CN102693869A - 具有电流传输节段的温控开关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种温控开关(10),具有带圆形的翻转片(21、22)的温控的接通机构(11);容纳接通机构(11)的壳体(12),其具有下部件(14)以及上部件(15);以及两个在上部件(15)上设置在其内侧面(37)上的固定的触头(31、32),两个触头中的每一个与对应于该每一个触头的外部端子(35、36)连接。此外设置在翻转片(21、22)上且由翻转片移动的电流传输节段(24),其中翻转片(21、22)以其边缘(27、19)支撑在开关(10)中的支撑面(28)上,用以将电流传输节段根据温度按压到与两个固定的触头(31、32)贴靠和/或从两个固定的触头上抬起。在翻转片(21、22)的边缘(19、27)上和/或在支撑面(28)上设置至少一个不平体,其方式为,翻转片(21、22)在每次开关进程中围绕其竖轴旋转。
Description
技术领域
本发明涉及一种温控开关,具有带圆形的翻转片的温控接通机构;容纳接通机构的壳体,该壳体具有一个下部件以及一个上部件;两个在上部件上设置在其内侧面上的固定触头,每个固定触头与对应的外部端子连接;设置在翻转片上且由翻转片移动的电流传输节段,其中,翻转片以其边缘支撑在开关中的支撑面上,用以根据温度将电流传输节段与两个固定的触头贴靠地压到一起和/或从两个固定的触头上抬起。
背景技术
此类开关在DE2644411C2中公开。
公知的开关具有壳体,壳体具有杯状的下部件,向下部件置入温控的接通机构。下部件通过上部件闭合,上部件通过下部件的拉起的边缘保持在下部件上。下部件可以由金属或绝缘材料制成,而上部件在此在任何情况下都由绝缘材料组成。
在上部件中具有两个铆钉,其内头被用作针对接通机构的固定触头。接通机构承载以触桥的形式的电流传输节段,在其上表面上设置银涂层,其具有两个相互连接的对接触头,对接触头根据温度的不同被置于与两个固定触头的贴靠中且与其相互电连接。
两个铆钉的两个外部的头被用作外部端子。
温控开关具有在俯视图上看圆形的双金属翻转片以及在俯视图上看圆形的弹簧翻转片,其在中心由承载触桥的栓钉穿过。弹簧翻转片周边地在壳体中引导,而双金属翻转片根据温度的不同支撑在由下部件的肩部或弹簧翻转片的边缘形成的支撑面上且此外还实现了触桥在两个固定触头上的贴靠或者实现了触桥从固定的触头上抬开,从而中断外部端子之间的电连接。
这种温控开关以公知的方式被应用于防止电器过热。为此,开关与待保护的电器串联且机械地如下设置在电器上,即其与电器处于热连接中。
在双金属翻转片的响应温度以下,触桥贴靠在两个固定的触头上,从而使得电路闭合且待保护的电器通过开关供电。如果温度提高到超过允许值,则双金属翻转片将触桥从固定的触头上抬起,由此断开开关且中断待保护的电器的供电。
现在断电的电器可以再度冷却。这里,与电器热耦接的开关也同时冷却,其随即自动再次闭合。
通过对触桥进行尺寸设计,公知的开关能够相比于其它温控开关(在这种温控开关中,待保护的电器的工作电流直接通过双金属翻转片或与其对应的弹簧翻转片流动)引导高出很多的工作电流,从而使其能够被用于保护具有较高的功率消耗的较大的电器。
如上所述,公知的开关在由其保护的电器冷却之后自动再次接通。此类开关表现在保护比如头发吹干机时是有意义的,而在待保护的电器在断开之后不允许再次自动接通以避免损坏时是不理想的。这比如适用于被用作驱动机组的电机。
因此,DE19827113建议,设置一种所谓的自保持电阻,其与外部端子电并联。自保持电阻在开关断开时与待保护的电器串联,现在,由于自保持电阻的电阻值,穿过电器仅流过无害的剩余电流。该剩余电流不过已经足以加热自保持电阻,直到其散热,该热量将双金属翻转片保持在其开关温度以上。
DE19827113公开的开关还可以被实施为具有电流控制的开关功能,为此设置另一个电阻,其持久地与外部端子串联。待保护的电器的工作电流由此持续流过该热电阻,该热电阻可以如下设计,即其在超过一定的工作电流时负责将双金属翻转片加热到高于其响应温度的温度以上,从而使得开关在工作电流提高时在待保护的电器不允许地被加热之前已经断开。
尽管公知的开关在技术上已经得到证明,其使用寿命由于接通的高电流受到限制。开关进程的次数越高,固定的触头与电流传输节段之间的接触电阻越大。上升的接触电阻还限制了可能的使用寿命。
发明内容
从现有技术出发,本发明的目的在于,以较小的设计耗费改进前述开关,从而延长其使用寿命。
按照本发明,该目的对于前述开关如下实现,即在翻转片的边缘上和/或在用于边缘的支撑面上设置至少一个不平体(Unebenheit),使得翻转片在每次开关进程中围绕其竖轴旋转。
本发明的目的以这种方式完美实现。
“不平体”在本发明的范畴内设置在翻转片的边缘本身上以及可替换地或额外地还设置在针对边缘的支撑面上。该支撑面可以是肩部,在断开和/或闭合开关时在该肩部上支撑翻转片。
在本发明的范畴内将“不平体”理解为边缘的端面和/或相关的支撑面与迄今为止在现有技术中所力求的、以平整的环形面形式的平整性的不同,这导致了边缘不再在周向上均匀地在贴靠在下部件中的肩部上或环形面上,这是因为该支撑接触可以说是弯曲的,从而使得在翻转片的边缘上或针对翻转片的边缘形成比如歪斜的、上升的或下降的支撑面。
不平体可以是翻转片的边缘中或针对边缘的支撑面上的凸起或凹陷。不平体还可以在大于180°到几乎360°的周边区域上延伸。这样,涉及一种螺栓状的边缘或针对边缘的螺栓状的支撑面,从而设定针对翻转片的旋转效应,这种效应总是向相同方向延伸。
如果设置多个不平体,则其可以分别在45°至90°的周向上延伸。
本发明的发明人认识到,此类不平体会导致翻转片以及由此还导致电流传输节段在每次开关进程中旋转,且旋转得较小,即仅几度。这种略微的旋转在断开和/或闭合开关时会导致,当新的开关在一次断开进程之后再次闭合时不总是在同一位置使电流传输节段与对接触头接触。
换句话说,在电流传输节段提供的接触面得到了更好的利用,从而使由电流传输节段造成的接触电阻分量被分配到多个不同的接触位置,且寿命相应地得到延长,直到接触电阻总体上达到了不允许的值。
根据本发明的发明人的认知,这种旋转的翻转片的效应首先导致了电流传输节段上的接触电阻的分量缓慢上升。这不会以同样大小适用于固定的触头在接触电阻上的值。不过这种电流传输节段的旋转还导致了落在固定的触头上的接触电阻分量随开关进程也比现有技术更缓慢地上升。
所有这些都导致了在设计上以简单的方式提高了公知的开关的使用寿命,为此仅需相应地设计翻转片的边缘或其支撑面。除此之外可以保留公知的针对高电流的温控开关的实践过的设计变型。
与所预计相反的是,这种非均匀地贴合在为此设置的肩部上的翻转片不会导致接触压力减小或者甚至负面影响开关表现本身。
如果在针对翻转片的边缘的支撑面上设置至少一个不平体,翻转片本身不必进行设计上的改变,因此能够使用常见的翻转片来实现按照本发明的旋转效应。这里有利的是,翻转片的热特性和机械特性不必重新设计。
如果在翻转片上设置额外的不平体,其可以与支撑面上的不平体如下配合,即在每次开关中使得翻转片略微旋转。这些不平体可以像齿部那样配合,如其比如在弹簧圆珠笔中的应用那样,在那里,在每一次的按压运动中都引起开关机械结构的旋转,从而在第一次按压时使得圆珠笔芯伸出且在第二次按压中使得其再次缩回。
翻转片还可以是双金属翻转片,其引起闭合压力和温控的断开运动。不过,闭合压力还可以单独或额外地通过弹簧翻转片施加,而设置的双金属翻转片或者仅引起断开运动或者还在其低温状态下引起接触压力。
相应地,或者仅双金属翻转片或弹簧翻转片的边缘、或者两种翻转片的边缘按照本发明配有至少一个不平体。额外地可以在上述意义上还在支撑面上设置不平体。
但对于按照本发明的旋转效应来说,仅在双金属翻转片的边缘上或针对双金属翻转片的边缘设置至少一个不平体就已经足够了。在断开开关时,双金属翻转片以其边缘到达与开关中的支撑面的贴靠中,这由于不平体导致了双金属翻转片相对于壳体的旋转。此外,是否双金属翻转片还引起在开关的闭合状态下接触压力或者是否这种压力仅通过弹簧翻转片实现是不重要的。
因此优选的是,翻转片是双金属翻转片,其机械地与电流传输节段连接且将电流传输节段在其切换温度以下压向固定的触头且在其切换温度以上从固定的触头上抬起。
另一方面优选的是,翻转片是弹簧翻转片,其预紧电流传输节段,用于贴靠到固定的触头上,此外还设置双金属翻转片,其将电流传输节段在其切换温度以上从固定的触头上抬起,此外还优选将弹簧翻转片设置在电流传输节段与双金属翻转片之间。
一方面仅设置既产生接触压力也负责温控地断开的双金属翻转片就足够,另一方面可以通过附加于双金属翻转片或单独引起接触压力的弹簧翻转片使得双金属翻转片在其低温状态下机械上解除负荷,这有益于其开关表现的较大的长期稳定性。
此外优选的是,电流传输节段是大致圆形的接触盘,其在其面向固定的触头的表面上配有在周向上闭合的接触面。
接触盘优选通过轴颈状的铆钉在中央与双金属翻转片以及必要时与弹簧翻转片连接。
如果采用大致圆形的接触盘,则一方面以特别简单的方式允许在周向上闭合的接触面,固定的触头在每次接触盘的旋转中与该接触面在不同的区域接触。
此外,接触盘在其通过铆钉在中央与翻转片连接时可以特别简单地旋转。
总体上优选的是,上部件由两个铆钉穿透,铆钉的位于内部的头被用作固定的触头且铆钉的位于外部的头被用作外部端子。
这些特征导致了从前述文献DE2644411C2和DE19827113C2中公知的温控开关的实践过的设计。
可替换的是,优选随上部件一起浇注有两个连接电极,两个连接电极中的每一个连接电极与固定的触头中的一个固定的触头以及外部端子中的一个外部端子连接,其中,优选每个连接电极都是平整的金属件,优选在侧部从上部件耸出的各外部端子与金属件一体地形成,其中,还优选连接电极相互平行地放置在上部件中。
这些特征导致了从前述文献DE19708436C2和DE19727197C2中公知的温控开关的同样实践过的设计。
在此,在制造新的开关中的特别的优点在于,连接电极可以在第一步骤中与固定的触头以及外部端子连接,之后,在浇注上部件时注入或包封连接电极。
此外有利的是,“放置在开关旁”的外部端子较好地继续连接,从而简化了新的开关在待保护的电器上的安装。
其它优点从说明书以及附图中得出。
不言而喻,前述的以及接下来还将阐述的特征不仅可以在各个给出的组合中,也可以在其它的组合中使用或单独使用,而不会脱离本发明的保护范围。
附图说明
下面,在附图中示出且在下面详细阐述本发明的实施例。其中:
图1示出了穿过新的开关的示意性的、未按真实比例的纵截面;
图2在如图1的视图中示出了新的开关的另一个实施例;
图3示出了在图1或2中的开关中使用的翻转片的示意性侧视截面图以及仰视截面图;
图4示出了在图1或2中的开关中使用的接触盘的示意俯视图;
图5示出了翻转片和支撑肩部的展开的示意性侧视图,具有在几乎360°上延伸的逐渐升高的不平体;
图6示出了如图5的视图,不过在翻转片和支撑肩部上都具有大量不平体;以及
图7示出了如图5的视图,不过具有在几乎360°上延伸的逐渐下降的不平体。
具体实施方式
在图1中以10表示温控开关,其包括温控的接通机构11,该接通机构安装在壳体12中。
壳体12包括下部件14以及封闭下部件的上部件15,上部件通过下部件14的卷边的边缘16保持在下部件上。在下部件14与上部件15之间设置环17,其支撑在下部件14的凸缘(Absatz)18上且在此处在接通机构11的弹簧翻转片21的边缘19上引导接通机构11的弹簧翻转片21。
接通机构11除了弹簧翻转片21之外还包括双金属翻转片22,其与弹簧翻转片21一起在中心由轴颈状的(zapfenartig)铆钉23穿过,弹簧翻转片和双金属翻转片通过铆钉与接触盘24形式的电流传输节段机械连接。铆钉23具有第一凸缘25,双金属翻转片22以径向和轴向间隙坐落在该第一凸缘上,其中,设置第二凸缘26,弹簧翻转片21同样以径向和轴向间隙坐落在该第二凸缘上。
双金属翻转片22以其环围的边缘27支撑在环围在下部件14内部的肩部28上,其形成了用于边缘27的环形的支撑面。
已经提到的接触盘24向上部件15的方向具有径向环围的接触面29,其与固定的触头31、32配合,固定的触头是铆钉33、34的内头,所述铆钉穿透上部件15且以其外头形成了外部端子35、36。
在图1所示的接通状态下,弹簧翻转片21和双金属翻转片22将接触盘24压向固定的触头31和32,因此,固定的触头31和32通过接触面29相互连接;开关10是闭合的。
如果双金属翻转片22的温度升高到超过其响应温度,则其从示出的凸状翻转到凹状且同时以其边缘27支撑在环17的区域中且克服弹簧翻转片21的力将接触盘24从固定的触头31、32上拉开;该开关10现在是断开的。
迄今描述的开关在DE2644411C2和DE19827113C2中公开。如果现在温度再次降低,从DE2644411C2中公开的开关再次回翻到图1中所示的闭合状态。
如DE19827113C2中公开的开关,上部件15在其内侧面37上具有自保持电阻38,其在固定的触头31、32之间电接通。其它针对自保持电阻38的构造和结构的细节参考DE19827113C2。
在如图2所示的一个可替换的实施例中,温控开关40具有壳体41,图1的接通机构11构建到壳体41中。
壳体41在此包括盘状的下部件42,在下部件的升起的边缘43上设置位于外部的、环围的凹槽44。在下部件的升起的边缘43上支撑具有内肩46的杯状的上部件45。边缘47从内肩46耸出,在边缘47上设置内部环围的凸起48,凸起48与凹槽44嵌接,由此将下部件42与上部件45卡紧。
上部件45由绝缘材料制成,而下部件42同样由绝缘材料制成,但也可以由金属制成,其中,对于由金属制成的下部件来说,得到了开关40在待保护的电器上的改进的热连接。
在上部件45中连接有两个并排放置的连接电极51、52,其分别承载一个焊接上的固定的触头53、54。这两个固定的触头53、54设置在上部件45的内侧面55上。两个连接电极51、52被设计为扁平的金属件且与外部端子56、57一体设计,外部端子在侧部从上部件45突出。
两个固定的触头53、54根据温度通过接触盘24相互连接,如结合图1已经描述的那样。
双金属圆片22在此还以其边缘27在所示接通状态下支撑在下部件42的肩部28上。此外,比在图1中更容易识别的是,弹簧翻转片21以其边缘19周边地在环围的凹槽59中引导,凹槽59形成在肩部46以及边缘43之间。
在图3中以截面的示意侧视图示出了双金属翻转片22,如其在图1和2的接通机构11中应用的那样。
双金属翻转片22比如具有大约为8mm的直径60,其中,其在边缘27与其截球形的***62之间的以61标记的高度大约为0.8mm。
以63和64标记了在边缘27上的两个较小不平体,其导致了在双金属翻转片在图3所示的低温状态与其高温状态(其在图3中以虚线示出)之间换向(umspringen)时双金属翻转片22以一个角度值围绕其以65标记的竖轴旋转。
双金属翻转片22在其低温状态下支撑在肩部28上,而其在其高温状态下支撑在支撑面66上,该支撑面可以与弹簧翻转片21的边缘19一致。如果不设置弹簧翻转片21,则双金属翻转片22以其边缘27相应地支撑在形成支撑面的肩部67上,该肩部67在根据图1的开关中向下指向地设置在环17上且在根据图2的开关中设置在凹槽59中。
不平体63和64在双金属翻转片22中导致了双金属翻转片在肩部28以及支撑面66上的交替支撑中围绕其竖轴65旋转。
为此,仅需要使双金属翻转片22具有至少一个此类不平体63、64。所述不平体63在所示示例中通过从边缘27的否则为平整的环形面68突出的、0.2mm的***以及不平体64通过相应的、0.2mm的凹陷(Rückspringung)形成。
该不平体63比如沿50°的周边上的角度范围69延伸以及不平体64沿80°的周边上的角度范围71延伸,这在图3下部示出,在此处,双金属翻转片22以仰视图示出。
换句话说,边缘27不是平坦的,而是以下述方式“走了样的”,即其不是均匀且平坦地铺在肩部27或支撑面66上。
可替换地或额外地能够以相同的方式将同样在俯视图中成圆形(rund)、优选正圆形(kreisrund)的弹簧翻转片21在其边缘19上设计成具有相应的不平体63、64。
不过对于按照本发明的旋转效应来说,当仅双金属翻转片22在其边缘27上设置至少一个不平体63、64时就已经足够,甚至当双金属翻转片22在其在图1中所示的低温状态下没有以其边缘27支撑在肩部28上、而是不受力时也是足够的。在断开开关时,双金属翻转片以其边缘27到达与在这里形成支撑面的、弹簧翻转片21的肩部19的贴靠,这由于不平体63、64导致双金属翻转片22相对于壳体12旋转。
在图4中还示出了从图1和2中的接通机构11向接触盘24观察的俯视图。
接触盘24与图3所示的双金属翻转片22的竖轴65旋转对称地设计。接触面29围绕竖轴65地位于面向固定的触头的表面72上,该接触面在周边上是封闭的且因此被设计为环形面。表面72在其整个环形面上通过合适的涂层或处理被设计为导电的接触区域,当图1中的两个固定的触头31和32或者图2中的两个固定的触头53和54位于与接触面的贴靠中时,该接触区域将图1中的两个固定的触头31和32或者将图2中的两个固定的触头53和54相互电连接。
如果双金属翻转片22和/或弹簧翻转片21在开关进程中围绕竖轴65旋转,这种旋转通过铆钉23至少部分地还传递到接触盘24上,从而使得该接触盘也在开关进程中围绕竖轴65旋转。这导致了总是有接触面29的不同区域与固定的对接触头31、32;53、54接触。
在图5中在另一个实施例中大大简化且部分地示出了在360°上展开的双金属翻转片22和下部件14的肩部28。双金属翻转片22的边缘27是平坦的,而肩部28配有在其环形面73上凸起的不平体74,该不平体具有在其周向上逐渐升高的支撑面75。不平体74沿340°、即几乎360°的周边区域81延伸。
在图6中在又一个实施例中示出了如图5所示的视图,双金属翻转片22的边缘27和肩部28都配有大量在周向上分布地设置的不平体76、77。不平体76的数量可以与不平体77的数量相同,但这不是必须的且在很多情况下还不是所希望的。
不平体可替换地(如不平体64)还可以被设计为凹入的不平体78,其具有逐渐在周向上向环形面73下方下降的支撑面79。这种实施例在图7中示出。不平体在这里也沿340°的周边区域81(即几乎360°的周向上的角度区域)延伸。当然,周边区域81还可以选择得小于340°、比如180°或270°。
不平体74、78可以同样好地设计在双金属翻转片22的边缘27上,其中,肩部28就具有完全平整的环形面73。
在每次开关进程中,不平体74、76、77、78如不平体63、64那样作用,使得双金属翻转片22在周向上稍微相对于肩部28旋转。在该旋转中,接触盘如上所述随着旋转。
Claims (15)
1.一种温控开关,具有带圆形的翻转片(21、22)的温控的接通机构(11);容纳所述接通机构(11)的壳体(12;41),所述壳体具有一个下部件(12;42)以及一个上部件(15;45);两个在所述上部件(15;45)上设置在其内侧面(37;55)上的固定的触头(31、32;53、54),两个触头中的每一个触头与对应于所述每一个触头的外部端子(35、36;56、57)连接;以及设置在所述翻转片(21、22)上且由所述翻转片移动的电流传输节段(24),其中,所述翻转片(21、22)以其边缘(27、19)支撑在所述开关(10、40)中的支撑面(28、66、67、73)上,用以将所述电流传输节段(24)根据温度按压到与两个固定的触头(31、32;53、54)贴靠和/或从两个固定的触头(31、32;53、54)上抬起,其特征在于,在所述翻转片(21、22)的边缘(19、27)上和/或在针对所述边缘(19、27)的支撑面(28、66、67、73)上设置至少一个不平体(63、64、74、76、77、78),其方式为,所述翻转片(21、22)在每次开关进程中围绕其竖轴(65)旋转。
2.如权利要求1所述的开关,其特征在于,所述翻转片(21、22)是双金属翻转片(22),其机械地与所述电流传输节段(24)连接且将所述电流传输节段在其切换温度以下压向所述固定的触头(31、32;53、54)且在其切换温度以上从所述固定的触头(31、32;53、54)上抬起。
3.如权利要求1或2所述的开关,其特征在于,所述翻转片(21、22)是弹簧翻转片(21),其预紧所述电流传输节段(24),用于贴靠到所述固定的触头(31、32;53、54)上,此外还设置双金属翻转片(22),其将所述电流传输节段(24)在其切换温度以上从所述固定的触头(31、32;53、54)上抬起。
4.如权利要求3所述的开关,其特征在于,所述弹簧翻转片(21)设置在电流传输节段(24)与双金属翻转片(22)之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的开关,其特征在于,所述电流传输节段是大致圆形的接触盘(24),其在其面向所述固定的触头(31、32;53、54)的表面(72)上配有在周向上闭合的接触面(29)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的开关,其特征在于,所述上部件(15)由两个铆钉(33、34)穿透,所述铆钉的位于内部的头被用作固定的触头(31、32)且所述铆钉的位于外部的头被用作外部端子(35、36)。
7.如权利要求1至5中任一项所述的开关,其特征在于,在所述上部件(45)上浇注有两个连接电极(51、52),所述两个连接电极中的每一个连接电极与固定的触头(53、54)中的一个固定的触头以及外部端子(56、57)中的一个外部端子连接。
8.如权利要求7所述的开关,其特征在于,每个连接电极(51、52)都是平整的金属件,优选在侧部从所述上部件(45)耸出的各外部端子(56、57)与所述金属件一体地形成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的开关,其特征在于,所述不平体(63、64、74、76、77、78)包括设计在所述翻转片(21、22)的边缘(19、27)上的凸起(63),所述凸起从所述边缘(19、27)的平整的环形面(68)上突出。
10.如权利要求1至8中任一项所述的开关,其特征在于,所述不平体(63、64、74、76、77、78)包括设计在所述翻转片(21、22)的边缘(19、27)上的凹陷(64),所述凹陷相对于所述边缘(27)的平整的环形面(68)凹入。
11.如权利要求1至10中任一项所述的开关,其特征在于,所述不平体(63、64、74、76、77、78)包括在针对所述翻转片(21、22)的边缘(19、27)的支撑面(28、66、67、73)上形成的凸起(74),所述凸起(74)从所述支撑面(28、66、67、73)的环形面(73)上突出。
12.如权利要求1至11中任一项所述的开关,其特征在于,所述不平体(63、64、74、76、77、78)包括在针对所述翻转片(21、22)的边缘(19、27)的支撑面(28、66、67、73)上形成的凹陷(78),所述凹陷相对于所述支撑面(28、66)的环形面(73)凹入。
13.如权利要求1至12中任一项所述的开关,其特征在于,所述不平体(63、64)在45°至90°的、周边上的角度区域(69、71)上延伸。
14.如权利要求1至12中任一项所述的开关,其特征在于,所述不平体(74、78)在大于180°的周边区域(81)上延伸。
15.如权利要求13所述的开关,其特征在于,所述不平体(74、78)包括在周边上上升或下降的支撑面(75、79)。
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