EP1768457A1

EP1768457A1 - Heat generating element of a heating device

Info

Publication number: EP1768457A1
Application number: EP05020752A
Authority: EP
Inventors: Franz Bohlender; Michael Zeyen; Kurt Walz; Michael Niederer
Original assignee: Catem GmbH and Co KG
Current assignee: Catem GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: US7667166B2; JP4385044B2; ES2303167T3; EP1768457B1; JP2007134315A; CN1937860B; KR20070034443A; KR100837333B1; US20070068913A1; DE502005004134D1; CN1937860A

Abstract

The generating element has a positive temperature coefficient (PTC) element (6) and a positioning frame (2), which includes a frame opening for retaining the PTC element. The PTC element is supported in the frame in a highly insulating manner with a comparative tracking index (CTI) value of 400. An isolating gap (36) is provided between the PTC element and the material of the positioning frame surrounding the opening. An isolating spacer unit (40) is provided in the isolating gap. The spacer unit and/or the positioning frame are formed from electrically high-quality insulating material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeerzeugendes Element einer Heizvorrichtung zur Lufterwärmung, umfassend wenigstens ein PTC-Element und an gegenüberliegenden Seitenflächen des PTC-Elementes anliegende elektrische Leiterbahnen. Ein solches wärmeerzeugendes Element ist beispielsweise aus der auf die vorliegende Anmelderin zurückgehenden. EP 1 061 776 bekannt.The present invention relates to a heat-generating element of a heater for air heating, comprising at least one PTC element and voltage applied to opposite side surfaces of the PTC element electrical conductor tracks. Such a heat-generating element is, for example, from the date of the present applicant. EP 1 061 776 known.

Das wärmeerzeugende Element wird insbesondere in einem Zuheizer für ein Kraftfahrzeug eingesetzt und umfasst mehrere in einer Reihe hintereinander angeordnete PTC-Elemente, die über sich parallel zueinander erstreckende, flächig an gegenüberliegenden Seiten der PTC-Elemente anliegende elektrische Leiterbahnen bestromt werden. Die Leiterbahnen sind üblicherweise durch parallele Blechstreifen gebildet. Die so gebildeten wärmeerzeugenden Elemente werden in einer Heizvorrichtung zur Lufterwärmung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, welche mehrere Schichten von wärmeerzeugenden Elementen umfasst, an deren gegenüberliegenden Seiten wärmeabgebende Elemente anliegen. Diese wärmeabgebenden Elemente werden über eine Haltevorrichtung in relativ gutem wärmeübertragenden Kontakt an die wärmeerzeugenden Elemente angelegt.The heat-generating element is used in particular in a heater for a motor vehicle and comprises a plurality of successively arranged in a row PTC elements which are energized via parallel to each other, flat on opposite sides of the PTC elements voltage applied electrical conductors. The conductor tracks are usually formed by parallel metal strips. The heat-generating elements thus formed are used in a heating device for air heating in a motor vehicle, which comprises a plurality of layers of heat-generating elements, abut on the opposite sides of heat-emitting elements. These heat-emitting elements are applied via a holding device in relatively good heat-transfer contact to the heat-generating elements.

Bei dem vorerwähnten Stand der Technik ist eine Halteeinrichtung der Heizvorrichtung durch einen Rahmen gebildet, in dem mehrere parallel zueinander verlaufende Schichten von wärmeerzeugenden und wärmeabgebenden Elementen unter Federvorspannung gehalten sind. Bei einer alternativen Ausgestaltung, die ebenfalls ein gattungsgemäßes wärmeerzeugendes Element sowie eine gattungsgemäße Heizvorrichtung offenbart und die beispielsweise in der EP 1 467 599 beschrieben ist, wird das wärmeerzeugende Element durch mehrere in einer Reihe in einer Ebene hintereinander angeordnete PTC-Elemente, die auch als Keramik-Elemente bzw. Kaltleiter bezeichnet werden, gebildet, die an gegenüberliegenden Seitenflächen durch an diesen anliegende Leiterbahnen bestromt werden. Eine der Leiterbahnen wird durch ein umfänglich geschlossenes Profil gebildet. Die andere Leiterbahn durch einen Blechstreifen, der unter Zwischenlager einer elektrischen isolierenden Schicht an dem umfänglich geschlossenen metallischen Profil abgestützt ist. Die wärmeabgebenden Elemente werden durch in mehreren parallelen Schichten angeordnete Lamellen gebildet, die sich rechtwinklig zu dem umfänglich geschlossenen Metallprofil erstrecken. Bei der aus der EP 1 467 599 bekannten gattungsgemäßen Heizvorrichtung sind mehrere in der vorstehend beschriebenen Weise gebildete umfänglich geschlossene Metallprofile vorgesehen, die parallel zueinander angeordnet sind. Die Lamellen erstrecken sich teilweise zwischen den umfänglich geschlossenen Profilen und überragen diese teilweise.In the aforementioned prior art, a holding device of the heating device is formed by a frame in which a plurality of mutually parallel layers of heat-generating and heat-emitting elements are spring-loaded. In an alternative embodiment, which also discloses a generic heat-generating element and a generic heater and the example in the EP 1 467 599 is described, the heat generating element is formed by a plurality of in a row in a plane successively arranged PTC elements, which are also referred to as ceramic elements or PTC thermistors, which are energized on opposite side surfaces by voltage applied to these tracks. One of the tracks is formed by a circumferentially closed profile. The other conductor track through a metal strip, which is supported on the circumferentially closed metallic profile with intermediate storage of an electrical insulating layer. The heat-emitting elements are characterized by in formed a plurality of parallel layers slats extending at right angles to the circumferentially closed metal profile. At the time of the EP 1 467 599 known generic heating device a plurality of circumferentially closed metal profiles formed in the manner described above are provided, which are arranged parallel to each other. The lamellae partially extend between the circumferentially closed profiles and partially protrude beyond them.

Bei den vorerwähnten wärmeerzeugenden Elementen besteht das Erfordernis, dass die elektrischen Leiterbahnen elektrisch gut mit den PTC-Elementen kontaktiert sein müssen. Andernfalls ergibt sich das Problem eines erhöhten Übergangswiderstandes, welches insbesondere beim Einsatz der wärmeerzeugenden Elemente in Zuheizern für Kraftfahrzeuge wegen der hohen Ströme dazu führen kann, dass eine lokale Überhitzung auftritt. Durch dieses thermische Ereignis kann das wärmeerzeugende Element geschädigt werden. Darüber hinaus handelt es sich bei den PTC-Elementen um selbstregelnde Widerstandsheizer, die mit erhöhter Temperatur, eine geringere Wärmeleistung abgeben, so dass eine lokale Überhitzung zur Störung der selbstregelnden Eigenschaften der PTC-Elemente führen kann.In the aforementioned heat generating elements, there is a requirement that the electrical traces must be in good electrical contact with the PTC elements. Otherwise, there is the problem of increased contact resistance, which can lead to a local overheating, in particular when using the heat-generating elements in auxiliary heaters for motor vehicles because of the high currents. By this thermal event, the heat-generating element can be damaged. In addition, the PTC elements are self-regulating resistance heaters that emit less heat at elevated temperature, so local overheating can interfere with the self-regulating properties of the PTC elements.

Im übrigen können sich bei hohen Temperaturen im Bereich eines Zuheizers Dämpfe bzw. Gase entwicklen, die zu einer unmittelbaren Gefährdung der in dem Fahrgastraum befindlichen Personen führen können.Moreover, vapors or gases can develop at high temperatures in the region of an auxiliary heater, which can lead to an immediate endangerment of persons located in the passenger compartment.

Entsprechend problematisch ist die Verwendung der gattungsgemäßen wärmeerzeugenden Elemente auch bei hohen Betriebsspannungen, beispielsweise bei Spannungen bis zu 500 V. Hier besteht zum Einen das Problem, dass die die wärmeabgebenden Elemente anströmende Luft Feuchtigkeit und/oder Schmutz mit sich führt, die in die Heizvorrichtung eindringen und hier einen elektrischen Überschlag, d.h. einen Kurzschluss verursachen können. Zum anderen besteht grundsätzlich das Problem, im Bereich der Heizvorrichtung arbeitende Personen vor den stromführenden Teilen der Heizvorrichtung bzw. des wärmeerzeugenden Elementes zu schützen.Accordingly problematic is the use of the generic heat-generating elements even at high operating voltages, for example at voltages up to 500 V. Here, on the one hand the problem that the heat-emitting elements flowing air moisture and / or dirt with it, which penetrate into the heater and here an electric flashover, ie can cause a short circuit. On the other hand, there is basically the problem of protecting persons working in the area of the heating device from the live parts of the heating device or the heat-generating element.

Bei wärmeerzeugenden Elementen der gattungsgemäßen Art sind üblicherweise die PTC-Elemente in einem Positionsrahmen angeordnet, der sich als ebenes Bauteil im wesentlichen in der Ebene der PTC-Elemente erstreckt. Der Positionsrahmen dient der lagegenauen Positionierung der PTC-Elemente bei der Montage des wärmeerzeugenden Elementes, gegebenenfalls auch der Halterung der PTC-Elemente beim dauerhaften Betrieb. Der Positionsrahmen wird zwar aus Kunststoff und als Spritzgussteil hergestellt und hat somit gewisse isolierende Eigenschaften. Es hat sich aber gezeigt, dass bei gattungsgemäßen wärmeerzeugenden Elementen und bei der Anwendung hoher Spannungen ein elektrischer Überschlag aufgrund geringer Kriechstromfestigkeit nicht immer vermieden werden kann.In the case of heat-generating elements of the generic type, the PTC elements are usually arranged in a position frame, which can be used as a flat component in the substantially in the plane of the PTC elements. The position frame is used for positionally accurate positioning of the PTC elements during assembly of the heat-generating element, possibly also the support of the PTC elements in permanent operation. Although the position frame is made of plastic and as an injection molded part and thus has certain insulating properties. However, it has been shown that in generic heat-generating elements and in the application of high voltages, an electrical flashover due to low tracking resistance can not always be avoided.

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein wärmeerzeugendes Element einer Heizvorrichtung zur Lufterwärmung, sowie eine entsprechende Heizvorrichtung angegeben werden, die eine erhöhte Sicherheit bieten. Dabei will die vorliegende Erfindung insbesondere die Sicherheit hinsichtlich eines möglichen elektrischen Überschlags erhöhen.With the present invention, a heat-generating element of a heater for air heating, and a corresponding heater to be provided, which provide increased security. In particular, the present invention aims to increase the safety with regard to a possible electrical flashover.

Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein gattungsgemäßes wärmeerzeugendes Element dadurch weitergebildet, dass das wenigstens eine PTC-Element hochisolierend in dem Positionsrahmen abgestützt ist. Eine hochisolierende Abstützung des wenigstens einen PTC-Elementes im Sinne der Erfindung wird durch eine Isolation bereitgestellt, die eine höhere elektrische Durchschlagsfestigkeit hat, als der üblicherweise an dem PTC-Element anliegende, aus einem elektrisch unspezifischen Kunststoffmaterial gebildete Positionsrahmen. Angestrebt ist eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit des den Positionsrahmen bildenden Materials und/oder eine hinreichende Isolation des wenigstens einen PTC-Elementes gegenüber dem Positionsrahmen. Die hochisolierende Abstützung des wenigstens einen PTC-Elementes in dem Positionsrahmen erfolgt insbesondere mit dem Ziel einer hohen Kriechstromfestigkeit. So sollte das PTC-Element durch hochisolierende Abstützung in dem Positionsrahmen mit einem CTI-Wert von wenigstens 400, vorzugsweise von 600 gegen Kriechstrom gesichert sein. Sofern der Positionsrahmen aus einem Kunststoff gebildet ist, sollte dieser temperaturbeständig sein. Denkbar ist eine Fertigung des Positionsrahmens aus Polyamid. Im Hinblick auf eine möglichst kompakte Bauweise des wärmeerzeugenden Elementes und mit Rücksicht auf mögliche Betriebsspannungen von etwa 500 V, sollte ein CTI-Wert von wenigstens 600 erreicht werden.To solve this problem, a generic heat-generating element is further developed with the present invention in that the at least one PTC element is supported in a highly insulating manner in the position frame. A highly insulating support of the at least one PTC element according to the invention is provided by an insulation which has a higher electrical breakdown strength than the usually applied to the PTC element, formed from an electrically nonspecific plastic material position frame. The aim is a high electrical breakdown strength of the material forming the position frame and / or a sufficient insulation of the at least one PTC element with respect to the position frame. The highly insulating support of the at least one PTC element in the position frame is carried out in particular with the aim of high tracking resistance. Thus, the PTC element should be secured against leakage current by highly insulating support in the position frame with a CTI value of at least 400, preferably 600. If the position frame is made of a plastic, this should be temperature resistant. Conceivable is a production of the position frame made of polyamide. In view of a compact design of the heat-generating element and with regard to possible operating voltages of about 500 V, a CTI value of at least 600 should be achieved.

Die hochisolierende Abstützung des PTC-Elementes kann auf verschiedene Arten erfolgen, die nachfolgend im einzelnen erläutert werden: So kann beispielsweise der Positionsrahmen selbst aus einem hochisolierenden Material, beispielsweise einer elektrisch nicht leitenden Keramik oder einem elektrisch hochwertigen Kunststoff, wie beispielsweise Polyurethan, Silikon oder einem hochisolierenden Elastomer gebildet sein. Die elektrische Durchschlagsfestigkeit des Materials, welches den unmittelbar an dem PTC-Element anliegenden Positionsrahmen bildet, sollte wenigstens 2 kV/mm sein.The highly insulating support of the PTC element can be done in various ways, which are explained in detail below: For example, the position frame itself from a highly insulating material, such as an electrically non-conductive ceramic or a high-quality plastic, such as polyurethane, silicone or a be formed highly insulating elastomer. The dielectric strength of the material forming the position frame immediately adjacent to the PTC element should be at least 2 kV / mm.

Alternativ kann die elektrische hochwirksam isolierende Abstützung der PTC-Elemente dadurch erfolgen, dass zwischen dem PTC-Element und dem die Rahmenöffnung umfänglich umgebenden Material des Positionsrahmens ein Isolierspalt vorgesehen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Lösungsvorschlag wird aufgrund des Isolierspaltes verhindert, dass das PTC-Element unmittelbar an den einander gegenüberliegenden Innenflächen des Positionsrahmens zur Anlage gelangt. Der Isolierspalt kann ein Luftspalt sein, der zwischen den bzw. dem PTC-Element(en) und dem Material der Rahmenöffnung freigehalten wird. Bei dieser Ausgestaltung ist dafür Sorge zu tragen, dass das PTC-Element mit einem hinreichenden, einen elektrischen Überschlag auf den Positionsrahmen verhindernden Abstand umfänglich von dem Positionsrahmen beabstandet ist.Alternatively, the electrical highly effective insulating support of the PTC elements can take place in that an insulating gap is provided between the PTC element and the frame opening surrounding the surrounding material of the positioning frame. In the proposed solution according to the invention is prevented due to the insulating gap that the PTC element comes directly to the opposite inner surfaces of the position frame to the plant. The insulating gap may be an air gap that is kept between the PTC element (s) and the frame opening material. In this embodiment, care must be taken to ensure that the PTC element is sufficiently spaced from the position frame with a sufficient distance preventing an electrical flashover on the position frame.

Diese Positionierung kann insbesondere durch eine Isolierschicht erfolgen, die das oder die PTC-Element(e) in vorgegebener Lage hält, beispielsweise, indem das oder die PTC-Element(e) mittelbar oder unmittelbar mit der Isolierschicht verbunden, insbesondere verklebt sind. Die Isolierschicht ist darüber hinaus gegenüber dem Positionsrahmen lagegesichert. Wenngleich das Verkleben der vorerwähnten Elemente im Hinblick auf eine einfachere Herstellung und auch unter dem Gesichtspunkt einer Abdichtung der stromführenden Teile gegenüber der Umgebung, die durch eine Klebeschicht verwirklicht werden kann, zu bevorzugen ist, ist es ebenso möglich, das oder die PTC-Element(e) durch Formschluss gegenüber dem Positionsrahmen unter Einhaltung des Isolierspaltes zu beabstanden. Die isolierenden Eigenschaften dieser Isolierschicht werden vorzugsweise so gewählt, dass die Isolierschicht in Querrichtung des Schichtaufbaus eine Durchschlagsfestigkeit von wenigstens 2000 V gewährleistet.This positioning can be carried out in particular by an insulating layer, which keeps the one or more PTC element (s) in a predetermined position, for example, by the PTC element (s) connected directly or indirectly to the insulating layer, in particular adhesively bonded. The insulating layer is also secured against position relative to the position frame. Although the bonding of the aforementioned elements is preferable from the viewpoint of easier manufacture and also from the viewpoint of sealing the current-carrying parts from the environment that can be realized by an adhesive layer, it is also possible to use the PTC element or elements (FIG. e) to space by positive engagement with respect to the position frame while maintaining the insulating gap. The insulating properties of this insulating layer are preferably chosen so that the insulating layer in the transverse direction of the layer structure ensures a dielectric strength of at least 2000 V.

Vorzugsweise sind in dem Isolierspalt ein oder mehrere Abstandsmittel vorgesehen, welche dafür sorgen, dass der zur Verhinderung eines elektrischen Überschlags erforderliche Isolierspalt sicher eingehalten wird. Es versteht sich von selbst, dass dieses Abstandsmittel eine bessere elektrische Isolationswirkung als der Positionsrahmen hat. Dieser kann zwar bereits aus einem elektrisch hochwertigen Material wie beispielsweise Silikon oder Polyurethan ausgebildet sein und das Abstandsmittel kann aus einem noch besser elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise einer Keramik bestehen. Im Hinblick auf eine möglichst kostengünstige Herstellung des wärmeerzeugenden Elementes ist es aber zu bevorzugen, den Positionsrahmen als solchen aus einem elektrisch unspezifischen, kostengünstigen Kunststoff herzustellen, der keine besonderen elektrisch isolierenden Eigenschaften hat, und an der Innenseite der Rahmenöffnung punktuell oder vollumfänglich das Abstandsmittel aus einem elektrisch hochwertigen Material auszubilden. Vorzugsweise wird dieses Abstandsmittel durch einen Isolierstreifen gebildet, der den die Rahmenöffnung umfänglich umgebenden Rand auskleidet. Der Isolierstreifen ist vorzugsweise formschlüssig gehalten, insbesondere in Form einer die Stirnseite und die dieser benachbarten, einander gegenüberliegenden Ober- und Unterseiten umgreifenden Ummantelung. Diese Ummantelung bildet eine Aufnahmenut aus, in die der innere Randbereich des Positionsrahmens im Bereich der Rahmenöffnung nach Art einer Feder in sich aufnimmt.Preferably, one or more spacing means are provided in the insulating gap, which ensure that the necessary to prevent electrical flashover insulating gap is securely maintained. It goes without saying that this spacing means has a better electrical insulation effect than the position frame. Although this may already be formed from an electrically high-quality material such as silicone or polyurethane and the spacer means may consist of a more electrically insulating material such as a ceramic. With regard to the most cost-effective production of the heat-generating element, it is preferable to produce the position frame as such from an electrically nonspecific, inexpensive plastic, which has no special electrically insulating properties, and on the inside of the frame opening punctually or fully the spacer means of a form electrically high-quality material. Preferably, this spacing means is formed by an insulating strip, which lines the edge surrounding the frame opening circumferentially. The insulating strip is preferably held in a form-fitting manner, in particular in the form of a jacket which surrounds the front side and the jacket of this adjacent, opposite upper and lower sides. This sheath forms a receiving groove into which the inner edge region of the position frame in the region of the frame opening receives in the manner of a spring in it.

Das Abstandsmittel kann nach Art einer Nut-Feder-Verbindung auf diesen inneren Randbereich aufgeschoben sein. Vorzugsweise wird das Abstandsmittel als zweite Komponente beim kunststoffspritzgießtechnischen Herstellen des Positionsrahmens zusammen mit dem Abstandsmittel an dem Randbereich angespritzt.The spacer means may be slid on this inner edge region in the manner of a tongue and groove connection. Preferably, the spacing means is injection-molded as a second component in the plastic injection molding production of the position frame together with the spacer means at the edge region.

Die PTC-Elemente sind Keramikelemente, die als Sinterteile hergestellt sind, und demnach zwangsläufig gewissen Schwankungen hinsichtlich ihrer Abmessungen unterliegen. Dementsprechend werden üblicherweise die an den gegenüberliegenden Seitenflächen der PTC-Elemente anliegenden Leiterbahnen, die regelmäßig in Form von Kontaktblechen ausgebildet sind, mit größerer Breite als die PTC-Elemente vorgesehen. Bei einer Querschnittsansicht eines länglichen wärmeerzeugenden Elementes überragen die elektrischen Leiterbahnen mitunter die PTC-Elemente.The PTC elements are ceramic elements that are manufactured as sintered parts, and therefore inevitably subject to certain variations in their dimensions. Accordingly, it is common to provide the conductor tracks which are formed on the opposite side surfaces of the PTC elements and which are regularly formed in the form of contact plates, with a width greater than the PTC elements. In a cross-sectional view of an elongated heat-generating element, the electrical traces sometimes overhang the PTC elements.

In diesem Bereich können sich die elektrischen Leiterbahnen im wesentlichen parallel zu der Ober- und Unterseite des Positionsrahmens erstrecken und im Hinblick auf die Vermeidung eines elektrischen Überschlags in diesem Bereich wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass sich dort, zwischen den elektrischen Leiterbahnen und dem Material des Positionsrahmens, der Isolierspalt fortsetzt. Während der Isolierspalt nach dem Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in der Lagerebene der PTC-Elemente liegt und sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Ausdehnung der Positionsrahmen erstreckt, verläuft der nach der bevorzugten Weiterbildung fortgesetzte Isolierspalt parallel zu der durch den Positionsrahmen aufgespannten Ebene. Auch bei der bevorzugten Weiterbildung kann der Isolierspalt als Luftspalt verwirklicht sein. Die bereits vorstehend vorgestellte Ausbildung, bei der das Abstandsmittel als Nut-Feder-Verbindung mit dem Positionsrahmen verbunden ist, wird aber im Hinblick auf die isolierenden Eigenschaften des Abstandsmittels vorzugsweise so gewählt, dass sich das isolierende Abstandsmittel bis über den äußeren Rand der elektrischen Leiterbahnen erstreckt. Das Abstandsmittel kann in diesem Fall als isolierendes Polsterelement vorgesehen sein. Die Polsterung kann zur Abstützung des PTC-Elementes an dem Innenrand der Rahmenöffnung und/oder zur Abstützung der elektrischen Leiterbahnen bzw. ggf. der diese außenseitig überdeckenden und an diesen anliegenden Isolierschichten vorgesehen sein. Auch sind Fallgestaltungen denkbar, bei denen das isolierende Abstandsmittel aus einem harten keramischen Material gebildet ist und zur lokalen weichen Abstützung der PTC-Elemente und/oder der elektrischen Leiterbahnen und/oder der Isolierschichten isolierende Polsterelemente zwischen diesen genannten Bauteilen und dem Positionsrahmen vorgesehen sind. Im Hinblick auf eine möglichst einfache und kostengünstige Fertigung werden aber Ausgestaltungen bevorzugt, bei denen das isolierende Abstandsmittel polsternde Eigenschaften hat und somit das Abstandsmittel und das Polsterelement durch das selbe Bauteil ausgebildet werden.In this area, the electrical conductors can be substantially parallel to extend the top and bottom of the position frame and in view of avoiding electrical flashover in this area is proposed according to a further preferred embodiment of the present invention that continues there, between the electrical traces and the material of the position frame, the insulating gap. While the insulating gap according to the main aspect of the present invention lies in the bearing plane of the PTC elements and extends substantially perpendicular to the extension of the position frame, the insulating gap continued according to the preferred embodiment is parallel to the plane defined by the position frame. Also in the preferred embodiment of the insulating gap can be realized as an air gap. However, the configuration presented above, in which the spacing means is connected to the position frame as a tongue-and-groove joint, is preferably selected with regard to the insulating properties of the spacing means such that the insulating spacing means extends beyond the outer edge of the electrical conductor tracks , The spacer may be provided in this case as an insulating pad member. The padding may be provided for supporting the PTC element on the inner edge of the frame opening and / or for supporting the electrical conductor tracks or, where appropriate, the insulating layers which cover these on the outside and which adjoin them. Also, case designs are conceivable in which the insulating spacer means is formed of a hard ceramic material and for cushioning the local soft support of the PTC elements and / or the electrical conductor tracks and / or insulating insulating elements between these said components and the positioning frame are provided. With a view to the simplest possible and cost-effective production but embodiments are preferred in which the insulating spacer means has cushioning properties and thus the spacer means and the cushion member are formed by the same component.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind das PTC-Element und die elektrischen Leiterbahnen vollumfänglich von einer die vorerwähnte Isolierschicht umfassenden, elektrisch nicht leitenden Umkapselung umgeben. Die isolierende Umkapselung wird ober- und unterseitig durch die Isolierschicht gebildet. Die einander gegenüberliegenden Innenseiten der Isolierschicht sind beispielsweise durch elastisch hochwertige Isoliermaterialien, beispielsweise Silikon- oder Polyurethankleber ein- oder mehrteilig miteinander verbunden. Diese verbindenden Kleber können zwischen die Isolierschichten eingebracht werden und hierbei den Schichtaufbau bestehend aus äußeren Isolierschichten, daran anliegenden elektrischen Leiterbahnen und dazwischen angeordnetem PTC-Element zu einer Baueinheit verbinden, bei der die ausgehärtete klebende Isoliermasse den Positionsrahmen bildet.According to a preferred development of the present invention, the PTC element and the electrical conductor tracks are surrounded in their entirety by an electrically non-conductive encapsulation comprising the abovementioned insulating layer. The insulating encapsulation is formed on the top and bottom by the insulating layer. The opposite inner sides of the insulating layer are, for example, by elastically high-quality insulating materials, such as silicone or polyurethane adhesive one or more parts connected to each other. These bonding adhesives can be between the insulating layers are introduced and in this case connect the layer structure consisting of outer insulating layers, adjacent thereto electrical conductor tracks and interposed PTC element to form a unit in which the cured adhesive adhesive forms the position frame.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung deckt die Isolierschicht die stromführenden Teile beidseitig ab und schließt dichtend an die Ränder des Positionsrahmens an. Hierdurch wird eine elektrisch nicht leitende Umkapselung in Umfangsrichtung des wärmeerzeugenden Elementes gebildet. Bei einer Querschnittsansicht des wärmeerzeugenden Elementes befinden sich bei dieser bevorzugten Ausgestaltung die bestromten Teile, d.h. die elektrischen Leiterbahnen und die dazwischen angeordneten PTC-Elemente, in der Mitte. Dieser Schichtaufbau wird ober- und unterseitig begrenzt durch die Isolierschicht. Diese wiederum liegt mit ihren äußeren Rändern jeweils dichtend an dem aus Kunststoff gebildeten Positionsrahmen an. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung besteht keinerlei Möglichkeit, dass Feuchtigkeit oder Verschmutzung, die durch das wärmeerzeugende Element anströmende Luft verschleppt wird, an die stromführenden Teile gelangen kann. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung können lediglich die stromführenden Teile, speziell die Kontaktbleche, die Isolierschicht an einer oder beiden Stirnseiten des wärmeerzeugenden Elementes überragen. Dort sind die elektrischen Leiterbahnen indes regelmäßig in der Halteeinrichtung der Heizvorrichtung aufgenommen und durch die strukturellen Elemente dieser Halteeinrichtung können die stromführenden Teile gegenüber der anströmenden Luft abgedichtet werden.According to a preferred embodiment, the insulating layer covers the current-carrying parts on both sides and sealingly connects to the edges of the position frame. As a result, an electrically non-conductive encapsulation in the circumferential direction of the heat-generating element is formed. In a cross-sectional view of the heat-generating element are in this preferred embodiment, the energized parts, i. the electrical conductors and the interposed PTC elements, in the middle. This layer structure is bounded on top and bottom by the insulating layer. This in turn bears with its outer edges each sealingly on the position of the plastic frame formed. In this preferred embodiment, there is no possibility that moisture or contamination, which is entrained by the heat-generating element inflowing air, can reach the live parts. In this preferred embodiment, only the current-carrying parts, especially the contact sheets, can project beyond the insulating layer on one or both end sides of the heat-generating element. There, however, the electrical conductor tracks are regularly added to the holding device of the heater and by the structural elements of this holding device, the current-carrying parts can be sealed against the incoming air.

Die elektrisch nicht leitende Umkapselung wird vorzugsweise dadurch geschaffen, dass die die elektrische Leiterbahn überragenden Abschnitte der Isolierschicht unter Zwischenlage eines Dichtelementes gegenüber dem Positionsrahmen abgedichtet ist. Das Dichtelement ist vorzugsweise aus einem isolierenden Material gebildet, beispielsweise einem elastischen Kunststoff. Vorzugsweise wird das Dichtelement indes durch einen den Positionsrahmen und die Isolierschicht verbindenden Kunststoffkleber gebildet, so dass nicht nur eine umfängliche Kapselung der stromführenden Teile bewirkt wird, sondern darüber hinaus auch die stromführenden Teile zusammen mit den an diesen befestigten Isolierschichten zusammen mit dem Positionsrahmen zu einer baulichen Einheit verbunden sind.The electrically non-conductive encapsulation is preferably created by the fact that the sections of the insulating layer which project beyond the electrical trace are sealed with the interposition of a sealing element in relation to the position frame. The sealing element is preferably formed of an insulating material, for example an elastic plastic. Preferably, however, the sealing element is formed by a plastic adhesive connecting the position frame and the insulating layer, so that not only a circumferential encapsulation of the current-carrying parts is effected, but also the current-carrying parts together with the insulating layers attached thereto together with the position frame to a structural Unit are connected.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Positionsrahmen aus einem elektrisch hochwertigen Isoliermaterial bestehen kann und dass vollkommen auf die Verwendung eines üblichen thermoplastischen Materials verzichtet wird. So kann beispielsweise der Positionierrahmen durch ein einheitliches Silikonbauteil gebildet sein. Ebenso ist es möglich, den Positionierrahmen durch Einspritzen einer hochisolierenden, vorzugsweise klebend abdichtenden Masse zwischen die an den gegenüberliegenden Seitenflächen der PTC-Elemente anliegenden Schichten auszubilden. In einem solchen Fall können die PTC-Elemente gegenüber den übrigen Schichten des Schichtaufbaus zu Montagezwecken positioniert und durch Einspritzen der hochisolierenden Masse endgültig in ihrer Lage festgelegt werden. Der Positionsrahmen dient in einem solchen Fall nicht als Positionierhilfe bei der Montage, sondern lediglich zur Sicherstellung einer vorbestimmten Position des oder der PTC-Elemente beim dauerhaften Betrieb des wärmeabgebenden Elementes.It should be noted that the position frame can be made of an electrically high-quality insulating material and that completely dispenses with the use of a conventional thermoplastic material. For example, the positioning frame may be formed by a uniform silicone component. It is also possible to form the positioning frame by injecting a highly insulating, preferably adhesive sealing compound between the adjacent to the opposite side surfaces of the PTC elements layers. In such a case, the PTC elements can be positioned with respect to the remaining layers of the layer structure for assembly purposes and finally fixed in position by injecting the highly insulating mass. The position frame is not used in such a case as a positioning aid during assembly, but only to ensure a predetermined position of the PTC elements or the permanent operation of the heat-emitting element.

Sofern der Positionsrahmen als spritzgegossenes Bauteil aus einem hochwertigen elektrischen Isoliermaterial gebildet und als Positionierhilfe bei der Montage verwendet wird, können durch Einbringen eines Klebestoffes zwischen die einander gegenüberliegenden und an den PTC-Element anliegenden Schichten diese zusammen mit den PTC-Elementen und den Silikonrahmen zu einer baulichen Einheit verklebt werden. Auch in einem solchen Fall kann auf ein konventionelles Spitzgießteil aus einem üblichen Thermoplasten zur Ausbildung des Positionsrahmens verzichtet werden.If the position frame is formed as an injection-molded component from a high-quality electrical insulation material and used as a positioning aid during assembly, by introducing an adhesive between the opposing layers and adjacent to the PTC element these together with the PTC elements and the silicone frame to a structural unit to be glued. Even in such a case can be dispensed with a conventional Spitzgießteil from a conventional thermoplastic for forming the position frame.

Die elektrische Leiterbahn wird vorzugsweise durch ein Kontaktblech gebildet, welches das zumindest eine PTC-Element überragt. Durch das Kontaktblech wird an der das zumindest eine PTC-Element überragenden Seite wenigstens eine elektrische Kontaktierstelle in Form eines Steckerelementes ausgebildet, durch das der elektrische Anschluss des wärmeerzeugenden Elementes an eine Stromversorgung erfolgen kann. Dementsprechend überragt das Kontaktblech das PTC-Element vorzugsweise zumindest an der Stirnseite des wärmeerzeugenden Elementes. Allerdings ist es ebenso möglich, das Kontaktblech so auszubilden, dass dieses das PTC-Element in Breitenrichtung überragt.The electrical conductor track is preferably formed by a contact plate, which projects beyond the at least one PTC element. At least one electrical contacting point in the form of a plug element is formed by the contact plate on the side projecting beyond the at least one PTC element, through which the electrical connection of the heat-generating element to a power supply can take place. Accordingly, the contact plate preferably projects beyond the PTC element at least on the end face of the heat-generating element. However, it is also possible to design the contact plate such that it projects beyond the PTC element in the width direction.

Vorzugsweise werden die stromführenden Kontaktbleche insbesondere dazu genutzt, die PTC-Elemente innerhalb der durch den Positionsrahmen gebildeten Rahmenöffnung zu halten. Dementsprechend erstreckt sich zwischen den einander gegenüberliegenden überragenden Enden der Kontaktbleche ein Abschnitt des Halterahmens. Mit anderen Worten ist der Halterahmen auch zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktblechen vorgesehen, so dass die stromführenden Teile des wärmeerzeugenden Elementes innerhalb bestimmter Grenzen in dem Positionsrahmen in Höhenrichtung gehalten sind. Die Einhaltung des Isolierspaltes zwischen den Kontaktblechen und dem Material des Positionsrahmens kann beispielsweise durch ein isolierendes Abstandsmittel bewirkt werden, das in dem Isolationsspalt zwischen dem das PTC-Element überragenden Rand des Kontaktblechs und dem Material des Positionsrahmens vorgesehen ist. Vorzugsweise erstreckt sich dieses Abstandsmittel in Querrichtung des Positionsrahmens bis zu dem äußeren Ende des Kontaktblechs. Das isolierende Abstandsmittel wird vorzugsweise durch ein Kunststoffmaterial gebildet, welches eine höhere elektrische Durchschlagfestigkeit als das Material des Positionsrahmens hat (z.B. Silikon, Polyurethan).Preferably, the current-carrying contact sheets are used in particular to hold the PTC elements within the frame opening formed by the positioning frame. Accordingly, a portion of the support frame extends between the opposing projecting ends of the contact sheets. In other words, the holding frame is also provided between the opposing contact sheets, so that the current-carrying parts of the heat-generating element are held within certain limits in the position frame in the height direction. Compliance with the Isolierspaltes between the contact plates and the material of the position frame can be effected, for example, by an insulating spacer means which is provided in the insulating gap between the PTC element projecting edge of the contact plate and the material of the positioning frame. Preferably, this spacing means extends in the transverse direction of the positioning frame to the outer end of the contact sheet. The insulating spacer means is preferably formed by a plastic material which has a higher electrical breakdown strength than the material of the positional frame (e.g., silicone, polyurethane).

Fallgestaltungen sind denkbar, bei denen das bzw. die PTC-Elemente in der Rahmenöffnung lose zwischen den beiden Kontaktblechen gehalten sind. Diese Fallgestaltung wird insbesondere dann zu treffen sein, wenn aus Gründen einer guten elektrischen Kontaktierung zwischen den PTC-Elementen und dem Kontaktblech auf eine Verklebung zwischen beiden Teilen verzichtet wird. Um dann eine direkte Anlage der PTC-Elemente an dem die Rahmenöffnung umgebenden Material des Positionsrahmens zu vermeiden und um eine sichere Einhaltung des Isolierspaltes sicherzustellen, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass sich das isolierende Abstandsmittel bis über den diese Rahmenöffnung umfänglich umgebenden Rand erstreckend ausgebildet ist. Das isolierende Abstandsmittel befindet sich dementsprechend in der die PTC-Elemente aufnehmenden Ebene und unmittelbar benachbart zu einer dem Positionsrahmen gegenüber liegenden Stirnseite des PTC-Elementes.Case designs are conceivable in which the PTC element or elements are held loosely in the frame opening between the two contact plates. This case design is to be taken in particular if, for reasons of good electrical contact between the PTC elements and the contact plate is dispensed with an adhesive bond between the two parts. In order to avoid a direct contact of the PTC elements on the frame opening surrounding material of the position frame and to ensure safe compliance with the insulating gap, it is proposed according to a preferred embodiment of the present invention that the insulating spacer means surrounding the frame opening this circumferentially Edge is formed extending. Accordingly, the insulating spacer means is located in the plane receiving the PTC elements and immediately adjacent to an end face of the PTC element opposite the position frame.

Das Dichtelement erstreckt sich zumindest in Längsrichtung des Positionsrahmens. Im Hinblick auf eine möglichst genaue Anordnung und Positionierung des Dichtelementes, insbesondere in Bezug auf die überragenden Enden der Isolierschicht, wird dieses benachbart zu einem Dichtmittelbegrenzungsrand vorgesehen, der sich in Längsrichtung des Positionsrahmens vorzugsweise durchgehend erstreckt und durch den Positionsrahmen ausgebildet ist. Dieser Dichtmittelbegrenzungsrand erstreckt sich in Höhenrichtung des Positionsrahmens, d.h. in einer Richtung, die sowohl rechtwinklig zu der Querrichtung des Positionsrahmens als auch senkrecht zu der Längsrichtung des Positionsrahmens ausgerichtet ist. Der Dichtmittelbegrenzungsrand soll sich vorzugsweise über die gesamte Längserstreckung des Positionsrahmens erstrecken, d.h. das Dichtelement an den gegenüberliegenden Längsseiten des Positionsrahmens fassen.The sealing element extends at least in the longitudinal direction of the position frame. With regard to the most accurate arrangement and positioning of the sealing element, In particular with respect to the projecting ends of the insulating layer, this is provided adjacent to a Dichtmittelbegrenzungsrand, which preferably extends continuously in the longitudinal direction of the positioning frame and is formed by the position frame. This sealant-limiting edge extends in the height direction of the positioning frame, that is, in a direction which is aligned both perpendicular to the transverse direction of the positioning frame and perpendicular to the longitudinal direction of the positioning frame. The Dichtmittelbegrenzungsrand should preferably extend over the entire longitudinal extent of the position frame, ie the sealing element on the opposite longitudinal sides of the position frame summarize.

In gleicher Richtung und im Hinblick auf eine möglichst genaue Positionierung der Isolierschicht erstreckt sich in Höhenrichtung vorzugsweise ein Begrenzungsrand, der in Höhenrichtung jedenfalls bis zu der Ebene reicht, in der sich die Isolierschicht befindet. Zwischen einander gegenüberliegenden Begrenzungsrändern sind dementsprechend die jeweiligen Isolierschichten vorgesehen. Dabei wird im Hinblick auf eine möglichst hohe Sicherheit gegen elektrischen Durchschlag auch das stirnseitige Ende der Isolierschicht mit Abstand zu den Isolierschichtbegrenzungsrändern angeordnet. Da die Isolierschicht indes kein eigentlich elektrisch leitendes Bauteil ist, kann es aber mit Rücksicht auf eine rationelle Fertigung durchaus toleriert werden, dass die Isolierschicht den Begrenzungsrand an einer Seite unmittelbar kontaktiert. Die Begrenzungsränder dienen vornehmlich der genauen Positionierung der Isolierschicht in Breitenrichtung des Positionsrahmens.In the same direction and in view of the most accurate positioning of the insulating layer extending in the height direction preferably has a boundary edge, which extends in the height direction in any case up to the level in which the insulating layer is located. Between opposite boundary edges, the respective insulating layers are accordingly provided. In this case, the frontal end of the insulating layer is arranged at a distance from the Isolierschichtbegrenzungsrändern with a view to the highest possible security against electrical breakdown. However, since the insulating layer is not actually an electrically conductive component, it can certainly be tolerated with regard to a rational production that the insulating layer directly contacts the boundary edge on one side. The boundary edges are mainly used for the exact positioning of the insulating layer in the width direction of the position frame.

Zusätzlich zu diesen sich in Höhenrichtung erstreckenden Montagehilfen bzw. Anlagerändem weist der Positionsrahmen vorzugsweise sich ebenfalls in Höhenrichtung, d.h. in einer Richtung quer zur Lagerebene des PTC-Elementes erstreckende Begrenzungsstege auf. Diese Begrenzungsstege überragen die Begrenzungsränder und dienen der Positionierung eines an dem wärmeerzeugenden Element anliegenden wärmeabgebenden Elements. Dieses liegt unter Zwischenlage der Isolierschicht an der elektrischen Leiterbahn an.In addition to these vertically extending mounting aids, the positioning frame preferably also extends in the height direction, i. in a direction transverse to the bearing plane of the PTC element extending boundary webs. These boundary webs project beyond the boundary edges and serve to position a heat-emitting element adjacent to the heat-generating element. This lies with the interposition of the insulating layer on the electrical conductor.

Während die Begrenzungsränder sowie die Begrenzungsstege der Positionierung der Isolierschicht bzw. der wärmeabgebenden Elemente in Querrichtung des Positionsrahmens dienen wird, auch im Hinblick auf eine möglichst genaue Positionierung der verschiedenen Bauteile des wärmeerzeugenden Elementes bei der Herstellung desselben gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgeschlagen, an dem Positionierrahmen wenigstens einen sich quer zu der Lagerebene des PTC-Elementes, d.h. einen sich in Höhenrichtung erstreckenden Fixiersteg vorzusehen, welcher der Fixierung der Isolierschicht in Längsrichtung des Positionsrahmens dient. Aufgrund der Isolierschichtbegrenzungsränder und des Fixiersteges wird die Isolierschicht bei der Montage relativ zu den Positionsrahmen fixiert. Die Isolierschicht wird danach zuverlässig innnerhalb vorgegebener Grenzen in Quer- bzw. Längsrichtung angeordnet.While the boundary edges and the boundary webs of the positioning of the insulating layer or the heat-emitting elements in the transverse direction of the position frame will serve, also with regard to the most accurate positioning of the various components of the heat-generating element in the production thereof according to a further preferred embodiment proposed on the positioning frame at least one transverse to the bearing plane of the PTC element, ie extending in the vertical direction Fixiersteg to provide which serves to fix the insulating layer in the longitudinal direction of the position frame. Due to the Isolierschichtbegrenzungsränder and the Fixiersteges the insulating layer is fixed during assembly relative to the position frame. The insulating layer is then reliably arranged within predetermined limits in the transverse or longitudinal direction.

Zur lagegenauen Positionierung der elektrischen Leiterbahn, die vorzugsweise durch ein Kontaktblech gebildet ist, weist der Positionsrahmen ferner sich in Höhenrichtung, d.h. quer zur Lagerebene des PTC-Elementes erstreckende Zapfen auf. Jeder der Zapfen ist passgenau in einer Ausnehmung im Eingriff, die in dem Kontaktblech ausgespart ist. Durch Anschmelzen des Zapfens ist oberhalb des Kontaktbleches eine Verdickung gebildet, durch welche das Kontaktblech an dem Positionsrahmen gesichert ist. Bei dieser Ausgestaltung ist durch den Formschluss von Zapfen und Ausnehmung das Kontaktblech exakt positioniert. Die Verdickung sichert das Kontaktblech gegenüber dem Positionsrahmen formschlüssig. Die Isolierschicht wird auf die so gebildete Einheit vorzugsweise aufgeklebt, wobei die Klebeverbindung sich vorzugsweise zwischen dem Positionsrahmen und der Isolierschicht befindet.For positionally accurate positioning of the electrical conductor, which is preferably formed by a contact plate, the position frame further comprises in the height direction, i. transverse to the bearing plane of the PTC element extending pin. Each of the pins is precisely in engagement in a recess which is recessed in the contact plate. By melting the pin, a thickening is formed above the contact plate, through which the contact plate is secured to the position frame. In this embodiment, the contact plate is accurately positioned by the positive connection of pin and recess. The thickening secures the contact plate with respect to the position frame form-fitting. The insulating layer is preferably adhered to the unit so formed, wherein the adhesive connection is preferably between the position frame and the insulating layer.

Auf diese Weise kann eine den Positionsrahmen, das wenigstens eine PTC-Element sowie die Kontaktbleche und die Isolierschichten, umfassende vormontierte bauliche Einheit gebildet werden. Beim späteren Zusammenführen des wärmeerzeugenden Elementes mit dem wärmeabgebenden Element muss in den späteren Verfahrensschritten nicht mehr dafür Sorge getragen werden, dass die einzelnen Schichten des wärmeerzeugenden Elementes lagegenau im Rahmen der Entmontage positioniert werden.In this way, a preassembled structural unit comprising the positional frame, the at least one PTC element and the contact sheets and the insulating layers can be formed. During the later merging of the heat-generating element with the heat-emitting element no longer has to be taken in the later steps that the individual layers of the heat-generating element are accurately positioned in the context of Entmontage.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung bildet das Kontaktblech jedenfalls an einer seiner Stirnseiten einen Steckeranschluss aus, der durch Blechbearbeitung als einteiliges Element an dem Kontaktblech ausgebildet ist und derart umgeformt worden ist, dass er sich quer zu der Blechebene erstreckt. Dieser Steckeranschluss befindet sich bei der erwähnten Weiterbildung in einem Schlitz, der an dem Positionsrahmen ausgespart ist und sich nach außen zu einer Stirnseite des Positionsrahmens öffnet. Durch diese Ausgestaltung ist an der Stirnseite des Positionsrahmens jedenfalls ein elektrischer Steckeranschluss ausgebildet, der in die Halteeinrichtung einer Heizvorrichtung eingeschoben werden kann, um das wärmeerzeugende Element mit der Stromversorgung zu verbinden.In any case, according to a preferred development, the contact plate forms on one of its end faces a plug connection which is formed by sheet metal processing as a one-part element on the contact plate and has been reshaped such that it extends transversely to the plane of the sheet. This connector is located at the mentioned development in a slot which is recessed on the positioning frame and opens outwards to an end face of the position frame. By this configuration, an electrical plug connection is in any case formed on the end face of the position frame, which can be inserted into the holding device of a heating device in order to connect the heat-generating element to the power supply.

Vorzugsweise befinden sich an der Stirnseite zwei Schlitze und es greifen die einander gegenüberliegenden Kontaktbleche mit ihren jeweils durch Blechbearbeitung ausgebildeten Steckeranschlüssen in die jeweiligen, an den Positionsrahmen ausgesparten Schlitze ein.Preferably, there are two slots on the front side and it grip the opposing contact plates with their respectively formed by sheet metal processing plug connections in the respective, recessed on the positioning frame slots.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist der Steckeranschluss durch Blechbearbeitung des Kontaktblechs jedenfalls an seiner Stirnseite ausgeformt. Der Steckeranschluss erstreckt sich vorzugsweise parallel zu dem übrigen Kontaktblech, jedoch befindet er sich durch Umbiegen in einer Ebene, die gegenüber der das Kontaktblech enthaltenden Ebene nach außen beabstandet ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung eignet sich insbesondere für solche Fallgestaltungen, bei denen die beiden Kontaktbleche an der gleichen Stirnseite elektrische Anschlusselemente ausbilden, die im Hinblick auf eine möglichst sichere Isolierung und den Platzbedarf von Steckeraufnahmen für die Anschlüsse weit voneinander beabstandet sein sollen.In an alternative embodiment, the plug connection is formed by sheet metal processing of the contact plate in any case at its end face. The male terminal preferably extends parallel to the remainder of the contact sheet, but is bent over in a plane spaced outwardly from the plane containing the contact sheet. This preferred embodiment is particularly suitable for such situations in which the two contact plates on the same end side form electrical connection elements that should be widely spaced from each other with regard to the most secure insulation and space requirements of connector receptacles for the connections.

Sofern der Positionsrahmen aus einem elektrisch hochisolierenden Material gebildet wird und dieses ein Kunststoff, beispielsweise Silikon oder Polyurethan ist, wird eines der elektrischen Leiterelemente, die vorzugsweise in Form eines Bleches ausgebildet sind, in die zur spritzgießtechnischen Herstellung des Positionsrahmens erforderliche Spritzgießform eingelegt und durch Umspritzen mit dem Kunststoffmaterial des Positionsrahmens verbunden. Das Formnest ist derart ausgebildet, dass beim Spritzgießen des Positionsrahmens eine oder mehrere Rahmenöffnungen ausgespart werden, in die das bzw. die PTC-Element(e) eingesetzt werden können. Über formschlüssige Positionierteile (z.B. Zapfenverbindung) kann dann auf der gegenüberliegenden Seite ein weiteres elektrisches Leiterelement angebracht werden. Dieses wird vorzugsweise mit der durch Umspritzen hergestellten Teileinheit des wärmeerzeugenden Elementes verklebt oder verschweißt. Nach diesem Herstellungsschritt sind die wesentlichen Bestandteile des wärmeerzeugenden Elementes hergestellt. Dabei wird auch bei dieser Ausführungsform darauf geachtet, die PTC-Elemente innerhalb der so hergestellten Einheit umfänglich zu umkapseln. Die elektrischen Leiterbahnen können allerdings stirnseitig an dem wärmeerzeugenden Element freiliegen. Auf diese Einheit werden dann zur außenseitigen Isolation der elektrischen Leiterbahnen vorzugsweise jeweils eine Isolierschicht aufgebracht, insbesondere aufgeklebt. Wird diese so hergestellte vormontierte bauliche Einheit unter Vorspannung in einem Rahmen gehalten, so legen sich die inkompressiblen Elemente jeder Schicht, d. h. die Isolierschichten, die elektrischen Leitbleche und die PTC-Elemente flächig gegeneinander, wohingegen das weiche, den Positionsrahmen bildende Kunststoffmaterial (z.B. elektrisch hochwertiges Silikon) ausweicht, gleichwohl aber die stromführenden Teile des wärmeerzeugenden Elementes umfänglich abdichtet. Mit der bevorzugten Ausgestaltung ist es daher möglich, den Positionsrahmen in der Dicke mit einem gewissen Übermaß herzustellen und damit hinreichend Raum für die Aufnahme der PTC-Elemente zu schaffen, ohne die gute Wärme- und Stromübertragung zwischen den PTC-Elementen, den elektrischen Leiterbahnen und den Isolierschichten zu behindern.If the position frame is formed of an electrically highly insulating material and this is a plastic, for example silicone or polyurethane, one of the electrical conductor elements, which are preferably formed in the form of a sheet, inserted into the required for injection molding production of the positioning frame injection mold and by encapsulation connected to the plastic material of the position frame. The mold cavity is designed in such a way that, during injection molding of the positioning frame, one or more frame openings are recessed into which the PTC element (s) can be inserted. About form-fitting positioning parts (eg pin connection) can then be mounted on the opposite side of another electrical conductor element. This is preferably glued to the subunit of the heat-generating element produced by encapsulation or welded. After this manufacturing step, the essential components of the heat-generating element are produced. In this case, care is also taken in this embodiment to circumferentially encapsulate the PTC elements within the unit so produced. However, the electrical conductor tracks can be exposed on the front side of the heat-generating element. On top of this unit, an insulating layer is then preferably applied, in particular adhesively bonded, to the outside insulation of the electrical conductor tracks. If this preassembled structural unit produced in this way is held under pretension in a frame, then the incompressible elements of each layer, ie the insulating layers, the electrical baffles and the PTC elements lie flat against each other, whereas the soft plastic material forming the position frame (eg electrically high-quality Silicone) evades, but nevertheless the current-carrying parts of the heat-generating element circumferentially seals. With the preferred embodiment, it is therefore possible to produce the position frame in thickness with a certain excess and thus to create sufficient space for receiving the PTC elements, without the good heat and current transmission between the PTC elements, the electrical conductors and hamper the insulating layers.

Die zuvor beschriebenen Weiterbildungen weisen vorzugsweise ein separates Dichtelement auf. Insbesondere wenn der Positionsrahmen aus einem elektrisch hochwertigen Material gebildet ist, kann das Dichtungselement ebenso gut einstückig mit dem Positionsrahmen ausgeformt werden. Diese Verwirklichung ergibt sich zwangsläufig dann, wenn die Isolierschicht jedenfalls einseitig durch Umspritzen mit dem Positionsrahmen verbunden wird. Insbesondere bei dieser Weiterbildung kann bei einer Umspritzung der Isolierschicht an einer Seite des Positionsrahmens an der gegenüberliegenden Seite mittels Spritzgießen ein Dichtungselement ausgebildet werden, gegen das die Isolierschicht auf der anderen Seite des Positionsrahmens anliegt. Es können auch an gegenüberliegenden Seiten des Positionsrahmens Dichtelemente mittels Spritzgießen einstückig mit dem Positionsrahmen ausgebildet und die Isolierschichten an diese angelegt werden. Regelmäßig wird in einem solchen Fall das Dichtungselement keine die Isolierschicht hinreichend mit dem Positionsrahmen verbindende Adhäsionskraft entwickeln. Die Isolierschicht kann somit aufgeklebt oder in anderer Weise mit dem Positionsrahmen verbunden werden. Gedacht ist insbesondere an ein Anclipsen der Isolierschicht an den Positionsrahmen, entweder durch Clipselemente, die an dem Positionsrahmen angeordnet werden, oder durch Rastmittel für die Isolierschicht, die vorzugsweise einstückig an dem Positionsrahmen ausgeformt sind und sich insbesondere zumindest an den Längsrändern des Positionsrahmens durchgehend oder über die gesamte Länge des Positionsrahmen in diskreten Abschnitten verteilt ausgebildet sind. Ein solches Rastmittel kann zusätzlich als seitliche Fixierung und Montagehilfe für an der Isolierschicht anliegende wärmeabgebende Element ausgeformt sein. Auch kann das Rastmittel als gegenüber dem Positionsrahmen separates Bauteil ausgebildet sein.The further developments described above preferably have a separate sealing element. In particular, if the position frame is formed of an electrically high-quality material, the sealing element can just as well be formed integrally with the position frame. This realization inevitably arises when the insulating layer is in any case connected on one side by encapsulation with the position frame. In particular, in this development, a sealing member may be formed in an encapsulation of the insulating layer on one side of the position frame on the opposite side by means of injection molding, against which the insulating layer rests on the other side of the position frame. It can also integrally formed on opposite sides of the position frame sealing elements by injection molding with the position frame and the insulating layers are applied to this. Periodically, in such a case, the sealing member will not develop the adhesive force sufficiently connecting the insulating layer to the position frame. The insulating layer can thus be glued or otherwise connected to the position frame. It is intended in particular to clipping the insulating layer on the position frame, either by clip elements, which are arranged on the position frame, or by means of detent means for the insulating layer, which are preferably integrally formed on the position frame and in particular at least at the longitudinal edges of the position frame continuously or over the entire length of the position frame in discrete sections are formed distributed. Such a locking means may additionally be formed as a lateral fixing and mounting aid for voltage applied to the insulating heat-emitting element. Also, the locking means may be formed as a separate component relative to the position frame.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Heizvorrichtung unter Schutz gestellt, die sich des erfindungsgemäßen wärmeerzeugenden Elementes bedient und dementsprechend mit hohen Spannungen betrieben werden kann. Die Heizvorrichtung hat mehrere in parallelen Schichten angeordnete wärmeabgebende Elemente, die an gegenüberliegenden Seiten eines wärmeerzeugenden Elementes anliegen. Die wärmeerzeugenden und wärmeabgebenden Elemente sind in einem Rahmen gehalten, der im wesentlichen eben ist und dessen Breite im wesentlichen der Breite der wärmeabgebenden und/oder wärmeerzeugenden Elemente entspricht. Über den Rahmen werden Federspannungen erzeugt und/oder in den Schichtaufbau eingeleitet. Hierzu kann ein separates Federelement in den Schichtaufbau integriert oder aber im Bereich des Rahmens vorgesehen sein. Die Feder kann in einem Rahmenholm integriert sein, wie dies beispielsweise der EP 0 350 528 zu entnehmen ist. Alternativ kann die Federvorspannung auch durch elastische Verbindungen von sich rechtwinklig erstreckenden Rahmenholmen aufgebracht werden. Vorzugsweise sind in dem Schichtaufbau mehrere wärmeerzeugende Elemente vorgesehen, an deren Ober- und Unterseiten jeweils ein wärmeabgebendes Element anliegt.The present invention further provides a heater under protection, which makes use of the heat generating element according to the invention and accordingly can be operated at high voltages. The heater has a plurality of heat-emitting elements arranged in parallel layers, which abut opposite sides of a heat-generating element. The heat-generating and heat-emitting elements are held in a frame which is substantially planar and whose width substantially corresponds to the width of the heat-emitting and / or heat-generating elements. Via the frame spring voltages are generated and / or introduced into the layer structure. For this purpose, a separate spring element integrated in the layer structure or be provided in the region of the frame. The spring may be integrated in a frame spar, such as the EP 0 350 528 can be seen. Alternatively, the spring preload can also be applied by elastic connections of frame members extending at right angles. Preferably, a plurality of heat-generating elements are provided in the layer structure, on whose upper and lower sides in each case a heat-emitting element is applied.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung wird weitergebildet durch die bereits vorstehend unter Bezugnahme auf das wärmeerzeugende Element diskutierten Weiterbildung.The heating device according to the invention is further developed by the development discussed above with reference to the heat-generating element.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines wärmeerzeugenden Elementes in Explosionsdarstellung;
Fig. 2: eine Draufsicht aus dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3: eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III gemäß der Darstellung in Fig. 2;
Fig. 4: eine perspektivische Seitenansicht des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiels in zusammengebautem Zustand;
Fig. 5: eine perspektivische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines wärmeerzeugenden Elementes;
Fig. 6: eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V gemäß der Darstellung in Fig. 4
Fig. 7: eine Längsschnittansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen wärmeerzeugenden Elementes;
Fig. 8: eine Querschnittsansicht des in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiels;
Fig. 9: eine Querschnittsansicht eines gegenüber dem in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel abgewandelten Ausführungsbeispiels;
Fig. 10: eine Querschnittsansicht eines weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 11: eine perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Heizvorrichtung.

Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments in conjunction with the drawings. In this show:

Fig. 1: a side perspective view of an embodiment of a heat generating element in exploded view;
Fig. 2: a plan view of the embodiment shown in Figure 1;
Fig. 3: a cross-sectional view taken along the line III-III as shown in Fig. 2;
Fig. 4: a side perspective view of the embodiment shown in Figures 1 to 3 in the assembled state.
Fig. 5: a side perspective view of another embodiment of a heat generating element;
Fig. 6: a cross-sectional view along the line VV as shown in Fig. 4th
Fig. 7: a longitudinal sectional view of an alternative embodiment of a heat generating element according to the invention;
Fig. 8: a cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 7;
Fig. 9: a cross-sectional view of an embodiment modified from the embodiment shown in Figures 7 and 8;
Fig. 10: a cross-sectional view of another modified embodiment; and
Fig. 11: a perspective side view of an embodiment of a heater.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Seitenansicht der wesentlichen Teile eines Ausführungsbeispiels eines wärmeerzeugenden Elementes in Explosionsdarstellung gezeigt. Das wärmeerzeugende Element weist einen aus Kunststoff spritzgegossenen Positionsrahmen 2 auf, dessen Mittellängsachse eine Symmetrieebene des wärmeerzeugenden Elementes ausbildet. Dieses ist im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet und weist an jeder Seite des Positionsrahmens 2 zunächst vorgesehene Kontaktbleche 4 auf, die zwischen sich in dem Positionsrahmen 2 aufgenommene PTC-Elemente 6 aufnehmen. An der Außenseite der Kontaktbleche 4 befindet sich eine zweilagige Isolierschicht 8, umfassend eine äußere Isolierfolie 10 und eine innere, unmittelbar an dem Kontaktblech 4 anliegende Keramikplatte 12. Die Keramikplatte 12 ist eine relativ dünne Aluminiumoxidplatte, die eine sehr gute elektrische Durchschlagfestigkeit von etwa 28 kV/mm und eine gute Wärmeleitfähigkeit von mehr als 24 W/(m K) bereitstellt. Die Kunststofffolie 10 ist vorliegend durch eine Polymidfolie gebildet, die eine gute Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,45 W/(m K) und eine Durchschlagfestigkeit von 4 kV/mm hat. Zwischen der Kunststofffolie 10 und der Keramikplatte 12 befindet sich eine wenige µm starke Wachsschicht, deren Schmelzpunkt mit Rücksicht auf die Betriebstemperatur des wärmeerzeugenden Elementes abgestimmt ist, und zwar derart, dass das Wachs bei Betriebstemperatur aufschmilzt und sich zwischen der Kunststofffolie und der Keramikplatte 12, die unter Druckbeanspruchung aneinander anliegen, so verteilt, dass ein ausgleichender Film geschaffen ist, der eine gute Wärmeübertragung zwischen den beiden Teilen 10, 12 der Isolierschicht 8 begünstigt. Die Kombination von Kunststofffolie 10 und Keramikplatte 12 führt zu einem Isolierteil 8, welches gute elektrische Eigenschaften und Wärmeleiteigenschaften hat und insbesondere gegenüber Spannungen von bis zu 2000 V durchschlagfest ist, welches aber gleichzeitig auch die notwendige Festigkeit zeigt. Durch die außenliegende Isolierfolie werden eventuelle Spannungsspitzen, die insbesondere bei durch Druck gegen das wärmeerzeugende Element anliegende wärmeabgebenden Elemente erzeugt werden kann, abgebaut und vergleichmäßigt. Der zwischen beiden Teilen 10, 12 der Isolierschicht angeordnete Wachs, gegebenenfalls auch ein zusätzlich dort vorgesehener und beide Teile 10, 12 miteinander verbindender Kleber begünstigt diesen Abbau von Spannungsspitzen. Dementsprechend besteht auch bei höheren Druckspannungen, die einen Schichtaufbau aus wärmeerzeugenden und wärmeabgebenden Elementen unter Vorspannung halten, nicht die Gefahr, das die relativ spröde Keramikschicht bricht.In Fig. 1 is a side perspective view of the essential parts of an embodiment of a heat generating element is shown in exploded view. The heat generating element has a molded plastic injection frame 2, whose central longitudinal axis forms a plane of symmetry of the heat-generating element. This is formed essentially mirror-symmetrical and has on each side of the positioning frame 2 initially provided contact plates 4, which receive between them in the position frame 2 recorded PTC elements 6. On the outside of the contact sheets 4 is a two-layer insulating layer 8, comprising an outer insulating film 10 and an inner, directly adjacent to the contact plate 4 ceramic plate 12. The ceramic plate 12 is a relatively thin alumina plate, which has a very good dielectric strength of about 28 kV / mm and a good thermal conductivity of more than 24 W / (m K) provides. The plastic film 10 is presently formed by a Polymidfolie having a good thermal conductivity of about 0.45 W / (m K) and a dielectric strength of 4 kV / mm. Between the plastic film 10 and the ceramic plate 12 is a few microns thick wax layer whose melting point is tuned with respect to the operating temperature of the heat-generating element, in such a way that the wax melts at operating temperature and between the plastic film and the ceramic plate 12, the abut each other under compressive stress, so distributed that a compensating film is created, which promotes good heat transfer between the two parts 10, 12 of the insulating layer 8. The combination of plastic film 10 and ceramic plate 12 leads to an insulating part 8, which has good electrical properties and thermal conduction properties and in particular against breakdown voltages of up to 2000 V, but which also shows the necessary strength at the same time. By the external insulating foil any voltage spikes, which can be generated in particular when applied by pressure against the heat-generating element heat-emitting elements, degraded and homogenized. The arranged between the two parts 10, 12 of the insulating wax, optionally also an additional there provided and both parts 10, 12 interconnecting adhesive favors this degradation of voltage spikes. Accordingly, even at higher compressive stresses, which hold a layer structure of heat-generating and heat-emitting elements under bias, not the risk that breaks the relatively brittle ceramic layer.

Die Isolierschicht 8 ist vorzugsweise auf die Außenseite des Kontaktblechs 4 aufgeklebt. Dieses befindet sich in etwa mittig unter der Isolierschicht 8 und ist mit geringerer Breite als die Isolierschicht 8 ausgebildet. Allerdings überragt das jeweilige Kontaktblech 4 die Isolierschicht 8 an den Stirnseiten. Das Kontaktblech 4 ist an diesen die Isolierschicht 8 überragenden Enden zunächst in seiner Breite deutlich vermindert. An den in Fig. 1 rechtem Ende weist das Kontaktblech 4 einen durch Freischneiden gegenüber der Breite des Kontaktbleches 4 verjüngten Befestigungssteg 14 auf, in dem eine Ausnehmung 16 ausgespart ist. An dem gegenüberliegenden, in Bezug auf Fig. 1 linken Ende, ist ebenfalls ein entsprechender verjüngter Befestigungssteg 18 mit einer Ausnehmung 16 vorgesehen. Von dem seitlichen Rand dieses Befestigungssteges 18 geht ein aus der Ebene des Kontaktbleches 4 herausgebogener Steg 20 ab, der die Basis eines den Positionsrahmen 2 stirnseitig überragenden Steckeranschluss 22 bildet.The insulating layer 8 is preferably glued to the outside of the contact plate 4. This is located approximately in the middle of the insulating layer 8 and is smaller in width as the insulating layer 8 is formed. However, the respective contact plate 4 projects beyond the insulating layer 8 at the end faces. The contact plate 4 is at this the insulating layer 8 superior ends initially significantly reduced in width. At the right in Fig. 1 end, the contact plate 4 a by free cutting with respect to the width of the contact plate 4 tapered mounting web 14, in which a recess 16 is recessed. At the opposite, with respect to FIG. 1 left end, a corresponding tapered fastening web 18 is also provided with a recess 16. From the lateral edge of this fastening web 18, a web 20 bent out of the plane of the contact sheet 4 goes off, forming the base of a plug connection 22 projecting from the front side of the positioning frame 2.

Der Steg 20 ist in einem an dem Positionsrahmen 2 ausgesparten Schlitz 24 im Eingriff, der sich zu der Stirnseite des Positionsrahmens 2 hin öffnet. Der Positionsrahmen 2 weist ferner an seinen stirnseitigen Endbereichen Zapfen 26 auf, die sich in Höhenrichtung des wärmeerzeugenden Elementes erstrecken, d. h. rechtwinklig von der Oberfläche des Positionsrahmens 2 abgehen. Bei der Montage werden diese Zapfen 26 in die Ausnehmungen 16 eingeführt. Danach wird der Zapfen 26 zur Ausbildung einer Schmelzverdickung angeschmolzen und das Kontaktblech 4 auf diese Weise gegenüber dem Positionsrahmen 2 gesichert. Wie insbesondere in Fig. 1 und 4 zu entnehmen ist, weist der Positionsrahmen 2 neben den Zapfen 26 weitere Positionierungshilfen zur lagegenauen Anordnung des Kontaktbleches 4 an dem Positionsrahmen 2 auf. So bildet der Positionsrahmen 2 zum einen an den stirnseitigen Enden des Kontaktbleches 4 stirnseitige Fixierstege 28 aus, die sich leicht bis über die Oberseite des Kontaktbleches 4 erstrecken und deren Abstand zueinander in etwa der Länge des Kontaktbleches 4 entspricht. Hierdurch ist das Kontaktblech 4 in Längsrichtung positioniert. In Querrichtung bildet der Positionsrahmen 2 zum anderen sich über nahezu die gesamte Längserstreckung des Kontaktbleches 4 erstreckende Begrenzungsränder 30 aus, die sich ebenfalls bis über die Oberseite des Kontaktbleches 4 erstrecken und deren Abstand zueinander ein wenig größer als die Breite des Kontaktbleches 4 ist. Dieser Begrenzungsrand 30 wird beiderseits durch Begrenzungsstege 32 mit innenliegenden Rastvorsprüngen überragt, durch welche ein an dem wärmeerzeugenden Element anzuordnendes wärmeabgebendes Element zu Montagezwecken fixiert werden kann.The web 20 is engaged in a recess 24 recessed on the positioning frame 2, which opens towards the end face of the positioning frame 2. The positioning frame 2 also has at its front end portions on pins 26 which extend in the vertical direction of the heat generating element, ie, at right angles depart from the surface of the position frame 2. During assembly, these pins 26 are inserted into the recesses 16. Thereafter, the pin 26 is melted to form a melt thickening and secured the contact plate 4 in this manner with respect to the positioning frame 2. As can be seen in particular in FIGS. 1 and 4, the positioning frame 2 has, in addition to the pins 26, further positioning aids for the positionally accurate arrangement of the contact plate 4 on the positioning frame 2. Thus, the positioning frame 2 forms on the one hand at the front ends of the contact plate 4 end fixing webs 28, which extend slightly over the top of the contact plate 4 and whose distance from one another corresponds approximately to the length of the contact plate 4. As a result, the contact plate 4 is positioned in the longitudinal direction. In the transverse direction of the positioning frame 2 to the other over almost the entire longitudinal extent of the contact plate 4 extending boundary edges 30, which also extend beyond the top of the contact plate 4 and whose distance from each other is a little larger than the width of the contact plate 4. This boundary edge 30 is surmounted on both sides by boundary webs 32 with inner latching projections, by means of which a heat-emitting element to be arranged on the heat-generating element can be fixed for assembly purposes.

In dem wärmeerzeugenden Element liegen - wie sich aus Fig. 3 ergibt - gegenüberliegende Oberflächen der PTC-Elemente 6 an den Innenflächen der Kontaktbleche 4 an und sind in einer Rahmenöffnung 34 des Positionsrahmens 2 fixiert. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, befinden sich jeweils sechs PTC-Elemente 6 innerhalb einer Rahmenöffnung 34. Es sind zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete gleichgroße Rahmenöffnungen 34 vorgesehen. Die Packung der PTC-Elemente ist gegenüber dem Material des Positionsrahmens 2 durch einen Isolierspalt 36 beabstandet. Dieser Isolierspalt 36 erstreckt sich auch in einer Richtung parallel zu der Lagerebene zwischen der Innenseite des Kontaktbleches 4 und einem verjüngten Innenrand 38 des Positionsrahmens, der die Rahmenöffnung 34 umfänglich umgibt. Durch den Isolierspalt 38 sind danach die stromführenden Teile des wärmeerzeugenden Elementes, d. h. die beiden Kontaktbleche 4 und die PTC-Elemente 6 von dem Material des Positionsrahmens 2 beabstandet. Dieser Abstand wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 durch ein isolierendes Abstandsmittel 40 gesichert, welches das vordere Ende des Innenrandes 38 umfänglich umgibt. Das isolierende Abstandsmittel 40 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Silikonstreifen gebildet, der den vorderen Bereich des Innenrandes 38 in sich aufnimmt und diesen umfänglich umgibt.In the heat-generating element are - as is apparent from Fig. 3 - opposite surfaces of the PTC elements 6 on the inner surfaces of the contact plates 4 and are fixed in a frame opening 34 of the positioning frame 2. As is apparent from Fig. 1, there are six PTC elements 6 within a frame opening 34. There are two longitudinally successively arranged equally sized frame openings 34 are provided. The packing of the PTC elements is spaced from the material of the positioning frame 2 by an insulating gap 36. This insulating gap 36 also extends in a direction parallel to the bearing plane between the inside of the contact plate 4 and a tapered inner edge 38 of the position frame surrounding the frame opening 34 circumferentially. Through the insulating gap 38 thereafter, the current-carrying parts of the heat-generating element, d. H. the two contact plates 4 and the PTC elements 6 spaced from the material of the positioning frame 2. This distance is secured in the illustrated embodiment of Figs. 1 to 4 by an insulating spacer means 40 which surrounds the front end of the inner edge 38 circumferentially. The insulating spacer means 40 is formed in the embodiment shown by a silicone strip which receives the front portion of the inner edge 38 in and surrounding it circumferentially.

Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die stromführenden Teile des wärmeerzeugenden Elementes unmittelbar an dem isolierenden Abstandsmittel 40 anliegen. Vielmehr soll das Abstandsmittel lediglich verhindern, dass die stromführenden Teile direkt mit dem Kunststoffmaterial des Positionsrahmens 2 in Berührung kommen. Die isolierenden Eigenschaften des Abstandsmittels 40 sind so gewählt, dass dieses jedenfalls eine bessere Isolationswirkung als das Kunststoffmaterial des Positionsrahmens 2 hat. Die Länge des Abstandsmittels 40 in Breitenrichtung ist so gewählt, dass dieses jedenfalls bis zu dem breitenseitigen Ende des Kontaktbleches 4 reicht. Das Abstandsmittel 40 bedeckt die nach oben und unten frei liegenden Seiten des Innenrandes 30 sowie einen durch den Innenrand 38 gebildeten, die Rahmenöffnung 34 umfänglich umgebenden Rand 42. Das Abstandsmittel 40 kann danach auch als den inneren, die Rahmenöffnung 34 umfänglich umgebenden Rand umkleidender Isoliermantel aufgefasst werden, der sowohl eine direkte Anlage zwischen dem PTC-Element 6 und dem thermoplastischen Material des Positionierrahmens 2 wie auch eine direkte Anlage der Kontaktbleche 4 an dem Positionierrahmen 2 verhindert und einen zur elektrischen Isolation einzuhaltenden minimalen Abstand zwischen den genannten Teilen sicherstellt.It is not absolutely necessary that the current-carrying parts of the heat-generating element abut directly on the insulating spacer means 40. Rather, the spacing means should only prevent the live parts coming into direct contact with the plastic material of the positioning frame 2. The insulating properties of the spacer means 40 are chosen so that this has a better insulation effect than the plastic material of the positioning frame 2 anyway. The width of the spacing means 40 in the width direction is selected such that it in any case reaches as far as the wide-side end of the contact sheet 4. The spacer means 40 covers the upwardly and downwardly exposed sides of the inner edge 30 and a peripheral edge formed by the inner edge 38, the frame opening 34 peripherally surrounding edge 42. The spacer means 40 can then also as the inner, the frame opening 34 circumferentially surrounding edge enclosing insulating jacket considered be, both a direct contact between the PTC element 6 and the thermoplastic material of the positioning frame 2 as well as a direct contact of the contact plates 4 at prevents the positioning frame 2 and ensures to be observed for electrical insulation minimum distance between said parts.

Neben einer elektrischen Isolation der stromführenden Teile des wärmeerzeugenden Elementes bietet die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform auch eine vollständige Umkapselung dieser Teile. Hierzu weist die Isolierschicht einen sich in Querrichtung (Fig. 3) beidseitig über das Kontaktblech 4 erstreckenden Randabschnitt 4 auf. Zwischen diesem Randabschnitt 4 und dem Innenrand 38 des Positionsrahmens 2 befindet sich ein Dichtungselement 46, welches sowohl gegen den Positionsrahmen 2 als auch gegen die Isolierschicht 8 dichtend angelegt ist. In Umfangsrichtung, d. h. in Breitenrichtung, weist die Umkapselung danach die einander gegenüberliegenden Isolierschichten 8 sowie die sich hierzu im Wesentlichen rechtwinklig erstreckende Anordnung von zwei Dichtungselementen 46 mit dem dazwischen vorgesehenen Material des Positionsrahmens 2 auf. Die Umkapselung ist so gewählt, dass keine Feuchtigkeit oder Verschmutzung von außen zu den stromführenden Teilen gelangen kann.In addition to an electrical insulation of the current-carrying parts of the heat-generating element, the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 also provides a complete encapsulation of these parts. For this purpose, the insulating layer has an edge section 4 which extends on both sides over the contact plate 4 in the transverse direction (FIG. 3). Between this edge portion 4 and the inner edge 38 of the position frame 2 there is a sealing element 46, which is sealingly applied both against the position frame 2 and against the insulating layer 8. In the circumferential direction, d. H. In the width direction, the encapsulation then has the insulating layers 8 located opposite one another and the arrangement of two sealing elements 46 extending substantially at right angles thereto with the material of the positioning frame 2 provided therebetween. The encapsulation is chosen so that no moisture or contamination from the outside can reach the live parts.

Das Dichtungselement 46 ist durch einen Kunststoffkleber gebildet, der die Isolierschicht 8 gegenüber dem Positionsrahmen 2 fixiert und somit sämtliche innerhalb der Isolierschichten 8 vorgesehen Teile des wärmeerzeugenden Elementes einschließt. Bei dieser Ausgestaltung kann auf eine Fixierung der PTC-Elemente 6 mit den Kontaktblechen 4 gegenüber der Isolierschicht 8 im Hinblick auf eine Lagepositionierung beim Betrieb des wärmeerzeugenden Elementes verzichtet werden. Gleichwohl kann eine solche Fixierung aus Fertigungsgründen sinnvoll sein.The sealing element 46 is formed by a plastic adhesive which fixes the insulating layer 8 with respect to the positioning frame 2 and thus encloses all parts of the heat-generating element provided within the insulating layers 8. In this embodiment can be dispensed with a fixation of the PTC elements 6 with the contact plates 4 with respect to the insulating layer 8 with respect to a positional positioning during operation of the heat-generating element. Nevertheless, such a fixation for manufacturing reasons may be useful.

Als geeignet zur Ausbildung des Dichtungselementes 46 in Form eines Klebers haben sich Elastomere, beispielsweise Silikon oder Polyurethan erwiesen. Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich das Dichtungselement 46 in Längsrichtung des Positionsrahmens und ist zwischen dem äußeren Rand der Rahmenöffnung 34 und dem Begrenzungsrand 30 vorgesehen. Das Dichtungselement liegt an dem in der Dicke verminderten Innenrand 38 an. Unmittelbar benachbart zu dem Dichtelement 46 ist an der Außenseite ein Dichtmittelbegrenzungsrand 48 vorgesehen, der durch den Positionsrahmen 2 ausgebildet wird. Im Hinblick auf eine möglichst gute Abdichtung kann das Dichtungselement 46 bis gegen diesen Rand anliegen, der sich quer zu der Aufnahmeebene für die PTC-Elemente erstreckt.Elastomers, for example silicone or polyurethane, have proven to be suitable for forming the sealing element 46 in the form of an adhesive. As can be seen in particular from FIG. 2, the sealing element 46 extends in the longitudinal direction of the positioning frame and is provided between the outer edge of the frame opening 34 and the delimiting edge 30. The sealing element bears against the inner edge 38, which is reduced in thickness. Immediately adjacent to the sealing member 46, a sealant limiting edge 48 is provided on the outside, which is formed by the positioning frame 2. With a view to the best possible sealing, the sealing element 46 can rest against this edge, which extends transversely to the receiving plane extends for the PTC elements.

In den Fig. 5 und 6 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen wärmeerzeugenden Elementes gezeigt. Gleiche Bauteile sind gegenüber den zuvor diskutierten Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.FIGS. 5 and 6 show an alternative embodiment of the heat-generating element according to the invention. Identical components are identified by the same reference numerals with respect to the previously discussed embodiments.

Das in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel ist schmaler, d. h. es kann mit geringerer Breite als das zuvor diskutierte Ausführungsbeispiel ausgebildet werden. Dies liegt daran, dass das Dichtungselement 46 unmittelbar an dem Abstandsmittel 40 anliegt, wie sich aus der Schnittansicht gemäß Fig. 6 ergibt. Das Kontaktblech 4 hat jeweils eine Breite in etwa entsprechend der Breite des PTC-Elementes. In jeder der Rahmenöffnungen 34 ist lediglich ein PTC-Element 6 angeordnet. In Längsrichtung des Positionsrahmens 2 sind mehrere PTC-Elemente 6 hintereinander angeordnet. Die Isolierschicht 8 reicht in Breitenrichtung bis zu dem äußeren Rand des Positionsrahmens 2. Der Begrenzungsrand 30 dient lediglich der seitlichen Anlage des Dichtungselementes 46. Die Isolierschicht 8 erstreckt sich gleichfalls mit höhenmäßigem Abstand zu der Oberkante des Begrenzungsrandes 30, so dass auch eventuelle Abweichungen bei der breitenmäßigen Ausrichtung der Isolierschicht 8 in Bezug auf den Positionsrahmen 2 ohne Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit des wärmeerzeugenden Elementes kompensiert werden können.The embodiment shown in Figs. 5 and 6 is narrower, d. H. it may be formed with a smaller width than the previously discussed embodiment. This is because the sealing member 46 abuts directly on the spacer means 40, as is apparent from the sectional view of FIG. The contact plate 4 each has a width approximately corresponding to the width of the PTC element. In each of the frame openings 34, only one PTC element 6 is arranged. In the longitudinal direction of the position frame 2, a plurality of PTC elements 6 are arranged one behind the other. The boundary edge 30 serves only the lateral abutment of the sealing element 46. The insulating layer 8 also extends with height distance to the upper edge of the boundary edge 30, so that any deviations in the widthwise alignment of the insulating layer 8 with respect to the position frame 2 can be compensated without affecting the performance of the heat generating element.

Auch bei dem in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die stromführenden Teile umfänglich gekapselt. In einer Richtung quer zur Lagerebene der PTC-Elemente 6 wird diese Kapselung durch die beiden Dichtungselemente 46 und das dazwischen angeordnete Abstandsmittel 40 gebildet.Also in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the current-carrying parts are circumferentially encapsulated. In a direction transverse to the bearing plane of the PTC elements 6, this encapsulation is formed by the two sealing elements 46 and the spacing means 40 arranged therebetween.

In Breitenrichtung ist die Außenfläche des wärmeerzeugenden Elementes vollkommen eben und wird allein durch die Außenfläche der Isolierschicht 8 gebildet. Lediglich im Bereich der stirnseitigen Enden befinden sich diese obere Schicht 8 überragende Elemente, die in Form der Zapfen 26, die wie bereits vorstehend unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben, in entsprechende Ausnehmungen 16 der Kontaktbleche 4 eingreifen. Darüber hinaus wird die Oberseite durch Fixierstege 28 überragt, welche bei diesem Ausführungsbeispiel insbesondere der Positionierung der wärmeabgebenden Lamellen in Längsrichtung dienen.In the width direction, the outer surface of the heat-generating element is completely flat and is formed solely by the outer surface of the insulating layer 8. Only in the region of the front ends, these upper layer 8 are superior elements which engage in corresponding recesses 16 of the contact plates 4 in the form of the pins 26 which, as already described above with reference to the first embodiment. In addition, the top is surmounted by fixing webs 28, which in this embodiment, in particular the positioning of the serve heat-emitting slats in the longitudinal direction.

Als weiterer Unterschied ist zu nennen, dass die Kontaktbleche 4 an den Stirnseiten nach außen umgebogen sind und dort sich im Wesentlichen parallel zu der Ebene des Kontaktbleches 4 erstreckende Steckeranschlüsse 50 ausbilden. Der Positionsrahmen 2 erstreckt sich in Längsrichtung bis über den nach außen umgelenkten Bereich des Kontaktblechs 4 und bietet somit eine zuverlässige Isolation und Beabstandung der beiden stromführenden Bauteile.Another difference is that the contact plates 4 are bent over at the end faces to the outside and there form substantially parallel to the plane of the contact plate 4 extending connector terminals 50. The positioning frame 2 extends in the longitudinal direction to beyond the outwardly deflected region of the contact plate 4 and thus provides reliable insulation and spacing of the two current-carrying components.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel statt zwei Steckeranschlüssen auch lediglich ein einziger Steckeranschluss 50 vorgesehen sein kann. In diesem Fall kann die Bestromung des anderen Kontaktbleches 4 beispielsweise durch ein strukturelles Bauteil der Halteeinrichtung zum Halten der wärmeerzeugenden Elemente erfolgen, beispielsweise über den Befestigungssteg 14, welcher an der dem Steckeranschluss 50 gegenüberliegenden Stirnseite die Isolierschicht 8 überragt.It should be noted that in the embodiment shown in FIG. 5 instead of two plug connections only a single plug connection 50 can be provided. In this case, the energization of the other contact plate 4, for example, by a structural component of the holding device for holding the heat-generating elements, for example via the attachment web 14, which projects beyond the insulating layer 8 at the opposite end of the plug connector 50.

Die Figuren 7 und 8 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen wärmeerzeugenden Elementes mit einem Positionsrahmen 2, an dem durch Umspritzen das vorliegend unteren Kontaktblech 4u angeordnet ist. Nach der spritzgießtechnischen Herstellung des Positionsrahmens 2 bildet dieser zusammen mit dem unteren Kontaktblech 4u eine Einheit. Das Kontaktblech 4u kann hierzu an seinem Rand Ausnehmungen oder Durchbrechungen aufweisen, durch die die hochisolierende, den Positionsrahmen bildende Kunststoffmasse beim Spritzgießen hindurchfließen und somit das Kontaktblech 4 mit dem Positionsrahmen 2 verbinden kann. Das untere Kontaktblech 4u ist an seinen Enden zur Mitte des Positionsrahmens hin umbogen, so dass das Kontaktblech 4u sicher von dem den Positionsrahmen 2 bildenden Material umgeben ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Positionsrahmen 2 aus einem elektrisch hochwertigen, temperaturbeständigen (200°C) Silikon gebildet. Das Ausführungsbeispiel hat danach einen CTI-Wert, der einen sicheren Betrieb bei Spannungen von etwa 500 V gewährleistet.FIGS. 7 and 8 show an alternative exemplary embodiment of a heat-generating element according to the invention with a positioning frame 2, on which the presently lower contact plate 4u is arranged by encapsulation. After the injection-molding production of the positioning frame 2, this forms a unit together with the lower contact plate 4u. For this purpose, the contact plate 4u can have recesses or openings at its edge, through which the highly insulating plastic mass forming the position frame can flow during injection molding and thus can connect the contact plate 4 to the position frame 2. The lower contact plate 4u is at its ends to the center of the position frame out, so that the contact plate 4u is securely surrounded by the frame 2 forming the material. In the embodiment shown, the positioning frame 2 is made of an electrically high-quality, temperature-resistant (200 ° C) silicone. The embodiment then has a CTI value that ensures safe operation at voltages of about 500V.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Positionsrahmen unter Beibehaltung reits beschriebenen Aufbaus hergestellt, bei dem zwischen dem Material des Positionsrahmens 2 und der Isolierschicht 8 ein dichtender Kleberand 46 vorgesehen ist, welcher vorliegend aus einem Elastomerkleber gebildet ist. Unter Zwischenlage dieses Klebestreifens 46 liegen die beiderseitigen Isolierschichten 8 an dem Positionsrahmen 2 an.In the embodiment shown, the position frame is maintained already described construction in which between the material of the positioning frame 2 and the insulating layer 8, a sealing adhesive edge 46 is provided, which is presently formed of an elastomeric adhesive. With the interposition of this adhesive strip 46, the mutual insulating layers 8 abut against the positioning frame 2.

Es sind aber auch alternative Ausgestaltungen möglich, bei denen sowohl die elektrische Leiterbahn 4u als auch die daran anliegende Isolierschicht 8u in ein Spritzgießwerkstück eingelegt und durch die hochisolierende Kunststoffmasse des Positionsrahmens 2 umspritzt werden (Fig. 9). Nach dem Entformen werden in die Rahmenöffnungen 34 die PTC-Elemente 6 eingesetzt. An der gegenüberliegenden Seite wird nun eine elektrische Leiterbahn 4 an das bzw. die PTC-Element(e) 6 angelegt. Mit einem Kleberand mit Dichtungsfunktion 46 wird die unmittelbar auf diese elektrische Leiterbahn 4 aufgelegte Isolierschicht 8 mit dem Positionsrahmen 2 verbunden. Ansonsten entspricht die in Fig. 9 gezeigte und die hier beschriebene Abwandlung hinsichtlich der Positionierung des oder der Kontaktblech(e) 4 und der Ausbildung der Kontaktelemente an dem bzw. den stirnseitigen Ende(n) des Positionsrahmens 2 den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen.However, alternative embodiments are also possible in which both the electrical conductor track 4u and the insulating layer 8u present thereon are inserted into an injection-molded workpiece and encapsulated by the highly insulating plastic compound of the positioning frame 2 (FIG. 9). After removal from the mold, the PTC elements 6 are inserted into the frame openings 34. On the opposite side, an electrical conductor 4 is now applied to the PTC element (s) 6. With an adhesive edge with sealing function 46, the directly applied to this electrical conductor track 4 insulating layer 8 is connected to the position frame 2. Otherwise, the modification shown in FIG. 9 and the one described here with regard to the positioning of the contact sheet (s) 4 and the formation of the contact elements at the front end (s) of the position frame 2 corresponds to the embodiments described above.

In Fig. 10 ist ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Bauteile gegenüber den zuvor diskutierten Ausführungsbeispielen mit gleichem Bezugszeichen versehen.In Fig. 10, another modified embodiment is shown. Also in this embodiment, the same components with respect to the previously discussed embodiments are provided with the same reference numerals.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Dichtungselemente 46 an gegenüberliegenden Seitenflächen des Positionsrahmens 2 einstückig an dem als Spritzgießbauteil ausgebildeten Positionsrahmen 2 ausgeformt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Positionsrahmen 2 aus Silikon gespritzt. Die PTC-Elemente 6 sind in diesem Rahmen 2 eingelegt. Die Isolierschichten 8 sind beidseitig auf das Dichtungselement 46 aufgelegt. Die innerhalb des Positionsrahmens 2 aufgenommenen Bauteile, Kontaktblech 4 und PTC-Elemente 6 werden zwischen den Isolierschichten 8 geklemmt. Diese wiederum sind über separate Rastelemente 62 gegeneinander vorgespannt. Die Rastelemente 62 können beispielsweise durch C-förmig geformte Kunststoffklammern gebildet sein, die sowohl die Isolierschichten 8 gegeneinander unter Zwischenlage des Positionsrahmens 2 vorspannen als auch dem relativ weichen und labilen Positionsrahmen 2 als seitliche Begrenzung dienen, so dass der Positionsrahmen 2 im wesentlichen in der Lagerebene der PTC-Elemente 6 nicht nach außen vorwölben kann. Dementsprechend sind die Rastelemente 62 jedenfalls in vorbestimmten Abständen über die gesamte Längserstreckung des Positionsrahmens 2 verteilt angeordnet. Den mit der Isolierschicht 8 zusammenwirkenden Rastvorsprünge der Rastelemente 62 können Rastmulden bzw. Rastnasen zugeordnet sein, die auf Seiten der Isolierschicht angebracht sind. Auch können die Rastvorsprünge durch Kleben mit der Isolierschicht 8 verbunden sein. Denkbar ist jede Ausgestaltung, die bei der praktischen Benutzung des wärmeerzeugenden Elementes einerseits ein Abgleiten der Rastelemente 62 von der Oberfläche der Isolierschicht 8 verhindert und andererseits eine möglichst flächige Anlage der wärmeabgebenden Elemente an der Außenseite der Isolierschicht 8 nicht behindert.In the embodiment shown, the sealing elements 46 are integrally formed on opposite side surfaces of the positioning frame 2 on the formed as an injection molding position frame 2. In the embodiment shown, the position frame 2 is injection molded from silicone. The PTC elements 6 are inserted in this frame 2. The insulating layers 8 are placed on both sides of the sealing element 46. The recorded within the position frame 2 components, contact plate 4 and PTC elements 6 are clamped between the insulating layers 8. These in turn are biased against each other via separate locking elements 62. The latching elements 62 may be formed, for example, by C-shaped plastic clips which bias both the insulating layers 8 against each other with the interposition of the position frame 2 and the relatively soft and labile position frame. 2 serve as a lateral boundary, so that the positioning frame 2 can not bulge outwardly substantially in the storage plane of the PTC elements 6. Accordingly, the latching elements 62 are distributed in any case at predetermined intervals over the entire longitudinal extension of the positioning frame 2. The cooperating with the insulating layer 8 locking projections of the locking elements 62 may be associated with locking recesses or locking lugs, which are mounted on the side of the insulating layer. Also, the locking projections may be connected by gluing with the insulating layer 8. Conceivable is any configuration that prevents the practical use of the heat-generating element on the one hand slipping the locking elements 62 of the surface of the insulating layer 8 and on the other hand, a possible flat contact the heat-emitting elements on the outside of the insulating layer 8 is not hindered.

In Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gezeigt. Diese umfasst eine Halteeinrichtung in Form eines umfänglich geschlossenen Rahmens 52, der durch zwei Rahmenschalen 54 gebildet ist. Innerhalb des Rahmens 52 werden mehrere parallel zueinander verlaufende Schichten von identisch ausgebildeten wärmeerzeugenden Elementen (beispielsweise nach Fig. 1 bis 4) aufgenommen. Ferner enthält der Rahmen 52 eine nicht gezeigte Feder, durch die der Schichtaufbau unter Vorspannung in dem Rahmen 52 gehalten wird. Vorzugsweise werden sämtliche wärmeabgebenden Elemente 56 unmittelbar benachbart zu einem wärmeerzeugenden Element angeordnet. Die in Fig. 11 dargestellten wärmeabgebenden Elemente 56 sind durch mäandrierend gebogene Aluminium-Blechstreifen gebildet. Die wärmeerzeugenden Elemente befinden sich zwischen diesen einzelnen wärmeabgebenden Elementen 56 und hinter den Längsstreben 58 eines die Luftein- bzw. Austrittsöffnung des Rahmens 52 durchsetzenden Gitters. Eine dieser Längsstreben 58 ist in der Mitte des Rahmens 52 aus Gründen der Darstellung weggenommen, so dass dort ein wärmeerzeugendes Element 60 zu erkennen ist.In Fig. 11, an embodiment of a heating device according to the invention is shown. This comprises a holding device in the form of a circumferentially closed frame 52, which is formed by two frame shells 54. Within the frame 52 a plurality of mutually parallel layers of identically formed heat-generating elements (for example, according to FIGS. 1 to 4) are received. Further, the frame 52 includes a spring, not shown, by which the layer structure is held under pretension in the frame 52. Preferably, all the heat-emitting elements 56 are disposed immediately adjacent to a heat-generating element. The heat-emitting elements 56 shown in FIG. 11 are formed by meandering bent aluminum sheet metal strips. The heat-generating elements are located between these individual heat-emitting elements 56 and behind the longitudinal struts 58 of the Luftein- or outlet opening of the frame 52 passing through the grid. One of these longitudinal struts 58 is removed in the middle of the frame 52 for the sake of illustration, so that there is a heat generating element 60 can be seen.

Da die wärmeabgebenden Elemente 56 unter Zwischenlage einer Isolierschicht 8 gegen die stromführenden Teile anliegen, sind die wärmeabgebenden Elemente 56, d. h. die Radiatorelemente, potenzialfrei. Der Rahmen 52 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet, wodurch die elektrische Isolation weiter verbessert werden kann. Einen zusätzlichen Schutz insbesondere gegen unbefugtes Berühren der stromführenden Teile der Heizvorrichtung wird zusätzlich durch das Gitter geschaffen, welches ebenfalls aus Kunststoff geformt und einteilig mit den Rahmenschalen 54 ausgebildet ist.Since the heat-emitting elements 56 rest with the interposition of an insulating layer 8 against the current-carrying parts, the heat-emitting elements 56, ie the radiator elements, potential-free. The frame 52 is preferably made of plastic, whereby the electrical insulation can be further improved. An additional protection especially against unauthorized touching of the live parts of Heating device is additionally provided by the grid, which is also formed of plastic and formed integrally with the frame shells 54.

An einer Stirnseite des Rahmens 52 befindet sich in an sich bekannter Weise ein Steckeranschluss, von dem Energieversorgungs- und/oder Steuerleitungen abgehen, durch welche die Heizvorrichtung steuerungsmäßig und stromversorgungsmäßig in einem Fahrzeug angeschlossen werden kann. An der Stirnseite des Rahmens 52 ist ein Gehäuse angedeutet, welches neben dem Steckeranschluss auch Steuer- bzw. Regelelemente aufweisen kann.On a front side of the frame 52 is located in a conventional manner, a plug connection, depart from the power supply and / or control lines through which the heater can be connected in terms of control and Stromversorgungsmäßig in a vehicle. On the front side of the frame 52, a housing is indicated, which in addition to the plug connection may also have control or regulating elements.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Positionsrahmenposition frame
44: Kontaktblechcontact sheet
66: PTC-ElementPTC element
88th: Isolierschichtinsulating
1010: KunststofffoliePlastic film
1212: Keramikplatteceramic plate
1414: Befestigungsstegfastening web
1616: Ausnehmungrecess
1818: Befestigungsstegfastening web
2020: Stegweb
2222: Steckeranschlussconnector
2424: Schlitzslot
2626: Zapfenspigot
2828: Fixierstegfixing web
3030: Begrenzungsrandboundary edge
3232: Begrenzungssteglimiting web
3434: Rahmenöffnungframe opening
3636: Isolierspaltinsulating gap
3838: Innenwandinner wall
4040: Abstandsmittelspacer
4242: Randedge
4444: Randabschnittedge section
4646: Dichtungselementsealing element
4848: DichtmittelbegrenzungsrandSealant boundary edge
5050: Steckeranschlussconnector
5252: Rahmenframe
5454: Rahmenschaleframe shell
5656: wärmeabgebendes Elementheat-emitting element
5858: Längsstrebalong longwall
6060: wärmeerzeugendes Elementheat generating element
6262: Rastelementlocking element

Claims

Wärmeerzeugendes Element einer Heizvorrichtung zur Lufterwärmung umfassend wenigstens ein PTC-Element (6) und einen Positionsrahmen (2), der wenigstens eine Rahmenöffnung (34) zur Aufnahme des wenigstens einen PTC-Elementes (6) ausbildet,
dadurch gekennzeichnet,
dass das PTC-Element (6) hochisolierend in dem Positionsrahmen (2) abgestützt ist.A heat generating element of a heating device for air heating comprising at least one PTC element (6) and a positioning frame (2) which forms at least one frame opening (34) for receiving the at least one PTC element (6),
characterized,
in that the PTC element (6) is supported in a highly insulating manner in the positioning frame (2).

Wärmeerzeugendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem PTC-Element (6) und dem die Rahmenöffnung (34) umfänglich umgebenden Material des Positionsrahmens (2) ein Isolierspalt (36) vorgesehen ist.Heat generating element according to claim 1, characterized in that an insulating gap (36) is provided between the PTC element (6) and the frame opening (34) circumferentially surrounding material of the position frame (2).

Wärmeerzeugendes Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Isolierspalt (36) ein isolierendes Abstandsmittel (40) vorgesehen ist.Heat generating element according to claim 2, characterized in that in the insulating gap (36) an insulating spacer means (40) is provided.

Wärmerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmittel (40) und/oder der Positionsrahmen (2) aus einem elektrisch hochwertigen isolierenden Material gebildet ist.Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer means (40) and / or the positioning frame (2) is formed from an electrically high-quality insulating material.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Rahmenöffnung (34) umfänglich umgebende Rand einen Isolierstreifen (40) trägt.Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the frame opening (34) circumferentially surrounding edge carries an insulating strip (40).

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hochwertige isolierende Material Silikon ist.Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the high-quality insulating material is silicone.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstreifen in Form eines die Rahmenöffnung (46) umfänglich auskleidenden, geschlossenen Isolierrahmens (50)Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating strip in the form of a frame opening (46) circumferentially lining, closed insulating frame (50)

Wärmeerzeugendes Element nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsrahmen (2) eine in eine an dem Abstandsmittel (40) ausgesparte Aufnahmenut (52) eingreifende Feder (54) ausbildet.Heat-generating element according to one of claims 3 to 7, characterized in that the positioning frame (2) forms a spring (54) engaging in a recessed groove (52) on the spacer means (40).

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an gegenüberliegenden Seitenflächen des PTC-Elements (6) elektrischen Leiterbahnen (4) anliegen und dass sich der Isolierspalt (36) zwischen den elektrischen Leiterbahnen (4) und dem Material des Positionsrahmens (2) fortsetzt.Heat generating element according to one of the preceding claims, characterized in that on opposite side surfaces of the PTC element (6) electrical conductor tracks (4) are present and that the insulating gap (36) between the electrical conductor tracks (4) and the material of the position frame (2 ) continues.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Element (6) mit der elektrischen Leiterbahn (4) verbunden und durch isolierende Festlegung der elektrischen Leiterbahn (4) gegenüber dem Positionsrahmen (2) so angeordnet ist, dass zwischen dem PTC-Element (6) und dem die Rahmenöffnung (34) umfänglich umgebenden Material des Positionsrahmen (2) ein Luftspalt vorgesehen ist.Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the PTC element (6) connected to the electrical conductor track (4) and by insulating fixing the electrical conductor track (4) relative to the positioning frame (2) is arranged so that between the PTC element (6) and the frame opening (34) circumferentially surrounding material of the position frame (2) is provided an air gap.

Wärmeerzeugendes Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt von einem isolierenden Polsterlement (40) umgeben ist.Heat generating element according to claim 10, characterized in that the air gap is surrounded by an insulating pad member (40).

Wärmeerzeugendes Element nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leiterbahn (4) direkt oder über eine an der Außenseite der elektrischen Leiterbahn (4) angeordneten, die elektrische Leiterbahn (4) überragenden Isolierschicht (8) unter Zwischenlage eines Dichtungselementes (46) an dem Positionsrahmen (2) anliegt.Heat-generating element according to claim 10 or 11, characterized in that the electrical conductor track (4) arranged directly or via a on the outside of the electrical conductor track (4), the electrical conductor track (4) superior insulating layer (8) with the interposition of a sealing element (46 ) abuts the position frame (2).

Wärmeerzeugendes Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (46) durch einen die Isolierschicht (8) mit dem Positionsrahmen (2) verbindenden Kunststoffkleber gebildet ist.Heat generating element according to claim 12, characterized in that the sealing element (46) by a the insulating layer (8) with the positioning frame (2) connecting plastic adhesive is formed.

Wärmeerzeugendes Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (46) einstückig mit dem Positionsrahmen (2) als Spritzgießteil ausgebildet ist.Heat generating element according to claim 12, characterized in that the sealing element (46) is formed integrally with the positioning frame (2) as an injection molded part.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (46) sich zumindest in Längsrichtung des Positionsrahmens (2) erstreckend vorgesehen ist.Heat-generating element according to one of claims 12 to 14, characterized in that the sealing element (46) is provided extending at least in the longitudinal direction of the positioning frame (2).

Wärmeerzeugendes Element nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (46) benachbart zu einem durch den Positionsrahmen (2) ausgebildeten, sich zumindest in Längsrichtung des Positionsrahmens (2) erstreckenden Dichtmittelrand (48) angeordnet ist.Heat-generating element according to one of claims 12 to 15, characterized in that the sealing element (46) adjacent to a by the positioning frame (2) formed, at least in the longitudinal direction of the positioning frame (2) extending sealing edge (48) is arranged.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsrahmen (2) sich quer zu der Lagerebene des PTC-Elementes (6) erstreckende, eine Aufnahme der Isolierschicht (8) und/oder der elektrischen Leiterbahn (4) seitlich begrenzende Begrenzungsränder (30) ausbildet.Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning frame (2) extending transversely to the bearing plane of the PTC element (6), a recording of the insulating layer (8) and / or the electrical conductor track (4) laterally delimiting boundary edges (30) trains.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsrahmen sich quer zu der Lagerebene des PTC-Elementes (6) erstreckende Zapfen (26) ausbildet, die in an den elektrischen Leiterbahnen (4) ausgebildeten Ausnehmungen (16) im Eingriff stehen und eine durch Anschmelzen ausgeformte Verdickung ausbilden, durch welche die elektrischen Leiterbahnen (4) an dem Positionsrahmen (2) gesichert ist.Heat-generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the position frame transversely to the bearing plane of the PTC element (6) extending pins (26) is formed, which are formed in the electrical conductor tracks (4) recesses (16) in engagement and forming a thickening formed by melting, by which the electrical conductor tracks (4) is secured to the position frame (2).

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsrahmen (2) als Kunststoff-Spritzgießteil aus einem isolierenden Material gebildet ist und dass das Abstandsmittel (40) und/oder das Polsterelement (40) durch Umspritzen einer hochisolierenden Kunststoffkomponente an dem Positionsrahmen (2) angeordnet ist.Heat generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning frame (2) is formed as a plastic injection molded part of an insulating material and that the spacer means (40) and / or the cushioning member (40) by molding a highly insulating plastic component on the positioning frame (2) arranged is.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Positionsrahmens (2) wenigstens eine elektrische Leiterbahn (4) durch Umspritzen des den Positionsrahmen (2) bildenden hochisolierenden Materials mit dem Positionsrahmen (2) verbunden ist.Heat generating element according to one of the preceding claims, characterized in that on one side of the position frame (2) at least one electrical conductor track (4) by encapsulation of the position frame (2) forming highly insulating material with the position frame (2) is connected.

Wärmeerzeugendes Element nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbart zu der einen elektrischen Leiterbahn (4) vorgesehene Isolierschicht (8) durch Umspritzen mit dem Positionsrahmen (2) verbunden ist.Heat generating element according to one of the preceding claims, characterized in that the adjacent to the one electrical conductor track (4) provided insulating layer (8) is connected by encapsulation with the position frame (2).

Heizvorrichtung zur Erwärmung von mehreren wärmeerzeugenden Elementen (60) umfassend wenigstens ein PTC-Element (6) und an gegenüberliegenden Seitenflächen des PTC-Elementes (6) anliegende elektrische Leiterbahnen (4) und mehreren in parallelen Schichten angeordneten wärmeabgebenden Elementen (56), die an gegenüberliegenden Seiten des wärmeerzeugenden Elementes (60) unter Federvorspannung in einem Rahmen angelegt gehalten sind, gekennzeichnet durch ein wärmeerzeugendes Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 21.A heating device for heating a plurality of heat-generating elements (60) comprising at least one PTC element (6) and on opposite side surfaces of the PTC element (6) voltage applied electrical conductors (4) and a plurality of arranged in parallel layers heat-emitting elements (56), the opposite sides of the heat-generating element (60) are held under spring tension applied in a frame, characterized by a heat-generating element according to one of claims 1 to 21.