PTC加热元件以及具有该PTC加热元件的电加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种PTC加热元件，包括至少一个PTC元件和分配给不同极性的两个导体路径，所述导体路径导电地连接到PTC元件并且设置有用于电连接PTC元件的连接元件(4)。具有改善的散热的PTC加热元件的特征在于电磁屏蔽件(6)，该电磁屏蔽件由能够渗透流体的金属结构(8)形成并且围绕PTC元件和导体路径。

【技术实现步骤摘要】
PTC加热元件以及具有该PTC加热元件的电加热装置
本专利技术涉及一种PTC加热元件，包括至少一个PTC元件和分配给不同极性的两个导体路径，所述导体路径导电地连接到PTC元件并且设置有用于电连接PTC元件的连接元件。
技术介绍
这种PTC加热元件例如由DE102016224296A1已知。DE202012013770A1也公开了一种相应的PTC加热元件。最近提到的已知的PTC加热元件包括从金属板材弯曲并彼此连接的两个外壳元件，外壳元件在外部围绕PTC加热元件。这两个外壳元件提供了针对EMC辐射的屏蔽。这防止由PTC加热元件发射的电磁辐射到达外部。上面讨论的实施例状态仍然有待改进。因此，本专利技术旨在提供一种具有改善的热输出的PTC加热元件。
技术实现思路
为了解决这个问题，本专利技术提出了一种具有权利要求1的特征的PTC加热元件。该PTC加热元件具有金属结构，该金属结构被制成能够渗透流体的，优选地能够渗透水的，并且在PTC元件和导体路径周围形成电磁屏蔽。能够渗透流体的金属结构提供了以下可能性：待加热的流体可以直接到达PTC加热元件的散热表面。与根据DE102012013770A1的现有技术相反，由PTC元件产生的热不必首先经过封闭的屏蔽外壳以便传递到介质上。优选地，金属结构像罩一样围绕PTC加热元件和导体路径。金属结构处于地电势，而两个导体路径分配给电力电流的电势。为了用根据本专利技术的PTC加热元件加热，可以使用空气或液体热载体，例如水。PTC元件可以安装在空气加热器中，从而可以将散发热的波纹肋层直接施加到金属结构上。可以在屏蔽件内设置PTC加热元件的导电部件(即PTC元件和两个导体路径)之间的任何电绝缘。这种绝缘防止要加热的介质与PTC加热元件的引导电力电流的导电部件直接接触。然而，通常，根据本专利技术的PTC加热元件用于热水器中，该热水器作为电加热装置的构造，包括循环室，该循环室通常可以通过入口喷嘴和出口喷嘴与管道系统连接并且循环室与连接室密封隔离，从而用于至少一个PTC加热元件的电连接的连接室不会与要加热的液体介质接触。水分或热交换器的液体无法到达连接室。为此，在循环室和连接室之间设置有分隔件。该分隔件通常被连接元件穿透。通常将连接元件密封地容纳在连接室中并穿过该连接室。如由DE102016224296A1已知的那样，加热元件壳体在此可提供对分隔件的密封。本专利技术的电加热装置的这种特定设计的循环室除了入口和出口之外都是流体密封的，从而将要加热的液体介质封闭在循环室中并且可以流过循环室。在这样的循环室中，本专利技术的PTC加热元件以加热肋的形式被暴露。能够渗透流体的金属结构以很小的距离围绕PTC加热元件的散热表面，从而在屏蔽件和散热表面之间形成了流动间隙。在该流动间隙中，与已知解决方案相比，热传递得到改善，这是因为流体流通过金属结构而形成旋涡，这导致在生成热的PTC加热元件的界面(即散热表面)处的热传递得到改善。屏蔽件优选至少部分地与以导热方式连接到PTC元件的散热表面间隔开。该距离通常在1.0毫米到4.0毫米之间。这样的距离允许关于在散热表面和待加热的介质之间的期望的强化热传递来最佳地调节间隙中的流动。各种金属结构适合于待加热流体的上述旋涡效应，例如针织金属织物、编织金属织物或多孔金属网片材。也可以想到的是纺织结构，所述纺织结构完全或部分地包含金属线，或者可能还在其中包含纺织线或由纺织线形成。能够渗透流体的金属结构的各个金属元件之间的网格尺寸由屏蔽件的期望效果确定。但是，相应的网格尺寸不应小于1.0毫米。为了获得所需的屏蔽件，可以将金属结构的各个元件尽可能地靠近在一起。例如，即使是紧密编织的金属结构也基本上是能够渗透流体的。考虑到良好的对流散热，最小的网格尺寸不应被切开。金属结构的相邻的纤维或线元件或多孔金属网结构的最小距离不应小于1.0毫米。在1.5毫米到2.0毫米之间，优选地在3毫米到10毫米之间的网格尺寸的情况下，一方面关于在PTC元件的散热表面上产生涡流流动的良好旋涡以及另一方面关于对流散热的良好流动性的最优状态是可能的。关于稳定性，特别地关于可加工性，并考虑所需的网格尺寸，线的厚度应在0.2毫米至0.5毫米之间。此类线的厚度编织良好，可以作为标准产品使用。在起伏范围内，导线厚度应在0.4毫米到1毫米的范围内选择。特别地，为了容易地连接电加热装置中的PTC加热元件，优选地，分配给导体路径的电气端子凸耳设置在PTC加热元件的同一侧。这些端子凸耳彼此平行地延伸，从而两个端子凸耳可以通过均匀的插入运动以一个插入式连接电连接。电气端子凸耳优选地在形成两个导体路径的接触片材上制成一个部件。导体路径又抵靠在PTC元件上。导体路径可以以导电的方式抵靠在PTC元件的主侧面上。如在DE102016224296A1中所教导的，导体路径也可以抵靠PTC元件的端面。根据本专利技术的PTC加热元件还可以包括在该前述出版物中公开的塑料框架作为加热元件壳体。能够渗透流体的金属结构可以连接到该塑料框架。加热元件壳体可以但不一定必须由塑料制成。加热元件壳体也可以由陶瓷材料制成，例如分配到彼此的两个陶瓷外壳或陶瓷外壳和陶瓷盖，两个陶瓷外壳或陶瓷外壳和陶瓷盖流体在它们之间密封地容纳PTC元件和两个导体路径。在外部，这种加热元件壳体优选地被由能够渗透流体的金属结构制成的罩包围。考虑到屏蔽件的容易和简单的连接性，根据本专利技术的一个优选的改进方案，提出了一种屏蔽端子凸耳，该屏蔽端子凸耳以导电的方式连接到PTC加热元件的该侧上的屏蔽件，所述屏蔽件也由电气端子凸耳突出超过，其中，屏蔽端子凸耳优选平行于电气端子凸耳延伸并且突出超过屏蔽件。屏蔽端子凸耳可由能够渗透流体的金属材料制成。如果屏蔽端子凸耳是由多孔金属网制成的，则可以省去在端子凸耳的区域中的冲压和拉伸，以形成屏蔽端子凸耳，从而屏蔽端子凸耳在多孔金属网上形成一个部件以作为连续的金属片材部段。屏蔽件因此可以通过插入式连接来连接。能够渗透流体的金属结构可以例如通过包覆成型塑料材料，形成加热元件壳体而连接到加热元件壳体。通常，金属结构连接到在外部围绕金属结构的保持框架。该保持框架例如可以通过注射成型与金属结构连接。也可以想到其他类型的附接方式，例如胶合、钎焊或焊接。该保持框架通常被插入到注射模具中，加热元件壳体在该注射模具中被注射成型。保持框架相对于注射模具密封设置在加热元件壳体内部的金属结构。在这种包覆成型的过程中，金属结构通常被布置成与PTC加热元件的散热表面相距一定距离，从而在加热元件壳体脱模之后，可以不使用工具生成PTC加热元件。在本专利技术的第二方面提出的电加热装置中，上述分隔件也被电连接到屏蔽件的屏蔽端子凸耳穿透，从而在连接室中也进行了屏蔽件的电连接。为此，优选可以在连接室中提供印刷电路板，该印刷电路板包括插入式元件容纳部，插入式元件容纳部一方面用于以插入接触的方式连接端子凸耳并且另一方面以插入接触的方式连接至少一个屏蔽端子凸耳。优选地，电加热装置具有多个上述类型的PTC加热元件。在这种情况下，印刷电路板连接这几个PTC加热元件的端子凸耳。印刷电路板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PTC加热元件(2)，包括至少一个PTC元件和分配给不同极性的两个导体路径，所述两个导体路径导电地连接到PTC元件，并且设置有用于电连接PTC元件的连接元件(4)，其特征在于电磁屏蔽件(6)，所述电磁屏蔽件(6)由能够渗透流体的金属结构(8)形成，并围绕PTC元件和导体路径。/n

【技术特征摘要】
20190226 DE 102019202543.91.一种PTC加热元件(2)，包括至少一个PTC元件和分配给不同极性的两个导体路径，所述两个导体路径导电地连接到PTC元件，并且设置有用于电连接PTC元件的连接元件(4)，其特征在于电磁屏蔽件(6)，所述电磁屏蔽件(6)由能够渗透流体的金属结构(8)形成，并围绕PTC元件和导体路径。


2.根据权利要求1所述的PTC加热元件，其特征在于，
所述PTC元件和所述导体路径以流体密封的方式被容纳在加热元件壳体(12)中。


3.根据权利要求1所述的PTC加热元件，其特征在于，
分配给所述导体路径的电气端子凸耳(4)在同一侧突出超过所述电磁屏蔽件(6)且彼此平行地排列。


4.根据权利要求3所述的PTC加热元件，其特征在于至少一个屏蔽端子凸耳(14)，所述至少一个屏蔽端子凸耳导电地连接到所述电磁屏蔽件(6)，平行于所述电气端子凸耳(4)延伸并且突出超过所述电磁屏蔽件(6)。


5.根据权利要求1所述的PTC加热元件，其特征在于，
所述电磁屏蔽件(6)设置成与以导热方式连接到所述PTC元件的散热表面至少部分地间隔开，使得在散热表面与电磁遮蔽件(6)之间形成有流动间隙。


6.根据权利要求5所述的PTC加热元件，其特征在于，
所述散热表面是加热元件壳体(12)的外表面，所述加热元件壳体(12)以流体密封的方式容纳所述PTC元件和所述导体路径。


7.根据权利要求1所述的PTC加热元件，其特征在于，
所述电磁屏蔽件(6)被容纳在保持框架(32)中，
所述保持框架最初单独制造并连接到所述电磁屏蔽件(6)，并且一体形成到加热元件壳体(12)中。


8.根据权利要求7所述的PTC加热元件，其特征在于，
所述保持框架(32)通过注射成型连接至所述加热元件壳体(12)。


9.一种电加热装置，所述电加热装置包括加热器壳体，所述加热器壳体形成循环室(20)和连接室(18)，连接室(18)相对于所述循环室(20)以流体密封的方式被密封，并且所述电加热装置包括至少一个PTC加热元件(2)，所述至少一个PTC加热元件包括至少一个PTC元件和分配给不同极性的两个导体路径，所述两个导体路径导电地连接到PTC元件并且设有用于电连接PTC元件的连接元件(4)，并且所述至少一个PTC加热元件进一步包括电磁屏蔽件(6)，所述电磁屏蔽件由能够渗透流体的金属结构(8)形成并围绕PTC元件和所述导体路径，其中将循环室(20)与连接室(18)分隔开的分隔件被所述至少一个PTC加热元件(2)的连接元件(4)和屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·瓦尔茨，帕特里克·卡彻尔霍夫，萨沙·巴诺，
申请(专利权)人：埃贝赫卡腾有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE