CN101996819A - 温度传感器及用于调节该温度传感器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温度传感器及用于调节该温度传感器的方法，具体提供了用于辐射加热器的温度传感器，其具有第一管状膨胀元件，第一管状膨胀元件连接到传感器壳体且包含第二杆形膨胀元件，两个膨胀元件具有不同的热膨胀系数。温度传感器具有两个切换弹簧用于不同的切换点。为了调节紧固到第二切换弹簧基体的第二切换弹簧，第二切换弹簧基体可在杆的纵向上运动且随后通过弯曲或焊接被永久固定。

Description

温度传感器及用于调节该温度传感器的方法

技术领域

本发明涉及一种温度传感器，特别是所谓的杆式恒温器，本发明还涉及一种调节这种温度传感器的方法。

背景技术

US 7345572B2公开了一种温度传感器，其也称作杆式恒温器。它包括两个切换弹簧，两个切换弹簧由安装在管状第一膨胀元件中的第二膨胀元件触发。第一膨胀元件通常由金属管构成，而第二膨胀元件是陶瓷杆。由于不同的热膨胀系数，基本上只有管在加热时膨胀，从而杆相对后者从包含了切换弹簧的温度传感器壳体运动出来。切换弹簧在为各切换弹簧设定的各自触发点触发或切换，触发点意图在两个不同的温度处有效，两个不同的温度可被设定。这些触发点或切换温度的设定非常重要，而且在技术上不能以很简单的方式实现。

发明内容

本发明基于下列问题，即提供一种开头提到的温度传感器及调节所述温度传感器的方法，其可被用于解决现有技术的问题，特别是使得有可能在构造和过程方面有效地实施上述的调节。

该问题可通过具有权利要求1或9的特征的温度传感器以及具有权利要求14或16的特征的用于调节所述温度传感器的方法来解决。其他权利要求是关于下面详细解释的本发明的优点和优选实施例。所提及的下面列出的一些特征仅仅是针对于温度传感器或仅针对该方法。然而无论如何，它们将既可应用于温度传感器，也可应用于该方法。权利要求的措辞通过明确的引用并入到说明书中。

温度传感器具有包含两个切换弹簧的壳体，第一管状膨胀元件连接至壳体。该第一膨胀元件包含形式为杆的第二膨胀元件，两个膨胀元件具有不同的热膨胀系数，当加热或发生温度变化时，两个膨胀元件相对于彼此产生相对运动。温度传感器中的第一切换弹簧关于一点预受力且具有切换接触部，所述杆作用在切换弹簧的一侧，为此，可以有利地设置中间元件，使得所述杆不与切换弹簧直接接触。紧固到第二切换弹簧基体的第二切换弹簧设置在杆或者伸长的有效方向上，中间元件作为杆的延伸。

根据本发明，在本发明的第一基本实施例中，第二切换弹簧基体被如下设计使得它是可运动的或者可与至少一个方向部件一起在杆的纵向上运动，以便调节第二切换弹簧的切换点。所使用的第二切换弹簧基体的位置可有利地通过锁紧装置被永久锁定或固定。切换弹簧的经调节状态也因此被固定。

不同于现有技术，这使得有可能改变第二切换弹簧基体在温度传感器壳体本身中的位置，而不是作为相对运动改变切换弹簧(也就是说，第二切换弹簧)相对于其第二切换弹簧基体的位置，第二切换弹簧紧固到第二第二切换弹簧基体。这显著地改善了可调节性和切换精度。特别是，在此情况下，第二切换弹簧基体可以稳定的形式永久锁定或固定到温度传感器壳体，例如通过将金属切换弹簧基体牢固地焊接到温度传感器壳体中的金属部分。因此，可防止后续的改变或不期望的调节。

在本发明的一种实施例中，所述杆以所提及的方式通过所述中间元件靠着第一切换弹簧，以便在触发点或其切换点触发所述弹簧。这样的中间元件具有可按照伸长或杆形方式设计的优点，并且通过切换弹簧，也可因而构成用于第二切换弹簧的支承点。

确实，有可能整合在该中间元件中或在一个位置对第一切换弹簧切换点的调节，在上述位置处，中间元件支承抵靠杆或第一切换弹簧。这例如可通过可调节螺纹来实现，例如利用在杆的纵向上延伸且靠着杆或第一切换弹簧的螺钉或固定螺钉。然后，触发点可通过旋转螺钉来精确设置。然而，设置操作可通过插入管的另一端的金属销而有利地实施，管的该端仍是打开的并且杆靠着该端。然后，设置过程可通过使金属销沿着管的纵向运动来实施，这样的设置最终可通过将销紧固到管而实现，例如通过焊接。然而，这是本领域技术人员已知的。

中间元件有利地由陶瓷组成。杆也可能由金属制成。

第二切换弹簧基体可被如下设计使得其为伸长的且在第二切换弹簧的端部区域连接到第二切换弹簧，该端部区域远离其具有切换接触部的端部区域。第二切换弹簧基体在其另一端部区域以不可变的方式固定到温度传感器壳体，这种情况下，小角度旋转形式的一定的可运动性或者可弯曲性在这里将会是可能的。用于切换弹簧基体的可调节锁定装置可有利地设置在温度传感器壳体上，靠近第二切换弹簧基体和第二切换弹簧之间的连接区域或在该区域中，该锁定装置可直接固定到壳体或固定到与壳体在不同位置固定的部分。这种固定方式因此固定了第二切换弹簧基体的位置，也因此固定了第二切换弹簧相对于杆或中间元件的位置，第二切换弹簧由第二切换弹簧基体承载，中间元件将杆的运动传递到第二切换弹簧。

在本发明的一种实施例中，所提供的锁定装置可以是从第二切换弹簧基体突出的段，且可相对第二切换弹簧基体的纵向长度成接近直角地延伸，也就是说从后者突出。特别地，可设置突出的锁定臂，该臂是固定的特别是焊接到壳体中所紧固的金属部分，目的是固定第二切换弹簧基体在壳体中的最终位置。此种情况下，焊接实现了不再会改变的永久固定。

当调节温度传感器时，在第二切换弹簧将被触发或者将实现其切换功能的特定温度下，当第二切换弹簧基体的锁定装置还未被固定时，于是在第二切换弹簧设置相应的切换点。为此，相应地设置第二切换弹簧基体的位置，使得第二切换弹簧在此处切换。然后，第二切换弹簧基体被精确地固定在该位置，例如通过将上述锁定段或锁定臂永久紧固到温度传感器的壳体。特别地，在此情况下，其可被焊接到所述金属部分。作为焊接的替代，永久的夹持连接也是可能的。然而，焊接，特别是激光焊接形式，是快速且充分稳定和持久的。

可采取措施，使第一切换弹簧基体在温度传感器壳体中的位置是不能改变的，或者使所述弹簧基体能够在安装期间仅仅被安装在单一位置。在此情况下，采用上面提及的在第一切换弹簧基体和杆形第二膨胀元件之间的中间元件可有利地实施调节。替代性地，第一切换弹簧的触发点也可采用管状第一膨胀元件中的杆的变化布置来调节，例如通过将两个指向远离壳体的端部区域彼此连接并且通过此连接而能够被调节。为此，调节螺钉或金属销可沿杆的纵向接合在管状第一膨胀元件的端部中，杆靠着调节螺钉或金属销。触发点可通过纵向的调节来调整，并且调节螺钉或金属销最终可被固定，例如被夹持或焊接。

根据本发明，在本发明的第二基本实施例中，切换接触部设置有匹配接触部并且在另一方向(也就是说，远离匹配接触部的方向)设置有触止部(counter-stop)。当切换弹簧打开时，切换接触部敲打所述触止部。在此情况下，触止部可在匹配接触部的方向上或远离匹配接触部的方向上被调节。在本发明的优选实施例中，当打开或关闭切换弹簧时，触止部可为可调节的或近似沿着切换接触部的运动方向被调节。触止部可用于影响切换弹簧的切换行为，特别是关于迟滞窗(hysteresis window)，也即用于两个切换操作的两个切换点。

触止部可通过至少暂时给定的可运动性而被有利地改变或调节。它可以是导引件形式的保持件上的滑动件形式。滑动件和保持件可相互固定，优选地在设置触止部后通过弯曲或卷边或焊接实现。

作为替代，为了调节，触止部可以被弯曲，通过弯曲还可设置其与匹配接触部之间的距离。在此情况下，触止部可以是坚固的或者稳定的使得在切换弹簧打开和敲打过程不会被弯曲。

在用于调节上述根据第二基本实施例的温度传感器的方法中，在切换弹簧将要与触止部一起再次关闭的特定温度下，或者为了确定切换弹簧的打开和关闭之间的期望的迟滞窗，触止部在匹配接触部的方向上运动，直到切换弹簧在期望的温度关闭或再次切换。触止部然后可在此温度被固定或固接。这可以如上所述有利地实施。

这些以及进一步的特征不仅从权利要求也从说明书及附图中显示出来，每一种情况下的各个技术特征能够各自实现，或者多个技术特征能够以本发明的一种实施例的子组合的形式一起实现并且在其他领域实现，并且能够代表就其本身而言可授权的本文所请求保护的有利实施例。本发明细分为的独立部分以及中间的标题并未限制在所述标题之下陈述的普遍性。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的带有两个切换弹簧的温度传感器的示例性实施例。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的带有伸长传感器部分的温度传感器11的剖视平面图，该传感器部分以已知的方式包括管13以及包含在所述管内的伸长杆14，管13通常是金属管，伸长杆14通常是陶瓷杆。在温度波动的情况下，管13和杆14在它们的纵向上经历不同的线性膨胀，因此导致运动方向B上的相对运动。因为杆14的下端或者在从上方作用的弹簧压力下被压入管13中或者甚至被固定例如被夹持在所述管中，所以在两部分的上端产生纵向运动。管13以本身已知的方式紧固至温度传感器11的壳体16，壳体16由绝缘材料构成，有利地由陶瓷材料构成。杆14从管13的顶部稍微突出且靠在中间销18上，该中间销18也是已知的且同样由绝缘材料构成，例如也由陶瓷或塑料构成。

中间销18具有侧向突出的销臂19，销臂19作用在温度传感器11的第一切换弹簧20上，确确地说，作用在其左手端区域上。在其另一右手端区域中，第一切换弹簧20具有第一切换接触部21，第一切换弹簧20基本上如现有技术中已知的那样构成，例如参见上述EP 1569257 A1。左手端区域连接到第一切换弹簧基体23，有利地焊接到第一切换弹簧基体23，销臂19与左手端区域接合以便触发第一切换弹簧20。该第一切换弹簧基体23的右手端紧固至金属第一保持部25，该第一保持部25永久地且不可运动地紧固在壳体16中。通过使中间销18沿着运动方向B运动来触发第一切换弹簧20，这对于本领域技术人员来说是清楚的，无需在此做任何更详细的解释。所述弹簧的切换点可被调节，例如通过调节销臂19或整个中间元件18相对于待触发的杆14的位置，这种情况是本领域技术人员已知的，无需做任何更详细的解释。

中间销18的上端直接靠着第二切换弹簧28，确确地说接近所述弹簧的右手端区域，近似在中部和右手端区域之间。为此，中间销可穿过第一切换弹簧20延伸。在左手端设置有第二切换弹簧接触部29的第二切换弹簧28同样如现有技术中已知的那样构成，特别地，其切换行为及其触发点或切换点也被考虑在内。

第一切换弹簧20通常用于中断用于辐射加热器的电源，该辐射加热器的操作温度期望通过温度传感器11来监测。第二切换弹簧28通常切换加热显示，其因此在辐射加热器上面的玻璃陶瓷搁架上指示剩余温度，其仍然太高不能接触。

第二切换弹簧28的右手端区域连接到，有利地焊接到，第二切换弹簧基体31。第二切换弹簧基体31的左手端区域32紧固到，同样有利地焊接到，第二保持部35。第二切换弹簧基体31的右手端区域基本上可自由运动，且事实上可绕其左手端区域32运动，类似于旋转运动。右手端区域的这种旋转运动，带着第二切换弹簧28向上或向下，使得可以设置或调节所述弹簧相对于中间销18的触发点或切换点。

图1还示出了如何为第一切换弹簧20在切换接触部21下面将保持件37紧固到壳体16。保持件37可以是，例如，紧固在壳体16中的片金属的竖直片金属条。图中示出了以滑动件形式置于保持件上的滑动件39，且滑动件39至少部分地以U形方式接合在所述保持件上。滑动件39可在滑动件上以切换接触部21和匹配接触部的方向运动或者以远离切换接触部21和匹配接触部的方向运动。滑动件39同样由金属或片金属构成。在其上端，滑动件39具有短突出销形式的匹配保持件40，匹配保持件40形成了开头所述的触止部。这种情况下，匹配保持件40从滑动件39的片金属弯曲出来，例如作为一个段。当切换弹簧20关闭时，匹配保持件40恰好在切换接触部21下面到达所述弹簧的自由端前面，例如，距离可以大约为1mm。

至于第二切换弹簧28，在第二切换弹簧接触部29之上以相似的方式设置第二匹配保持件42，该第二匹配保持件以类似于销的方式从左手端区域32的端部弯曲出来。因此，第二匹配保持件42不是可直接移位的或以其他方式可自由运动的，特别是关于第二匹配接触部。为此，第二匹配保持件42与具有切换弹簧接触部29的第二切换弹簧28的自由端之间的距离可以通过朝向或远离匹配接触部不同程度的弯曲来改变。

调节和锁定方法

当第二切换弹簧基体31仍然可运动时，紧固到第二切换弹簧基体31的第二切换弹簧的调节可以通过使第二切换弹簧基体运动或旋转来实现。后者然后将固定在其位置中。为此，锁定臂33接近右手端区域，该臂从第二切换弹簧基体31上以接近直角突出。所述臂靠着第二保持部35且可在接触点被固定，有利地被焊接到后者，特别是通过激光。整个第二切换弹簧基体31然后固定在其位置和朝向，确确地说恰好是如下方式使得第二切换弹簧28的触发点或切换点被调节到特定的期望温度。

在此调节方法中，总的来说，第一切换弹簧20或者其触发点或切换点应当有利地被最先调节，因为这通常通过调节中间件18相对于杆14的位置来实现。

在本领域技术人员可容易预见的本发明的替代修改中，当调节第二切换弹簧28时，也可以避免将第二切换弹簧基体31的与第二切换弹簧28自身紧固的端部区域锁定，而代之以将其他端部区域锁定。然而，根据调节精度采用不同的途径是合适的。另外，尽管如果所述锁定臂33尽可能远地设置在第二切换弹簧基体31的端部是有利的(因为此时调节精度是最高的)，但这不是绝对必要的。其他好的能实现紧固点的相关设计以及结构规定也应该考虑。

如上所述，匹配保持件40以及第二匹配保持件42都可根据它们与各自的切换弹簧或各自的匹配接触部以及切换弹簧接触部之间的距离来改变。如果此距离变大，则各自的切换弹簧打开得更多。这进而影响关闭运动期间的触发点，由于膨胀元件的缘故，关闭运动在切换打开后不久再次发生。

为了精确地设置触止部，特别是匹配保持件40，在膨胀元件13和14处设置或产生第一切换弹簧20在之前打开后将要再次关闭的温度。为此，使匹配保持件40运动相对远离切换接触部21的匹配接触部，然后慢慢再次朝向它运动，直到切换弹簧20再次在设定的温度下切换并且关闭接触部，或者切换接触部21靠着匹配接触部。然后，滑动件39固定在保持件37上，例如通过夹持或卷曲，粘合或通过焊接或软焊。

如果需要，第二匹配保持件42可以类似的方式调节。此情况下，通过沿着第二切换弹簧接触部29的方向或远离第二切换弹簧接触部29的方向向外弯曲或使匹配保持件弯曲至更大或更小程度来实现该调节。

Claims (18)

1.具有壳体的温度传感器，所述温度传感器具有连接至所述壳体且形式为管的第一膨胀元件，所述第一膨胀元件包含形式为杆的第二膨胀元件，所述第一和第二膨胀元件具有不同的热膨胀系数，所述温度传感器具有第一切换弹簧，所述第一切换弹簧关于一点预受力且具有切换接触部，所述杆作用在所述切换弹簧的一侧，第二切换弹簧设置在所述杆或中间元件的有效方向上，所述中间元件作为所述杆的延伸，所述第二切换弹簧紧固到第二切换弹簧基体，其中，所述第二切换弹簧基体与至少一个方向部件一起在所述杆的纵向上可运动，以便调节所述第二切换弹簧的切换点，所述第二切换弹簧基体的位置通过锁定装置可锁定或可固定。

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其中，所述杆通过中间元件作用在所述切换弹簧的一侧，其中，所述杆通过所述中间元件靠着所述第一切换弹簧以便触发所述弹簧。

3.根据权利要求2所述的温度传感器，其中，可调节金属销设置在所述管的端部以便调节所述第一切换弹簧的触发点，所述金属销在其最终固定前在所述管的纵向上可运动，所述杆靠着所述销。

4.根据权利要求1所述的温度传感器，其中，所述第二切换弹簧基体被如下设计使得其为伸长的且在所述第二切换弹簧的端部区域连接到所述第二切换弹簧，该端部区域远离所述第二切换弹簧的切换接触部，所述第二切换弹簧基体以不可变的形式在其另一端部区域固定到所述温度传感器壳体。

5.根据权利要求4所述的温度传感器，其中，可调节锁定装置设置在所述第二切换弹簧和所述第二切换弹簧基体之间连接处的端部区域，该锁定装置可固定到所述温度传感器壳体或者可固定到与所述温度传感器壳体在不同位置固定的部分。

6.根据权利要求5所述的温度传感器，其中，所述锁定装置是从所述第二切换弹簧基体突出的段，且相对所述第二切换弹簧基体的纵向长度成接近直角地延伸。

7.根据权利要求6所述的温度传感器，其中，所述锁定装置具有突出的锁定臂的形式并且为了固定而焊接到所述温度传感器壳体中所紧固的金属部分。

8.根据权利要求1所述的温度传感器，其中，第一切换弹簧基体固定在其位置上以便紧固所述第一切换弹簧，或者设计为相对于所述温度传感器壳体不可调节。

9.具有壳体的温度传感器，所述温度传感器具有连接到壳体且形式为管的第一膨胀元件，所述第一膨胀元件包括形式为杆的第二膨胀元件，所述第一和第二膨胀元件具有不同的热膨胀系数，所述温度传感器具有第一切换弹簧，所述第一切换弹簧关于一点预受力且具有切换接触部，所述杆作用在所述切换弹簧的一侧，第二切换弹簧设置在所述杆或中间元件的有效方向上，所述中间元件作为所述杆的延伸，所述第二切换弹簧紧固到第二切换弹簧基体，所述切换接触部设置有匹配接触部并且在另一方向上设置有触止部，所述触止部用于当所述切换弹簧打开时止动所述切换接触部，其中，所述触止部在所述匹配接触部的方向或远离所述匹配接触部的方向上是可调节的。

10.根据权利要求9所述的温度传感器，其中，在所述切换弹簧打开或关闭期间，所述触止部在近似沿着所述切换接触部的运动方向上是可调节的。

11.根据权利要求10所述的温度传感器，其中，通过至少暂时给定的运动性，所述触止部是可替换的或可调节的。

12.根据权利要求11所述的温度传感器，其中，所述触止部是形式为引导件的保持件上的滑动件形式，且所述滑动件和保持件在所述触止部被设置后相互固定。

13.根据权利要求11所述的温度传感器，其中，所述触止部为了调节目的是弯曲的，并且其与所述匹配接触部的距离是由该弯曲度设定的。

14.用于调节根据权利要求1所述的温度传感器的方法，其中，在所述第二切换弹簧将要被触发或将要切换的特定温度，当所述第二切换弹簧基体的所述锁定装置还未被固定时，在所述第二切换弹簧设置该切换点，所述第二切换弹簧基体随后被固定在其位置。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述切换弹簧基体通过焊接锁定段或锁定臂至所述温度传感器壳体中的金属部分而固定在其位置。

16.用于调节根据权利要求9所述的温度传感器的方法，其中，在所述切换弹簧将要与所述触止部一起再次关闭的特定温度下，或者为了确定所述切换弹簧的打开和关闭之间的期望迟滞窗，所述触止部在所述匹配接触部的方向上运动直到所述切换弹簧在期望温度关闭或再次切换。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在该温度，所述触止部被固定或被固接。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述触止部通过诸如焊接等材料连接而被永久地固定或固接。