电加热装置的制作方法

本发明涉及一种电加热装置及其制造方法。

背景技术：

这种电加热装置具有敞开的壳体，在该壳体中容纳着层结构以及至少一个弹性元件，该层结构带有至少一个辐射器元件、至少一个放热元件和至少一个ptc-元件(正温度系数元件)。敞开的壳体通常是指如下壳体，其在相对侧分别开设出用于待加热的介质的通孔，从而该介质能够流过被包纳在且保持在壳体中的层结构。该规定适用于所述现有技术，以及适用于根据本发明的电加热装置。弹性元件容纳在壳体中，从而该弹性元件在弹性地预偏置情况下将层结构保持在壳体中。在该壳体中还绝缘地保持了与至少一个ptc-元件电连接的多个接触部。这些接触部通常构造成片材带，并且在层结构的纵向上作为其一部分延伸地布置。壳体是敞开的壳体，也就是说，通常形成相对的壳体开口，在这些壳体开口之间设置有层结构。

用来对机动车内部空间加以空调的这种加热器例如由ep-a1-1564503已知。层结构包括辐射器元件和在此输出的元件，该层结构通常也称为加热组件。弹性元件基本上位于加热组件的高度，即位于其由加热组件形成的顶面和底面之间，从而通过弹簧元件引起的弹性力基本上居中地引入到加热组件中。

所述类型的和根据本发明的电加热装置的加热组件通常包括多层平行的放热的元件和产生热量的元件。加热组件的产生热量的元件通常包括多个叠置地布置在一个平面中的ptc-加热元件，这些加热元件布置在通常通过片材带形成的印制导线之间。这些印制导线以不同的极性被通电。ptc-元件可以与这些印制导线粘接。也可行的是，印制导线在预偏置的情况下靠置到ptc-加热元件上。在任何情况下都要注意，为了输出由ptc-加热元件产生的热量，并且为了输入电流，在印制导线与ptc-加热元件之间存在良好的接触。

对于根据本发明的电加热装置，也可以设置一个或多个产生热量的元件作为加热组件。由产生热量的元件所产生的热量通过放热元件排放到待加热的介质即空气。空气经由两个框架开口流经壳体，在这些框架开口之间容纳着平面的加热组件。这些框架开口在此通常相互平行地布置在基本上扁平的、框架形的壳体的相对侧。鉴于尽可能成本低廉地制造电加热装置，放热元件通常由曲折地弯曲的形成波形肋的片材带构成。这些波形肋在一侧或两侧贴靠到放热元件上。相应地，加热组件包括多层放热的和产生热量的元件，其中，也鉴于热量输出，要注意，放热元件良好地贴靠到产生热量的元件。为此也可以使得放热元件与产生热量的元件牢固地连接，和/或通过至少一个容纳在壳体中的弹性元件预偏置地被加载。

替代通过曲折的金属片，对于本发明的电加热装置，放热元件也可以由挤压的铝型材构成，该铝型材形成接头，这些接条基本上垂直于层结构的层伸展，该层结构包括放热和产生热量的元件。在这种情况下，印制导线，即用于ptc-加热元件的通常平面的贴靠面，由这种挤压的铝型材的外部面构成。对于两个替代方案即波形肋元件或挤压型材，用于ptc-加热元件的贴靠面导电地设计，并且与通常彼此绝缘地保持在壳体中的接触部电连接。在所述的第一种情况下，这些接触部通常由金属片的自由端形成。

由平行的放热的和产生热量的元件一有时在添加一个或多个与其平行地伸展的弹性元件情况下一构成的层式的加热组件，被保持在具有至少u形的横截面的壳体中。在利用弹簧对层结构加载时，框架经过尺寸设计，从而即使在温度提高时也能持久地保持弹力。在此要注意，绝缘的框架尤其是因为经济的原因被制成合成材料注塑件。通常的壳体如今由壳体下部和壳体上部构成。壳体下部在此形成用于加热组件以及有时需要的弹性元件的各个元件的容纳部。在该壳体下部中设置有加热组件的各个元件。该设计对于本发明的电加热装置也可以是优选的。然后，通过壳体上部与壳体下部的接合把加热组件包纳在壳体中。为此，可以使得包围框架开口的边缘部分地覆盖加热组件，从而加热组件包纳在这些框架开口之间并且保持在壳体中。两个壳体部件然后例如通过卡锁连接而相互连接起来。

此外，鉴于成本低廉地制造电加热装置，应能够尽可能简单地制造壳体。但在此也要注意实践中把一个或多个弹性元件安装到壳体中提出的特殊的要求，此时，在把这些壳体部件接合时加热组件已经在框架内受到预偏置力，从而该接合要克服这种预偏置力。

本申请的申请人已经通过ep-a1-1432287提出了解决方案，据此，形成加热组件的全部部件首先装入到壳体中。然后封闭壳体，随后从壳体的端侧经由一个通道引入一个弹性元件，通过该弹性元件，在弹簧预偏置情况下使得加热组件的层相互贴靠。

在由ep-a1-1564503已知的用于制造电加热装置的方法中，把形成加热组件的各元件装入到一个壳体部件中。此外，将弹性元件装入到该壳体部件中。然后，通过把另一个壳体部件安置到第一个壳体部件上来封闭壳体。根据ep-a1-1564503的教导，在壳体封闭时才使得弹性元件预偏置，确切地说，通过形成在另一壳体部件上的挤压元件而预偏置，这些壳体部件使得弹性元件预偏置。该挤压元件形成斜面，弹性元件利用其上面的自由边腿滑过该斜面，并在此朝向加热组件围绕在第一壳体部件中的支撑部摆动，最终为了产生夹紧力而预偏置。

由来自申请人的ep2298582a1已知一种用于机动车的电加热装置，其中，弹性元件和弹性配对元件与层结构一起装入到框架形的壳体中。弹性配对元件在此按照格栅的方式构造，并且具有用于弹性元件的弹性舌的容纳部。在安装初始位置，这些弹性舌分别容纳在弹性配对元件的容纳部中。在壳体封闭之后，弹性元件相对于弹性配对元件移动，该弹性配对元件直接作用到层结构上，并且通过把弹性舌从容纳部中拉出而处于预偏置下。

这些已知的方案导致在一定程度上便于安装，这是因为加热组件的层起初在无预偏置的情况下内置到壳体中。尽管如此，仍然存在改善的空间。

技术实现要素：

本发明的目的是，提出开篇所述类型的电加热装置，其层结构能轻易地安装在壳体中。

为了在装置方面实现该目的，通过本发明提出一种具有权利要求1的特征的电加热装置。

该电加热装置与现有技术的区别在于，弹性元件可移动地容纳在壳体中，并且具有多个在移动方向上彼此错开地布置的弹性舌，这些弹性舌配设有通过壳体形成的弹性舌容纳部和与其相邻地布置的贴靠面，这些贴靠面朝向层结构超出弹性舌容纳部，弹性舌贴靠在贴靠面上，用于使得层结构预偏置。

相比于根据ep2298582a1的方案，采用本发明可以省去附加的插入到壳体中的弹性配对元件。由此可以减少用来制造电加热装置的组件的数量。制造成本降低了。也很少因混淆或错误地安装加热装置的组件而出现装配错误。

对于根据本发明的电加热装置，贴靠面朝向层结构突伸，并且突伸超过弹性舌容纳部。弹性元件既位于安装初始位置(在该安装初始位置，各弹性舌仍基本上无应力)，又位于在贴靠面与层结构之间的安装位置(在该安装位置，弹性元件使得层结构预偏置)。弹性舌容纳部和贴靠面通过壳体形成。该壳体的各功能区通过一体地成型在框架形的壳体的纵梁上。

壳体优选可以由相同形状的相互卡锁的壳体部件构成。这些壳体部件通常构造成壳罩元件，并且在横向于层结构的主要延伸方向的方向上相向地移动，以便接合壳体。包纳并且保持层结构的壳体优选仅仅由这两个壳体部件构成。在两个壳体部件卡锁之前，层结构与弹性元件一起安装。在此，通常首先把弹性元件装入到一个壳体部件中，从而弹性元件的弹性舌容纳在壳体的弹性舌容纳部中。在这种布置中，弹性元件相对于用于容纳层结构的容纳腔最大程度地间隔开。于是，层结构可以无应力地装入到该壳体部件中。然后，通过安置另一个壳体部件，以便封闭框架形的壳体。对壳体的这种封闭在无预偏置的情况下进行。

然后才通过移动弹性元件，采用基本上由ep2298582a1已知的方式使得弹性元件压紧，并且在此使得层结构处于预偏置下。于是，层结构的各个层以良好的导热性相互压靠。也能实现良好地至少电接触至少一个ptc-加热元件的引导电流的导线带。电的过渡电阻因而减小。电加热装置能以高效率并且在没有过热危险情况下工作，即使电加热装置以12伏的电网电压工作。

壳体优选由合成材料构成，或者由另一种绝缘的材料比如陶瓷构成。

在用合成材料构造壳体时，壳体优选具有纵梁，这些纵梁平行于层结构的层伸展。合成材料框架的至少一个纵梁形成弹性舌容纳部和与其平行地布置的贴靠面。不言而喻，电加热装置可以具有两个细长的弹性元件，这些弹性元件分别在层结构的相对的纵向侧贴靠到该层结构上。

弹性舌容纳部和与其相邻地布置的贴靠面优选按照相同的样式设置在合成材料框架的纵梁的内侧面上。按照相应的方式，弹性舌以预定的距离从弹性元件突伸出来。弹性舌在相对侧从如下平面突伸出来：弹性舌优选通过冲压和弯曲由该平面形成。利用其与弹性舌相对的外部面，弹性元件优选直接贴靠到金属的放热元件上。于是，在压紧层结构的情况下，弹性元件沿着层结构的金属的外部面进行移动运动。金属的放热元件的外部面在此可以通过曲折地弯曲的片材带的端部形成。鉴于尽可能均匀地支撑弹性元件，优选的是，层结构的外面的放热元件在其外部面上设有片材带，该片材带平行于层结构的层伸展，并且与外面的放热元件固定地连接。相应的片材带优选通过卷边或者通过另一种固定方式直接与指配的放热元件连接。替代地或补充地，层结构的层(包括片材带在内)也可以各自不能移动地保持在壳体中且被该壳体保持住。因此，在弹性元件移动时，弹性元件的移动运动并不导致层结构的层的移动运动。

贴靠到外面的放热元件的外部面上的所述片材带优选纵向地且横向于层结构的层设有平面的外部面。弹性元件平面地贴靠到这个平面的外部面上。通过这两个接触面，在弹性元件移动时对该弹性元件加以引导。

采用本已公知的方式，壳体具有两个壳体部件，并由此“开口”，这些壳体部件分别形成用于待加热的介质的开口。这些壳体部件中的至少一个壳体部件优选适配地被构造用于装入层结构和弹性元件。于是，层结构的层和弹性元件可以预安装在一个壳体部件中。相应的壳体部件可以构造成壳罩元件，并且基本上完全形成一个空间，该空间规定了用于层结构的容纳空间。另一个壳体部件在这种设计情况下仅仅构造成扁平的壳体盖，该壳体盖放置到壳层式的壳体部件上。替代地，两个壳体部件也可以形成用于容纳层结构和弹性元件的容纳空间的一些部分。在这种情况下，两个壳体部件通常形成弹性舌容纳部和与其相邻地布置的贴靠面，从而弹性元件基本上沿着壳体的整个延伸高度支撑在该壳体上。延伸高度在此是指待加热的介质的流经电加热装置的流过方向，该流过方向通常垂直于用于待加热的介质的开口伸展，并且相对于壳体的分别形成该开口的各外部面沿法向伸展。

通过壳体部件形成的壳体在其各外部面之间在待加热的介质的流过方向上优选限定了弹性舌容纳部。相应地，弹性舌容纳部位于外部面的后面，并且该该外部面遮盖。由此使得弹性元件不可丢失地保持在壳体中。也防止了待加热的空气虽然经过壳体却不经过对空气加热的层结构。于是可以避免冷空气绕流经过壳体。

鉴于把层结构尽可能均匀地压紧在壳体中，弹性元件优选具有多排平行的弹性舌，这些弹性舌配设有成排的平行的弹性舌容纳部和与其相邻地设置的倚靠面。由此也可以实现在高度方向上均匀地压紧弹性舌容纳部。不言而喻，弹性舌优选沿着层结构的整个长度设置，从而该层结构沿着其整个延伸长度均匀预偏置地保持在壳体中。

按照本身由ep2298582已知的方式，弹性舌在其通过冲压和弯曲形成的自由端与与弹性金属片的平面之间分别形成斜坡，由该弹性金属片通过冲压和弯曲形成弹性舌。替代地或累加地，在弹性舌容纳部与指配的贴靠面之间可以通过壳体分别形成斜坡面。这些斜坡在弹性元件移动时顶到弹性舌容纳部的边缘上，从而弹性元件朝向层结构抬起，并且贴靠到该层结构上，最终在弹性舌贴靠到贴靠面上的情况下预偏置地压靠在贴靠面上。因此，在弹性元件从安装初始位置(弹性舌在该安装初始位置位于弹性舌容纳部中)移动到安装最终位置(在安装最终位置弹性舌预偏置地贴靠到贴靠面上)时，引起了均匀的弹性预偏置。相应的情况适用于优选地设置的通过壳体形成的斜坡面。这些斜坡面优选构造成在弹性舌容纳部基底与贴靠面之间的斜面。于是，这些斜坡面在一侧限定了弹性舌容纳部。弹性舌容纳部的相对的限定壁可以垂直地从基底抬起，进而垂直于层结构的层伸展。采用该设计，通过弹性元件本身形成了用于抬起弹性元件的斜面。于是，弹性舌容纳部和壳体的贴靠面可以设有相互垂直地朝向的面。

根据本发明的另一优选的设计，壳体具有针对移动到安装最终位置的弹性元件的止挡。由此防止弹性元件移动越过安装最终位置。弹性元件的长度与壳体的尺寸或者止挡的位置相协调，从而弹性元件只能移动至安装最终位置，但不能移动越过该安装最终位置。由此可以使得各个弹性舌分别仅仅从弹性舌容纳部中的容纳部移动至相邻的贴靠面，而不会进一步滑动到下一个弹性舌容纳部中。根据本发明的优选的改进，弹性元件具有倒钩，通过该倒钩与壳体的配合作用，防止弹性元件并非所愿地逆着移动方向移动至安装最终位置。该倒钩通常通过冲压和弯曲，由形成弹性元件的片材带的平面弯曲而成。

附图说明

本发明的其它细节和优点可由结合附图对实施例的后续说明得到。在该图中：

图1为电加热装置的一个实施例的侧视图；

图2为该实施例的俯视图；

图3为沿着图2中的线iii-iii剖切的剖视图；

图4为根据图3的剖视图的放大的详图；

图5为沿着根据图1的线v-v剖切的剖视图；

图6为沿着根据图1的线vi-vi剖切的剖视图；和

图7为该实施例的弹性元件的立体俯视图。

具体实施方式

图1至3示出了电加热装置的整体结构。该加热装置具有壳体2，在该壳体中设置有用于产生热量的层结构4。该层结构4容纳并包纳在壳体2中。

层结构4包括辐射器元件6和多个产生热量的元件8，其中，产生热量的元件具有至少一个ptc-元件10，辐射器元件形成由曲折地弯曲的金属片条构成的波形肋元件，ptc-元件按本已公知的方式贴靠到平行地伸展的各接触片12上。特别是如由图5可见，产生热量的元件8还包括在外侧顶靠到接触片12上的由电绝缘材料构成的绝缘层，这些绝缘层用标号14标出并且贴靠到在周围封闭的片材管16的内侧面上，该片材管使得各产生热量的元件8的组件接成一个单元，并且保护这些元件以防直接与待加热的空气接触。片材管16由于绝缘层14而没有电势。于是辐射器元件6也没有电势。每个片材管16都具有连接端，该连接端在图3中左边示出，并且在该连接端处，各个接触片12本身裸露，或者由于利用分开的接触舌元件延长至电接头而裸露。在这种情况下，接触片12穿过形成壳体2的接管18，这些接管在端侧设置有弹性体的密封元件20，以便使得所示实施例密封地应用在连接凸缘中。该连接凸缘可以例如按照插头的方式保持住各个产生热量的元件8的裸露的接触元件。但凸缘也可以是控制壳体的底部，该底部不仅电连接各个产生热量的元件8，而且还可以包含例如电子的控制机构的控制组件。在任何情况下，由于密封件20而防止待加热的流体在图4中在密封件20左侧到达产生热量的元件8的裸露的接触面。

在相对侧，片材管16在端侧容纳在壳体2的横梁22中，该横梁具有与片材管适配的片材管容纳部24，片材管16以其端部密封地容纳在这些片材管容纳部中。此外，如总览图1和3可见，壳体2形成了两个分格i、ii，在这些分格中分别容纳着独立的层结构4。两个层结构4相同地构造。分格i、ii通过中间的隔板26彼此分隔开。

壳体2在相对的主面上分别造型出用于输入或输出待加热的沿方向d流动的空气的开口28，参见图3。这些开口28穿过横撑30，这些横撑在外侧限定了用于层结构4通过壳体2形成的容纳腔32。

特别是如图1、2、5和6所示，壳体2由两个分别相同的壳体部件34、36构成。壳体部件34、36具有彼此相应的卡锁舌和卡锁开口，它们在图2中示出并且用标号38或40表示。这些卡锁元件38、40用于在包纳层结构4的情况下锁定两个壳体部件34、36。

作为层结构4的另一元件，图5和6示出用标号42标出的弹性元件。该弹性元件42贴靠到金属片上，该金属片作为卷边的片材带固定地与外部的辐射器元件6焊接，并在图5中用标号44标出。在卷边的片材带44与辐射器元件6之间的固定通过片材带44的边缘的卷边来进行，这些边缘在图5中能看到并且包夹辐射器元件6。

特别是如图7所示，弹性元件42具有两排平行的以均等的间隔从弹性元件42突伸出来的弹性舌46。弹性舌46向外拱起地弯曲，并且相应地形成了拱起的斜坡面。在这平行的两排之间，形成弹性元件42的并且起初平面的金属片材料设有从金属片材料的平面朝向弹性舌46突伸的加强肋48。金属片材料设有环绕的u-形的边缘50，该边缘从金属片材料的平面朝向弹性舌46弯曲。通过该环绕的边缘50，也形成了在弹性元件42的纵向上伸展的加强肋。在设有边缘50的同样通过边缘50加强的端面上，在加强肋48的高度上有个隆起，该隆起带有两个插入开口52，这些插入开口-如图6所示-可从外面穿过壳体2够到。为此，壳体2具有可在图2和6中看到的工具开口54。

特别由图4和5中可知，前述的弹性元件42容纳在壳体2中。在这些图中示出，弹性元件42处于其安装最终位置，在该安装最终位置，弹性舌46靠置在贴靠面56上。该贴靠面56由壳体2本身构成。贴靠面56在壳体2上一体地形成。贴靠面56配设有分别在图4左边由其开设出来的弹簧舌容纳部58，该弹簧舌容纳部通过斜坡面60过渡到指配的贴靠面56中。在此，贴靠面56从弹簧舌容纳部58的基底62朝向层结构4突伸。类似于弹簧舌46，在图7和4中用标号64标出的倒钩通过冲压和弯曲，由形成弹性元件42的金属片材料形成。然而，倒钩64由最初的金属片材料的平面直线地伸展。在图4所示的安装最终位置，倒钩64钩住壳体2。

如图5所示，给平行的成排的弹性舌46配设有彼此相应的平行的成排的弹簧舌容纳部58、斜坡面60和贴靠面56。在这些平行的排之间，壳体形成了用于中间的加强肋48的隧道形的容纳部66。加强肋48至少在安装初始位置位于该隧道形的容纳部66中，该安装初始位置在图中未示出，但将在下面介绍。在该安装初始位置，弹性元件相对于在图4中示出的位置向左移动，从而从左边数的第一个弹性舌46a设置在指配给它的弹簧舌容纳部58a中。倒钩46也位于弹簧舌容纳部58a内部。层结构4在该安装初始位置基本上无应力地容纳在壳体2的分格中。于是可以例如给一个壳体部件首先装配层结构的全部的元件。如图5和6所示，两个壳体部件34、36在其相应的外部面68之间形成沿着待加热的介质的流过方向d连续的弹簧舌容纳部58。这些弹簧舌容纳部58在流过方向上被外部面68限定。开口28仅使得层结构4的用于产生热量并将所产生的热量排放到待加热的流体的元件露出。弹性元件42包纳在壳体2内部。

从前述的该安装初始位置出发，利用工具使得弹性元件42沿图3和图4的视向从左向右移动，该工具穿过工具开口54，并且具有用于两个插入开口52的销。在此，弹性舌46首先在斜坡面60上滑动，从而弹性元件42朝向层结构4提升。在分格内部的层结构4的全部的设定值都耗尽之后，在弹性舌46显著地弹性预偏置情况下进行进一步的移动，这些弹性舌使得层结构预偏置在壳体2内部。最后，弹性元件42顶靠到在图3中右边待定位的通过壳体2形成的止挡面上，从而朝向安装最终位置的移动运行结束。在移动运动的过程中，倒钩64同样从指配的弹簧舌容纳部58中移出，并且已钩住贴靠面56。倒钩64在细长的弹性元件42的横向上位于两个第一弹性舌46a之间。在安装最终位置，弹性元件42形状配合地和/或力配合地沿移动方向固定地定位。通常，倒钩64钩入到贴靠面56中，从而实现在安装最终位置将弹性元件42形状配合地固定。相应地持久地保证在安装最终位置产生的对层结构4的预偏置，并且即使在机动车中常见的振动时也不会松脱。因为本发明特别是涉及用于机动车的附加加热。

由于ptc-元件10包纳在片材管16内部，所以所示的实施例也可以用作高压-加热器，并且利用明显高于12v的工作电压工作。

相比于根据ep2298582a1的现有技术，产生了简化构造的优点，这是因为，仅仅至少一个弹性元件42可移动地容纳在壳体2中，并且可以省去根据ep2298582a1的提议的弹性配对元件。确切地说，在本发明中，弹性元件42的对应面通过壳体2本身构成，优选通过一体地设置在壳体2上的面58、60、62构成。可见，实施例2具有分别指配给壳体2的纵梁70的弹性元件，其中，各纵梁70分别平行于层结构4的层并且平行于弹性元件42的延伸方向伸展。于是，由弹性元件42施加的力作用到层结构4的全部层上，并且使得这些层以良好的导热性相互压紧。外部的弹性力也可以使得待彼此电接触的元件10、12预偏置地相互贴靠，由此保证在边界面上可靠地引入电流。

附图标记列表

2壳体

4层结构

6辐射器元件

8产生热量的元件

10ptc-元件

12接触片

14绝缘层

16片材管

18接管

20密封元件

22横梁

24片材管容纳部

26隔板

28开口

30横撑

32容纳腔

34壳体部件

36壳体部件

38卡锁舌

40卡锁开口

42弹性元件

44卷边的片材带

46弹性舌

48加强肋

50边缘

52插入开口

54工具开口

56贴靠面

58弹簧舌容纳部

60斜坡面

62基底

64倒钩

66隧道形的容纳部

68外部面

70纵梁

i、ii壳体的分格

d空气流动方向