本发明专利技术涉及一种PTC加热元件以及包括该PTC加热元件的电加热装置，该PTC加热元件具有两个绝缘层和设置在该两个绝缘层之间的PTC元件，该两个绝缘层具有设置在一侧的金属涂层，该PTC元件在相反设置的主侧面上设置有相应的金属镀层，该金属镀层导电地连接到该绝缘层中的一个绝缘层的该涂层，其中设置在该主侧面中的一个主侧面上的该金属镀层仅被分配用于给该PTC元件通电的一个电势，并且设置在该主侧面中的另一个主侧面上的该金属镀层仅被分配用于给该PTC元件通电的另一个电势。关于更好地散热，在以下方面根据本发明专利技术进一步改进PTC加热元件：绝缘层被胶合到PTC元件上，并且绝缘层的涂层与PTC元件的金属镀层直接导电接触。
【技术实现步骤摘要】
PTC加热元件和电加热装置
本专利技术涉及PTC加热元件和具有这种PTC加热元件的电加热装置。本专利技术尤其涉及一种具有根据权利要求1的前序部分的特征的PTC加热元件。
技术介绍
从EP0026457A2中已知这种PTC加热元件。由该现有技术已知的PTC加热元件具有被注塑成型的塑料框架并且具有附接到PTC加热元件的相反的主侧面上的氧化铝板，该氧化铝板设置有一层可延展的焊料，该焊料与PTC元件导电地接触，该焊料设置在框架内部，并在与氧化铝板相对设置的主侧面上具有金属镀层。在现有技术中，电连接迹线突出穿过框架并且被焊接到氧化铝板的可延展焊料上。在PTC元件的两个主侧面上提供的端到端的金属镀层分别被分配不同的极性。然后，电力电流必须在厚度方向上穿透PTC元件以对PTC元件进行加热。上述现有技术留有改进的余地。本专利技术特别地旨在提供一种用于机动车辆的、具有改进的散热的改进的PTC加热元件。上述类型的PTC加热元件例如在机动车辆中用于加热液体，加热设备或车辆的内部，或者使进入乘客室的空气在作为波纹肋加热器的PTC加热元件上流动。这样的辅助加热器通常布置在车辆的热交换器的下游，并且不包括承载冷却剂的管。通过通常以绝缘方式支撑在框架中的不同极性的接触元件来建立接触。通向PTC元件的导电迹线也以相互电绝缘的方式支撑在由塑料材料匀称地制成的框架中。现有技术中通常已知的这些设计特征也是根据本专利技术的电加热装置的优选的进一步发展。
技术实现思路
为了解决该问题，本专利技术提出了具有权利要求1的特征的PTC加热元件。在根据本专利技术的PTC加热元件中，在一个主侧面上设置金属镀层，并且仅将金属镀层分配给一个用于给PTC元件通电的电势，而将另一电势施加到另一个主侧面上，并在该另一个主侧面上设置金属镀层。为了通过电力电流加热PTC元件，则必须使电力电流在厚度方向上流过PTC元件。通常将主侧面理解为PTC元件的最大表面。PTC元件可以是圆形的。在这种情况下，通常设置成彼此平行的平面的圆形表面是主侧面，而不是周向表面。但是，PTC元件优选具有长方体的形状。两个相反布置的成平行平面的主侧面在周向上通常地与沿周向延伸的边缘连接。彼此垂直布置的边缘表面具有相同的厚度，即高度延伸部。该延伸部通常要小得多，通常比主侧面的最小尺寸(宽度或长度)小5倍或更多。在根据本专利技术的PTC加热元件中，通过设置在绝缘层上的涂层实现通电。绝缘层可以是塑料膜或陶瓷层。绝缘层也可以形成为混合绝缘层，该混合绝缘层由多个绝缘层形成，例如由至少一个陶瓷板与至少一个膜的组合形成。陶瓷板在那里通常包括涂层。根据本专利技术，通过绝缘层的涂层实现与PTC元件上的金属镀层的接触。用涂层进行金属化处理的绝缘层胶合在PTC元件上。因此，通过胶合将绝缘层和PTC元件结合在一起，以变成形成加热单元的装置。绝缘层通常在其内侧上具有全表面涂层。通过丝网印刷或溅射分别在PTC元件上施加涂层或金属镀层。直接在金属镀层下方设置的是PTC的半导体材料。在本专利技术中，散热直接从PTC进入施加在PTC上的金属镀层以及从金属镀层进入绝缘层及其涂层。绝缘层形成根据本专利技术的PTC加热元件的外表面，该外表面将热散发到外部。尽管在涂层和金属镀层之间存在粘合剂，但是根据本专利技术，涂层和金属镀层之间的电接触是通过涂层和金属镀层之间的直接导电接触实现的。涂层和金属镀层通常具有一些粗糙峰，该粗糙峰抵靠在彼此上，彼此部分互锁。这些接触点通常用于涂层和金属镀层之间的电接触。粘合剂被使用使得，PTC元件与在PTC元件上设置的金属镀层之间以及绝缘层和在绝缘层上设置的涂层之间的所有针孔和空隙均尽可能地被粘合剂填充，但是涂层和金属镀层直接同时彼此接触。考虑到良好的电接触并增加粗糙峰，PTC元件优选在金属镀层的区域中被粗糙化。因此形成PTC元件，该PTC元件可以在PTC元件和绝缘层的外表面之间表现出较小的层厚度，这促进了PTC元件的散热。粘合剂可以具有良好的导热性。由于首先是涂层的粗糙峰，然后是金属镀层的粗糙峰直接接触，这种粘合剂可以填充粗糙峰内的剩余空隙，从而PTC元件和绝缘层之间的导热在金属镀层和涂层的区域中得以改善。为了增加粘合剂的导热性，粘合剂优选地包含导热性良好的导热颗粒的形式的填充材料。选择颗粒的粒径，使得金属镀层的粗糙峰与涂层的粗糙峰的接触不被颗粒桥接或损害。颗粒通常很小，不超过2μm至5μm，这具体取决于粗糙峰的尺寸。所述颗粒最多不应大于20μm，优选不大于10μm。特别地，具有在20和30W/(m·K)之间的热导系数的陶瓷颗粒适合作为良好导热的颗粒。这些导热颗粒例如被引入硅酮粘合剂中。它的热导系数(本身或作为具有颗粒的悬浮液)应至少为3W/(mK)。粘合剂可以是导电的或电绝缘的。根据本专利技术的一个优选的改进方案，绝缘层形成在PTC元件上突出的接触凸耳。两个绝缘层中的每一个形成相应的接触凸耳。绝缘层优选地形成为相同的，使得相同的部件可以用于制造加热单元。接触凸耳可以在框架上在边缘侧上延伸，并实现根据本专利技术的PTC加热元件与电力电流的外部连接。框架通常至少在边缘侧密封绝缘层，使得待加热介质不能到达框架内的加热单元的载流部分。框架优选地由硅酮制成并且优选地通过注塑模制涂覆附接到加热单元。在这种情况下，由绝缘层形成的接触凸耳通常穿过框架部段，该框架部段在注塑模制涂覆期间一体形成到框架中。框架部段因此在加热单元的由接触凸耳突出的表面侧上形成密封。根据一种可替代的构造，PTC元件在框架的外侧上的电接触通过电连接到绝缘层的相关涂层的接触凸耳元件实现。这些接触凸耳元件在端侧处伸出框架。这些接触凸耳元件优选地由冲压加工的金属板材部件形成，并且优选地以预加载方式抵靠在指定的绝缘层和设置在绝缘层上的涂层上。尽管连接凸耳可以以预加载方式连接，特别是焊接到绝缘层的涂层上，但是优选在连接凸耳元件与相关的绝缘层或涂层之间没有各自的直接连接。在涉及连接凸耳元件与绝缘层的涂层接触的下面的描述中，齿轮朝向绝缘层本身，则这是基于这样的假设，即仅成例如陶瓷层的形式的绝缘层适于抵接单独的连接凸耳元件，并且该涂层仅在用于绝缘层时才足够稳定。为了在注塑模制涂覆框架时进行预定位和密封，优选设置框架部段，该框架部段形成用于连接凸耳元件的保持通道，并被推压到绝缘层上。通过将框架部段推压到绝缘层上，框架部段相对于加热单元被定位。框架部段通常在被推压到加热单元上之前设置有连接凸耳元件。框架部段优选地包括通风口，当注塑模制涂覆框架时，空气可以通过该通风口从加热单元或框架的内部排出，直到腔的容积被填充并且加热单元中的所有空间都被注入的塑料材料填充。结果，框架部段通过注塑模制涂覆连接到框架并密封在框架中。连接凸耳元件优选以锁合配合的方式保持在框架部段中。为此目的，通过冲压金属板材形成的连接凸耳元件通常具有卡锁突起，该卡锁突起是通过冲压和弯曲金属板材的平面而形成的，并且与框架部段的卡锁开口相互作用。关于良好的电接触，良好的电接触也不受被注入用于形成框架的通常为硅酮的塑料材料的损害，根据本专利技术的优选的改进方案提出形成一种连接凸耳元件，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PTC加热元件(2)，具有两个绝缘层(4)和设置在所述两个绝缘层之间的PTC元件(8)，所述两个绝缘层(4)具有设置在一侧的金属涂层(6)，所述PTC元件在相反设置的主侧面上设置有相应的金属镀层(10)，所述金属镀层导电地连接到所述两个绝缘层(4)中的一个绝缘层的所述金属涂层(6)，其中设置在所述相反设置的主侧面中的一个主侧面上的所述金属镀层(10)仅被分配用于给所述PTC元件(8)通电的一个电势，并且设置在所述相反设置的主侧面中的另一个主侧面上的所述金属镀层(10)仅被分配用于给所述PTC元件(8)通电的另一个电势，其特征在于：/n所述绝缘层(4)胶合到所述PTC元件(8)上，并且所述绝缘层(4)的所述金属涂层(6)与所述PTC元件(8)的所述金属镀层(10)直接导电接触。/n
【技术特征摘要】
20190306 DE 102019203066.1;20190402 DE 102019204661.一种PTC加热元件(2)，具有两个绝缘层(4)和设置在所述两个绝缘层之间的PTC元件(8)，所述两个绝缘层(4)具有设置在一侧的金属涂层(6)，所述PTC元件在相反设置的主侧面上设置有相应的金属镀层(10)，所述金属镀层导电地连接到所述两个绝缘层(4)中的一个绝缘层的所述金属涂层(6)，其中设置在所述相反设置的主侧面中的一个主侧面上的所述金属镀层(10)仅被分配用于给所述PTC元件(8)通电的一个电势，并且设置在所述相反设置的主侧面中的另一个主侧面上的所述金属镀层(10)仅被分配用于给所述PTC元件(8)通电的另一个电势，其特征在于：
所述绝缘层(4)胶合到所述PTC元件(8)上，并且所述绝缘层(4)的所述金属涂层(6)与所述PTC元件(8)的所述金属镀层(10)直接导电接触。
2.根据权利要求1所述的PTC加热元件(2)，其特征在于，
所述金属涂层(6)和所述PTC元件(8)的所述金属镀层(10)通过导热良好的粘合剂(40)结合。
3.根据权利要求2所述的PTC加热元件(2)，其特征在于，
在所述金属涂层(6)与所述金属镀层(10)之间设置有包含粘合剂(40)的填充材料，并且所述填充材料具有为20μm、优选地10μm的最大粒径。
4.根据权利要求1所述的PTC加热元件(2)，其特征在于接触凸耳(12)，所述接触凸耳(12)由所述两个绝缘层(4)中的一个绝缘层形成并且在所述PTC元件(8)上突出。
5.根据权利要求4所述的PTC加热元件(2)，其特征在于，
所述接触凸耳(12)以密封方式穿过框架(22)，所述框架在边缘侧密封所述绝缘层(4)。
6.根据权利要求4所述的PTC加热元件(2)，其特征在于，
所述接触凸耳(12)端接于框架(22)内，所述框架在边缘侧密封所述绝缘层(4)，所述接触凸耳(12)被连接凸耳元件(30)接触，所述连接凸耳元件(30)在端侧在所述框架(22)上突出。
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：健迈克尔·费斯特尔，佛罗莱恩·比托戈伦，阿哈默德·阿萨菲，斯特凡·普雷尼亚，凯法比安·博克勒，迈克尔·尼德雷尔，
申请(专利权)人：赫姆斯多夫埃贝赫卡滕有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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