温度相关开关的制作方法

本发明涉及一种温度相关开关。

背景技术：

1、原理上已知多种温度相关开关。在de 10 2013 102 006 a1中披露了一种示例性温度相关开关。

2、这种类型的温度相关开关以本身已知的方式用于对装置的温度进行监测。为此目的，例如，所述开关经由其多个外表面中的一个外表面而与待保护的装置成热接触，并且因此待保护的装置的温度影响被布置在所述开关内的所述切换机构的温度。

3、这里，所述开关通常经由多个连接线以串联方式电连接到待保护的装置的供电电流电路，并且因此，在低于所述开关的响应温度时，待保护的装置的供电电流流动通过所述开关。

4、从de 10 2013 102 006 a1已知的所述开关包括开关壳体，切换机构被气密地密封在所述开关壳体的内部。所述开关壳体由两部分构成。它包括由导电材料组成的下部部分和由绝缘材料或ptc热敏电阻材料(ptc材料)制成的盖部分。所述盖部分被插入到所述下部部分中并且由所述下部部分的上部弯曲边缘保持。所述切换机构被夹持在所述盖部分与所述下部部分之间。当制造所述开关时，首先将所述切换机构宽松地插入到所述下部部分中。然后，所述盖部分被放置在其上，并且被牢固地连接到所述下部部分。

5、被布置在所述开关壳体中的温度相关切换机构包括双金属快动盘，所述双金属快动盘被紧固到可动接触部分。所述双金属快动盘负责所述开关的温度相关切换行为。它确保在低温的情况下，所述切换机构在所述切换机构的所述可动接触部分与固定接触部分之间建立导电连接，所述固定接触部分被布置在盖部分上并且充当对于所述可动接触部分的配合接触件。相比之下，在较高的温度的情况下，所述双金属快动盘通过确保所述可动接触部分被抬升离开所述固定接触部分来中断这种电接触。

6、所述双金属快动盘通常被形成为多层的、活动的、片状部件，其由具有不同热膨胀系数的两个、三个或四个相互连接的部件部分组成。在这种类型的双金属快动盘的情况下，金属和金属合金的各个层的连接通常是整体结合或形状配合的，并且例如通过轧制来实现。

7、这种类型的双金属快动盘具有在低于所述双金属快动盘的所述响应温度的低温的情况下的第一稳定几何配置(低温配置)、以及在高于所述双金属快动盘的所述响应温度的高温的情况下的第二稳定几何配置(高温配置)。所述双金属快动盘根据温度以滞后方式从其低温配置跳到其高温配置。这个过程通常被称为“快切(snapping-over)”，这也是术语“快动盘”的原因。

8、如果没有提供切回锁即没有提供回位锁定，则所述双金属快动盘迅速返回到其低温配置中，且结果是，由于待保护的装置的冷却，当所述双金属快动盘的温度降至所述双金属快动盘的所谓的弹回温度以下时，则所述开关就被再次闭合。

9、然而，取决于应用，这种切回可能是不期望的。出于安全原因，例如，可能需要配置所述开关，使得当所述待保护的装置再次冷却时，在所述开关的温度引发的断开之后，所述开关不会再次自动闭合。例如，所述开关旨在仅在待保护的装置不仅已被冷却而且已经从电源完全地移除之后才能够再次闭合。

10、对于这种情况，已经开发了所谓的自保持功能。对于从de 102013 102 006a1已知的开关，这种自保持或自保持功能是由以下事实引起的：所述开关的盖部分由ptc材料(正温度系数热敏电阻或ptc热敏电阻)制成。

11、只要开关处于其低温位置中并且闭合，则没有电流流动通过作为并联电阻器而被连接的ptc材料。然而，当所述开关断开时，低的自保持电流流动通过并联电阻器，这加热后者并且确保所述开关保持在高于所述双金属快动盘的响应温度的温度。这里的所述自保持电流非常低，以至于待保护的电气装置不会遭受任何进一步的损坏，并且因此它可以冷却。由ptc元件引起的自保持电阻防止了开关本身也再次冷却并且相对应地再次接通，这在没有并联电阻的情况下将会导致待保护的电气装置的反复接通和切断。

12、从de 10 2013 102 006 a1已知的所述开关具有制造相关的缺点。此缺点是由于以下事实：所述双金属快动盘与所述可动接触部分一起作为松散的单独部分被插入到所述开关壳体中。只有通过闭合所述开关壳体，则所述双金属快动盘被固定在其位置中，并且其位置相对于所述切换机构的其它部件而被限定。然而，单独地使用所述双金属快动盘的这种开关的位置已经被证明是相对繁琐的，因为用于将所述切换机构插入到所述开关壳体中需要多个步骤。

13、此外，切换机构或切换机构的各个部分的储存是繁琐的。例如，切换机构的各个部件的散装材料储存几乎不值得考虑，因为所述各个部件(尤其是所述双金属快动盘)相对容易受到损坏。如果在储存期间发生这种损坏，则通常仅当组装所述开关时才检测到所述切换机构的所得到的故障，因为事先几乎不可能对所述切换机构进行功能测试。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种具有自保持功能的温度相关开关，其整体上更容易生产。除其它事项外，将会期望的是若所述切换机构可以作为半成品预先被生产而在过程中不会易于受到损坏。也将会期望的是，即使在所述切换机构最终安装在所述开关中之前也可以利用所述切换机构执行功能测试。此外，所述开关旨在能够相对容易地安装，具有较低的总高度，并且是压力稳定的。

2、根据本发明，此目的由温度相关开关来实现，所述温度相关开关包括以下部件：

3、-温度相关切换机构，所述温度相关切换机构具有切换机构单元，所述切换机构单元包括被联接到双金属快动盘的可动接触部分，并且所述温度相关切换机构具有切换机构壳体，所述切换机构单元被布置并且以捕获的方式被保持在所述切换机构壳体中；和

4、-开关壳体，所述切换机构壳体被布置并且以捕获的方式被保持在所述开关壳体中，其中，所述开关壳体包括固定接触部分，所述固定接触部分充当与所述可动接触部分的配合接触件；

5、其中，所述切换机构壳体从第一壳体侧、与所述第一壳体侧相反的第二壳体侧、以及在所述第一壳体侧与所述第二壳体侧之间并且横向于所述第一壳体侧和所述第二壳体侧延伸的壳体周向侧围绕所述切换机构单元，并且在所述第一壳体侧上包括开口，所述可动接触部分通过所述开口与所述固定接触部分相互作用，

6、其中，所述切换机构壳体包括导电的第一基体，并且所述切换机构被配置成，在所述双金属快动盘的响应温度以下将所述开关保持在低温位置中，并且在超过所述响应温度的情况下使所述开关进入高温位置，在所述低温位置中所述切换机构经由所述可动接触部分在所述第一基体与所述固定接触部分之间建立第一电连接，在所述高温位置中所述切换机构中断所述第一电连接，并且

7、其中，所述开关还包括ptc部件，所述ptc部件与所述第一电连接并联地电连接。

8、与从de 10 2013 102 006 a1已知的开关类似，根据本发明的开关也包括ptc部件(ptc热敏电阻部件)，所述ptc部件与所述切换机构单元并联地电连接。更具体地，所述ptc部件与第一电连接并联地电连接，所述第一电连接由所述切换机构在所述开关的低温位置中产生。因而，所述ptc部件实现所述开关的自保持功能，所述自保持功能在一次温度引发的断开之后，将所述开关保持在其高温位置中，在所述高温位置中所述切换机构中断所述第一电连接，即使当待由所述切换机构保护的装置再次冷却时也是如此。在所述开关的高温位置，电流即流动通过ptc部件，由此使ptc部件发热。与从de 10 2013 102 006a1已知的开关一样，所产生的热量导致所述切换机构不冷却，并且因此也不再次闭合所述开关或使所述开关进入其低温位置。

9、然而，与从de 10 2013 102 006 a1已知的开关相比，根据本发明的开关被更简单得多地构造。特别地，因而可以更容易地以更少的步骤实现其安装。

10、根据本发明的开关包括切换机构，所述切换机构包括额外的切换机构壳体，包括双金属快动盘和可动接触部分的所述切换机构单元被以捕获的方式保持在所述额外的切换机构壳体中。所述切换机构壳体围绕所述切换机构单元，即从第一壳体侧以及从与所述第一壳体侧相反的第二壳体侧两者、以及还从在第一壳体侧第二壳体侧之间并且横向于第一壳体侧和第二壳体侧延伸的壳体周向侧围绕所述切换机构单元。因而，在每种情况下，所述切换机构壳体从所有六个空间方向至少部分地围绕所述切换机构单元，并且因此所述切换机构不能从所述切换机构壳体中掉出。

11、因此，切换机构(所述切换机构包括所述切换机构单元并且包括围绕所述切换机构单元的切换机构壳体)可以在被插入到所述开关壳体中之前作为半成品预先被生产。作为半成品预先生产的所述切换机构可以作为散装材料而被储存。在这种散装材料储存期间，所述切换机构单元的各种部件，，特别是所述双金属快动盘和所述可动接触部件，受到所述切换机构壳体的保护。由于切换机构单元的各种部件被牢固地封装在所述切换机构壳体中，则在散装材料储存期间对这些各种部件的损坏基本上被排除。

12、然而，所述切换机构壳体不仅提供了布置在其中的所述切换机构单元的安全储存的优点；它也能够实现一种生产温度相关开关的基本上简单的方式。与常规的开关壳体不同，当前额外地设置的所述切换机构壳体不是其中所述切换机构被气密地密封的闭合壳体，而是部分地敞开的壳体，其包括第一壳体侧上的开口，通过该开口可从所述切换机构壳体外接近所述可动接触部分。因而，所述切换机构可以与所述切换机构壳体一起作为一单元被插入到形成最终的开关壳体的简单构造的环绕开关壳体中。

13、在温度相关开关的生产中，根据本发明的切换机构及其切换机构壳体因而可以首先作为半成品预先被生产，且然后作为整体被插入到所述开关壳体中。这不仅极大地简化了所述切换机构的储存，而且极大地简化了温度相关开关的生产。

14、如已经提到的，所述切换机构壳体是部分地敞开的壳体。虽然所述切换机构壳体的第二壳体侧和壳体周向侧优选地为各自闭合的壳体侧，但是由于前述开口，则第一壳体侧仅为部分地闭合的或部分地敞开的壳体侧。

15、所述切换机构壳体的部分地敞开的第一壳体侧被所述开关壳体遮蔽，所述开关壳体充当所述开关的下部部分。所述可动接触部分通过所述切换机构壳体中的所述开口直接地与被布置在所述开关壳体上的所述固定接触部分相互作用。在所述开关的低温位置中，所述可动接触部分通过所述切换机构壳体中的开口与所述固定接触部分接触。

16、总的来说，这因而导致了由相对少的部件简单地构造的开关，并且可以在相对较少的工作步骤中被生产。所述开关中所使用的所述切换机构可以与所述切换机构壳体一起预先被生产并且作为散装材料而被储存。所述开关的由所述开关壳体和所述切换机构壳体所构造的壳体是相对压力稳定的，并且仍然可以是相对紧凑/节省空间的。ptc部件被用于实现所述开关的自保持功能，从而防止所述开关在一次切换入高温位置之后切回到所述开关的低温位置，只要将电压施加到所述开关或施加到待由所述开关保护的装置。

17、上述目的因而被完全地实现。

18、根据一个实施例，所述ptc部件被布置在所述开关壳体中。

19、这不仅具有紧凑的开关设计的优点，而且还具有ptc部件因此以理想地受保护的方式被布置在所述开关内的优点。

20、根据另外的实施例，所述开关壳体包括导电的第二基体，所述导电的第二基体经由所述ptc部件而被连接到所述第一基体，其中，所述第二基体围绕所述切换机构壳体的所述第一壳体侧和所述壳体周向侧。

21、所述切换机构壳体优选地由导电材料构成。换句话说，所述第一基体优选地形成所述切换机构壳体。

22、所述开关壳体优选地由导电材料组成。换句话说，所述第二基体优选地形成所述开关壳体。

23、因而，所述开关壳体和所述切换机构壳体两者都可以充当所述开关的外部电连接。只要所述开关处于其低温位置中，则电流就经由所述切换机构从所述开关壳体流动到所述切换机构壳体，或反之亦然，经由所述切换机构从所述切换机构壳体流动到所述开关壳体。

24、当所述开关断开即处于所述开关的高温位置中时，所述第一电连接被所述切换机构中断，并且因此所述开关壳体与所述切换机构壳体之间的电流只能流动经过ptc元件。

25、由于在这种情况下所述ptc部件已经被加热，则它具有相对高的电阻，并且因此只有非常低的自保持电流可以流动通过所述ptc部件并且因而通过所述开关。同时，所述ptc部件继续加热，从而使得所述开关被保持在其高温位置。

26、根据另外的实施例，所述切换机构壳体的所述第一壳体侧邻接所述ptc部件。

27、优选地，所述切换机构壳体使其第一壳体侧从上方搁置在所述ptc部件上。所述ptc部件形成中间层，所述中间层被布置在所述切换机构壳体与所述开关壳体之间。这确保了所述开关的非常紧凑和极其压力稳定的设计。

28、根据另外的实施例，所述切换机构壳体的导电的第一基体形成所述切换机构壳体的所述第二壳体侧的至少一部分。所述第二壳体侧的这个部分形成所述开关的可自由进入的外侧。

29、当所述开关被完全地安装时，所述第一基体的形成所述切换机构壳体的第二壳体侧的一部分的前述部分不被所述开关壳体围绕。因而，所述切换机构壳体的这个部分可以用作所述开关的直接电气外部连接表面。

30、所述切换机构壳体的所述第一基体的前述部分(其形成所述开关的可自由进入的外侧)优选地包括向外拱起的、圆顶或罐形部分。所述切换机构壳体的这个圆顶或罐形部分优选地至少部分地从所述开关壳体突出。在这一点，术语“向外拱起的”意味着从所述开关壳体的视角，即从所述开关壳体的内部，圆顶或罐形部分向外拱起。所述开关的外侧在这一点是凸形地拱起的。

31、所述切换机构壳体的这种实施例使所述开关具有极高的压力稳定性。此外，圆顶或罐形部分可以非常容易地用作所述开关的外部连接表面。

32、根据另外的实施例，所述切换机构壳体被一体地形成为整体件。

33、因而，所述切换机构壳体以可想象到的简单方式仅由一个部分构造。它优选地由金属组成。这种金属形成所述导电的第一基体，所述导电的第一基体从所有侧至少部分地围绕所述切换机构单元并且包括在所述第一壳体侧上的前述开口。

34、根据另外的实施例，所述温度相关开关还包括绝缘体，所述绝缘体被布置在所述第一基体与所述第二基体之间并且位于所述第一基体和所述第二基体上。

35、此绝缘体使两个基体彼此电绝缘。所述绝缘体确保在所述开关的低温位置中经由所述切换机构单元在两个基体之间建立导电连接。在所述开关的高温位置中，两个导电基体仅经由ptc部件彼此连接，否则彼此电隔离。

36、根据另外的实施例，所述绝缘体包括环形体，所述环形体以其内侧位于所述切换机构壳体的壳体周向侧上，并且以其外侧位于所述开关壳体的内周向表面上。

37、优选地，所述绝缘体是环形体。如在俯视图中观察的，此环形体可以被配置呈圆环形状。然而，当在俯视图中观察时，所述环形体原则上也可以具有多边形外轮廓。

38、因此，术语“环形体”应被理解为一般含义。它指的是在周向侧具有闭合轮廓的任何物体。例如，如在俯视图中观察的所述外轮廓因而也可以是椭圆形或具有任何自由形式。所述环形体不一定必须是空心圆筒形或环形，虽然这是优选的。

39、将绝缘体设计为环形体的优点在于，所述绝缘体围绕整个圆周将所述切换机构壳体与所述开关壳体电绝缘。此外，这样的环形体可以用节省空间的方式被布置在所述开关壳体中。此外，环形体优选地是实心的，并且因此所述绝缘体形成所述开关的在机械方面稳定的部件，其也可以用于支撑所述开关的其它部件，并且在所述开关的安装期间易于操作。因而，所述绝缘体的环形体也自动地确保所述切换机构(特别是相关联的可动接触部分)相对于所述固定接触部分的正确对准，所述固定接触部分被布置在所述开关壳体上。

40、所述绝缘体的环形体优选地以其底侧位于所述ptc部件上。在所述开关的安装期间，在所述切换机构壳体被插入到所述开关壳体中之前，则上述绝缘体的环形体优选地被放置在上述ptc部件上。如已经提到的，它确保了在安装期间上述切换机构壳体相对于上述开关壳体被正确地对准。

41、根据另外的实施例，所述开口的直径小于平行于其而测量的所述双金属快动盘的直径。

42、因而，所述双金属快动盘被牢固地保持在所述切换机构壳体中，并且即使发生相对应的晃动，也不能从其拆卸。

43、根据另外的实施例，所述双金属快动盘被配置成当超过所述响应温度时从几何稳定的低温配置快切到几何稳定的高温配置，其中，所述双金属快动盘以其高温配置被支撑在支撑表面上，所述支撑表面被布置在所述切换机构壳体的所述第一壳体侧上并且被形成在所述第一基体上，并且在该过程中使所述可动接触部分保持与所述固定接触相距一距离。

44、由于根据本发明的所述切换机构单元被封装在所述切换机构壳体中，并且所述双金属快动盘在其高温配置中被支撑在所述切换机构壳体内的所述支撑表面上，则当所述切换机构作为半成品预先被生产时，即，甚至在所述切换机构被安装在所述开关壳体中并且所述开关被完全地安装之前，也已经可以执行所述切换机构的功能测试。即，所述双金属快动盘随后已经可以在所述切换机构壳体内采用其两种温度相关配置。

45、这在常规开关的情况下是不可能的，因为所述双金属快动盘在其高温配置中由于没有现在专门设置的切换机构壳体而被支撑在所述开关壳体上，并且因此只有当所述开关被完全地安装时才可能进行功能测试。

46、根据另外的实施例，所述切换机构单元还包括快动弹簧盘，所述快动弹簧盘被联接到所述可动接触部并且在所述开关的所述低温位置中被支撑在被布置于所述切换机构壳体的内部中的所述第二壳体侧上的内表面上。所述内表面优选地是所述切换机构壳体的导电的第一基体的内表面。

47、额外设置这种快动弹簧盘特别具有这样的优点，即所述双金属快动盘因而减轻了负载。在开关的低温位置中，即当电流电路经由所述开关而被闭合时，根据本实施例，所述快动弹簧盘用作活动部件。另一方面，所述双金属快动盘则不是活动部件。

48、另外，在所述开关的低温位置中，所述快动弹簧盘产生闭合压力，利用所述闭合压力，则上述可动接触部分被挤压抵靠所述固定接触部分。另一方面，所述双金属快动盘几乎可以在没有任何力的情况下被安装在所述开关的低温位置中。这对于所述双金属快动盘的使用寿命具有积极的影响，并且确保了切换点(即所述双金属快动盘的所述响应温度)即使在多次切换循环之后也不会改变。

49、根据另外的实施例，在所述切换机构壳体与所述开关壳体之间在周向延伸的中间空间被填充有绝缘化合物。优选地，所述绝缘化合物是用于浇注介于所述切换机构壳体与所述开关壳体之间的中间空间的漆。

50、这非常良好地密封了所述切换机构所处于的所述开关的内部。此外，绝缘且密封的化合物确保所述切换机构壳体在所述开关壳体中的以机械方式稳定的紧固。

51、应理解，上文所提及的特征以及还将要在下文中论述的特征不仅可以被用于分别地指定的组合中，而且也可以被用于其它组合中或被单独地使用，而不脱离本发明的范围。