方式在根据图2、3的实施例的基础上展示的。
[0058]根据图1和图2的实施例实例相符的程度为在这两个实施例中均提供了具有直外壁16的平坦壳体11。平坦壳体11是在侧向上由垂直于外壁16的侧壁19所限制。侧壁19在根据图2的实施例实例中并且还在根据图1的实施例实例中被安排在凸形弯曲的夹紧区段15内部，这些夹紧区段重叠在平坦壳体11上的侧壁19上。
[0059]根据图2的平坦壳体是类似于根据图1的实施例实例地构造在外井壁13a的外侧上，也就是位于外井壁13a与相应指派的外壁16之间的空间内，并且具有将外井壁13a连结至相关联的外壁16上的多个横梁17。关于横梁17的功能和安排请参见根据图1的陈述。
[0060]在根据图1和图2的这两个实施例中，外壁16均各自朝向内部偏移。在接合点18的区域中，外壁16形成了平行于每个外壁16的偏移区域延伸的一个肩台并且形成了平坦壳体11的外边缘。这个肩台在接合点18的区域中汇入夹紧区段15中。
[0061]不同于根据图1的实施例，在根据图2的实施例中提供了一个内芯22，该内芯是安排在这些外井壁13a之间并且将平坦壳体11划分为上下安排的两个平行的加热井12。为此，内芯22的平行于外井壁13a延伸的外表面或外壁23形成了内井壁13b，这些内井壁各自与外井壁13a —起限制了这两个加热井12。
[0062]内芯22具有矩形的截面，该截面的宽度对应于外井壁13a的宽度。内芯22的垂直于内井壁13b延伸的侧壁19a与连结至外井壁13a上的侧壁19共线。连结至外井壁13a上的侧壁19和内芯22的侧壁19a —起形成了平坦壳体的(内)直侧壁，弯曲的夹紧区段15跨接或覆盖这些直侧壁。
[0063]这两个加热井12各自原则上构造成像根据图1的中央加热井12并且功能相对应。根据图2的这两个加热井12各自具有两个侧槽缝14，这些侧槽缝将内芯22或内井壁13b与外井壁13a解除联接。因此该加热井的空隙变化或拓宽是可行的。关于侧槽缝14的细节和工作原理请参见关于根据图1的实例的陈述。
[0064]接触力是由图2中展示的夹紧区段15施加的。单独的夹紧区段15在形状和安排上对应于根据图1的夹紧区段15。将参照相关的实施例。在根据图2的实施例实例中，对两侧上的每个加热井12指派了多个夹紧区段15。因此总体上提供了四个夹紧区段15，在平坦壳体11的每侧上有两个。这些夹紧区段的功能与根据图1的夹紧区段的功能相对应。每个夹紧区段15的接合点18 —方面是位于平坦壳体11的外边缘区域中。另一方面，一个夹紧区段15的每个相关联的相对接合点18是位于内芯22的侧壁19a的区域中。确切地说，夹紧区段15 —方面连结至平坦壳体的外边缘上或总体上连结至平坦壳体11上并且另一方面连结至内芯22上、特别地被牢固粘合或一体式成形。夹紧区段15内芯22在侧壁19a上的中央接合。平坦壳体11或内芯22的侧表面19、19a之间到相关夹紧区段15的过渡在各自情况下是用一个曲率来执行的。加热井12各自具有引导鼻部20，这些引导鼻部是按照根据图1的实施例实例中配置的。
[0065]根据图2的加热井的数目将作为举例来考虑。还有可能提供多于两个加热井，它们具有对应个数的内芯和相关联的夹紧区段，这些夹紧区段是根据与图2所示的相同原理来构造的。多个加热元件在该冷却与保持本体的竖直方向上的堆叠和加热性能的对应提高因此是有可能的。
[0066]内芯22具有多个横梁24，这些横梁将外壁23或这两个内井壁13b连结在一起并且在内芯的纵向方向上延伸。一方面，横梁24提高了内芯22的稳定性。另一方面,横梁24作为冷却肋条起作用以借助于一个加大的表面耗散从该加热元件传递至内井壁13b的热量。在根据图2的实例中，提供了平行于侧壁19a延伸的两个横梁24。不同数量的、例如仅一个单一横梁或多于两个的横梁是可行的。
[0067]在根据图2的实例中，在组装后的状态下示出了这两个加热元件10，其中它们是以压力配合方式安排在加热井12中。实现了四个或多个夹紧区段15的之前描述的弹性变形并且因此实现了相关联的接触力。这些加热元件是PTC加热元件，其陶瓷基底IOa可以在图2中看到，例如还可以看见连接电线10b。可以使用其他电加热元件。加热元件10是使用适当的绝缘材料与加热井12电绝缘的。这适用于本申请的所有实施例实例。
[0068]在根据图3的实施例实例中，这是如在根据图2的实施例实例中那样保持两个堆叠的加热元件的一种双重轮廓。在此方面，可以参照结合图2给出的解释。
[0069]根据图2、3的实施例之间的差异在于内芯22的安排和夹紧区段15的构型。在根据图3的内芯22中，这是自由地安排在平坦壳体11中的所谓的飞行式或浮动式内芯。该壳体具有多层的、特别地是双层的构造并且具有至少一个内芯22和一个外壳。内芯22不是直接连结、即不是牢固粘合至平坦壳体11上。内芯22在平坦壳体11中的固定是借助于由夹紧区段15施加的挤压这些加热元件和安排在其之间的内芯22的接触力来完成的。[0070]关于夹紧区段15的差异在于，在平坦壳体的每侧上对这两个加热井12指派了一个单一夹紧区段15。因此，夹紧区段15是覆盖在该壳体同一侧上的这两个侧槽缝14上或者总体上多个、特别地的所有侧槽缝14上。共用的夹紧区段15是附接在平坦壳体11的这两个外边缘上并且在此方面对应于根据图1的实施例。根据图3的实施例具有的优点是，它可以较容易地、例如通过挤出来制造。为了简化安装，可想到将这两个加热元件10与内芯22进行预组装并且然后将预组装后的单元插入拓宽的平坦壳体11中。在此情况下，夕卜井壁13a的伸出的引导鼻部20被用于定向。用于拓宽平坦壳体11的组装力在相对方向上被施加至这两个夹紧区段15上，其方式是使得凸形弯曲的夹紧区段15以使得外井壁13a移动分开的方式变得扁平。夹紧区段15的半径增大。一旦带有这两个加热元件10的内芯22已插入拓宽的平坦壳体11内，就移除该组装力以将其固定在位。由于加热元件10在竖直方向上的这种过盈，夹紧区段15不能返回至初始位置而是仍然弹性地变形，并且因此施加了必要的接触力。
[0071]这原则上也适用于根据图2的、内芯22是牢固地粘合至夹紧区段15上的实施例。
[0072]对于一个两层或更多层的壳体，内芯22和外壳或平坦壳体11可以由具有不同或相同材料膨胀系数的多种不同材料组合来构造以便实现恒定的接触压力。
[0073]图5、6示出了两个实施例，其中对加热井12、确切地对井壁13a、13b的悬吊进行了修改以便增加弹簧行程。这具有的优点是可以更好地补偿公差。
[0074]不同于根据图1的实施例(其中一个井壁13a、13b的两个纵向腿部均连结至平坦壳体11上)，在根据图5、6的实施例中，每个井壁13a、13b被连结至平坦壳体11上。确切地说，在各自情况下仅有一个井壁13a、13b的单一的第一纵向边缘25a被连结至平坦壳体11上。在各自的情况下，井壁13a、13b的另一个第二纵向边缘25b是自由的。第二纵向边缘25b没有连结至平坦壳体11上而是相对于平坦壳体11可移动的。
[0075]这两个井壁13a、13b对应地附接至平坦壳体11上，其中井壁13a、13b的自由纵向边缘25b被安排在相反的两侧。这意味着一个井壁13a的自由纵向边缘25b被安排在与连结至平坦壳体11上的另一个井壁13b的纵向边缘25a相同的壳体侧。侧槽缝14在两侧上各自被平坦壳体11的一个侧壁19覆盖。由纵向边缘25b与侧壁19相距一个距离，从而使得自由纵向边缘25b有可能沿着侧壁19不受阻地移动。
[0076]夹紧区段15接合在每个侧壁19的足部上。每个侧壁19的与足部相反的末端26是自由的。侧壁19的自由端26被安排在壳体的相反侧或者是在对角方向上错开的。
[0077]夹紧区段15各自重叠在侧槽缝14和每个侧壁19的自由端26上并且在壳体的相反侧上连结至另一个侧壁19的足部上。夹紧区段15在侧壁19的自由端26的区域中汇入该平坦壳体的相应直外壁16之中而不触及这些自由端。侧壁19的自由端26与夹紧区段15的重叠部分之间的空隙的尺寸经确定而使得适当的弹簧行程是可行的。
[0078]如果向夹紧区段15施加一个组装力，则夹紧区段15的半径加大，其结果是镜像相反附接的侧壁19在相反的方向上移动分开。附接至一侧上的侧壁上的井壁对应地同时移动，这导致侧槽缝14打开以用于组装或井壁13a、13b之间的空隙加大。在释放该压力之后的恢复运动在相对方向上发生。
[0079]在此情况下，夹紧区段15的变形在弹性极限以下发生，这样使得在加热元件10被夹紧的工作状态下，根据相关的材料常数而产生了由于弹性变形引起的弹簧力。[0080]如进一步在图5、6中所示，在这些井壁的外侧上提供了多个冷却肋条27。侧壁19伸出超过相关联的井壁13a、13b并且还形成了冷却肋条27。冷却肋条的其他形状是可行的。
[0081]根据图5、6的变体之间的差异在于夹紧区段15的形状根据图6是箭头形状的。换言之，夹紧区段15与每个相关联的侧壁19 一起形成了在截面上带有多个直腿部28的近似三角形的轮廓，其中该三角形截面轮廓的一个尖端是开放的。这个开放的尖端对应于相关侧壁19的自由端26。
[0082]根据图6的夹紧区段被披露为与其余实施例实例相联系的一个替代方案。
[0083]根据图7的冷却与保持本体是在其基础构造方面类似于根据图5、6的冷却与保持本体地构造的。如图5、6所示，这两个井壁13a、13b各自在第一纵向边缘25a的区域中连结至平坦壳体11上，其方式是使得由平坦壳体11、特别地由平坦壳体11的相关夹紧区段15引起在第一纵向边缘25a的区域中的井壁13a、13b的移动以用于安装。这两个井壁13a、13b的第一纵向边缘25a各自在相反侧上连结至平坦壳体11上。第一纵向边缘25a是在对角线方向上相反的。这同样适用于两个自由纵向边缘25b的位置。在此方面，根据图5、6、7的实施例实例彼此对应。关于根据图7的基础构造请参照关于图5、6的陈述。
[0084]根据图7的实施例实例与根据图5、6的实例之间的差异在于这两个井壁13a、13b各自连结至一个支撑肋条29上。支撑肋条29接合在每个井壁13a、13b的外侧上、即接合在每个井壁13a、13b的背离加热井12的一侧上。支撑肋条29的接合点或接合线各自位于每个井壁13a、13b的第一与第二纵向边缘25a、25b之间。
[0085]纵向肋条29在另一侧上连结至平坦壳体11上，即在相关联的井壁13a、13b的第一纵向边缘25a的区域中。为此，纵向肋条29形成了该平坦壳体的每个侧壁19的延伸部。侧壁19在第一纵向边缘25a上方折叠并且形成了平行于外壁16延伸的一个条带30a。侧壁19的自由端26位于该折叠区域中、即位于侧壁19与支撑肋条29之间的过渡区域中，该自由端与外壁16或相关联的夹紧区段15相距一个距离。因此平行的条带30a在外壁16与相关联的井壁13a、13b之间延伸。平行的条带30a在支撑肋条29的接合点的水平处被折叠并且汇入连结至井壁13a、13b的外侧上的一个横梁30b上。
[0086]如图7中可见，支撑肋条29在平坦壳体11的纵向方向上、即在平坦壳体11的整个轴向长度上延伸。
[0087]因此在根据图7的实施例中，每个井壁13a、13b是在两个点处连结至平坦壳体11上。其结果是，实现了与在根据图1-4的实施例中可比的井壁稳定性。接触压力也是可比的。每个井壁13a、13b与平坦壳体11的这种连接在各自情况下是在每个井壁13a、13b的同一侧上进行的。这意味着在第一井壁13a的情况下,第一纵向边缘25a和支撑肋条29在平坦壳体11的相同侧上连结、确切地连结至平坦壳体11的侧壁19上。这确保了由侧壁19传递的移动或接触力被弓I入同一个井壁13a、13b中。这种井壁13a、13b各自与平坦壳体11的中央连接对于这两个井壁13a、13b是在平坦壳体11的相反两侧上进行。这确保了井壁13a、13b在相反方向上是可移动的或者在相对方向上在加热元件10上产生所希望的接触力。
[0088]在相对方向上起作用的接触力总体上是通过井壁夹紧表面15与井壁13a、13b的嵌入安排而实现的。这种嵌入安排意味着，夹紧区段15被连结至平坦壳体11之处的这些接合点是安排在平坦壳体11的对角线拐角上。相应地，侧壁19的自由端26被安排在平坦壳体的对角线相反的拐角上。由于夹紧区段15或自由端26的接合点的这种对角线安排，夹紧区段15被连结至平坦壳体11之处的这些接合点在夹紧区段15的半径加大时被推动分开，例如通过施加一个组装力。由于这些接合点被安排成沿对角线方向相反，整个壳体在横向方向上、即在横向于加热井12的方向上被推动分开或变形。由于井壁13a、13b与相反的侧壁19的这种连接，井壁13a、13b被侧壁19的移动所带动并且加大了井壁13a、13b之间的并且因此加热井12的空隙。在成功安装加热元件12之后的恢复运动在相对方向上发生。以上关于夹紧表面15的嵌入安排的陈述也是参照根据图5、6的实例进行披露的。
[0089]根据图7的平坦壳体11的稳定性被进一步改善，从而使得在每个侧壁19的下部区域中，提供了多个支撑腔室31，这些腔室由于加大的表面进一步改进了热传递。支撑腔室31在各自情况下是被提供在侧壁19的足端处、即在夹紧区段19(sic)连结至平坦壳体11上之处的区域中。如图7中进一步可见，夹紧区段15的过渡段具有朝向平坦壳体11或朝向侧壁19的曲率以便减小凹口效应。这确保了变形在过渡段的区域中也是在弹性极限以下、即在胡克直线范围内。
[0090]参考数字列表
[0091]10 加热元件
[0092]11 平坦壳体
[0093]12 加热井
[0094]13a, 13b 井壁
[0095]14 侧槽缝
[0096]15 夹紧区段
[0097]16 外壁
[0098]17 横梁
[0099]18 接合点
[0100]19 平坦壳体的侧壁
[0101]19a内芯的侧壁
[0102]20 引导鼻部
[0103]21 内边缘
[0104]22 内芯
[0105]23 外壁
[0106]24 横梁
[0107]25a连结的纵向边缘
[0108]25b自由纵向边缘
[0109]26 自由端
[0110]27 冷却肋条
[0111]28 腿部
[0112]29 支撑肋条
[0113]30a平行条带
[0114]30b 横梁
【权利要求】
1.用于加热元件(10)、特别是PTC加热元件的冷却与保持本体,该冷却与保持本体具有一个平坦壳体(11)，该壳体具有至少一个加热井(12),在该加热井中安排了至少一个加热元件(10)，其中该加热井(12)具有多个相对的井壁(13a，13b)，该加热元件(10)被夹紧在这些井壁之间，并且具有至少一个侧槽缝(14)，该侧槽缝将这些井壁(13a，13b)分开的方式为使得这些井壁(13a，13b)之间的空隙是可修改的以便安装该加热元件(10)，其中向外伸出超过该平坦壳体的至少一个夹紧区段(15)接合在该平坦壳体(11)上，所述夹紧区段横跨该侧槽缝(14)并且在该加热元件(10)组装后的状态下发生弹性变形而产生这些井壁(13a，13b)的、作用于该加热元件(10)上的一个接触力。
2.根据权利要求1所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 该夹紧区段(15)是凸形地弯曲的或者具有以一个角度连结在一起的多个直腿部。
3.根据权利要求1或2所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 至少一个井壁(13a，13b)和该平坦壳体(11)的平行于该井壁(13a，13b)延伸的一个外壁(16)是通过至少一个横梁(17)相连结。
4.根据以上权利要求中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 该夹紧区段(15)在该平坦壳体(11)上的接合点(18)是安排在该侧槽缝(14)上方和下方并且位于距该侧槽缝(14) 一个距离处。`
5.根据权利要求4所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 该平坦壳体(11)的侧壁(19)各自被提供成垂直于在侧槽缝(14)与该夹紧区段(15)的接合点(18)之间的加热井(12)，所述这些侧壁在这些接合点(18)处连结至该夹紧区段(15)上，其中从这些侧壁(19)到该夹紧区段(15)的过渡段在各自情况下在内侧具有一个曲率。
6.根据以上权利要求中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 在该侧槽缝(14)上提供了伸出超过这些井壁(13a，13b)的一个内边缘(21)的多个引导鼻部(20)。
7.根据以上权利要求中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 提供了一个单一的中央加热井(12)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 提供了至少两个平行的加热井(12)，这些加热井由安排在这些加热井(12)之间的一个内芯(22)分开，其中每个加热井(12)都具有至少一个侧槽缝(14)。
9.根据权利要求8所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 这些内井壁(13a，13b)各自能够由该内芯(22)的外壁(23)形成，其中这些外壁(23)借助于多个横梁(24)连结在一起。
10.根据权利要求8或9所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 对每个侧槽缝(14)指派了一个单一夹紧区段(15)或者对该平坦壳体(11)的同一侧上的多个侧槽缝(14)指派了一个单一夹紧区段(15)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 该内芯(22)被永久连结至该平坦壳体(11)上，特别地是通过这些夹紧区段(15)而永久连结的。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 该内芯(22)是自由地安排在该平坦壳体(11)中的。
13.根据以上权利要求中任一项所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 至少一个井壁(13a，13b)的一个第一纵向边缘(25a)连结至该平坦壳体(11)上并且一个第二纵向边缘(25b)被安排成与该第一纵向边缘(25a)的井壁(13a, 13b)相对,其中该第二纵向边缘是以一种自由可移动的方式安排的从而使得该井壁(13a，13b)的位置是可变的。`
14.根据权利要求13所述的冷却与保持本体， 其特征在于， 该井壁(13a，13b)连结至一个支撑肋条(29)上，该支撑肋条接合在这两个纵向边缘(25a，25b)之间的井壁(13a，13b)上并且在该第一纵向边缘(25a)的区域中连结至该平坦壳体(11)上。
15.具有根据以上权利要求之一所述的冷却与保持本体的加热器，其中在该冷却与保持本体的一个轴向端(25)处安排了一个风扇，其方式为使得气体可以在纵向方向上流动穿过和/或围绕该冷却与保持本体流动。
16.用于制造根据权利要求1所述的冷却与保持本体的方法，其中这些井壁(13a，13b)之间的空隙被扩大以便进行配合，其中 -该平坦壳体(11)被加热和/或被加载并且在各自有一个作用于该侧槽缝(14)的方向上的组装力的情况下在至少一个夹紧区段(15)中弹性地变形， -然后该加热元件(10)被插入该加热井(12)之中并且 -然后该平坦壳体(11)被冷却和/或解除压力。
【文档编号】H05B3/50GK103891399SQ201280052012
【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】罗伯特·登特, 艾尔玛·曼戈尔德 申请人:斯特格控股有限公司