CN104701650B - 电热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的电热器(1)，其包括至少一个加热元件(7)和至少一个电路板(2)，且该电路板(2)连接至一控制单元和/或一电源，并具有至少一个接触区(3)，以通过该接触区实现加热元件(7)与控制单元和/或电源之间的电连接，加热元件(7)具有至少一个PTC加热元件，且该加热元件(7)通过至少一个连接件(5，11)连接至电路板(2)，其中第一连接件(5)具有至少一个突起元件(6)，接触区(3)具有至少一个通孔(4)，且至少一个突起元件(6)插入接触区(3)的至少一个通孔(4)中。

Description

电热器

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的加热器，其包括至少一个加热元件和至少一个电路板，且该电路板连接至一控制单元和/或一电源，并具有至少一个接触区，以通过该接触区实现加热元件与控制单元和/或电源之间的电连接，加热元件具有至少一个PTC加热元件，且该加热元件通过至少一个连接件连接至电路板。

背景技术

电热器通常包括至少一个加热元件，该加热元件可以通过对其提供电流进行加热。热量随后通过散热翅片或其它导热部件传递至散热器。该散热器从而可以通过加热元件进行加热。为了控制加热元件上的电流，电热器还具有一控制单元。该控制单元或者直接连接至各加热元件，或者通过连接至控制单元和多个加热元件的所谓的总线连接至各加热元件。

本领域已知的电热器具有一设置在加热元件与控制单元和/或电源和/或总线之间的连接组件。该连接组件通常由公母连接头构成。由于这种连接组件的性能，当两个连接头相连时，加热器将承受机械应力。

此外，由于连接组件在电热器中的位置，因而使其可能暴露在腐蚀、湿气或机械应力中。特别地，如果各加热元件分别通过一连接组件连接至一与电源相连的共用总线系统时，各加热元件的组装将对所有其它已组装好的加热元件产生机械应力。这可能导致连接组件或加热元件损坏。

此外，难以获得充分密封以防止水或湿气的连接组件。加热器的各元件之间的连接件的数量很多，因为大量的元件需要相互连接，例如，加热元件、母线、电路板、控制单元和电源。

水或湿气的进入可能会引起摩擦腐蚀，从而导致加热器失效。由于这种电热器的常用环境，连接头必须在整个寿命期间满足高需求以防止失效。这种电热器通常在汽车中使用，以给汽车的发动机或内部提供加热。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电热器，该电热器具有一位于电热器的加热元件与电路板之间的改进的连接件，其中该连接件可以形成为对电热器产生最小的机械应力。此外，该电热器应该易于制造。

上述目的通过以下特征实现。

根据本发明提供一种用于汽车的电热器，其包括至少一个加热元件和至少一个电路板，且该电路板连接至一控制单元和/或一电源，并具有至少一个接触区，以通过该接触区实现加热元件与控制单元和/或电源之间的电连接，加热元件具有至少一个PTC加热元件，且该加热元件通过至少一个连接件连接至电路板，其中，第一连接件具有至少一个突起元件，接触区具有至少一个通孔，且至少一个突起元件插入接触区的至少一个通孔中。

突起元件可以插入接触区的通孔中，以建立连接件与接触区之间的连接。接触区或者涂有导电材料，或者完全由这种材料制成。优选地，通孔的内表面同样导电。由于突起元件同样导电，因而易于在连接件与接触区之间建立导电连接。

接触区可通过印刷在电路板上或者采用其它技术涂在电路板上的导电路径连接至一控制单元和/或一电源。接触区作为控制单元和/或电源直接与加热元件之间或者与连接件之间的接口，该连接件优选以导电连接的方式连接至加热元件。连接件从而起到电路板与加热元件之间的连接桥的作用。这是优选的，因为加热元件通过连接件直接连接至电路板，因而无需本领域已知的电热器中所使用的母线或者母线系统。

此外，优选的，在电路板连接至电热器的控制单元、电源或其它结构之前，在加热元件与电路板之间建立连接。这对电热器的其余部分的机械应力是有利的，因为加热元件与电路板之间的连接可以被限制或者甚至被取消。

突起元件插入通孔中，防止了连接件与电路板的接触区之间发生沿两个方向(垂直于突起元件的纵向延伸方向)的相对运动。通过将突起元件压入配合在通孔中，防止了沿第三个方向(平行于突起元件的延伸方向)的相对运动

此外，有利的是，通孔的横截面小于突起元件的横截面。

由于通孔的横截面小于对应的突起元件的横截面，因而可以实现压入配合。需要装配力将突起元件插入到它们对应的通孔中。

除此之外，优选的，接触区的通孔和/或第二连接件与突起元件之间的连接通过压入配合实现。凭借各突起元件的横截面至少比相应通孔的横截面略宽，可以实现压入配合。压入配合有利于将突起元件固定在通孔中。压入配合防止了第一连接件与电路板之间的相对运动。

此外，有利的是，接触区具有多个规则或不规则分布的通孔，且第一连接件具有多个突起元件，突起元件的数量小于或等于或大于通孔的数量。

在最优选的实施例中，接触区中的各通孔与第一连接件的突起元件一一对应。突起元件的布置样式与通过的布置样式相同。通过相同的样式，能够将各突起元件插入到对应的通孔中。在可选的实施例中，通孔的数量可以大于突起元件的数量。在这种情况下，如果第一连接件连接至接触区，则有些通孔将保持闲置和保持为空。

在另外的实施例中，优选地，突起元件由梁状元件制成。

突起元件优选地形成为梁状元件。因而，突起元件的横截面例如可以呈圆形、八边形、卵形、椭圆形或多边形。在有利的实施例中，通孔的横截面的形状与突起元件的横截面的形状相同。然而，这并不是必须的，因为突起元件与通孔之间的压入配合可以通过各自横截面的不同形状实现。

根据本发明的一个有利实施例，第一连接件呈板状，并具有两个彼此相对设置的板形表面，且突起元件设置在第一连接件的其中一个板形表面上。为了在接触区与第一连接件之间建立面接触，第一连接件的板状形式是有利的。因而，接触区优选同样为平面。

在进一步有利的实施例中提供了第二连接件，其呈板状并具有多个通孔，第二连接件中的通孔的布置样式与接触区中的通孔的样式相同，并且第二连接件连接至加热元件。

第二连接件可以具有这样的通孔，即，它们布置为与接触区中的通孔相同。这是有利的，因为突起元件可以穿过接触区的通孔以及第二连接件的通孔，以将第一连接件和第二连接件连接至电路板的接触区。因此，优选的，第二连接件中的通孔的横截面小于突起元件的横截面，以在突起元件与第二连接件之间建立压入配合。

此外，有作用的是，第一连接件的突起元件插入接触区的通孔中，并插入第二连接件的通孔中。通过将突起元件插入接触区的通孔中以及第二连接件的通孔中，实现了这三个元件之间的连接，而无需额外的固定元件。

除此之外，优选的，第一连接件与电路板的两个平面中的其中一个平面面接触，而第二连接件与电路板的另一平面面接触。电路板(特别是接触区)设置在第一连接件与第二连接件之间。因而，接触区优选以这样的方式形成，即，其为两个连接件提供导电表面。

在可选的实施例中，通过接触区与第一连接件之间的导电连接，以及还通过第一连接件的突起元件与第二连接件之间的导电连接，可以实现接触区与第二连接件之间的电连接。因此，接触区与第二连接件之间无需专用的导电连接件。一更加优选的实施例的特征在于，接触区与第二连接件之间为导电接触。因此，第一连接件仅用于将第二连接件固定至电路板的接触区。在又进一步的实施例中，两个连接件均以导电的方式连接至接触区。

此外，优选地，第一连接件和/或第二连接件通过黏合剂和/或螺钉和/或夹子和/或钎焊接头或者通过铆钉连接至加热元件。根据加热元件的特定的实施例，第一或者第二连接件以导电的方式连接至加热元件。这可以通过本领域公知的、如前所述的连接材料实现。通过将第一连接件或者第二连接件连接至加热元件，可以实现导电连接。PTC加热元件分布在加热元件上，从而可以连接至一控制单元和/或一电源。通过电源处的开关或者通过控制单元(其优选设置在电源与加热元件之间的电路中)，可以使加热元件启动或停止工作。

在另一个实施例中，有利的是，电路板和/或第一连接件和/或第二连接件封装在一防水壳体中。防水壳体优选用于保护电路板以及电路板与加热元件之间的电连接件免受湿气和其它腐蚀物影响。该壳体优选可以提供开口，以供加热元件穿过。开口可以通过本领域公知的密封件容易地密封。

在另一优选的实施例中，多个电路板可以封装在一个防水壳体中。电路板与电源和/或控制单元之间的连接件同样可以封装在壳体中。这是特别有利的，因为壳体有助于防止电热器的电连接件短路或者腐蚀。壳体中的开口(其形成一供各元件穿过壳体的壁的通道)可以通过本领域公知的密封件密封。

本发明进一步的优选实施例记载在以下的说明书和附图中。

附图说明

下面以至少一个实施例为基础并且借助附图详细地阐述本发明，其中：

图1示出了电路板，其具有两个电连接至未示出的电源或控制单元的接触区，此外加热元件可以通过连接件连接至电路板，该连接件具有多个示出为邻近电路板的突起元件，以及

图2示出了一可选的实施例，其中，加热元件可以通过第一连接件和第二连接件连接至电路板的接触区，该第一连接件具有多个突起元件，该第二连接件具有多个通孔。

附图标记列表：

1 电热器

2 电路板

3 接触区

4 通孔

5 第一连接件

6 突起元件

7 加热元件

8 散热翅片

9 L形本体

10 连接区

11 第二连接件

12 通孔

13 连接区

14 连接区

15 L形本体

具体实施方式

图1示出了电热器1的分解图。该电热器包括第一加热元件7，其具有多个散热翅片8以及至少一个PTC加热元件(图1中未示出)。通过向PTC加热元件提供电流，可使它们用于产生热量。电流可以从电源(图1中未示出)获得。此外，电热器具有一控制单元以及一连接至电源的连接件。两者均未在图1中示出。在优选的实施例中，电热器1具有多个连接至电路板2的加热元件7。

加热元件7具有L形本体9。L形本体9的较长边具有多个散热翅片8和PTC加热元件(图1中未示出)。散热翅片8和PTC加热元件可以分布在L形本体的较长边的一侧或两侧。

L形本体9的较短边还是第二L形本体15的一部分。第二L形本体15的较长边具有一连接区10，其可供一连接件5连接。连接件5示出为位于加热元件7与电路板2之间。加热元件7的组成是示例性的。在可选的实施例中，该加热元件7在不脱离本发明的范围的前提下可以有不同组成。重要的是，加热元件具有至少一个PTC加热元件，可通过加热元件的本体或者其它导电机构向PTC加热元件提供电流。

电路板2示出为位于加热元件7和连接件5的下方。电路板2具有两个接触区4，它们通过电路板2的表面上的印刷路径连接至电源或控制单元。通过将加热元件7连接至接触区2，可以实现电连接。

连接件5包括平板形元件，板形元件的下侧面设有多个突起元件6。板形元件的上侧面可以通过本领域公知的机构(例如螺钉、硬钎接头、黏合剂或夹子)连接至加热元件7的连接区10。

突起元件6呈梁状并具有这样的横截面，该横截面具有例如呈圆形、椭圆形或多边形的形状。突起元件6的横截面可以是沿着突起元件6的垂直延伸方向不变的，或者其也可以改变。一优选实施例的特征在于，从突起元件6的自由端至板形元件的横截面逐渐变大。这是有利的，因为这样便于将突起元件插入通孔(例如接触区3的通孔4)。

接触区3的通孔4穿透电路板2。突起元件6从而可以插入通孔4。因此，突起元件6的横截面大于对应的通孔4的横截面。通过将突起元件6压入通孔4可以建立所谓的压入配合。由于突起元件6的横截面比通孔4的横截面更大，因而形成了压入配合。

接触区3优选由导电材料制成，其通过电路板2上的印刷路径或者电路板2上的涂敷路径连接至电源和/或控制单元。

连接件5同样优选由导电材料制成。从而，电流可以通过接触区3传输至连接件5并最终传输至加热元件7，该加热元件7与PTC加热元件电连接。通过这样的结构，PTC加热元件可以连接至电源的至少一个电极。通过其它导电元件(例如电缆或电桥或相邻的加热元件)，可以建立与电源的第二个电极的连接。在一个实施例中，通过相邻加热元件之间的连接使得电路闭合，优选地，相邻加热元件以可选的方式连接至电源的正极或负极。

每个电路板2具有多个接触区3。一个加热元件7通过连接件5连接至各接触区3。

突起元件6与接触区3之间的压入配合防止了加热元件7与电路板2之间的在所有三个空间方向上的相对运动。为了形成压入配合，需要一组装力将突起元件6压入通孔4。

图2示出了加热器1的可选实施例。加热元件7形成为一L形本体9，其具有较长边和较短边。如已在图1中示出的，L形本体9的较长边具有散热翅片8和PTC加热元件(未示出)。较短边具有一连接区14。第二连接件11可以通过本领域已知的机构(如螺钉、黏合剂、硬钎接头或夹子)连接至连接区14。

第二连接件11由板形平面本体构成，其具有多个通孔12。此外，第二连接件11具有一连接区13，其垂直于具有多个通孔12的连接件11的平面区域。连接区13可以连接至连接区14。

第二连接件11中的通孔12按照与电路板2中的通孔4相同的形式布置。第二连接件11可以按照通孔4与通孔12相对应的方式布置在电路板的下表面。与图1的第一连接件5相同的第一连接件5随后可以压在电路板2的上表面。突起元件6将插入通孔4和12中，从而建立第一连接件5、电路板2和第二连接件11之间的紧密连接。

在可选的实施例中，第二连接件11和第一连接件5可以设置于电路板2的相同侧。如果连接件5、11均设置于电路板的相同侧，则第二连接件11需要设置在电路板2与第一连接件5之间，以实现第二连接件的固定。

接触区3、第一连接件5和第二连接件11可以由导电材料制成，或者可以涂有这样的材料。重要的是，加热元件7与连接至电源和/或控制单元的电路板2的印刷路径之间的导电连接可以通过连接件5和11实现。

虽然图1和2已经示出了本发明的两个优选实施例，但对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下可适用多种变形和改变。

Claims (9)

1.一种用于汽车的电热器(1)，其包括至少一个加热元件(7)和至少一个电路板(2)，且该电路板(2)连接至一控制单元和/或一电源，并具有至少一个接触区(3)，以通过该接触区实现加热元件(7)与控制单元和/或电源之间的电连接，加热元件(7)具有至少一个PTC加热元件，且该加热元件(7)通过至少一个连接件(5，11)连接至电路板(2)，其特征在于，第一连接件(5)具有至少一个突起元件(6)，接触区(3)具有至少一个通孔(4)，且至少一个突起元件(6)插入接触区(3)的至少一个通孔(4)中；第一连接件(5)呈板状，并具有两个彼此相对设置的板形表面，且突起元件(6)设置在第一连接件(5)的其中一个板形表面上。

2.根据权利要求1所述的电热器(1)，其特征在于，通孔(4)的横截面小于突起元件(6)的横截面。

3.根据权利要求1所述的电热器(1)，其特征在于，接触区(3)具有多个规则或不规则分布的通孔(4)，且第一连接件(5)具有多个突起元件(6)，且突起元件(6)的数量小于或等于或大于通孔(4)的数量。

4.根据权利要求1所述的电热器(1)，其特征在于，突起元件(6)由梁状元件制成。

5.根据权利要求1所述的电热器(1)，其特征在于，第二连接件(11)形成为呈板状并具有多个通孔(12)，且第二连接件(11)中的通孔(12)设置为与接触区(3)中的通孔(4)样式相同，且第二连接件(11)连接至加热元件(7)。

6.根据权利要求5所述的电热器(1)，其特征在于，第一连接件(5)的突起元件(6)插入接触区(3)的通孔(4)中，并插入第二连接件(11)的通孔(12)中。

7.根据权利要求6所述的电热器(1)，其特征在于，第一连接件(5)与电路板(2)的两个平面中的其中一个平面面接触，而第二连接件(11)与电路板(2)的另一平面面接触。

8.根据权利要求5电热器(1)，其特征在于，第一连接件(5)和/或第二连接件(11)通过黏合剂和/或螺钉和/或夹子和/或钎焊接头或者通过铆钉连接至加热元件(7)。

9.根据权利要求5所述的电热器(1)，其特征在于，电路板(2)和/或第一连接件(5)和/或第二连接件(11)封装在一防水壳体中。