CN102005332B - 温控开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温控开关(10)，该温控开关在其壳体外侧面上具有用于电偶连接引线的第一和至少一个第二连接面(22、23)以及在壳体内具有温控的接通机构，该接通机构根据其温度在两个连接面(22、23)之间建立或断开导电连接。引线以其内端(27、28)与连接面(22、23)电偶连接，开关(10)由绝缘保护层(32)包裹且引线在其远离内端(27、28)的自由端(29、31)上不具有保护层(32)。引线被设计为接线片(25、26)，接线片在其内端(27、28)上材料配合地与连接面(22、23)连接且其自由端(29、31)直接被设计为插接件。绝缘保护层(32)的设置方式为，其在壳体、连接面(22、23)以及接线片(25、26)的内端(27、28)之间产生结构上稳定的连接。

Description

温控开关
技术领域
本发明涉及一种温控开关，该温控开关在其壳体外侧面上具有用于电偶连接引线的第一和至少一个第二连接面以及在壳体内具有温控接通机构，该接通机构根据其温度在两个连接面之间建立或断开导电连接，其中，引线以其内端与连接面电偶连接，开关由绝缘保护层包裹且引线在其远离内端的自由端上没有保护层。
背景技术
此类温控开关在DE4139091C2中公开。
此类温控开关还在现有技术中众所周知。其用于防止比如电吹风、碱液泵的电机、熨衣板等电气设备过热和/或电流过高。
为此，将公知的温控开关在电路上串联到需保护的设备的供电回路中，从而使需保护的设备的工作电流流经温控开关。该开关还如此安装到需保护的设备上，使得其接收需保护的设备的温度。
公知的温控开关包括温控的接通机构，其根据其温度在两个设置在开关壳体外侧面上的连接面之间断开或闭合电连接。为此，在接通机构中通常设置双金属件，其在达到其开关温度时突然从其低温状态变形到其高温状态中且通常可动的接触件从固定的接触件上抬起。
固定的接触件与两个连接面连接，而可动的接触件或者通过双金属件或者通过配设给双金属件的翻转片或翻转弹簧与两个接触面配合。
还公开了这样一种设计方案，其中，双金属件为桥接件，其直接建立两个接触面之间的电连接。
比如在DE2121802A、DE2644411A、DE19623570、DE10301803、DE9214543U、DE9102841U、DE19705441A1、DE19545996A1或DE10205001371A1以及申请人的其它专利文献中描述了此类温控开关，因此其它的细节可以参考这些专利文献。
在使用公知的开关时必须将开关与需保护的电气设备进行电绝缘，从而不会出现不期望的短路。
公知的开关常常具有导电的壳体下部，其被设计成锅形件且容纳温控的接通机构。导电的壳体下部被同样导电的盖部密封，盖部固定在壳体下部上的绝缘薄膜的中间层下。第一连接面设置在盖部上，而第二连接面设置在壳体下部的底面、侧壁或保持盖部的边缘上。
利用这两个连接面将通常为柔韧的连接绞合线或刚硬的接线片的引线通常材料配合地、即大多为钎焊或熔焊地电偶连接，然后，绞合线或接线片用作公知的温控开关的进一步连接。
之后，为具有绞合线或接线片的预装配的开关配设盖子，用以将开关与外界电绝缘。只要开关配有接线片，则盖子也具有相应的狭缝，接线片在将盖子插入到开关上时必须通过狭缝穿线，这不仅相应地耗费时间和力气，而且始终还带来损害接线片和连接面之间的电偶连接或弄弯接线片的危险，因此其不适合于接下来自动化地安装在需保护的电气设备，而是必须要特殊的后续加工。
相反，如果引线被设计成绞合线，则开关配有所谓的热压收缩盖子，其一端是封闭的，从而在将热压收缩盖子插入到预装配绞合线的开关上之后绞合线在另一端从热压收缩盖子中伸出。之后收缩盖子热压收缩配合到开关上。
对于在上述DE4139091C2中公开的开关来说，引线被设计为相对刚硬的金属板，其以其内侧边铆接在连接面上。之后，在一个实施例中，开关以铆接位置和内端部在低压法中在工具温度为150至180℃时利用低压环氧树脂包封。这里，在金属板远离内端的自由端上没有环氧树脂。在环氧树脂硬化之后，在金属板的自由端上钎焊连接绞合线，然后自由端超出内端弯曲。
通过铆接和用热固性塑料包封在金属板与开关的壳体之间建立了固定的和机械上可持续负载的连接，在开关上设计有连接面。包封还提供了很好的电绝缘和铆接位置的密封，从而不会再有灰尘或液体等污物进入壳体中。
不过公知的开关具有缺点，金属板的铆接是耗时的且会导致在铆接过程中产生壳体变形的危险。由于温控开关的尺寸极小，最小的壳体变形就可能导致开关不再可靠地闭合和/或断开。
此外，公知的开关由于在壳体与绞合线之间额外设置金属板而使得结构复杂以及组装耗费。对于每个连接绞合线的连接都需要铆接过程以及之后的焊接过程和随后的弯曲过程。
最后，公知的开关的置入可能性有限，因为其没有提供插接的可能性。在公知的开关中所采用的连接绞合线还必须焊接到需保护的设备上，这是耗时的且易导致不充分的“冷”焊点的危险。
不过，很多公知的温控开关的加工者恰恰需要一种具有插接件的连接技术，因为开关在需保护的设备上的安装因此简单、快速以及特别是可靠地实现，此外还有助于插接件与各应用相互之间的尺寸和中间距离的协调。
如前所述，已经公开了温控开关直接配有插接件，其可以通过比如螺栓连接、合适的夹固技术或通过插入与需保护的设备连接。由于插接件与各温控开关的壳体之间的连接的复杂性以及必须的绝缘盖子或外壳，即使这种开关的组装也是耗费的且具有上述缺点。
此处特别的缺点在于，盖子或外壳或者结构非常复杂，或者盖子在已经配有连接片的开关上的安装非常耗费且无法实现自动化。
此类具有钎焊或熔焊的插接件的温控开关在DE9214544U1中公开。
在DE8028913U1中公开了将一种温控开关置入由热塑性塑料制成的两部分的绝缘壳体中。两个壳体部分还借助于超声波相互焊接。该文献明确提到，由烧结的环氧树脂制成的保护层在机械上和热学上不稳定，特别是在高压下会脱落。
发明内容
在该背景下，本发明的目的在于提供一种文章开头所述类型的具有插接件的温控开关，其可简单地组装。
针对文章开头提到的温控开关，根据本发明该目的如此实现，即引线被设计为接线片，该接线片在其内端材料配合地与连接面连接且在其自由端直接被设计为插接件，绝缘保护层如此设计，即其在壳体、连接面以及接线片的内端之间产生结构稳定的连接。
本发明的目的通过这种方式完美地实现。
本发明的发明人已知，相对于迄今为止在现有技术中的实践也可以将被设计为插接件的接线片材料配合地与温控开关电偶连接，即钎焊或熔焊，而不存在在后续的将开关插入到各应用中材料配合的连接容易断裂的危险。即强调，通过用保护层共同包裹或包绕开关、连接面以及接线片的内端产生了结构上稳定的连接，该连接随后可以承载足够的机械负荷，而不会损坏电偶连接的质量。
如果按照本发明绝缘保护层将壳体和接线片的内端包裹起来，则在现有技术中使用的具有所有与之相关的缺点的铆接按照本发明对于提供连接面与接线片之间的足够的结构上稳定的连接不再是必要的。
另一个优点在于，通过这种包裹不仅确保了电偶的、材料连接的稳定性，而且还同时提供了必要的电绝缘和针对污物渗入的防护，从而可以弃用收缩盖、外壳以及其它保护盖。
按照本发明的技术方案因此给出了与上面讨论的DE8028913U的技术教导相反的启示。
此外优选的是，接线片的内端钎焊到连接面上。
其优点在于，能够以简单、可靠和快速的方式和方法建立材料配合的连接。
此外优选的是，绝缘保护层是烧结(gesinterte)的保护层。
本申请的发明人确信，烧结的保护层提供了特别稳定的结构，其具有非常好的包裹的机械稳定性。
优选的还有，绝缘保护层含有热固性塑料，优选环氧树脂。
其优点在于，具有热固性塑料的烧结的保护层制造简单且提供针对污物和水分渗入的持久保护，同时还提供了较好的机械稳定性。
总体上优选的是，温控的接通机构包括双金属件，其中，优选该双金属件在开关闭合的状态下在电路上串联地位于连接面之间，进一步优选温控的接通机构包括弹簧件，该弹簧件在开关的闭合状态下在电路上串联地位于连接面之间。可替换的是，接通机构可以包括桥接件，该桥接件由双金属件或弹簧件支承且在开关的闭合状态下在电路上串联地位于连接面之间。
上述为温控开关的优选构造方式。
在本发明的范畴内双金属件可以理解为多层的、活动的、金属板状的由2个、3个或4个不可分地彼此连接的具有不同膨胀系数的部件组成的构件。单个金属层或金属合金层的连接是材料配合或型面配合连接且比如通过轧辊实现。
此外，双金属件通常被设计为单侧压紧的弹簧或松散放置的圆片。
如果双金属件如DE19816807A1被设计为双金属弹簧舌，则其在其自由端支承活动的接触件，该接触件与固定的接触件配合。固定的接触件与第一外接口电连接，其中，第二外接口与双金属弹簧舌的夹紧的端部电连接。
双金属弹簧舌在低于其动作温度时闭合两个外接口之间的电路，其中，活动的接触件抵压在固定的接触件上。
如果双金属弹簧舌的温度上升，其开始伸展且在蠕动阶段中变形，直到其最终跳到断开状态，在断开状态下双金属弹簧舌将活动的接触件从固定的接触件处抬起。
如果双金属件相反被设计为双金属圆片，则其通常与弹簧翻转圆片配合，弹簧翻转圆片支承活动的接触件，该接触件以上面描述的方式与固定的接触件配合。弹簧翻转圆片以其边缘支承在电极上，电极与第二外接口连接。此类开关比如在DE2121802A或DE19609310A1中公开。
在低于其动作温度的情况下，双金属圆片被松动地置入，即机械上不被加载。在固定的与活动的接触件之间的接触压力以及由此在两个外接口之间的电连接通过弹簧翻转圆片提供。如果公知的温控开关的温度提高，则双金属圆片进入蠕动阶段，在该阶段中其逐渐变形，直到其突然跳到断开状态，在该状态下双金属圆片如此作用到弹簧翻转圆片上，即其将活动的接触件从固定的接触件上抬起且由此断开公知的开关。
在上述具有双金属弹簧舌的开关中，双金属件本身是导电的，从而其通过流经开关的电流被加热。公知的开关以这种方式不仅对外部的温度上升做出反应，也对过高的电流会做出反应。
因此，此类开关根据温度和根据电流做出反应。
与此相反，在具有双金属圆片的开关中，双金属件总是不通电的，其不会通过电流被加热，从而此类开关很大程度上独立于电流进行切换。
还公开有这样一种开关，其中，双金属弹簧舌与弹簧翻转圆片配合，弹簧翻转圆片引导电流，从而在这种设计中双金属弹簧舌本身不通电。相反，还公开有另一种开关，其中，双金属圆片支承活动的接触件且因此由电流通过。
最后，还公开有具有两个外接口的温控开关，外接口分别与一个固定的接触件连接，其中，设置导电的桥接件，其在贴靠在固定的接触件上时引导电流。
此类具有桥接件的开关在比如DE19708436A1中公开。其被应用于经过开关有较高的额定电流流过的情况下，较高的额定电流导致导电的弹簧翻转圆片或双金属件的较大载荷或自热。
桥接件还由弹簧翻转圆片支承，弹簧翻转圆片与双金属圆片配合。如果双金属圆片位于其动作温度以下，其在没有机械负荷的情况下自由地位于开关中，弹簧翻转圆片将桥接件压向固定的接触件，从而闭合电路。如果温度上升，双金属圆片从其不受力的闭合状态翻转到其断开状态，在该状态下双金属圆片克服弹簧翻转圆片工作且将桥接件从固定的接触件上抬起。
本发明还涉及一种用于制造温控开关的方法，具有以下步骤：
a)提供一种温控开关，该温控开关在其壳体外侧面上具有用于电偶连接引线的第一和至少一个第二连接面以及在壳体内具有温控的接通机构，该接通机构根据其温度在两个连接面之间建立或断开导电连接，
b)提供多个接线片，其分别具有用于与连接面连接的内端且在其远离内端的自由端上被设计为插接件，
c)将接线片的内端与连接面电偶连接，以及
d)以绝缘保护层包裹开关，其方式为，使得接线片在其自由端不具有保护层。
此外，优选在步骤c)中将接线片的内端钎焊在连接面上。
因此获得的优点在于节省时间以及确保了电偶连接的质量。
特别优选的是，在步骤c)中将接线片冲压在带上，然后输送开关且以其连接面钎焊到还位于带上的各接线片的内端上。
该措施的优点在于，不仅实现了温控开关的完全自动化的制造，而还实现了完全配有引线且以保护层包裹以及因此被保护的开关的完全自动化的制造。
如果接线片在带上、即由循环的金属板带冲压，其必须在其自由端必要时还在一定高度上弯曲，从而使其与在该高度上彼此必要时错位的连接面在开关上“匹配”。这些开关在单独的带上输送，与还位于带上的接线片对准，使得接线片的内端位于连接面上，在那里进行自动的焊接。
通常优选的是，在步骤d)中通过液相烧结产生保护层。
其优点在于，以简单的方式即使是对于温控开关也能够产生机械稳定的保护层，而不会使自身对液体的渗入非常敏感的开关在其功能上收到损害。
此外优选的还有，在步骤d)中将钎焊到接线片上的开关在至少一个池中以烧结-环氧树脂-溶液浸渍，优选还位于带上的开关穿过至少一个具有烧结-环氧树脂-溶液的池引导。
其优点在于，以简单、快速和可靠的方式实现利用保护层的包封，可以以还位于带上的开关实现包裹，这相对于前述DE4139091A1特别是在生产成本和生产时间方面具有巨大的优势。
以热固性塑料进行的液相烧结在现有技术中众所周知，相应的部件在市场上可见。
此外有利的是，在步骤d)中将还位于带上的开关穿过至少两个具有烧结-环氧树脂-溶液的池引导，其中，进一步优选将在步骤d)中穿过具有烧结-环氧树脂-溶液的池引导的开关分别穿过连续式加热炉引导。
这导致了稳定的、牢固的、由至少两个烧结层组成的保护层，其中，保护层总体来说在机械上可很好的承受负荷。
其它优点从说明书和附图中给出。
不言而喻，前述的以及接下来还将说明的本发明的特征不仅可以在各个给出的结合中，也可以在其它的结合中使用或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
附图说明
下面在附图中展示本发明的实施例且在下文中详细进行说明。其中：
图1为按照本发明可采用的温控开关的实施方式的示意性剖开的横截面示图，
图2为在斜上方观察的具有钎焊的接线片的温控开关的立体视图，
图3为图2中的开关的俯视图，不过具有包裹壳体和接线片的内端的绝缘保护层，以及
图4为由带冲压的、但仍位于带上的多对接线片的俯视图，其中已经钎焊了温控开关，其随后在示意性示出的具有烧结-环氧树脂-溶液的池中浸渍。
具体实施方式
在图1中以10表示温控开关，其包括锅形的下部件11，下部件被盖件12密封，盖件在中间设置绝缘薄膜13的情况下由卷边的边缘14保持在壳体下部件11上。
在通过下部件11和盖件12形成的开关10的壳体中设置有温控的接通机构15，其包括弹簧翻转圆片16，该弹簧翻转圆片居中地支承可动的接触件17，在该接触件上具有自由置入的双金属圆片18。
弹簧翻转圆片16支撑在由导电材料制成的下部件11内部的底面19上。
活动的接触件17与在盖件12的内侧面21上设置的固定的接触件20连接，盖件同样由金属制成。
通过这种方式，温控的接通机构15在图1所示的低温状态下建立了盖件12和下部件11之间的导电连接，其中，工作电流流过固定的接触件20、活动的接触件17以及弹簧翻转圆片16。
还可以替代弹簧翻转圆片18直接采用双金属件，其支承活动的接触件17且由此在开关10闭合时传导工作电流。
还可以在盖件12上布置两个接触面22、23且接通机构15配有桥接件，该桥接件由双金属件或弹簧件支承且在开关10的闭合状态下在电路上串联地位于接触面22、23之间。
按照本发明的优点不取决于开关10是否如图1所示或如在前述对比文件中描述的那样实施，对比文件的内容通过明确的对照涉及本申请的主题。
如果在图1的开关10中双金属圆片18的温度升高到超出其动作温度，则其从图1所示的凸起状态翻转到其凹入状态，双金属圆片在凹入状态中将活动的接触件17克服弹簧圆片16的力从固定的接触件20中抬起且因此断开电流回路。
此类的温控开关10比如从DE19623570A1中公开，其内容涉及本公开文献的主题。
在图1的开关中，一方面盖件12的中心区域以及另一方面卷边14的区域被用作接触面22和23。
在接触面22、23上每个接线片25、26分别以其内端27、28钎焊，如图2所示，在图2中展示了在斜上方观察的在内部任意构造的、具有钎焊的接线片25、26的温控开关10的立体视图。
接线片25、26在其各自由端29、31被设计为插接件，从而使其能够通过螺栓连接、合适的夹固技术或通过插接直接地和以快速以及可靠的方式与需保护的设备连接。
如前面提到，开关10的下部件11和盖件12由导电材料制成，因此开关10在安装到需保护的电气设备之前必须对外绝缘，为此其被绝缘保护层32包裹，如在图3的俯视图中所示。
绝缘保护层32在其材料特性方面如此设计，即其在下部件11或盖件12、接触面22或23以及接线片25或26的内端27或28之间产生结构上稳定的连接。此外，绝缘保护层还如此设计，即接线片25或26的自由端29或31不具有保护层32。
保护层32因此满足两个功能。其一方面用于开关10的电绝缘以及用于防止污物渗入由下部件11和盖件12组成的壳体内部。
另一方面，保护层32还用于将接线片25、26可靠和牢固地保持和固定在壳体上，使得在接触面22、23与接线片25、26的内端27、28之间的导电连接在稍后安装成品开关10时不易断裂，即使其由于插入安装在机械上承受很大的负荷，比如在连接绞合线的情况下。
为了保证这点，在所示的实施例中以烧结的保护层32的形式制造保护层32，其中，烧结的保护层32通过以环氧树脂形式的热固性塑料进行液相烧结。
在图4中展示了一种用于制造图3的开关的方法。为此，在带35上冲压了多个接线片25、26的对36，其一端仍与带35连接，但另一端已经被钎焊到温控开关10上。
在将温控开关制成带的过程中，首先成对地冲压连接片25、26，然后在其自由端弯曲，使得其与温控开关10的连接面22、23匹配。该开关10如此向带35引导，使得可以将接线片25、26钎焊到连接面22、23上。
之后，开关10在以37示意性示出的具有烧结-环氧树脂-溶液38的池中配置保护层32。还位于带35上的开关10为此沿其输送装置39如此穿过具有烧结-环氧树脂-溶液38的池37引导，使得自由端29、31不会浸渍在烧结-环氧树脂-溶液38中。
在穿过池37后，开关10穿过以39示出的连续式加热炉引导，用以生成烧结层。该过程至少重复两次，其中，在每个池37上跟随一个连续式加热炉39。以这种方式产生了保护层32，其是刚硬的以及机械上可承受负荷的，从而使接线片25、26可靠和牢固地保持和固定在壳体上，接触面22、23与接线片25、26的内端27、28之间的导电连接在后面的使用中不会产生损坏。

Claims (17)

1.一种温控开关(10)，所述温控开关在其壳体(11、12)外侧面上具有用于电偶连接引线(25、26)的第一和至少一个第二连接面(22、23)以及在壳体(11、12)内具有温控的接通机构(15)，所述接通机构根据其温度在两个连接面(22、23)之间建立或断开导电连接，其中，引线以其内端(27、28)与连接面(22、23)电偶连接，开关(10)由绝缘保护层(32)包裹且引线在其远离内端(27、28)的自由端(29、31)上不具有保护层(32)，其特征在于，引线被设计为接线片(25、26)，所述接线片在其内端(27、28)上材料配合地与连接面(22、23)连接且其自由端(29、31)直接被设计为插接件，绝缘保护层(32)的设置方式为，其在壳体(11、12)、连接面(22、23)以及接线片(25、26)的内端(27、28)之间产生结构上稳定的连接，绝缘保护层(32)是烧结的保护层(32)。
2.如权利要求1所述的开关，其特征在于，内端(27、28)被钎焊到连接面(22、23)上。
3.如权利要求1所述的开关，其特征在于，绝缘保护层(32)含有热固性塑料。
4.如权利要求1所述的开关，其特征在于，绝缘保护层(32)含有环氧树脂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的开关，其特征在于，温控的接通机构(15)包括双金属件(18)。
6.如权利要求5所述的开关，其特征在于，双金属件在开关(10)的闭合状态下在电路上串联地位于连接面(22、23)之间。
7.如权利要求1至4中任一项所述的开关，其特征在于，温控的接通机构(15)包括弹簧件(17)。
8.如权利要求7所述的开关，其特征在于，弹簧件(17)在开关(10)的闭合状态下在电路上串联地位于连接面(22、23)之间。
9.如权利要求5所述的开关，其特征在于，接通机构包括桥接件，所述桥接件由双金属件或弹簧件支承且在开关(10)的闭合状态下在电路上串联地位于连接面(22、23)之间。
10.一种用于制造如权利要求1-9中任一项所述的温控开关(10)的方法，具有以下步骤：
a)提供一种温控开关(10)，所述温控开关在其壳体(11、12)外侧面上具有用于电偶连接引线的第一和至少一个第二连接面(22、23)以及在壳体(11、12)内具有温控的接通机构(15)，所述接通机构根据其温度在两个连接面(22、23)之间建立或断开导电连接，
b)提供多个接线片(25、26)，其分别具有用于与连接面(22、23)连接的内端(27、28)且其远离内端(27、28)的自由端(29、31)被设计为插接件，
c)将接线片(25、26)的内端(25、26)与连接面(22、23)电偶连接，以及
d)以绝缘保护层(32)包裹开关，其方式为，使得接线片(25、26)在其自由端(29、31)不具有保护层(32)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤c)中将接线片(25、26)的内端(27、28)钎焊在连接面(22、23)上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤c)中将接线片(25、26)冲压在带(35)上，然后输送开关(10)且以其连接面(22、23)钎焊到还位于带(35)上的各接线片(25、26)的内端(27、28)上。
13.如权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中通过液相烧结产生保护层(32)。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤d)中将钎焊到接线片(25、26)上的开关(10)在至少一个池(37)中以烧结-环氧树脂-溶液(38)浸渍。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤d)中将还位于带(35)上的开关(10)穿过至少一个具有烧结-环氧树脂-溶液(38)的池(37)引导。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤d)中将还位于带(35)上的开关(10)穿过至少两个具有烧结-环氧树脂-溶液(38)的池(37)引导。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤d)中将穿过具有烧结-环氧树脂-溶液(38)的池(37)引导的开关(10)分别穿过连续式加热炉引导。
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