專利名稱：帶有連接線的電加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電加熱裝置，其是為了加熱不同物體和材料而廣泛流傳。
背景技術(shù)：
到目前為止，通常情況下這種電加熱裝置的加熱元件一該加熱元件通常實施為電阻絲且有時也稱為加熱絲或加熱導(dǎo)體一的電接觸以以下的類型來實現(xiàn)首先可以試圖用壓接連接來工作。這一點的問題一特別是當(dāng)應(yīng)該在電加熱裝置的殼體的內(nèi)部完成連接時一一方面在手動加工情況下期望的過程安全方面，因為必須同時將三個部件彼此精確地定位，且另一方面在緊湊的結(jié)構(gòu)形狀的實現(xiàn)方面，因為按照壓接規(guī)定制成的連接通常會導(dǎo)致壓接套管沿其不被壓擠的方向鼓起。一方面已知的是陶瓷的、特別是多孔性的構(gòu)件設(shè)置有至少一個孔，在該孔中電加熱元件的末端段與一連接線重疊地擠壓。但是這種解決方案幾乎一直伴隨有這樣的情況所需要的結(jié)構(gòu)空間增大，因為除了必須容納電加熱元件和連接線的孔，還必須設(shè)置一定的壁厚，該壁厚承受所出現(xiàn)的機(jī)械載荷且保障必需的電絕緣。另一方面已知的是將連接線對焊在加熱元件上或重疊地焊住在該加熱元件上。但是這在為了運行電加熱裝置必須用高電流和/或小電阻和/或相對低的電壓來工作時，才是特別的，從而鑒于所獲得的過程安全，沒有令人滿意的解決方案能夠使過渡電阻或者接觸電阻非常明顯。一方面連接線與電加熱元件的質(zhì)量比的區(qū)別對結(jié)果的焊接連接產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，這種操作方法要求焊接點的精確定位，因為特別在等離子焊或微束等離子焊中最小的偏差，特別是焊接的橫截面的減小，會對電接觸產(chǎn)生負(fù)面影響，并且在熔液硬化過程中待連接的部件相對彼此的略微滑動或抖動就能夠?qū)е虏痪鶆虻娜垡?，這同樣帶來接觸問題。這種抖動此外為了實現(xiàn)關(guān)于位置的邊緣條件迫使對焊接連接進(jìn)行后來的機(jī)械定向和/或校準(zhǔn)，這會帶來進(jìn)一步的接觸問題。最后，在設(shè)置焊接連接時也不能一直避免在焊接位置的材料堆積，該材料堆積提高了結(jié)構(gòu)空間需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種可能性，用于電加熱裝置的加熱絲的以微小的接觸電阻進(jìn)行的低成本的、安全且緊湊的接觸，其在需要時也可應(yīng)用在最小的結(jié)構(gòu)空間上，并且也可用在特殊的應(yīng)用中，該應(yīng)用具有小電阻，例如直至低于0. 5歐姆和/或具有高電流，例如直至高于8安培。該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的電加熱裝置來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置具有外殼，例如以金屬管的形式，和至少部分設(shè)置在外殼內(nèi)部的電加熱元件，例如以電阻絲的形式，該電加熱元件可以通過至少一個連接線來供電。
那么本發(fā)明的本質(zhì)在于所述連接線具有空腔，在該空腔中容納有電加熱元件的區(qū)段或用于該電加熱元件的饋電線。通過電加熱元件的區(qū)段在所述空腔中的設(shè)置結(jié)構(gòu)(也就是說，用電加熱元件或用于該電加熱元件的饋電線至少部分填充所述空腔)能夠?qū)崿F(xiàn)具有大的接觸面積的、確定的且可良好重復(fù)形成的定位，其會導(dǎo)致確定的、可良好重復(fù)形成的并且小的接觸電阻值。則由此也可能的是通過接上小電壓，如其例如在汽車領(lǐng)域中部分通過汽車的控制電子所實施的那樣，能夠?qū)崿F(xiàn)更可靠的功能監(jiān)控，該功能監(jiān)控在存在過高的接觸電阻值時會偽裝電加熱裝置失效，該電加熱裝置在接上實際的運行電壓時還會無可指摘地運轉(zhuǎn)。此外根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置結(jié)構(gòu)在很多情況下確保該設(shè)置結(jié)構(gòu)的空間需求保持非常小。要注意的是由此在選擇用于連接線的良好導(dǎo)電的材料時，在該連接線的用電加熱元件或用于該電加熱元件的饋電線填充的區(qū)段中流動的電流的最大的部分，特別是超過50%，優(yōu)選超過75%，最高優(yōu)選超過90%，流過連接線。同時在電加熱裝置與外部的供應(yīng)電流的連接導(dǎo)線的連接方面也獲得了改善。在電加熱裝置的加熱的區(qū)域中，所述電加熱元件應(yīng)具有高的電阻，這經(jīng)常帶來小的橫截面。但是在連接導(dǎo)線中考慮到高的流過的電流而致力于將電阻保持得小，從而該連接導(dǎo)線本應(yīng)具有大的橫截面。但是具有大的橫截面的導(dǎo)體與具有小的橫截面的導(dǎo)體的安全且可重復(fù)形成的連接通過焊接，特別是以等離子焊接方法或微束等離子焊接方法，但是也通過其它的焊接方法，例如激光焊接或電阻焊接，且特別是通過對接是有問題的，只要該連接是在小的面積上完成的，因為用于熔化待連接的部件的相應(yīng)的端部需要不同的能量。通過采用具有空腔的連接線，在該空腔中容納有電加熱元件的區(qū)段，增大了電加熱元件與連接線之間的接觸面積并且能夠?qū)崿F(xiàn)連接線與通常情況下外部的連接導(dǎo)線之間的連接，它們具有較小的橫截面差另1J。此外應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是通過根據(jù)本發(fā)明的接觸提供了一種簡單且過程安全的連接，該連接能夠被低成本地制造并且能夠?qū)崿F(xiàn)將提供的在外殼內(nèi)部的接觸保持在小的數(shù)量上(且甚至減小到唯一的、優(yōu)選大面積的接觸點)。所述優(yōu)點特別通過以下方式被最大化，連接線由殼體引出并且由此可以將殼體內(nèi)部的接觸點的數(shù)量減小為電阻絲與連接線之間的過渡，所述接觸點由于其惡劣的可接近性而在實際應(yīng)用中幾乎不能被修復(fù)。本發(fā)明的另外一個優(yōu)點在于如此提供的大面積的電接觸區(qū)域?qū)е绿貏e高的抗震性，這特別在汽車應(yīng)用領(lǐng)域中或在道岔加熱中是重要的。預(yù)考慮地要注意的是在說明書中的概念“連接線”與“連接導(dǎo)線”指的是不同的構(gòu)件。連接線是電加熱裝置的組成部件并且與該電加熱裝置相連。連接導(dǎo)線是外部的供應(yīng)導(dǎo)線，電加熱裝置連接在該供應(yīng)導(dǎo)線上。當(dāng)連接線具有管的形狀或具有帶有沿管的延伸方向貫穿的縫隙的管的形狀時，如例如在彎曲薄的金屬板時所產(chǎn)生的那樣，用特別小的耗費就能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的所述基本原理，因為不再需要進(jìn)一步的加工步驟以在連接線中提供空腔。在這種情況下必須簡單地將電加熱元件或用于該電加熱元件的饋電線引入所述管中。確定的引入深度可以通過設(shè)置止擋部來保障。管可以特別是無縫拉成的管或焊接的管。在此特別可以通過如下方式來保障在電加熱裝置的非加熱的區(qū)域中的特別小的溫度增長，使管壁的橫截面面積(即，管的橫截面的部分，并不分?jǐn)偟焦軆?nèi)部空間上)比電加熱元件的橫截面大。為了獲得特別纖細(xì)的結(jié)構(gòu)形狀適宜的是管的壁厚比電加熱元件的直徑小。也可以如此選擇管橫截面，使其基本上與電加熱元件的螺旋的直徑相符，這同樣能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)形狀。特別是若設(shè)計為管的連接線具有不被電加熱元件的區(qū)段填充或不被用于該電加熱元件的饋電線填充的區(qū)段且該區(qū)段特別是至少部分被如此擠壓，使管狀的連接線的外徑減小，是有利的。由此實現(xiàn)了連接線的所述區(qū)段相對于電加熱裝置的外殼的更好的絕緣，若在所述區(qū)域中電加熱裝置應(yīng)變形、例如彎曲，這一點會是特別重要的。不被電加熱元件填充的管段特別地可以部分設(shè)置在殼體內(nèi)部且部分設(shè)置在殼體外部。若電加熱裝置被擠壓至其殼體的長度，則不被填充的管段，該管段設(shè)置在殼體的外部，此外具有一空腔，該空腔則可以有利地用于簡單且安全地與連接導(dǎo)線的導(dǎo)體相連接。但是不被電加熱元件的區(qū)段或不被用于該電加熱元件的饋電線的區(qū)段填充的管段也可以用絕緣材料填充。為避免沿一個方向增大的外部輪廓且為獲得均勻的電接觸特別有利的是通過擠壓，連接線沿垂直于該連接線的延伸方向各向同性地變形。各向同性的變形在此的意思是不會沿某個方向產(chǎn)生特別強(qiáng)烈的變形(如例如在根據(jù)大多數(shù)壓接規(guī)定進(jìn)行壓接的情況那樣)，并且變形不會沿不同的方向以不同的符號出現(xiàn)，這是指如下的情況沿一個方向的橫截面的減小伴隨有沿另一個方向的橫截面的增大。當(dāng)出現(xiàn)沿所有這些方向的各向同性變形時，所述各向同性的變形特別會出現(xiàn)。必要時也可以應(yīng)用額外的、并非根據(jù)規(guī)定的壓接，以進(jìn)一步改善接觸。當(dāng)擠壓連接線與電加熱元件或用于該電加熱元件的饋電線時，可以在根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置中形成特別好的電接觸和由此特別小的接觸電阻。若空腔設(shè)置在電加熱裝置的壓實的區(qū)段中，則該步驟可以被特別經(jīng)濟(jì)地實施，因為所述擠壓可以與在制造電加熱裝置時大多數(shù)情況下本來就必要的擠壓步驟共同實施。在本發(fā)明的另外一種特別有利的實施方式中設(shè)置如下連接線延伸進(jìn)入由殼體包圍的內(nèi)部空間比用于提供電連接所必要的更遠(yuǎn)(例如壓接套管局限于此)。這導(dǎo)致在電加熱裝置的所述區(qū)域中，電加熱元件包括本來的加熱絲和連接線的限制空腔的壁，特別是連接線的限制空腔的管狀的管壁的壁，這導(dǎo)致電加熱元件的較大的橫截面，該橫截面在其方面減小了在這個區(qū)段中的電阻并且由此減小了那里的熱形成。這是特別期望的，因為通常情況下在電加熱裝置由殼體圍住的區(qū)域的至少一個端部上設(shè)置有非加熱的區(qū)域(此處理解為電加熱裝置的如下的區(qū)域，當(dāng)運行電加熱裝置時加熱功率在該區(qū)域中應(yīng)為最小)。則連接線和/或其空腔應(yīng)有利地在整個非加熱的區(qū)域上延伸。當(dāng)連接線由如下的材料構(gòu)成時，該材料所具有的導(dǎo)電能力比加熱絲的導(dǎo)電能力更高，這種設(shè)置結(jié)構(gòu)的效果能夠最大化。特別地，連接線可以由銅構(gòu)成或由另外一種傳導(dǎo)性良好的但幾乎不可焊接的材料構(gòu)成，這在由現(xiàn)有技術(shù)已知的焊接連接中只能夠通過高的技術(shù)耗費來實現(xiàn)。
要注意的是，將一種電加熱裝置看作第二種不相關(guān)的發(fā)明，該電加熱裝置具有外殼和設(shè)置在該外殼內(nèi)部的電加熱元件以及非加熱的區(qū)域，在該電加熱裝置中，至少在非加熱的區(qū)域的一個區(qū)段中，特別是通過將套管或開槽的套管推到加熱絲上來提高電加熱元件的橫截面，所述套管特別由如下的材料構(gòu)成，該材料所具有的導(dǎo)電能力比加熱絲的導(dǎo)電能力高，由此所解決的問題是減小在電加熱裝置的“非加熱的”區(qū)段上的不期望的熱效應(yīng)，特別是減小在如下的區(qū)段上的熱效應(yīng)，在該區(qū)段上，設(shè)置在其中的電加熱元件的長度只與該區(qū)段的長度相符，并由此接近理想的帶有非加熱的區(qū)域的電加熱裝置。該不相關(guān)的發(fā)明思路可以和在第一發(fā)明中要求保護(hù)的特征和/或所公開的特征以及這些特征的技術(shù)效應(yīng)相結(jié)合，特別地，所有下面討論的實施例都落入其范圍。又與第一發(fā)明相關(guān)地指出本發(fā)明的另外一種有利的變型方案，在該變型方案中，連接線至少局部由套管或開槽的套管包圍。這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)將連接線的外部性質(zhì)更改為所期望的類型。特別地，如此例如可以將焊接連接的制造簡化為設(shè)置在電加熱裝置的外部的連接導(dǎo)線，或這種連接導(dǎo)線通過用套管夾緊而可以與連接線安全地電接觸和/或可以保障較高的熱穩(wěn)定性和/或可以實現(xiàn)必要的強(qiáng)度。特別地，最后所提到的方面會是重要的，因為與現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)用于電加熱裝置的由鋼構(gòu)成的連接線不同，優(yōu)選采用的連接線在這里由相對軟且敏感的材料、例如銅或純鎳制成，從而可能必要的是增強(qiáng)強(qiáng)度和/或特別是在加熱時與包含氧氣的大氣接觸時，提聞熱穩(wěn)定性。此外有利的是連接線具有非徑向?qū)ΨQ的橫截面。通過這種設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠在空間受限的結(jié)構(gòu)形狀中實現(xiàn)橫截面面積的提高并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)在電加熱裝置的非加熱的區(qū)域中的熱生成的降低。特別地，按照空間限制的具體的結(jié)構(gòu)形狀或者類型會是有利的是連接線具有橫截面，該橫截面的寬度大于其高度或相反地，高度大于寬度。當(dāng)連接線的長度，特別是其空腔的長度是容納在該連接線的空腔中的電加熱元件的周長的至少八倍，優(yōu)選十二倍，最高優(yōu)選二十倍時或是容納在連接線的空腔中的用于所述電加熱元件的饋電線的周長的至少八倍，優(yōu)選十二倍，最高優(yōu)選二十倍時，能夠?qū)崿F(xiàn)電加熱元件與連接線之間的接觸面積的特別期望的大小。當(dāng)電加熱元件與連接線之間的接觸面的長度比容納在連接線的空腔中的電加熱元件的周長大至少四倍時或比容納在連接線的空腔中的用于所述電加熱元件的饋電線的周長大至少四倍時，實現(xiàn)了另外一種在獲得的接觸面方面有利的設(shè)計結(jié)構(gòu)。特別地，至少與電加熱元件的十倍周長相符的長度，更優(yōu)選地與電加熱元件的二十倍周長相符的長度，證明是有利的。當(dāng)首先重要的是提供非加熱的區(qū)域，則至少還有一種可選的設(shè)計結(jié)構(gòu)是可能的，在該設(shè)計結(jié)構(gòu)中，至少一個連接線在外殼的內(nèi)部與引入該外殼內(nèi)部的外部的連接導(dǎo)線相連，特別是壓接連接。由此實現(xiàn)了有效地保護(hù)壓接接觸點不彎曲和震動。通過使根據(jù)本發(fā)明的連接線設(shè)置有用于容納電加熱裝置的區(qū)段的空腔也能夠?qū)崿F(xiàn)在如下的情況下的這種引入至今為止由于在加熱的區(qū)域中和/或非加熱的區(qū)域中的高的熱形成，這種引入會導(dǎo)致連接導(dǎo)線的絕緣層的過高的熱載荷。因此特別有利的是存在非加熱的區(qū)域，該區(qū)域在連接側(cè)穿過外部的連接導(dǎo)線的區(qū)段；并且連接線從與外部的連接導(dǎo)線的連接點出發(fā)在非加熱的區(qū)域(II)的整個剩余部分上延伸。


下文借助于附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。附圖中圖1 :根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的第一實施方式的剖視圖；圖2 :根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的第二實施方式的剖視圖；
圖3 :根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的第三實施方式的剖視圖；圖4a 電加熱元件與連接線之間的連接的第一設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖4b :穿過根據(jù)圖4a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖5a 電加熱元件與連接線之間的連接的第二設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖5b :穿過根據(jù)圖5a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖6a 電加熱元件與連接線之間的連接的第三設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖6b :穿過根據(jù)圖6a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖7a 電加熱元件與連接線之間的連接的第四設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖7b :穿過根據(jù)圖7a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖8a :電加熱元件與連接線之間的連接的第五設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖Sb :穿過根據(jù)圖8a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖9a :電加熱元件與連接線之間的連接的第六設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖9b :穿過根據(jù)圖9a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖1Oa :電加熱元件與連接線之間的連接的第七設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖1Ob :穿過根據(jù)圖1Oa的電加熱元件與連接線之間的連接、沿C-C線的第一橫剖視圖；圖1Oc :穿過根據(jù)圖1Oa的電加熱元件與連接線之間的連接、沿B-B線的第二橫剖視圖；圖1la :電加熱元件與連接線之間的連接的第八設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖1lb :穿過根據(jù)圖1la的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖12a :電加熱元件與連接線之間的連接的第九設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖12b :穿過根據(jù)圖12a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖13a :電加熱元件與連接線之間的連接的第十設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖13b :穿過根據(jù)圖13a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖14a :電加熱元件與連接線之間的連接的第^^一設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖14b :穿過根據(jù)圖14a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖15a 電加熱元件與連接線之間的連接的第十二設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖15b :穿過根據(jù)圖15a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖；圖16a :電加熱元件與連接線之間的連接的第十三設(shè)計結(jié)構(gòu)；圖16b :穿過根據(jù)圖16a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖，用于兩側(cè)設(shè)置有接頭的柱形的第一電加熱裝置；圖16c :穿過根據(jù)圖16a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖，用于一側(cè)設(shè)置有接頭的柱形的第二電加熱裝置；
圖16d :穿過根據(jù)圖16a的電加熱元件與連接線之間的連接的橫剖視圖，用于一側(cè)設(shè)置有接頭的方形的第三電加熱裝置；圖17 :根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的一部分的局部剖視圖；圖18a :電加熱元件與連接線之間的連接的第十四設(shè)計結(jié)構(gòu)，擠壓工序前的狀態(tài)；圖18b :圖18a所示的連接的設(shè)計結(jié)構(gòu)，擠壓工序后的狀態(tài)；圖19 :電加熱元件與連接線之間的連接的第十五設(shè)計結(jié)構(gòu)，以及圖20 :根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的第四實施方式的剖視圖。
具體實施例方式圖1示出的是根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置100的第一實施方式的剖視圖。電加熱裝置100具有一個金屬管形式的外殼101,在該外殼內(nèi)設(shè)置有一個電阻絲形式的電加熱兀件102。電加熱裝置100在其中間段內(nèi)具有加熱的區(qū)域I，因為在那里電加熱元件102設(shè)置為一串螺旋103的形式，這樣處于加熱的區(qū)域I內(nèi)的電加熱元件102的區(qū)段的總長度大于區(qū)域I沿金屬管的延伸方向的長度。在電加熱元件102的設(shè)置為螺旋103形式的區(qū)段的兩側(cè)，該電加熱元件具有區(qū)段104、105，這些區(qū)段盡可能直接從電加熱裝置100的被外殼101包圍的內(nèi)部空間引出。電加熱裝置100的對應(yīng)的區(qū)域II、III因此是非加熱的。電加熱元件102的區(qū)段104、105容納在(當(dāng)然導(dǎo)電的)連接線106、107中，這些連接線構(gòu)造成管狀的并且因此分別具有一沿它們的延伸方向貫穿它們的空腔，該空腔通過被相應(yīng)引入的電加熱元件102的區(qū)段104、105填滿。通過這些措施獲得兩種重要的效果一方面，在非加熱的區(qū)域II、III內(nèi)提高了可用導(dǎo)體的總橫截面并且因此降低了電阻，這樣在這些區(qū)域內(nèi)加熱功率下降較少，這使得如此設(shè)計的電加熱裝置100具有非加熱的區(qū)域，該區(qū)域接近理想的非加熱的區(qū)域。另一方面，提供了電加熱元件102與連接線106、107之間的擴(kuò)展的接觸面，所述連接線在它那方面由于它較大的尺寸而比電加熱元件102自身更容易且更可靠地進(jìn)行接觸。這一點特別是適用于全面擠壓的電加熱裝置，因為通過全面擠壓促進(jìn)了均勻的接觸面的構(gòu)成，該均勻的接觸面能夠比例如在壓接的情況時更好地實現(xiàn)多次可重復(fù)形成的接觸。如果連接線106、107由傳導(dǎo)性特別好的材料、例如銅或純鎳構(gòu)成的話，兩種效果能夠特別有力地發(fā)揮良好的作用。在外殼101的端部分別設(shè)置有一個蓋板108并且由外殼101與蓋板108、109確定的電加熱裝置的內(nèi)部空間被充填一種-如上面已經(jīng)提及的那樣通常為壓實的-絕緣材料110，例如氧化鎂，如果內(nèi)部空間還沒有被電加熱元件102和連接線106、107占滿的話。在圖2中示出的是根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置200的第二實施方式，其包括外殼201 ;連接線206、207，其分別具有沿其延伸貫穿該連接線的洞的形式的空腔；電加熱元件202，其具有螺旋203和容納在連接線206、207的空腔內(nèi)的電加熱元件的區(qū)段204、205 ;以及蓋板208、209，該加熱裝置填充有絕緣材料210，該實施方式與根據(jù)圖1的實施方式的不同之處在于電加熱裝置的兩個接頭在這里設(shè)置在同一側(cè)。電加熱裝置與此相應(yīng)地具有帶去程支段202a和回程支段202b的電加熱元件202，這些支段在電加熱裝置200的與接頭相對的端部過渡為彼此交織。由這種構(gòu)造決定，電加熱裝置200具有一個加熱的區(qū)域I，在該加熱的區(qū)域內(nèi)電加熱元件202具有螺旋203，和一個非加熱的區(qū)域II。特別要指出的是在圖2中附加示出了屬于電加熱裝置200的連接線206、207與連接導(dǎo)線251、252的連接，通過這些連接導(dǎo)線電加熱裝置200被供電，所述連接在根據(jù)圖2的示圖中通過采用壓接套管253、254的壓接得以完成。從這個示圖中特別是一方面可以看出，即被引入到連接線206、207的空腔內(nèi)的區(qū)段204、205明顯地比構(gòu)成電接觸所必要的要長，并且此外連接線206、207明顯地比壓接套管長，該壓接套管用于壓接具有與電加熱元件202相符的直徑的電導(dǎo)線。另外，按照圖2的示圖在一方面觀察電加熱元件202的橫截面的尺寸大小和另一方面觀察連接導(dǎo)線251、252的橫截面的尺寸大小的情況下還清晰地對由于橫截面的變化而出現(xiàn)的接觸問題進(jìn)行了說明。通過采用不具有空腔的連接線，這個問題只是被轉(zhuǎn)移到電加熱裝置的內(nèi)部，而根據(jù)本發(fā)明的連接線206、207的設(shè)計結(jié)構(gòu)通過提供大的接觸面和由擠壓形成的密切接觸有效地消除了這個問題。在圖3中示出的是根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的第三實施方式，其包括外殼301 ；連接線306、307，其分別具有沿其延伸貫穿所述連接線的洞的形式的空腔(這樣連接線為管狀)；具有螺旋303的電加熱元件302 ;以及蓋板308、310，該第三實施方式與根據(jù)圖2的實施方式的不同之處在于此處電加熱元件302以螺旋303的形式纏繞在線軸320上，該線軸例如可以由陶瓷制成。所述線軸確定了加熱的區(qū)域I的延伸，而連接線306、307卻基本上在整個非加熱的區(qū)域II上延伸。根據(jù)圖2的示圖與根據(jù)圖3的示圖之間的另一個不同之處在于并非電加熱元件302直接地，而是饋電線330、331被引入又被構(gòu)造成管狀的連接線306、307的空腔內(nèi)。由此通過相應(yīng)地增大橫截面降低在非加熱的區(qū)域內(nèi)依然出現(xiàn)的熱功率，特別有力地符合原則上也在其它的所闡述的實施方式中分別獲得的效果。如果連接線由導(dǎo)電性很好的材料、諸如銅構(gòu)成的話，熱功率的降低則特別有效。圖4a至19示出了設(shè)計帶有空腔的連接線以及容納在該空腔內(nèi)的電加熱元件的不同的可能性，并且為了提高示圖的簡明性而局限于對于電加熱裝置的部分方面來說各自重要的特征。這些不同的可能性特別可以直接應(yīng)用在電加熱裝置的上述和下述實施方式中的任意一個中。在根據(jù)圖4a和4b的實施方式中，電加熱元件402與連接線405之間的電接觸通過饋電線430得以實現(xiàn)。饋電線430以其一個端部容納在連接線405的空腔內(nèi)且以其另一個端部引入電加熱元件402的繞成螺旋的區(qū)段內(nèi)。在徑向壓實具有這種設(shè)置結(jié)構(gòu)的電加熱裝置時，在兩側(cè)由此形成良好的、全面的接觸。在根據(jù)圖5a和b的實施方式中，電加熱元件502的區(qū)段504容納在導(dǎo)電的連接線506內(nèi)，該連接線被構(gòu)造成管狀的并且因此分別具有一個沿其延伸方向，即，沿連接線506的相應(yīng)的走向貫穿該連接線的空腔，該空腔由電加熱元件502的相應(yīng)的、被引入的區(qū)段504填充。連接的這種構(gòu)造由于特別簡單而出眾。按照圖6a和6b的實施方式與按照圖5a和5b的實施方式的不同之處在于連接線606由導(dǎo)電的套管650包圍。通過這個措施在為套管650的材料進(jìn)行相應(yīng)的材料選擇時可以例如提高獲得焊接接觸的可能性。采用鎳套管是特別適合的。按照圖7a和7b的實施方式與按照圖5a和5b的實施方式的不同之處在于連接線706在電加熱裝置的未被示出的殼體之外的區(qū)域內(nèi)被夾緊套管750包圍。如從根據(jù)圖7b的示圖可以清楚地看出的那樣，夾緊套管確保如下在連接線706的、該連接線未被壓實的區(qū)域內(nèi)也可以保障在該連接線706與容納在其內(nèi)的電加熱元件702的區(qū)段704之間的良好的電接觸。按照圖8a和8b的實施方式與按照圖5a和5b的實施方式的不同之處在于連接線806的類型。如特別從圖Sb可以看出的那樣，具有空腔的連接線806也可以簡單地通過如下的方式構(gòu)成金屬板被如此程度地圍繞電加熱元件802折彎，使該金屬板構(gòu)成一個空腔，該空腔適合于容納所述電加熱元件802。由此就形成一個管，該管具有一個沿延伸方向貫通該管的縫隙。通過彎曲生成的連接線806有利地在> 180°的角度范圍上遮蓋電加熱元件802。這種連接線結(jié)構(gòu)特別適用于很小的結(jié)構(gòu)形狀，在這些很小的結(jié)構(gòu)形狀中在連接線中鉆空腔是不可行的或者至少是非常繁復(fù)的。根據(jù)圖9a和9b的實施方式與根據(jù)圖5a和5b的實施方式的不同之處在于電加熱元件902的區(qū)段僅僅填充連接線906的空腔的一部分，而第二部分由另一根線950填充，通過該線以這種方式構(gòu)成可靠接觸的連接。按照圖1Oa和IOb的實施方式是按照圖6a和6b的實施方式的變型，它與圖6a和6b所示的實施方式的不同之處在于包圍連接線1006和容納在該連接線中的電加熱元件1002的區(qū)段的導(dǎo)電套管1050構(gòu)造得比連接線1006長。這提供了如下可能性套管1050用作(未被示出的)連接導(dǎo)線的導(dǎo)體1060用的容納部并且如此實現(xiàn)與這個導(dǎo)體的可重復(fù)形成且牢固的電連接。按照圖1la和Ilb的實施方式是按照圖8a和8b的實施方式的變型，它與按照圖8a和8b的實施方式的不同之處在于如同在按照圖6的實施方式那樣,連接線1106被導(dǎo)電套管1150包圍。按照圖12a和12b的實施方式與按照圖5a和5b的實施方式的不同之處在于電加熱元件1202通過焊接連接1250固定在饋電線1230上，該饋電線則被容納在連接線1206的空腔內(nèi)并被擠壓。如同從圖13a、13b、14a和14b中看出的那樣，也可以將電加熱元件1302、1402的區(qū)段作為線圈或相互折疊地容納到連接線1306、1406的空腔內(nèi)。特別是當(dāng)空腔可能被制造成大小不匹配時這是有益的。在圖15a和15b中示出的實施方式的出眾之處在于通過輔助線1550完成的可選的電接觸，所述輔助線與電加熱元件1502的末端段一起被置入連接線1506的空腔內(nèi)并被擠壓。如在圖16a至16d中特別清晰地看出的那樣，通過具有鑒于電加熱裝置1600的相應(yīng)的幾何形狀而被優(yōu)化的橫截面的連接線1606、1607、1608的設(shè)置可以使可用的導(dǎo)體橫截面面積最大化，并且因此特別是當(dāng)連接線1606、1607、1608在整個非加熱的區(qū)域上延伸時，該區(qū)域內(nèi)的電阻以及因此在那里放出的熱功率減小到最小。特別是如果連接線具有的高度大于寬度(參見圖16c)或者反過來寬度大于高度(參見圖16d)的話，會是適宜的。這在圖17中還可以再次看到，該圖示出部分切開的電加熱裝置1700，在該電加熱裝置中構(gòu)造為基本上與在圖16d中所示的設(shè)計結(jié)構(gòu)類似的連接設(shè)置結(jié)構(gòu)1760、1770在殼體1701的內(nèi)部設(shè)置在絕緣材料1710中。特別是在圖17、18a、18b和19中特別清楚地看出，通過根據(jù)本發(fā)明的連接方法所能夠?qū)崿F(xiàn)的結(jié)構(gòu)形狀有多小巧。在圖17中非柱形對稱的連接設(shè)置結(jié)構(gòu)1760和1770的高度基本上與電加熱元件1702的螺旋的直徑相符，在圖18a、18b和19中不僅在高度方面是這種情況，而且適用于所有與延伸方向垂直的方向。如在圖18a和18b中看到的那樣，這兩個圖示出根據(jù)圖4a和4b的設(shè)計結(jié)構(gòu)的變型，在擠壓工序前和擠壓工序后的狀態(tài)，通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形狀是很小巧的。與根據(jù)圖4a和4b的示圖的不同之處在于饋電線1803沒有填充被設(shè)計成管的連接線1806的整個空腔。這個區(qū)域然后在后續(xù)的擠壓工序中被壓擠，這樣管的內(nèi)壁表面至少部分地相互貼合并且在這個區(qū)域內(nèi)的管的外徑因此減小。如果管的未被示出的連接側(cè)的區(qū)段位于擠壓區(qū)域之外的話，這個區(qū)段基本上保持圖18a所示的形狀，這樣產(chǎn)生未被示出的連接側(cè)的空腔，該空腔可以有益地用于與未被示出的連接導(dǎo)線的導(dǎo)體相連接。如在圖19中所示出的那樣，可選地，根據(jù)圖18a和18b的設(shè)置結(jié)構(gòu)可以通過如下方式變化，即，用絕緣材料1910填充內(nèi)部空間。圖20示出的是根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置2200的第四實施例。與根據(jù)圖2的實施方式的不同之處在于此處在殼體2201的內(nèi)部通過壓接連接器2253、2254完成構(gòu)造成管的連接線2206、2207與外部的連接導(dǎo)線2251、2252之間的連接，這保護(hù)壓接連接不受機(jī)械負(fù)荷，特別是由折彎或震動引起的機(jī)械負(fù)荷。為了能夠?qū)⑼獠康倪B接導(dǎo)線移入電加熱裝置的由外殼確定的內(nèi)部空間內(nèi)，必須保障連接導(dǎo)線的絕緣能夠承受住電加熱裝置的這個位置上的熱負(fù)荷。對此根據(jù)本發(fā)明的帶有空腔的連接線的設(shè)計做出了決定性的貢獻(xiàn)，這是因為如上面已經(jīng)說明的那樣，通過這種方式能夠明顯減小在非加熱的區(qū)域內(nèi)的放熱。附圖標(biāo)記列表100、200、300、1600、電加熱裝置1700,2200101、201、301、1601、殼體1701,2201102、202、302、402、電加熱元件502、602、702、802、902、1002、1102、1202、1302、1402、1502、1602、1702、1802、1902、2202202a、2202a去程支段202b、2202b回程支段103、203、303、403、503、603、703、803、螺旋903、1003、1103、1203、1303、1403、
1503、1603、1703、1803,1903,2203104、105、204、205、304、305、2204、2205區(qū)段106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、連接線1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、1906、2206,2207108、109、208、209、 308、309、1708、蓋板2208、2209110、210、310、1610、絕緣材料1710、1911、2011251、252、2251、2252連接導(dǎo)線253、254、2253、2254壓接套管320線軸330、331、430、1230、1830饋電線650,1050,1150導(dǎo)電套管750夾緊套管950線1060導(dǎo)體1250焊接連接1550輔助線1760、1770連接設(shè)置結(jié)構(gòu)I加熱的區(qū)域II、III非加熱的區(qū)域。
權(quán)利要求
1.電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其包括外殼(101、201、301、1601、1701、2201)和至少局部設(shè)置在所述外殼(101、201、301、1601、1701、2201)之內(nèi)的電加熱元件(102、202、302、2202)，該電加熱元件通過至少ー個連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、I106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806.2206.2207)能被供電，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、I106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206.2207)具有空腔，在該空腔中容納有所述電加熱元件(102、202、2202)的區(qū)段(104、105、204、205、2204、2205)或用于所述電加熱元件(302)的饋電線(330、331)。
2.如權(quán)利要求I所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)從由所述外殼(101、201、301、1601、1701,2201)圍住的內(nèi)部空間中引出。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)具有管的形狀或具有帶有縫隙的管的形狀，該縫隙沿所述管的延伸方向貫通該管。
4.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于管壁的橫截面面積大于所述電加熱元件(102、202、302、2202)的橫截面。
5.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述管的壁厚小于所述電加熱元件(102、202、302、2202)的直徑。
6.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)與所述電加熱元件(102、202、302、2202)擠壓在一起或與用于所述電加熱元件(102、202、302、2202)的饋電線(330、331)擠壓在一起。
7.如權(quán)利要求3至6之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述管具有區(qū)段，該區(qū)段不被所述電加熱元件(102、202、2202)的區(qū)段(104、105、204、205、2204、2205)或用于所述電加熱元件(302)的饋電線(330、331)所填充；并且所述區(qū)段至少部分地被如此擠壓，即，所述管的外徑在該區(qū)段中減小。
8.如權(quán)利要求3至7之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于通過所述擠壓，所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)沿與其延伸方向垂直的方向各向同性地變形。
9.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述空腔設(shè)置在所述電加熱裝置(100、200、300、2200)的壓實的區(qū)段內(nèi)。
10.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、.1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)延伸進(jìn)入所述電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2000)的被所述外殼(101、201、301、1601、1701、2201)包圍的內(nèi)部空間比構(gòu)成電連接所必要的更遠(yuǎn)。
11.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于:在所述電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)的被所述外殼(101、201、301、1601、1701、2201)圍住的區(qū)域的至少ー個端部處設(shè)置有非加熱的區(qū)域(II、III)，并且所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)延伸穿過整個所述非加熱的區(qū)域(II、III)。
12.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)由如下的材料構(gòu)成，該材料的導(dǎo)電能力比所述電加熱元件(102、202、302、2202)的導(dǎo)電能力更高。
13.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)至少局部地被套管(650,1050,1150)或開槽的套管包圍。
14.如權(quán)利要求13所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述套管(650、1050、1150)的材料比所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)的材料更容易焊接和/或具有比所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806)的材料更高的熱穩(wěn)定性和/或具有比所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806)的材料更高的強(qiáng)度。
15.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)具有非徑向?qū)ΨQ的橫截面。
16.如權(quán)利要求15所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)具有如下的橫截面，該橫截面的寬度大于其高度，或相反地，該橫截面的高度大于其寬度。
17.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)的長度是所述電加熱元件(102、202、2202 )的周長的至少八倍或是用于所述電加熱元件(302 )的饋電線(330、331)的周長的至少八倍。
18.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于所述電加熱元件(102、202、302、2202)與所述連接線(106、107、206、207、/306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、.1706、1806、2206、2207)之間的接觸面的長度大于所述電加熱元件(102、202、2202)或用于所述電加熱元件(302)的饋電線(330、331)的四倍周長。
19.如前述權(quán)利要求之任一項所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于:至少ー個連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、.1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)在所述外殼(101、201、301、1601、1701、2201)之內(nèi)與被引入所述外殼(101、201、301、1601、1701、2202)內(nèi)部的外部的連接導(dǎo)線(251、252、2251、2252)相連接，特別是壓接連接。
20.如權(quán)利要求19所述的電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其特征在于具有非加熱的區(qū)域(II)，該區(qū)域在連接側(cè)由一外部的連接導(dǎo)線(251、252、2251、2252)的區(qū)段橫穿，并且所述連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、.1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)從與所述外部的連接導(dǎo)線(251、252、2251、2252)的連接點出發(fā)在所述非加熱的區(qū)域(II)的整個剩余部分上延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電加熱裝置(100、200、300、1600、1700、2200)，其包括外殼(101、201、301、1601、1701、2201)和至少局部設(shè)置在所述外殼之內(nèi)的電加熱元件(102、202、302、2202)，該電加熱元件通過至少一個連接線(106、107、206、207、306、307、406、506、606、706、806、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606、1607、1608、1706、1806、2206、2207)能被供電，其特征在于所述連接線具有空腔，在該空腔中容納有所述電加熱元件的區(qū)段(104、105、204、205、2204、2205)或用于電加熱元件(302)的饋電線(330、331)。
文檔編號H05B3/42GK102984834SQ20121032808
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者A·施利普夫 申請人:蒂爾克&希爾英格有限公司