与温度相关的切换机构、与温度相关的开关以及制造这种与温度相关的切换机构的方法与流程

本发明涉及一种用于与温度相关的开关的与温度相关的切换机构。本发明还涉及一种具有这种与温度相关的切换机构的与温度相关的开关。此外，本发明涉及一种制造可用于与温度相关的开关的与温度相关的切换机构的方法。

背景技术：

1、原则上已经知道大量的与温度相关的开关。在de 102011119632b3中公开了一种示例性的与温度相关的开关。

2、这种与温度相关的开关用于以主要已知的方式监测装置的温度。为此，使开关与待保护的装置(例如经由它的一个外表面)热接触，使得待保护的装置的温度影响布置在开关内部的切换机构的温度。

3、开关通常经由连接导线串联电连接到待保护的装置的供电电路中，因此，在低于开关的响应温度的情况下，待保护的装置的供电电流流过开关。

4、在de 10 2011 119 632 b3中公开的开关中，切换机构布置在开关壳体内部。开关壳体由两个部分组成。它包括下部，该下部通过介于其间的绝缘箔牢固地连接到盖部。布置在开关壳体中的与温度相关的切换机构包括速动弹簧盘(可移动接触构件附接到该速动弹簧盘上)和施加在可移动接触构件上的双金属速动盘。速动弹簧盘将可移动接触构件压靠在布置在盖部上的开关壳体的内部上的固定反向接触件上。速动弹簧盘的外边缘被支撑在开关壳体的下部中，使得电流从下部通过速动弹簧盘和可移动接触构件流入到固定反向接触件中，并从那里流入到盖部中。

5、与温度相关的双金属速动盘主要负责开关的与温度相关的切换行为。这通常被构造为由两个、三个或四个具有不同热膨胀系数的互连部件组成的多层有源金属片材部件。在这样的双金属速动盘中，金属或金属合金的各个层通常通过材料结合或正锁定(例如通过滚动)进行连接。

6、这种双金属速动盘在低于双金属速动盘的响应温度的低温下具有第一稳定几何构造(低温构造)，在高于双金属速动盘的响应温度的高温下具有第二稳定几何构造(高温构造)。双金属速动盘以滞后的方式以与温度相关的方式从其低温构造迅速变为其高温构造。因此，如果双金属速动盘的温度由于要保护的装置中的温度升高而升高到双金属速动盘的响应温度以上，则后者从其低温构造迅速变为其高温构造。因此，双金属速动盘以这样的方式抵靠速动弹簧盘工作，即，它将可移动接触构件从固定反向接触件抬起，从而开关断开并且待保护的装置被关断并且不能进一步被加热。

7、除非提供复位锁，否则双金属速动盘会迅速恢复到其低温构造，因此，一旦双金属速动盘的温度因待保护装置的冷却而降至双金属速动盘的所谓速动温度以下，开关就会再次闭合。

8、在其低温构造中，双金属速动盘优选地以无机械力的方式安装在开关壳体中，并且双金属速动盘也不用于承载电流。这具有的优点是双金属速动盘具有较长的使用寿命，并且切换点(即，双金属速动盘的响应温度)即使在多次切换周期之后也不会改变。

9、在大量与温度相关的开关的情况下，因此，在开关的制造过程中，双金属速动盘优选地作为一个松散的单独零件插入在开关壳体中，其中，双金属速动盘被施加在附接到弹簧速动盘的接触构件上，例如，在其中设置中心通孔。仅当开关壳体闭合时，双金属速动盘才被固定在适当的位置，并且其相对于切换机构的其他部件的位置被确定。然而，双金属速动盘被单独插入的这种开关的生产已经被证明是相对麻烦的，因为将切换机构插入到开关壳体中需要若干步骤。

10、在从de 102011119632b3已知的开关中，双金属速动盘因此预先(在开关壳体的外部)连接到附接至速动弹簧盘的接触构件。为此，双金属速动盘被施加在接触构件上，然后接触构件的上套环被向下折叠。结果，不仅速动弹簧盘附接到接触构件，而且双金属速动盘也被束缚性地保持在后者上。

11、切换机构由双金属速动盘、弹簧速动盘和接触构件组成，因此可以预先制造为半成品，该半成品形成捕获单元，并且可以作为散装材料被单独地存放中。在制造开关时，切换机构可以在一个工作步骤中作为一个捕获单元插入到开关壳体中。这多次简化了开关的生产。

12、在de 10 2011 119 632 b3中公开的开关中，速动弹簧盘被熔焊或钎焊到接触构件，以便在两个部件之间建立尽可能好的电接触。然而，已经表明，特别是在作为半成品预制的切换机构的批量存储期间，接触构件和速动弹簧盘之间的熔焊或钎焊装置可能断裂。这样有缺陷的切换机构当然就不能再使用了。

13、de 199 19 648 a1也提出了一种与温度相关的开关，该开关的切换机构可以作为半成品而预先被制造。在这种切换机构中，双金属速动盘、速动弹簧盘和接触构件在安装在开关壳体中之前已经形成了一个捕获单元，该捕获单元可以在开关的生产过程中作为一个整体插入到开关壳体中，并且可以作为散装材料预先存放。在该切换机构中，接触构件具有较软金属的护套和较硬金属的导电的芯。双金属速动盘和速动弹簧盘安装到护套，并且模制到护套的较软金属中。然而，已经发现，这种类型的连接经常导致双金属速动盘和/或速动弹簧盘在切换机构的存储期间从接触构件意外地分离。

14、从de 29 17 482 a1和de 10 2007 014 237 a1中已知将切换机构预制造为半成品的另一种可能性。切换机构的捕获单元是经由铆钉将双金属速动盘和弹簧速动盘相互连接来实现的。根据开关的设计，该铆钉也可以形成切换机构的可移动接触构件。铆钉由两个部分组成，并且包括与空心铆钉配合的铆钉螺栓或者具有附接到其的配对保持器的铆钉螺栓。

15、尽管速动弹簧盘和双金属速动盘之间的这种类型的铆接连接已经被证明是一种机械长期耐受连接，但是铆接连接确实会导致其他缺点。例如，双金属速动盘通常固定到铆钉，这可能导致变形，从而导致双金属速动盘的故障。

技术实现思路

1、因此，本发明的一个目的是提供一种与温度相关的切换机构，该切换机构可以由尽可能少的部件作为半成品简单而廉价地生产，并且可以作为散装材料进行存放，而不会受到导致切换机构中的缺陷的损坏的影响。此外，本发明的目的是提供一种用于生产这种与温度相关的切换机构的方法。

2、根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的与温度相关的切换机构来完成，该切换机构具有：

3、-包括第一通孔的与温度相关的双金属速动盘；

4、-包括第二通孔的与温度无关的速动弹簧盘；和

5、-导电接触构件，其包括穿过所述第一通孔和所述第二通孔的主体；

6、其中，所述接触构件包括：

7、从所述主体径向地突出的支撑肩部；

8、第一锁定元件，其从所述主体径向地突出并且布置在所述支撑肩部的第一侧上；以及

9、第二锁定元件，其从所述主体径向地突出并且布置在所述支撑肩部的与所述第一侧相反的第二侧上，

10、其中，所述与温度相关的双金属速动盘布置在所述第一锁定元件与所述支撑肩部之间，并且通过所述第一锁定元件和所述支撑肩部而被束缚性地但具有间隙地保持在所述接触构件的所述主体上，

11、其中，所述与温度无关的速动弹簧盘布置在所述第二锁定元件与所述支撑肩部之间，并且通过所述第二锁定元件和所述支撑肩部而被束缚性地但具有间隙地保持在所述接触构件的所述主体上，并且

12、其中，所述接触构件是一体地形成的，并且所述主体一体地连接到所述支撑肩部、所述第一锁定元件和所述第二锁定元件。

13、此外，根据权利要求14，通过一种制造与温度相关的切换机构的方法实现了上述目的，所述方法包括以下步骤：

14、-提供包括第一通孔的与温度相关的双金属速动盘；

15、-提供包括第二通孔的与温度无关的速动弹簧盘；

16、-提供导电接触构件，所述导电接触构件包括主体和从所述主体径向地突出的支撑肩部；

17、-使所述主体穿过所述第一通孔，使得所述双金属速动盘布置在所述支撑肩部的第一侧上；

18、-使所述主体穿过所述第二通孔，使得所述速动弹簧盘布置在所述支撑肩部的与所述第一侧相反的第二侧上；

19、-形成布置在所述支撑肩部的第一侧上的所述主体的第一部分以形成第一锁定元件，使得与温度相关的双金属速动盘布置在所述第一锁定元件与所述支撑肩部之间，并且通过所述第一锁定元件和所述支撑肩部而被束缚性地但具有间隙地保持到所述接触构件的所述主体；和

20、-形成所述主体的布置在所述支撑肩部的第二侧上的第二部分以形成第二锁定元件，使得所述与温度无关的速动弹簧盘布置在所述第二锁定元件和所述支撑肩部之间，并且通过所述第二锁定元件和所述支撑肩部而被束缚性地但具有间隙地保持到所述接触构件的所述主体。

21、根据本发明的切换机构包括导电接触构件，该导电接触构件穿过分别在双金属速动盘和速动弹簧盘中的通孔。因此，接触构件通过两个速动盘突出。它具有径向地突出的支撑肩部，两个速动盘从相对的侧面靠在该支撑肩部上。布置在该支撑肩部两侧的锁定元件将相应的速动盘被束缚性地保持在支撑肩部和相应的锁定元件之间，但在接触构件上具有间隙。接触构件与双金属速动盘和速动弹簧盘一起因此形成捕获单元，该捕获单元可以预制为半成品并作为散装材料储存，然后在组装开关时可以作为一个单元整体插入到相应的开关壳体中。

22、用于保持和锁定双金属速动盘和速动弹簧盘的锁定元件整体连接到接触构件的主体。锁定元件是通过形成主体的相应部分而产生的。接触构件因此形成为单件，并且接触构件的主体一体地连接到支撑肩部和两个锁定元件。

23、总之，接触构件、双金属速动盘和速动弹簧盘可以组合在一起，以形成三部分式切换机构，该机构被实现为捕获单元。这种三部分式设计既具有包含尽可能少的必要部件的优点，又具有切换机构的机械上非常稳定和耐受的设计的优点。

24、与de 10 2011 119 632 b3中公开的开关不同地，不会破坏速动弹簧盘和接触构件之间的熔焊或钎焊连接，因为不存在这种连接。

25、如关于de 199 19 648 a1所描述的，由于锁定元件的原因，双金属速动盘和/或速动弹簧盘与接触构件的意外分离也是不可能的。

26、与在de 10 2007 014 237 a1和de 29 17 482 a1中公开的开关中实施的铆接连接的两件式设计相比，接触构件的整体设计在机械原因和较低的制造成本方面都是有利的。此外，双金属速动盘和速动弹簧盘通过锁定元件以间隙保持在接触构件的主体上，使得两个速动盘几乎不存在任何不期望的应力和由此产生的变形的可能性。

27、上述目的由此完全被实现。

28、根据实施例，第一锁定元件包括：至少一个从主体径向地突出并与其一体地形成的第一保持爪，或从主体径向地突出并围绕主体的圆周的第一凸缘套环。同样，根据该实施例，第二锁定元件包括：至少一个从主体径向地突出并与其一体地形成的第二保持爪，或从主体径向地突出并围绕主体的圆周的第二凸缘套环。

29、可以为每个锁定元件(第一锁定元件和第二锁定元件)提供一个或多个保持爪。保持爪可以形成主体的单独的圆周部分或者围绕主体的整个圆周。这些保持爪可以被构造为弯曲的或带凸缘的保持爪。

30、在每种情况下，环形套环代替保持爪也可以用作锁定元件。可以通过将相应地预成型在接触构件的主体上的零件翻边来制造该套环。可替换地，也可以通过在主体中形成的周向切口来制造套环，通过该周向切口，主体的位于径向更外侧的材料径向地向外弯曲并形成套环。

31、以这种方式，两个速动盘被束缚性地但具有间隙地固定在主体上。这些锁定元件的制造非常简单。因为锁定元件整体地连接到主体，所以锁定元件被构造成在机械上非常稳定的。

32、根据另一个实施例，布置在支撑肩部的第一侧的接触构件的上侧和布置在支撑肩部的第二侧的接触部件的下侧之间的第一距离大于第一锁定元件和第二锁定元件之间的第二距离。

33、换句话说，锁定元件布置在接触构件的自由上侧和自由下侧之间的区域中。因此，接触构件能够以其自由上侧和其自由下侧抵靠相应的反向接触件或反向接触件表面而不使锁定元件与反向接触件或者反向接触件表面接触。一方面，这在接触构件和反向接触件或反向接触件表面之间产生精确限定的接触，另一方面，防止对锁定元件的损坏。

34、根据另一个实施例，双金属速动盘以比速动弹簧盘更大的间隙保持在主体上。

35、因此，与支撑肩部和第一锁定元件之间的双金属速动盘相比，速动弹簧盘优选地更紧密地夹在支撑肩部与第二锁定元件之间。因此，双金属速动盘相对于接触构件比速动弹簧盘具有更大的移动性。一方面，这保证了速动弹簧盘和接触构件之间尽可能最好的电接触，另一方面，允许双金属速动盘具有足够的移动性，这在其使用寿命方面是有利的。

36、由于与速动弹簧盘不同，双金属速动盘优选地不用作切换机构的载流部件，因此在双金属速动盘和接触构件之间不需要任何尺寸过紧的夹紧。

37、根据另一个实施例，切换机构被构造为关于接触构件的纵向轴线旋转对称。

38、这使得将切换机构插入到开关壳体中变得非常容易。此外，这允许从两个速动盘到接触构件的最佳力传递，该力传递在圆周方向上均匀分布。

39、根据另一个实施例，第一通孔布置在双金属速动盘的中心处。同样地，第二通孔优选地布置在速动弹簧盘的中心处。

40、双金属速动盘和速动弹簧盘优选地各自为圆盘形。此外，双金属速动盘和速动弹簧盘优选地各自是双稳态的。

41、在这方面中，“双稳态”是指两个速动盘各自包括两个不同的、稳定的几何构造/位置(此处同义地使用)，其中，双金属速动盘的两个稳定构造/位置与温度有关，而速动弹簧盘的两种稳定构造/位置与温度无关。这具有这样的效果：即，在两个速动盘从一个位置转换到另一个位置之后，它们在各自的位置保持稳定，而没有任何不希望的速回。因此，仅当超过双金属速动盘的响应温度时以及当低于双金属速动盘的复位温度时，切换机构才速动。弹簧速动盘与双金属速动盘卡扣在一起，并迫使其进入到其相应的其他构造/位置。

42、根据另一个实施例，切换机构还包括切换机构壳体，该切换机构壳体被束缚但有间隙地保持双金属速动盘、速动弹簧盘和接触构件。

43、不要将此切换机构壳体与典型的开关壳体混淆，典型的开关壳体形成开关的外壳。根据该实施例使用的切换机构壳体是附加壳体，在将切换机构安装在外部开关壳体中之前，切换机构已经可以布置在该附加壳体中。

44、以这种方式，切换机构已经可以作为半成品预制在切换机构壳体中，然后与切换机构壳体一起插入到开关壳体中。

45、一方面，切换机构壳体的优点是，切换机构的脆弱部件(诸如双金属速动盘和速动弹簧盘)在储存过程中受到切换机构壳体的保护。另一方面，附加的切换机构壳体使得切换机构能够基本上简化地安装在开关壳体中，因为切换机构壳体已经使得能够对切换机构进行预定位。此外，附加的切换机构壳体允许实现压力非常稳定的开关。

46、切换机构壳体优选地从第一壳体侧、与第一壳体侧相反的第二壳体侧以及在第一壳体侧和第二壳体侧之间并横向于第一壳体侧和第二壳体侧延伸的壳体圆周侧至少部分地围绕双金属速动盘和速动弹簧盘，该第一壳体侧具有开口，接触构件可通过该开口从切换机构壳体外部接近。

47、由于接触构件经由上述开口从开关壳体突出，因此，作为接触构件的对应件的固定接触件仍可以布置在开关(外)壳体上。因此，第一电接触可以发生在接触构件与布置在开关壳体上的反向接触件之间。切换机构和同样布置在开关壳体上的第二固定接触件之间的第二电接触可以经由切换机构壳体实现。

48、切换机构壳体中的开口的直径优选地小于平行于其测量的双金属速动盘的直径。

49、因此，双金属速动盘被牢固地固定在切换机构壳体中，即使在发生相应振动的情况下也不能从中分离。

50、切换机构壳体优选地是一体地形成的，并且包括导电材料。特别优选地，切换机构壳体由金属形成。

51、切换机构壳体优选地用作开关中的载流部件。速动弹簧盘优选地支撑在切换机构壳体的内侧上，使得电流在开关的安装状态和闭合开关位置下从开关的一个端子经由切换机构壳体、速动弹簧盘和接触构件流到开关的另一个端子。

52、如上所述，本发明不仅涉及切换机构本身，还涉及使用这种与温度相关的切换机构的与温度相关的开关。与温度相关的开关包括围绕切换机构并具有第一电端子和第二电端子的开关(外)壳体，其中，所述切换机构适于在低于所述双金属速动盘的响应温度时在所述第一电端子与第二电端子之间建立电连接，并且适于在超过所述响应温度时断开所述电连接。

53、应理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和以下将要解释的特征不仅可以用于每种情况下指示的组合，还可以用于其他组合或其本身。