热开关元件以及接触元件的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的热开关装置以及一种用于应用在热开关元件中的接触元件。

背景技术：

上文感兴趣的类型的热开关装置尤其是指温度控制器、温度限制器、温度监控器或者温度保险装置，它们各自与日用品的加热装置处于热接触并且在超过预定的温度阈值时自行执行开关过程。这种类型的热开关装置通常主要用在日用品中，例如烧水壶、连续直通式加热器、咖啡机、洗衣机、洗碗机、蒸锅、熨斗和类似装置。

在温度控制器中用作主动部件的在此通常是双金属速动盘，其与温度相关地占据两个稳定的卡扣位置(挠度)(双稳定的双金属速动盘)并且取决于其相应的挠度而断开或者重新闭合电路。在温度保险装置中设有熔断装置(例如熔片)作为有源部件以替代双金属速动盘，当超过某一温度时能够借助于该熔断装置中断电路。

以热力温度控制器以及热力温度保险装置形式的相应热开关装置例如从DE 19706316 C2中可以看到。

如今越来越多地使用所谓的厚涂层加热装置作为加热装置。在此，加热线路被压印到基座(例如由金属或陶瓷制成的基座)上。这种类型的厚涂层加热装置例如能够用作用于厨房搅拌装置或类似装置的加热板。厚涂层加热装置尤其是具有空间需求小的优点。基于其通常非常高的加热速度，厚涂层加热装置需要特别良好地热连接的、快速响应的控制部件和保险部件。前述类型的热开关装置的有源部件在这种厚涂层加热装置上的特别良好的热连接因此成为一个新的挑战。内部试验已表明，通过钎焊建立热开关装置的触点与厚涂层加热装置的触点的固定连接是有问题的，这是因为由于在运行时通过温度波动引起的机械应力可能出现，使得钎焊部位脱开并且由此无法再进行充分的温度调节或温度保险。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提出一种同种类型的新型热开关装置以及适合于此的接触元件，即使在运行时出现温度波动的情况下，该热开关装置也持续确保热开关装置与厚涂层加热装置的可靠接触。

上述任务在同种类型的热开关装置中通过如下方式得以解决：至少在一个接头上、优选在两个接头上附加地设有一个弹性的触点延长装置。该弹性触点延长装置能够使热开关装置的相应的接头通过按压与厚涂层加热装置的开放触点接通，所述热开关装置的相应的接头通常是侧向地在热开关装置上定位并向外突出的扁平触点，该扁平触点由不具有回弹作用的金属接点材料制成。由此即使在显著的温度诱导的应力下，也能持续地实现热开关装置与厚涂层加热装置的可靠连接。同时，本发明也允许传统的热开关装置以简单的方式装备有所述弹性的触点延长装置。

触点延长装置优选从热开关装置的电接头向下朝向热开关装置的壳体的支承面定向并且以这种方式跨接在处于热开关装置下侧上的厚涂层加热装置的两个触点接头之间的距离。由此能够将传统的热开关装置以简单的方式用于与厚涂层加热装置相连接的应用中。

通过使触点延长装置突出于热开关装置的下侧及其支承面，能够在将热开关装置安装在厚涂层加热装置上时产生触点延长装置在厚涂层加热装置的上部开放触点的挤压力。通过该挤压力，即使在出现温度诱导的应力的情况下，也能持续地实现有效的接通。

根据本发明的符合目的的构造方案，在接头下侧上的触点延长装置例如通过激光焊接连接、电焊连接、钎焊连接不可松开地固定。

替选地，触点延长装置也可以与接头的开放端部可松开地、尤其是可插接地连接。

例如为此可设置安装在触点延长装置上的插接套管(按照电缆套管的类型)，使得相应的触点延长装置也能够事后安装到成品部件上。

插接套管可与电缆延长装置通过焊接连接、例如经由激光焊接点连接。

适宜地，触点延长装置设计成板簧。通过其扁平的、优选在接头的下侧上定位的上部区域，接头的总厚度仅不明显地增加，这带来的优势是，传统的插接套管能够始终被插接以实现电接通。此外，板簧还具有如下优点：能够以简单的方式构成触点延长装置，其方式为：将扁平材料以预期的方式卷开。

此外，在板簧中，按照电缆套管类型的插接接头能够通过侧向地在上部区域上向上弯曲的容纳通道以特别简单的方式实现。

根据一种替选的构造方案，也可使用弹性触针作为触点延长装置。

根据另一种替选的构造方案，触点延长装置能够在其位置中通过如下方式固定：触点延长装置插入到跨越接头的壳体或壳体部件中。由此甚至能够将松开的接触元件用作触点延长装置，该松开的接触元件只有通过将热开关装置或其壳体部件安装在厚涂层加热装置上时才同时进行位置定位。

触点延长装置在其与厚涂层加热装置的开放触点进入电接触的端部区域上的鼓起部确保如下优点：即使在温度诱导的应力下，触点也能经由鼓起部的轮廓进行滚动运动。

适宜地，鼓起部通过压制实现。由此例如实现球缺形的鼓起部。

开头所述的本发明在根据权利要求13前序部分所述的接触元件中通过如下方式得以解决：接触元件设计成用于热开关装置接头的弹性的触点延长装置。

所述弹性的触点延长装置优选设计成板簧。

根据按本发明的接触元件的符合目的的构造方案，弹性的触点延长装置具有第一弯曲接触区域，该第一弯曲接触区域设计用于与在厚涂层加热装置上的开放触点相连接。

适宜地，弹性的触点延长装置优选在第一弯曲接触区域中具有鼓起部，该鼓起部能够在出现温度诱导的应力时实现触点的滚动特性。

为了简化接触元件在热开关装置的接头上的固定，设有优选设计得平整的第二弯曲区域。所述第二弯曲区域能够实现不可松开的连接，例如借助于激光焊接、电焊或类似方式。接触元件则具有敞开的、类似于C形的形状。

替选地，接触元件也可以具有闭合的形状，即，当上连接区域通过接触元件的两个自由端部构成时，接触元件也具有闭合的形状。接触元件则具有在跨接区域内闭合的、接近Ω形的形状。

上连接区域优选如此确定尺寸：所述上连接区域侧向和/或在其自由端部上不突出于热开关装置的接头或者至少与接头大致齐平地结束。由此能够在不需要适配装置的情况下使用传统的插头。

同样地，可为触点延长装置的第二弯曲的端部区域配备具有插接容纳部或者插接套管的接触元件，该插接套管能够实现触点延长装置与热开关装置的接头的插接连接。

如果弹性的触点延长装置仅插入到壳体中并且基于弹性的触点延长装置的挤压力确保与触点延长装置的两个端部区域的接触，则符合目的的是，第二弯曲区域也具有鼓起部。

通过使触点延长装置具有至少一个、优选多个保持突起部，所述触点延长装置能够可靠地定位，尤其是当触点延长装置松动地插入到壳体部件中并且所述接通仅通过在触点延长装置的一个端部和另一个端部上的挤压力实现时。

适宜地，保持突起部是保持翼部，其能够由板簧通过简单的冲压过程构成并且稍微弯曲。

附图说明

本发明的符合目的的构造方案根据实施例进行详细说明。在附图中：

图1以在观察方向中斜向下的透视图示出根据本发明的、以温度保险装置形式的热开关装置的第一种构造方案；

图2以在观察方向中斜向上的简化透视图示出根据图1的热开关装置；

图3以简化的侧视图示出根据本发明的、以温度控制器形式的热开关装置的另一种构造方案；

图4A示出处于与厚涂层加热装置组装的状态中的、具有两个弹簧接头的根据本发明的热开关装置的高度简化的透视图；

图4B示出处于与厚涂层加热装置组装的状态中的、各具有唯一一个弹簧接头的根据本发明的热开关装置的高度简化的透视图；

图5A示出根据本发明的接触元件的一种符合目的的构造方案的简化透视图；

图5B示出根据本发明的接触元件的另一种符合目的的构造方案的简化透视图；

图6示出根据本发明的、用于改进传统热开关装置的接触元件的另一种符合目的的构造方案的简化透视图；

图7示出用于改进传统热开关装置的接触元件的另一种构造方案；

图8示出用于改进传统热开关装置的接触元件的另一种构造方案；

图9示出具有保持夹和共同的壳体固件的热开关装置的示例性的构造方案；并且

图10示出具有闭合形状的接触元件的热开关装置的另一种示例性的构造方案。

具体实施方式

图1示出根据本发明的以温度保险装置1形式的热开关装置。该温度保险装置1包括壳体3(优选为陶瓷壳体)以及承载壳体3的板状的承载件7。熔片4(Schmelzpille)处于壳体3的内部，当超过确定的预定温度时，熔片确保电连接的中断。

在壳体3的上侧例如有两个用于将热开关装置连接到电路中的电接头5、6。根据保险装置是否接通，电路闭合或者断开。通常处于加热装置或者待加热介质的区域内的温度保险装置1为了保险而具有一种特殊的开关特性。

根据本发明，温度保险装置1至少在一个接头的区域内、优选在两个接头5、6的区域内具有弹性的触点延长装置8、9。所述触点延长装置8、9在图1示出的视图中向下朝向温度保险装置1的支承面A定向并且由此跨接在相应的触点接头5或6和温度保险装置1的支承面A的上侧之间的距离。

在图1示出的构造方案中，弹性的触点延长装置8、9构造成双弯板簧。所述双弯板簧具有平行于相应的接头5、6定向的上端部区域19、20作为连接区域。与上端部区域19、20相对置的下端部区域作为接触区域同样是弯曲设计的并且用于与厚涂层加热装置的开放触点(例如参照图4A或4B)接触。下端部区域可相对于中部区域成大于90°的角度弯曲，以确保弹簧诱导的压紧力。

在触点延长装置8、9的下部区域中可适宜地设有鼓起部13、14，这些鼓起部用于在温度暗示的应力的情况下能实现触点朝向相对的厚涂层加热装置接触面的较容易的滚动运动。鼓起部13、14优选具有球缺的形状。在由板簧构成的触点延长装置8、9的情况下，所述触点延长装置能够以简单的方式进行压制。在触点延长装置8、9的下部区域和其竖直延伸的中部之间确定有一曲率半径，该曲率半径大于在触点延长装置8、9的上端部区域19和20与竖直区域之间的曲率半径。

适宜地，触点延长装置在连接区域、即在上部端部区域区域19、20中这样确定尺寸，使得后者向外和/或向前不超过接头5、6的外边缘区域突出。由此能够在图1中示出的热开关装置的构造方案中以简单的方式将传统的电插接元件插到相应的接头5、6上。由此可在不需要适配装置的情况下使用传统的插头。

正如在图2中清楚看到的那样，相应的触点延长装置8、9这样确定尺寸，使得接触区域(即触点延长装置的下部区域)稍微突出于热开关装置1的支承面A，由此实现有利的压紧特性，只要热开关装置在无相对运动地安装的状态下靠放在厚涂层加热装置的表面上。正如从图2中同样可以清楚看到的那样，相应的触点延长装置8、9可与热开关装置的相应的接头5、6不松开地连接。这例如可借助于激光点焊例如以一个或多个焊点的形式实现。激光点焊的固定点在图2中示例性地用15或16示意性地标出。

图3示出符合本发明的类型的热开关装置，在该热开关装置中，温度控制器2代替温度保险装置1配备有各一个相应的触点延长装置8、9。该温度控制器2类似于温度保险装置1同样地包括例如两个接头5、6，在接头的下侧上以所述的方式和方法固定有相应的触点延长装置8和9。在触点延长装置8和9的构造方案和尺寸方面可参考前述实施方式。温度控制器2具有例如以双金属盘形式的双金属功能部件18以代替图1以及图2中的温度保险装置1的熔片，该双金属盘与环境温度相关地具有两个稳定的卡扣位置。由于在温度控制器2中当达到固定预设的温度时应当立即进行开关切换，因此在控制器2的下侧上仅设有一个以非常薄的板形式的承载件7。双金属盘处在该板的凹部中。所述双金属盘由此与厚涂层加热装置直接接触，这引起特别迅速的热开关特性。

图4A以高度简化的示意性的视图示出在厚涂层加热装置10上的温度控制器2，该厚涂层加热装置具有例如由金属(设有电绝缘的中间层、例如瓷釉或者筛网印刷的玻璃陶瓷)、陶瓷或类似材料制成的板状的基座，在该基座上涂有、优选压印有各个加热印制导线11。这些加热印制导线11经由各一个连接线12与(未示出的)电源接通。在为控制器1或保险装置2规定的部位处，在厚涂层加热装置的该构造方案中加热印制导线11中断，以便能够将控制器1或保险装置2接入到印制导线电路中。为此，温度控制器1或温度保险装置2例如通过(未示出的)保持装置在厚涂层加热装置10上定位，并且两个接头5、6经由触点延长装置8、9与加热印制导线11的开放的接触部位连接。在此，触点延长装置8、9的下端部区域松动地靠置在加热印制导线的开放触点上并确保跨接在其它情况下会断开的电流路径。该构造方案具有该优点：即便在出现温度诱导的波动时，仍能确保长期有效的接通并且由此确保可靠的运行。

热开关装置在厚涂层加热装置10上的固定例如可通过在图4A中未示出的保持部件实现，借助该保持部件将热开关装置压紧到厚涂层加热装置20的上侧上的支承面上并且保持在无相对运动的位置上。

在根据图4B的厚涂层加热装置中，加热印制导线11的相应的端部分别与一个例如以温度控制器2形式的热开关装置连接。因此，仅所涉及的温度控制器2的相应的一个接头5通过触点延长装置8与加热印制导线11的端部接触，而温度控制器2的另一个接头6则确保与相应的连接线12的电接触。由此在该布置中可以不使用额外的触点接头来实现电流连接。由此又能够降低电触点接头的故障发生频率。

替代于在图4A及4B中的视图，加热印制导线也可在相应的热开关设备的热敏部件的下方延伸。由此能够大幅缩短响应时间或触发时间。

根据图5A的视图示出在安装到根据图1至3的构造方案的热开关装置1或2的接头5上之前的状态中的触点延长装置8。接触元件通过由金属(弹簧钢)构成的板簧制成，在两个位置上弯曲并且优选通过铸造过程设有位于触点延长装置8的构成接触区域的下端部部段中的鼓起部13。上端部区域19、20设计成平坦的，使得其能够面状地靠放在相应的接头5、6的下侧上并且在那里与后者连接。

在图5B中示出的弹性的触点延长装置的变型方案是同样由板簧材料制成的接触元件变型方案，其在下部区域中闭合并且在上侧上具有两个相向定向的连接区域，用于固定在热开关装置1或2的相应的接头5或6上。在下部区域中同样能够设有鼓起部13。接触元件的该变型方案基于其在安装状态中闭合的形状确保提高弹性效果。该接触弹簧也优选在安装在热开关装置上的状态中向下突出超过水平支承面A(例如请参照图1)的假想延长部。接触元件的该构造方案具有闭合的形状，在该接触元件中，触点延长装置的两个开放的端部区域在形成接缝28的情况下构成与接头5或6的上接触区域。

在根据图6的构造方案中，接触元件的上端部区域19优选一件式地在两侧设有容纳通道21。上端部区域19由此构成一种类型的配件插座(Steckschuh)。这些容纳通道21能够特别简单地在板簧材料的情况下通过一种卷边方式加工成。

在根据图7的构造方案中，替选地使用弹性触针25作为触点延长装置。该弹性触针能够如在图6中那样与相应的上部部件连接。

图8C示出以根据本发明的接触元件形式的弹性的触点延长装置9的另一种构造方案。该接触元件由板簧构成并且不仅在上侧上而且在下侧上各包括一个具有鼓起部13的接触区域。两个接触区域仅通过挤压力接触，其中一个接触区域接通热开关元件的接头，另一个接触区域接通厚涂层加热装置的加热印制导线的开放触点(例如参见图4a及图4b)。至少部分包围接触元件(参照根据图8B的接触元件的仰视图)并由此保持在位置中的壳体3或壳体附件25确保接触元件的保持。接触元件在安装之前(参照不具有接触元件的图8A的仰视图)被插入到通过壳体3或壳体部件25以及接头6构成的袋状部26中并且随后通过将热开关装置的固定在其支承面上保持位置。为了固定接触元件，该接触元件可具有两个在侧向设置的保持翼部23、24，这些保持翼部例如与壳体或壳体部件25的壳体连接片17接合。

图9A以及图9B示出根据本发明的热开关元件在图9A或9B中未示出的厚涂层加热装置上的固定的一种可能性。在该实施例中，例如两个温度控制器2安装在一个共同的附加壳体25中，该附加壳体例如借助于弓形件27固定在厚涂层加热装置的上侧上。弓形件27为此在其两个端部上例如焊接在厚涂层加热装置的上侧上。所述两个温度控制器在其接头6上与各一个在图9A或9B中未示出的连接线按照图4B的构造方案连接。如在图8C中示出的类型的(在图9A或9B中未示出的)弹性触点延长装置被插入到处在相对置的接头5的区域中的两个袋状部26中并且通过已安装的附加壳体25保持在位置中。

图10A以及图10B示出具有闭合形状(正如在图5B中示出的那样)的接触元件的应用。与图9A以及图9B的实施例相同，这里也是例如安装在一个共同的附加壳体25中的两个温度控制器2，该附加壳体借助于弓形件27固定在未示出的厚涂层加热装置的上侧上。在共同的附加壳体25的该构造方案中，后者仅覆盖两个温度控制器2的上部区域。弓形件27在此设计成环绕框架。弹性接触元件8以其两个开放的端部在构成接缝的情况下固定在与接头5的连接区域中。相应的接触元件由此具有闭合的、类似于Ω的形状。在此也能设有用于改进在厚涂层加热装置上的接触区域中的滚动过程的鼓起部13。

附图标记列表

1 温度保险装置

2 温度控制器

3 壳体

4 熔片

5 接头

6 接头

7 承载件

8 接触弹簧

9 接触弹簧

10 厚涂层加热装置

11 印制导线

12 连接线

13 鼓起部

14 鼓起部

15 固定点

16 固定点

17 壳体连接片

18 双金属功能部件

19 上端部区域

20 上端部区域

21 容纳通道

22 壳体部件

23 保持翼部

24 保持翼部

25 壳体附件

26 袋状部

27 弓形件

28 接缝