CN1937860A - 加热装置的发热部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加热装置的发热部件，该发热部件包括至少一个PTC元件(6)和位于PTC元件(6)的相对的侧表面上的导电条形导体(4)。通过在PTC元件(6)与沿周边环绕框架开口(34)的定位框架(2)的材料之间设置绝缘间隙(36)，形成了从电击穿和电流泄漏的安全角度进行改进的发热部件。本发明还改进了具有多个发热部件(60)的加热装置，包括：至少一个PTC元件(6)和位于PTC元件(6)的相对的侧表面上的导电条形导体(4)；以及多个散热部件(56)，设置在平行的层中，并通过弹簧偏压被保持在发热部件(60)的相对侧面上。由于使用了本发明的发热部件，因此可以保护加热装置不会出现电击穿和电流泄漏。

Description

加热装置的发热部件
技术领域
所考虑的本发明涉及一种加热装置的发热部件，用于加热空气，包括至少一个PTC元件以及位于PTC元件的相对侧面上的导电条形导体。此类发热部件例如可以从EP 1 061 776(其可以追溯到本申请)中得知。
背景技术
特别是，发热部件配置在用于机动车的辅助加热器中，并且包括多个PTC元件，PTC元件一个挨一个地布置成行，通过彼此平行延伸的导电条形导体通电，并且平放PTC元件的相对侧面上。条形导体通常由平行金属条形成。这样形成的发热部件配置在用于加热机动车内空气的加热装置中，其中，所述加热装置包括多层发热部件，发热部件具有位于其相对侧面上的散热部件。这些散热部件的定位，使得它们借助于保持装置以相对良好的传热接触方式置靠(lie against)在发热部件上。
由于现有技术的上述状态，加热装置的保持装置由框架形成，在框架中，彼此平行排列的多层发热和散热部件借助于弹簧偏压件而被固定。在同样公开了普通的发热部件和普通的加热装置的可替换实施例中，并且例如在EP 1 467 599中进行了描述，发热部件由一个挨一个布置的多个PTC元件(在同一水平面上布置成行)形成，所述PTC元件还被称为陶瓷元件或正温度系数热敏电阻器，并且通过位于这些侧面上的条形导体在相对的侧面上进行通电。条形导体之一由沿圆周封闭的轮廓形成，并且另一条形导体由支撑在沿圆周封闭的金属轮廓上的金属条形成，而电绝缘层位于两条形导体之间。散热部件由布置在多个平行层上的区段(segment)形成，所述区段与沿圆周封闭的金属轮廓成直角地延伸。在从EP 1 467 599中得知的普通加热装置中，提供了以前面所述的方式而形成的多个沿圆周封闭的金属轮廓，所述金属轮廓布置成彼此平行。在某种程度上，区段在沿圆周封闭的轮廓之间延伸，并在某种程度上突出轮廓之外。
在上述发热部件的情况下，有一种需求，即导电条形导体必须与PTC元件处于良好的电接触。否则，就会出现过渡电阻增大的问题，尤其是在机动车的辅助加热器中使用发热部件的情况下，可能造成由于高强度电流而引起局部过热。作为这种热事件的结果，可能会损坏发热部件。而且，PTC元件是自动调节电阻的加热器，其在温度增加时发出较少的热量，从而局部过热可能导致PTC元件的自动调节特性失调。
此外，在高温下，在辅助加热器的区域中，蒸汽或气体可能扩展，可能会对客室内的人造成直接伤害。
例如在高达500V电压的高操作电压下，使用普通发热部件也造成相应的问题。首先，这里的问题是，逆着散热部件流动的空气携带湿气和/或脏物，这些湿气和/或脏物可能进入加热装置，并造成电击穿，即这里指短路。另一方面，从根本上存在保护在加热装置区域中工作的人免受加热装置或发热部件的带电流部分伤害的问题。
在普通类型的发热部件的情况下，PTC元件通常布置在定位框架中，定位框架基本上在PTC元件的水平面上作为扁平部件延伸。定位框架在发热部件的组装期间用于PTC元件的精确定位，并且可选地，还用来在长期操作期间夹持PTC元件。由于定位框架是由塑料制成的注模部件，因此其具有某些绝缘特性。但是，可以发现，在普通发热部件中，使用高电压时，由于造成泄漏电流的低电阻，因此不是总能防止电击穿。
发明内容
所考虑的本发明的目的在于提供一种加热装置的发热部件，用于加热空气，以及一种对应的加热装置，提供的更大的安全性。同时，所考虑的本发明，对于可能发生的电击穿，尤其设法增加安全性。
为了解决该问题，所考虑的本发明通过将至少一个PTC元件以高度绝缘方式支撑在定位框架中，还开发了普通的发热部件。在本发明的上下文中，至少一个PTC元件的高度绝缘支撑件通过绝缘体设置，该绝缘体具有高于定位框架的介电强度，定位框架由电力上非特定的塑料材料形成，并且通常靠着PTC元件装配。目的在于对于形成定位框架的材料获得高介电强度，和/或对于至少一个PTC元件相对于定位框架获得足够的绝缘性。在定位框架中的至少一个PTC元件的高度绝缘支撑件的实现尤其为了泄漏电流的高电阻目的。因此，通过具有至少400，优选地是600的CTI值的高度绝缘支撑件，PTC元件应该不受定位框架中的泄漏电流的影响。如果定位框架由塑料形成，其应该是抗高温的。可以想得到，定位框架由聚酰胺制造。考虑到发热部件可能的最紧凑结构，并考虑到大约500V的可能的操作电压，应该达到至少600的CTI值。
PTC元件的高度绝缘支撑件可以以各种方式实现，将在下面详细解释。例如，定位框架自身可以由高度绝缘材料形成，例如，电力上不导电的陶瓷或电力上高级别的塑料(诸如，聚氨酯、硅酮、或高度绝缘的弹性体)。形成直接靠着PTC元件装配的定位框架的材料的介电强度应该至少是2kV/mm。
可替换地，通过在PTC元件与周边环绕框架开口的定位框架的材料之间提供绝缘间隙，可以实现PTC元件的高度有效的电绝缘支撑件。在根据本发明的所提出的解决方案中，绝缘间隙防止PTC元件与定位框架的相对的内表面直接相接触。绝缘间隙可以是自由保持在PTC元件与框架开口材料之间的空气间隙。在该项研究中，必须确保PTC元件与定位框架在周边上保持一距离，该距离足以防止对于定位框架的电击穿。
通过将PTC元件保持在特定位置的绝缘层，例如，通过连接、尤其是粘接将PTC元件直接或间接地保持在绝缘层上，这种定位尤其可以实现。此外，绝缘层相对于定位框架可靠地保持在适当位置。即使粘接上述元件相对于较简单的制造是优选地，并且从相对于周围环境密封带电流部分(该密封可以通过粘接层实现)的观点来看，在保持绝缘间隙的同时，有可能通过相对于定位框架的正锁定(positive locking)来隔开PTC元件。该绝缘层的绝缘特性优选地这样选取，即横过层组合的宽度，绝缘层保证至少2,000V的介电强度。
优选地，一个或多个间隔介质设置在绝缘间隙中，以确保可靠地保持有防止电击穿所必需的绝缘层。可以理解，该间隔介质具有优于定位框架的电绝缘效果。确实，间隔介质例如已经可以由电力上高级别的诸如硅酮或聚氨酯等材料形成，并且间隔介质可以由更好的电绝缘材料制成，诸如陶瓷。但考虑到发热部件的可能的最经济的制造方法，优选地由不具有特定电绝缘特性的电力上非特定的、经济的塑料制造定位框架，并且在框架开口的内侧或完全或选择性地由电力上高级别的材料形成间隔介质。优选地，该间隔介质由绝缘带形成，绝缘带对周边环绕框架开口的边缘进行排列。绝缘带优选地是正锁定，尤其是以包围正面和与之邻近的相对的上下边的壳体形式。该壳体形成容纳槽，其中，定位框架的内边缘区域以舌片的方式保持在框架开口的区域中。
间隔介质可以以舌片与槽接合的方式滑动到该内边缘区域上。优选地，在使用塑料的注塑成型与间隔介质一起来制造定位框架的过程中，间隔介质作为第二部件喷射到边缘区域上。
PTC元件是陶瓷元件，其作为烧结零件而生产，因此对于其尺寸必须承受某些波动。因此，通常，条形导体通常以接触板形式形成，置靠在PTC元件的相对侧表面上的条形导体具有大于PTC元件宽度的宽度。在稍长的发热部件的横截面视图中，导电条形导体有时突出到PTC元件之外。
在该区域中，导电条形导体可以基本上平行于定位框架的上下侧而延伸，而且，考虑到在该区域中为了防止电击穿，所考虑的本发明的另一优选研究提出，绝缘间隙在导电条形导体与定位框架材料之间的位置上延续。同时，根据所考虑的本发明的主要方面，绝缘间隙位于PTC元件的支撑水平面上，并基本上与定位框架的膨胀部成直角地延伸，根据本发明另一优选研究的所延续的绝缘间隙与跨过定位框架的平面平行。而且，在另一优选研究中，绝缘间隙可以作为空气间隙而实现。但是，考虑到间隔介质的绝缘特性，优选地此选择以前已经出现的其中间隔介质作为舌片与槽接合而连接至定位框架的形式，即，使得绝缘的间隔介质延伸直至超出导电条形导体的外边缘。在这种情况下，间隔介质可以作为绝缘填料(padding)元件而提供。填料可以用来在框架开口的内边缘处支撑PTC元件，和/或用于支撑导电条形导体，或可选地，覆盖外部并置靠在其上的绝缘层。还可以想得到这样的布置，其中，绝缘间隔介质由硬陶瓷材料形成，并且对于PTC元件、和/或导电条形导体、和/或绝缘层的局部柔软支撑，绝缘填料元件设置在这些所述及的部件与定位框架之间。但是，考虑到可能存在的最简单和最经济的制造方式，以下研究是优选的，其中，绝缘间隔介质具有填料特性，并且间隔介质和填料元件由同一部件形成。
根据所考虑的本发明的另一优选研究，PTC元件和导电条形导体完全由电力上不导电的包括上述绝缘层的封装包围。绝缘封装由在顶部和底部的绝缘层形成。绝缘层的彼此相对的内边在一个或多个零件中通过弹性高级别绝缘材料(例如，硅酮或聚氨酯胶粘剂)彼此连接。这些连接胶粘剂可以引入到绝缘层之间，从而将包括外部绝缘层、置靠在绝缘层上的导电条形导体、以及布置在上两者之间的PTC元件的层组合连接成一个结构单元，其中，已***的胶粘剂绝缘块形成定位框架。
根据另一优选研究，绝缘层覆盖两侧上的带电流部分，并连接于定位框架的边缘，形成密封。这样，电力上不导电的封装形成在发热部件的周边方向上。在该优选研究中，在发热部件的横截面视图中，已通电的部分，即导电条形导体以及布置在其间的PTC元件，位于中部。该层组合由在顶部和底部的绝缘层形成边界。进而，该层靠着由塑料形成的定位框架装配，其每一外边缘均形成密封。在该优选研究中，无论如何，逆着发热部件流动的空气所携带的湿气和脏物不可能到达带电流部分。在该优选研究中，仅有带电流部分，尤其是接触板，突出到发热部件的一个或两个正面上的绝缘层之外。但是，在该位置中，导电条形导体正常地保持在加热装置的保持装置中，并且通过该保持装置的结构元件，带电流部分可以相对于流动空气被密封。
通过用密封元件的中间层使得突出到导电条形导体之外的绝缘层的部分与定位框架形成密封，可以优选地形成电力上不导电的封装。密封元件优选地由绝缘材料形成，例如，由弹性塑料形成。这里，密封元件优选地由将定位框架连接至绝缘层的塑性胶粘剂形成，从而不仅实现了带电流部分的周边封装，而且带电流部分，与附于其上的绝缘层一起被连接至定位框架，形成一个结构单元。
指出的是，定位框架可以包括电力上高级别的绝缘材料，从而可以完全淘汰常用的热塑性材料。因此，定位框架例如可以由均匀的硅酮部件形成。另外，可以通过在靠着PTC元件的相对侧表面装配的层之间注入高度绝缘的、优选地是胶粘剂密封材料，来形成定位框架。在这种情况下，为了组装目的，PTC元件可以相对于层组合的其余层被定位，并通过注入高度绝缘的材料而最终将其固定在其位置上。在这种情况下，定位框架在组装过程中不用作定位辅助件，而仅是为了在散热部件的长时间操作过程中，确保PTC元件的预定位置。
如果定位框架由高级别的电绝缘材料形成为注塑成型部件，并在组装过程中用作定位辅助件，则彼此相对的并靠着PTC元件装配的层，与PTC元件和硅酮框架一起，通过在这些层之间***胶粘剂，可以粘接成一个结构单元。即使在这种情况下，也可以省去使用由形成定位框架的常用热塑性塑料制成的传统注塑成型零件。
导电条形导体优选地由接触板形成，接触板突出到至少一个PTC元件之外。在突出到至少一个PTC元件之外的侧面上，由接触板以插接连接件的形式形成至少一个电接触点，通过插接连接件可以进行发热部件与电源的电连接。因此，接触板优选地至少在发热部件的正面上突出到PTC元件之外。但是，同样可以这样形成接触板，即，使其横过宽度而突出到PTC元件之外。
优选地，带电流接触板特别用来将PTC元件保持在由定位框架形成的框架开口内。因此，保持框架的一部分在接触板的相对的突出端部之间延伸。换句话说，保持框架还设置在相对的接触板之间，从而发热部件的带电流部分沿某些边缘内的高度方向保持在定位框架内。例如可以通过绝缘间隔介质实现在接触板与定位框架材料之间保持绝缘间隙，该绝缘间隔介质设置在突出到PTC元件之外的接触板的边缘与定位框架材料之间的绝缘间隙中。优选地，该间隔介质沿定位框架的横向方向延伸，直到接触板的外端部。绝缘间隔介质优选地由塑料材料形成，该塑料材料具有的介电强度高于定位框架材料(例如，硅酮、聚氨酯)的介电强度。
这种布置是可以想得到的，其中，PTC元件松散地保持在两接触板之间的框架开口中。当要在PTC元件与接触板之间形成良好的电接触时，这种布置尤其适用，在两零件之间没有粘接。然后，为了防止PTC元件直接放置在环绕框架开口的定位框架的材料上，并且为了确保绝缘间隙保持可靠，根据所考虑的本发明的另一优选研究，提出了形成绝缘间隔介质，从而使其突出到环绕该框架开口周边的该边缘之外。因此，绝缘间隔介质位于保持PTC元件的水平面上，直接邻接与定位框架相对放置的PTC元件的正面。
密封元件沿定位框架至少纵向地延伸。考虑到密封元件的布置和定位要尽可能地精确，尤其是相对于绝缘层的突出端部，该元件设置成邻接密封介质边界边缘，所述边优选地完全沿定位框架的长度延伸并由定位框架形成。该密封介质边界边缘沿定位框架的高度方向延伸，即沿既与定位框架的宽度成直角，又垂直于定位框架长度方向的方向上延伸。密封介质边界边缘应该优选地沿定位框架的整个长度延伸部而延伸，即其应该将密封元件夹在定位框架的相对的长边上。
考虑到绝缘层的定位要尽可能地精确，在任何情况下沿高度方向达到绝缘层所在水平面的边界边缘优选地沿同一方向上的高度方向延伸。因此，对应的绝缘层设置在彼此相对的边界边缘之间。同时，考虑到相对于电击穿的最大可能的安全性，绝缘层的工作面端部也设置成与绝缘层边界边缘有一距离。但是，由于绝缘层并不是真正的导电部件，考虑到绝缘层在制造上的经济性，如果绝缘层直接与一侧上的边界边缘相接触，当然可以对其有所宽容。边界边缘原则上用来对横过定位框架宽度的绝缘层进行精确定位。
除了沿高度方向延伸的这些辅助件或接触边缘以外，定位框架还优选地具有边界突部，其同样沿高度方向延伸，即沿与PTC元件的支撑平面(即设置有板状的PTC元件的平面)成直角的方向。这些边界突部突出到边界边缘之外，并用来定位置靠在发热部件上的散热部件。该散热部件靠着导电条形导体装配，而绝缘层置于其间。
尽管边界边缘和边界突部用来沿定位框架的横向方向分别定位绝缘层和散热部件，考虑到发热部件的各种部件的定位要尽可能地精确，提出了另一优选研究，在其制造过程中，至少一个连接杆设置在定位框架上，所述连接杆与PTC元件的支撑层成直角地延伸，即沿高度方向延伸，而且，所述连接杆用来沿定位框架的长度将绝缘层定位在适当的位置。由于绝缘层的边界边缘和连接杆，在组装过程中，绝缘层相对于定位框架被固定在适当的位置中。因此，绝缘层沿宽度和长度方向可靠地布置在指定的边界内。
为了精确定位优选地由接触板形成的导电条形导体，定位框架还具有销钉，销钉沿高度方向延伸，即与PTC元件的支撑平面成直角。每一个销钉均精确地接合在接触板中所留下的切口中。通过将销钉熔化，在接触板上方形成增厚部，并且接触板通过该增厚部固定在定位框架上。在该研究中，接触板通过销钉与切口的正锁定而精确定位。增厚部提供接触板与定位框架的正锁定。绝缘层优选地粘接到这样形成的单元上，从而已粘接的连接优选地位于定位框架与绝缘层之间。
这样，可以形成包括定位框架、至少一个PTC元件、接触板、和绝缘层的预安装结构单元。当发热部件随后与散热部件形成在一起时，在随后的处理步骤中，不必为了确保发热部件的各个层精确定位在最终组件的框架中而小心翼翼。
根据另一优选研究，在任何情况下，接触板在其正面之一上形成插接连接件，所述插接连接件利用成型金属板形成为单件元件，并以使其与板平面成直角延伸的方式成形。在所述的另一研究中，该插接连接件位于狭槽中，该狭槽位于定位框架中并朝向定位框架的正面向外开口。借助于该项研究，在任何情况下，在定位框架的正面上都形成有电插接连接件，为了将发热部件连接至电源，有可能将所述插接连接件滑动进入加热装置的保持装置。
优选地，有两个狭槽设置在正面上和相对的接触板上，而其插接连接件通过成型金属板形成，与凹入到定位框架中的狭槽接合。
在可替换研究中，任何情况下，插接连接件均由接触板的成型金属板形成在其正面。插接连接件优选地平行于其余接触板而延伸，但是，通过折弯，其位于与保持接触板的水平面向外隔开的水平面上。该优选研究特别适合于这种布置，其中，在同一正面上的两个接触板形成电连接元件，考虑到用于连接的插接保持件的最可能安全的绝缘和间隔需要，电连接元件应该离得很远。
如果定位框架由电力上高度绝缘的材料形成，并且其是塑料，例如硅酮或聚氨酯，则优选地形成为板状的导电条形导体之一位于利用注塑成型来制造定位框架所必需的注塑模中，并通过周围的模塑物连接至定位框架的塑料材料。模腔这样形成，即当对定位框架进行注塑成型时，自由留出一个或多个框架开口，PTC元件可以***到框架开口内。通过正锁定零件(例如，销钉连接)，其它导电元件可以安装在相对侧上。这可以优选地粘接或焊接到通过周围模塑物而制造的发热部件的零件单元上。在该制造步骤之后，制造出了发热部件的基本元件。对于该实施例，这里需小心地确保PTC元件沿周边封装在如此制造的单元内。但是，导电条形导体可以设置在发热部件的正面上。于是，绝缘层优选地应用(尤其是粘接)至该单元，用于导电条形导体的外部绝缘。如果这样制造的预组装的结构单元以初始张力保持在框架中，每一层(即，绝缘层)中的不可压缩元件、导电板、以及PTC元件，彼此平坦地置靠，而形成定位框架的柔软塑料材料(例如，电力上高级别的硅酮)陷下(giveway)，而不管是否沿周边密封发热部件的带电流部分。因此，对于该优选研究，可以制造超尺寸厚度的定位框架，从而形成足够的空间用来保持PTC元件，而不会在PTC元件、导电条形导体和绝缘层中阻碍热量和电流的良好传输。
前述另一研究优选地具有单独的密封元件。尤其是，当定位框架由电力上高级别的材料形成时，密封元件可以与定位框架形成为一个构件。如果通过周围的模塑物将绝缘层连接至一侧上的定位框架，则这种实现方法无论如何都是必要的。尤其是在该另一研究中，当绝缘层被挤压到定位框架的一侧时，在相对侧上通过注塑成型形成密封元件，定位框架另一侧上的绝缘层靠着所述密封元件设置。密封元件还可以在定位框架的另一侧上通过注塑成型，与定位框架形成为一个构件，并且绝缘层可以靠着它们设置。在这种情况下，密封元件通常不与定位框架进行任何粘接，这种粘接对绝缘层是足够的。因此，绝缘层可以以其它方式粘接或连接到定位框架上。尤其应该注意，或者利用设置在定位框架上的夹子元件，或者利用绝缘层的闭锁装置，将绝缘层夹(clip)到定位框架上，优选地以一个构件的形式形成在定位框架上，并且特别形成，从而它们可以至少在定位框架的长边上连续分布，或者以断续片段的形式横过定位框架的整个长度。这种闭锁装置还可以在一侧上形成为散热部件的连接和组装辅助件，所述散热部件置靠绝缘层设置。闭锁装置还可以形成为与定位框架分离的部件。
在所考虑的本发明的情况下，加热装置进一步得到保护，所述加热装置使用根据本发明的发热部件，而且，因此能够以高压来操作。加热装置具有设置在平行的层中的多个散热部件，散热部件置靠在发热部件的相对的边上。发热和散热部件保持在基本上扁平的框架内，所述框架的宽度基本上与散热和/或发热部件的宽度对应。通过框架产生弹簧张力，和/或传导至层组合中。就此而言，单独的弹簧元件可以集成在层组合中，或者其可以设置在框架的区域中。弹簧可以集成在框架构架中，诸如可以由EP 0 350 528推知。可替换地，也可以通过成直角延伸的框架构件的弹性连接施加弹簧偏压。优选地，多个发热部件被设置在层组合中，而散热部件靠着每一个发热部件的上下边而装配。
通过已经在上面参考发热部件所讨论的进一步研究，可以进一步研究根据本发明的加热装置。
附图说明
所考虑的本发明的进一步的细节和优点，可以从下面结合附图的对实施例的描述中得出。这些附图示出了：
图1是发热部件实施例的以放大表示方式的透视侧视图；
图2是图1中所示实施例的俯视图；
图3是根据图2中的表示沿线III-III的截面视图；
图4是图1至图3中所示实施例在组装状态下的透视侧视图；
图5是发热部件的另一实施例的透视侧视图；
图6是根据图4中的表示沿线V-V的截面视图；
图7是根据本发明的发热部件的可替换实施例的纵向截面视图；
图8是图7中所示实施例的横截面视图；
图9是相对于图7和图8中所示的实施例进行改进的实施例的横截面视图；
图10是另一改进实施例的横截面视图；以及
图11是加热装置的实施例的透视侧视图。
具体实施方式
图1示出了发热部件实施例的主要零件的以放大表示方式的透视侧视图。发热部件具有由注模塑料制成的定位框架2，其中间纵向轴线形成发热部件的二等分面。该元件基本上形成为一侧是另一侧的镜像，并且首先具有设置在定位框架2的每一侧面上的接触板4，所述接触板将夹持在定位框架2中的PTC元件6夹持在它们之间。在接触板4的外侧，设有两层绝缘层8，两层绝缘层8包括外部绝缘薄膜10和内部陶瓷板12，两层绝缘层8直接靠着接触板4装配。陶瓷板12是相对较薄的氧化铝板，氧化铝板提供大约为28kV/mm的很好的介电强度，以及大于24W/(mK)的良好的导热性。该示例中的塑料薄膜10由聚氨酯薄膜形成，聚氨酯薄膜具有大约为0.45W/(mK)的良好的导热性和4kV/mm的介电强度。位于塑料薄膜10与陶瓷板12之间的是几μm厚度的蜡层，蜡层的熔点相对于发热部件的操作温度一致，即以这样的方式，蜡在操作温度下熔化，并且在塑料薄膜与陶瓷板12之间分布，在压应力作用下它们紧紧地装配在一起，其中分布是以这样的方式进行的，即，形成增进绝缘层8的两零件10与12之间优良热传递的均涂膜。塑料薄膜10与陶瓷板12的组合使得具有优良的电特性和导热性的绝缘件8(尤其是相对于高达2,000V的电压)不会遭受击穿，但同时显示出必要的强度。尤其是，由施加在靠着发热部件而装配的散热部件上的压力可能产生的任何应力峰值，通过位于外部的绝缘薄膜被释放并均匀化。布置在绝缘层的两零件10与12之间的蜡，以及可选地，也设置在此处并将两零件10、12彼此连接的胶粘剂，促进了应力峰值的该释放。因此，即使在用于在初始张力下固定发热部件和散热部件的层组合的较高压缩应力下，也不存在相对较脆的陶瓷层破碎的危险。
绝缘层8优选地粘合到接触板4的外侧。这大约位于中心，在绝缘层8的下方，并且形成的宽度小于绝缘层8的宽度。但是，在正面，对应的接触板4突出到绝缘层8之外。接触板4的宽度首先在突出到绝缘层8之外的这些端部处迅速减小。在右端，如图1所见，接触板4具有连接突部14，通过切掉接触板4的一些宽度而使连接突部14变窄，并且连接突部14中形成有切口16。在相对的端部，如图1所示的左端，类似地设置有具有切口16的对应的已变窄的连接突部18。从连接突部18的侧边上，突部20折弯到接触板4的水平面之外，并折起(go off)，形成在正面上突出到定位框架2之外的插接连接件22的底座。
突部20与切入到定位框架2上的狭槽24相配合，所述狭槽24朝向定位框架2的正面开口。在其正面端部区域上，定位框架2还具有销钉26，销钉26沿发热部件的高度方向延伸，即从定位框架2的表面上以直角折起。在组装过程中，这些销钉26被引入到切口16内。随后，销钉26被熔化，以形成已熔化材料的增厚部，并且接触板4以这种方式被固定在定位框架2上。尤其是从图1和图4可以得到，除了销钉26以外，定位框架2还具有其它的定位辅助件，用于将接触板4精确布置在定位框架2上。这样，首先，定位框架2在接触板4的正面端部上形成正面连接销钉28，所述连接销钉28延伸得稍微超出接触板4的上侧，并且彼此间隔大约对应于接触板4长度的一距离。这样，接触板4纵向地定位。其次，横跨宽度，定位框架2形成沿接触板4的几乎整个长度而延伸的边界边缘30，所述边界边缘30同样延伸得超出接触板4的上侧，并且彼此间隔稍长于接触板4宽度的一距离。在两侧上突出到该边界边缘30之外的是在内部具有锁紧突起的边界突部32，为了组装目的，借助于边界突部32，布置在发热部件上的散热部件可以被固定在适当位置。
在发热部件中，如图3中可见，PTC元件6的相对的表面靠着接触板4的内表面装配，PTC元件6固定在定位框架2的框架开口34中的适当位置。如图1中可见，每一框内的六个PTC元件6位于框架开口34内。提供了沿长度一个挨一个布置的两个相等尺寸的框架开口34。PTC元件借助于绝缘间隙36与定位框架2的材料以一距离进行封装。绝缘间隙36还沿平行于支撑平面的方向，在接触板4的内侧与环绕框架开口34周边的定位框架的已变窄内边缘38之间延伸。因此，发热部件的带电流部分，即两个接触板4和PTC元件6，借助于绝缘间隙36与定位框架2的材料间隔一距离。在图1至图4所示的实施例中，该距离通过绝缘间隔介质40确保，绝缘间隔介质40环绕周边周围的内边缘38的前端。在所示实施例中，绝缘间隔介质40通过夹持内边缘38前部区域并且在周边环绕内边缘38的硅酮条带而形成。
并不是绝对要求发热部件的带电流部分直接靠着绝缘间隔介质40而装配。相反，间隔介质仅用来防止带电流部分与定位框架2的塑料材料直接相接触。间隔介质40的绝缘特性这样选取，即无论何种情况，其都具有比定位框架2的塑料材料好的绝缘效果。间隔介质40的横过宽度的长度这样选取，即无论何种情况，其延伸至对应于其宽度的接触板4的端部。间隔介质40覆盖内边缘38的侧边以及边缘42，内边缘38的侧边朝向顶部和底部开口，而边缘42由内边缘38形成并环绕周边周围的框架开口34。因此，间隔介质40还可以理解为覆在环绕框架开口34周边的边缘上的内部绝热夹套，其既防止PTC元件6与定位框架2的热塑性材料之间的直接接触，又防止接触板4与定位框架2的直接接触，并确保用于电绝缘而被保持的指定零件之间的最小距离。
除了发热部件的带电流部分的电绝缘以外，图1至图4中所示的实施例还提供了这些零件的完全封装。就此而言，绝缘层具有边缘部分44，边缘部分44在两侧上延伸横过(图3)接触板4。在该边缘部分44与定位框架2的内边缘38之间设有密封元件46，密封元件46以这样的方式定位，即，使得其置靠在定位框架2和绝缘层8上，并与定位框架2和绝缘层8形成密封。因此，在周边方向上，即横过宽度，封装具有相对的绝缘层8和两个密封元件46的布置，密封元件46基本上成直角地延伸，而定位框架2的材料设置在其间。这样来选取封装，即湿气或脏物不能从外界进入到带电流部分内。
密封元件46由塑料胶粘剂形成，塑料胶粘剂将绝缘层8相对于定位框架2固定在适当位置，因此，包围了设置在绝缘层8内的发热部件的所有零件。在此方面，考虑到在发热部件的操作过程中定位的目的，有可能这样做，即，无需相对于绝缘层8将PTC元件6固定至接触板4的适当位置。勿庸置疑，由于制造的原因，这种连接可能是有利的。
弹性体，例如硅酮和聚氨酯，已经证实适合形成粘合剂形式的密封元件46。尤其是由图2可以推知，密封元件46沿定位框架的长度延伸，并且设置在框架开口34的外边缘与边界边缘30之间。密封元件靠着内边缘38装配，内边缘38具有减小的厚度。在外侧上，直接邻接密封元件46，设置有密封介质边界边缘48，其由定位框架2形成。考虑到最好的可能存在的密封，密封元件46可以紧靠着此边缘装配，此边缘与用于PCT元件的容纳水平面成直角地延伸。
图5和图6示出了根据本发明的发热部件的可替换实施例。与已经描述的实施例中的部件相同的部件以相同的参考标号表示。
图5和图6中所示的实施例较窄，即其可以形成为具有小于前述实施例宽度的宽度。这是由于这样的事实，即密封元件46直接置靠在间隔介质40上，从根据图6的截面视图中可以看出。每一接触板4具有的宽度大约相当于PTC元件的宽度。仅有一个PTC元件6布置在每一框架开口34中。多个PTC元件6沿定位框架2的长度一个挨一个地布置。绝缘层8延伸横过宽度，至定位框架2的外边缘。边界边缘30仅用来对密封元件46在侧边进行布置。密封层8同样相对于高度延伸一距离，延伸至边界边缘30的上部边缘，从而绝缘层8在宽度上相对于定位框架2在对准方面的任何偏差可以得到补偿，而不妨碍发热部件的性能。
在图5和图6所示的实施例中，带电流部分也被封装在周边周围。在与PTC元件6的支撑平面成直角的方向上，该封装由两个密封元件46形成，而间隔介质40布置在两密封元件之间。
横过宽度，发热部件的外表面完全水平，并且仅由绝缘层8的外表面形成。只是在正面上的端部区域中，有突出到该上层8之外的元件，在上层8上，这些元件以销钉26的形式存在，如参照第一实施例已经在前面描述的一样，销钉26配合在接触板4中的对应切口16中。此外，连接销钉28突出到上边之外，所述销钉在该实施例中尤其用来沿长度定位散热区段。
作为另一不同之处而引证的事实是，接触板4在正面向外折弯，在此处其形成基本上平行于接触板4的水平面而延伸的插接连接件50。定位框架2沿长度延伸，直到超出接触板4的向外折弯的区域，从而提供可靠的绝缘，并将两个导电部件隔开。
指出的是，在图5所示的实施例中，还可以仅提供单个插接连接件50，来取代两个插接连接件。在这种情况下，另一接触板4的通电例如可以借助于夹持装置的构件来实现，夹持装置例如借助于连接突部14用于夹持发热部件，连接突部14在与插接连接件50相对的正面突出到绝缘层8之外。
图7和图8示出了根据本发明的发热部件的可替换实施例，所述发热部件具有定位框架2，在定位框架2上，现有的下接触板4u借助于周围的模塑物而布置。在借助于注塑成型而制造定位框架2之后，该框架与下接触板4u一起形成一个单元。就此而言，接触板4u在其边缘中可以具有切口或通孔，在注塑成型过程中，形成定位框架的高度绝缘塑性体可以穿过该切口或通孔而流动，从而接触板4可以连接至定位框架2。下接触板4u在其端部朝向定位框架的中部折弯，从而下接触板4u由形成定位框架2的材料可靠地环绕。在所示实施例的情况下，定位框架2由电力级别高的、抗高温(200℃)的硅酮形成。因此，该实施例具有保证在大约500V电压下可靠操作的CTI值。
在所示实施例的情况下，在保持已经描述结构的同时制造定位框架，其中，在定位框架2与绝缘层8的材料之间提供有密封粘合边46，这种情况下的所述粘合边46由弹性体胶粘剂形成。两侧绝缘层8置靠在定位框架2上，而粘合带46作为中间层。
但是，可替换的研究也是可能的，其中，导电条形导体4u和置靠在导电条形导体4u上的绝缘层8u都***到制模中，并由高度绝缘的定位框架2的塑性体挤压(图9)。在除去制模之后，PTC元件6***到框架开口34中。在相对侧上，导电条形导体4即被定位在PTC元件6上。直接定位在该导电条形导体4上的绝缘层8通过具有密封功能的粘合边46连接至定位框架2。另外，图9所示和这里所描述的修正对应于前面所述的研究，只要在定位框架2正面端部上的接触板4的定位和接触元件的形成是相关的。
图10示出了另一改进实施例。而且，在该实施例中与前面所讨论的实施例中相同的部件给出了相同的参考标号。
在所示实施例中，密封元件46在定位框架2的相对的侧表面上，与作为注塑成型部件而形成的定位框架2形成为一个构件。在所示实施例中，定位框架2由硅酮注射而成。PTC元件6置于该框架2内。绝缘层8定位在密封元件46上的两边上。夹持在定位框架2内的部件、接触板4和PTC元件6夹在绝缘层8之间。依次，它们相对于彼此通过单独的锁定元件62被预拉伸。锁定元件62，例如可以由形成为C形的塑料夹形成，锁定元件62对绝缘层8相对于彼此提供了初始张力，而定位框架2置于其间，并且还使相对柔软且不稳固的定位框架2用作侧边界，从而定位框架2基本上不能在PTC元件6的支撑平面内向外膨胀。因此，在任何情况下，锁定元件62都布置得使其可以沿定位框架2的整个长度以预定距离分布。与绝缘层8一起工作的锁定元件62的卡扣式突起，可以指定为安装在绝缘层的侧部上的卡扣式凹部或卡扣式突起。此外，卡扣式突起可以借助于粘合连接至绝缘层8。在发热部件的实际使用过程中，一方面防止卡扣式元件62从绝缘层8的表面滑出，另一方面不阻碍散热部件在绝缘层8的外侧上的最可能的平坦式定位的每一项研究均是可以想得到的。
图11示出了根据本发明的加热装置的实施例。包括以封闭在周边周围的框架52形式的保持装置，框架52由两个框架外壳54形成。在框架52内，保持有多层同样形成的彼此平行设置的发热部件(例如，根据图1至4)。此外，框架52容纳有弹簧(未示出)，借助于该弹簧，层组合在初始张力下被保持在框架52内。优选地，所有的散热部件56直接邻近发热部件而布置。图11中所示的散热部件56通过以曲折方式折弯的镀铝板条而形成。发热部件位于这些独立的散热部件56之间，并且在网栅的空气入口或出口开口之一的纵长杆58的后方，网栅穿过框架52。为了描述方便，将这些纵长杆58之一从框架52的中部拆除，从而可以在那里看到发热部件60。
由于散热部件56紧靠着带电流部分装配，而绝缘层8置于其间，散热部件56，即散热器元件是无电势的。框架52优选地由塑料形成，结果使得可以进一步提高电绝缘性。其它的保护，尤其是防止与加热装置的带电流部分的不可靠接触，另外由网栅来提供，网栅同样由塑料形成并与框架外壳54构成为一个构件。
在框架52的一个正面上，插接连接件以已经熟知的方式设置，而电源线和/或控制线从中引出，加热装置可以通过所述电源线和/或控制线被连接以用于机动车中的控制和供电目的。在框架52的正面上，除了插接连接件以外，还示出了也可以具有控制或调节元件的外壳。
参考标号列表
2    定位框架
4    接触板
6    PTC元件
8    绝缘层
10   塑料薄膜
12   陶瓷板
14   连接突部
16    切口
18    连接突部
20    突部
22    插接连接件
24    狭缝
26    销钉
28    连接突部
30    边界边缘
32    边界突部
34    框架开口
36    绝缘间隙
38    内侧壁
40    间隔介质
42    边缘
44    边缘部分
46    密封元件
48    密封介质边界边缘
50    插接连接件
52    框架
54    框架外壳
56    散热部件
58    纵长杆
60    发热部件
62    锁定元件

Claims (22)

1.一种用于加热空气的加热装置的发热部件，所述发热部件包括至少一个PTC元件(6)和定位框架(2)，所述定位框架形成至少一个框架开口(34)，用于保持所述至少一个PTC元件(6)，其特征在于，
所述PTC元件(6)以高度绝缘方式支撑在所述定位框架(2)中。
2.根据权利要求1所述的发热部件，其特征在于，在所述PTC元件(6)与所述定位框架(2)的材料之间设置有绝缘间隙(36)，所述定位框架沿周边环绕所述框架开口(34)。
3.根据权利要求2所述的发热部件，其特征在于，绝缘间隔介质(40)设置在所述绝缘间隙(36)中。
4.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述间隔介质(40)和/或所述定位框架(2)由高级别电绝缘材料形成。
5.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，沿周边环绕所述框架开口(34)的边缘支撑绝缘条带(40)。
6.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述高级别的绝缘材料是硅酮。
7.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述绝缘条带以沿周边限定所述框架开口(34)的封闭绝缘框架的形式形成。
8.根据权利要求3至7之一所述的发热部件，其特征在于，所述定位框架(2)形成舌片(54)，所述舌片与切入到所述间隔介质(40)中的容纳槽(52)接合。
9.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，导电条形导体(4)置靠在所述PTC元件(6)的相对的侧表面上，并且所述绝缘间隙(36)在所述导电条形导体(4)与所述定位框架(2)的材料之间延续。
10.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述PTC元件(6)连接至所述导电条形导体(4)，并借助于所述导电条形导体(4)相对于所述定位框架(2)的绝缘布置以这种方式被布置，即，在所述PTC元件(6)与所述定位框架(2)的材料之间设置有空气间隙，所述材料沿周边环绕所述框架开口(34)。
11.根据权利要求10所述的发热部件，其特征在于，所述空气间隙由绝缘填料元件(40)环绕。
12.根据权利要求10或11所述的发热部件，其特征在于，所述导电条形导体(4)或者直接置靠在所述定位框架(2)上，或者设在绝缘层(8)上，所述绝缘层(8)设置在所述导电条形导体(4)的外侧上并突出到所述导电条形导体(4)之外，而密封元件(46)置于其间。
13.根据权利要求12所述的发热部件，其特征在于，所述密封元件(46)由用于将所述绝缘层(8)连接至所述定位框架(2)的塑性胶粘剂形成。
14.根据权利要求12所述的发热部件，其特征在于，所述密封元件(46)与作为注塑成型零件的所述定位框架(2)形成为一个构件。
15.根据权利要求12至14之一所述的发热部件，其特征在于，所述密封元件(46)以这种方式设置，即，其至少沿所述定位框架(2)的长度方向延伸。
16.根据权利要求12至15之一所述的发热部件，其特征在于，所述密封元件(46)设置成邻接密封介质边缘(48)，所述密封介质边缘由所述定位框架(2)形成，并且至少沿所述定位框架(2)的长度延伸。
17.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述定位框架(2)形成边界边缘(30)，所述边界边缘与所述PTC元件(6)的支撑平面成直角地延伸，并且形成所述绝缘层(8)和/或所述导电条形导体(4)的容纳部的边缘的边界。
18.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述定位框架形成销钉(26)，所述销钉与所述PTC元件(6)的支撑平面成直角地延伸，所述销钉(26)与所述导电条形导体(4)中所形成的切口(16)配合，并且形成通过熔化而形成的增厚部，借助于所述增厚部，所述导电条形导体(4)被固定在所述定位框架(2)上。
19.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，所述定位框架(2)由绝缘材料形成为塑性注塑成型零件，并且所述间隔介质(40)和/或所述密封元件(46)，借助于高度绝缘的塑料部件周围的模塑物，被设置在所述定位框架(2)上。
20.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，在所述定位框架(2)的一侧上，借助于形成所述定位框架(2)的高度绝缘材料周围的模塑物，至少一个导电条形导体(4)连接至所述定位框架(2)。
21.根据上述权利要求之一所述的发热部件，其特征在于，设置成邻接导电条形导体(4)的所述绝缘层(8)借助于周围的模塑物连接至所述定位框架(2)。
22.一种加热装置，用于对多个发热部件(60)进行加热，包括：至少一个PTC元件(6)和位于所述PTC元件(6)的相对的侧表面上的导电条形导体(4)；以及多个散热部件(56)，设置在平行的层中，通过框架中的弹簧偏压保持在所述发热部件(60)的相对侧面上，其特征是根据权利要求1至21之一的发热部件。
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