CN105940193A - 接触式加热器 - Google Patents

Abstract

一种接触式加热器(19)，包括加热构件(2)和接触表面(21；21')，其中，接触表面(21；21')适于朝向待加热的发动机(16)、齿轮箱或类似物的一部分抵接。加热构件(2)包括至少一个PTC元件(4)和用于电能供给的连接装置(5，7，10)，并且接触表面(21)构成通过连接装置(11，11')以可拆卸的方式连接至加热构件(2)的接触元件(1)的一部分。接触式加热器适于在例如汽车发动机的发动机、发动机机体、贮油槽、齿轮箱或车辆用变速系统的一部分上使用。

Description

接触式加热器

技术领域

本发明涉及加热装置，特别地用于对车辆或船舶中的单元进行加热。更具体地，本发明涉及如权利要求1的前序部分中阐述的接触式加热器。

背景技术

已知用于各种车辆或船舶中的发动机的加热器。这些加热器的目的是通过直接或间接加热发动机的油或冷却液来预热车辆发动机，使发动机在寒冷天气中更容易起动。还已知用于车辆或船舶中的其他机械单元——比如齿轮箱、液压系统、变速器——的加热器。

存在不同类型的发动机加热器。一种类型的发动机加热器包括隔间，该隔间中放置有电加热元件。该隔间具有入口开口和出口开口，使得发动机的冷却液软管可以被切断并且软管的端部连接至这些开口。因此，发动机加热器是发动机的冷却回路的一部分，并且冷却液被加热元件加热并在发动机的冷却回路中循环。另一类型的发动机加热器包括例如穿过防冻塞而插入发动机机体中并连接至发动机机体的电加热元件，以加热发动机内的冷却液。

第三类型的发动机加热器是所谓的接触式加热器，其中，电加热元件安装在发动机上(例如发动机机体或贮油槽上)并且使抵接表面与马达的一部分直接接触，使得马达内的液体(油或冷却液)被从接触式加热器传导至发动机机体壁的对流热加热。接触式加热器通常包括电加热元件，其中，加热元件原则上是电阻，所述电阻在被施加电势时产生热。加热元件通常铸造在构造成符合安装区域的几何形状的铝制元件内。已知的是将导热胶(heat conductingpaste)应用至加热器的接触表面以提高从接触式加热器至发动机机体或贮油槽的热传递。本发明涉及接触式加热器。

US 2 838 648描述了一种接触式加热器，该接触式加热器包括构造用于安装发动机曲轴箱的金属壳体。在壳体中的隔间中布置有电动及手动控制的加热元件。

与已知的接触式加热器有关的一个缺点是过热的风险，即使其具有热保护装置(热保护装置不普遍存在于所有加热器中)亦是如此。该问题会导致油的碳化并且因此油的润滑性能下降。对于那些没有热保护装置的加热器来说，在加热器没有适当地安装至发动机、齿轮箱等的情况下也可能发生过热。过热可能导致着火(ignition)和火灾(fire)。此外的一个缺点是，接触式加热器必须根据具体的马达类型、齿轮箱等定制，以使接触式加热器符合其待安装的位置的外部几何形状。使得接触式加热器的制造与其他类型的发动机加热器相比通常更昂贵。

本发明提供了解决方案以改善与已知的发动机加热器有关的一些缺点并且提供了额外的优点。

发明内容

在独立权利要求中对本发明进行了描述并展现了本发明的特征，并且从属权利要求描述了本发明的其他特征。

因此提供了一种加热装置，所述加热装置包括加热构件和接触表面，其中，接触表面用于抵靠待加热的单元的一部分，其特征在于，接触表面构成通过连接装置以可拆卸的方式连接至加热构件的接触元件的一部分。

在一个实施方式中，加热构件包括具有内部隔间的壳体以及用于密封隔间的装置，该内部隔间的一端具有开口。

接触元件包括构造成用于抵靠加热构件的相应的部分的表面。

在一个实施方式中，加热构件包括至少一个电加热元件以及用于电能供给的连接装置。电加热元件优选地是PTC元件。

接触表面包括凸起部分和凹部，所述凸起部分和凹部与单元的所述部分是互补的。

根据本发明的装置特别地适用于布置在车辆或船舶中并且保持有液体的单元。该单元可以是例如汽车发动机的发动机、发动机机体、贮油槽、齿轮箱或车辆用的变速系统的一部分。

本发明的装置包括用于将加热装置安装在单元上的附接装置。在一个实施方式中，附接装置布置在加热构件上。附接装置优选地布置在与接触表面相反的一侧上。

在一个实施方式中，加热装置包括调温开关，该调温开关连接在至少一个电加热元件与电能供给之间，并且其中，调温开关构造成当通过调温开关感测到的温度超过预定温度时切断向加热元件的电力供给，并且当感测到的温度下降至预定温度以下时重新建立加热元件与能量供给之间的连接。调温开关优选地以机械的方式连接至加热元件。

接触式加热器的两件式的构型(加热构件和可移除的接触元件)有助于制造和物流的合理化。虽然接触元件的形状适用于单独的发动机，但是加热构件可以是标准化的。在接触式加热器被安装在平的表面上的情况下，仅将加热构件附接至发动机就足够了，可以省略接触元件。

在加热构件中使用PTC元件的一个优点是避免了发动机的过热，因为，随着加热构件温度升高，加热元件中的影响明显地减小并且减小至可接受水平。如果PTC元件参考温度(referencetemperature)足够低，本发明的接触式加热器可以被用在由塑料和/或复合材料制成的单元(例如贮油槽)上。

根据本发明的接触式加热器非常适于安装在发动机上，而且也适于安装在车辆中的其他单元上。这种单元包括例如发动机机体、贮油槽、曲轴箱、齿轮箱、液压系统、差速器等。

附图说明

在以下参照附图对以非限制性示例的方式提供的优选实施方式的描述中将对本发明的上述和其他特征进行描述，在附图中：

图1是根据本发明的接触式加热器的一个实施方式的分解视图；

图2是图1中所示的接触式加热器处于组装状态的立体图；

图3是图2中所示的接触式加热器沿着图2中的剖面线A-A截取的截面图；

图4和图5是用于根据本发明的接触式加热器的接触元件的第二个实施方式的立体图；

图6是根据本发明的接触式加热器的具有延伸缆的变型的立体图；以及

图7和图8是附接至发动机机体的接触式加热器的一个实施方式的立体图。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明的接触式加热器19的一个实施方式。如例如图2中所示，接触式加热器19包括以可拆卸的方式连接至彼此的壳体2和接触元件1。在图示的实施方式中，壳体2具有四个孔11，使得可以通过将螺钉(未示出)螺纹连接至接触元件1中的螺纹(未示出)中而使壳体与接触元件相互连接。壳体还设置有盖9，盖9连接至凸缘20并且盖9还承载有用于连接至电缆17(图7和图8中所示)的插座10。在壳体2的不附接至接触元件1的一侧上设置有附接塞13，当接触式加热器附接至比如发动机、齿轮箱或类似物的之类的单元时使用该附接塞13。

如图1和图3中所示，壳体2包括内部隔间6，该内部隔间6在一端中具有开口。在隔间6中布置有所谓的PTC元件4(PTC是“正温度系数(Positive Temperature Coefficient)”的缩写)。在图示的实施方式中，壳体保持有三个PTC元件(图1中的分解视图示出了安装在隔间6内侧的两个PTC元件以及在外侧的一个PTC元件4)。楔形压板8a将PTC元件在隔间中牢固地保持就位，并且确保PTC元件与壳体材料之间良好的热传导。在楔形压板8a与PTC元件之间布置有滑动板8b以保护PTC元件。在组装时，在楔形压板被按压在壳体内部隔间或相邻滑动板之间之前，PTC元件和滑动板首先向下插入隔间中。该方式避免了对PTC元件的损坏。壳体2和接触元件1两者均由导热性能良好的材料制成。适合的材料是铝。

每个PTC元件具有用于连接至接触保持件3的线5，该接触保持件3设置有接触件7，接触件7用于连接至附接至盖9的插座10。接触保持件3配装有垫片3'，使得当零件被组装时接触保持件和垫片关闭并密封隔间6的开口。盖9具有带有螺纹孔12a的边缘，并且所述螺纹孔12a适于朝向在壳体2的凸缘20中的对应的螺纹孔12b安装。因此，当盖9例如通过孔12a、12b中的适合的螺钉(未示出)附接至凸缘20时，接触保持件3被保持就位并且隔间6被密封。

PTC元件是已知的并且因此不需要在文中详细地描述。仅应简要地提及，该PTC元件是半导体，当温度已经超过元件的特定的参考值时该半导体PTC元件的内部电阻率随着温度升高而迅速地增大(呈现很陡的正梯度)。因此，PTC元件是自我控制的并且因此不会过热：当PTC元件中的温度超过参考值时，电阻也会增大并且能量供应减少。当温度降低时，电阻减小，使得通过元件的电流增大。

图3示出了在壳体2中组装的可选的调温开关26，并且该调温开关26以本领域已知的方式经由线(未示出)连接至电源并连接至PTC元件。调温开关26构造成在其暴露于(即感测)高于预设温度的温度的情况下切断向PTC元件的电力供给，并且当感测到的温度下降至预设温度以下时将电力供给与PTC元件重新连接。在例如接触式加热器可能移位(dislodge)以及甚至从发动机机体、齿轮箱等掉落的情况下，这种调温控制提供了针对过热的额外的安全特性。

接触元件1具有接触表面21，该接触表面21的形状设定成使得其符合单元(发动机、齿轮箱等)的待安装接触式加热器的部分的形状(与单元的待安装接触式加热器的部分的形状互补)。示出了特别适于安装在贮油槽或齿轮箱上的实施方式的图1示出了接触表面21怎样具有一些凸起部分23和一些凹部24。

图4和图5示出了接触元件1'的第二个实施方式，其中，接触表面21'具有包括若干凸起部分23和凹部24的形状。该实施方式对于安装在具有向外突出的冷却翅片的发动机机体上的情况特别地有用。图5还示出了用于壳体的安装孔11'以及壳体所承载和抵靠的平表面22a。

图6示出了接触式加热器的在盖9与插座10之间具有延伸缆(extension cable)25的变型。延伸缆——可以是刚性的或具有一定弹性——使得接触式加热器能够安装在适合的位置上并且用户很容易触及插座。

图7和图8示出了安装在发动机16上的接触式加热器。接触表面的凸起部分配装至发动机上对应的凹部中。接触式加热器通过固定板14而抵靠发动机16并保持就位，该固定板14的一端经由孔连接至附接塞13，并且固定板14的第二端通过螺栓连接件15附接至发动机。固定板14优选地构造为弯曲的弹簧元件，使得当螺栓连接件15拧紧时接触式加热器被朝向发动机夹紧。还示出了具有插头18的电缆17如何连接至插座10从而以已知的方式为PTC元件提供电流。

即使已经参照发动机对本发明进行了描述，但应了解的是，本发明也适于安装在其他单元上，比如发动机机体、贮油槽、曲轴箱、齿轮箱、差速器。

Claims (13)

1.一种加热装置(19)，包括：加热构件(2)和接触表面(21；21')，其中，所述接触表面(21；21')适于抵靠待加热的单元(16)的一部分，其特征在于，所述接触表面(21；21')构成通过连接装置(11，11')以可拆卸的方式连接至所述加热构件(2)的接触元件(1)的一部分。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述加热构件(2)包括具有内部隔间(6)的壳体以及用于密封所述隔间的装置(9，20)，所述隔间(6)的一端具有开口。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其中，所述接触元件(1')包括构造成用于抵靠所述加热构件(2)的对应部分(22b)的表面(22a)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其中，所述加热构件(2)包括至少一个电加热元件(4)以及用于电能供给的连接装置(5，7，10)。

5.根据权利要求4所述加热装置，其中，所述电加热元件(4)是正温度系数元件。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其中，所述接触表面(21；21')包括凸起部分(23)和凹部(24)，所述凸起部分(23)和所述凹部(24)与所述单元(16)的所述部分是互补的。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其中，所述单元(16)布置在车辆或船舶中并且保持有液体。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其中，所述单元(16)是下述中的一者：例如汽车发动机的发动机、发动机机体、贮油槽、齿轮箱或车辆用变速系统的一部分。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，包括附接装置(13)，所述附接装置(13)用于将所述加热装置安装在所述单元(16)上。

10.根据权利要求9所述的加热装置，其中，所述附接装置布置在所述加热构件(2)上。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的加热装置，其中，所述附接装置布置在与所述接触表面(21；21')相反的一侧上。

12.根据权利要求4至11中的任一项所述的加热装置，还包括调温开关(26)，所述调温开关(26)连接在所述至少一个电加热元件(4)与所述电能供给之间，并且其中，所述调温开关构造成当通过所述调温开关感测到的温度超过预定温度时切断向所述加热元件(4)的电力供给，并且当感测到的温度下降至所述预定温度以下时重新建立所述加热元件与所述电能供给之间的连接。

13.根据权利要求12所述的加热装置，其中，所述调温开关(26)以机械的方式连接至所述加热元件(2)。